本发明涉及鞋面冷却定型技术领域，尤其涉及一种鞋面快速冷却定型装置及方法。

背景技术：

鞋面定型是制鞋工艺流程中的一道重要工序，定型质量直接影响到鞋子穿着是否舒适与美观。现有技术中，鞋楦由前楦、后楦及制冷块组成，如图1所示，制冷块嵌入到前（后）楦内，如图2及图3所示，制冷块内的流道是直的，流道与前（后）楦表面距离相差较大，导致前（后）楦表面温度不均匀，影响了鞋面定型的效果；另一方面，工作时通过制冷块对前（后）楦冷却降温，这种间接的冷却方式效率低。

另一方面，现有技术中鞋面材料的冷却定型只规定冷却定型工作温度和时间两个参数，并没有对冷却、保温整个工艺过程的冷却速度、温度、时间等进行优化和控制，因而冷却定型的效率和质量都不是最优；同时鞋楦冷却的控制方法是根据温度传感器的信号决定压缩机的启动或停止来控制温度，而压缩机采用定频压缩机，当处于热活化状态、温度较高的鞋面材料套在鞋楦上时，压缩机需工作较长时间才能使鞋面材料温度降低至工艺参数要求，且这种靠压缩机启停的温度控制方式精度低，定型时温度波动幅度较大（约为±2℃），这给定型的效率和质量带来不良影响。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种鞋面快速冷却定型装置，本发明的第二目的是提供一种鞋面快速冷却定型方法，其可以使前楦及后楦的表面温度均匀，使鞋面的定型效率高及定型质量好，节能。

为了达到上述第一目的，本发明是这样实现的，其是一种鞋面冷却定型装置，包括定型机构，所述定型机构包括前楦、前楦夹模、前楦夹模气缸、传动连接机构、后楦、后楦夹模及后楦夹模气缸，所述传动连接机构可前后伸缩以调整前楦与后楦之间的距离，所述前楦夹模气缸可驱动前楦夹模前后移动，后楦夹模气缸可驱动后楦夹模前后移动，以对鞋面材料施加压力；其特征在于还包括制冷系统、温度传感器组及plc可编程控制器；所述前楦、前楦夹模、后楦及后楦夹模均由导热材料制成；

在所述前楦中设有靠近前楦表面的弯曲随形的前楦制冷剂流道，在所述后楦中设有靠近后楦表面的弯曲随形的后楦制冷剂流道，在前楦夹模中设有靠近前楦夹模表面的前楦夹模制冷剂流道，在后楦夹模中设有靠近后楦夹模表面的后楦夹模制冷剂流道；

所述制冷系统包括压缩机、汽液分离器、冷凝器、过滤器、第一电子膨胀阀、变频器、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀、第四电子膨胀阀、第五电子膨胀阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀；所述压缩机、冷凝器、过滤器及第一电子膨胀阀依次串联并用内有制冷剂的管道连通，所述汽液分离器的制冷剂出口与压缩机的制冷剂入口连通；汽液分离器的制冷剂入口分别通过第一单向阀与前楦夹模制冷剂流道的制冷剂出口连通、通过第二单向阀与前楦制冷剂流道的制冷剂出口连通、通过第三单向阀与后楦制冷剂流道的制冷剂出口连通以及通过第四单向阀与后楦夹模制冷剂流道的制冷剂出口连通；所述第一电子膨胀阀的制冷剂出口分别通过第二电子膨胀阀与前楦夹模制冷剂流道的制冷剂入口连通、通过第三电子膨胀阀与前楦制冷剂流道的制冷剂入口连通、通过第四电子膨胀阀与后楦制冷剂流道的制冷剂入口连通以及通过第五电子膨胀阀与后楦夹模制冷剂流道的制冷剂入口连通；

所述温度传感器组包括前楦夹模温度传感器、前楦温度传感器、后楦温度传感器及前楦夹模温度传感器；所述前楦夹模温度传感器设在前楦夹模上用于感应前楦夹模的温度；所述前楦温度传感器设在前楦上用于感应前楦的温度；所述后楦温度传感器设在后楦上用于感应后楦的温度；所述后楦夹模温度传感器设在后楦夹模上用于感应后楦夹模的温度；

