專利名稱：集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生裝置，特別是一種集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)，具
體的講就是通過實現(xiàn)蒸汽鍋爐、蒸汽儲存器以及蒸汽控制器等模塊的集成，從而在獲得高質(zhì)量外觀的樹脂聚合物注射成型產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在注塑成型高質(zhì)量外觀的塑料制品時，通過對模具溫度快速變化的控制，是一種常用的工藝方法。由于蒸汽獨特的熱力學(xué)特征、容易實施、以及工藝控制穩(wěn)定，采用蒸汽作為加熱介質(zhì)是最為普遍的。如2008年12月24日公開授權(quán)的中國專利ZL200720075904. 6公開了一種為獲得高質(zhì)量外觀注塑成型件而開發(fā)的控制注塑模具溫度變化的裝置，該裝置為本申請人為已安裝燃?xì)?、燃油蒸汽鍋爐的客戶而開發(fā)的，該裝置要求用戶有大型蒸汽鍋爐、儲汽裝置及蒸汽管道等，在實踐中存在的問題是一是，大中型燃油燃?xì)忮仩t都要求有專門的鍋爐房，離生產(chǎn)現(xiàn)場較遠(yuǎn)，一般都需要很長的蒸汽管道才能將蒸汽接入蒸汽控制器，這樣管路散熱帶來的能耗就不可避免；二是，由于儲汽裝置的散熱不可避免并在儲汽裝置中形成冷凝水，而冷凝水只能通過排污閥定期排除，帶走大量的熱量，而不能回收利用；三是，采用所述的蒸汽進行工藝控制時，對通過模具后的蒸汽沒有被回收，被直接排掉或與冷卻水混合，造成極大的能源浪費；四是，一個大型蒸汽鍋爐生產(chǎn)的蒸汽可通過多個蒸汽控制器分別提供給多付注塑模具使用。但如果只有一付注塑模具生產(chǎn)時，也必須開啟大型蒸汽鍋爐，這不但提高了運行成本，而且不可避免地增控制器加能耗；五是，安裝大型蒸汽鍋爐的手續(xù)復(fù)雜，使用中限制多，造成用戶不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決上述技術(shù)方案的不足，提供一種控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱裝置，該裝置為一種集成系統(tǒng)，同時在使用過程中大幅減少能源消耗。
本發(fā)明目的實現(xiàn)，由以下技術(shù)方案完成
本發(fā)明包括 a、蒸汽發(fā)生及輸送系統(tǒng)包括由補水箱9和一個或多個并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器6和蒸汽儲存器2用管道串聯(lián)連接組成的蒸汽源，蒸汽儲存器2設(shè)置在電加熱蒸汽發(fā)生器6的頂部，每個蒸汽發(fā)生器6與蒸汽儲存器2均有兩個管道連接，其中一個包含單向閥5的管道直接連接在蒸汽儲存器2的底部；通過管道將蒸汽從蒸汽儲存器2的輸出口 100連接到一個管道連接點101，在輸出口 100至管道連接點101之間設(shè)置一個氣動截止閥19 ;從管道連接點101到系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口 25之間用管道連接，并在其中設(shè)置一個連接點102與清掃壓縮空氣連接；通過管道將系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 26與內(nèi)置在補水箱9內(nèi)的換熱器12的接口 16連接，在之間的管道上設(shè)置一個氣動截止閥21，以及在氣動截止閥21和系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 26之間的管道上設(shè)置一個連接點103 ;換熱器12的另一個接口 15通過管道連接到系統(tǒng)介質(zhì)排放接口 27，并在其中的管道上設(shè)置一個連接點104 ;在連接點103和連接點104
