CN112743782A - 一种电动塑化双阶动态注塑系统 - Google Patents

Abstract

一种电动塑化双阶动态注塑系统，包括双阶注塑机、伺服电机、马达、合模装置，双阶注塑机包括塑化机构和注射机构，塑化机构包括料斗、融料管道及融料螺杆，融料管道设置有融料通道，进料通道与融料通道相连通，融料螺杆设置于融料通道内，伺服电机与马达驱动连接，马达与融料螺杆驱动连接；注射机构包括液压驱动器、注射管道及注射杆；注射管道内设置有注射通道，注射杆设置于注射通道内，液压驱动器设置于注射管道的一端，液压驱动器与注射杆驱动连接，注射通道与融料通道通过管道相连通；合模装置内设置有注塑腔，注塑腔与注射通道相连通。本申请通过使用伺服电机驱动马达带动融料螺杆旋转，相较于传统的油泵驱动，更为安静。

Description

一种电动塑化双阶动态注塑系统

技术领域

本发明涉及塑料加工技术领域，特别是涉及一种电动塑化双阶动态注塑系统。

背景技术

注塑机又称注射成型机或注射机，是将热塑性或热固性塑料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注塑机主要包括进料机构、料筒、螺杆和喷射嘴等部件。其工作原理是将粒状物料加入料筒内，并通过螺杆的旋转和料筒外壁加热使物料成为熔融状态，然后机器进行合模和注射座前移使料筒喷射嘴贴紧模具的进胶口，接着向注射缸通压力油，使螺杆向前推进，从而以很高的压力和较快的速度将熔融物料注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间和压力保持冷却，使其固化成型，便可开模取出制品。

现有技术中往往采用液压油缸作为螺杆向前推进的压力来源，然而，传统的油泵是直线型，推力恒定，无法调节，即使遇到障碍物依然会前进，容易造成螺旋推杆的损坏。

发明内容

基于此，有必要提供一种电动塑化双阶动态注塑系统。

一种电动塑化双阶动态注塑系统，包括双阶注塑机、伺服电机、马达、合模装置，所述双阶注塑机包括塑化机构和注射机构，所述塑化机构包括料斗、融料管道及融料螺杆，所述料斗设置有进料通道，所述融料管道的内部设置有融料通道，所述进料通道与所述融料通道相连通，所述融料螺杆设置于所述融料通道内，所述伺服电机与所述马达驱动连接，所述马达与所述融料螺杆驱动连接；所述注射机构包括液压驱动器、注射管道及注射杆；所述注射管道内设置有注射通道，所述注射杆设置于所述注射通道内，所述液压驱动器设置于所述注射管道的一端，所述液压驱动器与所述注射杆驱动连接，所述注射通道与所述融料通道通过管道相连通；所述合模装置邻近所述双阶注塑机设置，所述合模装置内设置有注塑腔，所述注塑腔与所述注射通道相连通。

在其中一个实施例中，所述进料通道的侧壁上设置有加热装置。

在其中一个实施例中，所述融料通道的侧壁内开设有导热腔，所述导热腔内设置有加热保温装置。

在其中一个实施例中，还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述进料通道内。

在其中一个实施例中，还包括第二阀门，所述第二阀门设置于所述注射通道与所述融料通道相连通的管道上。

在其中一个实施例中，所述料斗设置于所述融料管道的上方，所述料斗可拆卸地与所述融料管道相连接。

在其中一个实施例中，所述料斗与所述融料管道相螺接。

在其中一个实施例中，所述料斗上设置有搅拌器。

在其中一个实施例中，所述搅拌器包括电机、辊轴及搅拌叶片，所述电机设置于所述料斗上，所述辊轴设置于所述进料通道内，所述电机与所述辊轴驱动连接，所述搅拌叶片固定于所述辊轴上。

在其中一个实施例中，所述融料管道与所述注射管道平行设置。

本发明的有益效果：本申请通过使用伺服电机驱动马达带动融料螺杆旋转，相较于传统的油泵驱动，更为安静，且可根据伺服电机的电流检测出压力大小，避免由于障碍物造成的塑化通道的堵塞，避免损坏螺杆；并且，塑化机构将塑料粒塑化为融料，注射机构将融料注射进合模装置内，从而实现塑化及注射的独立作业，由于塑化及注射两者之间不干涉，塑化不占用成型周期，既提高塑化质量又提高塑化能力。且可延长熔料在机筒中得滞留时间，提高物料混炼塑化的均匀性。

