CN101476907B - 塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器及家用燃气表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体流量传感器，尤其是一种塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，本发明还公开了一种具有该靶式流量传感器的家用燃气表。按照本发明提供的技术方案，所述塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，包括在测量直管上与其一体连接的底座罩壳，在底座罩壳内插接有管状的传感器插座，传感器插座上固定有力传感器，力传感器的靶杆底端部设有靶片，所述靶片的靶面与测量直管的轴线垂直，在力传感器外壁与传感器插座内壁之间设有力传感器的定位固定装置。本发明具有制造成本较低、抗振动与抗干扰能力强、操作简便、容易安装、免维护、故障自检且运行费用低。

Description

塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器及家用燃气表

技术领域

本发明公开了一种流体流量传感器，尤其是一种塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，本发明还公开了一种具有该靶式流量传感器的家用燃气表。

背景技术

靶式流量计是差压流量计的一个品种，它在工业上的开发应用已有数十年的历史。我国于20世纪70年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于，当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，靶式流量计是60年代随着工业生产中迫切需要解决高粘度、低雷诺数流体的测量而发展起来的流量仪表。它通过一块靶板将流体所携带的动压能转化为对靶的作用力，再经过检测靶板所受作用力的大小，从而得到相应的流速及流量。这种通过应用流体动压力测量流量的方法，以其结构简单、适用于高粘度、低雷诺数的流体及含有微小颗粒的流体的测理而得到广泛的应用。

传统靶式流量计性能分析。

由于传统靶通过杠杆力平衡原理或矢量机构平衡原理来进行流量信号与输出信号的转换处理，因此在实际应用中显现出许多不尽人意的缺陷。如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累，靶式流量计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥，至今用户对旧靶式流量计的不良印象仍未消除，具体为：

1)由于构成矢量机构及转换单元的原件(如封膜、检测放大器)受温度影响较大，因此不能耐较高的介质温度，使用温度一般小于150℃。

2)由于气动靶的气动变送器、换能器本身是振荡的，因此需要装阻尼装置才能使用，而当当仪表感受介质压力波动、冲击时极易加剧振荡，影响稳定作用。

3)电动靶电磁反馈系统、信号检测放大器易受外界磁场影响，一般要求外磁场强度小于400A/m。

4)变送部分采用矢量机构，存在大量可动元件，易磨损变形，不能长期稳定工作，精度低(一般为±1.5％以上)，调校工作量大、且复杂、要求高。

5)要求管道振动频率应小于25Hz，全振幅应小于0.1mm，对管道内介质的脉动压力冲击、温度冲击敏感，投运要求高，需旁路管道，安装费用高，维护量大。

6)口径一般在200mm以下，不适宜大管径测量，使用范围受到限制。

7)由于自身结构的限制，流量计受力范围一般在8～80N之间，即被测介质对靶的冲击力不应超过80N，也不应小于8N。又由于F∝V²，因此量程比为3∶1左右。

8)正是由于以上缺陷的存在，极大的影响了靶式流量计在实际生产中的推广。特别是近十年，由于在量新型仪表的出现，靶式流量计的应用更现日趋减少。

而新一代智能靶式流量计，虽然把微电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分，集流量，温度，压力检测功能于一体，采用先进的单片机技术和力传感器，感测件为无可动部件，结构简单牢固；抗振动、杂质、干扰能力强，具有操作简便，容易安装，免维护，故障自检，运行费用低等一系列特点。但对于口径在15mm以下的靶式流量计仍处于结构不够简单，不能测试微小流量及成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以测试微小流量，制造成本较低，抗振动、杂质、干扰能力强，操作简便，容易安装，免维护，故障自检且运行费用低的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器。

本发明的另一目的则是提供一种具有该靶式流量传感器的家用燃气表。

按照本发明提供的技术方案，所述塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，包括在测量直管上连接的底座罩壳，在底座罩壳内插接有管状的传感器插座，传感器插座上固定有力传感器，力传感器的靶杆底端部设有靶片，所述靶片的靶面与测量直管的轴线垂直，在力传感器外壁与传感器插座内壁之间设有力传感器的定位固定装置，且靶片是以塑料为原料通过塑料成型工艺注塑成型于靶杆上，靶片与靶杆为一体式连接。

