CN108527793A - 一种水辅注塑成型设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水辅注塑成型设备,包括双螺杆注射机、水针、第一模具、第二模具,所述第一模具内有安装孔,所述安装孔内装有水针,所述水针包括水针阀芯、水针阀体、弹簧、密封圈、端盖、气针,所述第一模具上有进水通道和气道,所述气针上有进气通道,进水通道外连接供水装置,气针通过气道外连接供气装置,所述第二模具一端与第一模具相连接,另一端通过注射管与双螺杆注射机相连接,所述第二模具上设有浇口,所述双螺杆注射机上有控制器,所述第二模具设有压力传感器,所述水针阀芯设有位移传感器,所述压力传感器、位移传感器与控制器相连接。本发明水辅注塑成型设备结构简单,成型模具易于更换、调整,适用于各种复杂管件制品。

Description

一种水辅注塑成型设备
技术领域
本发明涉及塑料加工设备,尤其是一种水辅注塑成型设备。
背景技术
随着科学技术的发展,塑料注射成型技术出现了新的成型技术,即流体辅助注射成型技术,与传统的注塑方法不同,它直接将高压的流体快速注射到塑料熔体的芯部形成中空腔,这种成型方法大大减小了制品的残余应力,减少用料,制品的外观质量较好,比传统注塑成型具有更加的优越性。
流体辅助注射成型分为气体辅助注射成型和水辅助注射成型两种,气辅成型具有传统中空成型无法匹敌的优点,但是它存在一些不足,例如,气体的传热性和比热容较低,冷却效果不理想;对于直径较大的制品,通过气体内部传递热量,增加了制品冷却时间,形成制品的熔融体还具有熔体发泡的危险;气体具有可压缩性,气辅成型得到的制品尺寸精度不是很理想。而水辅成型是一种新型的生产中空制品的方法,它与气辅成型类似,水辅成型就是利用水代替惰性气体,通过向熔融体芯部注射高压水,利用水的压力将熔融体往前推而充满型腔,水在推动熔融体前进的同时,水对熔融体有很好的冷却作用。
水辅成型比气辅成型具有以下优点:冷却快,效率高;可以生产壁厚更薄的制品,节省原材料,降低生产成本;没有熔体发泡的危险,制品表面的质量更好;可以制造大直径的中空制品。水辅成型的过程分为以下几个阶段:合模,向模具内注射熔融体;向熔融体内注射高压水;保压冷却;降压排水;开模取件,准备下一个成型周期。虽然水辅成型具有更好的优越性但是现有的水辅注塑成型设备仍然存在一些缺陷,如水辅成型设备结构复杂、操作繁琐,注射机螺杆注射压力不足,螺杆回退的压力和速度不可控,注入高压水时,返流的高分子熔融体与料筒内原有的物料在性状上不一致,成型设备排水慢,生产效率低等问题。
发明内容
为了克服现有技术中,水辅注塑成型用设备结构复杂、注射机螺杆回退的压力和速度不可控,返流高分子熔融体与料筒内原有的物料在性状上不一致,注塑成型设备排水慢,生产效率低等缺陷,本发明提供一种水辅注塑成型设备,该设备结构简单,成型模具易于更换、调整,适用于各种复杂管件和中空制品。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种水辅注塑成型设备,包括双螺杆注射机、水针、第一模具、第二模具,所述的第一模具内有安装孔,所述的安装孔内装有水针,所述的水针包括水针阀芯、水针阀体、弹簧、密封圈、端盖和气针,所述的第一模具上有进水通道,所述的气针上有进气通道,进水通道外连接供水装置,气针经气道外连接供气装置,所述的第二模具一端与第一模具相连接,另一端通过注射管与双螺杆注射机相连接,所述的第二模具上设有浇口,所述的双螺杆注射机设有控制器,所述的双螺杆注射机的上部有料斗,所述的第二模具内设有压力传感器,所述的水针阀芯设有位移传感器,所述的压力传感器、位移传感器与控制器相连接。
上述的一种水辅注塑成型设备,所述的水针阀体内部的形状可以设计成阶梯状、圆台状、棱台状,水针阀体的内表面可以形成弹簧压缩时的一个固定端,也可以对水针阀芯进行限位。
