[發明專利]用于注塑模具的冷卻循環系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201510626355.6
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN105172079B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 梅瓊風;賈敬華;馬智慧;吳會平;葉福田
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;東莞市橫瀝模具科技產業發展有限公司
• 主分類號: B29C45/73
• 分類號: B29C45/73;B29C45/78
• 代理公司: 上海交達專利事務所31201
• 代理人: 王毓理,王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種注塑模具領域的技術，具體是一種用于注塑模具的冷卻循環系統及其控制方法。

背景技術

注塑模具是一種生產塑膠制品的工具，也是賦予塑膠制品完整結構和精確尺寸的工具。注塑成型是批量生產某些形狀復雜部件時用到的一種加工方法，具體指將受熱融化的材料由高壓射入模腔，經冷卻固化后，得到成形品。模具的結構雖然會由于塑料品種和性能、塑料制品的形狀和結構以及注射機的類型等不同原因而千變萬化，但基本結構是一致的。大部分模具結構包含冷卻系統。

注塑模具的冷卻系統設計是模具設計的關鍵內容之一，冷卻系統設計的質量直接決定了產品最終的翹曲變形量及產品表面質量。冷卻不均勻，容易導致注塑產品殘余應力大，翹曲變形嚴重。目前的冷卻系統設計基本依靠設計工程師的經驗以及根據模具結構設計空間來排布冷卻管道。冷卻管道大部分情況下為直管，也有人提出采用隨型管道來提高冷卻效果。但是目前大部分注塑模具采用鋼板模而非鑄造模制造，隨型冷卻管道的制造比較困難。總之，由于制造工藝有限，設計空間位置有限，冷卻管道很難做到結構上完全均勻一致，即現有的冷卻系統很難做到均勻冷卻，使得冷卻效果和模具工程師的設計水平、設計經驗有很大關系。

經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN101960232B，公告日2012.11.7，公開了一種制冷裝置，在空調裝置中設有制冷劑回路，該制冷劑回路包括具有壓縮機、室外熱交換器及室外膨脹閥的室外側回路以及具有室內熱交換器及室內膨脹閥的兩個室內側回路，并進行超臨界制冷循環；在空調裝置中設置有控制各個室內熱交換器的出口制冷劑溫度的控制器；控制器包括閥控制部，該閥控制部對室內膨脹閥的開度進行調節，使各個室內熱交換器的出口制冷劑溫度與所有室內熱交換器的出口制冷劑溫度的平均值之差接近各個室內熱交換器的出口制冷劑溫度的目標制冷劑溫度與平均值之差即目標值。但該技術僅考慮出口溫度，為考慮出口平均溫度與進口平均溫度之差。這導致即使模具各處冷卻速率基本一致，但有可能整體冷卻速度不能滿足要求。產品冷卻不充分，注塑時間增長，殘余應力增大。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種用于注塑模具的冷卻循環系統及其控制方法，通過控制器采集冷卻通道進出口溫度并進行判定，根據差值控制閥門開度，以動態調節流量和循環系統總流量，使注塑模具實現均勻冷卻，并且不需要改變注塑模具形狀。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種用于注塑模具的冷卻循環系統，包括：溫控箱、泵和控制器，其中：溫控箱、泵、所述注塑模具中的冷卻管路與溫控箱構成通路，控制器分別與冷卻管路的入口端、出口端以及泵相連，采集并計算冷卻管路中工質的溫度差，并根據溫度差的大小向調節泵發出控制指令以調節泵的功率，實現流量實時控制。

所述的泵與冷卻管路之間依次設有總控制閥和進口總管接頭。

所述的冷卻管路與溫控箱之間設有出口總管接頭。

所述的冷卻管路包括：至少一條通過所述注塑模具的冷卻支路。

所述的冷卻支路的入口端設有進口控制閥，出口端設有出口溫度傳感器。

所述的進口控制閥與注塑模具之間設有進口溫度傳感器。

本發明涉及上述冷卻循環系統的控制方法，包括以下步驟：

步驟1、進口溫度傳感器和出口溫度傳感器分別將實時采集到的進口溫度數值和出口溫度數值沿溫度傳感器線束傳輸至控制器。

步驟2、控制器通過計算得到進口溫度平均值、出口溫度平均值，分別對流經總控制閥的冷卻液流量和流經注塑模具的冷卻支路流量進行動態調節。

所述的冷卻液流量的動態調節是指：將進口溫度平均值與出口溫度平均值之差與冷卻規范值進行比較，兩者的差值超過進出口溫度限定值時，根據超出的百分比提高泵的功率，同時調整總控制閥的開合度以改變冷卻液流量。

所述的冷卻支路流量的動態調節是指：將出口溫度平均值與各條冷卻支路的出口溫度進行比較，當兩者的差值超過出口溫度限定值時，自動調節對應的冷卻支路的進口控制閥，按超出的比例對應增加進口控制閥的開度，增加對應的冷卻支路流量；當兩者的差值小于出口溫度限定值時，則相應減小對應冷卻支路的進口控制閥的開度，減小對應的冷卻支路流量。

所述的計算，具體是指：其中：進口平均溫度，出口平均溫度，總控制閥開度變化百分比，第i個進口控制閥閥門開度變化百分比，a，b，c均為參數，N為冷卻支路條數，T_{in_i}為第i條冷卻支路進口溫度值，T_{out_i}為第i條冷卻支路出口溫度值。