CN1970271B - 注射成型装置的熔料再分配元件 - Google Patents

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Abstract

一种包括熔料再分配元件的注射成型装置，该装置具有歧管和与若干热流道喷嘴连通的歧管熔料通道。沿着熔料通道将该熔料再分配元件安放在一特定位置，以平衡熔料沿着歧管通道流动期间累积的不均匀的剪切应力分布。熔料再分配元件具有无障碍中心熔料孔，该孔在其入口处具有一狭窄的锥形通道部分。该熔料再分配元件还包括围绕中心熔料孔的螺旋形熔料通道。输入的熔料首先由锥形部分加压，其使熔料以更高的速度流过中心熔料孔。迫使熔料的外侧部分沿着螺旋形通道流动，从而多次改变方向并且与通过中心熔料孔的熔料流部分混合。因此，在熔料再分配元件的出口处的剪切应力分布比在再分配元件的入口出更均匀地分布。

Description

注射成型装置的熔料再分配元件
技术领域
本发明总的涉及一种改善注射成型热流道装置中的熔料的均匀性的熔料再分配元件和方法。
背景技术
在常规的注射成型法装置中，熔料从注射成型机中送出，流经热流道歧管，通常该热流道歧管具有多个环形横截面的歧管管道。该歧管具有一个入口及与多组热流道喷嘴连通的多个出口，并且加热歧管以使熔料保持在一致的并且可以流动的温度上。一些变量会影响到利用热流道歧管制造的模制品的质量。其中一个变量是剪切应力感应流不平衡，沿着熔料管道及在歧管的出口处能够观测或测量到这种现象。这种流量不平衡是不可避免的，其特征在于沿着歧管的各熔料管道的熔料温度、粘性和速度是变化的、非均匀的、截面分配(或剖面)的。因此，在歧管各喷嘴的入口处，留在歧管中的熔料的温度、粘性和横截面分配速度或剖面改变了。这解释了为什么在许多应用中，模制品的一个型腔与另一型腔以及一个批次与另一批次的模制品在重量、密度、尺寸、外观等上都是不同的。
由于熔料通常是在圆形管道中流动，所以在管道中心的熔料的速度大于沿着管道侧壁流动的熔料的速度。由于沿着管道侧壁流动的熔料比在中心的熔料流动的慢，所以相比于速度较快的、更靠近中心的熔料，其接受歧管加热的时间更长，这就引起管道中心的熔料和沿着管道侧壁的熔料的之间的温度不平衡。同时，靠着管道侧壁的熔料还会由熔料沿着管道侧壁移动时产生的摩擦力进一步的加热及重压(即，剪切)。较高的温度和剪切应力会改变材料的粘性。
图1所示的是多管道注射成型装置的常规两级热流道歧管112的横截面图。熔料沿着管道102进入歧管。通过歧管加热器128使熔料保持在可模制温度。然后熔料滑行进入相同但是相对的分支103，沿着第一个约90度的转弯104流动。然后，熔料再滑行，进入相同但是相对的分支105和106，在各分支中沿着第二个90度的转弯107流动，并且分别从出口108和109中流出。出口108和109与两个热流道喷嘴(未示出)液体连通，以将熔料输送到一个或两个模腔系统(未示出)中。
沿着管道102的壁产生的剪切应力在图1A表示，横截面的剪切面是沿着线A-A的。当管道102分裂到分支或熔料管道103中时，在103a侧熔料管道102所产生的剪切应力大于在熔料管道103的103b侧产生的剪切应力。当熔料流经分支103时，沿着103b侧的剪切应力自然产生的延伸比较少。但是，将沿着103a侧的摩擦力形成的任何剪切应力加到沿着103a侧的管道102的剪切应力中，在管道103中形成从一侧到另一侧的、或者不均匀的剪切应力剖面不平衡。另外，当熔料沿着拐角104移动以及沿着熔料管道103流动时，均会产生剪切应力剖面不平衡。在管道103分裂到分支或者熔料管道105和106的地方，沿着并且穿过这些熔料管道并且朝向出口108和109的剪切应力及温度和速度剖面会变得更不均衡分配及更不平衡。在图1B中，在沿着线B-B的横截面剪切应力剖面中示意性地表示了从105a侧到105b侧的剪切应力剖面的变化。在图1C中，在沿着线C-C的横截面剪切应力剖面中示意性地表示了从106a侧到106b侧的剪切应力剖面的变化。因此，在歧管出口108和109处，图1B和图1C的各横截面剪切应力剖面均表示出明显的一侧到另一侧的变化及进而相对于歧管熔料管道的中心轴115的不平衡的剪切应力、温度和速度横截面分配。
