ES3057524T3 - Machine for the temperature control of part of an industrial plant adapted for the formation of a product - Google Patents

Abstract

Máquina (10) para el control de temperatura de una parte de una planta industrial adaptada para la formación de un producto, que comprende al menos un circuito hidráulico termorregulador (11) adaptado para ser conectado operativamente con una parte de una planta industrial adaptada para la formación de un producto, en donde un líquido termorregulador circula en dicho circuito hidráulico (11); Dicho circuito hidráulico comprende: - una bomba de recirculación (12) para el líquido termorregulador, de caudal variable; - aguas abajo de la bomba (12), una sección (13) para el suministro del líquido termorregulador desde el circuito hidráulico (11) a la parte de formación de producto (B) de una planta industrial; - una sección (14) para el retorno del líquido termorregulador desde la parte de formación de producto (B) de una planta industrial al circuito hidráulico (11); - una unidad de intercambio de calor (15) para el líquido termorregulador, situada entre dicha sección de retorno (14) y dicha bomba (12), donde se termorregula el líquido termorregulador; dicha máquina (10) comprende además un aparato electrónico de control y gestión (30), en el que se establece al menos un valor para la temperatura de funcionamiento del líquido termorregulador y al menos un perfil predeterminado de variación del caudal de la bomba basado en el tiempo, según el cual, al recibir una señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso industrial de formación de producto en la parte (B) de la planta a ser termorregulado, la bomba (12) mueve el líquido termorregulador con un caudal variable en función de dicho perfil de variación de caudal predeterminado en función del tiempo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Máquina para el control de temperatura de parte de una planta industrial adaptada para la formación de un productoCampo técnico

[0003] La presente invención se refiere al campo de los equipos de acondicionamiento térmico para uso industrial, tales como, por ejemplo, plantas de moldeo (por ejemplo, plantas de fundición a presión para materiales plásticos, metales, cerámica, etc., reactores químicos endotérmicos y exotérmicos, plantas de procesamiento de vidrio, etc.), y más particularmente se refiere a una máquina para el control de temperatura de un usuario industrial, tal como un molde de formación, por ejemplo.

[0004] Técnica anterior

[0005] Como se sabe, en muchos procesos industriales, tales como, por ejemplo, procesos de moldeo relacionados con plantas de fundición a presión para materiales plásticos, metales, cerámicas, etc., o plantas con reactores endotérmicos o exotérmicos, plantas de procesamiento de vidrio, etc., es necesario acondicionar la temperatura de ciertas partes, especialmente partes del sistema donde tiene lugar la formación del producto.

[0006] Haciendo referencia específica, por ejemplo, al caso de moldear artículos usando moldes de formación, con el fin de optimizar los tiempos de trabajo y la calidad final del producto, es necesario acondicionar la temperatura del cuerpo de molde.

[0007] Por ejemplo, en el moldeo por inyección de plástico, el material plástico fundido se inyecta en un molde cerrado. La alta temperatura de la sustancia fundida calienta el molde. El proceso implica una cierta cantidad de tiempo de espera después de la inyección para enfriar el artículo contenido en el molde. Con el fin de reducir dicho tiempo de espera y garantizar un perfil de temperatura adecuado, el molde es enfriado durante el moldeo.

[0008] El procedimiento tradicional de enfriamiento es que el molde sea atravesado por conductos a través de los cuales pasa el agua de enfriamiento, cuyo caudal y temperatura se mantienen constantes durante todo el proceso y se eligen basado en el perfil de enfriamiento del molde que se desea obtener.

[0009] Este procedimiento de enfriamiento es muy simple y se adapta bien a muchos tipos de situaciones.

[0010] Por otro lado, sin embargo, dicho procedimiento operativo de acondicionamiento de la temperatura del molde no permite obtener los mejores resultados de rendimiento en términos de la cantidad total de energía usada en el proceso de enfriamiento, así como de la velocidad total del proceso. Se describen ejemplos de antecedentes relevantes en los documentos de patente US 2009/1741101 y US 2013/233504. El documento US 2009/174101 describe el preámbulo de la reivindicación 1.

[0011] Resumen

[0012] El objetivo de la presente invención es resolver los problemas asociados con el acondicionamiento de partes de plantas industriales, tales como moldes, por ejemplo, durante el proceso de formación de productos por moldeo.

[0013] Por lo tanto, un objeto de la presente invención es proporcionar una máquina para el control de temperatura de parte de una planta para un proceso industrial, tal como un molde de formación, por ejemplo, que haga posible reducir la cantidad de energía usada en el acondicionamiento de la temperatura de la parte de la planta sometida a acondicionamiento térmico.

[0014] Otro objeto importante de la presente invención es proporcionar una máquina para el control de temperatura de parte de una planta para un proceso industrial, como un molde de formación, por ejemplo, que permita acelerar el proceso de formación del producto.

[0015] Otro objeto importante de la presente invención es proporcionar una máquina para el control de temperatura de un molde de formación que permita optimizar el perfil de temperatura de parte de una planta de formación de productos, con el fin de mejorar la calidad del producto.

