CN104760220B - 阀销和喷嘴结构以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀销和喷嘴结构以及控制方法。根据本发明的注射成型装置包括：歧管；喷嘴，喷嘴的远端包括高导热性的插入物和导热性显著小于该插入物的绝缘罩，绝缘罩的下游端部设置在浇口与高导热性的插入物的下游端部之间从而在浇口周围形成流体密封；阀销，其中当阀销处在浇口闭合位置时，绝缘罩的流体出口孔的轴向内表面围绕阀销能产生间隙的圆周表面布置以在紧邻浇口的上游位置在绝缘罩的流体出口孔内表面与阀销能形成间隙的圆周表面之间形成间隙。

Description

阀销和喷嘴结构以及控制方法
相关申请
本发明要求于2014年1月8日提交的、序列号为61/924,998的美国临时专利申请的优先权。
下列所有专利文件的全部公开内容以引用的方式并入本文中，如同本文中的完整陈述：国际专利申请公开号WO2012/074879、美国专利申请公开号2012/0248644、国际专利申请公开号WO2012/087491、美国专利申请公开号2012/0248652、美国专利号5,894,025、美国专利号6,062,840、美国专利号6,294,122、美国专利号6,309,208、美国专利号6,287,107、美国专利号6,343,921、美国专利号6,343,922、美国专利号6,254,377、美国专利号6,261,075、美国专利号6,361,300(7006)、美国专利号6,419,870、美国专利号6,464,909(7031)、美国专利号6,599,116、美国专利号7,234,929(7075US1)、美国专利号7,419,625(7075US2)、美国专利号7,569,169(7075US3)、2002年8月8日(7006)提交的美国专利申请序列号10/214,118、美国专利号7,029,268(7077US1)、美国专利号7,270,537(7077US2)、美国专利号7,597,828(7077US3)、2000年10月30日(7056)提交的美国专利申请序列号09/699,856、2002年10月11日(7031)提交的美国专利申请序列号10/269,927、2000年2月15日(7053)提交的美国专利申请序列号09/503,832、2000年9月7日(7060)提交的美国专利申请序列号09/656,846、2001年12月3日(7068)提交的美国专利申请序列号10/006,504、2002年3月19日(7070)提交的美国专利申请序列号10/101,278、2012年5月31日(7100US1)提交的美国专利申请序列号13/484,366和2012年5月31日(7100US3)提交的美国专利申请序列号13/484,408。
技术领域
本发明涉及一种阀销和喷嘴结构以及控制方法。
背景技术
使用具有圆柱形或圆锥形几何形状的阀销的注射成型系统已被应用于注射成型领域，其中需对阀销的取出和闭合加以控制以试图减小生产零件上的残留痕迹。
发明内容
根据本发明并参照图2-图5，本文提供一种注射成型装置，该装置包括：
歧管，具有接纳注射流体的歧管通道；
喷嘴，具有带有轴线A的喷嘴通道，接纳来自歧管通道的注射流体，该喷嘴还具有与通到模具型腔的浇口流体连通的远端；
喷嘴的远端包括高导热性的插入物和绝缘罩，绝缘罩的导热性明显小于插入物，插入物和绝缘罩共轴地安装在喷嘴通道内部并且彼此嵌套接触；
高导热性的插入物和绝缘罩各自具有含有流体出口孔的下游端部，流体出口孔彼此对齐从而使注射流体能够向下游经过喷嘴通道流入模具型腔；
绝缘罩的下游端部设置在浇口与高导热性插入物的下游端部之间，并且在浇口周围形成流体密封；
阀销，与致动器相连，该致动器适用于驱动阀销沿轴线A经过喷嘴流道的可控制的往复运动，阀销具有远端部，该远端部具有与浇口的轴向内表面互补的最下游圆周表面，以及在与最下游圆周表面紧邻的上游的下游表面部，该下游表面部具有围绕阀销的球形部的圆周的、能够形成一间隙的圆周表面；
致动器适合于可控制地沿着在一个或多个上游位置(P1、P2、P3)(其中注射流体流动经过浇口)与下游浇口闭合位置P4(其中阀销的远端部与浇口的轴向内表面紧密配合以阻止注射流体经过浇口的流动)之间延伸的驱动路径来驱动阀销的远端部。
优选地，当阀销处在浇口闭合位置(P4)时，绝缘罩的流体出口孔的轴向内表面围绕阀销能形成间隙的圆周表面布置，在与浇口紧邻的上游位置在绝缘罩的流体出口孔的内表面与阀销能形成间隙的圆周表面之间形成一空间间隙。
致动器可以连接到控制器，该控制器可控制地命令致动器以小于预定高速率的中间上游速率驱动阀销的远端部并且随后进一步以预定高速率向上游方向驱动阀销。
