CN102225612B - 一种用于塑料注射模具的温度控制装置 - Google Patents

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本发明公开了一种用于塑料注射模具的温度控制装置，其特征是：主要由流量调节单元和驱动单元组成，流量调节单元包括由阀体与阀芯组成的三通机构，三通机构中的两个出口的开口大小受阀芯转动角度的控制而相互成反比例关系，阀芯的调节端配装有齿轮；驱动单元包括设有导热体的气缸，气缸的开口端配装有齿条活塞；齿条活塞上的齿条与齿轮啮合。本装置的优点是结构简单、成本低、全机械结构，不需任何电子元器件，可靠性高，并且安装、使用和维护均十分方便。

Description

一种用于塑料注射模具的温度控制装置
技术领域
本发明涉及塑料注射成型工艺，特别是一种用于塑料注射模具的温度控制装置。
背景技术
塑料注射模具或称注塑模具是塑料成型的关键设备之一，由于其在生产过程中不断吸收塑料熔体的热量而导致温度不断升高，而模具内过高的温度将导致制品无法定型。但是，模具内温度过低则会产生熔体充填不足、制品表面流纹过多等缺陷。因此，要保证注射成型的顺利进行，必须采用合适的方法和装置将模具的温度控制在一定的范围之内。比如，聚氯乙烯塑料在注射成型时，通常将模具的表面温度控制在55～65℃之间。
在塑料注射成型工艺中，注射模具温度控制最常用的方法是：在模具内开设尽量多的冷却通道连通冷却水，依靠冷却水的流动将热量带走，从而将模具的温度控制在一定的范围之内。冷却水流的流通、断开及流量的大小，现有技术通过温度传感器、单片机、电磁阀等一系列复杂的电子元器件来控制，采用这种方法存在成本较高、可靠性低等不足。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种结构简单、成本低、可靠性高，全机械式的用于塑料注射模具的温度控制装置。
实现本发明目的的技术方案是：
一种用于塑料注射模具的温度控制装置，主要由流量调节单元和驱动单元组成，流量调节单元包括由阀体与阀芯组成的三通机构，三通机构中的两个出口的开口大小受阀芯转动角度的控制而相互成反比例关系，阀芯的调节端配装有齿轮；驱动单元包括设有导热体的气缸，气缸的开口端配装有齿条活塞；齿条活塞上的齿条与齿轮啮合。
所述的驱动单元还包括限位板、调节筒和弹簧，弹簧的一端与齿条活塞连接，另一端设置在调节筒内，调节筒与限位板螺接。
所述的流量调节单元和驱动单元通过转接板连接为一体，转接板的中部设有穿过齿条活塞的通孔，气缸固装在转接板上，转接板与阀体固接。
使用时，导热体与模具的模板紧密靠接，三通机构的入水口与冷却水管连通，一个出口与模具的冷却通道连接，另一个出口与水箱或水塔连接；气缸内为压缩空气。
本装置的工作原理是；导热体随模具温度的变化而变化，促使气缸内压缩空气的压力产生变化，并结合弹簧的作用以驱动齿条活塞往复运动；运动的齿条驱动与之啮合的齿轮转动，转动的齿轮带动阀芯同步转动，从而使阀体上两个出口的开口大小产生变化，导致流经模具的冷却水的流量随之变化，流量的变化导致其所带走的热量亦随之变化，最终将模具温度控制在预定的范围内。
本发明的优点是：
1、结构简单，制造成本低，安装、使用和维护均十分简便；
2、导热体一端紧贴模具的模板，直接作用于气缸内的压缩空气，减少了中间转换环节，灵敏度高；
3、全机械结构，不需要任何电子元器件，可靠性高；
4、适应温度范围广，通过调节弹簧的松紧程度，可以控制齿条活塞的初始位置和终点位置，从而调整连接模具冷却通道出口的最小和最大截面积，进而控制进入模具内冷却水的最大和最小流量，从而可以间接设定模具的最高和最低温度。
附图说明
图1为实施例的整体结构示意图；
图2为实施例中流量调节单元结构示意图；
图3为实施例中驱动单元结构示意图。
