[發明專利]一種具有熱量回收功能的節能注塑機

在審

• 申請號: 202110668778.X
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113400605A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 楊衛民;宋樂;謝鵬程;丁玉梅
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B29C45/72
• 分類號: B29C45/72;B29C45/73;B29C45/03;B29C45/17;B29B13/02;B29C45/78
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本發明提出一種具有熱量回收功能的節能注塑機，主要包括：注塑機主體、料筒、加熱器、塑化盤管、料斗、換熱筒、換熱盤管、風扇、加熱管、加熱回管、模具、冷卻回管、冷卻管、循環泵、水箱、水箱盤管、熱泵、節流閥、液罐和壓縮機，該裝置基于熱泵的原理，首先將物料傳遞給模具的熱量用冷卻水吸收，之后通過熱泵將冷卻水的熱量傳遞給塑化系統，并提高熱量的品質，用于塑化原料顆粒，從而實現熱能的回收再利用；熱泵還起到給冷卻水降溫的作用，提高了模具的冷卻效率。塑化后的余熱還被用于預熱塑料原料顆粒，進一步提高能量利用效率；通過多級熱泵串聯；達到提升加熱溫度上限的目的；調節節流閥開度，改變介質壓力與沸點，達到精確控溫的目的。

技術領域

本發明涉及塑料成型裝備領域，具體涉及一種具有熱量回收功能的節能注塑機。

背景技術

注塑機是大批量生產具有復雜結構塑料制品的最主要設備，在國民經濟中占有重要地位。高效率的生產要求成型周期盡可能地短，需要不斷將模具冷卻以便塑料盡快凝固成型，這樣就導致大量余熱被白白浪費掉，另一方面，注塑機的塑化系統需要不斷將塑料顆粒加熱塑化，需要消耗龐大的電能，因此這樣的工作模式能源利用效率較低。

為了提高注塑機的能量利用效率，CN208788935U使用熱能電池回收模溫機中散發出的多余熱量，再提供給注塑機的電子系統，但是目前熱電池技術尚不成熟，能量轉化效率很低，只能回收極少量能量；CN109664461A將冷卻注塑機機頭的循環冷卻水引入儲料桶，利用循環水的熱量預熱儲料桶中的塑料原料，從而實現節能的目的，但是由于循環水溫度普遍較低，該方法對原料的預熱效果有限，也只能回收少量能量。由此可見，目前迫切需要一種能夠將模具中塑料制品余熱有效再利用的手段。

發明內容

本發明提出一種具有熱量回收功能的節能注塑機，該裝置基于熱泵的原理，首先將物料傳遞給模具的熱量用冷卻水吸收，之后通過熱泵將冷卻水的熱量傳遞給塑化系統，并提高熱量的品質，用于塑化原料顆粒，從而實現熱能的回收再利用；熱泵還起到給冷卻水降溫的作用，提高了模具的冷卻效率。塑化后的余熱還被用于預熱塑料原料顆粒，進一步提高能量利用效率；通過多級熱泵串聯；達到提升加熱溫度上限的目的；調節節流閥開度，改變介質壓力與沸點，達到精確控溫的目的。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

本發明提出一種具有熱量回收功能的節能注塑機，該裝置主要包括：注塑機主體、料筒、加熱器、塑化盤管、料斗、換熱筒、換熱盤管、風扇、加熱管、加熱回管、模具、冷卻回管、冷卻管、循環泵、水箱、水箱盤管、熱泵、節流閥、液罐和壓縮機，其中，注塑機主體是通用的注塑機，左側是合模機構，右側是塑化機構，除了本專利特別說明的結構，其余結構均與一般的注塑機結構相同；料筒是注塑機主體的螺桿料筒；加熱器是通用的注塑機用電熱圈；料筒的前段和中段與一般注塑機相同，外面套有加熱器；塑化盤管是緊密纏繞的螺旋形的金屬管，從左到右套在料筒的后段上；料斗是注塑機主體的倒錐形的筒狀加料斗；換熱筒是一個金屬圓柱筒，固定在料斗底部，軸向沿著左右方向，且右端與料斗相通；換熱盤管是從左到右螺旋形環繞的金屬管，固定在換熱筒內部，換熱盤管右端與塑化盤管右端連接；風扇是一個電機驅動的風扇，固定在換熱筒左端，且向右吹風朝向換熱筒內部；加熱管、加熱回管都是金屬管，加熱管下端連接塑化盤管最左端，加熱回管下端連接換熱盤管的最左端；模具是通用注塑模具，包含一對內部有冷卻水回路的模具；冷卻回管和冷卻管都是塑料軟管，各有兩根，兩個模具上面的冷卻水路都分別與冷卻回管和冷卻管連接；循環泵是通用水泵，有兩個，兩根冷卻管上各有一個，循環泵輸送水流的方向為從冷卻管流經模具再流經冷卻回管；水箱是一個金屬材質的盛有水的水箱，水箱底部與冷卻回管和冷卻管的另一端連接；水箱盤管是一個金屬盤管，浸沒在水箱的水中；熱泵由節流閥、液罐和壓縮機組成；其中節流閥是一個具有節流功能且節流開度可以細微調節的閥門；液罐是金屬儲液罐，里面充填有在壓力下能液化的制冷介質，并維持在較高壓力下；壓縮機是一個能壓縮制冷介質的壓縮機；節流閥左端連接水箱盤管上端，右端連接液罐，并通過液罐與加熱回管上端連接；壓縮機左端連接水箱盤管下端，右端連接加熱管的上端，壓縮機壓縮方向為從左到右。