优选地，致动器包括液压驱动或气动驱动的致动器。致动器可以包括电动机。
所述空间间隙通常适合于接纳当阀销向下游方向朝向浇口闭合位置移动时被强制从浇口朝向上游方向流动的注射流体。
浇口的轴向内表面通常包括模具的表面。
喷嘴通道可以具有被设置在流体出口孔上游位置的轴向内表面，流体出口孔与阀销能形成间隙的圆周表面是互补的并且可滑动地与阀销能形成间隙的圆周表面接合，以在向下游方向朝向浇口闭合位置移动时将阀销的轴线与浇口对齐。
绝缘罩的上游端部的轴向内表面通常与插入物下游端的轴向外表面相接合，绝缘罩的上游端部被压缩在插入物与喷嘴远端的轴向内表面之间以密封注射流体流向喷嘴通道内部的流动。
阀销的远端部优选地构造成使得注射流体经过浇口的流动被限制在阀销的一个或多个位置上，这些位置位于浇口闭合位置与注射流体的流动不被限制的上游浇口完全打开位置的中间。
另一方面，本发明提供一种执行注射成型循环的方法，该方法包括：在注射成型循环过程中，将来自注射成型机的流体注入上述装置的歧管通道中并且利用上述装置将注射流体注入模具型腔中。
参照图2至图5，另一方面，本发明提供一种注射成型装置，该装置包括：
歧管，具有接收注射流体的歧管通道；
喷嘴，具有接收来自歧管通道的注射流体的喷嘴通道，该喷嘴还具有与通到模具型腔的浇口流体连通的远端；
该远端包括高导热性的插入物，该插入物安装在与绝缘罩接触的位置，该绝缘罩安装在插入物与浇口之间，该绝缘罩的导热性明显地小于插入物；
绝缘罩在浇口的周围形成流体密封，从而形成从喷嘴的上游端延伸至浇口的流体密封流道；
阀销，具有远端部和远末端，该远端部具有圆周表面；
致动器，可驱动地与阀销相连，适合于沿着一驱动路径驱动阀销，该驱动路径在浇口闭合位置(P4)、一个或多个中间的上游位置(P3)(其中阀销的远末端限制(FG)注射流体经过浇口的流动)以及在中间上游位置(P3)上游的第三位置(P1、P2)(其中注射流体不受限制地自由地流动经过浇口)之间延伸；
其中，当阀销处在浇口闭合位置(P4)时，阀销的远末端将浇口密封并且阀销的远端部的下游圆周表面与浇口的互补轴向内表面紧密配合，以及
其中，绝缘罩被构造成在阀销的远端部的球形突起的上游圆周表面的周围形成周向间隙，当阀销处在浇口闭合位置(P4)时球形突起位于紧邻浇口的互补轴向内表面的上游位置。
在这样的一种装置中，浇口的互补内表面可以包括模具的表面。
阀销远端部的上游圆周表面优选地可滑动地与喷嘴流动通道的轴向内表面接合，以便在阀销向下游朝向浇口闭合位置移动时使阀销的轴线与浇口对齐。
致动器可以包括液压驱动或气动驱动的致动器或者电动机。
致动器通常连接到控制器，该控制器可控制地命令致动器连续地以小于预定高速率的一个或多个中间上游速率从浇口闭合位置向上游方向驱动阀销的远端部并且随后进一步以预定高速率向上游方向驱动阀销。
另一方面，本发明还提供一种执行注射成型周期的方法，该方法包括：在注射成型循环的过程中，将来自注射成型机的流体注入上述装置的歧管通道，并且利用这种装置将注射流体注入模具型腔。
另一方面，本发明还提供一种注射成型系统，该注射成型系统包括：
歧管，该歧管具有接纳注射流体的熔体流的熔体通道；
喷嘴，具有接纳来自歧管熔体通道的注射流体的熔体通道，该喷嘴还具有与通到模具型腔的浇口流体连通的远端；
该远端包括高导热性的插入物，该插入物安装在与绝缘罩接触的位置，该绝缘罩安装在与浇口挤压接触的位置，该绝缘罩的导热性显著地小于插入物；
该绝缘罩在浇口的周围形成流体密封，从而形成从喷嘴上游端延伸至浇口的流体密封流道；
阀销，具有圆周表面和轴，安装并且适合于可控制地驱动阀销经过从浇口闭合位置到可选择上游位置的流道的往复运动，该阀销具有远端部，该远端部具有与流动通道和浇口所选择内表面几何形状相一致的周向表面几何形状，并且还具有平直的远末端；
致动器，可驱动地连接到阀销，适合于沿着驱动路径驱动远末端，该驱动路径在浇口闭合位置、一个或多个中间的上游位置(其中阀销的远末端限制注射流体经过浇口的流动)以及在中间上游位置(其中注射流体不受限制地自由地流动经过浇口)上游的第三位置之间延伸；
其中，当阀销处在浇口闭合位置时，其远末端将浇口密封，并且位于紧邻远末端的上游位置的阀销的圆周表面的第二部与围绕在紧邻绝缘罩的下游位置的浇口的流动通道的第一内表面接触。
绝缘罩通常被构造成：当阀销圆周表面的第二部与流道的第一内表面接触时，位于紧邻流道第一内表面的上游位置的阀销的圆周表面的一部分的周围形成圆周间隙。
围绕浇口的第一内通道表面优选地包括模具的表面。
阀销优选地具有其圆周表面在第二部上游位置的第三部，该第二部可滑动地与流动通道的第二内表面接合以便在阀销向下游方向朝向浇口闭合位置移动期间使阀销的轴线与浇口对齐。