底座罩壳的内孔轴线与测量直管的内孔轴线垂直。测量直管的内孔直径为5～25mm。所述定位固定装置包括在力传感器外壁设置的定位凸起，在传感器插座内壁开设有一段与定位凸起配合的定位凹槽，在定位凸起上方覆盖将定位凸起与传感器插座固定一体的粘结层。测量直管的轴线横向穿过靶片的靶心。底座罩壳的顶端部左右两侧设有横向向外伸出的下安装凸片，在传感器插座外壁左右两侧设有横向向外伸出的上安装凸片，且下安装凸片与上安装凸片宽度一致。传感器插座顶端开口处扣盖有密封盖。

具有上述塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器的家用燃气表，它包括与进气管相连的进气电磁阀，进气电磁阀的出气端连接进气罐的进气端，进气罐的出气端开设在高于进气罐内腔底端的进气罐侧壁上，进气罐的出气端连接测量直管的进气端，测量直管上与其一体连接的底座罩壳，在底座罩壳内插接有管状的传感器插座，传感器插座上固定有力传感器，力传感器的靶杆底端部设有靶片，所述靶片的靶面与测量直管的轴线垂直，在力传感器外壁与传感器插座内壁之间设有力传感器的定位固定装置，测量直管的出气端连接在出气罐的进气端，出气罐的进气端开设在高于出气罐内腔底端的出气罐侧壁上，出气罐的出气端开设在高于出气罐内腔底端的出气罐罐体上，出气罐的出气端连接有出气管。

进气管垂直于测量直管，出气管垂直于测量直管，进气管与出气管平行设置，且进气管中心线与出气管中心线的中心距离为110～150mm。进气管中心线与出气管中心线的中心距离为130mm。

本发明具有可以测试微小流量、制造成本较低、抗振动、杂质、干扰能力强、操作简便、容易安装、免维护、故障自检且运行费用低等优点。

附图说明

图1是塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器的整体结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是具有塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器的家用燃气表整体结构示意图。

图4是本发明的使用原理框图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：该塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，包括在测量直管1上与其一体连接的底座罩壳2，在底座罩壳2内插接有管状的传感器插座6，传感器插座6上固定有力传感器3，力传感器3的靶杆4底端部设有靶片5，所述靶片5的靶面与测量直管1的轴线垂直，在力传感器3外壁与传感器插座6内壁之间设有力传感器3的定位固定装置，且靶片5是以塑料为原料通过塑料成型工艺注塑成型于靶杆4上，靶片5与靶杆4为一体式连接。

底座罩壳2的内孔轴线与测量直管1的内孔轴线垂直。测量直管1的内孔直径为5～25mm。所述定位固定装置包括在力传感器3外壁设置的定位凸起7，在传感器插座6内壁开设有一段与定位凸起7配合的定位凹槽8，在定位凸起7上方覆盖将定位凸起7与传感器插座6固定一体的粘结层12。测量直管1的轴线横向穿过靶片5的靶心。底座罩壳2的顶端部左右两侧设有横向向外伸出的下安装凸片9，在传感器插座6外壁左右两侧设有横向向外伸出的上安装凸片10，且下安装凸片9与上安装凸片10宽度一致。传感器插座6顶端开口处扣盖有密封盖11。

如图2所示：具有上述的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器的流量表，它包括与进气管13相连的进气电磁阀14，进气电磁阀14的出气端连接进气罐15的进气端，进气罐15的出气端开设在高于进气罐15内腔底端的进气罐15侧壁上，进气罐15的出气端连接测量直管1的进气端，测量直管1上与其一体连接的底座罩壳2，在底座罩壳2内插接有管状的传感器插座6，传感器插座6上固定有力传感器3，力传感器3的靶杆4底端部设有靶片5，所述靶片5的靶面与测量直管1的轴线垂直，在力传感器3外壁与传感器插座6内壁之间设有力传感器3的定位固定装置，测量直管1的出气端连接在出气罐16的进气端，出气罐16的进气端开设在高于出气罐16内腔底端的出气罐16侧壁上，出气罐16的出气端开设在高于出气罐16内腔底端的出气罐16罐体上，出气罐16的出气端连接有出气管17。