另外，比较图1B和图1C的横截面切剖面可以看出歧管管道105和106之间的剪切应力的大小差别很大。由于剪切应力剖面也是温度、速度和粘性剖面的一个指标，所以熔料的外侧和中间部分的通过出口108留在分支105的熔料的温度要高于通过出口109留在分支106的熔料的温度。因此，适于由分支105中的熔料模制的产品的温度和压力不同于由分支106中的熔料模制的产品的温度和压力。由于在多管道注射成型装置中，调整或者局部修正特定管道的温度和压力差是非常困难的，所以，剪切应力剖面的不同会导致一个模腔中的模制品与另一个模腔中的不同或者一批模制品与下一批模制品的不同。
另外，一侧到另一侧(或者不均匀或者不均衡)的剪切应力和温度横截面剖面可能引起同一个模制品中一侧与另一侧的不同的流动特性，导致制造出质量很差的部件。
已经采取了各种尝试来减少、消除、再分配或者转动熔料的温度、粘度或速度的不均衡的剖面，其中该熔料在歧管中朝向多个喷嘴流动，以在歧管出口处提供更均匀、相同或相似的剖面，以改善处理条件。但是，这些尝试通常需要借助机械障碍使熔料流滑行，该障碍可以产生流线，特别是对于那些对流线变化敏感的材料。
在这里参考欧洲专利NO.EP0293756、美国专利No.5421715和美国专利No.6572361，其示出了所谓的歧管熔料混合器，美国专利No.5683731，其示出了一个所谓的歧管熔料再分配器，和美国专利No.6077470，其示出了一个所谓的熔料导卫板或者熔料转动装置。另外，还参考了美国专利No.2004/0130062，其示出了另外一种熔料混合装置和方法。这些参考文献分别以全文的方式进行引用。
这就需要提供一种熔料再分配装置和方法，能够提供一种通过热流道系统的熔料流，其在熔料流通过系统的不同阶段具有改善的温度、粘性、压力和剪切应力横截面剖面。
发明内容
本发明公开了一种注射成型装置和注射成型方法，其能够提供在多个注塑歧管的每一个出口都具有更均匀的剪切应力、温度、粘性和速度横截面剖面的熔料。
根据本发明的一个实施例，熔料再分配元件沿着熔料管道安放在注塑歧管的一个特定位置。该熔料再分配元件具有一个无障碍的熔料孔，该孔在其入口处有一锥形截面的入口，增加熔料的压力并且产生一个压力增量，或者在注射成型行业中已知的做为压力降。该熔料再分配元件还包括一个围绕熔料孔的螺旋形熔料通道。首先，引入的熔料的压力增大，从而使熔料以更大的速度穿过熔料再分配元件的中心熔料孔，其中该引入的熔料沿着歧管熔料管道流动并且具有累积的不均匀的剪切应力剖面。接下来，熔料流的中心部分继续沿着熔料孔流动，熔料流的外侧部分沿着螺旋熔料通道流动。最初，外侧部分具有比中心部分更不均匀的剪切应力剖面。螺旋熔料通道改变了熔料流外侧部分的流向，以重新定位剪切应力，并且将熔料流外侧部分的一部分与熔料流接近中心部分的一部分混合。在熔料再分配元件出口处，剪切应力横截面剖面比入口处更平均或均匀。
在本发明的另一实施例中，熔料再分配元件包括多个螺旋形熔料通道，其可以提供额外的再定向和熔料流外侧部分的混合，进一步改善了熔料再分配元件出口处的剪切应力横截面剖面。
通过使熔料直接穿过熔料再分配元件，而不使用阻塞、或分裂、位于熔料孔内部的机械装置，根据本发明的熔料再分配元件是作为例如减少流线的发生的非侵入性(noninvasive)装置。
本发明的一个方面主要关于在多管道注射成型装置的多个歧管管道出口处的熔料具有更均匀的剪切应力横截面剖面。
本发明的另一个方面是当从注射成型装置的一个歧管管道的一个特定出口中流出时，熔料具有更均匀的剪切应力剖面。在各情况中，使用了无障碍的熔料再分配元件，不需要对引入的熔料流进行机械分隔。
根据本发明的一个实施例，提供一种包含歧管的注射成型装置，该歧管的歧管管道包括一个接收受压的模制材料的熔料流的入口及多个出口，与歧管管道连通的一个出口和一个入口的熔料再分配元件，和均包括接收从歧管管道出口流出的熔料流的喷嘴管道的多个喷嘴。
该熔料再分配装置包括一个无障碍的熔料孔，该孔还包括具有螺旋形熔料通道的熔料孔表面。首先，引入的熔料流的压力增加，可选地也可以是压力降，然后流过熔料再分配元件的熔料孔并穿过螺旋形熔料通道。