流道的第二内表面通常设置在紧邻绝缘罩的上游位置，该绝缘罩被构造成在阀销圆周表面的一部分的周围形成周向间隙，当阀销圆周表面的第二部与流道的第一内表面接触时，该阀销位于紧邻流道第一内表面的上游位置。
绝缘罩上游端部的内表面优选地与插入物下游端的外表面相接合，绝缘罩的上游端部被压缩在插入物与喷嘴远端的内表面之间以便密封注射流体流向流道内部。
阀销的远末端可以具有尖锐的外圆周边缘。可替代地，阀销的远末端可以具有圆形或弯曲的外圆周边缘。
致动器可以是液压、气动或者电动的。
致动器优选地被一阀系统所驱动，该阀系统可控制地在一开始位置、一个或多个中间驱动速率位置以及以一高驱动速率位置之间进行调整，其中开始位置使阀销的远末端处在浇口闭合位置，中间驱动速率位置以一个或多个相应的中间速率从浇口闭合位置向上游方向驱动阀销经过一个或多个中间上游位置，高驱动速率位置以高于中间速率的高速率驱动阀销。
另一方面，本发明提供一种执行注射成型循环的方法，该方法包括通过以下方式操作具有上述可控制调整的致动器的注射成型系统：
预先选择在浇口闭合位置与一个或多个所选择中间上游位置之间的行程长度；
开始注射循环，其中阀销的顶端处在浇口闭合位置并且阀系统处在开始位置；
调整阀系统，使其在一个或多个中间驱动速率位置上运行，以便连续地朝向上游方向将阀销顶端从浇口闭合位置驱动到一个或多个所选择的中间上游位置；
感测阀销的位置，以判断阀销的末端是否已到达一个或多个所选择的中间上游位置；以及
当在感测的步骤中判断阀销末端已到达所选择的一个或多个中间上游位置时，调整阀系统从而在所选择的高驱动速率位置操作，以便连续地向上游方向以相应的高速率驱动阀销末端。
另一方面，本发明提供一种如上所述的注射成型系统，其中致动器由阀系统所驱动，该阀系统可控制地在使阀销的远末端处在所选择完全上游位置的第一位置、以一个或多个中间下游速率向下游方向将阀销从完全上游位置朝向浇口驱动到一个或多个中间下游位置的一个或多个中间下游驱动速率位置、和以低于中间下游速率的一个或多个低速率驱动阀销的一个或多个闭合驱动速率位置之间进行调整。
另一方面，本发明提供一种执行注射成型循环的方法，该方法包括通过以下方式操作上述注射成型系统：
预先选择在所选择完全上游位置与一个或多个所选择中间下游位置之间的行程长度；
开始注射循环的下游驱动部分，其中阀销末端处在所选择的完全上游位置并且所述阀系统处在第一位置；
调整该阀系统从而使其在一个或多个中间驱动速率位置上运行，以便连续地向下游方向将阀销末端从所选择完全上游位置朝向一个或多个所选择中间下游位置驱动；
感测阀销的位置，以判断阀销末端是否已到达一个或多个所选择中间下游位置，以及
当在感测的步骤中判断阀销末端已到达所选择的一个或多个中间下游位置时，调整阀系统从而在一个或多个所选择闭合速率位置操作，以便以相应的低速率连续地向下游方向驱动阀销的远末端。
另一方面，本发明提供一种注射成型系统，该系统包括：
歧管，具有接纳注射流体的熔体流的熔体通道；
喷嘴，具有接纳来自歧管熔体通道的注射流体的熔体通道，该喷嘴还具有与通向模具型腔的浇口流体连通的远端；
该远端包括安装在与浇口接触的位置的高导热性的插入物；
阀销，该阀销具有圆周表面和轴线，安装并适合于可控制地驱动阀销经过流道从浇口闭合位置到可选择上游位置的往复运动，该阀销具有远端部，该远端部具有与流道和浇口的所选择内表面几何形状相一致的圆周表面几何形状，该阀销还具有平直的远末端；
致动器，可驱动地连接到阀销，适合于沿着驱动路径驱动远末端，该驱动路径在浇口闭合位置、一个或多个中间上游位置(其中阀销的远端限制注射流体经过浇口的流动)以及在中间上游位置(其中注射流体不受限制地自由地流动经过浇口)上游的第三位置之间延伸；
其中，当阀销处在浇口闭合位置时，阀销的远末端将浇口密封，并且位于紧邻远末端的上游的阀销圆周表面的第二部与流动通道的第一内表面接触，该流动通道围绕在紧邻浇口的上游位置的浇口。
在这样一种装置中，流动通道的第一内表面可以包括模具的表面。
在这种装置中，阀销可以具有其圆周表面位于第二部的上游位置的第三部，在阀销向下游方向朝向浇口闭合位置移动期间该第二部可滑动地与流道的第二内表面接合以便使阀销的轴与浇口对齐。
在这种装置中，阀销的远末端可以具有尖锐的圆周边缘。可替代地，阀销的远末端可以具有圆形或弯曲的外圆周边缘。
致动器可以是液压、气动或电动的。
在这种装置中，致动器由阀系统驱动，该阀系统可控制地在使阀销远末端位于浇口闭合位置的开始位置、以一个或多个相应的中间速率从浇口闭合位置向上游方向驱动阀销经过一个或多个中间上游位置的一个或多个中间驱动速率位置以及以高于中间速率的高速率驱动阀销的高驱动速率位置之间进行调整。
另一方面，本发明提供一种执行注射成型循环的方法，该方法包括通过以下方式操作上述的注射成型系统：
预先选择在浇口闭合位置与一个或多个所选择中间上游位置之间的行程长度；
