一种离心浇铸机及其浇铸中的温度控制系统

技术领域

本发明涉及离心转动浇铸技术领域，具体为一种离心浇铸机。

背景技术

现有的浇铸机配备在进行使用时都是手动进行控制装置内部温 度，使装置在进行使用时内部温度控制的准确率底，导致装置在进行 使用时装置在对于超滤组件进行凝胶时会产生影响，且现有的浇铸机 配备在进行使用时内部温度不能有效的针对各种工艺进行温度设置 与调节，使得装置在进行使用时将会导致产品的合格率降低，其实用 性不足。

CN201110336748.5(2012-6-20)公开了一种采用卧式离心浇铸 法制作中空纤维膜组件的方法，然而该工艺未提及温度控制以及相应 的装置改进。

CN109501093A(2019-3-22)公开了一种用于中空纤维膜组件的 离心浇铸装置，然而该装置对温度控制仍然有待改进。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明第一技术目的是提供一种离心浇铸 机，第二技术目的是提供一种超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制系统， 有效的解决现有的离心浇铸机在进行使用时都是手动进行控制装置 内部温度，克服了装置在进行使用时内部温度控制的准确率低而导致 装置在进行使用时装置在对于超滤组件进行凝胶时会产生影响并导 致产品的合格率降低和实用性不足的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的第一技术目的是通过如下的技 术方案实现的：

一种离心浇铸机，包括机体和控制板，所述机体下端均固定连接 有支撑腿，所述机体一侧镶嵌连接有控制板；

所述控制板表面均镶嵌连接有PTC加热器控制按钮，所述控制板 表面镶嵌连接有固态继电器控制按钮，所述控制板的一端活动连接有 合页，所述机体一侧均镶嵌连接有散热口，所述散热口一侧固定连接 有波纹管路，所述波纹管路一侧固定连接有制冷空调；所述机体上端 固定连接有安全防护罩，所述安全防护罩下端固定连接有离心机主梁， 所述离心机主梁下端固定连接有底架，所述底架内侧固定连接有角向 减速机，所述角向减速机上端活动连接有离心旋转盘。

本发明PTC加热器又叫PTC发热体，采用PTC陶瓷发热元件与铝 管组成。该类型PTC发热体有热阻小、换热效率高的优点，是一种自 动恒温、省电的电加热器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机体上端固定连接有安全 防护罩，所述安全防护罩上端均固定连接有握把，所述安全防护罩下 端固定连接有离心机主梁，所述离心机主梁下端固定连接有底架，所 述底架内侧固定连接有角向减速机，所述角向减速机上端活动连接有 离心旋转盘。

作为本发明的一种优选技术方案，所述离心旋转盘上端均固定连 接有超滤膜夹紧装置，所述超滤膜夹紧装置上端固定连接有自动补胶 罐，所述角向减速机一端固定连接有驱动电机。

离心系统主要由驱动电机，角向减速机两部分组成，其中驱动电 机为能量输出部件，角向减速机负责将驱动电机的输出能力方向由水 平改为垂直方向，并带动固定在转转盘上的超滤组件高速旋转，产生 离心力，使灌装在超滤组件两端的环氧树脂向超滤组件两端偏移，随 着时间的增加，逐渐固化，起到封装超滤组件膜丝的作用。

作为本发明的一种优选技术方案，所述超滤膜夹紧装置一侧固定 连接有夹板，所述夹板与连接螺栓为贯穿设置，所述夹板与连接螺栓 内侧固定连接有插销。

作为本发明的一种优选技术方案，所述底架上方设置有减震系统； 所述减震系统包括设置在所述底架上方中央的中心螺栓、套装在所述 中心螺栓上的减震弹簧，以及设置在所述减震弹簧与所述底架接触区 域的缓冲件。

当超滤组件在浇注机中高速旋转离心浇筑时，不能100％保证做 到夹紧时超滤组件重心集中在浇注机中心圆点上，设备在旋转时必定 造会造成组件的震动，为了避免旋转震动造对超滤组件的产品质量影 响，特设置减震系统。减震系统由固定底板，中心连接螺栓，减震弹 簧套装在中心连接螺栓上，在弹簧与底板接触部分设施橡胶减震垫块， 起到进一步缓冲减震作用，由于减震采用中心螺栓+弹簧套接+橡胶减 震垫块组合模式，既能缓冲重力方向的震动，也能缓冲整个浇筑机体 左右，前后的晃动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述制冷空调一侧的波纹管路 贯穿机体表面连通至内部，且制冷空调与波纹管路相结合组成一个风 冷系统。

作为本发明的一种优选技术方案，所述PTC加热器控制按钮与 PTC加热器为电力连接，所述固态继电器控制按钮与固态继电器为电 力连接，所述PTC加热器、固态继电器、触摸屏与控制板为一体设置， 且控制板内侧固定连接有温度探头，并且加热器、固态继电器、温度 探头、PLC与控制板组合成加热系统。