进气管13垂直于测量直管1，出气管17垂直于测量直管1，进气管13与出气管17平行设置，且进气管13中心线与出气管17中心线的中心距离为110～150mm；进气管13中心线与出气管17中心线的中心距离为130mm。

(1)进气罐15、出气罐16的作用：当介质通过电磁阀、流经进气罐15、靶式流量计、出气罐16时，进气罐15、出气罐16不但起到连通靶式流量计测量管的作用还起到将流体中的杂质清除在进气罐、出气罐中的作用，防止了靶式流量计的测量管通道因流体中的杂质而引起测量的不准确，甚至于测量管的堵塞而损坏靶式流量计影响测量。

(2)靶式流量计的靶板材料至今国内外还是由不锈钢经金属加工而制成，并用螺丝或螺纹连接在靶杆，通过拆除法兰与测量管的连接将其安装在测量管中。而本发明小口径靶式流量传感器的靶片5是以塑料为原料通过塑料成型工艺将靶片注塑成型于靶杆4上，与靶杆4为一体。其优越性是：

1.靶片5制作工艺简单，能制成由不锈钢经金属加工难以制成的与小口径靶式流量传感器相匹配的微小型塑料靶片5。

2.无须与靶杆4进行连接安装，而且与靶杆4连接后插入测量管中的方向，位置，准确度，精确度均优于分体的靶和靶杆4人工连接安装的要求。

3.由于采用塑料成型技术于是就可以方便地制成与小口径靶式流量传感器相匹配的微小型塑料靶片5。就能制成小口径靶式流量计，就能测微小流量。

(3)测量直管1上与其一体连接的底座罩壳2及将力传感器插座6、力传感器3和定位凹槽8通过定位凸起7由密封胶将其连接成一体的型式，使整个靶式流量计结构更为简单，而整台仪表无可动元件，也使整台仪表不存在零部件磨损变形，不受介质压力波动冲击影响，能长期稳定工作，降低了靶式流量计故障率。

(4)由于采用了塑料成型的塑料靶片5与靶杆4注塑成一体，其面积、体积要比不锈钢靶片与靶杆连接小，但其受力的靶面并不因此而变小，因为塑料靶片省去了和靶杆连接用的零件的面积和体积。当测量直管1上的插靶口大于靶片5与靶杆4连接时的面积时，由于靶片5与靶杆4注塑成一体的面积体积比传统的靶片与靶杆连接的面积体积小，所以插靶口的面积也相对较小，从而避面了因插靶口面积大而影响靶式流量计的测量精度。同时简化了为安装靶片与靶杆连接而拆除法兰与测量管连接的繁琐步骤。

(5)本发明的塑料成型的小口径靶式流量传感器及塑料成型的小口径靶式流量传感器的家用燃气表，其整个零部件均由塑料成型技术制成，具有：高精度、高复杂性、高一致性、高生产率、低消耗、低价格的优点。

因此，本发明具有如下优点：

(1)原先用的材料是钢材，现在材料改用塑料。

(2)生产效率高，与采用不锈钢经金属加工相比，生产同一个或多个塑料零件采用模具能一次成型，生产率可以是金属加工效率的几倍、几十倍或几百倍。

(3)高精度，用塑料成型的塑料零件精度高可达0.01mm以下，通常在0.01～0.001mm之间。

(4)高一致性，用塑料成型的塑料零件尺寸的重复偏差，及重复重量偏差：可低于0.5％。

(5)高光洁度，用塑料成型的塑料零件所能达到的表面粗糙度：Ra参数值通常可在0.025～0.8μm之间。

(6)低消耗，用塑料成型的塑料零件原材料的利用率高，采用不锈钢经金属加工的办法，毛坯的40％或更多都会在加工中成为废屑。

(7)高复杂性，可以塑料成型成复杂的一体式零部件。

(8)低价格，用采用不锈钢经金属加工的零件费用是塑料成型零件加工费用的几十倍甚至几百倍。

(9)塑料选择面广，可根据流体的特点、性质及工况，选用合适的塑料加工成型。

综上所述不难发现，本发明的塑料成型的小口径靶式流量传感器及塑料成型的小口径靶式流量传感器的家用燃气表在继承和发展了原有测理原理的基础上，通过运用新材料、新技术、新设计、新结构，已与传统意义上的靶式流量计具有了本质上的不同。同时填补了靶式流量计在小管径、微小流量方面测量的空白。