[0016] Estos y otros objetos, que resultarán más evidentes a continuación, se logran mediante una máquina para el control de temperatura de una pieza de formación de producto en una planta industrial tal como, preferentemente pero no exclusivamente, un molde de formación, comprendiendo al menos un circuito hidráulico termorregulador adaptado para conectarse operativamente con una pieza de formación de producto de una planta industrial, donde circula un líquido termorregulador en dicho circuito hidráulico; comprendiendo este circuito hidráulico

[0017] - una bomba de recirculación para el líquido termorregulador, del tipo de flujo variable,

[0018] - aguas abajo de la bomba, una sección para el suministro del líquido termorregulador desde el circuito hidráulico a la parte de formación de producto de una planta industrial,

[0019] - una sección para devolver el líquido termorregulador de la parte de formación de producto de una planta industrial al circuito hidráulico,

[0020] - una unidad de intercambio de calor para el líquido termorregulador, colocada entre la sección de retorno y la bomba, donde el líquido termorregulador está termorregulado;

[0021] dicha máquina comprendiendo además un aparato electrónico de control y gestión, donde se establece al menos un valor para la temperatura de operación del líquido termorregulador y al menos un perfil predeterminado de variación del caudal de la bomba basado en el tiempo, según el cual, al recibir una señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso industrial de formación de producto en la parte de la planta a termorregular, la bomba mueve el líquido termorregulador con un flujo variable basado en dicho perfil predeterminado de variación del flujo a lo largo del tiempo, donde dicha máquina está adaptada para funcionar de manera cíclica, y donde dicho aparato electrónico de control y gestión puede

[0022] - recibir una señal de la parte de formación de la planta industrial a termorregular,

[0023] - sincronizar un perfil de variación de caudal para dicha bomba con dicha señal, de modo que a partir de un momento dado durante el ciclo de funcionamiento de la máquina, el caudal de la bomba varía de una manera predefinida, donde dicha máquina está adaptada para enfriar dicho molde de formación, y donde

[0024] - la máquina está adaptada para recibir una señal de cierre para el molde desde la parte de formación de la planta industrial equipada con el molde de formación que se va a termorregular,

[0025] - el líquido termorregulador es enviado por la bomba al molde a una temperatura de operación constante durante la fase de moldeo, estando prevista una fase de regulación de la temperatura del líquido antes de enviarlo al molde, en el caso de un valor de temperatura inferior a la temperatura de operación,

[0026] - en un ciclo de moldeo que implica el cierre-apertura-cierre del molde, el perfil de variación del caudal para el líquido termorregulador que entra en el molde se sincroniza con el ciclo de moldeo basado en dicha señal de cierre del molde y proporciona un valor de caudal inicial bajo, para un enfriamiento suave del molde, y un valor de caudal alto posterior, mayor que dicho valor inicial, para un enfriamiento más intenso del molde.

[0027] Preferentemente, la máquina está adaptada para la conexión a un molde de formación de producto, de modo que la parte de la planta a termorregular es el molde de formación. En lo sucesivo, se hace referencia explícita a un molde de formación y a un proceso de moldeo que usa dicho molde. Las realizaciones de la máquina descritas a continuación, incluso si se refieren a moldes, también deben entenderse como aplicables a casos donde la máquina puede conectarse a secciones de suministro y retorno de partes formadoras de productos de plantas industriales distintas de las plantas de moldeo, tales como, por ejemplo, para productos creados en reactores químicos u otros dispositivos. Por lo tanto, la señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso industrial de formación de producto en la parte de la planta a termorregular, cuya recepción se refiere al movimiento del líquido a termorregular por la bomba con un caudal variable basado en dicho perfil de variación de caudal basado en el tiempo predeterminado, puede ser cualquier señal correlacionada con una fase (o instante) del ciclo de producción del proceso industrial de formación de producto. Dicha fase o instante debe repetirse de manera constante, en el mismo momento del ciclo de producción. Por ejemplo, en el caso de un proceso de formación en un molde de formación, el ciclo de producción implica momentos que se repiten constantemente, y cada uno de los cuales puede determinar la señal de sincronización, tal como, por ejemplo, el cierre del molde de formación, el inicio de la inyección (en el caso del moldeo por inyección) de material en el molde, o la introducción del material en el molde, el final de la fase de inyección, el inicio del mantenimiento de la presión en el molde de formación, o incluso el comando para abrir los gases de purga que las prensas de inyección envían al molde después de la inyección, o incluso la apertura del molde al final del ciclo, etc.

[0028] La variación del caudal, es decir, la cantidad en la unidad a lo largo del tiempo, de líquido termorregulador, por ejemplo, en un molde de formación, permite variar la cantidad de calor intercambiado a lo largo del tiempo entre el molde y el líquido termorregulador. Por lo tanto, al conocer la temperatura del material de formación en el molde a lo largo del tiempo, en otras palabras, la temperatura del molde si no estuviera condicionado por el líquido termorregulador, es posible programar una variación adecuada de la cantidad de líquido que circula en el molde, obteniendo así la termorregulación del molde de la manera preferida, proporcionando la cantidad preferida de líquido en el momento adecuado para lograr el perfil de temperatura del molde deseado a lo largo del tiempo. Cabe señalar que la operación de control no prevé el retrocontrol de la temperatura del molde, sino simplemente el suministro de cantidades dadas de líquido termorregulador en los momentos necesarios determinados anteriormente, antes del inicio del proceso, en otras palabras, programados.

[0029] En la práctica, dado un ciclo de formación del proceso industrial, por ejemplo, moldeo, que implica el cierre del molde, la fase de conformado y la posterior apertura del molde, la máquina según la invención permite introducir un flujo de líquido termorregulador en el molde, cuyo caudal varía de una manera predeterminada a lo largo del tiempo del ciclo de formación, y donde esta variación se sincroniza con el ciclo de formación basado en una señal de sincronización, por ejemplo, procedente de la planta de moldeo. Por ejemplo, el momento predeterminado del proceso de moldeo donde tiene lugar la sincronización mencionada anteriormente puede ser el momento en que se cierra el molde, que está asociado con una señal conectada al cierre del molde, es decir, al inicio de la fase de formación.

[0030] Por ejemplo, el molde puede estar asociado con un sensor que detecta el cierre/apertura del molde, conectado operativamente al dispositivo electrónico, de modo que el dispositivo electrónico ordena a la máquina que haga coincidir, o sincronice, el inicio del perfil de variación de caudal de la bomba basado en el tiempo con el cierre del molde.