作为本发明的一种优选技术方案，所述安全防护罩上端均固定连 接有握把，所述控制板的一端活动连接有合页。

本发明的第二技术目的是通过如下的技术方案实现的：

一种超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制系统，使用上述的离心浇 铸机，温度控制系统包括超滤组件两端封头的第一温度控制系统、离 心浇铸机配备组成的加热系统形成的第二温度控制系统、以及风冷系 统组成的第三温度控制系统。

通过本发明特定的离心浇铸机从而更好地实现本发明特定的温 度控制系统，有利于超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制，内部温度控 制的准确率高，产品的合格率提高。

作为本发明的一种优选技术方案，所述加热系统由4台PTC加热 器、2台固态继电器、1台PLC、1台触摸屏、一个温度探头控制；触 摸屏设定工艺温度，通过读取温度探头的实际值，PLC和固态继电器 做PID调节，自动加热到所设定的温度；温度控制范围在±2％℃。

通过本发明特定的温度控制系统中的加热系统控制和温度参数 控制，有利于超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制，内部温度控制的准 确率高，产品的合格率提高。

作为本发明的一种优选技术方案，风冷系统的配置是：风冷系统 由一台制冷空调的出风口通过保温波纹管路通至浇铸机内部来达到 降温要求，自动恒温除湿。

作为本发明的一种优选技术方案，第一温度控制系统控制参数为： 超滤膜组件环氧浇铸时间为8小时，温度控制在25摄氏度；室温外 30摄氏度以上采用制热工艺，25摄氏度以下采用加热工艺。

通过本发明特定的温度控制系统中的第一温度控制系统控制参 数，有利于超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制，进一步提高内部温度 控制的准确率，产品的合格率提高。

本发明实施例提供了一种离心浇铸机，具备以下有益效果：

1、该种浇铸机在进行使用时能自动进行控制装置内部温度，使 装置在进行使用时内部温度控制的准确率提高，防止装置在进行使用 时对于超滤组件进行凝胶时所产生影响，且离心浇铸机在进行使用时 内部温度能有效的针对各种工艺进行温度设置与调节，使得装置在进 行使用时将不会导致产品的合格率降低，其实用性强；

2、通过设置温度探头、控制板、PTC加热器控制按钮、触摸屏 与固态继电器控制按钮，使装置在进行使用时通过触摸屏来设置工艺 具体温度数值，当温度数值设定完毕后通过温度探头来探测装置内部 的实际温度情况，随后将温度传输给触摸屏中供人员观看，人员观看 后通过触摸屏表面的PTC加热器控制按钮与固态继电器控制按钮来 控制PTC加热器、固态继电器与PLC进行调节，使得装置在进行设定 后能自动的调节到所需温度值中，并且通过PTC加热器、固态继电器 与PLC使装置的温度控制范围能有效的保持在±2％℃；

3、通过设置制冷空调与波纹管路，使装置内部温度过高进行调 节时，通过触摸屏来进行控制制冷空调的启动，当制冷空调启动后通 过波纹管路来进行传导进机体内部，来达到降温与自动恒温除湿作用， 且还能与加热系统相结合，使得装置能保持有效的保持恒温状态，在 针对不同工艺进行加工时通过制冷系统与加热系统相互结合的优势 组合成一套温控系统，从而使装置在进行使用时能更好的避免温度过 低或者温度过高而导致的凝固不及时与凝固不到位的情况，加强装置 整体使用性；

4、通过本发明特定的离心浇铸机从而更好地实现本发明特定的 温度控制系统，有利于超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制，内部温度 控制的准确率高，产品的合格率提高；

5、通过本发明特定的温度控制系统中的加热系统控制和温度参 数控制，有利于超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制，内部温度控制的 准确率高，产品的合格率提高；

6、通过本发明特定的温度控制系统中的第一温度控制系统控制 参数，有利于超滤膜组件环氧浇铸中的温度控制，进一步提高内部温 度控制的准确率，产品的合格率提高。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分， 与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。 在附图中：

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明机体结构示意图；

图3是本发明图2中A处结构放大示意图；

图4是本发明离心浇铸中的温度控制系统工艺流程图；

图5为本发明超滤组件离心浇注示意图；

图6为本发明离心浇铸机减震系统示意图。

图中：1、机体；2、支撑腿；3、控制板；4、PTC加热器控制按 钮；5、固态继电器控制按钮；6、合页；7、散热口；8、波纹管路； 9、制冷空调；10、安全防护罩；11、握把；12、底架；13、离心机 主梁；14、角向减速机；15、离心旋转盘；16、超滤膜夹紧装置；1601、 夹板；1602、连接螺栓；1603、插销；17、自动补胶罐；18、驱动电 机；19、触摸屏；20、减震系统；201、中心螺栓；202、减震弹簧； 203、缓冲件。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处 所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-6所示，一种离心浇铸机，包括机体1、支撑腿 2和控制板3，机体1下端均固定连接有支撑腿2，机体1一侧镶嵌 连接有控制板3；

