專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)成型保護(hù)面技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置。該控溫裝置根據(jù)測溫對象適用于實時監(jiān)測旋轉(zhuǎn)成型過程中任意位置的溫度。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)成型技術(shù)主要適用于加工中、大型尺寸的中空制品，制品具有壁厚均勻、無應(yīng)力、無熔接線等其他加工成型工藝無法取得的優(yōu)點，旋轉(zhuǎn)模具也相對簡單，同一設(shè)備可成型不同形狀和尺寸的產(chǎn)品，也可應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，如有機(jī)材料制品、無機(jī)非金屬材料制品、金屬材料等。大多數(shù)旋轉(zhuǎn)成型企業(yè)分布在歐美國家，美國主要有玩具、箱子、容器和汽車零部件等多數(shù)旋轉(zhuǎn)成型制品，歐洲的旋轉(zhuǎn)成型制品主要是工業(yè)部件、農(nóng)業(yè)用品、汽車部件等，具有廣泛的應(yīng)用前景。溫度的監(jiān)測和控制直接關(guān)系制品質(zhì)量的優(yōu)劣，是影響旋轉(zhuǎn)成型工藝的主要因素。保證模具溫度達(dá)到合適的參數(shù)，才能制造出性能達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品。由于旋轉(zhuǎn)成型加工是一個連續(xù)旋轉(zhuǎn)成型的過程，對旋轉(zhuǎn)成型模具溫度的測定帶來了一定難度，相當(dāng)多的旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備都未配有旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，僅憑制品的外觀來判斷模具溫度的合理性，因此得到的制品質(zhì)量性能離散型很大，而且效率低，能耗大。目前，僅有國外極少數(shù)旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備采用無線測溫裝置，國外專利W09105647A1和US005322654A中分別提到發(fā)明一種無線測溫裝置，國內(nèi)只有專利CN102632577A中發(fā)明一種滾塑設(shè)備無線測溫裝置，CN201442330U中發(fā)明一種無線滾塑模具溫度監(jiān)測裝置，但此項設(shè)備僅是一種想法，并沒有實現(xiàn)產(chǎn)品的實際生產(chǎn)。但由于我國的無線設(shè)備主要由美國、德國等西方國家掌握，而且成本很高，對設(shè)備本身的要求也相當(dāng)?shù)膰?yán)格，故使其無法廣泛使用。因此模具的溫度需要一種更簡易低成本的裝置來監(jiān)測，有效控制旋轉(zhuǎn)成型加工過程的溫度變化。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，本發(fā)明提供了 一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置。該控溫裝置對旋轉(zhuǎn)成型工藝過程中模具內(nèi)外壁的溫度以及物料的溫度進(jìn)行實時監(jiān)測，為控制和調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)成型工藝的溫度提供依據(jù)，也為模具和旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備的設(shè)計提供參考。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案
一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，包括信息采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
所述信息采集系統(tǒng)包括熱電偶和溫度傳感器；所述熱電偶的信號輸出端通過絕熱導(dǎo)線與溫度傳感器連接；
所述數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)包括兩個傳遞單元；
每個傳遞單元包括上球瓦、下球瓦、上球形碳刷、下球形碳刷和彈簧，所述上球瓦和下球瓦均為半球瓦，上球瓦和下球瓦的開口端通過絕緣環(huán)固定對接，在上球瓦上且遠(yuǎn)離開口端設(shè)有一通孔；所述上球形碳刷和下球形碳刷均為半球體，且均設(shè)置在上球瓦和下球瓦圍成的腔體內(nèi)，上球形碳刷的平面和下球形碳刷的平面相對，且上球形碳刷的平面與下球形碳刷的平面上分別設(shè)置絕緣層，在上球形碳刷上的絕緣層與下球形碳刷上的絕緣層之間設(shè)置彈簧；所述上球形碳刷和下球形碳刷的外表面與上球瓦和下球瓦的內(nèi)表面滑動配合；所述溫度傳感器的信號輸出端分別通過導(dǎo)熱線與一傳遞單元的上球形碳刷和下球形碳刷連接，一傳遞單元的上球瓦通過導(dǎo)熱線與另一傳遞單元上的下球形碳刷連接，一傳遞單元的下球瓦通過導(dǎo)熱線與另一傳遞單元上的上球形碳刷連接；