[0031] Del mismo modo, como ya se ha mencionado anteriormente, el momento predeterminado del proceso de moldeo para el que tiene lugar la sincronización mencionada anteriormente, puede asociarse con otros momentos del ciclo de formación, distintos del momento del cierre del molde. Por ejemplo, en el caso del moldeo por inyección, la sincronización puede ocurrir al inicio de la fase de inyección, o al inicio de la fase típica del proceso de moldeo que implica "postpresión", es decir, el período inmediatamente después de la inyección cuando la presión se mantiene durante un cierto período de tiempo, o incluso puede ocurrir con el comando para abrir los gases de purga que las prensas de inyección generalmente envían al molde después de la inyección, o cuando se da el comando para cambiar del molde abierto al molde cerrado, etc.

[0032] El hecho de poder enviar la cantidad correcta de líquido termorregulador cuando sea más apropiado, en lugar de usar siempre un caudal de líquido constante, permite optimizar la temperatura de operación. Por ejemplo, en el caso de enfriar un molde por medio de una variación en el caudal del líquido termorregulador (en este caso, líquido refrigerante), la temperatura de operación del líquido puede ser mucho menor que en el caso de un caudal constante. De hecho, es posible tener un caudal de líquido bajo con una temperatura de operación baja (constante) cuando es necesario enfriar en pequeña medida y, por otro lado, tener un caudal de líquido alto (con la misma temperatura baja y constante) cuando es necesario intercambiar mucho calor, en otras palabras, cuando se requiere mucho enfriamiento. En el caso tradicional de un caudal constante, la temperatura de operación no puede ser demasiado baja porque el molde se enfriaría demasiado y, por lo tanto, es necesario usar una temperatura media más alta (durante un período más largo que el innovador sistema de caudal variable descrito en esta invención).

[0033] Preferentemente, la bomba es de un tipo con un impulsor de velocidad variable, de modo que variar la velocidad del impulsor también varía el caudal de la bomba; por lo tanto, el perfil predeterminado de variación del caudal de la bomba basado en el tiempo corresponde a un perfil predeterminado de variación de la velocidad del impulsor basado en el tiempo.

[0034] Incluso más preferentemente, la bomba comprende un inversor adaptado para gestionar la velocidad de rotación del impulsor de bomba, de modo que el perfil de variación de caudal de bomba basado en el tiempo predeterminado corresponde a un perfil predeterminado para la variación de frecuencia de alimentación eléctrica del motor eléctrico de bomba, por medio del inversor. El uso de una bomba con un inversor en la aplicación específica considerada resulta ser particularmente innovador y ventajoso, por ejemplo, en comparación con la tecnología conocida para una bomba con un impulsor, cuya velocidad se puede variar por medio de un servomotor. El servomotor es un dispositivo electromecánico que actúa directamente sobre el fluido en la bomba, mientras que el inversor es simplemente un convertidor de frecuencia de energía eléctrica que permite gestionar la bomba de manera óptima y simplificada en relación con la variación de su velocidad.

[0035] El uso de una bomba con un impulsor de velocidad variable proporciona un gran control sobre la variación del caudal de líquido termorregulador, obteniendo así mejores resultados en términos de intercambio de calor en los momentos más apropiados del ciclo de moldeo, debido a que puede usar temperaturas de funcionamiento más bajas y realizar ciclos de moldeo más cortos.

[0036] En realizaciones preferidas de la invención, la unidad de intercambio de calor para el líquido termorregulador se coloca entre la sección de retorno y la bomba, es decir, la bomba está aguas abajo de la unidad de intercambio de calor; en otras realizaciones, la bomba puede estar aguas arriba de la unidad de intercambio de calor, es decir, la bomba se coloca entre la sección de retorno y la unidad de intercambio de calor.

[0037] Según realizaciones preferidas de la invención, aguas abajo de la unidad de intercambio de calor y aguas arriba de la sección de acceso del líquido termorregulador en el molde de formación, hay un dispositivo de calentamiento para el líquido termorregulador, que permite que el líquido termorregulador se caliente, si es necesario, al valor de la temperatura de operación en el caso de que la temperatura del líquido que entra en dicho dispositivo de calentamiento sea inferior; preferentemente el dispositivo de calentamiento está aguas abajo de la bomba.

[0038] Según realizaciones preferidas de la invención, el circuito hidráulico comprende un tanque para el líquido termorregulador, interpuesto entre la bomba y la unidad de intercambio de calor; dicho tanque está a) a presión ambiente, o b) cerrado y mantenido en un intervalo de presión dado que no incluye presión ambiente; preferentemente el tanque está conectado operativamente a una rama para cargar líquido termorregulador procedente de una red de suministro externa a la máquina.

[0039] Según realizaciones preferidas de la invención, la máquina comprende, integrado dentro de ella, un aparato de acondicionamiento térmico adaptado para proporcionar a la unidad de intercambio de calor un fluido de acondicionamiento térmico adaptado para intercambiar calor con el líquido termorregulador; preferentemente, el aparato de acondicionamiento térmico junto con la unidad de intercambio de calor forman un sistema de refrigeración integrado dentro de la máquina, y comprendiendo, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un tanque de almacenamiento, cada uno con dimensiones variables calculadas como función de la energía de refrigeración requerida. En el caso donde el líquido termorregulador es un líquido refrigerante, la unidad de intercambio de calor es en la práctica el evaporador del sistema de refrigeración; por el contrario, si el líquido termorregulador es un líquido de calentamiento, la unidad de intercambio de calor es un condensador.

[0040] En otros ejemplos, la máquina comprende un aparato de acondicionamiento térmico aún formado por un sistema de refrigeración integrado dentro de la máquina, comprendiendo, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un expansor, cada uno con dimensiones variables calculadas como función de la energía de refrigeración requerida, adaptado para proporcionar a la unidad de intercambio de calor un fluido de acondicionamiento térmico adaptado para intercambiar calor con el líquido termorregulador; en este caso, el aparato de acondicionamiento térmico y la unidad de intercambio de calor son distintos y están conectados solo por tuberías para el paso del fluido de acondicionamiento térmico.

