CN103817852A

CN103817852A - 连续混炼注塑成型设备

Info

Publication number: CN103817852A
Application number: CN201410084667.4A
Authority: CN
Inventors: 王子博
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2014-05-28

Abstract

本发明公开一种连续混炼注塑成型设备，其包括：混炼塑化装置（10），其包括壳体（101），设置于壳体（101）中的螺杆，壳体（101）一端形成有供料口；注塑装置（20），其包括第一注塑头（201）、第二注塑头（202）、以及分别为二者提供动力的第一注射动力装置（203）、第二注射动力装置（204），第一注塑头（201）和第二注塑头（202）通过管道与供料口相连通，第一注塑头（201）与供料口之间设置第一单向控制开关（40），第二注塑头（202）与所述供料口之间设置第二单向控制开关（50）。本发明的连续混炼注塑成型设备实现了设备连续不间断工作，并通过采用两个注塑头，实现装料和注塑的交替进行。具有运行连续性、高效性、低能耗、低成本、结构简单等优点。

Description

连续混炼注塑成型设备

技术领域

本发明涉及塑料成型加工技术领域，尤其涉及一种连续混炼注塑成型设备。

背景技术

目前，在塑料制品制备技术领域中，需要使用到挤出机和注塑机。其中，双螺杆挤出机是制备不同要求、不同用途新材料最有效、最先进的装备。它通过有限的基本原料，通过不同种类、不同数量、不同配比的分散混合，制备出多种新材料。

例如，通过塑料与纤维（如玻璃纤维、碳纤维，钢须等）的混合，可提高材料的强度、刚度，制备所谓的增强材料；通过塑料与无机矿物（如CaCO3、滑石粉、云母等）混合，可提高材料的模量、降低成本、强化性能等；当利用塑料与阻燃剂混合，可提高阻燃等级，即制备阻燃材料；利用塑料与功能助剂（如抗静剂、导电材料、抗菌剂等）混合，可制备功能材料。此外，通过挤出机将不同品种的塑料（如PC+ABS、PVC+ABS、PA+PE、PBT+PET、PP+SBS等）进行混合，可制备出各种性能互补塑料合金。

上述通过将塑料与其他材料进行混合，制备出的新材料统称改性塑料，其最主要的用途是提供给注塑机使用。

改性塑料主要通过挤出机来制备，改性材塑料同时也是原料，其必须通过挤出成型和注塑成型两道工序形成制品才能实现其应用价值。通过挤出机制备出的性能和用途各异的新材料，80%以上用于注塑成型，随着挤出成型技术的发展，用于注塑的分额还会不断扩大。

在利用注塑机对改性塑料进行注塑的工艺中，目前的注塑机的塑化装置不具备多组分配混合的功能，而且是间歇工作，效率较低。注塑机用的原料需要挤出机来制备，制备好的材料送到注塑工段，这样材料二次塑化不但耗能（每加工一次耗能约0.22～0.27KW/kg），而且会导致材料性能下降。

进一步地，注射机由塑化装置和动力装制组成，由于制品的保压冷却时间的成型周期的属性导致本可连续工作的塑化装置也不连续了。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续混炼注塑成型设备，其具有运行连续性，高效性，低成本等优点。

所述连续混炼注塑成型设备包括：

混炼塑化装置10，其包括壳体101，设置于所述壳体中的螺杆102，所述壳体101一端形成有供料口；

注塑装置20，其包括第一注塑头201、第二注塑头202、以及分别为二者提供动力的第一注射动力装置203、第二注射动力装置204；其中，所述第一注塑头201和第二注塑头202通过管道30与所述供料口相连通，所述第一注塑头201与所述供料口之间的管道中设置有第一单向控制开关40，所述第二注塑头202与所述供料口之间的管道中设置有第二单向控制开关50。

根据本发明的一个方面，所述壳体101中螺杆102的数量为两个，两根螺杆102相互平行地设置于所述壳体101中。

根据本发明的一个方面，所述第一注塑头201注塑时，所述第一单向控制开关40处于关闭状态，所述第二单向控制开关50处于开启状态。

根据本发明的一个方面，所述第二注塑头202注塑时，所述第一单向控制开关40处于开启状态，所述第二单向控制开关50处于关闭状态。

根据本发明的一个方面，所述第一单向控制开关40为第一单向电磁阀，用于可选择性地控制第一注塑头201与供料口之间的管道的连通或关断；所述第二单向控制开关50为第二单向电磁阀，用于可选择性地控制第二注塑头202与供料口之间的管道的连通或关断。

根据本发明的一个方面，此外，上述第一注塑头201的下游方向设置有与其相配合的第一型腔601，上述第二注塑头202下游方向设置有与其相配合的第二型腔701，所述第一注塑头201包括第一喷嘴，所述第二注塑头202包括第二喷嘴，所述第一喷嘴与所述第一型腔601相连通，所述第二喷嘴与所述第二型腔701相连通。

根据本发明的一个方面，第一型腔601的一侧还设置有用于对第一型腔601进行固定的第一锁摸装置60，相应地，第二型腔701的一侧还设置有用于对第二型腔701进行固定的第二锁摸装置70。

