CN102829220A

CN102829220A - 一种超临界气体注射用单向阀

Info

Publication number: CN102829220A
Application number: CN2012103120129A
Authority: CN
Inventors: 王洪; 傅志红
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明公开一种超临界气体注射用单向阀，包括阀芯、阀座、弹簧座和压缩弹簧，阀座与阀芯通过圆柱面间歇配合，阀芯可在阀座内轴向移动，阀芯，与弹簧座，通过螺纹联接，使压缩弹簧位于弹簧座与阀座的圆柱面顶端之间。本发明在没有注气时阀芯与阀座通过两个圆台形面配合在压缩弹簧的作用紧密贴合在一起，单向阀关闭；注气时，超临界气体将克服压缩弹簧的弹力将推动阀芯下移，阀门打开，实现注气。本发明结构简单、可靠。

Description

一种超临界气体注射用单向阀

技术领域

本发明涉及超临界气体注射装置，具体为一种用于微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界CO₂或N₂的单向阀。

背景技术

微孔塑料是指泡孔直径为1~10um，泡孔密度为10⁹~10¹²个/cm³之间泡沫塑料。与未发泡的塑料相比较，微孔塑料具有良好的物理机械性能，如缺口冲击强度高、韧性高、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低和导热系数低等优点，可广泛用于包装、飞机和汽车部件、运动器材等方面。在微孔塑料的挤出成型及注射成型中，都需要使用超临界气体（CO₂或N₂）作为物理发泡剂注入到聚合物熔体中，注射器必须在需要注气时能向挤出机或注塑机的机筒中注入气体，而在不需要注气时能够阻止聚合物熔体回流到气管中。现有技术的用于微孔塑料成型过程中的超临界流体注射器用的是简单的弹簧加载的球形阀，或者直接将气管与挤出机（或注塑机）的机筒联接，如果只是将超临界气体系统的阀门关闭，聚合物熔体会流进超临界气体的输送管道中并阻塞管道，无法在需要时再次注入气体。现有的单向阀只能用于气压传动或者液压传动，而在超临界气体注入系统中的单向阀需要允许超临界气体向聚合物熔体中单向流动，没有相关的技术。

发明内容

本发明的设计目的在于克服背景技术中的缺陷，提供用于在微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界气体的单向阀，能够在停止注气时自动阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道，为微孔塑料的挤出成型和注射成型提高保障。

本发明的设计目的通过采用以下技术方案来实现：

一种超临界气体注射用单向阀，用于微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界CO₂或N₂，该单向阀包括阀芯、阀座、弹簧座和压缩弹簧，阀座内具有中空部位，中空部位一部分与阀芯通过圆柱面间隙配合且阀芯能在阀座内轴向移动，阀座内位于所述圆柱面上方的中空部分用于容纳弹簧座、弹簧和阀芯，阀芯的上端与弹簧座连接，弹簧压缩于弹簧座与所述圆柱面顶端之间；阀座内位于所述圆柱面下方的中空部分具有圆台形侧面内壁，圆台形侧面内壁的顶端与所述圆柱面连接，阀芯的下端具有与所述圆台形侧面内壁接触时起密封作用的圆台形外侧面；所述阀芯内开有超临界气体的通道，该通道一端穿过弹簧座，另一端位于阀芯的圆台形外侧面上方。

进一步优化的，所述阀芯的上端与弹簧座通过螺纹连接。

进一步优化的，阀芯的下端及弹簧座的上端均开有内六角孔，且弹簧座的上端的内六角孔与所述超临界气体的通道相通，能够用两个内六角扳手将弹簧座通过螺纹联接旋入阀芯，并可调节弹簧的压缩程度，从而调节两个圆台形面的贴合程度。

进一步优化的，所述超临界气体的通道为倒T字形。

进一步优化的，所述弹簧的上端位于所述弹簧座内。

进一步优化的，阀座内具有中空部位从上到下为依次相连的三个孔，中间的孔为与所述阀芯间隙配合的圆柱孔，上方和下方的孔的孔径大于均大于所述圆柱孔。

进一步优化的，所述压缩弹簧、阀芯及阀座的轴线重合。

进一步优化的，所述弹簧绕在所述圆柱面上方的阀芯外侧。

本发明中，阀芯与阀座之间为间隙配合，阀芯可以在压缩弹簧或者超临界气体压力的作用下上下移动，当注射超临界气体时，超临界气体将克服压缩弹簧的弹力将推动阀芯下移，阀门打开，实现注气。

