CN117901362A - 一种自止逆型螺杆及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自止逆型螺杆，包括螺杆本体和螺杆头，在螺杆头和螺杆本体之间刚性连接有一自止逆部件，所述的自止逆部件内部设置有用于正向自动导通和反向自动止逆节流降压的单向抑流增压流道，所述的单向抑流增压流道直接连通螺杆本体和螺杆头。还公开了该自止逆型螺杆的运行方法。该自止逆型螺杆，实现对熔融塑料原料自动正向导通，反向自动止逆降速降压，提升了节流效率，保证了熔融塑料原料能够实现满胶注射，能够有效地拓宽螺杆在不同种类的塑料中的使用范围；有效地增加了螺杆的寿命的同时，也防止了塑料原料反复利用，提高了塑料原料的利用率，不会因为反复利用以及剪切热而导致的过热分解等问题而导致的制品成型效果不好。

Description

一种自止逆型螺杆及其运行方法

技术领域

本发明涉及注塑机螺杆技术领域，尤其是涉及一种自止逆型螺杆及其运行方法。

背景技术

在注塑机正常运行的过程中，注塑部件中的螺杆组件往往起着运送熔融塑料以及为模具内塑料原料增压的作用；其性能的好坏直接决定了成型后的塑料制品的好坏。

而目前主流的螺杆往往采用螺杆头配合止逆环与止逆环座以及螺杆来进行工作，其中的止逆环往往为滑套式结构；在生产过程中当螺杆向后退的过程中，由于止逆环的存在，止逆环向前滑动，此时熔融塑料原料能顺利地通过螺杆头向前进行流程。在料筒注射的过程中，螺杆向前运动，此时熔融塑料原料在螺杆头处堆积；由于内摩擦力的存在，螺杆止逆环向后滑动并与止逆环座贴合形成一个密封的环境，此时熔融塑料原料无法进行回流。

由于这种结构主要利用的是融通塑料的内摩擦力，因此常常用于粘性较大的塑料原料，对于粘性较低的原料容易出现止逆环与止逆座形成的密封结构密封性能不足的情况；从而导致注射成品出现不满胶的情况。

此外，由于在注射的过程中，止逆环往复运动在注射座与螺杆头之间，该过程往往会撞击螺杆头与注射座，导致螺杆头与止逆环座的边角料产生损伤，影响成品质量的同时为螺杆的使用寿命带来损耗。再者，由于贴合与注射座的止逆环会部分在贴合处随着螺杆的旋转而进行旋转剪切运动，该过程中会产生部分剪切热而导致原料温度超过设定温度，对于一些熔点较低且对温度变化敏感的塑料原料如PVC材料，容易在螺杆头止逆环处产生焦料或分解，影响制品的质量。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术利用中止逆座与止逆环这种机构结构的相对运动容易产生剪切热，容易导致注塑原料温度超过设定温度，影响制品质量的问题，以及需要借助于熔融塑料的粘性以及机械的运动结构才能够实现熔融塑料原料的单向导通，且粘性较低原料无法实现满胶注射，注射效果差等问题，以及机械往复结构所带来的撞击对螺杆寿命产生的不利影响的问题，以及节流效果差等问题，而提供一种不需要借助于熔融塑料的粘性以及机械的运动结构便能够实现对熔融塑料原料的正向单向导通和反向止逆节流的自止逆型螺杆及其运行方法。

本发明实现其第一个发明目的所采用的技术方案是：一种自止逆型螺杆，包括螺杆本体和螺杆头，在螺杆头和螺杆本体之间刚性连接有一自止逆部件，所述的自止逆部件内部设置有用于正向自动导通和反向自动止逆节流降压的单向抑流增压流道，所述的单向抑流增压流道直接连通螺杆本体和螺杆头。