开始注射循环，其中阀销的末端处在浇口闭合位置并且阀系统处在开始位置；
调整阀系统从而在一个或多个中间驱动速率位置操作，以便连续地向上游方向将阀销末端从浇口闭合位置驱动到一个或多个所选择的中间上游位置；
感测阀销的位置，以判断阀销的末端是否已到达一个或多个所选择的中间上游位置，以及
当在感测的步骤中判断阀销末端已到达所选择的一个或多个中间上游位置时，调整阀系统从而在所选择的高驱动速率位置操作，以便以相应的高速率连续地向上游方向驱动阀销的远末端。
在这种装置中，致动器可以由阀系统驱动。该阀系统可控制地在使阀销远末端位于所选择的完全上游位置的第一位置、以一个或多个中间下游速率向下游方向将阀销从完全上游位置朝向浇口驱动到一个或多个中间下游位置的一个或多个中间下游驱动速率位置以及以低于中间下游速率一个或多个低速率驱动阀销的一个或多个闭合驱动速率位置之间进行调整。
另一方面，本发明提供一种执行注射成型循环的方法，该方法包括通过以下方式操作如上所述的注射成型系统：
预先选择在所选择完全上游位置与一个或多个所选择中间下游位置之间的行程长度；
开始注射循环的下游驱动部分，其中阀销末端处在所选择的完全上游位置并且该阀系统处在第一位置；
调整阀系统从而使其在一个或多个中间驱动速率位置上运行，以便连续地向下游方向从所选择的完全上游位置朝向一个或多个所选择的中间下游位置驱动阀销末端；
感测阀销的位置，以判断阀销的末端是否已到达一个或多个所选择的中间下游位置；以及
当在感测步骤中判断阀销末端已到达所选择的一个或多个中间下游位置时，调整阀系统从而在一个或多个所选择的闭合速率位置以相应的低速率连续地向下游方向驱动阀销的远末端。
附图说明
通过参照以下的说明并结合附图，可以更好地理解本发明的上述优点和其它优点，其中：
图1是根据现有技术的阀结构的剖面侧视图，该阀结构具有插入物IN、绝缘罩和阀销结构，其中阀销的远端部，当如图所示被驱动到浇口闭合位置时并不为高压注射流体提供减压少或泄压，在阀销从上游位置向下游方向移动到浇口闭合位置的过程中注射流体被注入模具型腔中；
图2是本发明一个实施例的横剖面侧视图，该图中示出了在注射循环中设置在喷嘴中流道内部的上游位置的阀销，其中通向模具的浇口不被阀销所阻塞并且流体注射材料可自由地流经所述浇口；
图3是在注射循环中晚些时候类似于图1的视图，其中阀销已被略微向下游方向驱动到阀销外圆周表面已接近流道内表面的位置；
图4是在注射循环中再晚些时候类似于图1、图2的视图，其中阀销已被向下游方向驱动到如下的位置：其中阀销外圆周表面所选择的扩大和配置部分已几乎与流道的内导向面的互补部分相接触以便阀销的轴将浇口与模具对齐并且引导阀销的远末端与浇口对齐；
图5是注射循环中再晚些时候类似于图2至4的视图，其中阀销已被向下游方向驱动到浇口闭合位置，并且阀销的远末端已完全插入与其几何形状互补的浇口孔中并将该浇口孔密闭。
具体实施方式
图1示出了一种根据现有技术的阀结构，其具有喷嘴插入物IN和绝缘罩IC以及阀销，此阀销具有以下结构：其中当如图所示阀销远端部被驱动进入浇口闭合位置时，不提供对在阀销从上游位置向下游方向移动进入浇口闭合位置的过程中被注入模具型腔中的注射流体的高压的减压和泄压。
图2示出了本发明一个系统实施例10，包括注射机器20，利用机器20的筒体(未示出)内部的螺杆(未示出)将可熔化注射材料注入，该可熔化注射材料可从固体形式转变成熔融或液体流动材料形式，其中该螺杆在受控的压力下将熔融流体32向下游方向强制注入热流道或歧管30的流体分布通道35。熔融的流体32从歧管通道35注入上游端52，在图3和图4中，注入喷嘴50的中部流道或通道54。
喷嘴50安装在设置在模具88或中间板内部的孔83中，该中间板安装在模具88上。熔融流体32在压力作用下进一步向下游方向流动并经过从喷嘴的上游端52延伸至模具型腔80的浇口85的连续流动通道54、54a、64、74，这些连续流动通道54、54a、64、74共同地包括上喷嘴通道54，在图3和图4中，该上喷嘴通道54可密封地与设置在喷嘴插入物55内部的下游通道54a相连通，喷嘴插入物55进一步与形成于绝缘罩60内部的通道64相连通，该通道64相应地可密封地与形成于模具88的主体内部的下游通道74相连通，通道74在其下游端与通到模具88的型腔80的浇口85相连通。
在本发明的实施例中，所述高导热性的插入物55和所述绝缘罩60各自具有含有流体出口孔55e、64的下游端部，所述流体出口孔55e、64相互对齐从而使注射流体32能够经过所述喷嘴通道54朝向下游方向流入所述模具型腔80中。