根据本发明的另一个实施例，熔料再分配方法包括提供一熔料再分配元件：a)通过减小入口处的歧管熔料管道的直径，提供非入侵性的局部压力增加，和b)通过使增压的熔料的中心部分继续沿着直的通道流动，迫使增压的熔料的外侧部分沿着螺旋形熔料通道流动，提供非入侵性熔流的分裂及改变熔料流的方向。当熔料流过熔料再分配元件时，会使熔料流的中心部分和熔料流的外侧部分发生一定程度的混合。混合的程度依赖于多种因素和变量，如压力增量的水平或数量，熔料再分配元件的熔料孔和螺旋形熔料通道的长度，螺旋形通道的斜度或密度，及熔料的粘性和温度。当熔料再分配元件具有不止一个螺旋形熔料通道时，一些熔融材料能够获得更多的混合及更好的均匀。
根据本发明的第一方案提出了一种注射成型装置，包括：
注射歧管，包括一个接受在压力下的可模制材料的熔料流的歧管入口，多个歧管熔料通道和多个熔料通道出口；
与所述多个歧管通道之一液体连通的熔料再分配元件，所述熔料再分配元件包括主体部分，该主体部分具有在该主体部分的相互面对的表面上的一个入口和一个出口，和在当中形成的一螺旋形熔料通道；和
多个喷嘴，有接收来自所述歧管通道的所述出口的所述熔料流的喷嘴通道；
其中所述熔料再分配元件进一步包括位于所述入口和所述出口之间的无障碍熔料孔通道。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述再分配元件包括位于所述入口和所述螺旋形熔料通道之间的锥形入口部分，其中所述锥形入口部分具有逐渐减小的直径。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，熔料流的中心部分流过无障碍熔料孔通道，熔料流的外侧部分流过螺旋形熔料通道。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，从所述熔料再分配元件中流出的所述熔料流具有比进入所述熔料再分配元件的所述熔料流更均匀的至少一个参数的横截面分布，该参数选自下列一组参数：温度、粘性、剪切应力、速度和压力。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述熔料再分配元件包括位于所述螺旋形熔料通道和所述熔料再分配元件出口之间的锥形出口部分，其中所述锥形出口部分具有逐渐增大的直径。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述无障碍熔料孔通道还包括第一孔部分和第二孔部分，第一孔部分的第一孔直径等于所述多个歧管通道的通道直径，第二孔部分具有一入口，其具有比所述第一孔直径小的第二孔直径，其中所述锥形入口部分从所述第一孔部分延伸到所述第二孔部分。可选地，在该注射成型装置中，从所述无障碍熔料孔通道表面测量的所述螺旋形通道的深度沿着所述无障碍熔料孔通道是恒定的。或者，可选地，在该注射成型装置中，从所述无障碍熔料孔通道表面测量的所述螺旋形通道的深度朝着所述出口方向逐渐减少。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述注射歧管包括第一歧管片和第二歧管片，其中所述熔料再分配元件位于所述第一和第二歧管片之间。可选地，在该注射成型装置中，所述熔料再分配元件位于形成在所述第一和第二歧管片每一个上的凹口中。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述注射歧管包括具有容纳所述熔料再分配元件的孔的塞子。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述歧管熔料通道具有第一转弯，所述熔料再分配元件位于所述第一转弯的上游。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述歧管熔料通道具有第一转弯，所述熔料再分配元件位于所述第一转弯的下游。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述歧管熔料通道具有第一转弯和第二转弯，所述熔料再分配元件位于所述第一转弯的下游和所述第二转弯的上游。