控制板3表面均镶嵌连接有PTC加热器控制按钮4，控制板3表 面镶嵌连接有固态继电器控制按钮5，控制板3内侧镶嵌连接有触摸 屏19，远离控制板3的一端活动连接有合页6，机体1一侧均镶嵌连 接有散热口7，散热口7一侧固定连接有波纹管路8，波纹管路8一侧固定连接有制冷空调9，机体1上端固定连接有安全防护罩10。

其中，安全防护罩10上端均固定连接有握把11，安全防护罩10 下端固定连接有离心机主梁13，离心机主梁13下端固定连接有底架 12，底架12内侧固定连接有角向减速机14，角向减速机14上端活 动连接有离心旋转盘15；

本实施例中，通过此种设计，使底架12与离心机主梁13能有效 的固定角向减速机14与内部各零件，使得机体1内部整体架构更加 稳定。

其中，离心旋转盘15上端均固定连接有超滤膜夹紧装置16，超 滤膜夹紧装置16上端固定连接有自动补胶罐17，角向减速机14一 端固定连接有驱动电机18；

本实施例中，通过此种设计，使装置在进行使用时通过离心旋转 盘15旋转来带动自动补胶罐17进行旋转，使得装置在进行浇铸时更 加全面，而超滤膜夹紧装置16能有效的夹紧物体，防止物体滑脱， 在进行浇铸时出现偏差。

其中，超滤膜夹紧装置16一侧固定连接有夹板1601，夹板1601 与连接螺栓1602为贯穿设置，夹板1601与连接螺栓1602内侧固定 连接有插销1603；

本实施例中，通过此种设计，使超滤膜夹紧装置16在进行夹持 物体时通过夹板1601的活动来放大内部空间大小，在通过连接螺栓 1602与插销1603的紧固来使超滤膜夹紧装置16能有效的进行固定。

如图6所示，离心浇铸机还包括减震系统20，底架12上方设置 有减震系统20；所述减震系统20包括设置在所述底架12上方中央 的中心螺栓201、套装在所述中心螺栓201上的减震弹簧202，以及 设置在所述减震弹簧202与所述底架12接触区域的缓冲件203。缓 冲件203可以选择例如橡胶缓冲垫等具有缓冲作用的部件和材料。

当超滤组件在浇注机中高速旋转离心浇筑时，不能100％保证做 到夹紧时超滤组件重心集中在浇注机中心圆点上，设备在旋转时必定 造会造成组件的震动，为了避免旋转震动造对超滤组件的产品质量影 响，特设置减震系统。减震系统由固定底板，中心连接螺栓，减震弹 簧套装在中心连接螺栓上，在弹簧与底板接触部分设施橡胶减震垫块， 起到进一步缓冲减震作用，由于减震采用中心螺栓+弹簧套接+橡胶减 震垫块组合模式，既能缓冲重力方向的震动，也能缓冲整个浇筑机体 左右，前后的晃动。

其中，PTC加热器控制按钮4与PTC加热器为电力连接，固态继 电器控制按钮5与固态继电器为电力连接，PTC加热器、固态继电器、 触摸屏19与控制板3为一体设置，且控制板3内侧固定连接有温度 探头，并且加热器、固态继电器、温度探头、PLC与控制板3组合成 加热系统；

本实施例中，通过此种设计，使装置在进行使用时通过触摸屏 19来设置工艺具体温度数值，当温度数值设定完毕后通过温度探头 来探测装置内部的实际温度情况，随后将温度传输给触摸屏19中供 人员观看，人员观看后通过触摸屏19表面的PTC加热器控制按钮4 与固态继电器控制按钮5来控制PTC加热器、固态继电器与PLC进行 调节，使得装置在进行设定后能自动的调节到所需温度值中。

其中，制冷空调9一侧的波纹管路8贯穿机体1表面连通至内部， 且制冷空调9与波纹管路8相结合组成一个风冷系统。

本实施例中，通过此种设计，使装置内部温度过高进行调节 时，通过触摸屏19来进行控制制冷空调9的启动，当制冷空调9 启动后通过波纹管路8来进行传导进机体1内部，来达到降温与 自动恒温除湿作用，且还能与加热系统相结合，使得装置能保持 有效的保持恒温状态。

