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DE19654531C1 - Cooling device for cooling heat carriers in tempering units, e.g. for moulds or extruders - Google Patents

Cooling device for cooling heat carriers in tempering units, e.g. for moulds or extruders

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DE19654531C1
DE19654531C1 DE19654531A DE19654531A DE19654531C1 DE 19654531 C1 DE19654531 C1 DE 19654531C1 DE 19654531 A DE19654531 A DE 19654531A DE 19654531 A DE19654531 A DE 19654531A DE 19654531 C1 DE19654531 C1 DE 19654531C1
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Germany
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cooling
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Johann Kaa
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Abstract

A cooling device for cooling heat carriers in tempering units used to temper moulds, extruders etc., comprises a pressure vessel (8) and a pump (11) which advances the heat carrier to an additional container (12) or heat exchanger, where it is cooled and then returned to the vessel (8). When the tempering unit is selected to 'cool', the connection is made to the cooling unit and additional container. In pauses during cooling, there is no thermal connection between the heat carrier of the primary circuit (1) and the cooling unit (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Temperiergeräte bei Gußformen insbesondere Spritz- oder Druckgußformen.The invention relates to a cooling device for temperature control devices in molds, in particular injection or die casting molds.

Aus der DE-Zeitschrift "Giesserei" 60, 1973, Heft 25, Seite 794-799 sind Temperiergeräte, die zum Heizen oder Kühlen von Spritzguß- und Druckgußformen, verwendet werden, und für den Betrieb mit Wasser oder einem anderen Wärmeträger über 90° Celsius geeignet sind, bekannt, die nach folgendem Prinzip arbeiten:
In einem Behälter (8), welcher unter Druck gesetzt werden kann, befindet sich der zu erwärmende oder der zu kühlende Wärmeträger (z. B Wasser), eine Heizvorrichtung (6) und eine Kühlvorrichtung (7). Der Wärmeträger wird mittels Heizung (6) auf eine an der Regelung eingestellten Temperatur (z. B. 140° Celsius) erwärmt. Eine Pumpe (5) befordert den Wärmeträger zum Verbraucher (4), temperiert diesen, und befordert diesen Wärmeträger zum Druckbehälter (8) zurück. Gibt der Verbraucher (4) während des Betriebes Wärme ab, so öffnet die Regelung ein Magnetventil (9), wobei Kaltwasser oder ein anderer Wärmeträger aus dem Betriebskühlnetz (2) durch die Kühlschlange (7) fließen kann, und dadurch den Wärmeträger im Primärkreislauf (1) auf die gewischte Temperatur abkühlt. Danach schließt das Magnetventil (9) wieder.From the DE magazine "Giesserei" 60, 1973, number 25, page 794-799 are temperature control units which are used for heating or cooling injection molds and die-casting molds, and for operation with water or another heat transfer medium above 90 ° Celsius are known, who work according to the following principle:
In a container ( 8 ) which can be pressurized there is the heat carrier to be heated or cooled (e.g. water), a heating device ( 6 ) and a cooling device ( 7 ). The heat transfer medium is heated to a temperature set on the control (e.g. 140 ° Celsius) by means of heating ( 6 ). A pump ( 5 ) sends the heat transfer medium to the consumer ( 4 ), tempers it, and sends this heat transfer medium back to the pressure vessel ( 8 ). If the consumer ( 4 ) gives off heat during operation, the control opens a solenoid valve ( 9 ), whereby cold water or another heat carrier from the service cooling network ( 2 ) can flow through the cooling coil ( 7 ), and thereby the heat carrier in the primary circuit ( 1 ) cools down to the wiped temperature. Then the solenoid valve ( 9 ) closes again.

Nach diesem Abkühlen verbleibt jedoch das Kühlmedium aus dem Betriebskühlnetz (2) in der Kühlvorrichtung (7), welches sich rasch auf die Temperatur des Wärmeträgers im Druckbehälter (8) erwärmt, und zuverdampfen beginnt. Die im Wärmeträger gelösten Stoffe. insbesondere mineralische Bestandteile und Schmutzpartikel schlagen sich in den Windungen der Kühlvorrichtung (7) nieder. Durch die ständigen Ablagerungen wird der Querschnitt der Kühlvorrichtung vermindert, bis eine Abkühlung nicht mehr möglich ist. After this cooling, however, the cooling medium from the operating cooling network ( 2 ) remains in the cooling device ( 7 ), which quickly warms up to the temperature of the heat transfer medium in the pressure vessel ( 8 ) and begins to evaporate. The substances dissolved in the heat transfer medium. In particular, mineral constituents and dirt particles are deposited in the windings of the cooling device ( 7 ). Due to the constant deposits, the cross-section of the cooling device is reduced until cooling is no longer possible.

