CN114126824B - 侧浇口注射成型设备和侧浇口热流道喷嘴 - Google Patents
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Abstract
公开了一种侧浇口喷嘴，其具有喷嘴主体、喷嘴端头和传送构件。喷嘴主体包括加热器、纵向延伸的喷嘴通道和从喷嘴主体的外侧壁延伸至喷嘴通道的孔道。喷嘴端头包括端头构件、延伸穿过其中的端头通道，以及围绕端头构件并且在其中接收端头构件的密封构件。传送构件座置在喷嘴主体中的孔道中的台阶上，并且包括承载表面和传送通道，喷嘴端头以可滑动方式座置在该承载表面上，传送通道延伸穿过传送构件，并在喷嘴通道和端头通道之间流体连通。在操作中，传送构件沿其长度的热膨胀对喷嘴端头施加密封力。
Description
技术领域
本发明涉及侧浇口注射成型，更特别是涉及一种具有偏置端头组件的侧浇口热流道喷嘴。
背景技术
与侧浇口注射成型相关的挑战包括更换端头或端头组件，而不用麻烦地拆卸侧浇口热流道系统。与热流道侧浇口注射成型相关的另一个挑战包括：在端头与模腔对齐且在喷嘴的热膨胀期间允许喷嘴主体相对于端头移动或滑动的情况下，在端头和喷嘴主体之间形成流体密封。
发明内容
本文的实施例涉及一种侧浇口热流道系统，以及一种具有喷嘴主体、喷嘴端头和传送构件的侧浇口喷嘴。喷嘴主体包括加热器、纵向延伸到喷嘴主体中的喷嘴通道、以及从喷嘴主体的外侧壁延伸到喷嘴通道的孔道。喷嘴端头包括端头构件、延伸穿过端头构件的端头通道、以及接收端头构件的密封构件。传送构件座置在喷嘴主体中的孔道中的台阶上，传送构件包括承载表面和传送通道，喷嘴端头的邻接表面以可滑动方式座置在承载表面上，所述传送通道延伸穿过传送构件并在喷嘴通道和端头通之间流体连通。在操作中，传送构件沿其长度的热膨胀对喷嘴端头的邻接表面施加密封力。
附图说明
本发明的前述和其他特征及优点将从如下对附图中所示的本发明实施例的描述而变得显而易见。附图并入本文并形成说明书的一部分，进一步用于解释本发明的原理，并使相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1是根据本申请的实施例的侧浇口热流道注射成型设备的截面图，其具有侧浇口热流道系统和侧浇口热流道喷嘴组件。
图2是图1的部分2的放大图。
图3是图2的部分3的放大图。
图4是根据本申请的实施例的侧浇口端头组件的截面图。
图5是图1的部分5的放大图，示出了从注射成型设备移除的腔构件，在腔构件中安装有端头组件。
图6是图2的部分3的放大图，示出了根据本申请另一实施例的侧浇口喷嘴的下游端。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的特定实施例，其中相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。下面的详细描述本质上仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和用途。在下面的描述中，“下游”是指模制材料从注射成型机器的注射单元流向注射成型系统的模具的模腔的方向，也指模制材料从注射单元流向模腔所穿过的部件或特征的顺序，而“上游”用于指相反方向。此外，无意受先前技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。
图1是根据本申请的非限制性实施例的注射成型设备100的截面图，该注射成型设备100具有热流道系统102和侧浇口热流道喷嘴104。热流道系统102包括歧管106和侧浇口热流道喷嘴104(简洁起见，称其为喷嘴104)。虽然示出了两个喷嘴104，但是注射成型设备100和热流道系统102可以包括不同于两个喷嘴104。
注射成型设备100包括多个模板，例如，第一模板108A、第二模板108B和第三模板108C(统称为模板108)，所述多个模板形成外壳110，在外壳110中接收热流道系统102。外壳110包括在歧管106周围形成绝缘气隙的歧管室112和在喷嘴104周围形成绝缘气隙的喷嘴井114。模板108通常包括冷却通道，例如在第一模板上108A标出的冷却通道115，冷却流体通过冷却通道循环以将注射成型设备100保持在合适的成型温度。模板108通过紧固件(未示出)保持在一起，并且还可以包括附加的紧固/对准部件(未示出)，例如导向销、导向衬套等。虽然示出了三个模板108，但是注射成型设备100可以包括不同于三个模板108。