上述的一种水辅注塑成型设备,所述的端盖设计成螺纹式,旋入模具中将水针阀体固定,端盖的内孔与水针阀芯配合,所述的注水口可以通气、注水或排水。
上述的一种水辅注塑成型设备,所述的水针阀芯的形状为活塞杆式,它可以利用弹簧的预张紧力将水针阀芯固定在起始位置,由于弹簧的预张紧力大于第二模具内的熔融体的作用力,熔融体不会进入水针内;当第二模具内的熔融体注射量增多,型腔内的压力增大,第二模具内的压力传感器将信息传递给水针阀芯的位移传感器,水针阀芯压缩弹簧,使注水口打开,高压水进入型腔,当高压水充满熔融体内部时,部分熔融体在高压水的作用下退回双螺杆注射机,第二模具内的压力传感器将压力传递给控制器,控制器控制螺杆回退的速度和压力与型腔内的压力相对应,保证熔融体在性状上达到一致。
上述的一种水辅注塑成型设备,所述的气针与水针阀芯的内孔配合为轻度的间隙配合或过渡配合,使气针不能在孔内自由移动,所述的气针的外圆柱表面设有槽,槽的个数为2~4个,槽的形状为圆弧形或方形,槽的尺寸较小,气体可以通过,熔融体不能通过,可以避免气针堵塞。
上述的一种水辅注塑成型设备,所述的水针阀芯和水针阀体的接触处设有密封圈,密封圈横截面的形状为圆形或方形,密封圈的个数为1~3个。
本发明的有益效果是,本发明水辅注塑成型设备简单,操作方便,采用双螺杆注射机,喂料快,且比单螺杆注射机混炼塑化的效果好;采用的水针装置集注水、排水、通气于一体,注水可以缩短制品的冷却时间,制品在模腔中冷却后可以通过水针进行通气,将制品芯部的水排出,提高了生产效率;制品成型的模具内设有压力传感器,水针装置中设位移传感器,两者与控制器相连接,可以精确控制螺杆回退的压力,保证物料的稳定性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明成型设备的示意图;
图2为本发明水针注水口打开时的示意图;
图3为本发明水针上的气针沿A-A剖视示意图。
图中1.双螺杆注射机,2.水针,3.第一模具,4.第二模具,5.水针阀芯,6.水针阀体,7.弹簧,8.密封圈,9.端盖,10.气针,11.进水通道,12.进气通道,13.注射管,14.浇口,15.控制器,16.料斗,17.型腔,18.熔融体,19.注水口,20.螺杆,21.气道。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种水辅注塑成型设备,包括双螺杆注射机1、水针2、第一模具3、第二模具4,所述的第一模具3内有安装孔,所述的安装孔内装有水针2,所述的水针2包括水针阀芯5、水针阀体6、弹簧7、密封圈8、端盖9和气针10,所述的第一模具3上有进水通道11,所述的气针10上有进气通道12,进水通道11外连接供水装置,气针10经气道21外连接供气装置,所述的第二模具4一端与第一模具3相连接,另一端通过注射管13与双螺杆注射机1相连接,所述的第二模具4上设有浇口14,所述的双螺杆注射机1设有控制器15,所述的双螺杆注射机1的上部有料斗16,所述的第二模具4内设有压力传感器,所述的水针阀芯5设有位移传感器,所述的压力传感器、位移传感器与控制器15相连接。所述的水针阀体6内部的形状为阶梯状,水针阀体6的内表面在弹簧7压缩时形成一个固定端,也可以对水针阀芯5进行限位。所述的端盖9为螺纹式,旋入模具3中将水针阀体6固定,端盖9的内孔与水针阀芯5配合,所述的注水口19可以通气、注水或排水。所述的水针阀芯5的形状为活塞杆式,它可以利用弹簧7的预张紧力将水针阀芯5固定在起始位置,由于弹簧7的预张紧力大于第二模具4内的熔融体18的作用力,熔融体18不会进入水针2内;当第二模具4内的熔融体18注射量增多,型腔17内的压力增大,第二模具4内的压力传感器将信息传递给水针阀芯5的位移传感器,水针阀芯5压缩弹簧7,使注水口19打开,高压水进入型腔17,当高压水充满熔融体18内部时,部分熔融体18在高压水的作用下退回双螺杆注射机1,第二模具4内的压力传感器将压力传递给控制器15,控制器15控制螺杆19回退的速度和量与型腔17内的压力相对应,保证熔融体18在性状上达到一致。所述的气针10与水针阀芯5的内孔配合为轻度的间隙配合,使气针10不能再孔内自由移动,所述的气针10的外圆柱表面设有槽,槽的个数为4个,槽的形状为圆弧形,槽的尺寸较小,气体可以通过,熔融体18不能通过,可以避免气针10堵塞。所述的水针阀芯5和水针阀体6的接触处设有密封圈8,密封圈8横截面的形状为圆形,密封圈8的个数为1个。