常规的人工手动控制温控的方法，很难做到温度的精确。生 产的产品性能差别很大，不能满足大批量生产对工艺温控的要求。 本发明通过温度对超滤组件两端封头的凝胶影响的应用、在浇铸 机配备一套加热系统和一套风冷系统以及加热系统的具体配置可 以有效改善该问题，具体工艺见图4。本发明加热系统由4台PTC 加热器、2台固态继电器、1台PLC、1台触摸屏、一个温度探头 控制。触摸屏设定工艺温度，通过读取温度探头的实际值，PLC和 固态继电器做PID调节，自动加热到所设定的温度；温度控制范 围在±2％℃。风冷系统的配置是：风冷系统由一台制冷空调的出 风口通过保温波纹管路通至浇铸机内部来达到降温要求，自动恒 温除湿。次套温控系统能精确控制超滤组件浇铸的温度，避免温 度过低带来的凝固不及时，密封性差，脱模困难。温度过高引起 的凝固不到位，组件报废等后果。

1、本发明PID是由比列运算(P)、积分运算(I)和微分运算(D) 共同组合作用的简称。其中，比例作用是建立在设定值(SV)上的比例 带操作，

在此带控制变量(MV)与偏差成正比，提供一个无振荡的平滑控制 过程：积分作用是指对阶跃偏差的自动校正过程：比例作用和积分作 用都通过控制结果进行校正，

因此不可避免会产生响应滞后。微分作用弥补了这一缺陷，通过 操作变量与偏差形成的斜坡(微分系数)成比例来进行控制，可加速对 干扰的响应。

AT是带自整定的意思，PID执行时，中断用户事先储存的PID常 数下的PID运算，执行AT后，根据计算出的PID常数开始(重新开 始)PID运算。

参数对于温度系统：P(％)20--60，I(分)3--10，D(分)0.5--3。

2、TPO指的是时分割比例输出，与PID运算指令成套使用，以 输入操作量为基础，将对操作量按操作范围进行分割的值作为任务比， 并将该任务比转换为时分割比例输出，

进行脉冲输出，控制固态继电器(SSR)。

3、超滤膜组件环氧浇铸时间为8小时，温度控制在25摄氏度。 室温外30摄氏度以上采用制热工艺，25摄氏度以下采用加热工艺。

环氧浇铸时的控制工艺：

1、根据不同的温度掌握好环氧端封胶的配比；

2、掌握好环氧端封胶和聚氨酯的浇注高度；

3、环氧端封胶用离心浇注并控制好浇铸时间；

4、浇铸离心机两侧开门，方便组件进出和固定；

5、浇铸离心机加装加热器，减少浇铸时间和提高浇铸质量；

6、聚氨酯用震动平台静态浇注。

铸封材可选用是一种双组分聚氨酯粘合剂的固化产物，所述双组 分为组分A和组分B，其中组分A为端异氰酸酯基聚氨酯预聚物，该 端异氰酸酯基聚氨酯预聚物为己二异氰酸酯和聚己二酸乙二醇酯二 醇以1.5∶1的比例在80℃下反应6小时的产物，组分B为含有活泼 氢组分，该含有活泼氢组分为聚氧化丙烯二元醇，加入催化剂二月桂 酸二丁基锡，用量为总量的0.5‰，双组分聚氨酯粘合剂按下列重量 百分比配制：端异氰酸酯基聚氨酯预聚物：38％，含有活泼氢组分： 62％，混合配制成粘合剂后采用离心浇铸，然后在60℃下固化36小 时。

工作原理：在使用本装置前先检查本装置各部件连接性是否良好， 随后方能进行使用，本装置使用时通过设置温度探头、控制板3、PTC 加热器控制按钮4、触摸屏19与固态继电器控制按钮5，使装置在进 行使用时通过触摸屏19来设置工艺具体温度数值，当温度数值设定 完毕后通过温度探头来探测装置内部的实际温度情况，随后将温度传 输给触摸屏19中供人员观看，人员观看后通过触摸屏19表面的PTC 加热器控制按钮4与固态继电器控制按钮5来控制PTC加热器、固态 继电器与PLC进行调节，使得装置在进行设定后能自动的调节到所需 温度值中，并且通过PTC加热器、固态继电器与PLC使装置的温度控 制范围能有效的保持在±2％℃，其次通过设置制冷空调9与波纹管路 8，使装置内部温度过高进行调节时，通过触摸屏19来进行控制制冷 空调9的启动，当制冷空调9启动后通过波纹管路8来进行传导进机 体1内部，来达到降温与自动恒温除湿作用，且还能与加热系统相结 合，使得装置能保持有效的保持恒温状态，在针对不同工艺进行加工 时通过制冷系统与加热系统相互结合的优势组合成一套温控系统，从 而使装置在进行使用时能更好的避免温度过低或者温度过高而导致 的凝固不及时与凝固不到位的情况，加强装置整体使用性。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖 直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示 的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指 示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造 和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限 定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如， 可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械 连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术 人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护 范围之内。