CN203805265U - 止逆定量定压注射装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种止逆定量定压注射装置，包括喷嘴体、阀芯机构、注射油缸、液压系统和控制器，所述的喷嘴体上开设有流道和进液口，用以喷嘴体打开或关闭的阀芯机构安装在喷嘴体内，所述的注射油缸包括油缸本体和在前端部设有第一活塞的液压杆，所述带有第一活塞的液压杆伸入喷嘴体的流道中，所述的液压系统与油缸本体连接用于驱动注射油缸，其特征在于：所述注射装置还包括液压杆行程控制装置，所述的液压系统和液压杆行程控制装置均与控制器电连接。本实用新型结构简单、可靠性高，可实现了间歇、定量、定压注射。

Description

止逆定量定压注射装置

技术领域

本实用新型涉及注射装置领域，具体地讲是一种止逆定量定压注射装置。

背景技术

注射装置被用于流体的注射适用于多种场合，如液压领域的高压注射、化工生产的定量注射，等等。现有技术中，注射装置往往采用定时注射的方式进行注射，此时若要实现定量注射，则需要保证匀速进料(即一个周期下的定量进料)。但是，在很多场合下，无法保持匀速进料或进料时间不定，致使每次注射量不同，即无法实现定量注射。因此，定量注射作为一种技术指标和要求，现有技术需要复杂的机构来实现。

例如，中国专利CN102431134A公开一种注射装置，该装置主要包含注射框架、安装于该注射框架上的缸筒部件、装在该缸筒内的可自如转动且进退的注射部件、注射用马达、将由注射用马达的驱动所产生的旋转运动转换为旋转直线运动的运动方向转换部，以及计量用马达。该装置虽可以实现定量注射，但是结构也非常复杂，且计量的准确性不高。

对于现有技术的注射装置来说，在进料时需要关闭喷嘴，防止在非注射工况下，流体从喷嘴流出，因此需要在注射装置中设置阀体。例如，中国专利CN102207215A公开了一种节水止逆阀，包括喷嘴体、阀芯和弹簧。喷嘴体内设水路，水路内孔面包括密封段和节水段。阀芯外套设密封圈。弹簧顶抵阀芯，使阀芯受到弹力。如果水路水流正向流动且水压力大于弹力，则阀芯活动使密封圈位于节水段，且密封圈受水压力径向外扩变形以减少密封圈外周缘和节水段内孔面间的截面面积；否则，密封圈位于密封段，且密封圈密封段内孔面。该止逆阀的止逆功能和节水功能共用支架和密封圈，能减少用料，降低制造成本，能缩短阀芯轴向长度，减少占用空间，简化阀芯结构。由于该阀芯与喷嘴体即水路的方向一致，该结构可以实现节水功能。但是该止逆阀还存在以下问题不能解决，1、当需要将液体完全封住时，该节水止逆阀则不能实现该功能；2、由于其使用密封圈受压力径向外扩变形以减小水流面积来实现节水功能，当使用环境如液体温度较高，或者液体有一定的腐蚀性时，密封圈也容易损坏，该装置也不适用；3、由于阀芯是采用轴向封闭的，阀内的流道就需要绕开阀芯，这样的流道就比较弯曲和复杂，而且阻力大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种结构简单、可靠性高，可同时实现间歇性、定量、定压注射的止逆定量定压注射装置。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种以下结构的止逆定量定压注射装置，包括喷嘴体、阀芯机构、注射油缸、液压系统和控制器，所述的喷嘴体上开设有流道和进液口，用以喷嘴体打开或关闭的阀芯机构安装在喷嘴体内，所述的注射油缸包括油缸本体和在前端部设有第一活塞的液压杆，所述带有第一活塞的液压杆伸入喷嘴体的流道中，所述的液压系统与油缸本体连接用于驱动注射油缸，所述注射装置还包括液压杆行程控制装置，所述的液压系统和液压杆行程控制装置均与控制器电连接。

采用以上结构，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：采用本实用新型，储料时，流体物料从进液口进入，阀芯机构径向密封流道，依靠流体的在流道内产生的压力将带有第一活塞的液压杆往外慢慢顶出(此时液压系统不提供压力，注射油缸处于空载状态)，当液压杆行至液压杆行程控制装置处，则开启液压系统进行注射，由于液压杆行程控制装置控制在某一特定位置进行注射，故每次的注射量恒定(可设置一预定量)，实现了间歇性、定量注射，同时精简了产品结构，可靠性高。