小口径靶式流量计连接外部相关设备以后，参照图3，即可实现以下功能：靶板的受力经靶杆传递给力传感器再由力传感器转换成与流速平方成正比的电信号将与流速平方成正比的电信号进行AD转换，由单片机系统处理后显示流量值。温度传感器实时对介质的温度进行测量，利用单片机处理系统在线对介质密度温压补偿，保证了小口径靶式流量传感器的家用流量表测量的准确性。RS485接口用于与现场表具进行通信；采用集中器和通讯网络如GPRS、电话拨号等实现远程自动实时或召唤抄表。而IC卡接口是IC卡和设备之间的信息交换，对持卡人、卡、接口设备之间的相互认证以及数据的加密。按键功能主要包括：按键显示累计购气量、最近一次购气量、及剩余气量，显示检定功能、瞬时流量、积累流量等。显示器：显示按键功能所包括的内容，及用户使用燃气时的流量值。电源：按实际情况配备直流电源或交流电源。

上述的小口径靶式流量传感器可以通过如下方法制得：

实施例1：

以氟树脂为原料制造小口径靶式流量传感器，经制模、模具预热、插芯、熔融浇铸、冷却、开模与抽芯各工序后制得，具体注塑成型工艺如下聚四氟乙烯(PTFE)是非热熔流动性氟树脂。热熔流动性氟树脂除聚全氟乙丙烯(FEP)外，还有四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚氟乙烯(PVF)，聚三氟氯乙烯(PCTFE)，乙烯与四氟乙烯共聚物(ETFE)，乙烯与三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)等。

FPA成型加工也可称可溶性聚四氟乙烯的加工。其加工特性如下：

PFA树脂有半透明状的粒料(挤塑、注塑模塑成型)，粉料(涂层及旋转成型)，分散液(浸渍及涂层成型)等形态。按熔体质量流动速率大小分为I型PFA——熔体质量流动速率7～18g/(10min)，主要用作注塑成型半导体的晶片载体、管接头及挤塑成型管材、电线电缆的包覆层等；II型PFA——熔体质量流动速率1～3g/(10min)，宜挤出成型直管、片材、内衬材料，传递成型，具有较好的耐应力开裂性。

PFA的加工特征与FEP的加工特性基本相同，且热稳定性比FEP更好，成型温度也需高20℃左右。但PFA的熔融粘度比FEP大，热加工设备需有良好的耐腐蚀性。

挤出成型

PFA挤出成型的工艺和设备可与FEP的工艺和设备通用，但成型温度需提高。PFA也存在发生熔融破碎的临界剪切速率——对I型PFA为50s^-1，II型PFA为3s^-1。PFA的熔体强度大，比FEP的熔体伸长率大，在成型细管和单丝时可采取更大的拉伸比，如PFA的管材牵伸比(DDR)可达170左右。

注塑成型

360℃下PFA的熔体粘度约为FEP熔体的1倍，应采用熔融粘度较小的I型树脂，且注射速度不能过快，否则易产生表面不光洁的类似熔融破碎状、甚至表面剥离的现象。常用塑化能力大的螺杆式注射成型机的混炼物料均匀、滞料少，对模具传递压力迅速，但与PFA熔融树脂接触的螺杆、机筒和模具等均需用耐腐蚀不锈钢制作。

PFA的螺杆设计可用FEP那样的压缩型螺杆。螺杆的头部须有预防熔融树脂逆向流动的构造(锁紧环等)，但这类螺杆存在树脂滞留产生热老化的缺点，因此需采用塑化头式螺杆避免之，另有混炼效果好及与机筒壁的磨损少等优点。

注射机注嘴的口径要大，加热器和温度调节器应能达到430℃，相应的电功率密度为6.7W/cm²，注射速度应缓慢，以免产品表面出现分层现象。注塑模注道的直径应大于注嘴流道直径，流道的直径与制品壁厚有关，壁厚13mm以上者，流道直径取其壁厚的1/2；壁厚在13mm以下的，则流道直径应大于壁厚的1/2。注射模的浇口应大而短避免采用针点式浇口。PFA的注塑成型的速度应缓慢，压力为21～55MPa，成型温度见表1。