[0041] En otras realizaciones, la unidad de acondicionamiento térmico de la máquina está conectada operativamente a una fuente de fluido de acondicionamiento térmico externa a la máquina, por ejemplo, la unidad de acondicionamiento térmico es un intercambiador de calor interconectado con una fuente de refrigeración/calentamiento externo derivada del sistema centralizado de la planta donde está instalada, o está conectada a un sistema de refrigeración externo.

[0042] Breve descripción de los dibujos

[0043] La invención se entenderá mejor siguiendo la descripción a continuación y los dibujos adjuntos, que ilustran ejemplos de formas no limitantes de la invención. En particular, en los dibujos:

[0044] la Fig.1 muestra un diseño de máquina según la invención, asociado con una planta de moldeo;

[0045] la Fig.2 muestra una gráfica que ilustra varios ciclos de moldeo de la planta que se muestra en la Figura 1, donde el tiempo se indica en el eje X, mientras que la temperatura del molde, la temperatura del líquido termorregulador y el caudal del líquido termorregulador se muestran en el eje Y;

[0046] la Fig.3 muestra una gráfica que ilustra varios ciclos de moldeo de una planta de moldeo como la que se muestra en la Fig.1, pero con una máquina para la termorregulación del molde según la técnica anterior;

[0047] la Fig.4 muestra una gráfica similar a la que se muestra en la Figura 2, pero que ilustra una fase de espera sin moldeo en la planta que se muestra en la Figura 1;

[0048] la Fig.5 muestra una gráfica similar a la que se muestra en la Figura 2, pero también ilustra una nueva fase de inicio del ciclo de moldeo después de una fase de espera sin moldeo en la planta como se describe en la Figura 4; la Fig.6 muestra un diseño de máquina según la invención, con una parte variante con respecto al caso que se muestra en la Figura 1;

[0049] la Fig.7 muestra un diseño de máquina según la invención, con una variante con respecto al caso que se muestra en la Figura 1 y la Figura 6.

[0050] Descripción detallada de las realizaciones

[0051] Con referencia a las figuras mencionadas anteriormente, una primera realización de una máquina para el control de temperatura de un molde de formación según la invención se indica en su conjunto por el número de referencia 10. Dicha máquina 10 se inserta en una planta de fabricación de moldeo, indicada en su conjunto por la letra de referencia A, por ejemplo, una planta de moldeo, por ejemplo, del tipo que implica la inyección de material plástico en un molde de formación. Dicha planta A comprende un molde de conformación, indicado por la letra B, y una prensa de inyección, indicada por la letra C.

[0052] La máquina 10 comprende un circuito hidráulico 11 adaptado para termorregular, en este caso enfriar, el molde de formación B por medio de un líquido termorregulador (es decir, un líquido refrigerante), tal como preferentemente agua (otros líquidos pueden ser aceite y agua con glicol, por ejemplo). Por lo tanto, el circuito hidráulico 11 está conectado operativamente al molde de formación B para hacer circular el líquido termorregulador en su interior.

[0053] Más particularmente, el circuito hidráulico 11 comprende una bomba 12 para hacer circular el líquido termorregulador, de un tipo de caudal variable, que se describe mejor a continuación.

[0054] Aguas abajo de la bomba 12, hay una primera sección 13 para el suministro del líquido termorregulador desde el circuito hidráulico al molde de formación B.

[0055] El circuito hidráulico 11 comprende convenientemente una segunda sección 14 para el retorno del líquido termorregulador desde el molde de formación al circuito hidráulico.

[0056] El circuito hidráulico 11 también comprende una unidad de intercambio de calor 15 para el líquido termorregulador, colocada entre la sección de retorno 14 y la bomba 12, donde el líquido termorregulador se acondiciona térmicamente para, en este ejemplo, liberar el calor adquirido en el molde mientras se enfría, para poder volver a una temperatura adecuada para enfriar el molde durante un ciclo de moldeo posterior.

[0057] En este ejemplo, la unidad de intercambio de calor 15 tiene un primer lado de interfaz asociado con el paso del líquido termorregulador y un segundo lado de interfaz adaptado para recibir el calor emitido por el líquido termorregulador, y donde dicho segundo lado de interfaz está conectado operativamente a un aparato de acondicionamiento térmico 16 adaptado para proporcionar a la unidad de intercambio de calor 15 un fluido de acondicionamiento térmico adaptado para intercambiar calor con el líquido termorregulador. Por ejemplo, dicho aparato de acondicionamiento térmico, junto con la unidad de intercambio de calor, forman un sistema de refrigeración. Por ejemplo, dicho sistema de refrigeración 15-16 comprende un compresor, un condensador, un evaporador y un expansor, y específicamente, la unidad de intercambio de calor 15 corresponde al evaporador, lo que permite enfriar el líquido procedente del molde.

[0058] En otras realizaciones, como se mencionó anteriormente, el aparato de acondicionamiento térmico 16 puede ser un sistema distinto de la unidad de intercambio de calor 15 (por ejemplo, todavía formado por un sistema de refrigeración comprendiendo, por ejemplo, un compresor, un condensador, un evaporador y un expansor), adaptado para proporcionar a la unidad de intercambio de calor 15 un fluido de acondicionamiento térmico adaptado para intercambiar calor con el líquido termorregulador; en este caso, el aparato de acondicionamiento térmico 16 y la unidad de intercambio de calor son distintos y están conectados solo por tuberías para el paso del fluido de acondicionamiento térmico.