3之間用管道連接，并設(shè)置一個氣動截止閥22 ;在系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口 25和系統(tǒng)介質(zhì)返回接口26之間通過管道與注塑模具28中的介質(zhì)通道連接； b、和冷卻水輸送管路，其中包括冷卻水源接口 13、水泵17、氣動截止閥18，按順序連接直至管道連接點101 ; c、和壓縮空氣清掃通路和先導(dǎo)氣體通路，其中包括由壓縮空氣供應(yīng)14、氣動截止閥20通過管路按順序連接，氣動截止閥的20的出口通過管道與管道連接點102連接；以及在壓縮空氣供應(yīng)(14)和氣動截止閥20之間的管路上用管道將壓縮控制分別連接到氣動截止閥18、19、20、2)、22的先導(dǎo)氣體接口上; d、和控制單元23，有可編程處理器和操作界面組成，與氣動截止閥18、19、20、21、22、水泵17的馬達用通訊電纜連接，并與注塑成型機的控制系統(tǒng)24連接交換循環(huán)信號，還與設(shè)置在模具28中靠近型腔/芯腔表面的溫度傳感器29連接來接收溫度信號；
e、和配電箱7，通過電纜分別將電源輸送到電加熱蒸汽發(fā)生器6、水泵17的馬達、控制單元23。 所述的將蒸汽從蒸汽儲存器2的輸出口 100連接到一個管道連接點101的管路0. 3-1.5m;所述的蒸汽儲存器2包括安全閥3、蒸汽壓力表4和輸出接口 100 ;所述的蒸汽儲存器2包括安全閥3、蒸汽壓力表4和輸出接口 100 ;所述的補水箱9包括進水接口 10、浮子開關(guān)11和內(nèi)置換熱器12，其中進水口 10通過管道與冷卻水源接口 13連接。
本發(fā)明的優(yōu)點是，由于本發(fā)明裝置中的電加熱蒸汽發(fā)生器能夠充分利用蒸汽存儲器內(nèi)冷凝水的熱量以及利用系統(tǒng)回水的熱量加熱補水箱內(nèi)換熱器，從而提高補水箱內(nèi)的水溫，可以大幅減少能源消耗。比如生產(chǎn)47"液晶電視前框，與大型鍋爐蒸汽發(fā)生器比較，使用本發(fā)明產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗降低50%，成型周期也有適當(dāng)?shù)目s短。


附圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意具體實施方案 下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)特征及其相關(guān)特征作進一步詳述 如附圖l示，附圖中的標(biāo)號分別表示l-集成系統(tǒng)的機箱框架、2-蒸汽儲存器、3-安全閥、4-蒸汽壓力表、5-單向閥、6-電加熱蒸汽發(fā)生器、7-配電箱、8-電源電纜、9-補水箱、10-進水口、ll-浮子開關(guān)、12-換熱器、13-冷卻水源接口、14-壓縮空氣源接口、15-換熱器接口 、 16-換熱器接口 、 17-水泵、18-氣動截止閥、19-氣動截止閥、20-氣動截止閥、21-氣動截止閥、22-氣動截止閥、23-控制單元、24-注塑成型機控制系統(tǒng)、25-系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口 、26-系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 、27-系統(tǒng)介質(zhì)排放接口 、28-注塑模具、29-溫度傳感器、100-蒸汽儲存器蒸汽輸出口 、 101-管道連接點、102-管道連接點、103-管道連接點、104-管道連接點。 本發(fā)明實施例包括由補水箱9和二個并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器6和蒸汽儲存器2用管道串聯(lián)連接組成，每個蒸汽發(fā)生器6與蒸汽儲存器2均有兩個管道連接，其中一個包含單向閥5的管道直接連接在蒸汽儲存器2上，蒸汽儲存器2設(shè)置在電加熱蒸汽發(fā)生器6的上端，使得存儲器2內(nèi)的冷凝水可以依靠重力流至電加熱蒸汽發(fā)生器6內(nèi)，補水箱9內(nèi)設(shè)置有換熱器12。本實施例的使用，以生產(chǎn)制品為47"液晶電視前面框為例，注塑模具28為一腔模具，靠近外觀表面設(shè)置了四個溫度傳感器29;而模具中的介質(zhì)通道允許蒸汽、冷卻水和壓縮空氣順利通過，以快速加熱和冷卻模具的型腔表面。