所述plc可编程控制器分别与前楦夹模温度传感器、前楦温度传感器、后楦温度传感器及后楦夹模温度传感器的输出端线路连接用于控制变频器的频率从而调整压缩机的制冷功率。

在本技术方案中，所述变频器频率变化范围是在1-130hz，变频器根据鞋楦表面温度传感器的信号确定启停及工作频率。

在本技术方案中，所述前楦制冷剂流道、后楦制冷剂流道、前楦夹模制冷剂流道及后楦夹模制冷剂流道的截面均是圆形或椭圆形。

在本技术方案中，所述前楦、前楦夹模、后楦及后楦夹模的导热材料均是铝合金、铜合金等导热性好的金属。

在本技术方案中，所述制冷剂是r22、r410a、r407c。

为了达到上述第二目的，本发明是这样实现的，其是一种鞋面冷却定型方法，其特征在于包括：

步骤一设置冷却定型工艺参数曲线图

根据鞋面材料的不同，设置前楦、前楦夹模、后楦及后楦夹模的冷却定型工作温度、压力及时间工艺参数曲线图；

步骤二放置鞋面材料

将经热活化处理后的鞋面材料套在前楦和后楦上，启动传动连接机构向前伸出张紧；

步骤三按工艺参数曲线进行冷却定型

前楦温度传感器及后楦温度传感器测到鞋楦表面在1秒钟内温度上升超过2℃，plc可编程控制器控制变频器使压缩机立即按所设置的冷却定型工艺参数曲线图，通过改变变频器的工作频率和时间达到改变冷却速度和温度的目的；同时根据工艺参数曲线的设定，前楦夹模气缸推动前楦夹模，后楦夹模气缸推动后楦夹模，各自按给定工作压力压紧鞋面材料，给定工作压力是0.1-0.2mpa；

当工艺参数曲线处于快速冷却阶段，plc可编程控制器控制变频器使压缩机以高工作频率f1工作，高工作频率f1是90hｚ±15hｚ，同时所有电子膨胀阀开至最大流量，从而获得高的制冷能力；

当工艺参数曲线处于慢速冷却阶段或保温阶段，plc可编程控制器控制变频器工作频率下降至较低工作频率f2工作，较低工作频率f2是25hｚ±15hｚ，此时plc可编程控制器根据制冷剂的过热度自动调节各电子膨胀阀开口度大小以适应压缩机工作频率，从而达到节能效果；

步骤四取下鞋面材料

按冷却定型工艺曲线完成冷却和加压、保温后，前楦夹模气缸、后楦夹模气缸和传动连接机构后缩松开，取下鞋面材料，完成一次工作循环。

在本技术方案中，所述冷却定型工艺曲线包括鞋楦与夹模冷却、保温、加压的整个工艺过程，冷却阶段温度控制采用图7所示下凹曲线以提高冷却效率。

本发明与现有技术相比的优点为：本发明通过设定冷却、保温全过程的工艺参数曲线图，利用plc可编程控制器和变频器控制压缩机工作频率实现对冷却速度和温度的全过程数字化控制，具有工艺过程最优化、冷却速度快、温度稳定（±0.5℃）、节省能源等优点；前楦及后楦的表面温度均匀，使鞋面材料均匀冷却，减少冷却不均匀所造成的缺陷；前楦及后楦能快速冷却，缩短了鞋面冷却定型的时间。

附图说明

图1是现有技术的后楦结构示意图；

图2是现有技术的后楦的制冷块的结构示意图

图3是现有技术的后楦的制冷块的内部结构示意图；

图4是本发明的后楦的结构示意图；

图5是本发明的前楦的结构示意图；

图6是本发明的制冷系统连接示意图；

图7是本发明的冷却定型工艺曲线示意图。

注图7中鞋楦包括前楦及后楦，夹模包括前楦夹模及后楦夹模。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

如图4至图6所示，其是一种鞋面冷却定型装置，包括制冷系统、定型机构、温度传感器组及plc可编程控制器4、前楦18、前楦夹模9、前楦夹模气缸25、传动连接机构19、后楦20、后楦夹模23及后楦夹模气缸24，所述传动连接机构19可前后伸缩以调整前楦18与后楦20之间的距离，所述前楦夹模气缸25可驱动前楦夹模9前后移动，后楦夹模气缸24可驱动后楦夹模23前后移动，以对鞋面材料施加压力；所述前楦18、前楦夹模9、后楦20及后楦夹模23均由导热材料制成；所述前楦夹模9可代表左前楦夹模及右前楦夹模，所述前楦18可代表左前楦及右前楦，所述后楦20可代表左后楦及右后楦，所述后楦夹模23可代表左后楦夹模及右后楦夹模；

在所述前楦18中设有靠近前楦18表面的弯曲随形的前楦制冷剂流道181，在所述后楦20中设有靠近后楦20表面的弯曲随形的后楦制冷剂流道201，在前楦夹模9中设有靠近前楦夹模9表面的前楦夹模制冷剂流道，在后楦夹模23中设有靠近后楦夹模23表面的后楦夹模制冷剂流道；