歧管106包括延伸穿过其中的歧管通道116。歧管通道116在其上游端包括歧管入口118，用于从源接收可模制材料。在其下游端，歧管通道116包括与喷嘴104流体连通的出口120。歧管106还包括歧管加热器121，用于将歧管106保持在合适的处理温度。喷嘴104将模制材料输送到位于喷嘴104旁边的模腔122。模腔122至少部分地由模腔部件限定，诸如接收在第一模板108A中的孔道126中的模腔嵌件124。
参考图2，图2是图1的部分2的放大图。如图1所示，喷嘴104包括喷嘴主体128、传送构件130和侧浇口端头组件132(其可称为端头组件132)。传送构件130是喷嘴104和端头组件132之间的中间部件。喷嘴主体128包括围绕喷嘴主体128延伸的加热器134，以及从其上游端纵向延伸到喷嘴主体128中的喷嘴通道136。喷嘴通道136通过歧管出口120从歧管通道接收模制材料。喷嘴主体128还包括从喷嘴主体128的外侧壁140侧向延伸到喷嘴通道136的孔道138。虽然孔道138被示出为从喷嘴主体128的中心轴线AC垂直地延伸，但孔道138可以从中心轴线AC以90°和150°之间的角度延伸。加热器134向喷嘴主体128提供热量，以将喷嘴104保持在合适的处理温度。加热器134还加热传送构件130，传送构件130接收在孔道138中，并通过与喷嘴主体128接触而被加热。为了促进从喷嘴主体128到传送构件130的热传递，制造传送构件130的材料比制造喷嘴主体128的材料具有更好的导热性。用于传送构件130的合适材料的示例包括铜合金。用于喷嘴主体128的合适材料的示例包括H13工具钢和420不锈钢。如图所示，作为示例，加热器134是嵌入到喷嘴主体128中的电阻丝加热器。
参考图3，其是图2的部分3的放大图，传送构件130包括延伸部分142、从延伸部分142径向向外延伸的偏置部分144。传送通道136与喷嘴通道146流体连通，并延伸穿过偏置部分144和延伸部分142。传送构件130还包括在传送构件130的下游端的外承载表面145，密封力FS通过该外承载表面施加到端头组件132。
在如图1-3所示的实施例中，传送通道146包括由内锥形表面156限定的张开部分，该锥形表面在上游方向径向向外扩张。在操作中，熔体压力作用在内锥形表面156上，这将传送构件130推向端头组件132，以促进承载表面145与端头组件132的上游端处的邻接表面147之间的流体密封。由于传送构件130具有内锥形表面156，增加注射压力增加了将传送构件130推向端头组件132的力。作用在内锥形表面156上的熔体压力还可以使延伸部分142抵靠孔道138径向向外膨胀，以促进传送构件130与喷嘴主体128之间在延伸部分142和孔道138之间的界面处的流体密封。
孔道138包括第一侧向部分158和第二侧向部分160。第一侧向部分158被定尺寸为接收延伸部分142，而第二侧向部分160被定尺寸为接收偏置部分144。第一侧向部分158和延伸部分142之间的配合以及第二侧向部分160和偏置部分144之间的配合被定尺寸为当注射成型设备100运行时，促进从喷嘴主体128到传送构件130的热传递。这种配合可以是滑动配合或其他紧密配合，其在注射成型设备100运行时限制或防止模制材料从传送构件130和孔道138之间流出，而不影响传送构件130的纵向热膨胀。在腔嵌件124和接收在其中的端头组件132从注射成型设备100的其余部分移除，例如用替代端头组件132来替换端头组件132时，这样的构造也有助于将传送构件130支撑在孔道138内。同样，如图1-3的例示实施例中示出的，传送构件130在其下游端包括凸缘162，其可用于促进传送构件130的操作，例如在喷嘴104的维修期间。
继续如图3所示，孔道138包括喷嘴主体128中的台阶164，传送构件130座置在该台阶上。当喷嘴104被加热到处理温度时，喷嘴主体128在其宽度上的热膨胀使台阶138远离中心轴线AC移动，并且当传送构件130和端头组件132被加热时，它们远离中心轴线AC朝向模腔122在纵向上膨胀。传送构件130抵靠台阶164的热膨胀导致承载表面145压靠端头组件132的邻接表面147，以促进传送构件130和端头组件132之间的流体密封。台阶164位于第一侧向部分158和第二侧向部分160之间。传送构件130包括在延伸部分142和偏置部分144之间的第一肩部166。第一肩部166座置在台阶164上，使得传送构件130在第一肩部166和承载表面145之间的纵向热膨胀产生抵靠邻接表面147的密封力FS，其将端头组件132推离喷嘴主体128并推向腔嵌件124。密封力FS随着传送构件132的温度的增加而增加。喷嘴104被加热时的密封力FS也通过增加传送构件130在第一肩部166和承载表面145之间的冷状态长度而增加。为帮助在传送构件130和端头组件132之间产生密封力，传送构件130可由与制造喷嘴主体128的材料相比具有更大热膨胀系数的材料制成。