根据本发明的一个方面，所述连续混炼注塑成型设备还包括控制系统，用于控制第一单向控制开关40与第二单向控制开关50的交替开启和关闭。本发明的连续混炼注塑成型设备将混炼塑化装置和注塑装置结合，实现了设备连续不间断的工作，并通过采用两个注塑头，实现了装料和注塑的交替进行。

本发明的连续混炼注塑成型设备将混炼塑化装置和注塑装置结合，实现了设备连续不间断的工作，并通过采用两个注塑头，实现了装料和注塑的交替进行。

本发明的连续混炼注塑成型设备的有益效果在于：

（1）能源方面：减少了注塑机塑化塑料的能耗、冷却、除水、切粒输送包装的能耗；

（2）资源方面：减少一台单螺杆塑化挤出机，一个冷却水槽、一台除水机、一台切粒机、及输送机和包装机等设备；

（3）成本方面：节省了装卸成本、运输成本、以及人力成本；

（4）厂房方面：节省了一个原料库、以及一个成品库；

（5）材料性能：由二次塑化变为一次塑化，提升了塑料制品的性能。

附图说明

图1是现有技术中制备改性材料的挤出工艺的流程示意图；

图2是现有技术中注塑工艺的流程示意图；

图3示意性地示出本发明的连续混炼注塑成型设备的一实施方式的平面结构示意图；

图4示意性地示出本发明的连续混炼注塑成型设备工作时的工艺流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。除非在下文中特别指出，本发明的连续混炼注塑成型设备的各个部分可以由本领域的技术人员公知的材料构成。

图1是现有技术中制备改性材料的挤出工艺的流程示意图。

现有的基础工艺流程中，首先将待混合的塑料及其他各种原料投入到挤出机中，在挤出机中进行混炼和塑化，塑料与各种原料进行充分混合形成改性塑料。形成的改性塑料经冷却除水后，再对其进行切粒、包装，即可运输至下一加工工序。

图2是现有技术中注塑工艺的流程示意图。

在现有技术的注塑工艺中，使用到的注塑机是将改性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的成型设备。注塑成型工艺是利用塑料的热物理性质，具体地，把改性塑料从料斗加入料筒中，料筒外由加热圈加热，使改性塑料熔融。在料筒内装有在动力装置作用下驱动旋转的螺杆，改性塑料在螺杆的作用下，沿着螺槽向前输送并压实，改性塑料在外加热和螺杆剪切的双重作用下逐渐地塑化，熔融、均化。当螺杆旋转时，改性塑料在螺槽摩擦力及剪切力的作用下，把已熔融的改性塑料推到螺杆的头部，与此同时，螺杆在改性塑料的反作用下后退，使螺杆头部形成储料空间，完成塑化过程。随后，螺杆在注射油缸的活塞推力的作用下，以高速、高压将储料室内的熔融料通过喷嘴注射到模具的型腔中；型腔中的熔料经过保压、冷却、固化定型后，模具在合模机构的作用下，开启模具并通过顶出装置把定型好的制品从模具顶出落下。

基于上述挤出工艺和注塑工艺可知，挤出工艺工程中以及注塑工艺工程中，都需要分别将塑料塑化，从而需要两套塑化装置，执行两次塑化工艺，增加了设备成本和工艺流程时间。因此，本发明考虑使挤出工艺和注塑工艺共用一套塑化系统。

图3是根据本发明一实施方式的平面结构示意图；图4是本发明的连续混炼注塑成型设备工作时的工艺流程示意图。

配合参照图3和图4，本发明的连续混炼注塑成型设备100包括：混炼塑化装置10，其包括壳体101，设置于所述壳体101中的螺杆102，且所述壳体101一端形成有供料口。经混炼塑化装置10加工形成的改性塑料通过上述供料口输出至下一加工位置。本实施方式中，上述螺杆102的数量为两个，即混炼塑化装置10具有双螺杆结构。上述两根螺杆相互平行，当螺杆旋转时，螺杆上的螺槽可对进行混合的物料施加推动、混合作用力，从而形成供给下述注塑装置的原料。

进一步地，本发明的连续混炼注塑成型设备100还包括：注塑装置20，其包括第一注塑头201、第二注塑头202、以及分别为二者提供动力的第一注射动力装置203、第二注射动力装置204。其中，第一注塑头201包括第一喷嘴，第二注塑头202包括第二喷嘴。如图3所示，由混炼塑化装置10提供的原料经第一注塑头201塑化后通过上述第一喷嘴和第二喷嘴进入下一加工位置。上述第一注塑头201、第二注塑头202通过管道30与上述供料口相连通。且上述第一注塑头201与供料口之间的管道30中设置有第一单向控制开关40，上述第二注塑头202与供料口之间的管道30中设置有第二单向控制开关50。其中，上述第一单向控制开关40可选择性地控制第一注塑头201与供料口之间的管道的连通或关断，第一单向控制开关40的通过方向为供料口指向第一注塑头的方向；相应地，上述第二单向控制开关50可选择性地控制第二注塑头202与供料口之间的管道的连通或关断，第二单向控制开关50的通过方向为从供料口指向第二注塑头的方向。