所述制冷系统包括压缩机1、汽液分离器2、冷凝器3、过滤器4、第一电子膨胀阀5、变频器6、第二电子膨胀阀7、第三电子膨胀阀11、第四电子膨胀阀13、第五电子膨胀阀15、第一单向阀8、第二单向阀12、第三单向阀14、第四单向阀16；所述压缩机1、冷凝器3、过滤器4及第一电子膨胀阀5依次串联并用内有制冷剂的管道连通，所述汽液分离器2的制冷剂出口与压缩机1的制冷剂入口连通；汽液分离器2的制冷剂入口分别通过第一单向阀8与前楦夹模制冷剂流道的制冷剂出口连通、通过第二单向阀12与前楦制冷剂流道181的制冷剂出口连通、通过第三单向阀14与后楦制冷剂流道201的制冷剂出口连通以及通过第四单向阀16与后楦夹模制冷剂流道的制冷剂出口连通；所述第一电子膨胀阀5的制冷剂出口分别通过第二电子膨胀阀7与前楦夹模制冷剂流道的制冷剂入口连通、通过第三电子膨胀阀11与前楦制冷剂流道181的制冷剂入口连通、通过第四电子膨胀阀13与后楦制冷剂流道201的制冷剂入口连通以及通过第五电子膨胀阀15与后楦夹模制冷剂流道的制冷剂入口连通；

所述温度传感器组包括前楦夹模温度传感器10、前楦温度传感器17、后楦温度传感器21及后楦夹模温度传感器22；所述前楦夹模温度传感器10设在前楦夹模9上用于感应前楦夹模9的温度；所述前楦温度传感器17设在前楦18上用于感应前楦18的温度；所述后楦温度传感器21设在后楦20上用于感应后楦20的温度；所述后楦夹模温度传感器22设在后楦夹模23上用于感应后楦夹模23的温度；

所述plc可编程控制器4分别与前楦夹模温度传感器10、前楦温度传感器17、后楦温度传感器21及后楦夹模温度传感器22的输出端线路连接用于控制变频器6的频率从而调整压缩机1的制冷功率。

在本实施例中，所述变频器6根据鞋楦表面温度传感器的信号确定启停及工作频率，变频器6频率变化范围在20-80hz之间，也可以根据实际情况选择变频器6频率变化范围，但需在10-105hz范围内。

在本实施例中，所述前楦制冷剂流道181、后楦制冷剂流道201、前楦夹模制冷剂流道及后楦夹模制冷剂流道的截面均是圆形或椭圆形。

在本实施例中，所述前楦18、前楦夹模9、后楦20及后楦夹模23的导热材料均是铝合金，也可以选择导热性好的铜合金等。

在本实施例中，制冷剂是r22，也可以选择410a或r407c。

在本实施例中，鞋面快速冷却定型方法，包括如下步骤：

步骤一设置冷却定型工艺参数曲线图

根据鞋面材料的不同，设置前楦18、前楦夹模9、后楦20及后楦夹模23的冷却定型工作温度、压力及时间工艺参数曲线图，如图7所示；

步骤二放置鞋面材料

将经热活化处理后的鞋面材料套在前楦18和后楦20上，启动传动连接机构19向前伸出张紧；

步骤三按工艺参数曲线进行冷却定型

前楦温度传感器17及后楦温度传感器21测到鞋楦表面在1秒钟内温度上升超过2℃，plc可编程控制器4控制变频器6使压缩机1立即按所设置的冷却定型工艺参数曲线图，通过改变变频器6的工作频率和时间达到改变冷却速度和温度的目的；同时根据工艺参数曲线的设定，前楦夹模气缸25推动前楦夹模9，后楦夹模气缸24推动后楦夹模23，各自按0.15mpa的工作压力压紧鞋面材料；也可以根据实际情况，工作压力在0.1-0.2mpa范围内选择；

当工艺参数曲线处于快速冷却阶段，plc可编程控制器4控制变频器6使压缩机1以高工作频率f1工作，高工作频率f1是80hｚ，同时所有电子膨胀阀开至最大流量，从而获得高的制冷能力；

当工艺参数曲线处于慢速冷却阶段或保温阶段，plc可编程控制器4控制变频器6工作频率下降至较低工作频率f2工作，较低工作频率f2是20hｚ，此时plc可编程控制器4根据制冷剂的过热度自动调节各电子膨胀阀开口度大小以适应压缩机工作频率，从而达到节能效果；

步骤四取下鞋面材料

按冷却定型工艺曲线完成冷却和加压、保温后，前楦夹模气缸25、后楦夹模气缸24和传动连接机构19后缩松开鞋面材料。取下鞋面材料，完成一次工作循环。

在本实施例中，冷却定型工艺曲线包括鞋楦与夹模冷却、保温、加压的整个工艺过程，冷却阶段温度控制采用下凹曲线以提高冷却效率，如图7所示。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。