如图2至5所示，喷嘴50本身包括：最外围的圆柱形喷嘴管或主体53，该喷嘴管具有中部流动通道54和圆柱形喷嘴顶端56，该喷嘴顶端通常同轴地螺纹接合在喷嘴50的外部主体53的下游远端的内部；圆柱形喷嘴插入物55，具有同轴地安装在顶端56的内圆周内部的流动通道54a，以及圆柱形绝缘罩60，具有流动孔或出口孔64，该孔64同轴地安装在插入物55的轴向外圆周表面与喷嘴顶端56的轴向内圆周表面的最远端部之间。
本发明的注射成型系统包括阀销90，该阀销在其上游端以常规方式(未示出，例如美国专利申请公开号2012/0248644或美国专利申请公开号2012/0248652中所揭示)连接到致动器941，使得致动器941和阀销90一致地沿着经过流动通道54、54a、64、74的轴向路径向上游和下游方向往复运动。致动器941连接到含有算法程序的控制器16，该算法控制阀销90和致动器941沿着轴线A在图4的完全浇口闭合位置与完全上游位置之间的上游-下游移动速率。致动器941可以包括诸如液压或气动驱动致动器的流体驱动机构，例如美国专利号5894025、6464909、6585505、8016581、7597828所述，所有这些专利文件的公开内容以引用的方式并入本文中，如同在本文中进行完整陈述。可替代地，致动器941可包括电动机，该电动机的轴连接到阀销，例如美国专利号6,194,122所揭示的，该专利文件的公开内容以引用的方式并入本文中，并如同在本文中进行完整陈述。控制器16可适合于在注射循环过程中根据任何预定的程序、算法或协议可控制地驱动上述任何液压、气动或电动机致动器从而沿着任何行进路径驱动阀销。
喷嘴顶端56的外圆周表面57通过与模具88的内圆周表面86挤压接合因此将注射流体密封在中部流动通道54、54a、64、74内部并防止注射流体渗透入其中安装有喷嘴50的腔或孔83中，因此在浇口85周围形成流体密封。此外，绝缘罩60的外表面60s与接收或安装孔81的轴向内表面81s挤压接触，从而在浇口85周围形成流体密封，密封并防止注射流体32渗透入其中安装有喷嘴50的型腔或孔83中。
图2-5中的喷嘴主体53通常被加热到一个提高的温度从而将注射流体材料维持在便于流动的高温。插入物55通常同轴地安装在与喷嘴主体53热连通的喷嘴顶端56的内部，因此相应地也被加热，并且其中插入物55优选地是由高导热材料构成，从而与喷嘴主体53和顶端56一同保持加热状态以便在浇口85的入口处或附近将经过通道54、54a、64、74的注射流体材料流动保持在便于流动的高温。
图2-5中的绝缘罩60由非导热材料或热绝缘材料所构成。在注射循环中通过水冷却模具88并将其保持在相对于喷嘴50及其相关部件53、55、56的极高温度而言相对较低的温度或冷却的温度上。在紧邻高导热性插入物55的下游的位置，绝缘罩60安装在插入物55与模具88的任何相对内表面之间，相对于喷嘴50及其部件53、55、56的极高温度，其中模具88被降温或者冷却。因此，绝缘罩60阻止喷嘴50与模具88之间的热传递或热损失。
如图2-5所示，绝缘罩60、插入物55和模具88的接收腔或孔81(在孔81的内部安装有绝缘罩60)的几何形状或结构均适合于并被构造成使得绝缘罩60的内表面63接纳并接合高导热性插入物55的外圆周表面55es的主要部分，因此便于并实现防止插入物55与模具88之间的热传递或热绝缘。
图2示出了在注射循环中一个时间点上的系统，其中阀销90位于上游浇口打开位置，其中注射流体经过通道54、54a、64、74的流动不受阀销90的外圆周表面与通道54、54a、64、74的内表面之间距离的限制。
图3示出了在注射循环中一个时间点上的系统，其中相对于图2中阀销90的位置，阀销90已向下游移动到更接近浇口85。如图2-5所示，阀销90具有设置在其远端的球形突起90p，该球形突起90p具有其外圆周表面92的远端设置部，该外圆周表面被构造成在几何形状、直径等方面与插入物55的互补轴向内表面55gs的几何形状、直径和构造互补，表面55gs被构造成与表面92互补，并且当阀销90轴向地移动使得阀销的轴通常在其移动中与浇口85和流动通道54、54a、64、74对齐时滑动地接纳并接合表面92。图4示出了在注射循环中一个时间点上的系统10，其中阀销表面92处在紧邻被接纳并且可滑动地与插入物的导向面55gs接合的位置的上游。在此阀销位置P3，在图4的轴向内表面55s之间形成小的间隙FG，其中分别相对于阀销处在图2和图3的位置P1和P2处的流速，注射流体的流速32r减小。当阀销行进达一定长度PT1和PT2从而使圆周表面92紧邻导向面55gs的上游(PT1)或下游(PT2)时，这种减小的流速32r出现。当圆周表面92实际上与导向面55gs紧密配合时，注射流体的流动基本上被阻断。