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述歧管熔料通道具有第一转弯和第二转弯，所述熔料再分配元件位于所述第二转弯的下游。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述歧管熔料通道包括分成两个分支的分裂，所述熔料再分配元件位于所述分裂下游。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述熔料再分配元件在所述熔料通道出口上游与所述歧管熔料通道连通。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述熔料再分配元件在所述喷嘴上游与所述歧管熔料通道连通。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述歧管熔料通道包括一个以上熔料再分配元件。
可选地，如前第一方案所述的注射成型装置，其中，所述熔料再分配元件通过紧固件将所述熔料再分配元件固定在所述歧管熔料通道的位置上。
根据本发明的第二方案提供了一种再分配注射成型装置的注射歧管中的熔料流的方法，包括以下步骤：
提供一熔料再分配元件，其具有定义有一个入口和一个出口的主体部分，该主体部分包括形成在主体部分中的一个无障碍熔料孔通道和形成在主体部分中的一个螺旋形熔料通道；和
所述熔料流通过所述入口、所述螺旋形熔料通道、所述无障碍熔料孔通道和所述熔料再分配元件的所述出口，其中所述熔料流的中心部分流过无障碍熔料孔通道，而所述熔料流的外围部分流过所述螺旋形熔料通道。
可选地，如前第二方案所述的再分配注射成型装置的注射歧管中的熔料流的方法，包括步骤：
所述熔料流通过所述熔料再分配元件，以使所述熔料流在所述熔料再分配元件的所述出口处具有比在所述熔料再分配元件的所述入口处更均匀的分布。
附图说明
现在，参考附图，将更完整地描述本发明的实施例，在附图中用相似的附图标记表示相似的结构。
图1是注射成型装置的常规多管道歧管的局部的侧视图。
图1A是沿着图1中的线A-A的横截面剪切应力剖面；图1B是沿着图1中的线B-B的横截面剪切应力剖面；图1C是沿着图1中的线C-C的横截面剪切应力剖面。
图2是根据本发明的注射成型装置的一个实施例的侧面剖视图。
图3是图2的一部分的放大图。图3A是图3所描述的图2部分的替换放大图。图3B是图3所描述的图2部分的另一个替换放大图。图3C是图3所描述的图2部分的另一个替换放大图。
图4是图2的一部分的放大图。
图5是根据本发明的注射成型装置的另一实施例的一部分的放大图。
图6是根据本发明的注射成型装置的另一个实施例的侧面剖视图。图6A是根据本发明的注射成型装置的另一个实施例的侧面剖视图。
图7是根据本发明的注射成型装置的另一个实施例的侧面剖视图。
图8是根据本发明的注射成型装置的另一个实施例的侧面剖视图。
图9是根据本发明的注射成型装置的另一个实施例的一部分的侧面剖视图。
图10是根据本发明的注射成型装置的另一个实施例的侧面剖视图。
具体实施方式
现在参考图2，总的用210表示根据本发明一个实施例的注射成型装置。注射成型装置210包括具有歧管管道214的两级歧管212。如图所示，歧管214与输入熔料管道202连通，该输入熔料管道分裂为至少两个在歧管入口218下游的熔料分支203。管道202的熔料进入位于各分支203的熔料再分配元件252中。熔料再分配元件252将参照图3所示的熔料再分配元件352在下文中进行更详细的说明。各分支203转过角204再次分裂为分支205和206。歧管212位于模块背板222和腔模制板224之间。通过定位环226相对于腔模制板224对歧管212定位。注道衬套216与歧管入口218相配合。该注道衬套216接受来自机械喷嘴(未示出)的熔料并通过歧管入口218将其输送到歧管212的管道202。熔料穿过分支203、205和206。在分别通过分支205和206的出口208和209流出歧管212之前，熔料再次穿过熔料再分配元件253。熔料再分配元件253也将参照图4所示的熔料再分配元件453在下文中进行更详细的说明。歧管212由歧管加热器228加热。
