CN113290827A - Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备,装备包括合模系统、液压系统、可变内模系统、混合注射系统、加热冷却系统、排气系统、内胆脱模系统和控制系统,工艺至少包括塑化/预制反应液、合模、注射、保压以及脱模五个步骤,本发明利用可变形/可溶性/可粉碎性内模结合反应注射成型工艺,创新开发出了一种中空部件的反应注射成型工艺及装备,通过改变模具而实现多尺寸Ⅳ型储运瓶用内胆等中空部件一体成型,解决了注射焊接工艺中焊接性能不稳定的问题;利用较低粘度的反应液可较好地解决吹塑过程中内胆瓶口位置与金属BOSS结构难以精密结合的问题;利用可变形内模中建立压力的方式实现高密度成型的问题,具有高效、成型精度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料成型领域与特种装备领域,具体涉及Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备。
技术背景
随着氢燃料电池、高能量密度发动机等快速发展,能源储运装备的发展需求也随之增大,尤其是清洁绿色能源的储运装备,例如氢气储运装备等。当前国际应用最成熟、成本最低以及安全性最高的能源储运技术是高压气态储运技术。而高压气态储运技术应用最广泛的是Ⅲ型储运瓶与Ⅳ型储运瓶。相较于Ⅲ型储运瓶,Ⅳ型储运瓶由于将内胆更换为塑料内胆,具有更低的材料密度,在储运方面可以获得更高的储气密度,进而提高经济效益。而针对塑料内胆成型,目前已有的技术包括注塑焊接成型、吹塑成型和滚塑成型。注塑焊接成型具有较好的成型精度,但由于焊接过程中质量难以精确保证,成为成型的一大难点;吹塑成型可双向拉伸聚合物熔体,但金属BOSS结构与塑料内胆间的连接成为一大难点;滚塑成型可以较好的成型大容量的塑料内胆,而且金属BOSS结构与塑料内胆之间也可正常连接,但仍存在连接强度问题,且塑料成型致密性较低。而内胆材料通常由PA、HDPE、PET等材料制造。尤其是针对粘度较低的高阻隔性聚合物材料,例如尼龙等,较难吹塑和焊接成型。目前美国US8658756B2专利指出利用滚塑反应成型制造塑料内胆,但滚塑成型的精度和致密度较难保证。因此,针对低粘度熔体或可反应成型的高分子材料,需要开发出一种高效、高精度、高可靠成型塑料内胆的工艺及装备。
发明内容
本发明提出一种Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备。本发明的基本原理在于利用可变形/可溶性/可粉碎性内模结合反应注射成型工艺,创新开发出了一种中空部件的反应注射成型工艺及装备。与此同时,根据该中空部件反应注射成型工艺,本发明还衍生出了一种针对低粘度聚合物注射吹塑和挤出吹塑的新工艺。本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备可高效、高精度和高可靠地一体成型具有高阻隔性的中空塑料部件。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备包括合模系统、液压系统、可变内模系统、混合注射系统、加热冷却系统、排气系统、内胆脱模系统和控制系统,所述合模系统包括机架、定模板、定模、动模板、动模、拉杆、锁模油缸、合模移模油缸、抱闸机构。所述液压系统包括各类液压控制阀和液压动力源。所述可变内模系统包括可变形内模、支撑轴、X轴移模机构、 Y轴移模机构、XY旋转移模机构、滑轨。所述混合注射系统包括注射机构、注塑机构移动油缸、滑轨、防流涎机构、混合器、动力源。所述加热冷却系统包括包覆在混合器和注射机构上的加热冷却部件、外模模温机、内模模温机。所述排气系统包括空气压缩机、真空泵。所述内胆脱模系统包括多个机械爪。所述控制系统包括人机交互系统、控制器、数据处理器等。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备结构连接关系为:合模系统的定模板与机架固接。锁模油缸与定模板固接,锁模油缸的活塞与拉杆固接。动模板与拉杆滑动连接,且每根拉杆与动模板滑动连接的部位都安装有抱闸机构。