CN109551786B - 一种可旋转式注射设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种可旋转式注射设备，涉及可旋转式注射设备技术领域。该可旋转式注射设备包括机架、驱动组件、注射筒。驱动组件包括驱动器、传动件和活塞；驱动器与传动件连接，传动件与活塞连接，活塞与注射筒滑动连接。机架上设有旋转组件，旋转组件能使注射筒相对机架转动。该可旋转式注射设备结构紧凑、体积小，可有效控制注射流量和注射速度，并且注射筒可转动，便于清洗。

Description

一种可旋转式注射设备

技术领域

本发明涉及可旋转式注射设备技术领域，具体而言，涉及一种可旋转式注射设备。

背景技术

可旋转式注射设备的注射筒的清洗一直是一大难题，目前常用的方式为：通过注射口倒吸清洗剂并反复往返进行清洗，但往往还是存在大量残留树脂，需要人工清洗，极为不便。

有鉴于此，设计制造出一种可旋转式注射设备，能够便于注射筒的清洗，快捷高效，是目前可旋转式注射设备技术领域中急需改善的技术问题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种可旋转式注射设备，结构紧凑、体积小，且便于清洗注射筒，使得注射筒的清洗快捷高效。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种可旋转式注射设备，包括机架、驱动组件、注射筒。

所述驱动组件包括驱动器、传动件和活塞；所述驱动器与所述传动件连接，所述传动件与所述活塞连接，所述活塞与所述注射筒滑动连接。

所述机架上设有旋转组件，所述旋转组件能使所述注射筒相对所述机架转动。

进一步地，所述驱动器采用伺服电机，设置于所述传动件远离所述活塞的一端。

进一步地，所述传动件包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述驱动器连接，所述螺母的一端与所述丝杆螺纹啮合，另一端与所述活塞固定连接。

进一步地，还包括支架，所述旋转组件包括第一固定轴和第一滚动轴承。所述传动件安装在所述支架上，所述支架通过所述第一固定轴连接到所述机架上，所述第一滚动轴承套设在所述第一固定轴上。所述支架能绕所述第一固定轴转动，以带动所述传动件转动。

进一步地，所述机架上开设第一定位孔，所述支架上开设第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔相对设置。利用第一定位销依次插入所述第一定位孔和所述第二定位孔，以使所述支架固定。

进一步地，所述旋转组件包括第二固定轴和第二滚动轴承，所述第二滚动轴承套设在所述第二固定轴上；所述注射筒与所述支架通过所述第二固定轴连接；所述注射筒能绕所述第二固定轴转动。

进一步地，所述支架上开设第三定位孔，利用第二定位销插入所述第三定位孔中、并与所述注射筒抵接，以使所述注射筒固定。

进一步地，所述机架上设有至少一个固定部，所述固定部用于固定所述注射筒和/或所述传动件。

进一步地，所述注射筒包括筒体和盖体，所述盖体设于所述筒体远离所述传动件的一端；所述筒体和所述盖体采用螺纹连接。

进一步地，所述盖体或所述筒体上开设密封凹槽，所述密封凹槽用于安装胶条，以提高所述盖体和所述筒体连接的密封性。

本发明提供的一种可旋转式注射设备具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的一种可旋转式注射设备，包括机架、驱动组件、注射筒。驱动组件包括驱动器、传动件和活塞，通过将驱动器与传动件连接，传动件与活塞连接，活塞与注射筒滑动连接。结构紧凑，体积小，质量轻。并且在机架上设有旋转组件，旋转组件能使注射筒相对机架转动，便于清洗注射筒，解决注射筒清洗困难的问题。该可旋转式注射设备结构紧凑、体积小，并且注射筒可转动，便于清洗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的一种可旋转式注射设备的第一视角的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的一种可旋转式注射设备的动力传递原理示意图；

图3为本发明具体实施例提供的一种可旋转式注射设备的传动件与活塞的连接结构示意图；

图4为本发明具体实施例提供的一种可旋转式注射设备的第二视角的结构示意图；

图5为本发明具体实施例提供的一种可旋转式注射设备的筒体与盖体的连接结构示意图。

图标：100-可旋转式注射设备；101-驱动器；103-减速器；105-固定部；107-移动轮；110-机架；120-支架；121-第一固定轴；123-第一定位销；125-滚动轴承；127-第二固定轴；128-第二定位销；129-第三定位孔；130-传动件；131-丝杆；133-螺母；135-丝杆架；137-固定件；140-活塞；150-注射筒；151-筒体；153-盖体；1531-三角形牙型；155-密封凹槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