喷嘴230容纳在模制板221的开口232中。喷嘴230由加热器236加热。每个喷嘴230均包括一个喷嘴通道234，其接收来自歧管通道214的各自出口的熔料，并通过模具浇口238输送到各自的模制腔240中。模制腔240位于腔模制板224和模芯225之间。冷却通道242用来冷却模制腔240。
根据本发明的一个实施例，歧管212是多腔注射成型装置的两级歧管。但是，注射成型装置可以包括具有任意数量通道的歧管，该任意数量的通道连接到任意数量的腔，其中，在一个通道中的熔料流的剪切应力剖面是不平衡的。
根据本发明一个实施例的熔料再分配元件252在图3中做为熔料再分配元件352进行了更详细地描述。在本发明的一个实施例中，熔料再分配元件352位于歧管312中，该歧管中还包括一熔料通道303。熔料再分配元件352沿着中心轴315与歧管熔料通道303同轴。熔料再分配元件352包括主体部分354和中心熔料孔363。熔料孔363包括入口362和出口364。熔料孔363包括第一孔部分355、锥形入口部分357、第二孔部分366、锥形出口部分361和第三孔部分356。熔料再分配元件352还包括沿着第二孔部分366表面360在主体部分354中形成的螺旋形熔料通道358。螺旋形熔料通道358还具有从第二孔部分366的表面360测量的深度359。螺旋形熔料通道的角度、螺旋形转弯的斜度或密度和距离359可以根据熔料再分配元件352的应用情况进行调整。根据元件352的位置，通过歧管熔料管道303流到入口362的熔料具有累积的不均匀或不均衡的剪切应力横截面剖面。从入口362开始，熔料穿过具有第一直径368的第一孔部分355。第一直径368通常与歧管熔料通道303的直径相同。第一孔部分355通常与管道303对齐。然后熔料穿过锥形入口部分357。锥形入口部分357具有逐渐减少的直径。
当熔料流进锥形入口部分357时，熔料的压力增加，从而熔料将增加的压力作用到第二孔部分366上。该较大的压力强迫熔料以较高的速度流经熔料再分配元件352。当熔料的中心部分无障碍地穿过第二孔部分366时，迫使具有不均匀横截面剪切应力剖面的熔料的外侧部分沿着螺旋形通道358流动，重新定位外侧剪切应力剖面，使其更均匀地分配。同时，外侧熔料部分可以部分与无障碍地穿过熔料再分配元件352的第二孔部分366的熔料流的中心部分混合。根据应用的情况、注射成型的处理条件及熔料类型，熔料再分配元件352可以包括具有相似或不同几何形状的一个或多个螺旋形熔料通道358。与本领域所公知的包括使熔料分开并且围绕障碍物流动的机械障碍或锥形体不同，再分配元件352允许熔料无障碍地流动，在变色应用方面具有额外的优点。无障碍流动防止熔料堆积及形成所谓的“死点”，在“死点”处，熔料受到限制并且不流动。
然后，熔料进入第二孔部分366，其具有比第一直径368小的第二直径370。在螺旋形熔料通道358的端部，熔料进入锥形出口部分361，该锥形出口部分具有逐渐增加的直径。然后，熔料进入第三孔部分356，其直径371大概与第一孔部分355的直径368和歧管熔料分支303的直径相等。第三孔部分356还通常在出口364处与分支303对齐。
图3A描述了一种替换的熔料再分配元件352a。，除了没有锥形出口部分361外，熔料再分配元件352a与熔料再分配元件352相似。而是在出口364a处设置螺旋形熔料通道358a和第二孔部分366a。图3B描述了另一种替换的熔料再分配元件352b。除了没有锥形出口部分361外，熔料再分配元件352也与熔料再分配元件352a相似。同时，第二孔部分366b的直径370b在熔料流的方向上逐渐增大，以使得出口364b处的第二孔部分的直径几乎等于出口364b处的熔料303的直径。由于螺旋形熔料通道358b的深度359b在第二孔部分366b整个长度上都是一定的，所以，在沿着熔料流方向上螺旋熔料358b的转弯会逐渐变大。图3C描述了另一个替换的熔料再分配元件352c。熔料再分配元件352c与熔料再分配元件352b相似，除了它不包括锥形出口部分361并且第二孔部分366c的直径370c如元件352b所述的那样在沿熔料流方向逐渐增加。但是，螺旋熔料通道358c的深度359c沿着第二孔部分366c的整个长度并不一定。相反，螺旋形熔料通道358c的深度359c在沿熔料流方向逐渐变小，以使得在出口364c处螺旋形熔料通道358c的外径几乎等于出口364c处熔料通道303的直径，并与之对齐。