该自止逆型螺杆，通过对螺杆结构进行全新设计，不再设置止逆环和止逆环座，避免了螺杆运动时的机械结构的相对运动，通过在螺杆头和螺杆本体之间刚性连接一自止逆部件，自止逆部件与螺杆头和螺杆本体一起做向后的储料运动和向前的注射保压运动，并通过自止逆部件中的单向抑流增压流道实现对熔融塑料原料正向导通，畅通式的储料，同时，在注射和保压过程中有效降低回流量，以及回流熔融塑料原料的流速和压降，从而实现了反向止逆，提升了节流效率，保证了熔融塑料原料能够实现满胶注射，降低了熔融塑料原料反复利用导致的制品品质差的问题，同时，也避免了因止逆环与注射座贴合处因旋转剪切运动，而产生剪切热而导致熔融塑料原料温度超过设定温度，从而产生焦料或分解影响制品的质量问题。由于自止逆部件与螺杆本体及螺杆头形成一体式结构，不存在部件之间的相对机械运动，一体式结构运动同步进行，控制更加精确，注射更加精准，制品质量更高。

作为优选，所述的自止逆部件为更换式部件，所述的自止逆部件内部分体式或一体式设置有至少三组流道体，所述的多组流道体沿自止逆部件的周向均匀布设；所述的单向抑流增压流道设置在流道体内部。自止逆部件设置为可更换式部件，可以根据不同的注射需要进行更换，使其具有更广的应用范围。同时，为了方便单向抑流增压流道的设置，在止逆部件内部设置流道体，在流道体内部设置单向抑流增压流道，而流道体可以是与自止逆部件一体式设置的，也可以是分体式设置，以实现流道体的更换，从而根据不同的熔融塑料原料仅更换不同的流道体，而共用自止逆部件，实现了自止逆部件的通用性设计，能够有效降低生产成本。同一自止逆部件内部流道体的数量可以根据注射需要进行相应的设计，最优的方案是至少三组，而流道体在自止逆部件中沿周向分布设置，能够实现熔融塑料原料的均布进料，而且能够保证自止逆部件进料时受压平衡。

作为优选，每组流道体中设置有若干止逆流道体单元，每个止逆流道体单元中包括有一直道流道体和一弯道流道体，所述的弯道流道体的两端分别连通直道流道体。在每组流道体中设置有若干止逆流道体单元，而每个止逆流道体单元均包含有一直道流道体和一弯道流道体，利用特斯拉阀原理，在每个止逆流道体单元中设置直道流道体，用于实现正向导通，而设置弯道流道体则是为了实现正向的不分流，反向分流降压除速和节流。充分利用了流体的特性以及特斯拉阀的原理，能够实现高压储料和满胶注射与保压，以及在无机构结构相对运动的情况下实现自止逆节流。

作为优选，所述的直道流道体与弯道流道体呈一定夹角α设置并且弯道流道体朝向止逆部件的流体进口方向倾斜一定角度β，所述的夹角α为5度到60度，所述的倾斜角度β为5度到45度。直道流道体与弯道流道体之间呈夹角设置，而且夹角越小，螺杆的单向流动性越好，因此，优选夹角α为5度到60度，倾斜角度β为5度到45度。当然，使用其它角度也能够实现导流及节流降压的目的。

作为优选，所述的止逆流道体单元中的直道流道体首尾相连形成一直线型流道结构的正向畅流通道或形成一波浪式折线型流道结构的正向畅流通道；所述的止逆流道体单元中的弯道流道体形成若干反向分流增压通道，所述的反向分流增压通道与正向畅流通道之间形反向流体对撞结构。直道流道体首尾相连接形成所述的正向畅流通道，正向畅流通道可以是直线型也可以是波浪式折线型，而反向分流增压通道是用于正向截流，反向分流降速降压节流，利用的是特斯拉阀结构原理并结合不同粘度熔融塑料原料特性。

作为优选，所述的弯道流道体与直道流道体连接的两端口的通道壁上涂覆有抑流涂层。由于在储料以及注射保压过程中螺杆是做旋转运动，因此，弯道流道体与直道流道体相对于螺杆的轴线不断进行位置变换，为了更好的实现正向的导流，而减少或避免熔融塑料原料在储料过程中进入弯道流导体以及在反向止逆过程中降低熔融塑料原料的流速与压力，因此，在弯道流道体的两端入口入涂覆有耐高温耐腐蚀，无污染的抑流涂层，通过抑流涂层增加熔融塑料原料流动的阻力。