[0059] El circuito hidráulico 11 también comprende un tanque 17 para el líquido termorregulador, interpuesto entre la bomba 12 y la unidad de intercambio de calor 15. En este ejemplo, dicho tanque 17 está a presión ambiente. En otros ejemplos, puede cerrarse y mantenerse en un intervalo de presión dado que no incluye la presión ambiente. Convenientemente, el tanque 17 está conectado operativamente a una rama 18 para cargar líquido termorregulador que proviene de una red de suministro externa a la máquina y convenientemente cerrada por una válvula de carga 18A.

[0060] Aguas abajo de la unidad de intercambio de calor 15 y aguas arriba de la sección 13 para el suministro del líquido termorregulador al molde de formación, hay un dispositivo 20 para calentar el líquido termorregulador, que permite que el líquido termorregulador se caliente, si es necesario, al valor de la temperatura de operación, como se explica mejor a continuación. Preferentemente, dicho dispositivo de calentamiento 20 (por ejemplo, de un tipo de calentamiento que usa el tipo de efecto Joule a una resistencia eléctrica o similar) está ubicado entre la bomba 12 y la sección de suministro 13. Por ejemplo, el dispositivo de calentamiento 20 está asociado con una sonda de temperatura 20A que mide la temperatura del líquido termorregulador que sale del dispositivo de calentamiento y permite que el dispositivo se active si la temperatura medida es inapropiada.

[0061] La bomba 12, como se mencionó, es una bomba de tipo de caudal variable. Más preferentemente, la bomba es una bomba eléctrica del tipo con un impulsor, y la variabilidad del caudal se obtiene variando la velocidad del impulsor. Para variar la velocidad del impulsor de la bomba 12, la bomba comprende un inversor 12A, que hace posible variar la frecuencia de alimentación del motor eléctrico de la bomba, variando así la velocidad del impulsor. El uso de una bomba con un impulsor de velocidad variable proporciona un gran control sobre la variación del caudal de líquido termorregulador, obteniendo así mejores resultados en términos de intercambio de calor en los momentos más apropiados del ciclo de moldeo.

[0062] Convenientemente, la máquina 10 también comprende un aparato de control y gestión electrónico 30, por ejemplo, un controlador lógico programable (Programmable Logic Controller, PLC) conectado operativamente a los diversos componentes de la máquina (bomba 12, dispositivo de calentamiento 20, unidad de intercambio de calor 15, etc.). En dicho dispositivo electrónico 30 se establece al menos un valor para la temperatura de operación Te del líquido termorregulador y al menos un perfil de variación de caudal de la bomba 12 basado en el tiempo predeterminado P1, de modo que al recibir una señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso de moldeo en el molde B, la bomba 12 mueve el líquido termorregulador con un caudal variable basado en el perfil de variación de flujo basado en el tiempo predeterminado. Dado que la variabilidad del caudal de la bomba se crea por la variación de la velocidad del impulsor, es decir, la frecuencia de alimentación del motor eléctrico de la bomba, el perfil predeterminado de variación del caudal de la bomba basado en el tiempo corresponde a un perfil predeterminado de variación de la velocidad del impulsor basado en el tiempo, es decir, un perfil predeterminado de variación de la frecuencia de alimentación del motor eléctrico de la bomba por medio del inversor.

[0063] Por ejemplo, la señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso de moldeo en el molde B puede ser una señal procedente de un sensor 40 que detecta el cierre/apertura del molde B, conectado operativamente al dispositivo electrónico 30, de modo que el dispositivo electrónico ordena a la máquina que coincida, o sincronice, el inicio del perfil de variación de la velocidad de flujo de la bomba basado en el tiempo P1 con el cierre del molde, es decir, con el inicio de la fase de formación.

[0064] Al conocer la temperatura del material de formación en el molde B a lo largo del tiempo, en otras palabras, la temperatura del molde si no estuviera condicionado por el líquido termorregulador, es posible programar una variación adecuada de la cantidad de líquido que circula en el molde, obteniendo así la termorregulación del molde de la manera preferida, proporcionando la cantidad preferida de líquido en el momento adecuado para lograr el perfil de temperatura del molde deseado a lo largo del tiempo.

[0065] Cabe señalar que el sensor 40, tal como un microinterruptor, por ejemplo, se puede aplicar al molde B y ser parte de la máquina 10.

[0066] Cabe señalar que la operación de control no prevé el retrocontrol de la temperatura del molde, sino simplemente el suministro, en los momentos necesarios, de cantidades dadas de líquido termorregulador determinadas anteriormente, antes del inicio del proceso, en otras palabras, programadas. En la práctica, el dispositivo electrónico 30 está provisto de una "receta", es decir, ajustes para una serie de parámetros operativos predeterminados basados en el proceso de moldeo específico.

[0067] En la práctica, dado un ciclo de formación del proceso de moldeo, que implica el cierre del molde, la fase de conformado y la posterior apertura del molde, la máquina permite introducir un flujo de líquido termorregulador en el molde, cuyo caudal varía de una manera predeterminada a lo largo del tiempo del ciclo de formación, y donde esta variación se sincroniza con el ciclo de formación basado, por ejemplo, en una señal de cierre del molde proveniente de un sensor.

[0068] La Figura 2 muestra una gráfica que representa un ejemplo de un proceso de moldeo que implica la inyección de material plástico en el molde de formación B.

[0069] En este ejemplo, el ciclo de la prensa de inyección dura 33 segundos, es decir, cada 33 segundos el molde se cierra, el material plástico se inyecta bajo presión, el molde se mantiene bajo presión durante un cierto intervalo, a continuación se abre el molde, hay un tiempo de espera durante el cual se extrae la pieza, a continuación el molde se vuelve a cerrar y el ciclo comienza de nuevo.

[0070] El circuito hidráulico 11 de la máquina 10 está conectado a los conductos de refrigeración del molde B mediante la sección de suministro 13 y la sección de retorno 14.