Ein weiteres Problem dieser Temperiergeräte liegt darin, das die Magnetventile (9), welche zum Öffnen und Schließen des Kühlwasserzuflusses (2) verwendet werden, durch Ablagerungen der gelösten Stoffe an der Dichtung undicht werden. Durch das undichte Ventil (9) gelangt ständig etwas Wasser in die Kühlvorrichtung (7), welches dort verdampft, und das Verjüngen des Leitungsquerschnittes der Kühlvorrichtung (7) beschleunigt. Das undichte Magnetventil (9) kann auch zu einem unkontrollierten und zu großen Abkühlen des Wärmeträgers im Druckbehälter (8) des Temperiergerätes führen. Die Heizung (6) des Temperiergerätes muß dann den Wärmeverlust ständig ausgleichen (höherer Energieverbrauch).Another problem with these temperature control units is that the solenoid valves ( 9 ), which are used to open and close the cooling water inlet ( 2 ), become leaky due to deposits of the dissolved substances on the seal. Through the leaky valve ( 9 ), some water constantly enters the cooling device ( 7 ), which evaporates there, and accelerates the tapering of the cross-section of the cooling device ( 7 ). The leaky solenoid valve ( 9 ) can also lead to an uncontrolled and excessive cooling of the heat transfer medium in the pressure vessel ( 8 ) of the temperature control unit. The heating ( 6 ) of the temperature control unit must then constantly compensate for the heat loss (higher energy consumption).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ausfallen der gelösten Stoffe in der Kühlvorrichtung (7) zu verhindern, die Zuverlässigkeit und Standzeiten der Temperiergeräte enorm zu erhöhen, und den Energieverlust, welcher bei defekten Dichtungen der Ventile auftritt, zu verhindern.The object of the invention is to prevent the dissolved substances from precipitating in the cooling device ( 7 ), to enormously increase the reliability and service life of the temperature control units, and to prevent the energy loss which occurs when the valves have defective seals.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 4 gelöst.This object is achieved with a method having the features of claims 1 and a device with the features of claim 4 solved.

Das Temperiergerät erhält einen Zusatzbehälter (12) in dem die Kühlvorrichtung (7) eingebaut ist. Von der Kühlvorrichtung (7) führt eine wärmeträgerführende Leitung (3) zu einer Pumpe (11), Rückschlagventil (10) und weiter zum Druckbehälter (8) des Temperiergerätes und zurück zur Kühlvorrichtung (7).The temperature control unit receives an additional container ( 12 ) in which the cooling device ( 7 ) is installed. A heat-carrying line ( 3 ) leads from the cooling device ( 7 ) to a pump ( 11 ), check valve ( 10 ) and on to the pressure vessel ( 8 ) of the temperature control unit and back to the cooling device ( 7 ).

Die Kühlvorrichtung (7), wird mittels Kühlmedium aus dem Betriebskühlnetz (2) gekühlt. Gibt ein Verbraucher, z. B. Spritzgußform (4), während des Betriebes Wärme an das Temperiergerät ab, so steuert nun die Regelung des Temperiergerätes eine Pumpe (11) an, und öffnet ein Magnetventil (9). Die Pumpe (11) holt sich aus dem Zusatzbehälter (12) bzw. Kühlvorrichtung (7) den gekühlten Wärmeträger und befordert ihn zum Druckbehälter (8). Dabei wird der Wärmeträger im Druckbehälter (8) bzw. im Primärkreislauf (1) abgekühlt. Gleichzeitig fließt der zu kühlende Wärmeträger aus dem Primärkreislauf (1) bzw. Druckbehälter (8) in die Kühlvorrichtung (7) welche in den Zusatzbehälter (12) eingebaut ist, und kühlt dort wieder ab. The cooling device ( 7 ) is cooled by means of cooling medium from the operational cooling network ( 2 ). If a consumer, e.g. B. injection mold ( 4 ), heat from the temperature control unit during operation, the control of the temperature control unit now controls a pump ( 11 ) and opens a solenoid valve ( 9 ). The pump ( 11 ) gets the cooled heat transfer medium from the additional container ( 12 ) or cooling device ( 7 ) and sends it to the pressure container ( 8 ). The heat transfer medium in the pressure vessel ( 8 ) or in the primary circuit ( 1 ) is cooled. At the same time, the heat transfer medium to be cooled flows from the primary circuit ( 1 ) or pressure vessel ( 8 ) into the cooling device ( 7 ) which is installed in the additional vessel ( 12 ), and cools there again.