由于RTM和轻质RTM成型技术不仅可以使制件双面光滑、表面质量好、制品尺寸精度可控，而且具有更高的纤维体积分数和力学性能。因此，这两项技术备受青睐。RTM成型工艺通常在较高压力(3bar至10bar)下将液态的树脂注入到模具内部，加热固化成型。为了保证产品的批次质量和表面质量可控，必须要求树脂在注射阶段的温度、压力和流量可精确定量控制。

目前国内外的RTM可旋转式注射设备常采用压缩空气气动驱动方式、液压驱动活塞等动力方式进行注射。气动驱动方式是指采用压缩空气(通常3bar至7bar)推动树脂向模具内注射。气动驱动方式存在以下缺陷：第一，气动动力源波动较大，压力很难稳定控制，如果要解决气源问题需要采用大功率压缩机和压力缓冲罐，增加了整个设备的复杂性和占地体积。第二，因为气体的可压缩性较大，压力反馈延时较大，响应速度低，很难精确地根据实时压力来调节模具内注入的液体压力值。第三，压缩空气在推动树脂注射时，会在树脂里引入空气，造成缺陷从而影响产品的力学性能和表观质量，并且树脂注射的流量也很难精确计量和控制。因此，目前国内外采用此种动力类型的设备都不能有效的计量树脂注射流量和精确控制注射速度。

采用液压驱动方式的动力源相对启动驱动较稳定，可精密控制树脂注射流量和注射速度。但由于采用液压单元控制，需配备位移传感器实时监控注射行程计算流量。此外，液压驱动方式需要液压油，增加了设备的重量和体积，不便于设备的搬运和灵活使用。

其次，可旋转式注射设备的注射筒的清洗一直是一大难题，目前通过注射口倒吸清洗剂并反复往返进行清洗，但往往还有大量残留树脂需要人工清洗，清洗复杂，极为不便。最后，现有的设备中注射筒与上盖通常采用螺栓连接，安装时需考虑各螺栓预紧力以保证有更好的气密性，较细的螺纹丝口粘上树脂原料后，不易清洗，气密性难以保证。

为了克服上述缺陷，本申请提出了一种可旋转式注射设备，体积小，质量轻，便于移动，使用灵活度高。同时，能有效控制注射流量以及注射速度，注射质量好。并且，还便于对注射筒的清洗，清洗简单，清洗效率高。

图1为本发明具体实施例提供的可旋转式注射设备100的第一视角的结构示意图，图2为本发明具体实施例提供的可旋转式注射设备100的动力传递原理示意图，请参照图1和图2。

本实施例提供的可旋转式注射设备100，包括机架110、驱动组件、注射筒150和支架120。驱动组件包括驱动器101、传动件130和活塞140。驱动器101与传动件130连接，传动件130与活塞140连接，活塞140与注射筒150滑动连接。机架110上设有旋转组件，旋转组件能使注射筒150相对机架110转动。通过旋转注射筒150，便于对注射筒150进行清洗，清洗效率高，操作简单、方便。

图3为本发明具体实施例提供的可旋转式注射设备100的传动件130与活塞140的连接结构示意图，请参照图3。

优选地，驱动器101采用伺服电机，并且设置于传动件130远离活塞140的一端。传动件130包括丝杆131和螺母133，丝杆131与驱动器101连接，螺母133的一端与丝杆131螺纹啮合，另一端与活塞140固定连接。具体的，螺母133靠近活塞140的一端设置外螺纹，与活塞140上设置的内螺纹旋合紧固。优选地，活塞140与螺母133之间还设有垫片，以增加连接可靠性。通过伺服电机驱动丝杆131转动，丝杆131带动螺母133移动，螺母133带动活塞140在注射筒150内移动，以将注射筒150内的树脂或其它物料推出。这种伺服电机及传动件130的布置方式，使得结构更加紧凑，且丝杆131刚性较高。相比于气压驱动或液压驱动的方式，采用伺服电机驱动，通过控制伺服电机的转速即可控制注射流量和注射速度，能实现精确控制，并且响应速度快。伺服电机驱动丝杆131、螺母133，从而带动活塞140运行的动力方式，在结构上无需设置位移传感器、压力缓冲罐、液压油箱等元件，有效减小了设备的重量和体积，便于移动，使用灵活度高。优选地，在伺服电机与丝杆131之间设有减速器103，本实施例中，减速器103采用一级圆柱齿轮减速器103，伺服电机的输出轴与减速器103的输入端连接，减速器103的输出端与丝杆131的远离活塞140的一端端部连接，伺服电机的动力经过减速器103后传递至丝杆131。