图5示出了当阀销90已被驱动到最远的下游位置由此通到模具型腔80的浇口85已被密闭并且熔融注射材料经过通道54、54a、64、74的流动被阻止时的时间点上的注射成型系统和阀销的位置P4。如图2、3和4所示，模具88被构造成具有接收腔或通道74，该通道74具有内表面88cs，该内表面的几何形状和构造与阀销90的外圆周表面97的远端设置端部的预选几何形状和构造互补。表面88cs被构造成使得当阀销90被驱动到如图5所示的其最远下游位置时，阀销的互补表面97与表面88cs相接合以便将推动存在于流道的远端部74中的所有注射流体材料经过浇口85。
如图2、3、4和5所示，阀销90的最远端部90d具有圆柱形状的外圆周表面99，该外圆周表面与最远端的空间76的内表面76s是互补的，空间76处在紧邻流动通道54、54a、64、74的下游，因此当阀销90被驱动到如图4中所示的其浇口完全闭合位置时，端部90d的圆周表面99将可滑动地与表面76s接合并且阀销90的远端表面90将推动存在于流道的最远端部76中的全部注射流体材料经过浇口85。阀销90的最远端部90d的最远端的边缘或角90c优选地是尖锐的，使得配合而形成边缘或角90c的端部90d的外表面是平直的或者凹状的。可替代地，阀销90的下表面90dte可以是凸状的或者具有稍微向外的半径从而使得角90c是圆形或弯曲的。
绝缘罩60可以被调整、形成或构造成形成密封的或封闭的周向间隙或空间60g，该间隙或空间60g围绕处在紧邻浇口95的上游的阀销的圆周表面。这种空间60g是用于接纳注射流体的上游回流，该注射流体被推进入空间76，在阀销90的驱动的下游移动入浇口完全闭合位置和端部90d移动入空间76期间该注射流体不容易地流动经过浇口85，圆周间隙或空间60g也用于减少在阀销90的这种闭合过程中在浇口85的中间区域的注射流体中的过高压力，这种过高压力的减少最小化或防止在型腔80内部所制造的最终冷却的零件中视觉缺陷或伪迹的发生。如图中所示，在轴向内表面64s与阀销90的球形突出部92p的圆周表面92之间形成间隙60g。
如在国际专利申请公开号WO2012/074879、美国专利申请公开号2012/0248644、国际专利申请公开号WO2012/087491和美国专利申请公开号2012/0248652中详细描述的那样(这些专利文件的公开内容以引用的方式并入本文中)，阀销90连接到致动器941，该致动器的操作由含有算法的电子控制器16所控制，该算法可控制地将阀销90驱动到可选择的轴向位置，或者以可选择的速率沿着流动通道54、54a、64、74的轴线A驱动阀销90。本发明的注射成型系统可以包括位置传感器951，该位置传感器检测阀销或致动器的轴向位置并且将位置信号发送至控制器16，该控制器16使用位置信号将阀销90驱动到所选择的位置或者基于阀销90的检测位置以预选的速率向上游或下游驱动阀销90。如国际专利申请公开号WO2012/074879和美国专利申请公开号2012/0248644所述，通常以相对的低速率将阀销从浇口闭合位置取出到预定的上游位置，从而防止流体注射材料以将在模具型腔80中最终制造的零件中导致视觉缺陷、痕迹或伪迹出现的速率而经过浇口85流入型腔80。亦如国际专利申请公开号WO2012/074879和美国专利申请公开号2012/0248644所述，该算法可以被编程以便当位置传感器951判断阀销90或致动器941的轴向位置已到达中间上游位置(其中阀销90不限制注射流体经过浇口85的流动)时，以高于初始低速率的高速率(通常是液压、气动或电动机驱动系统能够驱动该阀销的最大速率)将阀销90向上游方向取出。最优选地，在注射循环的上游取出部分中，连续地将阀销90从浇口闭合位置(示于图5中)向上游方向驱动到上游浇口完全打开位置。
如国际专利申请公开号WO2012/074879和美国专利申请公开号2012/0248644所述，也可以可控制地以可变的可选择速率，将阀销90或致动器941从上游位置驱动到图5的浇口闭合位置。通常，以相对的高速率(通常是驱动系统的最大速率)将阀销90或致动器941从完全上游位置驱动到预选的中间下游位置，然后当被检测处在所选择的中间下游位置处时，以较低的选择速率(低于高速率)从预选的中间下游位置驱动到浇口闭合位置，预先选择该较低速率以便最小化或防止在模具型腔80中最终制造零件中任何视觉缺陷、痕迹或伪迹的出现。最优选地，在注射循环的下游驱动部分中，将阀销90或致动器941连续地向下游方向驱动。