Dies geschieht so lange, bis der Wärmeträger aus dem Primärkreislauf (1) auf die gewünschte Temperatur abgekühlt ist. Danach schaltet die Regelung die Pumpe (11) wieder ab, und schließt das Magnetventil (9).This continues until the heat transfer medium from the primary circuit ( 1 ) has cooled to the desired temperature. The control then switches the pump ( 11 ) off again and closes the solenoid valve ( 9 ).

Da sich die Pumpe (11) nun nicht mehr dreht, ist ein weiterer Temperaturaustausch zwischen dem Wärmeträger des Primärkreislaufes und der Kühlvorrichtung nicht mehr möglich.Since the pump ( 11 ) is no longer rotating, a further temperature exchange between the heat transfer medium of the primary circuit and the cooling device is no longer possible.

Da die Kühlvorrichtung (7) im Zusatzbehälter (12) während der Kühlpausen keine thermische Verbindung zum Wärmeträger aus dem Primärkreislauf (1) aufweist, kann ein Verjüngen des Querschnittes der Kühlvorrichtung durch Verdampfen des Wärmeträgers aus dem Betriebskühlnetz (2) und dem damit verbundenen Ablagern der gelösten Stoffe nicht eintreten, da diese Kühlvorrichtung kalt bleibt.Since the cooling device ( 7 ) in the additional container ( 12 ) has no thermal connection to the heat transfer medium from the primary circuit ( 1 ) during the cooling breaks, a tapering of the cross section of the cooling device by evaporation of the heat transfer medium from the operational cooling network ( 2 ) and the associated deposition of the dissolved substances do not enter because this cooling device remains cold.

Auch der bisherige erhöhte Energiebedarf durch schadhafte Dichtungen der Ventile (9) ist durch das thermisch trennbare Kühlsystem (3) ausgeschlossen.The previously increased energy requirement due to defective seals of the valves ( 9 ) is also excluded by the thermally separable cooling system ( 3 ).

Wäre ein Ventil (9), welches zum Abkühlen des Zusatzbehälters (12) verwendet wird, undicht, so wurde nun nur weiterhin der ohnehin gekühlte Wärmeträger im Zusatzbehälter (12) abgekühlt. Da die Pumpe (11) in diesem Falle nicht angesteuert wird, ist ein unkontrollierter Abfluß der Wärme aus dem Druckbehälter (8) unmöglich. Die Wartungs-, Instandhaltungs- und Energiekosten minimieren sich bei dieser Vorrichtung erheblich.If a valve ( 9 ), which is used to cool the additional container ( 12 ), were leaking, the heat carrier in the additional container ( 12 ), which was already cooled anyway, was only cooled. Since the pump ( 11 ) is not activated in this case, an uncontrolled outflow of heat from the pressure vessel ( 8 ) is impossible. The maintenance, repair and energy costs are minimized considerably with this device.

BezugszeichenlisteReference list Fig. 1 (Stand der Technik) Fig. 1 (prior art)

11

Primärkreislauf (Temperierkreislauf für Verbraucher)
Primary circuit (temperature control circuit for consumers)

22nd

Betriebskühlnetz (Wassernetz)
Company cooling network (water network)

44th

Verbraucher (z. B. Spritzgußform)
Consumers (e.g. injection mold)

55

Pumpe (primärkreislauf)
Pump (primary circuit)

66

Heizung Temperiergerät
Heating temperature control unit

77

Kühlvorrichtung Temperiergerät
Cooling device temperature control unit

88th

Druckbehälter Temperiergerät
Pressure vessel temperature control unit

99

Magnetventil
magnetic valve

1010th

Rückschlagventil
check valve

Fig. 2 (Erfindung) Fig. 2 (invention)