图4为本发明具体实施例提供的可旋转式注射设备100的第二视角的结构示意图，请参照图4。

旋转组件包括第一固定轴121和第一滚动轴承125，第一滚动轴承125套设在第一固定轴121上。传动件130安装在支架120上，即丝杆131固定在支架120上。支架120通过第一固定轴121连接到机架110上，支架120能绕第一固定轴121转动，以带动传动件130转动。优选地，支架120上开设有第一连接孔，第一固定轴121穿过第一连接孔，使得支架120能绕第一固定轴121转动。需要说明的是，注射筒150与传动件130连接，当支架120转动带动传动件130转动后，注射筒150也可以跟着传动件130一起转动。可选地，支架120能绕第一固定轴121实现360度旋转，即传动件130和注射筒150也能实现360度转动。

具体的，本实施例中，支架120的数量为两个，丝杆131安装在丝杆架135内，两个支架120分别设于丝杆架135的两侧，通过固定件137连接，以更好地固定丝杆架135。其中，两个支架120分别通过第一固定轴121连接到机架110上，每个第一固定轴121上套设两个滚动轴承125，两个滚动轴承125分别位于同一个支架120的两侧。此外，机架110上还开设第一定位孔，支架120上开设第二定位孔，第一定位孔和第二定位孔相对设置。利用第一定位销123依次插入第一定位孔和第二定位孔，以使支架120固定。当不需要支架120转动的时候，第一定位销123插入第一定位孔和第二定位孔中，实现固定。当需要支架120转动时，将第一定位销123从第一定位孔和第二定位孔中取出，解除对支架120转动的限制。

优选地，旋转组件还包括第二固定轴127和第二滚动轴承125，第二滚动轴承125套设在第二固定轴127上。注射筒150与支架120通过第二固定轴127连接，注射筒150能绕第二固定轴127转动。并且，支架120上开设第三定位孔129，利用第二定位销128插入第三定位孔129中、并与注射筒150抵接，以使注射筒150固定。这样设置，当注射筒150和活塞140分离后，可以实现注射筒150的单独转动，即在不转动支架120的基础上，单独转动注射筒150，便于对注射筒150的清洗，比如人工擦拭时更方便。注射筒150的转动结构及转动原理与支架120的转动结构及转动原理相似，这里不再赘述。

需要说明的是，注射筒150、活塞140、丝杆131、螺母133、减速器103、驱动器101均连接在支架120上并进行加固处理，如支架120上设置加强筋或加强板等。根据注射筒150空桶状态的质量、活塞140、丝杆131、螺母133、减速器103、驱动器101等的质量，并依据力矩计算法则选择最适合的中间点作为支架120的旋转中心。旋转中心即为第一固定轴121的轴线。同理，第二固定轴127的轴线即为注射筒150的旋转中心，其位置确定依据注射筒150空桶状态的质量，根据力矩计算法则选择最适合的中间点。

机架110上设有至少一个固定部105，固定部105用于固定注射筒150和/或传动件130。当注射筒150转动时，固定部105用于固定注射筒150，当传动件130转动时，用于固定传动件130，当支架120转动时，用于固定注射筒150和传动件130。固定部105可以是一个或多个，多个固定部105设置在机架110的不同位置上，这样，可以在机架110转动至任意需要的位置时，对支架120进行固定；或者，在注射筒150转动至任意位置时，对注射筒150进行固定，便于对注射筒150的清洗操作。优选地，固定部105上开设固定孔，将定位销插入固定孔和第二定位孔中，实现对支架120的转动限制，达到位置固定的目的。或者，也可以将定位销插入固定孔中、并且与支架120抵接，以实现固定作用。注射筒150的转动位置固定和上述支架120转动位置固定方式一致，这里不再赘述。

机架110的底部设置移动轮107，便于将整个可旋转式注射设备100灵活移动，方便快捷。在实际操作过程中，注射状态下，支架120为正立状态。注射完毕后需清洗注射筒150时，优选的，先将支架120翻转180度，将第一固定轴121插入机架110的固定孔和支架120的第一定位孔中，固定支架120的位置。对倒置的注射筒150进行挤出，可将残留树脂原料彻底排出，排出后再倒吸清洗剂，注射筒150倒吸如清洗剂后，反复来回移动活塞140，清洗注射筒150。多次倒吸清洗剂清洗注射筒150，直至所有树脂原料被溶解排出。根据实际需要可旋转支架120至任意角度，以便于清洗注射筒150。最后，还需人工擦拭注射筒150的内表面，以保证树脂原料的彻底清除。人工擦拭时，可将支架120旋转回复至正立状态，退出活塞140后，即活塞140与注射筒150分离后，单独旋转注射筒150，以便于对注射筒150内壁进行人工擦拭，操作方便，清洗效果更好。