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为一实施例的电动塑化双阶动态注塑系统的结构示意图。

附图标记：

10、电动塑化双阶动态注塑系统；100、双阶注塑机；200、伺服电机；300、马达；400、合模装置；110、塑化机构；120、注射机构；111、料斗；112、融料管道；113、融料螺杆；1121、融料通道；121、液压驱动器；122、注射管道；123、注射杆；1221、注射通道；401、注塑腔。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一种电动塑化双阶动态注塑系统10，包括双阶注塑机100、伺服电机200、马达300、合模装置400，所述双阶注塑机100包括塑化机构110和注射机构120，所述塑化机构110包括料斗111、融料管道112及融料螺杆113，所述料斗111设置有进料通道，所述融料管道112的内部设置有融料通道1121，所述进料通道与所述融料通道1121相连通，所述融料螺杆113设置于所述融料通道1121内，所述伺服电机200与所述马达300驱动连接，所述马达300与所述融料螺杆113驱动连接；所述注射机构120包括液压驱动器121、注射管道122及注射杆123；所述注射管道122内设置有注射通道1221，所述注射杆123设置于所述注射通道1221内，所述液压驱动器121设置于所述注射管道122的一端，所述液压驱动器121与所述注射杆123驱动连接，所述注射通道1221与所述融料通道1121通过管道相连通；所述合模装置400邻近所述双阶注塑机100设置，所述合模装置400内设置有注塑腔401，所述注塑腔401与所述注射通道1221相连通。

具体地，塑料粒从所述料斗111下料，进入所述进料通道，再进入所述融料通道1121内，塑料粒在进料通道中能够被充分预热，在进入融料通道1121后能够更为容易的塑化，伺服电机200驱动马达300转动，进而控制融料螺杆113的转动，融料螺杆113在转动的时候，固态塑料原料自料斗111进入进料螺杆的螺槽内，由于螺杆高速旋转而与熔料箱体产生剪切效应作用，使塑料原料混炼并沿着螺杆螺槽输送，使固态塑料原料受到融料管道112外侧之电热片加热与螺杆产生的剪切热作用下，使融料通道1121内部升温而熔成融料；融料从所述融料通道1121进入所述注射通道1221。所述液压驱动器121可以是液压油缸，注射油缸安设于注射管道122的左端部并驱使注射杆123于注射管道122内做直线往复运动，运动的注射杆123将注射管道122内的熔料推送至注塑腔401内。通过注射杆123的直线往复运动从而将注射管道122内的熔料不断推送至合模装置400内以成型产品，结构简单且有效。

由于使用伺服电机200驱动马达300进而带动融料螺杆113旋转的方式驱动，相较于传统的油泵驱动，更为安静，且可根据伺服电机200的电流检测出压力大小，当检测到压力大于预设压力时，伺服电机200可及时停止运动，使得螺杆停止，进而避免由于障碍物造成的塑化通道的堵塞，避免损坏螺杆。并且，相对于传统的塑化与注塑在同一通道中进行，本申请将融料和注塑分开进行，能够有效提高效率。

此外，相较于液压油缸，伺服控制技术更能适应精确的工艺控制，可根据工艺控制的需要实时调整输出力矩，在改变转速的同时，保持低频力矩满足工艺需求。另外，伺服电机200内的转子是为稀土材料制成的永磁体，只要输入电源使定子线圈产生磁场就可实现旋转运行，减少了转子能耗，实现了同步电机的运行功能。所以伺服控制节能不但响应速度快、控制精度好、低频力矩大，而且电机能量转换效率高，损耗小，节电率更高，系统节电率可达到～％以上。并且，伺服电机200具有噪音低的优点，能够有效降低驱动的造影。此外，由于伺服电机200响应速度快，当伺服电机200在驱动过程中，油泵推进过程中遇到障碍物，比如，塑化管道内存在异物，导致油泵推进困难或者需要较大的驱动力驱动而导致伺服电机200的驱动电压上升时，控制器能够及时控制伺服电机200停止工作，避免螺杆损坏。

