CN100560332C - 应用于水辅成型生产的水针 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于水辅成型生产的水针。它包括针套、置于针套内的芯杆、弹簧、限位环和密封件。针套上开有进水口和排水口；支撑限位环中间的通孔是进气口，芯杆内开细长通孔形成气体通路；在水针接入型腔的一端，芯杆与针套的端部配合封住水到型腔的通路，芯杆是在弹簧和进水压力或进气压力驱动下打开进水或排水通路，端部配合以及芯杆通气小孔大小的合理设置防止型腔内的塑料熔体进入水针。本发明通过针套与模具、芯杆与针套之间的直接密封，实现气体和水的零泄漏。该水针可完成水辅成型技术所需的进水、进气排水的所有供排水功能，具有结构简单紧凑，便于标准化的特点。本发明用于水辅成型生产，是水辅成型技术的关键装置。

Description

应用于水辅成型生产的水针

技术领域

本发明涉及塑料中空注射成型生产系统，尤其是涉及一种应用于水辅成型生产的水针。

背景技术

在注塑工业领域中，水辅助注射成型技术是近几年才发展起来的一项新型技术，与气体辅助注射成型技术同属于流体辅助注塑技术。相比经过十几年发展已较为成熟的气辅注塑技术而言，水辅成型技术还处于起步阶段，但是水介质相对于气体具有不可压缩性、高热传导率、高比热容等优点，使得水辅成型比气辅成型拥有更短的冷却时间和成型周期、更高的产品质量(内表面光滑、厚度均匀等)、更低的生产成本和更高的生产效率等优势。

水辅成型技术的关键问题是进水和排水，以及相应的密封问题。特别是排水问题，目前存在的解决方案有二种：

第一种是重力排水法，在进水口安装排水阀，塑料制件内的水通过进水口在重力作用下排出。该方法具有效率低、排水不彻底的缺陷，并且对模具设计和进水口的布置有特殊要求。

第二种是进气排水法，通过压入制件内的干燥空气排出残留水。通过额外设置的气针，可以在进水口附近，也有在模具另一端的例子。该方法效率高，排水彻底。

目前在国内，应用于水辅成型生产的水针研制还是空白。在国际上，也未见集进水、进气和排水于一体的紧凑式的水针专利或相关研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于水辅成型生产的水针，用于进水、进气排水控制液流通断，作为水辅成型注射水生成设备与模具的接口，实现水、气体的密封，防止熔体进入进、排水流道，利于进水通畅和快速彻底的排水，适用于高效率的塑料制品生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

在模具的孔内装有支撑限位环和针套，针套的小端伸出到模具的型腔中，针套内装有中间大而两端小的中空芯杆，芯杆中间大直径的部分与针套形成滑动配合，芯杆的一端与针套的伸出端也形成滑动配合，芯杆一端套有第一弹簧，第一弹簧的一端顶在芯杆一侧轴肩上，而第一弹簧的另一端顶在支撑限位环上，芯杆一端开有径向小通孔；芯杆另一侧套有导流限位环，导流限位环的中部与芯杆形成滑动配合，导流限位环的两端与芯杆保留周向间隙，第二弹簧套在芯杆的另一端上，第二弹簧的一端顶在芯杆另一侧轴肩上，第二弹簧的另一端顶在导流限位环上，芯杆与针套之间用第一O形密封圈加挡圈密封，针套与模具之间用第二O形密封圈和第三O形密封圈密封；模具上分别开有进气流道、进水流道和排水流道；进气流道的一端与支撑限位环的通孔连通，进气流道的另一端与气动电磁换向阀连通；进水流道的一端与针套的进水口连通，进水流道的另一端与第一水压电液换向阀连通；排水流道的一端与针套的排水口连通，排水流道的另一端与第二水压电液换向阀连通。

所述的中空芯杆是中间开有轴向的细长通孔，通孔为阶梯状，靠近进气流道一侧的内径大，靠近排水流道一侧的内径小。

本发明具有的有益效果是：

(1)采用针套与芯杆右端头部的配合，芯杆左右运动缩进或伸出针套，形成的进排水通路，减小了进水阻力，同时有益于排水，并有效防止熔体进入水针内，有利于水辅成型生产的成功和保证产品质量。