可选的，在其他实施方式中，根据需求，可设置两个以上的注塑头。

具体地，上述实施方式中，当第一注塑头201注塑时，所述第一单向控制开关40处于关闭状态，所述第二单向控制开关50处于开启状态，使得混炼塑化装置10向第二注塑头202供料。当第一注塑头201保压结束后，第二注塑头202开始注塑，此时，第一单向控制开关40处于开启状态，第二单向控制开关50则处于关闭状态。使得混炼塑化装置10向第一注塑头201供料。如此，第一单向控制开关40和第二单向控制开关50交替开启和关闭，从而使混炼塑化装置10交替向第一注塑头201和第二注塑头202供料保压，保证了本发明的连续混炼注塑成型设备工作的连续性。

这里，对于单个注塑头201或202在一次注塑过程中来说，混炼塑化装置10首先向单个注塑头201或202供料，接收到原料后的注塑头201或202开始进行注塑，当注塑进行到保压阶段时，需对原料施加持续的压力，对其进行压实，增加其密度，以补偿原料的收缩行为。

上述第一单向控制开关40与第二单向控制开关50的交替开启和关闭是由本发明的连续混炼注塑成型设备的控制系统（未图示）来控制的。优选地，第一单向控制开关40为第一单向电磁阀，第二单向控制开关50为第二单向电磁阀。

需要说明的是，第一注塑头201在首次进行注塑之前，可人工控制混炼塑化装置10相第一注塑头201进行供料。之后，在控制系统的控制下，混炼塑化装置10交替向第一注塑头201和第二注塑头202供料。

此外，上述第一注塑头201的下游方向设置有与其相配合的第一型腔601，上述第二注塑头202下游方向设置有与其相配合的第二型腔701。其中，第一型腔601和第二型腔701的作用在于对被注塑的原料进行固化定型。上述第一喷嘴与第一型腔601相连通，第二喷嘴与第二型腔701相连通。第一喷嘴、第二喷嘴中的物料相应地注射到第一型腔、第二型腔后，经保压、冷却、开模、取件后，获得最终产品。此外，第一型腔601的一侧还设置有用于对第一型腔601进行固定的第一锁摸装置60，相应地，第二型腔701的一侧还设置有用于对第二型腔701进行固定的第二锁摸装置70。

本发明的连续混炼注塑成型设备的有益效果在于：

（2）资源方面：减少一台挤出机，以及相应的冷却水槽、除水机、切粒机、输送机和包装机等设备；

（4）厂房方面：节省了一个原料库、以及一个成品库；

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式做出各种改变、替换和变更。

Claims

1.一种连续混炼注塑成型设备，其特征在于：所述连续混炼注塑成型设备包括：

混炼塑化装置（10），其包括壳体（101），设置于所述壳体中的螺杆（102），所述壳体（101）一端形成有供料口；

注塑装置（20），其包括第一注塑头（201）、第二注塑头（202）、以及分别为二者提供动力的第一注射动力装置（203）、第二注射动力装置（204）；其中，

所述第一注塑头（201）和第二注塑头（202）通过管道（30）与所述供料口相连通，所述第一注塑头（201）与所述供料口之间的管道中设置有第一单向控制开关（40），所述第二注塑头（202）与所述供料口之间的管道中设置有第二单向控制开关（50）。

2.根据权利要求1所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，所述壳体（101）中螺杆（102）的数量为两个，两根螺杆（102）相互平行地设置于所述壳体（101）中。

3.根据权利要求1所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，所述第一注塑头（201）注塑时，所述第一单向控制开关（40）处于关闭状态，所述第二单向控制开关（50）处于开启状态。

4.根据权利要求1所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，所述第二注塑头（202）注塑时，所述第一单向控制开关（40）处于开启状态，所述第二单向控制开关（50）处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，所述第一单向控制开关（40）为第一单向电磁阀，用于可选择性地控制第一注塑头（201）与供料口之间的管道的连通或关断；所述第二单向控制开关（50）为第二单向电磁阀，用于可选择性地控制第二注塑头（202）与供料口之间的管道的连通或关断。

6.根据权利要求1所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，此外，上述第一注塑头（201）的下游方向设置有与其相配合的第一型腔（601），上述第二注塑头（202）下游方向设置有与其相配合的第二型腔（701），所述第一注塑头（201）包括第一喷嘴，所述第二注塑头（202）包括第二喷嘴，所述第一喷嘴与所述第一型腔（601）相连通，所述第二喷嘴与所述第二型腔（701）相连通。

7.根据权利要求6所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，第一型腔（601）的一侧还设置有用于对第一型腔（601）进行固定的第一锁摸装置（60），第二型腔（701）的一侧还设置有用于对第二型腔（701）进行固定的第二锁摸装置（70）。

8.根据权利要求1所述的连续混炼注塑成型设备，其特征在于，所述连续混炼注塑成型设备还包括控制系统，用于控制第一单向控制开关（40）与第二单向控制开关（50）的交替开启和关闭。