抱闸机构与动模板固接。定模与定模板通过螺栓或磁吸方式固接,动模与动模板通过螺栓或磁吸方式固接;定模和动模共同组成外模具。合模移模油缸的缸体与定模板固接,合模移模油缸的活塞杆与动模板固接。混合注射系统主轴与合模系统主轴重合。注射机构通过动力源与滑轨滑动连接,滑轨与机架固接。注塑机构移动油缸的活塞杆与动力源固接,注射机构移动油缸与机架固接。混合注射系统的混合器通过单向阀固接在注射机构机筒的近喷嘴部位。防流涎机构安装于注射机构的喷嘴位置。液压系统的管路通过液压阀与各执行机构连接。所述排气系统的真空泵通过管路与定模和可变内模系统的支撑轴相连。所述排气系统的空气压缩机通过管路与支撑轴相连,并可通过支撑轴向可变形内模供气。所述可变形内模与支撑轴密封连接,可变形内模中的气体压力通过支撑轴由空气压缩机和真空泵共同控制。所述X 轴移模机构、Y轴移模机构、XY旋转移模机构共同组成可变形内模移模机构。可变形内模移模机构与滑轨滑动连接,滑轨与机架固接。所述控制系统用于控制各执行机构有序执行动作。
本发明采用Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备的工艺在输入预制加工工艺参数后由控制系统自动控制,且至少包括塑化/预制反应液、合模、注射、保压以及脱模五个步骤,具体工艺内容如下:
塑化/预制反应液过程:反应成型原料通过计量泵计量输送,并分别由A 进料口和B进料口进入混合器混合;通过混合器充分混合后的反应料由注射机构的动力源驱动吸入注射机构的注射机筒中;此过程中,防流涎机构始终处于关闭状态,防止物料外流和混入气体。与此同时,包覆在混合器和注射机构上的加热冷却部件一直维持混合器和注射机构的机筒温度处于仅能熔融反应原料而不促进反应快速进行的状态。
合模过程:在塑化/预制反应液过程的同时,合模过程也同时进行。首先在定模内放入嵌件,例如储氢瓶塑料内胆的金属BOSS结构可变形内模及支撑轴通过可变形内模移模机构动作,使支撑轴顶端与定模中内胆型腔的尾部定位,且支撑轴的轴心与定模的内胆型腔的轴心重合,支撑轴尾端待彻底合模后可与瓶口处的模具形成密封状态。待可变形内模移动至指定位置,合模移模油缸带动动模板沿拉杆轴向移动并合模;达到合模位置时,通过抱闸机构锁紧动模板与拉杆,使二者固接;锁模油缸工作,并锁紧模具。然后,真空泵工作,排空型腔内的所有气体;同时,空气压缩机工作,向可变形内模中充入一定压力的气体使可变形内模膨胀。
注射过程:注射机构移动油缸驱动注射机构的喷嘴与定模的流道紧密接触,打开防流涎机构。动力源驱动注射机构向型腔内注射反应物料,注射过程中通过空气压缩机调节可变形内模中的压力,使型腔内的反应物料分布均匀。
保压过程:待型腔内注入足够反应物料后,保压,并通过模温机调节型腔温度,使产品快速反应固化。待定模中的浇口固化后,防流涎机构关闭,注射机构再次储存反应物料待下一次注射。
脱模过程:待型腔中的物料充分固化后,通过模温机使模具降温至设定温度。锁模油缸泄压,抱闸机构松开拉杆,动模板与可变内模系统分别在移模油缸和Y轴移模机构的驱动下开模,且动模板移动速度略大于可变内模系统移动速度。开模到预设位置后,内胆在可变内模系统的控制下已经脱开外模具;此时,X轴移模机构带动内胆沿X轴移动,同时XY旋转移模机构带动内胆使内胆完全离开合模系统。机械爪抓取塑料内胆后,真空泵对可变形内模内部抽真空,可变形内模与内胆间自然进气,待可变形内模内部达到预定真空度后抽出可变形内模和支撑轴。可变形内模移模机构动作,使支撑轴与可变形内模复位。进行第二次反应注射成型。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺中所述的塑化/预制反应液过程的主要目标是制备足量的混合后的反应液,为注射过程提供稳定、充足的原料。
备选的:若计量泵可在注射过程中为型腔内提供充足的物料,也可选用去掉注射机构,直接通过计量泵计量、混合器混合后注入型腔。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺中所述的合模过程具体执行目标是外模具紧密贴合,可变形内模与支撑轴的轴心与型腔轴心重合,并保证型腔瓶口处密封。具体执行动作可根据型腔结构和尺寸调整。