传送构件130还包括在偏置部分144和凸缘162之间的第二肩部168。第一肩部166和第二肩部168之间的纵向距离Dl大于孔道138中的台阶164与喷嘴主体128的侧壁140之间的纵向距离D2，其中侧壁140被凸缘162重叠。在这种构造中，当第一肩部166座置在台阶164上时，凸缘162与侧壁140隔开间隙G1，工具可以插入到该间隙G1中，以帮助从孔道138中取出传送构件130，例如，如果传送构件130需要维修或更换。间隙G1还确保第一肩部166座置在台阶164上，而不是第二肩部168座置在侧壁140上。
如图1-3例示的实施例中所示，台阶164垂直于第一侧向部分158和第二侧向部分160，并且第一肩部166垂直于延伸部分142和偏置部分144。在这种构造中，台阶164和第一肩部166彼此平行，并且垂直于传送构件130的纵向热膨胀方向，这有助于促进传送构件130和端头组件132之间的密封力。
继续参照图3和图4，其是根据本申请的实施例的端头组件132的截面图。端头组件132从传送构件130接收模制材料，并将模制材料传送到模腔122。端头组件132包括端头构件148和密封构件172，端头构件148通过与传送构件130接触而被加热，端头构件148接收在密封构件172中。端头构件148包括端头通道154，其延伸穿过端头组件132，并且在传送通道146和模腔122之间流体连通。端头组件132的邻接表面147包括端头构件148的上游端。为促进从传送构件130到端头构件148的热传递，端头构件148可以由导热率等于或大于制造密封构件172的材料的导热率的材料制成。用于端头构件148的合适材料的示例包括铜合金和TZM钼合金。用于密封构件的合适材料的示例包括H13工具钢和钛合金。端头构件148包括座置在密封构件172上的端头构件头部173。在端头组件132的图示实施例中，头部173座置于密封构件172的上游端中的台阶175。当端头构件148被加热时，端头构件头部173从台阶175向后膨胀并抵靠传送构件130。为了提高端头构件148和传送构件130之间的密封力，端头构件148可以由与制成密封构件172材料相比具有更大热膨胀系数的材料制成，使得端头构件头部173的厚度膨胀超过台阶175的深度。
密封构件172包括管状部分150，其围绕端头构件148，并被接收在腔嵌件124中的孔道174中。管状部分150包括密封表面176，其与孔道174形成周向密封。密封表面176也可以将端头组件132与模腔122对齐。密封表面176和孔道174之间的接合可以是滑动配合、轻压配合或干涉配合，它们可以帮助将端头组件132联接到腔嵌件124。替代地，端头组件132可以固定到腔嵌件124，例如通过单独保持构件或通过两者间的螺纹连接来固定。密封构件172还包括围绕管状部分150的支撑表面(bracing surface)178，该管状部分150横向于密封表面176。支撑表面178在密封表面176的上游，并且当传送构件130的热膨胀抵靠邻接表面147施加密封力FS时，支撑表面178支撑端头组件132抵靠腔嵌件124。支撑表面178可选地形成围绕腔嵌件124中的孔道174的面密封。在此处所示的图示实施例中，支撑表面178是凸缘152的下游端，其围绕管状部分150。
在图1-3示出的实施例中，传送构件130的承载表面145和端头组件132的邻接表面147是平行的平面表面。这种构造允许在喷嘴主体128的纵向热膨胀期间，接收在喷嘴主体128中的传送构件130相对于端头组件132移动或滑动，并且这种构造还允许当从以其他方式组装的注射成型设备100移除其中安装有端头组件132的腔嵌件124时，端头组件132相对于传送构件130在侧向上(在图1-3的页面视图中向下)移位，例如如下面关于图5所讨论的。