(2)芯杆与导流限位环形成的液阻，提高了水针的动态性能，减小了冲击，并且使水针芯杆的左右运动灵活而稳定，有利于水辅成型水注射压力的控制。

(3)芯杆与针套以及针套与模具的水针安装孔之间都用O形密封圈密封，有效解决了水的密封问题，并使水针适用于中高压力的工作条件。

(4)该水针具有结构简单紧凑、工艺性好、易于标准化的特点，装配零件少且多为标准件，适合于系列化生产。

(5)该水针的所有装配件均采用耐蚀不锈材料，可保证水针在水辅成型生产的水介质工作环境中具有较长的寿命。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

图2是进水工作状态示意图。

图3是排水工作状态示意图。

图中：1.支撑限位环，2.弹簧，3.芯杆，4.针套，5.O形密封圈，6.挡圈，7.O形密封圈，8.弹簧，9.导流限位环，10.O形密封圈，11.型腔，12.模具，13.水压电液换向阀，14.排水流道，15.水压电液换向阀，16.进水流道，17.气动电磁换向阀，18.进气流道。

具体实施方式

如图1所示，本发明应用于水辅成型生产的水针包括：芯杆3、针套4、弹簧2和8、支撑限位环1、导流限位环9、O形密封圈5和10、挡圈6以及O形密封圈7。支撑限位环1和针套4安装于模具12的水针安装孔内，针套4的锥形小端伸出到模具12的型腔11中，针套4右端小端伸入型腔11的部分成锥形，使取出制件容易并减小了制件表面的痕迹，针套4内装有中间直径大而两端小的中空芯杆3，芯杆3中间大直径的部分与针套4形成滑动配合，芯杆3的一端与针套4的伸出端也形成滑动配合，并具有密封作用，封住针套4内的水到型腔11的通路，防止型腔11内的塑料熔体进到针套4内，芯杆3一端套有弹簧2，弹簧2的一端顶在芯杆3一侧轴肩上，而弹簧2的另一端顶在支撑限位环1上，芯杆3一端开有径向小通孔；芯杆3另一侧套有导流限位环9，导流限位环9的中部与芯杆3形成滑动配合，导流限位环9的两端与芯杆3保留周向间隙，在靠近弹簧8的一端导流限位环9与芯杆3形成的周向间隙具有液阻的作用，弹簧8套在芯杆3的另一端上，弹簧8的一端顶在芯杆3另一侧轴肩上，弹簧8的另一端顶在导流限位环9上，芯杆3与针套4之间用O形密封圈7加挡圈6密封，针套4与模具12之间用O形密封圈5和10密封；模具12上分别开有进气流道18、进水流道16和排水流道14；进气流道18的一端与支撑限位环1的通孔连通，进气流道18的另一端与气动电磁换向阀17连通；进水流道16的一端与针套4的进水口连通，进水流道16的另一端与水压电液换向阀15连通；排水流道14的一端与针套4的排水口连通，排水流道14的另一端与水压电液换向阀13连通。

如图2所示，当水压电液换向阀15切换到接通位置，气动电磁换向阀17和水压电液换向阀13保持断开时，进水流道16内的水推动芯杆3向左运动，直至芯杆3的左端顶到支撑限位环1，芯杆3右端头部与针套4右端的滑动配合打开形成通路，进水流道16内的水可通过导流限位环9和针套4右端进入型腔11内；在芯杆3向左运动打开时，由于芯杆3的右端头部可以完全缩进针套4内，进水流道16的水由芯杆3右端头部和针套4右端之间的环面进入型腔11，有助于增大有限空间内的通流面积，减小了进水阻力。