表1

部位	温
		机筒	315
机筒	330
		机筒	370
注嘴	370
		树脂	340
模具	150

注塑成型温度与制品大小、制品壁厚和树脂在机筒内停留时间等因素有关，若停留时间长，则取较低的成型温度以免热老化。注射速度快，在浇口附近或制品最薄的部位容易出现分层现象；反之，若厚壁制品的注射速度过慢，则在表面也会出现波纹状的流动痕迹。注射压力过高，在制品中会残留应力，在浇口附近开裂，但对留有熔接缝的制品注射压力宜高些。通常注射压力为20～60MPa，螺杆的旋转速度不大于50r/min。模具温度与熔融树脂在模内的流动距离及制品壁厚有关，对厚壁制品取150℃，一般制品为230～260℃，应有良好的模温绝热保护措施。壁厚3mm左右的制品成型周期为30～40s。制品的壁越厚冷却时间越长，成型周期也越长。为不使因收缩产生瘪痕和针孔，应有足够的保压时间。

PFA熔体密度1.495g/cm³，冷却后制品密度2.15g/cm³，因此从熔融状冷至固态会有30％的体积变化。PFA制品的成型收缩率与壁厚有关，通常壁厚为5mm的收缩率为3.2％，10mm的为3.5％，15mm的为5.2％，20mm的为5.5％。把制品在高于实际使用温度5～10℃下进行退火处理一定时间(如3mm壁厚处理15min)后再缓慢冷却，可以稳定使用时的制品尺寸。

PFA与其他塑料一样，薄壁制品难以注塑成型，尤其对高熔融粘度的PFA，若制品的壁厚小于2.5mm就会因充料不足等原因而难以注塑成型。

传递成型

PFA传递成型是把贮放在料罐内的熔融状树脂通过柱塞压入温度为200℃的模具内，在压力下冷却脱模。传递成型的成型周期较长，适宜于加工尺寸较大、精度较高而数量不多的制品；如大型阀门、泵壳、流量计和管接头等的衬里层。

常用PFA II型树脂作传递成型。它的优点之一是模内物料冷却收缩时可及时补充物料，使它的收缩应力比注塑成型时小。在补料时若模温控制在熔点以上，即使用流动性较小的II型树脂也有良好的表面质量。

传递成型时的柱塞压力可比注射压力小10MPa，传递模温为200℃左右。PFA树脂在贮料罐内要加热3～4h，加上模温冷却时间，传递成型的成型周期明显地大于注射成型和挤出成型，同时物料受热时间长容易老化，是传递成型法的不足之处。

粉末涂层

在金属、陶瓷等材料表面涂上氟树脂带来不粘、润滑和耐蚀等优良性能。基本上与FTFE的静电喷涂法相同。但因PFA树脂能熔融流动，因此它的涂层是无针孔的连续膜。

喷涂用的PFA树脂为粒径30μm的粉料，适宜于静电涂和流动床浸渍涂。PFA粉末涂料是粒径受控的球形粒子，与一般用的PFA粉状树脂相比，它的表观密度大，一次涂复可获50μm厚的无针孔的连续涂层，最终的涂层厚度可达0.8mm，静电喷涂时的电压取10～30kV，喷涂后涂膜于370℃温度下烧结30min。

旋转成型

旋转成型又称滚塑成型，其产品的厚度比粉末涂层厚得多。控制品的尺寸和厚度将粉状的PFA树脂称量后投入旋转成型模内，一边旋转一边加热，让树脂在模壁上熔融，成为模具的内表面；待树脂完全熔融后，模具从加热炉内取出，再在旋转下冷却固化脱模。

旋转成型法宜成型容器、贮槽、T型管、弯头以及用涂层法和衬里法难以成型的中空制品。

旋转成型的优点是模具简单，宜生产大型而量少的制品，而且制品尺寸的设计范围宽、壁厚变化容易调整、原材料的损耗少、制品的内应力小、容易脱模；缺点是成型周期长、制品的尺寸精度差、内表面的光洁度差，再作二次加工比较困难等。

