模具溫度控制裝置的製作方法
2023-04-28 03:07:01 1
專利名稱：模具溫度控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種溫度控制裝置，特別是一種用於模具中的溫度控制裝置。
背景技術：
模具製造工藝中，由於不同的成型材料和成型工藝對於溫度的需求不同，模具的溫度直接影響到成型產品的質量和生產效率。
模具溫度及其調節系統對成型產品的質量影響主要表現在以下幾個方面1)產品的尺寸精度。模具的溫度穩定、冷卻速度均勻可減少產品的成型收縮率的波動，是產品減小變形、保證尺寸的根本條件。
2)產品的力學性能。對於結晶型材料而言，結晶度越高，應力開裂傾向越大，從減少應力開裂的角度出發，降低模具溫度是有利的；但對於高黏度無定形材料而言，其應力開裂的傾向與成型件內應力的大小有關，提高模具溫度有助於減小成型件內應力，從而降低可由於內應力而引起的開裂的可能。
3)產品的表面質量。提高模具溫度可改善產品表面光潔度；過低的模具溫度會使產品表面輪廓不清晰，並有明顯的接痕。
由於模具的冷卻過程佔去一個製造循環周期中的大部份時間，故加快模具的生產效率主要取決於縮短模具的冷卻時間。
模具溫度調節既關係到成型產品的質量，又關係到生產效率，因此，必須根據要求使模具溫度控制在一個合理的範圍內，以達到高品質和高效率。
通常大批量模具生產系統中需提供一模具溫度控制裝置，控制模具的整體加熱和冷卻循環過程。現有的模具溫度控制裝置通常採用油作為熱媒，以電熱方式加熱熱媒，而冷卻方式則使用水作為冷媒。傳統的模具溫度控制裝置99如圖1所示。該模具溫度控制裝置99包括第一、第二電磁閥98、97，分別控制模具加溫和冷卻過程，模具溫度升高和降低分別由電熱塊96和熱交換盤管95實現。電熱塊96兩端通過第一電磁閥98與控制面板94連接，控制面板94通過控制第一電磁閥98的通斷來控制電熱塊96兩端的電壓，實現加熱或斷電。同樣，控制面板94控制與熱交換管95的進水口連接的第二電磁閥97的通斷來控制冷卻水是否進入熱交換盤管95中。操作人員通過控制面板94控制第一第二電磁閥98、97，實現加熱或冷卻過程。
然而，傳統的模具溫度控制裝置99採用電熱方式加熱，能量消耗極大，不僅包括加熱時電熱塊消耗的電能，還包括製作冷卻水時所消耗的能源。
發明內容有鑑於此，有必要提供一種節省能源的模具溫度控制裝置。
一種模具溫度控制裝置，包括一加熱迴路及一控制單元。該加熱迴路內具有可循環流動的流體，該流體在加熱迴路中循環流動將熱量傳遞至模具。該控制單元與加熱迴路連接並發出控制信號控制上述加熱迴路的加熱動作。該加熱迴路採用太陽能作為加熱源。
與現有技術相比，所述模具溫度控制裝置利用可再生能源太陽能作為加熱熱源，以取代現有技術中的電熱源等非再生能源熱源，不僅可節約非再生能源減少資源浪費，還能減少非再生能源所帶來的汙染保護地球環境。
圖1是傳統的模具溫度控制裝置的示意圖。
圖2是本發明的較佳實施方式模具溫度控制裝置的加熱迴路的示意圖。
圖3是圖2中加熱迴路的集熱器的結構圖。
圖4是本發明的較佳實施方式模具溫度控制裝置的冷卻迴路的示意圖。
圖5是本發明的較佳實施方式模具溫度控制裝置的示意圖。
具體實施方式圖2所示為本發明的較佳實施方式模具溫度控制裝置100(如圖5所示)的加熱迴路1。該加熱迴路1包括一第一電磁閥12、一第一盤管14、一第一單向閥16及一集熱器18，上述各組件依次通過流體傳輸管道串聯成循環迴路。加熱迴路1中通以加熱流體10，加熱流體10在加熱迴路1中循環流動，帶動熱量傳導。
第一電磁閥12為整個加熱迴路1的開關，控制加熱迴路1中加熱流體10流通與否。第一盤管14為置於需加熱的模具(圖未示)內的部份，相當於整個加熱迴路1的放熱段。第一盤管14設計成螺旋結構，使第一盤管14與模具之間的接觸面積增大，從而第一盤管14內的加熱流體10可與需加熱的模具間接接觸面積及接觸時間增加，更利於熱量傳導使模具更加充分受熱。第一單向閥16為單向導通組件，控制加熱迴路1中加熱流體10為單一流動方向流動。