熔料再分配元件352或者这里公开的任何一种熔料再分配元件均可以由两块或更多块组成，当这些块放在一起时形成圆柱形或正方形插入物或塞子。例如，由两块形成的熔料再分配元件352可能包括在各块中机加工出的熔料孔363部分。然后将这两块互相接近地放置，以得到熔料再分配元件352的整体形状。这些块可以通过硬焊、焊接、粘接或其它方法熔合在一起，或者可以机械固定在一起，如通过夹紧等。可替换地，两块或更多的块可以容纳在位于歧管或歧管塞中的凹口或孔中，下面将进行更详细的描述，以能够用这些块的位置及歧管加热所引起的热膨胀将两个块固定在一起。在另一个实施例中，熔料再分配元件352可以是铸造件，这里由一个块形成熔料孔363。在另一个实施例中，本领域技术人员能够理解可以使用复杂的钻孔处理在一个单独的块中形成熔料再分配元件352的熔料孔363。在另一个实施例中，熔料再分配元件352的熔料孔363可以沿着部分歧管通道(如图2的歧管通道214)形成，并成为其的一部分。
根据本发明的另一个实施例，图4所示的熔料再分配元件453位于两级歧管412(类似于图2的歧管212)和喷嘴430之间。两个熔料再分配元件453是相同的，并分别与歧管412的分支405和406连通。本领域技术人员可以明白，其它熔料再分配元件453也可以位于具有多个歧管出口的歧管412中。熔料再分配元件453的操作与上述熔料再分配元件352相同。同时，熔料再分配元件453的内部结构与上面关于熔料再分配元件352的描述类似。类似地，熔料再分配元件453或这里公开的任何一种熔料再分配元件均可以具有与上述图3A-3C中的熔料再分配元件352a、352b和352c中任一种类似的内部结构。
但是，再分配元件453的外部结构要特别易于安装在歧管412的出口408和409处。可以将熔料再分配元件453压入、热装、焊接或用螺丝旋入歧管412中。根据本实施例的熔料再分配元件453也可以用于更新现有的歧管，因为它们易于进行安装、对齐、清洁以及在长期工作后的最终的更换。
可以将熔料再分配元件453加到再分配元件352的下游。同时，可以阻止“环流”，在环流处熔料流围绕一个插入装置，如位于管道中的鱼雷形接头(torpedo)。由于熔料没有分裂，所以使用熔料再分配元件453就不会在熔料流中产生流线。
本文所公开的熔料再分配元件，如元件453，可以由各种材料制成，如当玻璃填充时可以防止磨损的碳化和不锈钢，也可以使用其它研磨熔料。在其它应用方面，再分配元件，如熔料再分配元件453，由高的、导热材料制成，如铜和铜合金。特别是，如果象图4描述的那样位于歧管加热器428附近，熔料再分配元件453可以改善到喷嘴头部的导热性能。
图5所述的注射成型装置510是本发明的另一个实施例的一部分。虽然只是表示了该装置510的一部分，但是可以明白，总地来说装置510与图2的装置210类似。在注射成型装置510中，歧管塞572位于孔574中，该孔位于歧管512中。塞子572允许更加容易地将熔料再分配元件552插入单片歧管512的熔料通道514中。塞子572包括沿着流动轴578延伸穿过的熔料通道576。熔料再分配元件552嵌入到塞子572的孔580种。熔料再分配元件552与图3和3A-3C中所述的上述熔料再分配元件352、352a、352b或352c的功能和结构类似或者等同。
在本发明的另一个实施例中，熔料再分配元件52a是歧管塞572a的一部分，如图5A所示。在这种布置中，螺旋形熔料通道558插入歧管塞572a中，或者与之形成一个整体。用销子511或其它紧固件(如螺栓)根据熔料管道514对熔料再分配元件552a定位。
图6描述了包括一级歧管612的注射成型装置610的另一个实施例。歧管612包括具有至少两个分支的603a和603b的歧管管道614，由于还会发生不平衡，所以熔料再分配元件652还是有用的。可替换地，歧管612也可以是与上述图2的歧管212类似的二级歧管。