热熔焊接

PFA和FEP能熔融流动，因此可以热风熔接和热压焊，PFA和FEP薄膜与铝箔、玻璃布等可直接热熔压成一体。PFA也是难熔PTFE塑料的热焊材料，有较大的熔接强度。

熔接效率是熔接部分的强度与材料本身的强度之比。使用厚度为100～500μm的FEP和PFA膜片作热焊材料焊接PTFE时，FEP的熔接效率为50％～70％，而PFA的熔接效率高达65％～85％。PFA熔接时的温度360～390℃，压力0.5～1.0MPa，热压时间10～30min。作为热熔焊接材料可利用PFA的膜片、细棒和丝带等。

PFA的其他成型方法还有压缩成型、吹塑成型、真空成型以及分散液的浸渍成型等，基本上与FEP的成型方法相同。

PVDF成型加工

加工特性

PVDF的基本特性是有良好的熔融加工性，它的熔点177℃，而热分解温度高达350℃，因此可在很宽的温域内成型，合适的加工温度为200～250℃，熔融粘度为0.1～1.0kPa·s，成型收缩率为2％～3％。不必采用专用特殊的成型设备，通常以氮化钢及镀铬的不锈钢即可制作挤出机等加工设备。加工后的PVDF制品在80～120℃下退火处理一段时间后能消除或减少内应力。PVDF能方便地进行熔接、弯曲和切割等二次加工。

实施例2

以ABS为原料制造小口径弯管流量传感器，经制模、模具预热、插芯、熔融浇铸、冷却、开模与抽芯各工序后制得，具体注塑成型工艺如下：

温度设定；

料斗进料口：50～60℃；机筒后部180～230℃；机筒中部180～240°；机筒中部210～260℃；机筒前部210～280℃；喷嘴210～280℃；模具60～90℃

注射速度：

1、塑料的处理

ABS的吸水率大约为0.2％～0.8％，对于一般级别的ABS，加工前用烘箱以80～85℃烘2～4小时或用干燥料斗以80℃烘1～2小时。对于含PC组份的耐热级ABS，烘干温度适当调高至100℃，具体烘干时间可用对空挤出来确定。再生料的使用比例不能超过30％，电镀级ABS不能使用再生料。

2、注塑机选用

可选用华美达的标准注塑机(螺杆长径比20∶1，压缩比大于2，注射压力大于1500bar)。如果采用色母粒或制品外观要求料高，可选用小一级直径的螺杆。锁模力按照4700～6200t/m2来确定，具体需根据塑料等级和制品要求而定。

3、模具及浇口设计

模具温度可设为60～65℃。流道直径6～8mm。浇口宽约3mm，厚度与制品一样，浇口长度要小于1mm。排气孔宽4～6mm，厚0.025～0.05mm。

4、熔胶温度

可用对空注射法准确判定。等级不同，熔胶温度亦不同，建议设定如下：

抗冲级：220～260℃，以250℃为佳；

电镀级：250～275℃，以270℃为佳；

耐热级：240～280℃，以265℃～270℃为佳；

阻燃级：200～240℃，以220℃～230℃为佳；

透明级：230～260℃，以245℃为佳；

玻纤增强级：230℃～270℃；

对于表面要求高的制品，采用较高的熔胶温度和模温。

5、注射速度

防火级要用慢速，耐热级用快速。如制品表面要求较高，则要用高速及多级注塑的射速控制。

6、背压

一般情况下背压越低越好，常用的背压是5bar，染色料需用较高的背压以使混色均匀。

7、滞留时间

在265℃的温度下，ABS在熔胶筒内滞留时间最多不能超过5～6分钟。阻燃时间更短，如需停机，应先把设定温度低至100℃，再用通用级ABS清理熔胶筒。清理后的混合料要放入冷水中以防止进一步分解。如需从其它塑料改打ABS料，则要先用PS、PMMA或PE清理熔胶筒。有些ABS制品在刚脱模时并无问题，过一段时间后才会有变色，这可能是过热或塑料在熔胶筒停留时间过长引起的。