图5为本发明具体实施例提供的可旋转式注射设备100的筒体151与盖体153的连接结构示意图，请参照图5。

注射筒150包括筒体151和盖体153，盖体153设于筒体151远离传动件130的一端。可选地，筒体151和盖体153采用螺纹连接。即筒体151和盖体153两者中的一个设置内螺纹，另一个设置相应的外螺纹，通过内螺纹和外螺纹的旋合，实现紧固。由于现有技术中筒体151和盖体153大多采用螺栓连接，安装时需考虑各螺栓预紧力以保证有更好的气密性，较细的螺纹丝口粘上树脂原料后，也不易清洗。这种采用大螺纹进行连接的方式，可保证连接可靠，且便于清理。优选地，本实施例中，注射筒150上设置外螺纹，盖体153上设置内螺纹，内螺纹和外螺纹采用机加工形成，可保证结合精度。由于在倒入树脂原料时，会有树脂洒落或溢出的情况发生，为便于清理，更宽大的尺寸有利于清理螺纹槽中的树脂原料。其中，螺纹的牙型可采用三角形、矩形或梯形的牙型，本实施例中优选为三角形牙型1531，有利于增加连接强度及可靠性。螺纹的牙宽大于或等于4.5mm，螺距大于或等于6mm。

为了提高连接处的密封性，盖体153或筒体151上开设密封凹槽155，密封凹槽155用于安装胶条，以提高盖体153和筒体151连接的密封性。本实施例中，盖体153的内侧开设密封凹槽155，采用机加工方式，加工出直径约为5mm的圆形凹槽，以安装胶条。根据选用密封的胶条的软硬程度，可确定胶条的凸出量，一般凸出量为0.2mm至1.5mm不等。

综上所述，本发明提供的可旋转式注射设备100具有以下几个方面的有益效果：

本发明提供的可旋转式注射设备100，采用伺服电机驱动丝杆131、螺母133，以带动活塞140移动，将注射筒150内的物料推出，通过控制伺服电机的转速可以精确控制注射流量及注射速度，操作简单、方便，设备响应速度快。将伺服电机布置在丝杆131的一端，提高丝杆131的刚性，结构紧凑，体积小，占地面积小，质量轻，能便于移动，使用灵活度高。机架110上设置旋转组件，支架120可以带动传动件130和注射筒150转动，以便于清洗注射筒150。同时，注射筒150和支架120之间设置有第二固定轴127和第二滚动轴承125，能在注射筒150与活塞140分离以后，单独旋转注射筒150，便于人工擦拭注射筒150的内表面，以将注射筒150清洗更彻底、更充分。其次，注射筒150的筒体151和盖体153采用大尺寸螺纹连接，并安装胶条以提高密封性，结合精度高，密封性能好，装拆方便，便于清洗残留物料。该可旋转式注射设备100不仅可以用于RTM注射领域，也可以用于其他物料的注射，应用范围广，使用灵活。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种RTM可旋转式注射设备，其特征在于，包括机架、驱动组件、注射筒和支架；

所述驱动组件包括驱动器、传动件和活塞；所述驱动器与所述传动件连接，所述传动件与所述活塞连接，所述活塞与所述注射筒滑动连接；

所述机架上设有旋转组件，所述旋转组件能使所述注射筒相对所述机架转动；

所述旋转组件包括第一固定轴、第一滚动轴承、第二固定轴和第二滚动轴承；所述传动件安装在所述支架上，所述支架通过所述第一固定轴连接到所述机架上，所述第一滚动轴承套设在所述第一固定轴上；所述支架能绕所述第一固定轴转动，以带动所述传动件转动；

所述第二滚动轴承套设在所述第二固定轴上；所述注射筒与所述支架通过所述第二固定轴连接；所述注射筒能绕所述第二固定轴转动；

所述驱动器采用伺服电机，设置于所述传动件远离所述活塞的一端；

所述传动件包括丝杆和螺母，所述丝杆与所述驱动器连接，所述螺母的一端与所述丝杆螺纹啮合，另一端与所述活塞固定连接。

2.根据权利要求1所述的RTM可旋转式注射设备，其特征在于，所述机架上开设第一定位孔，所述支架上开设第二定位孔，所述第一定位孔和所述第二定位孔相对设置；利用第一定位销依次插入所述第一定位孔和所述第二定位孔，以使所述支架固定。

3.根据权利要求1所述的RTM可旋转式注射设备，其特征在于，所述支架上开设第三定位孔，利用第二定位销插入所述第三定位孔中、并与所述注射筒抵接，以使所述注射筒固定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的RTM可旋转式注射设备，其特征在于，所述机架上设有至少一个固定部，所述固定部用于固定所述注射筒和/或所述传动件。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的RTM可旋转式注射设备，其特征在于，所述注射筒包括筒体和盖体，所述盖体设于所述筒体远离所述传动件的一端；所述筒体和所述盖体采用螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的RTM可旋转式注射设备，其特征在于，所述盖体或所述筒体上开设密封凹槽，所述密封凹槽用于安装胶条，以提高所述盖体和所述筒体连接的密封性。