采用2臺或5臺安裝功率為24kW的電加熱蒸汽發(fā)生器6，并聯(lián)安裝在一個機箱框架上；每臺電加熱蒸汽發(fā)生器都根據(jù)設(shè)定的壓力點自動運行的。在蒸汽發(fā)生器6的背面，掛置一個補水箱9，包括進水口 10、浮子開關(guān)11、內(nèi)置換熱器12，補水箱與每臺蒸汽發(fā)生器6分別連接，提供較高溫度的水。在蒸汽發(fā)生器的頂部放置蒸汽儲存器2，含有安全閥3、蒸汽壓力表4和輸出口 100 ;蒸汽儲存器2與每個蒸汽發(fā)生器6之間均有兩個管道連接，其中一個管道用于將蒸汽發(fā)生器6所產(chǎn)生的蒸汽送至蒸汽儲存器2中，而另外一個含有單向閥5的管道直接連接到蒸汽儲存器2的底部，用于將蒸汽儲存器2中的高溫冷凝水引回蒸汽發(fā)生器，減少水的消耗量和能耗。而從蒸汽輸出口 100經(jīng)過氣動截止閥19再到管道連接點101的管道連接長度為0. 5米；然后直接連接到系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口 口 25，但在連接點101和輸出口 25之間設(shè)置一個連接點102，用于引入清掃壓縮空氣；而輸出接口25與注塑模具28的介質(zhì)通道進口用管道連接，系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 26與注塑模具28的介質(zhì)通道出口連接。從模具返回的蒸汽沿管道、通過氣動截止閥21和換熱器12、然后經(jīng)過系統(tǒng)介質(zhì)排放接口排出到工廠的循環(huán)冷卻塔系統(tǒng)中。蒸汽經(jīng)過換熱器12時，會將大量的熱量傳遞給將要生產(chǎn)蒸汽的冷水中進行預(yù)熱，而殘存在從模具返回的蒸汽中的熱量被再次利用了。補水箱的進水口 IO通過管道與冷卻水源接口 13連接，為提高模具的效率，冷卻水源最好是經(jīng)軟化處理的冷卻水。冷卻水源接口 13同時經(jīng)過管路、水泵17、氣動截止閥18被連接到管道連接點101，與上述蒸汽的路徑聯(lián)通，但會通過控制氣動截止閥18和19在不同的狀態(tài)來實現(xiàn)不同時間送入到模具的介質(zhì)通道中加熱或冷卻模具；冷卻水經(jīng)過模具的介質(zhì)通道后，溫度較低，進入換熱器12的效果不大，可能對補水箱中的水溫負(fù)面效果，因此在系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 26到換熱器12的接口 16之間設(shè)置氣動截止閥21 ;在氣動截止閥21和返回接口 26之間設(shè)置一個管道連接點103，在換熱器12的另一個接口 15至系統(tǒng)介質(zhì)排放接口 27之間設(shè)置管道連接點104 ;將管道連接點103和104用管道連接起來，并在其中設(shè)置一個氣動截止閥22 ;這樣通過控制氣動截止閥21和22的開啟及關(guān)閉時間，實現(xiàn)返回的蒸汽殘能被充分利用。在本發(fā)明的技術(shù)的使用方案中，壓縮空氣一方面作為氣動截止閥的先導(dǎo)氣體；另一方面是作為工藝用氣體，用于在向模具28中的介質(zhì)通道中通蒸汽加熱之前，將模具中的冷卻水吹出，避免蒸汽在水中產(chǎn)生汽爆和能耗大的缺陷。因此本發(fā)明的使用方案中通過壓縮空氣源接口 14、氣動截止閥20，將壓縮空氣連接到管道連接點102，用于工藝清掃。另外，在壓縮空氣源接口 14和氣動截止閥20之間，通過管道將壓縮控制連接到各氣動截止閥的先導(dǎo)氣體接口上，作為各氣動截止閥的開關(guān)驅(qū)動氣源。而從模具返回的空氣或氣水混合物將按照冷卻水的路徑被排放。在本發(fā)明的使用方式中，控制單元23采用PLC以及液晶觸摸屏操作界面。PLC系統(tǒng)通過與注塑成型機的控制系統(tǒng)24的通訊，和接受模具中的溫度傳感器29的實測溫度值，發(fā)出指令控制5個氣動截止閥的開關(guān)，以及水泵馬達的啟停，實現(xiàn)下列的工藝步驟 控制單元23接到注塑機合模開始信號，發(fā)出指令，使閥18關(guān)，閥19開，閥20關(guān)，閥21開，閥22關(guān)。這樣蒸汽儲存器2中的蒸汽被引入到模具的介質(zhì)通道中加熱模具；在此過程中，當(dāng)蒸汽儲存器2中的蒸汽壓力降至設(shè)定值，電加熱蒸汽發(fā)生器6將自動工作，滿足模具對蒸汽的需求；