所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為溫度顯示器，另一傳遞單元上的上球瓦和下球瓦通過導(dǎo)熱線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。進(jìn)一步地，該控溫裝置還包括一用于控制旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備模具溫度的設(shè)備溫度控制系統(tǒng)。進(jìn)一步地，所述下球瓦上設(shè)有用于安裝傳遞單元的支撐臂。進(jìn)一步地，所述絕熱導(dǎo)線包括導(dǎo)熱芯線、石綿砂、陶瓷層和耐高溫隔熱層，所述石綿砂包裹在導(dǎo)熱芯線上，陶瓷層包在石綿砂上，耐高溫隔熱層包裹在陶瓷層外。進(jìn)一步地，所述上球形碳刷上的絕緣層與下球形碳刷上的絕緣層之間均布設(shè)置3 5根彈黃。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置具有如下優(yōu)點1、該控溫裝置采用熱電偶、以及特殊結(jié)構(gòu)的絕熱導(dǎo)線和導(dǎo)熱線，有效解決了旋轉(zhuǎn)成型模具溫度難以監(jiān)測的難題，同時有效保證了測溫的環(huán)境和精度。2、該控溫裝置中的傳遞單元巧妙地解決了旋轉(zhuǎn)成型模具因旋轉(zhuǎn)而造成的導(dǎo)線纏繞問題，可替代無線測溫方式，且實現(xiàn)模具三維無擾旋轉(zhuǎn)，不但操作方便，成本低，而且提高了旋轉(zhuǎn)成型的效率，降低能耗。3、該控溫裝置實現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)成型工藝中溫度參數(shù)的監(jiān)測，可在旋轉(zhuǎn)成型工藝中根據(jù)測溫對象實時監(jiān)測旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備任意位置的溫度，有效控制旋轉(zhuǎn)成型加工過程的溫度變化，顯著提高制品的質(zhì)量和性能。


圖1為一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2為信息采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意 圖3為傳遞單元的結(jié)構(gòu)示意 圖4為絕熱導(dǎo)線橫截面的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中1 一信息采集系統(tǒng)；2—數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)；3—數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；4一設(shè)備溫度控制系統(tǒng)；5—溫度傳感器；6—導(dǎo)熱線；7—上球瓦；8—絕緣環(huán)；9—下球瓦；10—彈簧；11—下球形碳刷；12—支撐臂；13—上球形碳刷；14一絕熱導(dǎo)線；15 —熱電偶；16 —絕緣層；17一石綿砂；18—陶瓷層；19—耐聞溫隔熱層；20—導(dǎo)熱芯線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1所示，一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，包括信息采集系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3和一用于控制旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備模具溫度的設(shè)備溫度控制系統(tǒng)4。其中，信息采集系統(tǒng)I包括熱電偶15和溫度傳感器5，如圖2所示。熱電偶15的信號輸出端通過絕熱導(dǎo)線14與溫度傳感器5連接。熱電偶15根據(jù)測溫對象直接固定在旋轉(zhuǎn)成型模具對應(yīng)部位上，隨模具一起在設(shè)定的加工環(huán)境下旋轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)2包括兩個傳遞單元,如圖3所示。每個傳遞單元包括上球瓦7、下球瓦9、上球形碳刷13、下球形碳刷11、彈簧10和用于安裝該傳遞單元的支撐臂12。上球瓦7和下球瓦9均為半球瓦，上球瓦7和下球瓦9的開口端通過絕緣環(huán)8固定對接，在上球瓦7上且遠(yuǎn)離開口端設(shè)有一通孔。上球形碳刷13和下球形碳刷11均為半球體，且均設(shè)置在上球瓦7和下球瓦9圍成的腔體內(nèi)，上球形碳刷13的平面和下球形碳刷11的平面相對，且上球形碳刷13的平面與下球形碳刷11的平面上分別設(shè)置絕緣層16，在上球形碳刷13上的絕緣層16與下球形碳刷11上的絕緣層16之間設(shè)置彈簧10。本實施例中，在上球形碳刷13上的絕緣層與下球形碳刷11上的絕緣層之間均布設(shè)置3 5根彈簧。上球形碳刷13和下球形碳刷11的外表面與上球瓦7和下球瓦9的內(nèi)表面滑動配合，上球形碳刷13和下球形碳刷11通過彈簧10可分別與上球瓦7和下球瓦9緊密接觸，保持良好傳遞信息的作用，旋轉(zhuǎn)成型模具在此方向上可無擾旋轉(zhuǎn)，并不影響信息采集系統(tǒng)工作。支撐臂12固定安裝在下球瓦9上。溫度傳感器5的信號輸出端分別通過導(dǎo)熱線6與一傳遞單元的上球形碳刷13和下球形碳刷11連接，溫度傳感器5將測溫信息通過導(dǎo)熱線6輸送到上球形碳刷13和下球形碳刷11上，一傳遞單元的上球瓦7通過導(dǎo)熱線6與另一傳遞單元上的下球形碳刷11連接，一傳遞單元的下球瓦9通過導(dǎo)熱線6與另一傳遞單元上的上球形碳刷13連接。