作为优选，所述的自止逆部件上与螺杆本体连接的一端对应单向抑流增压流道设置有流体进口，在与螺杆头连接的一端对应单向抑流增压流道设置有流体出口；所述的自止逆部件与螺杆头之间设置有增压储料环槽结构。在自止逆部件上分别设置直接连通螺杆本体和螺杆头的流体进口和流体出口，熔融塑料原料流体经过螺杆本体入料、压缩和均化后直接从流体进口进入单向抑流增压流道，然后从流体出口流出并在自止逆部件的前方与螺杆头处进行储料，从而能够保证熔融塑料原料高压储料，方便注射。这样的结构，使得熔融塑料原料实现了先进先出，避免了反复压缩均化操作，保证的制品的品质。

作为优选，所述的螺杆本体包括呈刚性连接为一体的杆体和螺纹，所述的杆体为变径式杆体，所述的杆体上自入料端依次设置有螺杆入料段、螺杆压缩段和螺杆均化段，螺杆入料段的杆体直径大于螺杆均化段的杆体直径，螺杆均化段的杆体直径大于螺杆压缩段的杆体直径；所述的螺纹为等矩螺纹或变矩螺纹。为了实现熔融塑料原料的充分压缩与均化，将杆体调回为变径结构，同时根据需要还可以将螺纹设置为等矩螺纹或变矩螺纹，以满足不同的熔融塑料原料的注射要求。

作为优选，所述的螺杆头整体呈锥形结构，在所述的螺杆头上对应于单向抑流增压流道设置有多个推送凹槽。直接在螺杆头上设置推送凹槽，能够方便将熔融塑料原料储送到螺杆头的前方，实现高压注射。

本发明实现其第二个发明目的所采用的技术方案是：一种自止逆型螺杆的运行方法，包括以下步骤：

步骤1：储料：螺杆本体向后运动的同时带动与其一体刚性连接的自止逆部件以及螺杆头向后运动，此时熔融塑料原料流体经过螺杆入料段、螺杆压缩段和螺杆均化段，流入自止逆部件中的单向抑流增压流道，熔融塑料原料流体会优先通过阻力小的路径进入正向畅流通道，顺利通过自止逆部件并在螺杆头前方存储，形成高压；

步骤2：注射与保压：螺杆本体向前运动的同时带动自止逆部件以及螺杆头向前运动，存储于螺杆头前的熔融塑料原料被高压挤压进入注塑模具，并进行保压完成满胶注塑；步骤3：止逆节流：存储于螺杆头前的熔融塑料原料在进行高压注射过程中，熔融塑料原料流体会有一部分反向流入自止逆部件中，在每个止逆流道体单元反向入口处，熔融塑料原料流体会在直道流道体与弯道流道体相交处进行分流，一路支流流入反向分流增压通道，另一路支流直接通过正向畅流通道；之后两路支流在止逆流道体单元的反向出口处汇流，此时流过反向分流增压通道的支流在其弯道作用下发生转向，并与流过正向畅流通道的支流汇流形成反向流体对撞，发生能量损失，流体的速度与压力发生下将；当熔融塑料原料流体在通过了若干个止逆流道体单元结构之后，其压力与速度大大下降，实现了止逆节流。

该自止逆型螺杆的运行方法，极大的提高了储料、注射保压的效率，一体式结构的螺杆整体运动，无相对机械结构运动，避免了剪切热问题，自止逆效果好，降压节流显著，提升了制品的质量。