备选的:在合模工艺过程中,在型腔内部可先放入可溶/可粉碎的刚性内模,例如PVA、石膏等制造的刚性内模;待内胆成型完成并脱模后,可通过物理溶解或粉碎等方式取出刚性内模。刚性内模外表面可根据内胆结构设计制定,刚性内模的外径应等于目标筒体内径。通常,刚性内模可分瓣制造,主要用于定型,物料进入型腔的压力由可变形内模承担。该备选工艺可提高内胆的壁面厚度均匀性。
备选的:在合模过程中,可在型腔内放入预制的具有一定强度/刚度的功能性增强筒体,筒体外径不超过目标内胆外径,筒体内径不小于目标内胆内径。通过反应注射成型,使增强筒体直接用于增强内胆。所述功能性可包括阻隔性、强度、刚度、热稳定性等的一种或多种。所述功能性增强筒体形状可为直筒状、波纹管状、含部分椭圆封头、异形管状等多种形状。增强筒体的固定可使用可变形内模直接固定、与反应注射基体材料相同的支架固定。对于未能正常充满反应原料的位置,可在增强筒体上适当开孔。该备选工艺可提高内胆的壁面均匀性和增强内胆。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺中所述的脱模过程的最终目标是将已经成型的内胆从外模具和可变形内模上取下。具体脱模动作可根据型腔结构和尺寸调整。
备选的:所述脱模过程可直接利用多个机械爪在内胆完全脱离外模具后,抓住内胆,待可变形内模中真空度达到预设值后,通过X轴移模机构移除内胆中的可变形内模。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的物料除选用尼龙反应成型物料等两相反应原料外,也可根据需要额外增加功能性增强填料用以改善内胆性能。备选的:可选用低粘度熔体采用该方法进行中空制品注射成型。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的模具浇口按需设计,优选多浇口对称布置,也可选用其他浇口布置方式。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的外模具与模板的连接方式可采用螺栓等机械连接,也可采用电磁吸附式连接。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的可变形内模的材料优选弹性体。所述可变形内模在内外均为常压时吹胀的外壁面形状优选与内胆内壁面形状一致。这样可提高内胆成型的尺寸稳定性。同时,可变形内模的外壁面可根据内胆内壁面结构进行设计。备选的:在常压时可变形内模紧贴支撑轴。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的支撑轴上开有多个气孔,且可由多个短轴沿轴向方向组合形成,也可由一根整轴制造成型。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的混合器和注射机构可同轴一体化,即在注射机构机筒内安装静态混合器,或利用具有较好混合效果的螺杆混合物料,此时,进料口应固接在远喷嘴端。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的合模系统可设计成二板式合模系统,也可设计成三板轴杆式合模系统。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的动力可由液压提供,也可电动或电液复合驱动。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备利用可变形/可溶性/可粉碎性内模结合反应注射成型工艺,创新开发出了一种中空部件的反应注射成型工艺及装备。该工艺及装备可通过改变模具而实现多尺寸Ⅳ型储运瓶用内胆等中空部件一体成型,解决了注射焊接工艺中焊接性能不稳定的问题;利用较低粘度的反应液可较好地解决吹塑过程中内胆瓶口位置与金属 BOSS结构难以精密结合的问题;利用可变形内模中建立压力的方式解决了滚塑难以实现高密度成型的问题。本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备具有高效、成型精度高的优点。