如国际专利申请号WO2012/087491和美国专利申请公开号2012/0248652所述，可替代地，可以基于预定量时间的流逝或者出现几率而不需要基于用位置传感器对阀销90或致动器941的轴向位置的检测，以可变的可选择速率将阀销90和致动器941向上游或下游方向驱动。如同前述的实施方式，通常以防止经过浇口85流入型腔80的流体注射材料将导致在模具型腔80中最终制造的零件中视觉缺陷、痕迹或伪迹出现的相对地较低的速率，在预定的时间量上，将阀销90或致动器941向上游方向从完全开始或浇口闭合位置(图5)撤回。在所选择低速率上的预定的上游取出时间量导致阀销90或致动器941被撤回至一些通过试验和误差所确定的预定中间上游位置。预定的中间上游位置优选地是阀销90不限制注射流体经过浇口85的流动的位置。当以初始的低速率撤回阀销的预定时间量期满时，算法通常被编程成以高于初始低速率的高速率(通常是液压、气动或电动机驱动系统能够驱动阀销的最大速率)将阀销90或致动器941向上游方向撤回。更优选地，在注射循环的上游撤回部分中，连续地向上游方向将阀销90从浇口闭合位置(示于图4中)驱动到上游浇口完全打开位置。
如国际专利申请号2012/087491和美国专利申请公开号2012/0248652所述，可替代地，可以基于预选的次数以可变的可选择速率可控制地将阀销90和致动器941从上游位置驱动到图5的浇口闭合位置。通常，以相对的高速率(通常是驱动系统的最大速率)在预选的时间量上从完全上游位置开始驱动阀销90或致动器941，这导致阀销90被驱动到一个中间下游位置，然后在预选的高速率下游驱动时间量期满时，以较低的选择速率(低于高速率)将阀销90或致动器941从中间下游位置驱动到浇口闭合位置，预先选择该较低的速率从而最小化或防止在模具型腔80中所制造零件中任何视觉缺陷、痕迹或伪迹的出现。最优选地，在一个注射循环的这种下游驱动部分期间，连续地向下游方向驱动阀销90或致动器941。

Claims (16)

1.一种注射成型装置(10)，包括：
歧管(30)，具有接纳注射流体(32)的歧管通道(35)；
喷嘴(50)，具有带有轴线(A)的喷嘴通道(54)，接收来自所述歧管通道(35)的注射流体，所述喷嘴(50)还具有与通向模具型腔(80)的浇口(85)流体连通的远端；
所述喷嘴(50)的远端包括高导热性的插入物(55)和导热性大幅小于所述插入物(55)的绝缘罩(60)，所述插入物(55)与绝缘罩(60)共轴地安装在所述喷嘴通道(54)的内部并彼此嵌套接触；
所述高导热性的插入物(55)和所述绝缘罩(60)各自具有含有流体出口孔(55e、64)的下游端部，所述流体出口孔(55e、64)相互对齐从而使注射流体(32)能够经过所述喷嘴通道(54)朝向下游方向流入所述模具型腔(80)中；
所述绝缘罩(60)的下游端部置于在所述浇口(85)与所述高导热性的插入物(55)的下游端部之间，从而在所述浇口(85)的周围形成流体密封；
阀销(90)，与致动器(941)相连，所述致动器(941)适用于可控制地驱动所述阀销共轴(A)地经过所述喷嘴流动通道(54)的往复运动，所述阀销(90)具有远端部(90de)，所述远端部(90de)具有与所述浇口(85)的轴向内表面(76s)互补的最下游圆周表面(99)，以及在上游紧邻所述最下游圆周表面(99)的下游表面部(92,97)，所述下游表面部(92、97)具有能够形成一间隙的圆周表面(92)；
所述致动器(941)适用于可控制地沿着在一个或多个上游部(P1、P2、P3)与下游浇口闭合位置(P4)之间延伸的驱动路径驱动所述阀销的远端部(90de)，在所述一个或多个上游部(P1、P2、P3)处注射流体流过所述浇口(85)，在下游浇口闭合位置(P4)处所述阀销(90)的远端部(90de)与所述浇口(85)的轴向内表面(76s)紧密配合以阻止注射流体经过所述浇口的流动；
其中，当所述阀销(90)处在所述浇口闭合位置(P4)时，所述绝缘罩(60)的流体出口孔(64)的轴向内表面(64s)围绕阀销(90)能够形成所述间隙的圆周表面(92)布置，以在紧邻所述浇口(85)的上游位置在所述绝缘罩(60)的流体出口孔(64)的内表面(64s)与阀销(90)能够形成所述间隙的圆周表面(92)之间形成一空间间隙(60g)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器连接到控制器(16)，所述控制器(16)可控制地指示所述致动器(941)以小于预定高速率的一个或多个中间上游速率连续地朝向上游方向从所述浇口闭合位置(P4)驱动所述阀销的远端部(90d、97)，随后进一步以所述预定高速率朝向上游方向驱动所述阀销。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动器包括液压驱动或气动驱动的致动器或者电动机。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述致动器包括液压驱动或气动驱动的致动器或者电动机。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述空间间隙适合于接收，当所述阀销向下游方向朝向所述浇口闭合位置移动时，被强制从所述浇口向上游方向流动的注射流体。