本发明的有益效果是：该自止逆型螺杆，通过在螺杆头和螺杆本体之间刚性连接一自止逆部件，自止逆部件与螺杆头和螺杆本体一起做向后的储料运动和向前的注射保压运动，并通过自止逆部件中的单向抑流增压流道实现对熔融塑料原料正向导通，畅通式的储料，同时，在注射和保压过程中有效降低回流量，以及回流熔融塑料原料的流速和压降，从而实现了反向止逆，提升了节流效率，保证了熔融塑料原料能够实现满胶注射，能够有效地拓宽螺杆在不同种类的塑料中的使用范围；有效地增加了螺杆的寿命的同时，也防止了塑料原料反复利用，提高了塑料原料的利用率，不会因为反复利用以及剪切热而导致的过热分解等问题而导致的制品成型效果不好。

附图说明

图1是本发明自止逆型螺杆的一种结构示意图；

图2是本发明中螺杆头与自止逆部件的一种结构图；

图3是本发明中螺杆头与自止逆部件另一角度的结构示意图；

图4是本发明中螺杆头与自止逆部件的一种轴视图；

图5是图4中A-A剖视图；

图6是本发明中止逆流道体单元的一种放大结构示意图；

图7是本发明中自止逆部件的一种结构示意图；

图8是本发明中熔融塑料原料流体正向导通流动的一种结构示意图；

图9是本发明中熔融塑料原料流体反向自止逆降速降压节流的一种结构示意图；

图10是本发明应用自止逆型螺杆储料的一种结构示意图；

图11是本发明应用自止逆型螺杆注射保压的一种结构示意图；

图12是本发明实施例2中螺杆头与自止逆部件的一种结构示意图；

图13是本发明实施例3中螺杆头与自止逆部件的一种结构示意图；

图14是本发明实施例4中螺杆头与自止逆部件的一种结构示意图；

图中：1、螺杆本体，11、螺杆入料段，12、螺杆压缩段，13、螺杆均化段，14、杆体，15、螺纹；2、螺杆头，21、推送凹槽；3、自止逆部件，4、止逆壳体，41、连通凹槽，42、流体进口，43、流体出口，44、弧形结构，5、流道体；

6、单向抑流增压流道，61、正向畅流通道，62、反向分流增压通道；7、止逆流道体单元，71、直道流道体，72、弯道流道体，73、悬柱密封体，74、抑流涂层；8、增压储料环槽结构；9、料筒，91、进料口。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明各个方面进行详细描述。

实施例1：

在图1、图2、图3、图5所示的实施例中，一种自止逆型螺杆，包括螺杆本体1和螺杆头2，在螺杆头2和螺杆本体1之间设置有自止逆部件3，自止逆部件3分别与螺杆头2和螺杆本体1相互之间采用刚性连接且同轴线设置。自止逆部件3与螺杆头2之间形成增压储料环槽结构8。

所述的自止逆部件3包括止逆壳体4和设置在止逆壳体4内部的流道体5，所述的流道体5内部设置有单向抑流增压流道6。所述的单向抑流增压流道6包括正向畅流通道61和反向分流增压通道62。

所述的止逆壳体4内部设置有多条连通凹槽41，止逆壳体4的两端对应每条连通凹槽41分别设置有流体进口42和流体出口43，所述的流体进口42设置在与螺杆本体1连接的一端，所述的流体出口43设置在与螺杆头2连接的一端。

所述的流道体5一体成形在连通凹槽41内部并且每条连通凹槽41内部的流道体5包括若干止逆流道体单元7，每个止逆流道体单元7分别包括有一直道流道体71、一弯道流道体72和一悬柱密封体73，本实施例中所述的弯道流道体72为U型结构，所述的悬柱密封体73用于增强止逆流道体单元的强度。

如图6所示，所述的止逆密封单元7倾斜于止逆壳体4的轴向一定夹角设置，以直道流道体的设置方向计，弯道流道体72与直道流道体71之间的夹角α为5度到60度，本实施例中，倾斜夹角α为50度，并且弯道流道体72倾斜方向朝向止逆壳体4与螺杆本体1连接的一端，弯道流道体72与水平面之间的倾斜夹角β为5度到45度，本实施例中β为25，相邻两止逆流道体单元7首尾相连并且所有止逆流道体单元7在止逆壳体4的轴向上形成特斯拉阀结构。所述的正向畅流通道61由所述的直道流道体71相互连接形成并且分别连接流体进口42和流体出口43。