集熱器18為加熱迴路1中的吸熱段，其置於可接受陽光直接照射的地方以吸收太陽能。請參閱圖3，該集熱器18包括吸熱板82、吸收膜84、保溫材料86及透明面蓋88等幾大部份。吸熱板82表面鍍有具高吸收率、低放射率光學特性的吸收膜84，以吸收太陽輻射的能量。吸熱板82上鋪設有複數平行管路(未標示)，由集熱器18輸入端進入的加熱流體10通過該複數平行管路將吸熱板82上所吸收的能量傳輸至集熱器18輸出端。吸熱板82的側面和底部並非陽光直接照射，故其獲得的能量有限。為降低吸熱板82側面和底部的熱量損失，吸熱板82的側面和底部包覆有保溫材料86。由於吸熱板82吸收太陽能量，故其表面溫度極高。為降低吸熱板82表面與其上方空氣之間熱傳導或熱對流能量損失，因此吸熱板上方以透明面蓋88與大氣隔離。同時，該透明面蓋88也能隔絕外界固體雜質，防止固體雜質覆蓋吸熱板82表面，從而影響吸熱板82的吸熱性能。該透明面蓋88通常可採用強化玻璃製成。
該集熱器18的加熱流體10循環系統可採用溫差環流式或強制循環式。溫差環流系統為利用重力學原理使加熱流體10在集熱器18與蓄水箱(圖未示)之間形成自然迴路。蓄水箱放置於集熱器18的上部或側面，集熱器18內的加熱流體10受熱升至蓄水箱頂部，其底部的溫度較低的加熱流體10自然流進集熱器18，集熱器18與蓄水箱之間構成循環迴路。強制循環系統使用水泵(圖未示)連接集熱器18與蓄水箱，利用水泵在集熱器18與蓄水箱之間構成強制循環。
請同時參閱圖2和圖3，當需對模具進行加熱時，開啟第一電磁閥12，集熱器18內受熱的加熱流體10通過其輸出端輸出至第一盤管14內。熱的加熱流體10通過第一盤管14將其熱量傳導至需加熱的模具上。流出第一盤管14的加熱流體10經過對模具的間接熱傳導，其溫度降低，冷卻的加熱流體10通過第一單向閥16再次進入集熱器18的輸入端進行加熱。通過如此循環即可將模具溫度升高至理想溫度。
請參閱圖4，其為本發明較佳實施方式的冷卻迴路2示意圖。該冷卻迴路2包括一第二電磁閥22、一第二盤管24、一第二單向閥26及一熱交換器28。
第二電磁閥22為整個冷卻迴路2的開關，控制冷卻迴路2中冷卻流體20流通與否。第二盤管24為置於模具內部份，相當於整個冷卻迴路2的吸熱段。第二盤管24與第一盤管相似，設計成螺旋結構，使第二盤管24與模具之間的接觸面積增大，從而第二盤管24內的冷卻流體20可與模具間接接觸面積及接觸時間增加，更利於熱量傳導使模具更加易於散熱。第二單向閥26為單向導通組件，控制冷卻迴路2中冷卻流體20為單一流動方向流動。
熱交換器28為冷卻迴路2中的放熱段，其置於模具外以將冷卻流體20從模具內攜帶出來的熱量散去。本實施方式中的熱交換器28為鰭管式熱交換器，每一段鰭管兩端採用180度回彎首尾相連。同樣這種設計可增加冷卻流體20在鰭管內流動的路程，使冷卻流體所攜帶的熱量能夠更充分發生熱交換。
當需對模具進行冷卻時，開啟第二電磁閥22，第二盤管24內受熱的冷卻流體20帶走模具內的熱量，並輸出至熱交換器28內。熱的冷卻流體20通過熱交換器28將其熱量與其它媒質發生交換，從而使冷卻流體20溫度降低。流出熱交換器28的冷卻流體20經過冷卻後再次回到第二盤管24內帶走模具的熱量，如此多次循環，模具內溫度可降低至理想溫度。
請參閱圖5，其為本較佳實施方式模具溫度控制裝置100的的整體示意圖。該模具溫度控制裝置100除包括上述加熱迴路1和冷卻迴路2外，還包括一控制單元3。該控制單元3具有一控制面板32，且分別與第一、第二電磁閥12、22相連。操作者通過操作控制面板32發出一控制信號，該控制信號可控制第一、第二電磁閥12、22的通斷。
另外，為滿足陰雨天氣時或太陽能源不足時的使用需求，該控制單元3還設置有一電熱加熱塊36，該加熱塊36作為該模具溫度控制裝置100的輔助加熱源通過一第三電磁閥38與控制面板32相連。