图中，1.阀体  2.阀芯  3.盖板  4.齿轮  5.限位板  6.调节筒  7.弹簧  8.齿条活塞9.转接板  10.气缸  11.密封圈  12.导热体  13.第一出口  14.第二出口  15.冷却水入水口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步详细说明，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1、图2、图3，一种用于塑料注射模具的温度控制装置，主要由流量调节单元和驱动单元组成，流量调节单元包括由阀体1与阀芯2组成的三通机构，三通机构中的第一出口13和第二出口14的开口大小受阀芯2转动角度的控制而相互成反比例关系，阀芯2的调节端配装有齿轮4；驱动单元包括设有导热体12的气缸10，气缸10的开口端配装有齿条活塞8；齿条活塞8上的齿条与齿轮4啮合。
驱动单元还包括限位板5、调节筒6和弹簧7，弹簧7的一端与齿条活塞8连接，另一端设置在调节筒6内，调节筒6与限位板5螺接。
流量调节单元和驱动单元通过转接板9连接为一体，转接板9的中部设有通孔，齿条活塞8穿过通孔，气缸10固装在转接板9上，转接板9与阀体1固接。
阀芯2通过盖板3设置在阀体1内，盖板3通过螺钉固定在阀体1上，防止阀芯2在工作时窜出阀体1。
限位板5通过螺钉固定在盖板3上。
所述的三通机构中，阀体1的上、下端面和两侧面分别设有四个相互贯通的通孔，其中上端面的通孔用于与阀芯2配装，两侧面的两个通孔和下端面的通孔形成一个可由阀芯2调节两个出口的开口大小的分流阀，两侧面的两个通孔为第一出口13和第二出口14，下端面的通孔为冷却水入水口15。
导热体12通过密封圈11与气缸10固装，以避免漏气，导热体12为导热系数高的金属材料，如纯铜或银。
气缸10缸体和齿条活塞8为导热系数极低的非金属材料，如尼龙。
使用前，气缸10内充上压缩空气，调整调节筒6的位置，齿条活塞8带动阀芯2转动，将阀芯2的转角调整到第一出口13处于全开、第二出口14处于关闭状态，该装置通过螺钉与塑料注射模具装配，保证导热体12与模具的模板紧密靠接，使之接触良好，减少热传递的损失，冷却水入水口15与冷却水管连通，第二出口14与模具的冷却通道连通，第一出口13与水箱或水塔连通，此时，冷却水全部经过第一出口13而直接回到水箱。
塑料注射模具注射成型开始后，随着塑料熔体不断进入模具，模具温度升高，导热体12的温度也随之同步升高，气缸10内的压缩空气也随之升温而膨胀，从而推动齿条活塞8克服弹簧7的作用力而往左移动，并驱动与之啮合的齿轮4作逆时针转动，转动的齿轮4带动与其同轴的阀芯2也作逆时针转动，从而使阀体1上的第一出口13的开口大小逐步变小、第二出口14的开口大小逐步增大，结果是冷却水开始经过第二出口14进入模具冷却通道内实现对模具的冷却。模具温度如继续升高，压缩空气的压力就越大，齿条活塞8就继续往左移动，齿轮4和阀芯2继续做逆时针转动，阀体1上的第一出口13的开口大小就越小、第二出口14的开口大小就继续增大，进入的模具内的冷却水的流量就越大，冷却水从模具带走的热量越多，直至模具的温度开始下降。
随着模具温度的下降，导热体12的温度随之下降，气缸10内的压缩空气随之降温，从而导致膨胀压力降低，齿条活塞8在弹簧7的作用下往右运动，驱动齿轮4和阀芯2作顺时针转动，从而使阀体1上第一出口13的开口大小变大、第二出口14的开口大小变小，导致进入模具内的冷却水流量减少，冷却水从模具带走的热量减少，直至模具的温度回升。
上述过程反复动态进行，最终将模具温度稳定在预定范围之内。

Claims (1)

1.一种用于塑料注射模具的温度控制装置，主要由流量调节单元和驱动单元组成，其特征是：流量调节单元包括由阀体与阀芯组成的三通机构，三通机构中的两个出口的开口大小受阀芯转动角度的控制而相互成反比例关系，阀芯的调节端配装有齿轮；驱动单元包括设有导热体的气缸，气缸的开口端配装有齿条活塞，齿条活塞上的齿条与齿轮啮合；驱动单元还包括限位板、调节筒和弹簧，弹簧的一端与齿条活塞连接，另一端设置在调节筒内，调节筒与限位板螺接；流量调节单元和驱动单元通过转接板连接为一体，转接板的中部设有穿过齿条活塞的通孔，气缸固装在转接板上，转接板与阀体固接。
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