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當(dāng)溫度傳感器29檢測到溫度到達設(shè)定溫度，控制單元23發(fā)出信號給注塑成型機 的控制系統(tǒng)24，允許注射；注塑機根據(jù)此信號開始射膠； 當(dāng)延時一段時間或注射完畢后，控制單元發(fā)出指令，使閥19關(guān)，18開，20關(guān)，22開， 21關(guān)，水泵17的馬達啟動向模具的介質(zhì)通道中輸送冷卻水，將模具溫度降低到預(yù)設(shè)溫度， 而通過模具中的冷卻水經(jīng)過氣動截止閥22然后從排放接口 27中排出；
當(dāng)溫度傳感器29測得模具溫度降到設(shè)定值，控制單元23向注塑成型機的控制系 統(tǒng)24發(fā)出允許開模信號；同時發(fā)出指令，使閥18關(guān)、19關(guān)、20開、21關(guān)、22開，水泵17的馬 達關(guān)，這樣壓縮空氣將模具28的介質(zhì)通道中的冷卻水吹出；為下一個循環(huán)做準(zhǔn)備；
在上述過程中，蒸汽發(fā)生器6將根據(jù)設(shè)定壓力自動工作，將產(chǎn)生的蒸汽儲存在儲 存器2中。當(dāng)儲存器2中的壓力到達設(shè)定值，蒸汽發(fā)生器處于待機狀態(tài)。由配電箱7提供 蒸汽發(fā)生器6以及控制單元23所需的電源，而配電箱通過電纜8與工廠的電源系統(tǒng)連接。
在本發(fā)明的實施方式中，包括配電箱、蒸汽發(fā)生器、蒸汽儲存器、系統(tǒng)介質(zhì)輸出接 口 ，系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 、控制單元等被集成在一個機箱框架上，方便了安裝和使用，更大的 優(yōu)勢是節(jié)能。相對于ZL200720075904. 6的實施方式，本發(fā)明的實施方式可使所述47〃液晶 電視前框的生產(chǎn)能耗降低50%，成型周期也有適當(dāng)?shù)目s短。 雖然以上已經(jīng)參照附圖對按照本發(fā)明目的的構(gòu)思和實例作了詳盡說明，但本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對本發(fā) 明作出各種改進和變換，而這種改進和變換仍然應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)，其特征是，a、蒸汽發(fā)生及輸送系統(tǒng)包括由補水箱(9)和一個或多個并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器(6)和蒸汽儲存器(2)用管道串聯(lián)連接組成的蒸汽源，蒸汽儲存器(2)設(shè)置在電加熱蒸汽發(fā)生器(6)的頂部，每個蒸汽發(fā)生器(6)與蒸汽儲存器(2)均有兩個管道連接，其中一個包含單向閥(5)的管道直接連接在蒸汽儲存器(2)的底部；通過管道將蒸汽從蒸汽儲存器(2)的輸出口(100)連接到一個管道連接點(101)，在輸出口(100)至管道連接點(101)之間設(shè)置一個氣動截止閥(19)；從管道連接點(101)到系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口(25)之間用管道連接，并在其中設(shè)置一個連接點(102)與清掃壓縮空氣連接；通過管道將系統(tǒng)介質(zhì)返回接口(26)與內(nèi)置在補水箱(9)內(nèi)的換熱器(12)的接口(16)連接，在之間的管道上設(shè)置一個氣動截止閥(21)，以及在氣動截止閥(21)和系統(tǒng)介質(zhì)返回接口(26)之間的管道上設(shè)置一個連接點(103)；換熱器(12)的另一個接口(15)通過管道連接