在图6的实施例中，在歧管最终组装之前就将熔料再分配元件652安放在歧管中。歧管612是分裂式歧管，具有第一歧管片644和第二歧管片646。第一歧管片644和第二歧管片646中分别具有容纳熔料再分配元件652的凹口648、650。歧管片644、646可以通过焊接、熔合、硬焊、粘着或其它方法熔合在一起，如美国专利No.4648546中所述的，这里引用其全文做为参考。可替换地，也可以用本领域技术人员显而易见的其它方式将片644、646连接或安放在一起。例如，在注射成型装置610中机械夹紧或者用紧公差进行定位，以使其有效地熔合在一起。虽然在分支603a中只示出了一个熔料再分配元件652，但是本领域技术人员可以理解，在歧管通道614的每个分支603a和603b中均可以安放一个熔料再分配元件。在图6A中，熔料再分配元件652a位于歧管熔料管道603a中，而不需要在歧管主体上形成凹口。由于完全安装在熔料管道603a中，所以熔料再分配元件652a不包括第一孔部分355或第三孔部分356，如图3的熔料再分配元件352那样。定位销611或其它紧固件将再分配元件保持在固定位置。
虽然图2、4和6中的熔料再分配元件位于同样的位置上，但是本领域技术人员能够理解，它们可以位于沿着歧管熔料通道的不同位置。例如如图7所示，在注射成型装置710的歧管712中，熔料再分配元件752就是位于转弯704下游的熔料通道714的分支703中。在该位置，熔料再分配元件752可以再分配任何剪切应力的不平衡，这种不平衡会发生在流经这样的转弯的熔料流中。同样地，如图8中的注射成型装置810所述，熔料再分配元件853可以位于分支805和806中的任何位置，如转弯807的上游。
图9所示的是另一种注射成型装置910，其中只在歧管912中有熔料再分配元件952。同样的，图10示的注射成型装置1010中，只在歧管1012中有熔料再分配元件1053。由于在二级歧管中不同的熔料再分配元件(如图9的熔料再分配元件952和图10的熔料再分配元件1053)是为了达到不同的目的，所以本领域技术人员能够理解，在特定的歧管设计中只有一种是有用的。由于本文公开的每一种熔料再分配元件均适用于图7-10所述的位置中，所以就不再详细描述熔料再分配元件752、853、952和1053。
通过说明书的详细描述，本发明的许多特征和优点都是清晰的，因此，希望通过附加的权利要求能够覆盖在本发明真实原理和范围内的所有的本发明的特征和优点。另外，由于本领域技术人员可以根据本发明得到多种改进和变化，所以不希望将本发明限制在描述和叙述的精确的结构和操作上，因此，所有适当的改进和等效替换均可以落在本发明的范围内。

Claims (22)

1.一种注射成型装置，包括：
注射歧管，包括一个接受在压力下的可模制材料的熔料流的歧管入口，多个歧管熔料通道和多个熔料通道出口；
与所述多个歧管通道之一液体连通的熔料再分配元件，所述熔料再分配元件包括主体部分，该主体部分具有在该主体部分的相互面对的表面上的一个入口和一个出口，和在当中形成的一螺旋形熔料通道；和
多个喷嘴，有接收来自所述歧管通道的所述出口的所述熔料流的喷嘴通道；
其中所述熔料再分配元件进一步包括位于所述入口和所述出口之间的无障碍熔料孔通道。
2.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述再分配元件包括位于所述入口和所述螺旋形熔料通道之间的锥形入口部分，其中所述锥形入口部分具有逐渐减小的直径。
3.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于熔料流的中心部分流过无障碍熔料孔通道，熔料流的外侧部分流过螺旋形熔料通道。
4.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于从所述熔料再分配元件中流出的所述熔料流具有比进入所述熔料再分配元件的所述熔料流更均匀的至少一个参数的横截面分布，该参数选自下列一组参数：温度、粘性、剪切应力、速度和压力。