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3為溫度顯示器，另一傳遞單元上的上球瓦7和下球瓦9通過導(dǎo)熱線6與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3和設(shè)備溫度控制系統(tǒng)4連接，也可通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)3將信息反饋至設(shè)備溫度控制系統(tǒng)4。絕熱導(dǎo)線14的結(jié)構(gòu)如圖4所示，絕熱導(dǎo)線14包括導(dǎo)熱芯線20、石綿砂17、陶瓷層18和耐高溫隔熱層19。石綿砂17包裹在導(dǎo)熱芯線20上，陶瓷層18包在石綿砂17上，耐高溫隔熱層19包裹在陶瓷層18外。導(dǎo)熱芯線20通過絕緣的陶瓷層18保護(hù)，絕熱導(dǎo)線14的導(dǎo)熱芯線20與旋轉(zhuǎn)成型模具測溫點接觸部分導(dǎo)熱，其余部分為絕熱體，在高溫環(huán)境下起到自我保護(hù)作用，從而提高測溫精度。使用該控溫裝置時，將熱電偶15直接固定在模具外表面上，并隨模具一起在高溫下轉(zhuǎn)動；將一傳遞單元上的支撐臂12安裝在從動軸軸承處，另一傳遞單元上的支撐臂12安裝在主動軸軸承處；溫度顯示器固定設(shè)置在旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備外部，在加工環(huán)境外易觀察的位置；設(shè)備溫度控制系統(tǒng)4也安置在旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備外部。還可將傳遞單元安裝在防護(hù)盒內(nèi)，由防護(hù)盒保護(hù)，該控溫裝置可測量范圍為25 400°C。最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，其特征在于包括信息采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述信息采集系統(tǒng)包括熱電偶和溫度傳感器；所述熱電偶的信號輸出端通過絕熱導(dǎo)線與溫度傳感器連接；所述數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)包括兩個傳遞單元；每個傳遞單元包括上球瓦、下球瓦、上球形碳刷、下球形碳刷和彈簧，所述上球瓦和下球瓦均為半球瓦，上球瓦和下球瓦的開口端通過絕緣環(huán)固定對接，在上球瓦上且遠(yuǎn)離開口端設(shè)有一通孔；所述上球形碳刷和下球形碳刷均為半球體，且均設(shè)置在上球瓦和下球瓦圍成的腔體內(nèi)，上球形碳刷的平面和下球形碳刷的平面相對，且上球形碳刷的平面與下球形碳刷的平面上分別設(shè)置絕緣層，在上球形碳刷上的絕緣層與下球形碳刷上的絕緣層之間設(shè)置彈簧；所述上球形碳刷和下球形碳刷的外表面與上球瓦和下球瓦的內(nèi)表面滑動配合；所述溫度傳感器的信號輸出端分別通過導(dǎo)熱線與一傳遞單元的上球形碳刷和下球形碳刷連接，一傳遞單元的上球瓦通過導(dǎo)熱線與另一傳遞單元上的下球形碳刷連接，一傳遞單元的下球瓦通過導(dǎo)熱線與另一傳遞單元上的上球形碳刷連接；所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)為溫度顯示器，另一傳遞單元上的上球瓦和下球瓦通過導(dǎo)熱線與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，其特征在于還包括一用于控制旋轉(zhuǎn)成型設(shè)備模具溫度的設(shè)備溫度控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，其特征在于所述下球瓦上設(shè)有用于安裝傳遞單元的支撐臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，其特征在于所述絕熱導(dǎo)線包括導(dǎo)熱芯線、石綿砂、陶瓷層和耐高溫隔熱層，所述石綿砂包裹在導(dǎo)熱芯線上，陶瓷層包在石綿砂上，耐高溫隔熱層包裹在陶瓷層外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，其特征在于所述上球形碳刷上的絕緣層與下球形碳刷上的絕緣層之間均布設(shè)置3 5根彈簧。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)成型模具控溫裝置，包括信息采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)包括兩個傳遞單元；每個傳遞單元包括上球瓦、下球瓦、上球形碳刷、下球形碳刷和彈簧，上球形碳刷和下球形碳刷設(shè)在上球瓦和下球瓦圍成的腔體內(nèi)并與其內(nèi)表面滑動配合；溫度傳感器的信號輸出端與一傳遞單元的球形碳刷連接，另一傳遞單元上的球瓦與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接。本發(fā)明采用球形碳刷巧妙的解決因旋轉(zhuǎn)成型模具在互相垂直方向上的旋轉(zhuǎn)造成的導(dǎo)線纏繞問題；該控溫裝置可進(jìn)行三維無擾旋轉(zhuǎn)，對旋轉(zhuǎn)成型過程中的溫度變化進(jìn)行實時監(jiān)測，有效避免了導(dǎo)線纏繞問題，從而顯著提高了旋轉(zhuǎn)成型的效率、制品的質(zhì)量及精度，節(jié)約成本。
文檔編號B29C41/52GK103042645SQ20131002652
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者周冕, 王少龍, 李永通, 楊文青 申請人:重慶理工大學(xué)