在弯道流道体72的正向入口和逆向流口处分别涂覆有抑流涂层74。通过抑流涂层73的设置进一步实现对流体流动方向的抑制，正向流动时，抑制了流体进入反向分流增压通道，使得熔融塑料原料流体能够更加顺畅的从正向畅流通道61流入，而反向时则进一步抑制了熔融塑料原料流体反向流动。

如图7所示，本实施例中，止逆壳体4为圆柱形结构，所述的止逆壳体4与螺杆头2连接的一端设置呈外凸的弧形结构44，用于与螺杆头2端部之间形成增压储料环槽结构8。如图4所示，止逆壳体4内部开设有三条连通凹槽41，每条连通凹槽41内部的流道体5分别设置有八组止逆流道体单元7。

如图8所示，当熔融塑料原料流体自流体进口42进入止逆部件3时，由于其特殊性质，即在内部形成有正向畅流通道61和反向分流增压通道62，熔融塑料原料流体自止逆部件3的流体进口42向自止逆部件3的流体出口43流动时，熔融塑料原料流体优先选择沿向下的正向畅通流道61向螺杆头2流动，流动阻力小，流通畅通。如图9所示，当熔融塑料原料流体自流体出口43向流体进口42反向流动时，熔融塑料原料流体分别流向正向畅流通道61和流向反向分流增压通道62，熔融塑料原料流体会受到较大的阻力，而且熔融塑料原料流体在经过单向抑流增压流道6时，由于单向抑流增压流道6的流道结构形状给逆向流动的熔融塑料原料流体带来较大的阻力，从而实现了单向抑流与增压功能。

所述的螺杆本体1呈一体式设置有螺杆入料段11、螺杆压缩段12和螺杆均化段13三段结构，所述的螺杆本体包括呈刚性连接为一体的杆体14和螺纹15，所述的杆体14采用变径式杆体，螺杆入料段11的杆体直径大于螺杆均化段13的杆体直径，螺杆均化段13的杆体直径大于螺杆压缩段12的杆体直径。所述的螺纹15采用等矩螺纹或采用变矩螺纹，当采用变矩螺纹时，螺杆压缩段12的螺纹的螺距小于螺杆入料段11的螺纹的螺矩，小于螺杆均化段13的螺纹的螺矩，同时，螺杆入料段11的螺纹的螺矩大于螺杆均化段13的螺纹的螺矩。这样的结构既能够保证螺杆输送的稳定性，还能够保证熔融塑料原料流体能够在螺杆压缩段边输送边充分搅拌，而当熔融塑料原料流体被输送到螺杆均化段时，熔融塑料原料流体能够有一储料增压过程。

所述的螺杆头2整体呈锥形结构，在所述的螺杆头2上对应于自止逆部件3上的连通凹槽41的流体出口42设置有多个推送凹槽21，所述的推送凹槽21与连通凹槽41同轴线设置，当熔融塑料原料流体通过自止逆部件3的流体出口43流出后被挤入推送凹槽21，从而实现注塑送料。

如图10、图11所示，应用过程中该自止逆型螺杆与料筒9配合使用。所述的料筒9上设置有连通内部螺杆的进料口91。在注塑机运行过程中，该自止逆型螺杆的运行主要分为以下几种工况：储料、注射与保压、止逆节流。

步骤1：当进行储料时，该自止逆型螺杆做储料动作，螺杆本体1向后运动的同时带动与其一体刚性连接的自止逆部件3以及螺杆头2向后运动。此时熔融塑料原料流体自料筒上的进料口91进入料筒9内部并且分别经过螺杆入料段11、螺杆压缩段12和螺杆均化段13，从螺纹15流过后分别从自止逆部件3上的流体进口42流入自止逆部件中的单向抑流增压流道6，此时由于流体的特性，熔融塑料原料流体会优先通过阻力小的路径进入正向畅流通道61，并不会在直道流道体71、弯道流道体72处产生分流而进入反向分流增压通道62，从而避免的熔融化塑料流体因分流而导致损失的现象。在该路径下，沿程损失在相同流量的情况下，几乎只有流道管壁的摩擦力，即压力损失几乎为零；此时熔融塑料原料流体可以顺利通过自止逆部件3并在螺杆头2前方存储，实现了高压储料的目的。