為更精確控制模具溫度，該控制單元3內同時設置有一熱電偶34同時與模具及控制面板32相連，該熱電偶34用於感測模具內溫度數值，並將該感測結果顯示於控制面板32上。操作者通過控制面板32上顯示的溫度數值對模具內溫度進行控制。當需對模具加熱時，操作者操作控制面板32上的按鍵啟動第一電磁閥12，通過加熱流體10的熱量傳遞對模具進行加熱。第三電磁閥38可在特殊情況下選擇性啟動，利用加熱塊36對模具加熱。當需對模具進行冷卻時，操作者同樣操作控制面板32上的按鍵從而啟動第二電磁閥22，通過冷卻流體20的熱量交換對模具進行冷卻。
權利要求
1.一種模具溫度控制裝置，包括一加熱迴路及一控制單元，該加熱迴路內具有可循環流動的流體，該流體在加熱迴路中循環流動將熱量傳遞至模具，該控制單元與加熱迴路連接並發出控制信號控制上述加熱迴路的加熱動作，其特徵在於該加熱迴路採用太陽能作為加熱源。
2.如權利要求1所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該加熱迴路包括一集熱器，該集熱器用於吸收太陽能。
3.如權利要求2所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該加熱迴路還包括一螺旋型第一盤管，上述集熱器與第一盤管串聯，該第一盤管設置於模具內將集熱器所吸收的熱量傳遞至模具。
4.如權利要求3所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該集熱器包括一吸熱板及一吸收膜，該吸收膜鍍於吸熱板表面，該吸收膜由具有高吸收率、低放射率光學特性的材質製成。
5.如權利要求4所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該集熱器還包括一保溫材料，該保溫材料設置於吸熱板的側面及底部。
6.如權利要求5所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該集熱器進一步包括一透明面蓋，該透明面蓋覆蓋於吸熱板表面。
7.如權利要求3所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該模具溫度控制裝置進一步包括一冷卻迴路，該冷卻迴路內具有可循環流動的流體，該冷卻迴路通過流體循環流動以熱量交換形式進行散熱。
8.如權利要求7所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該冷卻迴路包括一熱交換器及一螺旋型第二盤管，該第二盤管設置於模具內，並與上述熱交換器串聯，該熱交換器為鰭管式熱交換器。
9.如權利要求8所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該模具溫度控制裝置還包括一第一單向閥和一第二單向閥，該第一單向閥控制加熱迴路中流體沿單一方向流動，該第二單向閥控制冷卻迴路中流體沿單一方向流動。
10.如權利要求9所述的模具溫度控制裝置，其特徵在於該模具溫度控制裝置進一步包括一熱電偶，該熱電偶用於感測模具溫度，並將感測結果傳遞至上述控制單元。
全文摘要
一種模具溫度控制裝置，包括一加熱迴路及一控制單元。該加熱迴路內具有可循環流動的流體，該流體在加熱迴路中循環流動將熱量傳遞至模具。該控制單元與加熱迴路連接並發出控制信號控制上述加熱迴路的加熱動作。該加熱迴路採用太陽能作為加熱源。該模具溫度控制裝置利用可再生能源太陽能作為加熱熱源，以取代現有技術中的電熱源等非再生能源熱源，不僅可節約非再生能源減少資源浪費，還能減少非再生能源所帶來的汙染，保護地球環境。
文檔編號F24J2/04GK1912789SQ20051003658
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月12日 優先權日2005年8月12日
發明者李欣和 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司