[0071] El líquido termorregulador enviado al molde, en este caso para enfriamiento, está a una temperatura de operación Te casi constante, por ejemplo 23 °C, con un intervalo de variabilidad para este valor inferior a ±3 °C y más preferentemente inferior a ±1 °C.

[0072] Dicha temperatura del agua refrigerante enviada al molde se indica en la Figura 2 mediante una línea discontinua. La temperatura de operación está garantizada, por ejemplo, por el dispositivo de calentamiento 20 (y, en el caso de que este dispositivo no esté presente, por la unidad de intercambio de calor 15). Por ejemplo, la sonda de temperatura 20A mide la temperatura del agua refrigerante que sale del dispositivo de calentamiento y si es inferior a la temperatura establecida Te, el dispositivo 20 calienta el agua hasta que alcanza la temperatura Te.

[0073] Volviendo al ciclo de moldeo, en el tiempo t0 hay el cierre del molde y el inicio de la inyección de material plástico hasta el tiempo t1 (en el ejemplo que se muestra en el gráfico, 2 segundos después del cierre del molde). La señal de cierre/apertura del molde está representada en el gráfico por la línea discontinua S.

[0074] Como se mencionó, el dispositivo electrónico 30 se carga con un perfil de variación de caudal predeterminado basado en el tiempo P1 para la bomba 12, sincronizado con el cierre del molde. En el instante t0, es decir, al recibir la señal de cierre del molde (o después de un cierto retraso si así se programa), el dispositivo electrónico 30 se comunica con el inversor 12A para mantener la frecuencia de alimentación del motor de la bomba, es decir, la velocidad de rotación del impulsor de la bomba, según un perfil preestablecido. Por ejemplo, durante los primeros segundos, la velocidad de la bomba, es decir, el caudal de agua refrigerante, permanece constante en el valor V0 (equivalente a alrededor del 15 % de la velocidad máxima del impulsor de la bomba) y a continuación, desde el instante t2, aumenta considerablemente hasta un valor máximo V1 (alcanzado en el instante t4) equivalente al 95 % de la velocidad máxima del impulsor de la bomba (en el gráfico, el caudal de agua refrigerante en litros por minuto se indica mediante una línea continua). Posteriormente, la velocidad (es decir, el caudal) de la bomba disminuye rápidamente una vez más al caudal/velocidad inicial V0, y permanece constante hasta el final del ciclo (téngase en cuenta que la variación de la frecuencia de alimentación del motor de la bomba puede ser escalonada, es decir, pasar de una frecuencia a la siguiente sin pasar por frecuencias intermedias; obviamente, la variación en el caudal, por otro lado, será continua y no escalonada).

[0075] El gráfico ilustrado en la Figura 2 también muestra la variación en la temperatura del molde (medida en un punto de muestra) durante el ciclo de proceso, y se indica mediante una línea de puntos y puntos. Como se puede observar, la temperatura del molde aumenta desde el cierre del molde (por ejemplo, desde un valor Ti de 75 °C hasta justo después del final de la fase de inyección de material plástico (t1), antes de, a continuación, disminuir hasta justo después de la fase final de postpresión t3. Al abrir el molde, en el instante t5, la temperatura del molde comienza a aumentar nuevamente hasta alcanzar la temperatura inicial Ti de 75 °C.

[0076] La Figura 3 muestra el gráfico relacionado con el moldeo de la misma pieza (usando el mismo molde) moldeada en el ejemplo dado en el gráfico de la Figura 2, pero usando la técnica tradicional de enfriar el molde enviando agua refrigerante a través de los conductos de enfriamiento del molde. Obviamente, la temperatura de partida Ti (la llegada del molde en el ciclo de moldeo) es la misma en los dos ejemplos. Como se puede ver fácilmente en el segundo ejemplo que se muestra en la Figura 3, el caudal de agua refrigerante es constante durante todo el ciclo y tiene una temperatura de operación Te mucho más alta que en el ejemplo anterior (constante a alrededor de 60 °C), con una duración de ciclo más larga (alrededor de 40 segundos).

[0077] Volviendo a la máquina según la invención, en el caso de que el proceso de moldeo se interrumpa por alguna razón (por ejemplo, una parada de la prensa de inyección), el dispositivo electrónico de control y gestión 30 cambia los parámetros de gestión de la máquina.

[0078] Si durante un tiempo mayor que el valor umbral Dtx, por ejemplo, 15 minutos, no llega ninguna señal del proceso, lo que para el ejemplo visto anteriormente significa que no llega una señal de cierre del molde, en el instante tx (es decir, t0+Dtx) el dispositivo electrónico 30 activa el modo de espera, que mantiene el molde en precalentamiento.

[0079] A este respecto, véase el gráfico de ejemplo que se muestra en la Figura 4.

[0080] Si, después del tiempo de finalización del ciclo (en el caso descrito, 33 segundos desde el tiempo t0), durante un intervalo de tiempo Dtx no hay señal del proceso (por ejemplo, una señal de cierre del molde para iniciar un nuevo ciclo), el dispositivo electrónico 30 ordena al dispositivo de calentamiento 20 que caliente el líquido termorregulador a una temperatura de precalentamiento Ti', por ejemplo, la temperatura de cierre del molde Ti, a saber, 75 °C. El caudal de la bomba, o más bien la velocidad de su impulsor, se modifica para que la velocidad aumente a un valor alto, por ejemplo, el valor de velocidad máximo posible Vm (en cualquier caso, un valor mayor que el valor V1 que asume durante el ciclo para el enfriamiento máximo), por ejemplo, el 100 % de la velocidad posible (es decir, el caudal máximo posible que se puede alcanzar). De esta manera, el molde se calienta gradualmente mientras espera una nueva señal de cierre del molde, para poder reiniciar el ciclo de moldeo como se describió anteriormente.