8、制品的后处理

一般ABS制品不需后处理，只有电镀级制品需经烘烤(70～80℃，2～4小时)以钝化表面痕迹，并且需电镀的制品不能使用脱模剂，制品取出后要立即包装。

9、成型时要特别注意的事项

有几种等级的ABS(特别是阻燃级)，在塑化后其熔体对螺杆表面的附着力很大，时间长后会分解。当出现上述情况时，需要把螺杆均化段和压缩拉出擦试，并定期用PS等清理螺杆。

实施例3

以PVC(聚氯乙烯)为原料制造小口径弯管流量传感器，经制模、模具预热、插芯、熔融浇铸、冷却、开模与抽芯各工序后制得，具体注塑成型工艺如下：

(1)PVC(聚氯乙烯)有一定的强度和阻燃性，具有优良的耐腐蚀性能，耐酸(包括稀硝酸)、碱、盐、气体、水等的腐蚀。使用温度-40°～60°。

(2)PVC(聚氯乙烯)材料的弯管流量传感器可用于：煤气、天然气、焦炉气、气体、水等的测量。

1、PVC(聚氯乙烯)注塑成型工艺

塑料的处理处于室温24小时后，吸水量少于0.02％，因此无须烘干。如必须干燥，可放入60～70℃的热气炉3小时，或80℃的干燥机1～1.5小时。

2、注塑机选用

UPVC由于熔体粘度大、易分解，分解产物对铁有腐蚀作用，其注塑成型必须专用的塑化部件和温控系统。

3、模具及浇口设计

模具温度可设为40℃。流道的长度要短，直径则要大，以减小压力损失及保压能传递到模腔。浇口越短越好，模切面要圆形，射嘴口的直径最小6mm，，成圆锥形，内角成5°。

主流道的模切面也要圆形，与冷料井组合而成，通过切面半径连接主流道和浇口，直径可为7mm。

浇口应用切圆面形的半径连接塑件，越短越好，模切面要顺滑。

冷料井可防止半凝固的物料进入模腔，它的重要性常被忽略。

浇口的位置要正确，使物料在流道上顺利流动，不会停留在尖角、碎片和金属的痕迹里，以免出现压缩或减压的情况，应保持流道顺滑流畅。模具应用不锈钢铸造，铬的含量至少13％，最好16％，洛氏硬度至少有55，硬钢模具可经镀铬处理，形成保护作用。生产完后，应用温和的碱液小心将模面清洗干净后再喷上油质喷雾或硅质喷雾。

4、熔胶温度

可用空射法度量，由185～205℃不等。从射出的物料光滑程度可得知UPVC的准确熔胶温度。如物料在射出后粗糙不平，就证明物料并非均一(塑化不足)，表示所定的温度太低；如射出后起泡沫并冒出大量烟雾，就表示温度过高。

5、注射速度

射速要慢，否则过分剪切会使物料降质，利用UPVC生产极度光滑的厚壁制品时，应采用多级注塑模具填充速度。

6、螺杆转速

应配合模塑周期而定。螺杆面速度不应超过0.15～0.2m/s

7、背压

可达150bar，越低越好，常见为5bar。

8、滞留时间

在200℃的温度下，机筒滞留时间最多不能超过5分钟。当温度为210℃，机筒滞留时间就不能超过3分钟。

实施例4

以聚乙烯PE为原料制造小口径弯管流量传感器，经制模、模具预热、插芯、熔融浇铸、冷却、开模与抽芯各工序后制得，具体注塑成型工艺如下：

一、聚乙烯PE的成型加工性能

1、PE为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01％，因此在加工前无需进行干燥处理。

2、PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。

3、PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22％左右，HDPE收缩率在1.5％左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。

4、PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。

5、PE的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较大的加热功率，以便提高生产效率。

6、PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑件质量。

7、PE制件质地较软且易脱模，因此，当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。

8、PE熔体的非牛顿性不明显，剪切速率的改变对粘度的影响较小，PE熔体粘度受温度的影响也较小。

9、PE熔体的冷却速度较慢，因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。若PE熔体在注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生搜索不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。