所述的水辅注塑成型设备的工作过程如下,起始位置时弹簧7的预张紧力大于第二模具4内的压力,注水口19处于关闭状态,双螺杆注射机1将熔融体18注入型腔17中,型腔17内的压力逐渐增大,当压力大于弹簧7的预张紧力时,压力传感器将压力信息传递给位移传感器,弹簧7被压缩,注水口19打开,高压水通过阶梯孔经注水口19注入熔融体18芯部,使熔融体18充满型腔17,多余的熔融体18退回螺杆,第二模具4内的压力传感器将型腔17中的压力传递给控制器15,控制器15精准的控制螺杆20回退的速度和压力,待熔融体18芯部注满水后,供水装置停止供水,第二模具4内保压、制品冷却,冷却结束后,水针2通过气针向制品芯部通入高压气体,芯部的水通过注水口19,被排回供水装置,水被排完后,弹簧7恢复到预张紧状态,打开第二模具4取出制品,准备下一个注射过程。
【实施例2】
一种水辅注塑成型设备,包括双螺杆注射机1、水针2、第一模具3、第二模具4,所述的第一模具3内有安装孔,所述的安装孔内装有水针2,所述的水针2包括水针阀芯5、水针阀体6、弹簧7、密封圈8、端盖9和气针10,所述的第一模具3上有进水通道11,所述的气针10上有进气通道12,进水通道11外连接供水装置,气针10经气道21外连接供气装置,所述的第二模具4一端与第一模具3相连接,另一端通过注射管13与双螺杆注射机1相连接,所述的第二模具4上设有浇口14,所述的双螺杆注射机1设有控制器15,所述的双螺杆注射机1的上部有料斗16,所述的第二模具4内设有压力传感器,所述的水针阀芯5设有位移传感器,所述的压力传感器、位移传感器与控制器15相连接。所述的水针阀体6内部的形状为圆台状,水针阀体6的内表面在弹簧7压缩时形成一个固定端,也可以对水针阀芯5进行限位。所述的端盖9为螺纹式,旋入模具3中将水针阀体6固定,端盖9的内孔与水针阀芯5配合,所述的注水口19可以通气、注水或排水。所述的水针阀芯5的形状为活塞杆式,它可以利用弹簧7的预张紧力将水针阀芯5固定在起始位置,由于弹簧7的预张紧力大于第二模具4内的熔融体18的作用力,熔融体18不会进入水针2内;当第二模具4内的熔融体18注射量增多,型腔17内的压力增大,第二模具4内的压力传感器将信息传递给水针阀芯5的位移传感器,水针阀芯5压缩弹簧7,使注水口19打开,高压水进入型腔17,当高压水充满熔融体18内部时,部分熔融体18在高压水的作用下退回双螺杆注射机1,第二模具4内的压力传感器将压力传递给控制器15,控制器15控制螺杆19回退的速度和压力与型腔17内的压力相对应,保证熔融体18在性状上达到一致。所述的气针10与水针阀芯5的内孔配合为过渡配合,使气针10不能在孔内自由移动,所述的气针10的外圆柱表面设有槽,槽的个数为3个,槽的形状为方形,槽的尺寸较小,气体可以通过,熔融体18不能通过,可以避免气针10堵塞。所述的水针阀芯5和水针阀体6的接触处设有密封圈8,密封圈8横截面的形状为圆形,密封圈8的个数2个。