如图3所示，当水压电液换向阀13和气动电磁换向阀17切换到接通位置，水压电液换向阀15断开时，进气流道18内的气体推动芯杆3向右运动，直至芯杆3的右部顶到导流限位环9，芯杆3右端头部与针套4右端的滑动配合打开形成通路，芯杆3右端头部可以完全伸出针套4，进气流道18的气体通过芯杆3上的细长孔进入型腔11，压迫塑料制件内的水由芯杆3右端头部圆周进入针套4内，通过导流限位环9进入排水流道14，进气部位和排水部位的布置有益于快速和彻底的排水。

芯杆3中间开有轴向的细长通孔，通孔为阶梯状，左端内径大，右端的内径小到足以防止型腔11内的塑料熔体进入针套4内；芯杆3的左端开有径向小通孔，并且与轴向细长通孔连通，在芯杆3左端顶到支撑限位环1时，进气流道18内的气体仍可以通过径向小通孔作用压力到芯杆3中部轴肩的左侧面上。

芯杆3与导流限位环9的左端保留的轴向间隙形成液阻，在芯杆3受驱动力运动时增大阻尼和减小冲击，提高了水针的动态性能，使水针芯杆3的左右运动灵活而稳定，有益于水辅成型水注射压力的控制，并且该液阻可以作为针套4内水流动的通路，当芯杆3左右移动时，使进水流道18和排水流道16分别连通的腔不至于封闭。

采用针套4与芯杆3右端头部的滑动配合，芯杆3左右运动缩进或伸出针套4，形成的进排水通路，减小了进水阻力，同时有益于排水，并有效防止塑料熔体进入水针内，具有集进水、进气和排水于一体的紧凑式结构，是本发明水针最重要的特点。

芯杆3与针套4以及针套4与模具12的水针安装孔之间都用O形密封圈密封，这种直接密封的形式在中高压水介质条件下密封性能良好，有效解决了水的密封问题，使水针适用于中高压力的工作条件。

该水针的所有装配件均采用耐蚀不锈材料，可保证水针在水辅成型生产的水介质工作环境中具有较长的寿命。此外，该水针具有结构简单紧凑、工艺性好、易于标准化的特点，装配零件少且多为标准件，适合于系列化生产。

Claims (1)

1、一种应用于水辅成型生产的水针，其特征在于：在模具(12)的孔内装有支撑限位环(1)和针套(4)，针套(4)的小端伸出到模具(12)的型腔(11)中，针套(4)内装有中间大而两端小的中空芯杆(3)，芯杆(3)中间大直径的部分与针套(4)形成滑动配合，芯杆(3)的一端与针套(4)的伸出端也形成滑动配合，并具有密封作用，芯杆(3)一端套有第一弹簧(2)，第一弹簧(2)的一端顶在芯杆(3)一侧轴肩上，而第一弹簧(2)的另一端顶在支撑限位环(1)上，中空芯杆(3)中间开有轴向的细长通孔，通孔为阶梯状，靠近进气流道(18)一侧的内径大，靠近排水流道(14)一侧的内径小到足以防止型腔(11)内的塑料熔体进入针套(4)内；芯杆(3)靠近进气流道(18)的一端开有径向小通孔，并且与轴向细长通孔连通；芯杆(3)另一侧套有导流限位环(9)，导流限位环(9)的中部与芯杆(3)形成滑动配合，导流限位环(9)的两端与芯杆(3)保留周向间隙，第二弹簧(8)套在芯杆(3)的另一端上，第二弹簧(8)的一端顶在芯杆(3)另一侧轴肩上，第二弹簧(8)的另一端顶在导流限位环(9)上，芯杆(3)与针套(4)之间用第一O形密封圈(7)加挡圈(6)密封，针套(4)与模具(12)之间用第二O形密封圈(5)和第三O形密封圈(10)密封；模具(12)上分别开有进气流道(18)、进水流道(16)和排水流道(14)；进气流道(18)的一端与支撑限位环(1)的通孔连通，进气流道(18)的另一端与气动电磁换向阀(17)连通；进水流道(16)的一端与针套(4)的进水口连通，进水流道(16)的另一端与第一水压电液换向阀(15)连通；排水流道(14)的一端与针套(4)的排水口连通，排水流道(14)的另一端与第二水压电液换向阀(13)连通。

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