專利名稱：注塑模具的冷卻與加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注塑模具領(lǐng)域，具體地講是一種注塑模具的冷卻與加熱裝置。
背景技術(shù)：
在注射成型中，模具的溫度直接影響到制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不同。一般注射到模具內(nèi)塑料的溫度為 200-300°C，熔體固化成制品后，從溫度較低的模具中脫模。模具溫度的降低主要依靠在模具內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，將熱量帶走，注塑模具的冷卻時間主要取決于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果，據(jù)統(tǒng)計，模具的冷卻時間約占整個注射循環(huán)周期的2/3，因此縮短注射循環(huán)周期的冷卻時間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵；而對于要求較高模溫(80-120°C )的塑料，若模具較大，散熱面積廣， 有時單靠注入高溫塑料來加熱模具是不夠的，需要設(shè)置加熱裝置，加熱裝置的作用是補償注塑模具在注塑的時候的熱量損失，防止模具內(nèi)的熔融的塑料過早固化。但是，現(xiàn)有技術(shù)的注塑模具冷卻較多的是可用循環(huán)水冷卻，當(dāng)對模具冷卻要求較高時常常采用冷水機(jī)進(jìn)行冷卻；對注塑模具的加熱一般采用電阻、熱油或熱水傳導(dǎo)加熱。 其存在的主要問題如下(1)、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)為完全不同的裝置，如模具需要冷卻時， 使用冷卻系統(tǒng)，模具需要加熱時，使用加熱系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)獨立運行，沒有得到優(yōu)化；(2)、冷卻系統(tǒng)使用一段時間之后，水中的固體沉積物在模具的冷卻回路中易結(jié)垢、降低傳熱效率；、冷卻模具時，水的溫度要升高，模具出入水口存在一定的溫差，容易產(chǎn)生溫度控制不均而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種冷卻均勻、不會在冷卻通道內(nèi)產(chǎn)生污垢的注塑模具的冷卻與加熱裝置，該裝置的冷卻部分和加熱部分是一體的，使對模具的冷卻和加熱在一套裝置中實現(xiàn)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的注塑模具的冷卻與加熱裝置，包括壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流元件、四個換向閥以及連接管路，在注塑模具上設(shè)有冷卻與加熱回路，所述的冷卻與加熱回路上設(shè)有兩個進(jìn)出口，所述的壓縮機(jī)的排氣端連接換向閥I，壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接換向閥II，所述的換向閥I和換向閥II的另外兩個連接端分別與換熱器的一端和第一進(jìn)出口連接，所述的換熱器的另一端與換向閥III和換向閥IV連接，所述的換向閥III和換向閥IV之間串聯(lián)有節(jié)流元件，換向閥III和換向閥IV還與第二進(jìn)出口連接。采用以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)，利用空調(diào)熱泵系統(tǒng)對注塑模具進(jìn)行冷卻和加熱，本發(fā)明又區(qū)別于一般的空調(diào)熱泵系統(tǒng)，四個三通換向閥的設(shè)計能夠較好地控制工質(zhì)(如制冷劑)在連接管路中的流向，并使冷卻與加熱兩個工況下工質(zhì)流向不同的連接管路，方便制冷、制熱的切換，本發(fā)明冷卻與加熱的溫度可控性好，能使得模具冷卻均勻、不會在冷卻通道內(nèi)產(chǎn)生污垢，而且該裝置的冷卻部分和加熱部分是一體的，使對模具的冷卻和加熱在一套裝置中實現(xiàn)。