11

Primärkreislauf (Temperierkreislauf für Verbraucher)
Primary circuit (temperature control circuit for consumers)

22nd

Betriebskühlnetz (Wassernetz)
Company cooling network (water network)

33rd

Sekundärkreislauf (Verbindung zwischen Kühlsystem und Primärkreislauf)
Secondary circuit (connection between cooling system and primary circuit)

44th

Verbraucher (z. B. Spritzgußform)
Consumers (e.g. injection mold)

55

Pumpe (Primärkreislauf)
Pump (primary circuit)

66

Heizung Temperiergerät
Heating temperature control unit

77

Kühlvorrichtung Temperiergerät
Cooling device temperature control unit

88th

Druckbehälter Temperiergerät
Pressure vessel temperature control unit

99

Magnetventil
magnetic valve

1010th

Rückschlagventil
check valve

1111

Pumpe Sekundärkreislauf
Secondary circuit pump

1212th

Zusatzbehälter
Additional container

Claims (8)

1. Verfahren zum Temperieren von Gußformen, insbesondere Spritz- und Druckgußformen, wobei ein Umlaufmittel in einem geschlossenen Leitungssystem die Gußform durchfließt, das Umlaufmittel wahlweise erhitzt oder gekühlt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufmittel in einem Primärkreislauf, dem eine Versorgungspumpe (5) und ein Druckbehälter (8) mit einer Heizeinrichtung (6) zugeordnet sind, solange fließt, bis eine obere zulässige Temperatur der Gußform erreicht ist, daß das Umlaufmittel in einer vom Druckbehälter (8) getrennten Kühlvorrichtung (7) gekühlt wird wobei durch Ansteuern eines Fördermittels (11) in Verbindung mit einem Ventil (10) das Umlaufmittel aus einem Sekundärkreislauf den Druckbehälter (8) und dem Primärkreislauf zugeführt wird, bis eine untere zulässige Temperatur erreicht ist.1. A method for tempering molds, in particular injection and die casting molds, wherein a circulating medium flows through the mold in a closed line system, the circulating medium can optionally be heated or cooled, characterized in that the circulating medium in a primary circuit, to which a supply pump ( 5 ) and a pressure vessel ( 8 ) with a heating device ( 6 ) is associated with it until it flows until an upper permissible temperature of the casting mold is reached that the circulating medium is cooled in a cooling device ( 7 ) separate from the pressure vessel ( 8 ), by actuating a conveying means ( 11 ) in connection with a valve ( 10 ) the circulating medium from a secondary circuit is fed to the pressure vessel ( 8 ) and the primary circuit until a lower permissible temperature is reached. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung des Umlaufmittels in einem Zusatzbehälter (12) erfolgt, der thermisch getrennt vom Primärkreislauf angeordnet ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the cooling of the circulating medium takes place in an additional container ( 12 ) which is arranged thermally separated from the primary circuit. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung des Umlaufmittels indirekt mittels eines Betriebskühlnetzes (2) erfolgt.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the cooling of the circulating agent is carried out indirectly by means of an operational cooling network ( 2 ). 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperiergerät parallel geschaltete Kreisläufe aufweist, wobei dem einem Kreislauf eine Versorgungspumpe (5) und eine Heizeinrichtung (6) und dem zweiten Kreislauf ein Fördermittel (11) und eine Kühleinrichtung, die an ein Betriebskühlnetz (2) angeschlossen ist, zugeordnet sind.4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature control unit has circuits connected in parallel, the one circuit having a supply pump ( 5 ) and a heating device ( 6 ) and the second circuit a conveyor ( 11 ) and a cooling device which is connected to an operational cooling network ( 2 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (11) eine Pumpe ist.5. The device according to claim 4, characterized in that the conveying means ( 11 ) is a pump. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebskühlnetz (2) ein Wassernetz ist.6. Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the operational cooling network ( 2 ) is a water network. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Betriebskühlnetz (2) ein Magnetventil (9) zugeordnet ist.7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the operating cooling network ( 2 ) is associated with a solenoid valve ( 9 ). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sekunderkreislauf ein Rückschlagventil (10) zugeordnet ist.8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that a check valve ( 10 ) is assigned to the secondary circuit.
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