为了能够对进料通道内的塑料粒进行预热，在一个实施例中，所述进料通道的侧壁上设置有加热装置。

具体地，所述进料通道的侧壁的材质为导热金属材料，所述进料通道的侧壁内设置有加热腔，所述加热腔的腔壁设置有多个毛细管，多个所述毛细管分布于所述进料通道的侧壁内，所述加热腔及所述毛细管内填充有导热剂，所述加热装置设置于所述加热腔内，所述加热装置为加热丝或加热棒，所述加热丝或所述加热棒呈螺旋状设置，以增加所述加热丝或所述加热棒与所述导热剂的接触面积，通过对所述加热保温装置进行通电，使所述加热保温装置发热，再使得所述导热剂能够升温，进而，所述导热剂将温度通过所述进料通道的侧壁导向塑料，使得塑料粒升温软化。

为了提升塑料粒在所述融料通道1121内的熔融速度，在一个实施例中，所述融料通道1121的侧壁内开设有导热腔，所述导热腔内设置有加热保温装置。具体地，所述加热保温装置使得所述融料通道1121内保持一个高温且恒温的环境，使得塑料粒能够快速的变成熔融状态，且避免熔融的塑料冷却，保证了注塑质量。

在一个实施例中，还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述进料通道内。

具体地，塑料粒从所述进料斗111进入所述进料通道后，所述第一阀门将所述进料通道阻隔开来，同时，第一阀门也能够阻止融料通道1121内的高温空气从所述进料通道流出，进而能够减少所述融料通道1121内高温的散失；并且，所述进料通道于所述第一阀门上方内的塑胶粒能够长时间被所述进料通道侧壁内的加热装置加热，使得待塑化的塑胶粒能够充分受热。为了调节下料速度，可以通过调节所述第一阀门的开度来增加或者减少所述进料通道的内径，也就是说，通过加大所述第一阀门的开度来扩大所述进料通道的通过量，减少所述第一阀门的开度来减少所述进料通道的通过量，进而对塑料粒的下料速度进行调节。

为了便于调节注塑速率，在一个实施例中，还包括第二阀门，所述第二阀门设置于所述注射通道1221与所述融料通道1121相连通的管道上。

与现有技术相比，本申请提供的电动塑化双阶动态注塑系统10的塑化机构110、注射机构120通过第二阀门连接，即，通过第二阀门可分别实现塑化机构110与注射机构120的导通，从而实现塑化及注射的独立作业。由于塑化及注射两者之间不干涉，塑化不占用成型周期，既提高塑化质量又提高塑化能力。且可延长熔料在机筒中得滞留时间，提高物料混炼塑化的均匀性。并且，由于塑化时间可适当延长，从而可提供实现低温塑化的足够时间，减少了因原料经受过度剪切可能造成原料急骤升温和热分解的几率。

此外，通过调节所述第二阀门的开度，来调节所述注塑通道的通过量，进而，调整单位时间内，塑胶从融料通道1121到注射通道1221的通过量，不同材料的塑料粒从熔融状态冷却成型的时间不尽相同，通过对应不同材料的塑料粒，进行相应注塑速率的调节，使得注塑质量提高。进一步地，通过关闭所述第二阀门，反复正反转所述融料螺杆113，使得所述融料通道1121内的塑料粒能够充分熔融。

值得说明的是，所述融料管道112通常为管状，当同时关闭第一阀门与第二阀门时，由于在注塑时，所述融料通道1121内的塑料被所述融料螺杆113挤压到靠近所述注塑通道的一端，通过使融料螺杆113与注塑时相反的方向旋转，将靠近所述注塑通道一端的塑料拉动到远离所述注塑通道的一端，由于融料螺杆113从远离所述注塑通道的一端往靠近所述注塑通道的一端延伸，所述融料螺杆113距离所述融料管道112设置有所述进料通道的箱体侧壁有一端距离，在融料螺杆113与融料管道112之间的塑料并无法被融料螺杆113拉到远离所述注塑通道的一端，由于第一阀门关闭了，注塑通道没有持续的进料，于是融料螺杆113难以将塑胶挤压到远离注塑通道的一端，于是，塑胶在融料螺杆113的反转作用下，融料通道1121内的塑料从整体分裂为分别位于螺杆两端的两份，而远离注塑通道的一端的那份塑料却无法紧实地压紧在融料通道1121的侧壁上，因此，在所述融料螺杆113的反转作用下，所述融料通道1121于两份塑料之间的空间就会出现真空状态，在第一阀门打开时，所述注塑通道内的塑料粒能够快速进入融料通道1121内，提升了下料速度。