作為改進(jìn)，所述的換向閥為三通換向閥，該設(shè)計能更好控制工質(zhì)的流向。作為改進(jìn)，所述的冷卻與加熱裝置還包括控制器，所述的控制器與壓縮機(jī)和四個換向閥電連接，這樣，通過控制器控制壓縮機(jī)和換向閥工作，能夠控制壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)的頻率， 及時調(diào)節(jié)換向閥的開閉方向，進(jìn)而調(diào)節(jié)工質(zhì)流量的大小及流向。作為改進(jìn)，所述的節(jié)流元件為毛細(xì)管或膨脹閥，可以根據(jù)注塑模具的大小來選擇合適的節(jié)流元件，當(dāng)模具較小時可以采用毛細(xì)管，當(dāng)模具較大時則采用膨脹閥，即可以根據(jù)制冷(熱)量的大小選擇合適節(jié)流元件。


附圖為本發(fā)明的注塑模具的冷卻與加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示1、壓縮機(jī)，2、換熱器，3、節(jié)流元件，4、連接管路，5、注塑模具，6、冷卻與加熱回路，7、換向閥1，8、換向閥11，9、第一進(jìn)出口，10、換向閥III，11、換向閥IV，12、第二進(jìn)出口，13、堵頭，14、折流板。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖所示，本發(fā)明的注塑模具的冷卻與加熱裝置，包括壓縮機(jī)1、換熱器2、節(jié)流元件3、四個換向閥以及連接管路4，在注塑模具5上設(shè)有冷卻與加熱回路6，所述的冷卻與加熱回路6上設(shè)有兩個進(jìn)出口，所述的壓縮機(jī)1的排氣端連接換向閥17，壓縮機(jī)1的進(jìn)氣端連接換向閥118，所述的換向閥17和換向閥118的另外兩個連接端分別與換熱器2的一端和第一進(jìn)出口 9連接，所述的換熱器2的另一端與換向閥IIIlO和換向閥IVll連接，所述的換向閥10和換向閥IVll之間串聯(lián)有節(jié)流元件3，換向閥IIIlO和換向閥IVll還與第二進(jìn)出口 12連接。所述的換向閥為三通換向閥，當(dāng)然也不限于三通換向閥，也可以采用四通換向閥， 若采用四通換向閥的話，由于比三通閥多了一個連接端，可以對該多出的連接端進(jìn)行另行設(shè)計。所述的冷卻與加熱裝置還包括控制器，所述的控制器與壓縮機(jī)和四個換向閥電連接。所述的節(jié)流元件3為毛細(xì)管或膨脹閥。所述的第一進(jìn)出口和第二進(jìn)出口為注塑模具上工質(zhì)的進(jìn)出口，在制冷的時候，第一進(jìn)出口為出口，第二進(jìn)出口為進(jìn)口，在制熱的時候，第一進(jìn)出口為進(jìn)口，第二進(jìn)出口為出口 ；所述的冷卻與加熱回路為封閉的，由于冷卻與加熱回路在加工的時候，回路的許多位置被打通，故需要采用堵頭13將其封閉，并在回路內(nèi)設(shè)有折流板14，折流板能使工質(zhì)單向流動，并防止回流。本發(fā)明的工作原理1、當(dāng)需要對模具進(jìn)行冷卻時。空調(diào)熱泵系統(tǒng)起著空調(diào)冷卻系統(tǒng)的作用，開啟壓縮機(jī)，工質(zhì)在壓縮機(jī)的作用下，壓力增大，溫度升高，成為高溫高壓的氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入到換熱器內(nèi)，此時換熱器起著空調(diào)冷卻系統(tǒng)的冷凝器作用，工質(zhì)和外界的空氣換熱，將熱量傳遞給空氣后冷卻凝結(jié)為高壓液體，通過節(jié)流元件節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪旱膬上嗷旌衔?，進(jìn)入到模具的冷卻回路中，在冷卻回路中蒸發(fā)，從模具中吸收它所需要的氣化潛熱，此時，模具相當(dāng)于制冷空調(diào)系統(tǒng)的蒸發(fā)器作用。工質(zhì)經(jīng)過冷卻回路變?yōu)榈蜏貧鈶B(tài)的工質(zhì)后進(jìn)入到壓縮機(jī)，如此往復(fù)循環(huán)。工質(zhì)制冷所需要的熱量主要是依靠其自身的氣化潛熱，其溫度基本上沒變化。 如果是用水制冷的話，吸收模具的熱量主要是依靠水的顯熱，模具溫度降低，水的溫度升