附图说明
说明书附图
图1为本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备总装示意图。
图2为本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备的可变形内模吹胀示意图。
图3为本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备的含可溶/可粉碎性内模的内模吹胀示意图。
图4为本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备的含功能性增强筒体的局部示意图。
图5为本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备的支撑轴的局部示意图。
图中:1-混合注射系统动力源;2-注射机构;3-合模移模油缸;4-混合器;5-A进料口;6-B进料口;7-锁模油缸;8-定模板;9-移模油缸活塞杆; 10-拉杆;11-定模;12-动模板;13-动模;14-可变形内模;15-X轴移模机构; 16-抱闸机构;17-XY旋转移模机构;18-Y轴移模机构;19-防流涎机构;20- 注射机构移动油缸;21-机架;22-滑轨;23-支撑轴;24-可溶/可粉碎性内模; 25-金属BOSS结构;26-功能性增强筒体。
具体实施方式
如图1所示,本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的装备包括合模系统、液压系统、可变内模系统、混合注射系统、加热冷却系统、排气系统、内胆脱模系统、控制系统。所述合模系统包括机架21、定模板8、定模11、动模板12、动模13、拉杆10、锁模油缸7、合模移模油缸3、抱闸机构16。所述液压系统包括各类液压控制阀和液压动力源。所述可变内模系统包括可变形内模14、支撑轴23、X轴移模机构15、Y轴移模机构18、 XY旋转移模机构17、滑轨。所述混合注射系统包括注射机构2、注塑机构移动油缸20、滑轨22、防流涎机构19、混合器4、动力源1。所述加热冷却系统包括包覆在混合器4和注射机构2上的加热冷却部件、外模模温机、内模模温机。所述排气系统包括空气压缩机、真空泵。所述内胆脱模系统包括多个机械爪。所述控制系统包括人机交互系统、控制器、数据处理器等。
如图1所示,本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的装备结构连接关系为:合模系统的定模板8与机架21固接。锁模油缸7与定模板8固接,锁模油缸7的活塞与拉杆10固接。动模板12与拉杆10滑动连接,且每根拉杆10与动模板12滑动连接的部位都安装有抱闸机构16。抱闸机构16与动模板12固接。定模11与定模板8通过螺栓或磁吸方式固接,动模13与动模板12通过螺栓或磁吸方式固接;定模11和动模13共同组成外模具。合模移模油缸3的缸体与定模板8固接,移模油缸活塞杆9与动模板 12固接。混合注射系统主轴与合模系统主轴重合。注射机构2通过动力源1 与滑轨22滑动连接,滑轨22与机架21固接。注塑机构移动油缸20的活塞杆与动力源1固接,注射机构移动油缸20与机架21固接。混合注射系统的混合器4通过单向阀固接在注射机构2机筒的近喷嘴部位。防流涎机构19安装于注射机构2的喷嘴位置。液压系统的管路通过液压阀与各执行机构连接。所述排气系统的真空泵通过管路与定模11和可变内模系统的支撑轴23相连。所述排气系统的空气压缩机通过管路与支撑轴23相连,并可通过支撑轴23 向可变形内模14供气。所述可变形内模14与支撑轴23密封连接,可变形内模14中的气体压力通过支撑轴23由空气压缩机和真空泵共同控制。所述X 轴移模机构15、Y轴移模机构18、XY旋转移模机构17共同组成可变形内模 14移模机构。可变形内模14移模机构与滑轨滑动连接,滑轨与机架21固接。所述控制系统用于控制各执行机构有序执行动作。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的工艺在输入预制加工工艺参数后由控制系统自动控制,且至少包括塑化/预制反应液、合模、注射、保压以及脱模五个步骤,具体工艺内容如下:
塑化/预制反应液过程:反应成型原料通过计量泵计量输送,分别由A进料口5和B进料口6进入混合器4混合;通过混合器4充分混合后的反应料由注射机构2的动力源1驱动吸入注射机构2的注射机筒中;此过程中,防流涎机构19始终处于关闭状态,防止物料外流和混入气体。与此同时,包覆在混合器4和注射机构2上的加热冷却部件一直维持混合器4和注射机构2 的机筒温度处于仅能熔融反应原料而不促进反应快速进行的状态。
合模过程:在塑化/预制反应液过程的同时,合模过程也同时进行。首先在定模11内放入嵌件,例如储氢瓶塑料内胆的金属BOSS结构25。可变形内模14及支撑轴23通过可变形内模14移模机构动作,使支撑轴23顶端与定模11中内胆型腔的尾部定位,且支撑轴23的轴心与定模11的内胆型腔的轴心重合,支撑轴23尾端待彻底合模后可与瓶口处的模具形成密封状态,如图 3所示。待可变形内模14移动至指定位置,合模移模油缸3带动动模板12沿拉杆10轴向移动并合模;达到合模位置时,通过抱闸机构16锁紧动模板12 与拉杆10,使二者固接;锁模油缸7工作,并锁紧模具。然后,真空泵工作,排空型腔内的所有气体;同时,空气压缩机工作,向可变形内模中充入一定压力的气体使可变形内模膨胀。
注射过程:注射机构移动油缸20驱动注射机构2的喷嘴与定模11的流道紧密接触,打开防流涎机构19。动力源1驱动注射机构2向型腔内注射反应物料,注射过程中通过空气压缩机调节可变形内模14中的压力,使型腔内的反应物料分布均匀。
保压过程:待型腔内注入足够反应物料后,保压,并通过模温机调节型腔温度,使产品快速反应固化。待定模中的浇口固化后,防流涎机构19关闭,注射机构2再次储存反应物料待下一次注射。
脱模过程:待型腔中的物料充分固化后,通过模温机使模具降温至设定温度。锁模油缸7泄压,抱闸机构16松开拉杆10,动模板12与可变内模系统分别在合模移模油缸3和Y轴移模机构18的驱动下开模,且动模板12移动速度略大于可变内模系统移动速度。开模到预设位置后,内胆在可变内模系统的控制下已经脱开外模具;此时,X轴移模机构15带动内胆沿X轴移动,同时XY旋转移模机构17带动内胆使内胆完全离开合模系统。机械爪抓取塑料内胆后,真空泵对可变形内模内部抽真空,可变形内模14与内胆间自然进气,待可变形内模14内部达到预定真空度后抽出可变形内模14和支撑轴23。可变形内模14移模机构动作,使支撑轴与可变形内模复位。进行第二次反应注射成型。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的工艺中所述的塑化/预制反应液过程的主要目标是制备足量的混合后的反应液,为注射过程提供稳定、充足的原料。
备选的:若计量泵可在注射过程中为型腔内提供充足的物料,也可选用去掉注射机构,直接通过计量泵计量、混合器混合后注入型腔。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的工艺中所述的合模过程具体执行目标是外模具紧密贴合,可变形内模14与支撑轴23的轴心与型腔轴心重合,并保证型腔瓶口处密封。具体执行动作可根据型腔结构和尺寸调整。
备选的:如图3所示,在合模工艺过程中,在型腔内部可先放入可溶/可粉碎的刚性内模24,例如PVA、石膏等制造的刚性内模24;待内胆成型完成并脱模后,可通过物理溶解或粉碎等方式取出刚性内模24。刚性内模24外表面可根据内胆结构设计制定,刚性内模24的外径应等于目标筒体内径。通常,刚性内模24可分瓣制造,主要用于定型,物料进入型腔的压力由可变形内模 14承担。该备选工艺可提高内胆的壁面厚度均匀性。