由于塑料粒的颜色具有多种，每种颜色的塑料粒往往使用一个单独的料斗111，为了便于更换料斗111，在一个实施例中，所述料斗111设置于所述融料管道112的上方，所述料斗111可拆卸地与所述融料管道112相连接。为了便于快速拆卸所述料斗111，在本实施例中，所述料斗111与所述融料管道112相螺接。

为了提升塑料粒的下料速度，在一个实施例中，所述料斗111上设置有搅拌器。具体地，所述搅拌器在所述料斗111内进行搅拌，使得塑料粒能够快速下料。在本实施例中，所述搅拌器包括电机、辊轴及搅拌叶片，所述电机设置于所述料斗111上，所述辊轴设置于所述进料通道内，所述电机与所述辊轴驱动连接，所述搅拌叶片固定于所述辊轴上。即，所述电机带动所述辊轴转动，进而带动所述辊轴上的所述搅拌叶片转动，使得所述料斗111内的塑料粒保持流动状态，避免所述进料通道堵塞，为了提升搅拌效率，所述搅拌叶片的数量为多个，多个所述搅拌叶片间隔设置，且多个所述搅拌叶片分别朝向不同的方向设置，为了进一步提升搅拌效率，所述搅拌叶片为弯曲的圆弧叶片，相较于笔直的搅拌叶片，圆弧叶片能够与塑料粒有更多的接触面积，大大提升搅拌效率。

在一个实施例中，所述融料管道112与所述注射管道122平行设置。具体地，塑化机构110塑化的熔料垂直的流入到注射机构120中，在重力的作用下，熔料的垂直流入有效缩短了熔料从塑化机构110流入注射机构120的时间，从而可以减少塑化过程中因温差产生的不均匀及压缩气泡的问题，有效提高了后续成品的品质。所述融料管道112水平设置，熔料的水平推送注射更便于注射机构120的注射作业，则更有效的提高了注射的效率。整机机构简单，能够同时提高塑化能力和塑化质量，满足高速及高效的要求。

为了能够在所述融料管道内分阶段地融料，在一个实施例中，所述融料管道沿所述融料螺杆的输送方向上依次连接有多个所述料斗，多个所述料斗分别各开设有进料通道，各所述进料通道分别与所述融料通道相连通，即，在所述融料螺杆送料融料的过程中，由于不同种类塑料的最佳塑化时机不尽相同，不同种类的塑料能够分别在相对应的所述料斗中进入所述融料通道中，与所述融料螺杆的不同位置相接触，同时与其他种类的塑料进行混合熔融，从而能够制得改性塑料。

为了能够对不同种类的塑料进行针对性的塑化，在本实施例中，所述融料螺杆是单条表面设置有多种不同间隔大小的外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥；在另一个实施例中，所述融料螺杆包括多条外表面切有螺旋槽的圆柱或者切有锥面螺旋槽的圆锥，各所述圆柱或圆锥依次连接在一起，各所述圆柱或者所述圆锥表面上的螺旋槽的间隔大小不尽相同，每条圆柱或者圆锥对应一条所述进料通道的出口设置；具体地，融料螺杆在旋转时，表面具有不同间隔大小的螺旋槽内的塑料粒与融料通道的侧壁产生剪切效应的热量不同，因此能够对不同种类的塑料进行针对性的塑化。

为了使得多种不同的塑料粒能够充分混合，又一个实施例中，所述融料螺杆包括旋转辊以及设置于旋转辊表面的多个第一搅拌凸起，多个所述第一搅拌凸起分别环绕所述旋转辊的轴心设置，多个所述第一搅拌凸起间隔设置，多个所述第一搅拌凸起的截面分别垂直所述旋转辊的轴心设置；具体地，在所述旋转辊的转动下，所述第一搅拌凸起将混合的塑料粒打散，使得多种不同的塑料粒充分混合。进一步地，为了加强搅拌力度，避免多种塑料熔融时出现结块的现象，所述融料通道的腔壁上固定有多条第二搅拌凸起，且多条所述第二搅拌凸起环绕所述旋转辊设置；所述第一搅拌凸起与所述第二搅拌凸起交错设置。