所述的水辅注塑成型设备的工作过程如下,起始位置时弹簧7的预张紧力大于第二模具4内的压力,注水口19处于关闭状态,双螺杆注射机1将熔融体18注入型腔17中,型腔17内的压力逐渐增大,当压力大于弹簧7的预张紧力时,压力传感器将压力信息传递给位移传感器,弹簧7被压缩,注水口19打开,高压水通过阶梯孔经注水口19注入熔融体18芯部,使熔融体18充满型腔17,多余的熔融体18退回螺杆,第二模具4内的压力传感器将型腔17中的压力传递给控制器15,控制器15精准的控制螺杆20回退的速度和压力,待熔融体18芯部注满水后,供水装置停止供水,第二模具4内保压、制品冷却,冷却结束后,水针2通过气针向制品芯部通入高压气体,芯部的水通过注水口19,被排回供水装置,水被排完后,弹簧7恢复到预张紧状态,打开第二模具4取出制品,准备下一个注射过程。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例,不用于限制本发明,本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内,对本发明做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种水辅注塑成型设备,包括双螺杆注射机(1)、水针(2)、第一模具(3)、第二模具(4),其特征在于,所述的第一模具(3)内有安装孔,所述的安装孔内装有水针(2),所述的水针(2)包括水针阀芯(5)、水针阀体(6)、弹簧(7)、密封圈(8)、端盖(9)和气针(10),所述的第一模具(3)上有进水通道(11),所述的气针(10)上有进气通道(12),进水通道(11)外连接供水装置,气针(10)经气道(21)外连接供气装置,所述的第二模具(4)一端与第一模具(3)相连接,另一端通过注射管(13)与双螺杆注射机(1)相连接,所述的第二模具(4)上设有浇口(14),所述的双螺杆注射机(1)设有控制器(15),所述的双螺杆注射机(1)的上部有料斗(16),所述的第二模具(4)设有压力传感器,所述的水针阀芯(5)设有位移传感器,所述的压力传感器、位移传感器与控制器(15)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种水辅注塑成型设备,其特征在于,所述的水针阀体(6)内部的形状可以设计成阶梯状、圆台状或棱台状,水针阀体(6)的内表面可以形成弹簧(7)压缩时的一个固定端,也可以对水针阀芯(5)进行限位。
3.根据权利要求1所述的一种水辅注塑成型设备,其特征在于,所述的端盖(9)设计成螺纹式,旋入模具(3)中将水针阀体(6)固定,端盖(9)的内孔与水针阀芯(5)配合,所述的注水口(19)可以通气、注水或排水。
4.根据权利要求1所述的一种水辅注塑成型设备,其特征在于,所述的水针阀芯(5)的形状为活塞杆式,它可以利用弹簧(7)的预张紧力将水针阀芯(5)固定在起始位置,由于弹簧(7)的预张紧力大于第二模具(4)内的熔融体(18)的作用力,熔融体(18)不会进入水针(2)内;当第二模具(4)内的熔融体(18)注射量增多,型腔(17)内的压力增大,第二模具(4)内的压力传感器将信息传递给水针阀芯(5)的位移传感器,水针阀芯(5)压缩弹簧(7),使注水口(19)打开,高压水进入型腔(17),当高压水充满熔融体(18)内部时,部分熔融体(18)在高压水的作用下退回双螺杆注射机(1),第二模具(4)内的压力传感器将压力传递给控制器(15),控制器(15)控制螺杆(20)回退的速度和压力与型腔(17)内的压力相对应,保证熔融体(18)在性状上达到一致。
5.根据权利要求1所述的一种水辅注塑成型设备,其特征在于,所述的气针(10)与水针阀芯(5)的内孔配合为轻度的间隙配合或过渡配合,使气针(10)不能在孔内自由移动,所述的气针(10)的外圆柱表面设有槽,槽的个数为2~4个,槽的形状为圆弧形或方形,槽的尺寸较小,气体可以通过,熔融体(18)不能通过,可以避免气针(10)堵塞。
6.根据权利要求1所述的一种水辅注塑成型设备,其特征在于,所述的水针阀芯(5)和水针阀体(6)的接触处设有密封圈(8),密封圈(8)横截面的形状为圆形或方形,密封圈(8)的个数为1~3个。
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