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述浇口的轴向内表面包括模具的表面。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述喷嘴通道具有位于所述流体出口孔的上游位置的轴向内表面，所述流体出口孔与阀销能够形成所述间隙的圆周表面互补并且可滑动地与阀销能够形成所述间隙的圆周表面接合，从而在朝向所述浇口闭合位置的下游移动的期间将所述阀销的轴与所述浇口对齐。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述绝缘罩的上游端部的轴向内表面与所述插入物的下游端的轴向外表面接合，所述绝缘罩的上游端部被挤压在所述插入物与所述喷嘴的远端的轴向内表面之间从而将注射流体的流动密封在所述喷嘴通道的内部。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述阀销的远端部被构造成使得注射流体经过所述浇口的流动被限制在所述阀销的一个或多个位置上，所述一个或多个位置位于所述浇口闭合位置与其中所述注射流体的流动不受限制的上游浇口完全打开位置的中间。
10.一种执行注射成型循环的方法，包括在所述注射成型循环的过程内，将注射流体(32)从注射成型机(20)注入根据权利要求4所述的装置的歧管通道(35)中，并使用根据权利要求4所述的装置(10)将所述注射流体(32)注入模具型腔(80)中。
11.一种注射成型装置(10)，包括：
歧管(30)，具有接收注射流体(32)的歧管通道(35)，
喷嘴(50)，具有喷嘴通道(54)，接收来自所述歧管通道(35)的注射流体(32)，所述喷嘴具有与通向模具(88)的型腔(80)的浇口(85)流体连通的远端；
所述远端包括安装在与绝缘罩(60)接触的位置上的高导热性的插入物(55)，所述绝缘罩安装在所述插入物与浇口之间，所述绝缘罩的导热性大幅小于所述插入物；
所述绝缘罩(60)构成围绕所述浇口(85)的流体密封(S)，因而形成从所述喷嘴(50)的上游端延伸至所述浇口(85)的流体流动通道(54)；
阀销(90)，具有带有圆周表面(97、99)的远端部(90de)，以及远末端(90d)；
致动器(941)，可驱动地连接到所述阀销，适用于沿着在浇口闭合位置(P4)、一个或多个中间上游位置(P3)以及在所述中间上游位置(P3)上游的第三位置(P1、P2)之间延伸的驱动路径驱动所述阀销(90)，在所述一个或多个中间上游位置(P3)处所述阀销的远末端限制(FG)所述注射流体经过所述浇口(85)的流动(32r)，在所述第三位置(P1、P2)处所述注射流体(32)不受限制地自由地流动经过所述浇口；
其中，当阀销(90)处在浇口闭合位置(P4)时，所述阀销(90)的远末端(90d)将所述浇口(85)密封，并且所述阀销的远端部(90de)的下游圆周表面(97、99)与所述浇口(85)的互补轴向内表面(76s、88cs)紧密配合，以及
其中，所述绝缘罩(60)被构造成围绕所述阀销的远端部(90de)的上游圆周表面(92)形成周向间隙(60g)，当所述阀销处在浇口闭合位置(P4)时所述远端部(90de)位于在紧邻所述浇口(85)的互补轴向内表面(76s、88cs)的上游位置。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述浇口的互补内表面包括模具(88)的表面。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，在所述阀销向下游方向朝所述浇口闭合位置移动期间，所述阀销的远端部的上游圆周表面可滑动地与所述喷嘴流道的轴向内表面接合以便使得所述阀销的轴与所述浇口对齐。
14.根据权利要求11所述的装置，其中，所述致动器包括液压驱动或气动驱动的致动器或者电动机。
15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述致动器与控制器相连，所述控制器可控制地指示所述致动器以小于预定高速率的一个或多个中间上游速率连续地朝向上游方向从所述浇口闭合位置驱动所述阀销的远端部，随后进一步以所述预定高速率朝向上游方向驱动所述阀销。
16.一种执行注射成型循环的方法，包括在所述注射成型循环的过程中，将注射流体从注射成型机注入根据权利要求14所述的装置的歧管通道中，并使用根据权利要求14所述的装置将所述注射流体注入模具型腔内。
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