步骤2：注射与保压：螺杆本体1向前运动的同时带动自止逆部件3以及螺杆头2向前运动，存储于螺杆头2前的熔融塑料原料被高压挤压进入注塑模具，完成设定注射行程或注射量时，螺杆停止在注射位置实现保压，然后在达到设定压力或保压时间或注射位移时，螺杆继续移动一定位置，完成保压完成满胶注塑。

步骤3：止逆节流：在螺杆做注射与保压动作时，螺杆本体1向前运动的同时带动自止逆部件3以及螺杆头2向前运动。此时，存储于螺杆头2前的熔融塑料原料流体会有一部分反向流入自止逆部件3中，在每个止逆流道体单元7反向入口处，熔融塑料原料流体会在直道流道体71与弯道流道体72相交处进行分流，一路支流流入反向分流增压通道62，另一路支流直接通过正向畅流通道61；之后两路支流在止逆流道体单元7的反向出口处汇流，此时流过反向分流增压通道62的支流在其弯道作用下发生转向，并与流过正向畅流通道61的支流汇流后发生能量损失，流体的速度与压力发生明显的下将；当熔融塑料原料流体在通过了若干个止逆流道体单元7结构之后，其压力与速度相较于未通过自止逆组件3之前大大下降，实现了止逆节流的目的。

该自止逆型螺杆在没有止逆环与止逆环座相对位置变化这种机械结构变化的情况下自动实现了储料单向导通，注射保压反向止逆节流的功能。

双向流动压降分析：

假设正向流动时自止逆部件3的流量为Q_f，流体进口42处的压力为p_f,i，流体出口43处的压力为p_f,o；反向流动时，自止逆部件3的流量为Q_r，流体出口43的入口处的压力为p_r,i，流体进口42的出口处的压力为p_r,o；同时假设正向流动时，熔融塑料原料流体的压降为Δp_f；反向流动时熔融塑料原料流体的压降为Δp_r。则正向流动的压降与反向流动的压降之比为：

节流效率E可以计算得到

针对止逆流道体单元的个数、止逆流道体单元中管道的管径以及止逆流道体单元中直道流道体与弯道流道体之间的角度做出分析，可以得出，直道流道体与弯道流道体之间的夹角越小，即直道流道体与止逆壳体的轴线(水平线)之间的夹角越小，螺杆的单向流动性越好；直道流道体与弯道流道体的口径越大，螺杆的单向流动性越好；自止逆部件中的止逆流道体单元个数越多，螺杆的单向流动性越好。由此可见，压降越大止逆效果越好，节流效率越高，节流效率越高，对于熔融塑料原料的反复利用率越低，制品的注塑质量越高。

本实施例中，选用的止逆流道体单元7个数为8个；当止逆流道体单元个数超过11个以上时，正向流动的压降与反向流动的压降之比甚至可以到达200倍以上；因此使用该自止逆型螺杆对通常使用的螺杆进行止逆性的改善是，能够有效地拓宽螺杆在不同种类的塑料中的使用范围；有效地增加了螺杆的寿命的同时，也防止了塑料原料反复利用，提高了塑料原料的利用率，不会因为反复利用以及剪切热而导致的过热分解等问题而导致的制品成型效果不好。

实施例2：

在图12所示的实施例中，一种自止逆型螺杆，其技术方案与实施例1基本相同，不同之处在于：所述的流道体5与止逆壳体4呈分体式结构设置，所述的流道体5插设在止逆壳体4的连通凹槽41内部。本实施例中，流道体5单独制作完成后然后插设在止逆壳体内部从而形成单向抑流增压流道6。