5.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述熔料再分配元件包括位于所述螺旋形熔料通道和所述熔料再分配元件出口之间的锥形出口部分，其中所述锥形出口部分具有逐渐增大的直径。
6.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述无障碍熔料孔通道还包括第一孔部分和第二孔部分，第一孔部分的第一孔直径等于所述多个歧管通道的通道直径，第二孔部分具有一入口，其具有比所述第一孔直径小的第二孔直径，其中所述锥形入口部分从所述第一孔部分延伸到所述第二孔部分。
7.如权利要求6所述的注射成型装置，其特征在于从所述无障碍熔料孔通道表面测量的所述螺旋形通道的深度沿着所述无障碍熔料孔通道是恒定的。
8.如权利要求6所述的注射成型装置，其特征在于从所述无障碍熔料孔通道表面测量的所述螺旋形通道的深度朝着所述出口方向逐渐减少。
9.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述注射歧管包括第一歧管片和第二歧管片，其中所述熔料再分配元件位于所述第一和第二歧管片之间。
10.如权利要求9所述的注射成型装置，其特征在于，所述熔料再分配元件位于形成在所述第一和第二歧管片每一个上的凹口中。
11.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述注射歧管包括具有容纳所述熔料再分配元件的孔的塞子。
12.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述歧管熔料通道具有第一转弯，所述熔料再分配元件位于所述第一转弯的上游。
13.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述歧管熔料通道具有第一转弯，所述熔料再分配元件位于所述第一转弯的下游。
14.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述歧管熔料通道具有第一转弯和第二转弯，所述熔料再分配元件位于所述第一转弯的下游和所述第二转弯的上游。
15.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述歧管熔料通道具有第一转弯和第二转弯，所述熔料再分配元件位于所述第二转弯的下游。
16.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述歧管熔料通道包括分成两个分支的分裂，所述熔料再分配元件位于所述分裂下游。
17.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述熔料再分配元件在所述熔料通道出口上游与所述歧管熔料通道连通。
18.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述熔料再分配元件在所述喷嘴上游与所述歧管熔料通道连通。
19.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述歧管熔料通道包括一个以上熔料再分配元件。
20.如权利要求1所述的注射成型装置，其特征在于所述熔料再分配元件通过紧固件将所述熔料再分配元件固定在所述歧管熔料通道的位置上。
21.一种再分配注射成型装置的注射歧管中的熔料流的方法，包括以下步骤：
提供一熔料再分配元件，其具有定义有一个入口和一个出口的主体部分，该主体部分包括形成在主体部分中的一个无障碍熔料孔通道和形成在主体部分中的一个螺旋形熔料通道；和
所述熔料流通过所述入口、所述螺旋形熔料通道、所述无障碍熔料孔通道和所述熔料再分配元件的所述出口，其中所述熔料流的中心部分流过无障碍熔料孔通道，而所述熔料流的外围部分流过所述螺旋形熔料通道。
22.如权利要求21所述的再分配注射成型装置的注射歧管中的熔料流的方法，包括步骤：
所述熔料流通过所述熔料再分配元件，以使所述熔料流在所述熔料再分配元件的所述出口处具有比在所述熔料再分配元件的所述入口处更均匀的分布。
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