[0081] Al recibir una nueva señal del proceso (ver gráfico en la Figura 5), en el instante t0', el dispositivo electrónico 30 modifica una vez más los parámetros del proceso, volviendo al modo de producción. Por lo tanto, la temperatura del agua refrigerante se lleva de la temperatura de precalentamiento Ti' a la temperatura de operación Te para el inicio del ciclo (en el ejemplo anterior 23 °C).

[0082] El primer ciclo C1 después del período de espera/precalentamiento es "anómalo", ya que la temperatura real del agua refrigerante necesita tiempo para alcanzar la nueva temperatura Te.

[0083] La velocidad de la bomba 12 obviamente cambia como función de la sincronización con el proceso, es decir, según los tiempos preestablecidos, y en el instante t4' del ciclo C1', cambia de enfriamiento "duro" con velocidad V1 a enfriamiento "suave" con velocidad V0 como se definió anteriormente. A partir del segundo ciclo de moldeo después de la parada, las temperaturas ya se están acercando a la temperatura de operación. El rendimiento del proceso de retorno a la capacidad total se obtiene después de 4-5 ciclos de moldeo, dependiendo de diversos factores, tales como: dimensiones del molde, energía del dispositivo de calentamiento y de la unidad de intercambio de calor, diversas dispersiones térmicas, etc.

[0084] En el ejemplo descrito, la máquina 10 es sustancialmente autónoma y proporciona sustancialmente, como conexiones externas a la máquina, las conexiones hidráulicas al molde, la aplicación del microinterruptor 40 al molde, la rama de carga 18 al tanque 18 y el cableado eléctrico de la máquina al sistema externo, así como cualquier cable electrónico desde el dispositivo electrónico a otras partes de la planta.

[0085] En particular, la unidad de intercambio de calor 15 y el aparato de acondicionamiento térmico 16 forman un sistema integrado dentro de la máquina.

[0086] En otras realizaciones, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 6, el aparato de acondicionamiento térmico 16' puede ser externo a la máquina 10 y puede, por ejemplo, ser parte de un sistema de acondicionamiento en la planta donde trabaja la máquina y que puede dar servicio a varios usuarios.

[0087] En el ejemplo que se acaba de describir, se ha mostrado el caso de una máquina con un único circuito hidráulico conectado al molde, de modo que el líquido termorregulador entra en el molde a una temperatura dada, y lo deja a una temperatura diferente, proporcionando al molde un único proceso de intercambio de calor (intercambio de calor desde el molde a un único flujo de líquido termorregulador a una temperatura dada). En otras realizaciones, tales como, por ejemplo, el caso de la máquina 100 que se muestra en la Figura 7, con el fin de diferenciar las opciones de intercambio de calor en diferentes partes del molde, la máquina presenta varios circuitos hidráulicos 11-11’-11" colocados en paralelo entre sí, cada uno con sus propias secciones de suministro 13-13’-13" y secciones de retorno 14-14’-14", y sus propias bombas con inversores 12-12’-12", dispositivos de calentamiento 20-20’-20"y unidades de intercambio de calor 15-15’-15", cada una conectada operativamente a un dispositivo electrónico de gestión y control 20. Las secciones de entrada y salida de los lados de la segunda interfaz de las unidades de intercambio de calor 15-15’-15’’ están conectadas entre sí en paralelo y están conectadas operativamente a una entrada y una salida del fluido de acondicionamiento térmico mediante un aparato de acondicionamiento térmico 116 externo a la máquina 100 (pero en otros ejemplos, dicho aparato de acondicionamiento térmico puede ser interno, como en el caso mostrado en el ejemplo de la Figura 1). El funcionamiento de la máquina es sustancialmente similar al caso descrito anteriormente, y cada líquido termorregulador tendrá su propio perfil de temperatura y caudal, cuyo uso, sin embargo, se sincronizará con los demás.

Claims (12)

1. REIVINDICACIONES

1. Máquina (10) para el control de temperatura de parte de una planta industrial (A) comprendiendo un molde de formación (B) para la formación de un producto, comprendiendo dicha máquina (10) al menos un circuito hidráulico termorregulador (11) adaptado para conectarse operativamente con dicha parte (A) de una planta industrial adaptada para la formación de un producto, donde un líquido termorregulador circula en dicho circuito hidráulico (11); dicho circuito hidráulico comprendiendo

- una bomba de recirculación (12) para el líquido termorregulador, del tipo de flujo variable,

- aguas abajo de la bomba (12), una sección (13) para el suministro del líquido termorregulador desde el circuito hidráulico (11) a la parte de formación de producto de una planta industrial (A),

- una sección (14) para devolver el líquido termorregulador de la parte de formación de producto (A) de una planta industrial al circuito hidráulico (11),

- una unidad de intercambio de calor (15) para el líquido termorregulador, donde el líquido termorregulador es termorregulado,

dicha máquina comprendiendo además un aparato de control y gestión electrónico (30), donde se establece al menos un valor para la temperatura de operación del líquido termorregulador y al menos un perfil de variación de caudal de bomba basado en el tiempo predeterminado, según el cual, tras la recepción de una señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso industrial de formación de producto en la parte (A) de la planta a termorregular, la bomba (12) mueve el líquido termorregulador con un flujo variable basado en dicho perfil de variación de flujo predeterminado a lo largo del tiempo,

donde dicha máquina (10) está adaptada para funcionar de manera cíclica, y donde dicho aparato electrónico de control y gestión puede

- recibir una señal de la parte de formación (A) de la planta industrial a termorregular,

- sincronizar un perfil de variación de caudal para dicha bomba (12) con dicha señal, de modo que a partir de un momento dado durante el ciclo de funcionamiento de la máquina, el caudal de la bomba varía de una manera predefinida,

donde dicha máquina (10) está adaptada para enfriar dicho molde de formación, ycaracterizada porque