实施例3：

在图13所示的实施例中，一种自止逆型螺杆，其技术方案与实施例1基本相同，不同之处在于：所述的流道体5分体插设在连通凹槽41内部并且每条连通凹槽41内部的流道体5包括若干止逆流道体单元7，流体进口和流体出口所在的轴线平行于止逆壳体设置，止逆流道体单元沿流体进口和流体出口所在轴线对称设置，并且所有止逆流道体单元7中的直道流道体71均沿流体进口和流体出口的轴线设置成一体式直线型流道结构即正向畅流通道61，而弯道流道体72在单向抑流增压流道6中形成反向分流增压通道62。相邻两对称设置的止逆流道体单元呈形结构设置。本实施例中，所述的直道流道体71与止逆壳体4的轴线之间的夹角α为25度。

当进行储料时，熔融塑料原料流体会优先通过阻力小的路径进入正向畅流通道61，并不会在正向畅流通道61处产生分流而进入反向分流增压通道62，从而避免的熔融化塑料流体因分流而导致损失的现象。在该路径下，沿程损失在相同流量的情况下，几乎只有流道管壁的摩擦力，即压力损失几乎为零；此时熔融塑料原料流体可以顺利通过自止逆部件3并在螺杆头2前方存储，实现了高压储料的目的。

当需要做注射与保压动作时，存储于螺杆头2前的熔融塑料原料流体会有一部分反向流入自止逆部件3中，在每个止逆流道体单元7反向入口处，熔融塑料原料流体会在直道流道体71与弯道流道体72相交处进行分流，一路支流流入反向分流增压通道62，另一路支流直接通过正向畅流通道61；之后两路支流在止逆流道体单元7的反向出口处汇流，此时流过反向分流增压通道62的支流在其作用下发生转向，并与流过正向畅流通道61的支流汇流后发生能量损失，流体的速度与压力发生明显的下将；当熔融塑料原料流体在通过了若干个止逆流道体单元7结构之后，其压力与速度相较于未通过自止逆组件3之前大大下降，实现了反向止逆节流的功能。

实施例4：

在图14所示的实施例中，一种自止逆型螺杆，其技术方案与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中所述的弯道流道体72为C型结构，直道流道体71与止逆壳体4的轴线之间的夹角α为15度，相邻两止逆流道体单元7首尾相连并且所有止逆流道体单元7在止逆壳体4的轴向上形成特斯拉阀结构。所述的正向畅流通道61由所述的直道流道体71相互连接形成并且分别连接流体进口42和流体出口43。本实施例中正向畅流通道61整体中折线式结构设置。

上述实施例中的自止逆型螺杆，无论是在储料阶段还是在保压注射阶段，自止逆部件相对于螺杆不进行相对机械运动，而是呈一体固定式结构与螺杆一起动作，通过使用无机械运动的结构替代传统螺杆中的止逆环与止逆座结构，避免了止逆环与螺杆头、止逆环座撞击所带来的边角料的损失。通过在自止逆部件中设置特殊的流道体单元结构，利用流道体单元的正向畅流通道和反向分流增压通道实现流体的正向单向导通和反向自动止逆节流，取代使用原先的止逆环与止逆座贴合增大流体内摩擦从而防止熔融原料回流的方式，使得其适合在更多的粘度较低的塑料原料注射中使用。使用固定的自止逆部件，取代原先螺杆中的止逆环座结构，防止了止逆环与止逆环座之间的相对旋转而带来的剪切热影响塑料原料制品的质量。

应当指出，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明范围的前提下本发明还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明的范围内。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，在本申请的技术方案的基础上所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种自止逆型螺杆，包括螺杆本体(1)和螺杆头(2)，其特征在于：在螺杆头(2)和螺杆本体(1)之间刚性连接有一自止逆部件(3)，所述的自止逆部件(3)内部设置有用于正向自动导通和反向自动止逆节流降压的单向抑流增压流道(6)，所述的单向抑流增压流道(6)直接连通螺杆本体(1)和螺杆头(2)。

2.根据权利要求1所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的自止逆部件(3)为更换式部件，所述的自止逆部件(3)内部呈分体式或呈一体式设置有至少三组流道体(5)，所述的多组流道体(5)沿自止逆部件(3)的周向均匀布设；所述的单向抑流增压流道(6)设置在流道体(5)内部。