到系統(tǒng)介質(zhì)排放接口(27)，并在其中的管道上設(shè)置一個連接點(104)；在連接點(103)和連接點(104)之間用管道連接，并設(shè)置一個氣動截止閥(22)；在系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口(25)和系統(tǒng)介質(zhì)返回接口(26)之間通過管道與注塑模具(28)中的介質(zhì)通道連接；b、和冷卻水輸送管路，其中包括冷卻水源接口(13)、水泵(17)、氣動截止閥(18)，按順序連接直至管道連接點(101)；c、和壓縮空氣清掃通路和先導(dǎo)氣體通路，其中包括由壓縮空氣供應(yīng)(14)、氣動截止閥(20)通過管路按順序連接，氣動截止閥的(20)的出口通過管道與管道連接點(102)連接；以及在壓縮空氣供應(yīng)(14)和氣動截止閥(20)之間的管路上用管道將壓縮控制分別連接到氣動截止閥(18)、(19)、(20)、(21)、(22)的先導(dǎo)氣體接口上；d、和控制單元(23)，有可編程處理器和操作界面組成，與氣動截止閥(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、水泵(17)的馬達用通訊電纜連接，并與注塑成型機的控制系統(tǒng)(24)連接交換循環(huán)信號，還與設(shè)置在模具(28)中靠近型腔/芯腔表面的溫度傳感器(29)連接來接收溫度信號；e、和配電箱(7)，通過電纜分別將電源輸送到電加熱蒸汽發(fā)生器(6)、水泵(17)的馬達、控制單元(23)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)，其特征是，將蒸汽從 蒸汽儲存器(2)的輸出口 (100)連接到一個管道連接點(101)的管路0.3-1.5m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)，其特征是，所述的蒸 汽儲存器(2)包括安全閥(3)、蒸汽壓力表(4)和輸出接口 (100)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)，其特征是，所述的蒸 汽儲存器(2)包括安全閥(3)、蒸汽壓力表(4)和輸出接口 (100)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式控制注塑模具快速變溫的系統(tǒng)，其特征是，所述的補 水箱(9)包括進水接口 (10)、浮子開關(guān)(11)和內(nèi)置換熱器(12)，其中進水口 (10)通過管 道與冷卻水源接口 (13)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生裝置，特別是一種控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)，具體的講就是通過實現(xiàn)蒸汽鍋爐、蒸汽儲存器以及蒸汽控制器等模塊的集成，從而在獲得高質(zhì)量外觀的樹脂聚合物注射成型產(chǎn)品。本發(fā)明包括蒸汽發(fā)生及輸送系統(tǒng)和冷卻水輸送管路，和壓縮空氣清掃通路和先導(dǎo)氣體通路，和控制單元23，有可編程處理器和操作界面組成和配電箱7組成。本發(fā)明的優(yōu)點是，由于本發(fā)明裝置中的電加熱蒸汽發(fā)生器能夠充分利用蒸汽存儲器內(nèi)冷凝水的熱量以及利用系統(tǒng)回水的熱量加熱補水箱內(nèi)換熱器，從而提高補水箱內(nèi)的水溫，可以大幅減少能源消耗。比如生產(chǎn)47″液晶電視前框，與大型鍋爐蒸汽發(fā)生器比較，使用本發(fā)明產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗降低50％，成型周期也有適當(dāng)?shù)目s短。
文檔編號B29C45/78GK101722638SQ20101030019
公開日2010年6月9日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者唐慶華, 郭金源 申請人:北京中拓機械有限責(zé)任公司