所述阀座两端带有螺纹，下端螺纹用于与挤出机或注塑机的机筒连接，上端螺纹用于与超临界气体系统的输出管道连接。

所述阀芯与所述阀座在下部各有一个圆台形面，两个圆台形面在没有注气时由于压缩弹簧的作用紧密贴合在一起，单向阀关闭，阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道。

本发明能够在停止注气时自动阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道，为微孔塑料的挤出成型和注射成型提高保障。在本发明中，不管是否注射超临界气体，机筒内的聚合物熔体都不会流入阀芯圆台形面以上部位，从而阻止了聚合物熔体流入超临界气体的输送管道。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和技术效果包括：

1.在微孔塑料挤出成型及注射成型中，将本发明安装在超临界气体系统输出管道的末端与机筒之间，能够在停止注气时自动阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道，提高了注气装置的可操作性，进而保证了产品质量，降低了生产成本。

2. 本发明结构简单，可靠性高。

附图说明

图1为实施方式中单向阀的结构示意图；

图2为实施方式中单向阀在注入超临界气体时的状态图。

图3为阀芯的结构示意图；

图4为阀座的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。

如图1所示，一种用于微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界CO₂或N₂的单向阀，包括阀座1，弹簧座2，压缩弹簧3和阀芯4。阀座1与阀芯4通过圆柱面间歇配合，阀芯4可在阀座1内轴向移动。阀芯4与弹簧座2通过螺纹联接，使压缩弹簧3位于弹簧座2与阀座1的台阶之间。

如图3所示的阀芯下端有一个圆台形外侧面（圆台形面A），如图4所示的阀座有一个圆台形内壁（圆台形面B），这两个圆台形面在没有注气时由于压缩弹簧的作用紧密贴合在一起（参见图1），单向阀关闭，阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道。

参见图1和图3，阀芯4的内部有倒T字形孔，为超临界气体的通道5，倒T字形孔的径向通孔位于圆台形面以上，倒T字形孔的轴向孔与径向通孔接通，并一直通向阀芯上端。

阀芯4的下端及弹簧座2的上端均开有内六角孔，能够用两个内六角扳手将弹簧座2通过螺纹联接旋入阀芯4，并可调节压缩弹簧3的压缩程度，从而调节圆台形面A和B的贴合程度。

阀芯4与阀座2之间为间隙配合，阀芯4可以在压缩弹簧3的作用下往上移动，当注射超临界气体时，气压将克服压缩弹簧3的弹力将推动阀芯4下移，阀门打开，实现注气。阀门打开时的气体通道如图2所示。

所述阀芯与阀座之间为间隙配合，阀芯可以在压缩弹簧的作用下往上移动，当注射超临界气体时，气压将克服压缩弹簧的弹力将推动阀芯下移，阀门打开，实现注气。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种超临界气体注射用单向阀，用于微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界CO₂或N₂，其特征在于包括阀芯、阀座、弹簧座和压缩弹簧，阀座内具有中空部位，中空部位一部分与阀芯通过圆柱面间隙配合且阀芯能在阀座内轴向移动，阀座内位于所述圆柱面上方的中空部分用于容纳弹簧座、弹簧和阀芯，阀芯的上端与弹簧座连接，弹簧压缩于弹簧座与所述圆柱面顶端之间；阀座内位于所述圆柱面下方的中空部分具有圆台形侧面内壁，圆台形侧面内壁的顶端与所述圆柱面连接，阀芯的下端具有与所述圆台形侧面内壁接触时起密封作用的圆台形外侧面；所述阀芯内开有超临界气体的通道，该通道一端穿过弹簧座，另一端位于阀芯的圆台形外侧面上方。

2.根据权利要求1所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，所述阀芯的上端与弹簧座通过螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，阀芯的下端及弹簧座的上端均开有内六角孔，且弹簧座的上端的内六角孔与所述超临界气体的通道相通。

4.根据权利要求1所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，所述超临界气体的通道为倒T字形。

5.根据权利要求1所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，所述弹簧的上端位于所述弹簧座内。

6.根据权利要求1所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，阀座内具有中空部位从上到下为依次相连的三个孔，中间的孔为与所述阀芯间隙配合的圆柱孔，上方和下方的孔的孔径大于均大于所述圆柱孔。

7.根据权利要求1～6任一项所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，所述压缩弹簧、阀芯及阀座的轴线重合。

8.根据权利要求7所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，所述弹簧绕在所述圆柱面上方的阀芯外侧。

9.根据权利要求7所述的超临界气体注射用单向阀，其特征在于，所述阀座两端带有螺纹，下端螺纹用于与挤出机或注塑机的机筒连接，上端螺纹用于与超临界气体系统的输出管道连接。