备选的:如图4所示,在合模过程中,可在型腔内放入预制的具有一定强度/刚度的功能性增强筒体26,筒体26外径不超过目标内胆外径,筒体26 内径不小于目标内胆内径。通过反应注射成型,使增强筒体26直接用于增强内胆。所述功能性可包括阻隔性、强度、刚度、热稳定性等的一种或多种。所述功能性增强筒体26形状可为直筒状、波纹管状、含部分椭圆封头、异形管状等多种形状。增强筒体26的固定可使用可变形内模14直接固定、与反应注射基体材料相同的支架固定。对于未能正常充满反应原料的位置,可在增强筒体26上适当开孔。该备选工艺可提高内胆的壁面均匀性和增强内胆。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的工艺中所述的脱模过程的最终目标是将已经成型的内胆从外模具和可变形内模14上取下。具体脱模动作可根据型腔结构和尺寸调整。
备选的:所述脱模过程可直接利用多个机械爪在内胆完全脱离外模具后,抓住内胆,待可变形内模14中真空度达到预设值后,通过X轴移模机构15 移除内胆中的可变形内模14。
本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的可变形内模的材料优选弹性体。所述可变形内模在内外均为常压时吹胀的外壁面形状优选与内胆内壁面形状一致。这样可提高内胆成型的尺寸稳定性。同时,可变形内模的外壁面可根据内胆内壁面结构进行设计,如图2所示。
如图5所示,本发明Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺及装备的支撑轴23上开有多个气孔,且可由多个短轴沿轴向方向组合形成,也可有一根整轴制造成型。
以上所述为本发明的具体设备及工艺情况,配合各图予以说明。但本发明并不局限于以上所述的具体设备及工艺过程,任何基于上述所说的对于相关设备的修改或替换,任何基于上述所说的对于相关工艺的局部调整,均属于本发明。
Claims (10)
1.Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备,其特征在于:包括合模系统、液压系统、可变内模系统、混合注射系统、加热冷却系统、排气系统、内胆脱模系统和控制系统,所述合模系统包括机架、定模板、定模、动模板、动模、拉杆、锁模油缸、合模移模油缸和抱闸机构,所述液压系统包括各类液压控制阀和液压动力源,所述可变内模系统包括可变形内模、支撑轴、X轴移模机构、Y轴移模机构、XY旋转移模机构和滑轨,所述混合注射系统包括注射机构、注塑机构移动油缸、滑轨、防流涎机构、混合器和动力源,所述加热冷却系统包括包覆在混合器和注射机构上的加热冷却部件、外模模温机和内模模温机,所述排气系统包括空气压缩机和真空泵,所述内胆脱模系统包括多个机械爪,所述控制系统包括人机交互系统、控制器和数据处理器等。
2.根据权利要求1所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备,其特征在于:合模系统的定模板与机架固接,锁模油缸与定模板固接,锁模油缸的活塞与拉杆固接,动模板与拉杆滑动连接,且每根拉杆与动模板滑动连接的部位都安装有抱闸机构,抱闸机构与动模板固接,定模与定模板通过螺栓或磁吸方式固接,动模与动模板通过螺栓或磁吸方式固接;定模和动模共同组成外模具,合模移模油缸的缸体与定模板固接,合模移模油缸的活塞杆与动模板固接;混合注射系统主轴与合模系统主轴重合;注射机构通过动力源与滑轨滑动连接,滑轨与机架固接;注塑机构移动油缸的活塞杆与动力源固接,注射机构移动油缸与机架固接;混合注射系统的混合器通过单向阀固接在注射机构机筒的近喷嘴部位,防流涎机构安装于注射机构的喷嘴位置;液压系统的管路通过液压阀与各执行机构连接;所述排气系统的真空泵通过管路与定模和可变内模系统的支撑轴相连,所述排气系统的空气压缩机通过管路与支撑轴相连,并可通过支撑轴向可变形内模供气;所述可变形内模与支撑轴密封连接,可变形内模中的气体压力通过支撑轴由空气压缩机和真空泵共同控制,所述X轴移模机构、Y轴移模机构、XY旋转移模机构共同组成可变形内模移模机构,可变形内模移模机构与滑轨滑动连接,滑轨与机架固接,所述控制系统用于控制各执行机构有序执行动作。
3.Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:采用权利要求2所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型装备,至少包括塑化/预制反应液、合模、注射、保压以及脱模五个步骤:
塑化/预制反应液过程:反应成型原料通过计量泵计量输送,并分别由A进料口和B进料口进入混合器混合;通过混合器充分混合后的反应料由注射机构的动力源驱动吸入注射机构的注射机筒中;此过程中,防流涎机构始终处于关闭状态,与此同时,包覆在混合器和注射机构上的加热冷却部件一直维持混合器和注射机构的机筒温度处于仅能熔融反应原料而不促进反应快速进行的状态;
合模过程:在塑化/预制反应液过程的同时,合模过程也同时进行,首先在定模内放入嵌件,可变形内模及支撑轴通过可变形内模移模机构动作,使支撑轴顶端与定模中内胆型腔的尾部定位,且支撑轴的轴心与定模的内胆型腔的轴心重合,支撑轴尾端待彻底合模后可与瓶口处的模具形成密封状态,待可变形内模移动至指定位置,合模移模油缸带动动模板沿拉杆轴向移动并合模;达到合模位置时,通过抱闸机构锁紧动模板与拉杆,使二者固接;锁模油缸工作,并锁紧模具,然后,真空泵工作,排空型腔内的所有气体;同时,空气压缩机工作,向可变形内模中充入一定压力的气体使可变形内模膨胀;
注射过程:注射机构移动油缸驱动注射机构的喷嘴与定模的流道紧密接触,打开防流涎机构,动力源驱动注射机构向型腔内注射反应物料,注射过程中通过空气压缩机调节可变形内模中的压力,使型腔内的反应物料分布均匀;
保压过程:待型腔内注入足够反应物料后,保压,并通过模温机调节型腔温度,使产品快速反应固化,待定模中的浇口固化后,防流涎机构关闭,注射机构再次储存反应物料待下一次注射;
脱模过程:待型腔中的物料充分固化后,通过模温机使模具降温至设定温度,锁模油缸泄压,抱闸机构松开拉杆,动模板与可变内模系统分别在移模油缸和Y轴移模机构的驱动下开模,且动模板移动速度略大于可变内模系统移动速度,开模到预设位置后,内胆在可变内模系统的控制下已经脱开外模具;此时,X轴移模机构带动内胆沿X轴移动,同时XY旋转移模机构带动内胆使内胆完全离开合模系统,机械爪抓取塑料内胆后,真空泵对可变形内模内部抽真空,可变形内模与内胆间自然进气,待可变形内模内部达到预定真空度后抽出可变形内模和支撑轴,可变形内模移模机构动作,使支撑轴与可变形内模复位。
4.根据权利要求3所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:选用计量泵在注射过程中为型腔内提供充足的物料,去掉注射机构,直接通过计量泵计量、混合器混合后注入型腔。
5.根据权利要求3所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:在合模工艺过程中,在型腔内部先放入可溶/可粉碎的刚性内模,待内胆成型完成并脱模后,可通过物理溶解或粉碎等方式取出刚性内模。
6.根据权利要求5所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:可溶/可粉碎的刚性内模选择PVA或石膏制造的刚性内模。
7.根据权利要求3所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:在合模过程中,在型腔内放入预制的具有一定强度/刚度的功能性增强筒体,筒体外径不超过目标内胆外径,筒体内径不小于目标内胆内径,通过反应注射成型,使增强筒体直接用于增强内胆。
8.根据权利要求7所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:功能性增强筒体形状为直筒状、波纹管状、含部分椭圆封头或异形管状,增强筒体使用可变形内模直接固定或与反应注射基体材料相同的支架固定,对于未能正常充满反应原料的位置,在增强筒体上适当开孔。
9.根据权利要求3所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:可变形内模的材料为弹性体,所述可变形内模在内外均为常压时吹胀的外壁面形状与内胆内壁面形状一致。
10.根据权利要求3所述的Ⅳ型高压储罐塑料内胆反应注射成型工艺,其特征在于:支撑轴上开有多个气孔,且由多个短轴沿轴向方向组合形成,或由一根整轴制造成型。
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