尚ο在整個循環(huán)過程中，工質(zhì)在冷卻回路中吸收模具的熱量，從而達(dá)到制冷的目的，換熱器是輸出熱量的設(shè)備，從模具中吸取的熱量連同壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量在換熱器 9中被外界空氣帶走。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功(電能)起了補償作用，使工質(zhì)不斷的從模具中吸熱，并向空氣放熱，從而實現(xiàn)對模具進(jìn)行冷卻。2、當(dāng)需要對模具進(jìn)行加熱時，通過控制器及換向器改變空調(diào)熱泵系統(tǒng)中工質(zhì)的流動方向，此時，空調(diào)熱泵系統(tǒng)起著熱泵的作用。工質(zhì)在壓縮機(jī)作用下，變?yōu)楦邷馗邏旱臍鈶B(tài)工質(zhì)進(jìn)入到冷卻回路中，對模具進(jìn)行加熱，此時模具起著冷凝器的作用，工質(zhì)被模具吸熱后冷卻凝結(jié)為高壓液體，通過節(jié)流元件節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪旱膬上嗷旌衔?，進(jìn)入到換熱器內(nèi)， 工質(zhì)在換熱器蒸發(fā)，從流經(jīng)換熱器中外界的空氣中吸收熱量變?yōu)榈蜏氐蛪旱母烧魵?，進(jìn)入到壓縮機(jī)中，此時，換熱器起著蒸發(fā)器的作用，如此往復(fù)循環(huán)?？刂破魍ㄟ^改壓縮機(jī)變驅(qū)動電源的頻率，可以根據(jù)需要在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得系統(tǒng)制冷量和制熱量在較大范圍內(nèi)得以變化，控制器還可控制工質(zhì)的壓力來調(diào)節(jié)冷卻溫度和加熱溫度。以上僅就本發(fā)明較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權(quán)利要求的限制。本發(fā)明不僅局限于以上實施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化?？傊苍诒景l(fā)明獨立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種注塑模具的冷卻與加熱裝置，包括壓縮機(jī)(1)、換熱器O)、節(jié)流元件(3)、四個換向閥以及連接管路，其特征在于在注塑模具( 上設(shè)有冷卻與加熱回路(6)，所述的冷卻與加熱回路(6)上設(shè)有兩個進(jìn)出口，所述的壓縮機(jī)(1)的排氣端連接換向閥I (7)，壓縮機(jī)(1)的進(jìn)氣端連接換向閥II (8)，所述的換向閥1(7)和換向閥11(8)的另外兩個連接端分別與換熱器O)的一端和第一進(jìn)出口(9)連接，所述的換熱器O)的另一端與換向閥 III(IO)和換向閥IV(Il)連接，所述的換向閥(10)和換向閥IV(Il)之間串聯(lián)有節(jié)流元件 (3)，換向閥III(IO)和換向閥IV(Il)還與第二進(jìn)出口 (12)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑模具的冷卻與加熱裝置，其特征在于所述的換向閥為三通換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑模具的冷卻與加熱裝置，其特征在于所述的冷卻及加熱裝置還包括控制器，所述的控制器與壓縮機(jī)和四個換向閥電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注塑模具的冷卻與加熱裝置，其特征在于所述的節(jié)流元件 (3)為毛細(xì)管或膨脹閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種注塑模具的冷卻與加熱裝置，包括壓縮機(jī)(1)、換熱器(2)、節(jié)流元件(3)、四個換向閥以及連接管路(4)，在注塑模具(5)上設(shè)有冷卻與加熱回路(6)，冷卻與加熱回路(6)上設(shè)有兩個進(jìn)出口，壓縮機(jī)的排氣端連接換向閥I，壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接換向閥II，換向閥I和換向閥II的另外兩個連接端分別與換熱器的一端和第一進(jìn)出口連接，換熱器的另一端與換向閥III和換向閥IV連接，換向閥和換向閥IV之間串聯(lián)有節(jié)流元件，換向閥III和換向閥IV還與第二進(jìn)出口連接。采用本發(fā)明能使得模具冷卻均勻、不會在冷卻通道內(nèi)產(chǎn)生污垢，而且該裝置的冷卻部分和加熱部分是一體的，使對模具的冷卻和加熱在一套裝置中實現(xiàn)。
文檔編號B29C45/73GK102294806SQ20111026962
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者周玲, 饒賓期 申請人:中國計量學(xué)院