- la máquina está adaptada para recibir una señal de cierre para el molde (B) de la parte de formación (A) de la planta industrial equipada con el molde de formación (B) a termorregular,

- el líquido termorregulador es enviado por la bomba (12) al molde (B) a una temperatura de operación constante durante la fase de moldeo, estando prevista una fase de regulación de la temperatura del líquido antes de enviarlo al molde (B), en el caso de un valor de temperatura inferior a la temperatura de operación,

- en un ciclo de moldeo que implica el cierre-apertura-cierre del molde (B), el perfil de variación del caudal para el líquido termorregulador que entra en el molde (B) está sincronizado con el ciclo de moldeo basado en dicha señal de cierre del molde y proporciona un valor de caudal inicial bajo, para un enfriamiento suave del molde, y un valor de caudal alto posterior, mayor que dicho valor inicial, para un enfriamiento más intenso del molde (B).

2. Máquina según la reivindicación 1, donde dicha bomba (12) es de un tipo con un impulsor de velocidad variable, de modo que la variación de la velocidad del impulsor también varía el caudal de la bomba (12); dicho perfil de variación del caudal de la bomba basado en el tiempo predeterminado corresponde a un perfil de variación de la velocidad del impulsor basado en el tiempo predeterminado.

3. Máquina según la reivindicación 1, donde dicha bomba (12) comprende un inversor(12A) adaptado para gestionar la velocidad de rotación del impulsor de la bomba, de modo que dicho perfil de variación del caudal de la bomba basado en el tiempo predeterminado corresponde a un perfil predeterminado para la variación de la frecuencia de alimentación de la bomba por medio de dicho inversor (12A).

4. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde aguas abajo de dicha unidad de intercambio de calor (15) y aguas arriba de dicha sección (13) para suministro a la parte de formación de producto (A) de una planta industrial, hay un dispositivo de calentamiento de líquido termorregulador (20) adaptado para calentar dicho líquido termorregulador, si es necesario, a dicha temperatura de operación en el caso de que la temperatura de entrada a dicho dispositivo de calentamiento (20) sea menor; estando dicho dispositivo de calentamiento (20) preferentemente aguas abajo de dicha bomba (12).

5. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde dicho circuito hidráulico (11) comprende un tanque (17) para el líquido termorregulador, interpuesto entre dicha bomba (12) y dicha unidad de intercambio de calor (15), estando dicho tanque (17) a presión ambiente o cerrado y mantenido en un intervalo de presión que no incluye presión ambiente; estando preferentemente dicho tanque (17) conectado operativamente a una rama (18) para cargar líquido termorregulador procedente de una red de suministro externa a la máquina.

6. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo un aparato de acondicionamiento térmico (16, 16', 116) adaptado para proporcionar dicha unidad de intercambio de calor (15) con un fluido de acondicionamiento térmico adaptado para intercambiar calor con dicho líquido termorregulador; preferentemente dicho aparato de acondicionamiento térmico (16, 16', 116)

- forma, con dicha unidad de intercambio de calor, un sistema de refrigeración completamente dentro de la máquina, donde dicha unidad de intercambio de calor forma un condensador o evaporador para el sistema de refrigeración, o

- es una unidad de refrigeración distinta de dicha unidad de acondicionamiento térmico, adaptada para proporcionar a dicha unidad un líquido de acondicionamiento térmico para acondicionar dicho líquido termorregulador por medio de un intercambio de calor.

7. Máquina según una o más de las reivindicaciones 1 a 5, donde dicha unidad de intercambio de calor (15) tiene tuberías de entrada y salida para alimentar un fluido de acondicionamiento térmico, conectado operativamente a un sistema de acondicionamiento térmico externo a la máquina.

8. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde dicha unidad de intercambio de calor (15) para el líquido termorregulador se coloca entre dicha sección de retorno (14) y dicha bomba (12).

9. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde dicha sección para suministro (13) y dicha sección para devolver (14) el líquido termorregulador está adaptadas para conectarse operativamente a una tubería dentro de un molde de formación para enviar el líquido termorregulador al molde de formación para termorregularlo y permitir el retorno del líquido a reacondicionar.

10. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde dicha parte (A) de la planta comprende un molde de formación (B) a acondicionar, y dicha máquina está adaptada para acondicionar la temperatura de dicho molde, siendo dicho acondicionamiento enfriamiento o calentamiento o ambos.

11. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde, en el caso donde durante un intervalo de tiempo dado la máquina no recibe señales de la parte de formación (A) de la planta industrial equipada con el molde de formación (B) a termorregular,

- el perfil de variación del caudal de la bomba se modifica para mantener el caudal en un valor bajo para un enfriamiento suave del molde (B),

- el valor de la temperatura de operación del líquido termorregulador que entra en el molde (B) aumenta, preferentemente a un valor correspondiente al valor de temperatura del molde en el momento en que el molde está cerrado,

- después de dicho intervalo de tiempo sin dichas señales, tras la recepción de una nueva de dichas señales, el perfil de variación de caudal para el líquido que entra en el molde (B) vuelve al perfil predeterminado para un ciclo de moldeo normal.

12. Máquina según una o más de las reivindicaciones anteriores, donde dicha señal de sincronización en un momento predeterminado del proceso industrial de formación de producto en la parte (A) de la planta a termorregular es una señal de cierre del molde de formación, o una señal de apertura del molde de formación, o la señal para iniciar la inyección de material de formación en el molde, o una señal para finalizar la inyección de material de formación en el molde, la señal para abrir los gases de purga que las prensas de inyección envían al molde después de la inyección, o en general cualquier señal procedente de la planta relacionada con una fase del proceso de formación que siempre se repite en el mismo momento de un ciclo de formación, preferentemente entre la apertura y el cierre de un molde.