10、PE的成型温度较宽，在流动状态下，温度的少许波动对注塑成型没有影响。

11、PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。

二、PE的主要成型条件

料筒温度：料筒温度主要是与PE的密度高低和熔体流动速率大小有关，另外还与注塑机的类型和性能，一级塑件的形状有关。由于PE为结晶型聚合物，在熔融时晶粒要吸收一定热量，因此料筒温度应高于它的熔点10度。度于LDPE来说，料筒温度控制在140～200℃，HDPE的料筒温度控制在220℃，料筒后部取最小值，前端取最大值。

模具温度：模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在30～45℃，而HDPE的温度相应再高10～20℃。

注塑压力：提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为50～100MPa。形状简单。壁厚较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。

Claims (9)

1.一种塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，包括在测量直管(1)上连接的底座罩壳(2)，在底座罩壳(2)内插接有管状的传感器插座(6)，传感器插座(6)上固定有力传感器(3)，力传感器(3)的靶杆(4)底端部设有靶片(5)，所述靶片(5)的靶面与测量直管(1)的轴线垂直，其特征是：在力传感器(3)外壁与传感器插座(6)内壁之间设有力传感器(3)的定位固定装置，且靶片(5)是以塑料为原料通过塑料成型工艺注塑成型于靶杆(4)上，靶片(5)与靶杆(4)为一体式连接；

所述定位固定装置包括在力传感器(3)外壁设置的定位凸起(7)，在传感器插座(6)内壁开设有一段与定位凸起(7)配合的定位凹槽(8)，在定位凸起(7)上方覆盖将定位凸起(7)与传感器插座(6)固定一体的粘结层(12)。

2.如权利要求1所述的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，其特征是：底座罩壳(2)的内孔轴线与测量直管(1)的内孔轴线垂直。

3.如权利要求1或2所述的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，其特征是：测量直管(1)的内孔直径为5～25mm。

4.如权利要求1所述的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，其特征是：测量直管(1)的轴线横向穿过靶片(5)的靶心。

5.如权利要求1所述的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，其特征是：底座罩壳(2)的顶端部左右两侧设有横向向外伸出的下安装凸片(9)，在传感器插座(6)外壁左右两侧设有横向向外伸出的上安装凸片(10)，且下安装凸片(9)与上安装凸片(10)宽度一致。

6.如权利要求1所述的塑料成型工艺加工的小口径靶式流量传感器，其特征是：传感器插座(6)顶端开口处扣盖有密封盖(11)。

7.一种家用燃气表，其特征是：它包括与进气管(13)相连的进气电磁阀(14)，进气电磁阀(14)的出气端连接进气罐(15)的进气端，进气罐(15)的出气端开设在高于进气罐(15)内腔底端的进气罐(15)侧壁上，进气罐(15)的出气端连接测量直管(1)的进气端，测量直管(1)上与其一体连接的底座罩壳(2)，在底座罩壳(2)内插接有管状的传感器插座(6)，传感器插座(6)上固定有力传感器(3)，力传感器(3)的靶杆(4)底端部设有靶片(5)，所述靶片(5)的靶面与测量直管(1)的轴线垂直，在力传感器(3)外壁与传感器插座(6)内壁之间设有力传感器(3)的定位固定装置，测量直管(1)的出气端连接在出气罐(16)的进气端，出气罐(16)的进气端开设在高于出气罐(16)内腔底端的出气罐(16)侧壁上，出气罐(16)的出气端开设在高于出气罐(16)内腔底端的出气罐(16)罐体上，出气罐(16)的出气端连接有出气管(17)；

所述靶片(5)是以塑料为原料通过塑料成型工艺注塑成型于靶杆(4)上，靶片(5)与靶杆(4)为一体式连接；

所述定位固定装置包括在力传感器(3)外壁设置的定位凸起(7)，在传感器插座(6)内壁开设有一段与定位凸起(7)配合的定位凹槽(8)，在定位凸起(7)上方覆盖将定位凸起(7)与传感器插座(6)固定一体的粘结层(12)。

8.如权利要求7所述的家用燃气表，其特征是：进气管(13)垂直于测量直管(1)，出气管(17)垂直于测量直管(1)，进气管(13)与出气管(17)平行设置，且进气管(13)中心线与出气管(17)中心线的中心距离为110～150mm。

9.如权利要求8所述的家用燃气表，其特征是：进气管(13)中心线与出气管(17)中心线的中心距离为130mm。

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