现在参照图5，图5是图1的部分5的放大视图，示出了从注射成型设备100移除的腔嵌件124，其中安装有端头组件132。为了便于维修或更换端头组件132和/或传送构件130，腔嵌件124在方向E1上从第一模板108A中的孔道126中取出。接收在腔嵌件124中的端头组件132在腔嵌件124被抽出时随腔嵌件124一起行进。当腔嵌件被取出时，凸缘152支撑端头组件132以防止侧向倾斜。对孔道138和接收在其中的传送构件130紧密定尺寸不仅促进了从喷嘴主体128到传送构件130的热传递，还在腔嵌件124和接收在其中的端头组件132从第一模板108A移除时帮助抵抗孔道138内的侧向载荷而支撑传送构件130。传送构件130突出超过侧壁140，使得承载表面145位于喷嘴主体128的侧壁140旁边，并且与侧壁140隔开间隙G2。这种构造允许腔嵌件124和接收在其中的端头组件132以可滑动方式与传送构件130分离(即，沿方向E1向下移位)，而不干扰喷嘴主体128。
随着腔嵌件124从第一模板108A中取出，端头组件132可以从腔嵌件124中取出，如箭头E2所示。随着腔嵌件124从第一模板108A移除，传送构件130可以从喷嘴主体128中的孔道138中取出，如箭头E3所示。
现在参考图6，它是图3的部分3的放大视图，示出了根据本申请另一实施例的喷嘴104a的下游端。喷嘴104a包括具有延伸部分142a和偏置部分144a的传送构件130a。与图1至3中所示实施例的传送构件130不同，传送构件130a不像图1至3所示实施例中的传送构件130那样包括凸缘或由此形成的第二肩部。
喷嘴104a的喷嘴主体128a包括孔道138a，孔道138a具有被定尺寸为接收延伸部分142a的第一侧向部分158a和被定尺寸为接收偏置部分144a的第二侧向部分160a。孔道138a包括在第一侧向部分158a和第二侧向部分160a之间的台阶164a，并且传送构件130a包括在延伸部分142a和偏置部分144a之间的肩部166a。传送构件130a座置在台阶164a上，并且传送构件130a的纵向热膨胀推动端头组件132远离喷嘴主体128a并推向腔嵌件124，以对端头组件132的邻接表面147施加密封力FS。
与图1-3所示的实施例相比，承载表面145的表面积等于或基本等于图6中承载表面145a的表面积；然而，由于传送构件130a没有凸缘，肩部166a和台阶164a各自具有比图1-3所示实施例的肩部166和台阶164大的表面积。台阶164a和肩部166a的大表面积增加了传送构件130a和孔道138a之间的总界面面积，这可以在保持承载表面145a的尺寸的情况下改善喷嘴主体128a和传送构件130a之间的热传递。
肩部166a和承载表面145a之间的纵向距离D3大于台阶164a和喷嘴主体128a的侧壁140a之间的纵向距离D2。在该构造中，传送构件130a突出超过侧壁140a，使得承载表面145a位于喷嘴主体128a旁边并与其间隔开。类似于关于图1至3描述的实施例，该构造允许腔嵌件124和接收在其中的端头组件132从传送构件130a分离(即，向下移位，如图6的页面视图所示)，例如以便于维护，例如更换端头组件132，而不干扰喷嘴主体128a。
虽然孔道138、传送构件130和端头组件132以单数形式描述，如所示实施例中所示，喷嘴104包括从喷嘴通道136向外延伸并穿过喷嘴主体128的多个孔道138，每个孔道138具有座置在其中的相应的传送构件130，以对相应的端头组件132施加密封力。所述多个孔道138围绕喷嘴主体128成角度地均匀间隔，以抵消热膨胀力，使传送构件130相对地面向抵靠它们相应的端头组件132及其关联的腔嵌件124。替代地，喷嘴104可包括单个孔道138、传送构件130和端头组件132。在该构造中，间隔件(未示出)定位在喷嘴主体128的与孔道138相反一侧上，在喷嘴主体128和模具部件之间，以抵消传送构件130抵靠其端头组件132和其腔嵌件124所经受的热膨胀力。
在本文所示的图示实施例中，孔道138从喷嘴主体128的侧壁140延伸，该侧壁140是喷嘴主体128的平坦侧表面。这种构造可以减小喷嘴主体128的在围绕孔道138的区域中的宽度，这可以减少一对相对面向的端头组件132的端头-端头间距。
尽管上面已经描述了各种实施例，但是它们仅作为本发明的说明和示例而呈现，而不是作为限制。对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应受上述任一个示例性实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。还应当理解，这里讨论的每个实施例的特征可以与其他实施例的特征结合使用。
Claims (17)
1.一种侧浇口喷嘴，包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体具有加热器、纵向延伸到所述喷嘴主体内的喷嘴通道、以及在所述喷嘴主体中从所述喷嘴主体的外侧壁延伸到所述喷嘴通道的孔道，所述孔道包括第一侧向部分、第二侧向部分，以及位于所述第一侧向部分和所述第二侧向部分之间的台阶，所述第一侧向部分定位成比所述第二侧向部分更靠近所述喷嘴通道；