3.根据权利要求2所述的自止逆型螺杆，其特征在于：每组流道体(5)中设置有若干止逆流道体单元(7)，每个止逆流道体单元(7)中包括有一直道流道体(71)和一弯道流道体(72)，所述的弯道流道体(72)的两端分别连通直道流道体(71)。

4.根据权利要求3所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的直道流道体(71)与弯道流道体(72)呈一定夹角α设置并且弯道流道体(72)朝向止逆部件的流体进口方向倾斜一定角度β，所述的夹角α为5度到60度，所述的倾斜角度β为5度到45度。

5.根据权利要求3所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的止逆流道体单元(7)中的直道流道体(71)首尾相连形成一直线型流道结构的正向畅流通道(61)或形成一波浪式折线型流道结构的正向畅流通道(61)；所述的止逆流道体单元(7)中的弯道流道体(72)形成若干反向分流增压通道(62)，所述的反向分流增压通道(62)与正向畅流通道(61)之间形成反向流体对撞结构。

6.根据权利要求3所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的弯道流道体(72)与直道流道体(71)连接的两端口的通道壁上涂覆有抑流涂层(74)。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的自止逆部件(3)上与螺杆本体(1)连接的一端对应单向抑流增压流道(6)设置有流体进口(42)，在与螺杆头(2)连接的一端对应单向抑流增压流道(6)设置有流体出口(43)；所述的自止逆部件(3)与螺杆头(2)之间设置有增压储料环槽结构(8)。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的螺杆本体(1)包括呈刚性连接为一体的杆体(14)和螺纹(15)，所述的杆体(14)为变径式杆体，所述的杆体(14)上自入料端依次设置有螺杆入料段(11)、螺杆压缩段(12)和螺杆均化段(13)，螺杆入料段(11)的杆体直径大于螺杆均化段(13)的杆体直径，螺杆均化段(13)的杆体直径大于螺杆压缩段(12)的杆体直径；所述的螺纹(15)为等矩螺纹或变矩螺纹。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的自止逆型螺杆，其特征在于：所述的螺杆头(2)整体呈锥形结构，在所述的螺杆头(2)上对应于单向抑流增压流道(6)设置有多个推送凹槽(21)。

10.一种权利要求1至9任意一项所述的自止逆型螺杆的运行方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：储料：螺杆本体(1)向后运动的同时带动与其一体刚性连接的自止逆部件(3)以及螺杆头(2)向后运动，此时熔融塑料原料流体经过螺杆入料段(11)、螺杆压缩段(12)和螺杆均化段(13)，流入自止逆部件中的单向抑流增压流道(6)，熔融塑料原料流体会优先通过阻力小的路径进入正向畅流通道(61)，顺利通过自止逆部件(3)并在螺杆头(2)前方存储，形成高压；

步骤2：注射与保压：螺杆本体(1)向前运动的同时带动自止逆部件(3)以及螺杆头(2)向前运动，存储于螺杆头(2)前的熔融塑料原料被高压挤压进入注塑模具，并进行保压完成满胶注塑；

步骤3：止逆节流：存储于螺杆头(2)前的熔融塑料原料在进行高压注射过程中，熔融塑料原料流体会有一部分反向流入自止逆部件(3)中，在每个止逆流道体单元(7)反向入口处，熔融塑料原料流体会在直道流道体(71)与弯道流道体(72)相交处进行分流，一路支流流入反向分流增压通道(62)，另一路支流直接通过正向畅流通道(61)；之后两路支流在止逆流道体单元(7)的反向出口处汇流，此时流过反向分流增压通道(62)的支流在其弯道作用下发生转向，并与流过正向畅流通道(61)的支流汇流形成反向流体对撞，发生能量损失，流体的速度与压力发生下将；当熔融塑料原料流体在通过了若干个止逆流道体单元(7)结构之后，其压力与速度大大下降，实现了止逆节流。