为了使不同种类的塑料粒在所述料斗中的下料过程中也能够充分混合，还包括混合装置，所述混合装置用于将不同种类的塑料粒混合在一起，一实施方式中，所述混合装置包括端盖、减速电机、转动轴、第一电机、第二电机、第一混合螺杆及第二混合螺杆，所述端盖盖合于所述料斗的开口处，所述端盖开设有若干进料口，若干所述进料口分别与所述进料通道相连通，所述端盖还开设有连接孔，所述减速电机设置于所述端盖上，所述减速电机通过一输出轴与所述转动轴驱动连接，所述输出轴穿过所述连接孔设置，所述转动轴水平设置于所述进料通道内，所述输出轴与所述转动轴的中部连接，所述第一电机与所述第二电机所述第一混合螺杆与所述第二混合螺杆分别与所述转动轴的两端相连接，所述第一电机与所述第一混合螺杆驱动连接，所述第二电机与所述第二混合螺杆驱动连接。具体地，多种塑料粒从若干进料口进入，所述减速电机驱动所述转动轴旋转，所述第一电机驱动所述第一混合螺杆旋转，所述第二电机驱动所述第二混合螺杆旋转，多种塑料粒在所述注塑通道内被所述第一混合螺杆及所述第二混合螺杆搅拌，且所述第一混合螺杆与所述第二混合螺杆也能够对其旁边的塑料粒进行搅拌，搅拌效果好。由于料斗上大下小的特点，使得所述进料通道上大下小，所述第一混合螺杆与所述第二混合螺杆的摆放呈一个“V”字形，且所述第一混合螺杆的长度大于所述第二混合螺杆的长度，即，所述第一混合螺杆能够搅拌的到深度较深的塑胶粒。

在另一个实施方式中，所述混合装置包括端盖、驱动电机、进料螺杆，所述所述端盖开设有若干进料口，若干所述进料口分别与所述进料通道相连通，所述端盖的中心还开设有连接孔，所述驱动电机设置于所述端盖上，所述进料螺杆设置于所述进料通道内，所述进料螺杆的一端穿过所述连接孔与所述驱动电机相连接，所述驱动电机用于驱动所述进料螺杆旋转；所述进料螺杆靠近所述端盖的一端连接有搅拌架，所述搅拌架包括两条平行设置的连接杆及搅拌块，两条所述连接杆的一端分别与所述搅拌块相连接，两条所述连接杆的另一端分别与所述搅拌块相连接，所述搅拌块平行于所述料斗的侧壁设置。在本实施例中，所述搅拌架的数量为多个，多个所述搅拌机架从所述进料螺杆靠近所述端盖的一端往远离所述端盖的一端依次设置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，包括双阶注塑机、伺服电机、马达、合模装置，

所述双阶注塑机包括塑化机构和注射机构，所述塑化机构包括料斗、融料管道及融料螺杆，所述料斗设置有进料通道，所述融料管道的内部设置有融料通道，所述进料通道与所述融料通道相连通，所述融料螺杆设置于所述融料通道内，所述伺服电机与所述马达驱动连接，所述马达与所述融料螺杆驱动连接；

所述注射机构包括液压驱动器、注射管道及注射杆；所述注射管道内设置有注射通道，所述注射杆设置于所述注射通道内，所述液压驱动器设置于所述注射管道的一端，所述液压驱动器与所述注射杆驱动连接，所述注射通道与所述融料通道通过管道相连通；

所述合模装置邻近所述双阶注塑机设置，所述合模装置内设置有注塑腔，所述注塑腔与所述注射通道相连通。

2.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述进料通道的侧壁上设置有加热装置。

3.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述融料通道的侧壁内开设有导热腔，所述导热腔内设置有加热保温装置。

4.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，还包括第一阀门，所述第一阀门设置于所述进料通道内。

5.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，还包括第二阀门，所述第二阀门设置于所述注射通道与所述融料通道相连通的管道上。

6.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述料斗设置于所述融料管道的上方，所述料斗可拆卸地与所述融料管道相连接。

7.根据权利要求6所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述料斗与所述融料管道相螺接。

8.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述料斗上设置有搅拌器。

9.根据权利要求8所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述搅拌器包括电机、辊轴及搅拌叶片，所述电机设置于所述料斗上，所述辊轴设置于所述进料通道内，所述电机与所述辊轴驱动连接，所述搅拌叶片固定于所述辊轴上。

10.根据权利要求1所述的一种电动塑化双阶动态注塑系统，其特征在于，所述融料管道与所述注射管道平行设置。

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