喷嘴端头，所述喷嘴端头具有端头构件、延伸穿过所述端头构件的端头通道、以及接收所述端头构件的密封构件；以及
传送构件，所述传送构件包括：
承载表面，所述喷嘴端头的邻接表面以可滑动方式邻接所述承载表面；
传送通道，所述传送通道延伸穿过所述传送构件，并在所述喷嘴通道和所述端头通道之间流体连通；
偏置部分，所述偏置部分具有供所述喷嘴端头的邻接表面座置在其上的所述承载表面，所述偏置部分被接收在所述第二侧向部分中；
从所述偏置部分突出的延伸部分，所述延伸部分被接收在所述第一侧向部分中；以及
在所述偏置部分和所述延伸部分之间的肩部，所述肩部座置在所述台阶上；
其中，在操作中，所述传送构件沿其长度的热膨胀对所述喷嘴端头的邻接表面施加密封力。
2.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述喷嘴主体中的孔道的所述第一侧向部分被定尺寸为以可滑动方式接收所述传送构件的所述延伸部分。
3.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述喷嘴主体中的孔道的所述第二侧向部分被定尺寸为以可滑动方式接收所述传送构件的所述偏置部分。
4.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述传送通道的上游端包括张开部分，所述张开部分由传送构件的内锥形表面限定。
5.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，在所述传送构件的肩部与所述传送构件的承载表面之间的纵向距离大于在所述孔道中的台阶与所述喷嘴主体的外侧壁之间的纵向距离。
6.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述台阶垂直于所述第一侧向部分和所述第二侧向部分，所述肩部垂直于所述延伸部分和所述偏置部分。
7.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述传送构件包括位于其下游端处的凸缘和位于所述偏置部分与所述凸缘之间的另一肩部。
8.根据权利要求7所述的侧浇口喷嘴，其中，在所述肩部和所述另一肩部之间的纵向距离大于在所述喷嘴主体中的孔道中的台阶和所述喷嘴主体的外侧壁之间的纵向距离。
9.根据权利要求7所述的侧浇口喷嘴，其中，所述另一肩部垂直于所述偏置部分。
10.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述传送构件突出超过所述外侧壁，使得所述承载表面与所述喷嘴主体间隔开。
11.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述喷嘴主体中的孔道延伸到的所述喷嘴主体的外侧壁是所述喷嘴主体的平面外侧壁部分。
12.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述传送构件由与制造所述喷嘴主体的材料相比更导热的材料制成。
13.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述传送构件由与制造所述喷嘴主体的材料相比具有更大热膨胀系数的材料制成。
14.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述端头构件由导热率等于或大于制造所述传送构件的材料的导热率的材料制成。
15.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述端头构件由与制造所述密封构件的材料相比具有更大热膨胀系数的材料制成。
16.根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中，所述喷嘴主体中的孔道从喷嘴通道垂直地延伸。
17.一种侧浇口热流道系统，包括：
歧管，和根据权利要求1所述的侧浇口喷嘴，其中所述歧管具有歧管加热器和歧管通道，所述歧管通道具有在其上游端用于从源接收可模制材料的歧管入口和在其下游端的歧管出口，所述歧管通道与所述侧浇口喷嘴流体连通。
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