作为改进，所述的阀芯机构包括主阀芯和弹簧，所述的喷嘴体上、流道径向上延伸形成阀芯通道，所述弹簧一端固定于阀芯通道上，另一端连接于主阀芯上，主阀芯的左端面为锥面，和喷嘴体接触为线接触，主阀芯的运动方向位于流道的径向上，与阀芯通道相对的喷嘴体内壁上设置内压腔，在主阀芯上设置导流孔，所述的导流孔包括径向段和连通段，所述的径向段与内压腔相通，所述的连通段与流道相通，弹簧的压力大于注射油缸空载时第一活塞的阻力。采用该设计，流体在主阀芯在其下端支撑的弹簧力的作用下，来根据流体的压力来实现密封，进料时，流体会从导流孔的连通段进入，流经径向段，进入内压腔，弹簧的压力大于注射油缸空载时第一活塞的阻力，流体的压力会顶开第一活塞，使其在流体的作用下，达到由液压杆行程控制装置设定的位置，本设计巧妙地利用液压实现止逆密封，主阀芯的左端面设计为锥面，与阀体的接触为线接触，接触面积小，阀芯受到的正压力及上下运动摩擦力小，密封效果好；并在油缸注射时，流体的液压升高，从而可以使进入内压腔的流体顶开主阀芯，使喷嘴口与流道连通，实现注射。

作为改进，所述的内压腔为外大内小的阶梯腔，主阀芯的端部面积大于阶梯腔小口尺寸小于阶梯腔大口尺寸，在弹簧作用下主阀芯端部抵住阶梯腔大口与小口之间的阶梯面。在进料时，内压腔流体与主阀芯接触端面的接触面积为小口尺寸，注射时，在强压作用下，顶开弹簧，此时瞬间增大了内压腔流体与主阀芯接触端面的接触面积，大大增加了对主阀芯的作用力，有利于阀芯的打开。

作为改进，所述的连通段自上而下倾斜连通在径向段上，与径向段连通的一端为上端。该设计主要是便于流体进入内压腔时，降低液压损耗，内压腔内的流体能顺利由联通段流出，不会存在积液现象。

作为改进，所述的液压杆行程控制装置包括第一行程开关和第二行程开关，所述的第一行程开关安装在喷嘴体内，并位于第一活塞的后侧，所述第二行程开关安装在喷嘴体与油缸本体之间，并在液压杆上设有与第二行程开关相配合的触碰块，在液压杆行进过程中触碰块可触碰第二行程开关。这样，通过第一行程开关控制流体量，以达到定量注射，第一活塞顶到喷嘴体前端时，液压杆上的触碰块刚好触碰第二行程开关，从而控制液压系统停止工作。

作为改进，所述的注射装置还包括溢流阀，所述的溢流阀与液压系统相连接，并位于液压系统给油缸本体供液的管路上。通过溢流阀可以使液压系统给油缸本体恒压供液，满足定压注射要求。

附图说明

图1为本实用新型止逆定量定压注射装置的结构示意图。

图中所示：1、喷嘴体，2、液压系统，3、控制器，4、流道，5、进液口，6、油缸本体，7、第一活塞，8、液压杆，9、主阀芯，10、弹簧，11、阀芯通道，12、内压腔，13、导流孔，14、第一行程开关，15、第二行程开关，16、触碰块，17、溢流阀，18、第二活塞，19、限位柱，20、单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型的止逆定量定压注射装置，包括喷嘴体1、阀芯机构、注射油缸、液压系统2和控制器3，所述的喷嘴体1上开设有流道4和进液口5，用以喷嘴体1打开或关闭的阀芯机构安装在喷嘴体1内，所述的注射油缸包括油缸本体6和在前端部设有第一活塞7的液压杆8，所述带有第一活塞7的液压杆8伸入喷嘴体1的流道4中，所述的液压系统2与油缸本体6连接用于驱动注射油缸，所述注射装置还包括液压杆行程控制装置，所述的液压系统2和液压杆行程控制装置均与控制器3电连接。

所述的阀芯机构包括主阀芯9和弹簧10，所述的喷嘴体1上、流道4径向上延伸形成阀芯通道11，所述弹簧10一端固定于阀芯通道11上，另一端连接于主阀芯9上，主阀芯9的左端面为锥面，和喷嘴体1接触为线接触，主阀芯9的运动方向位于流道4的径向上，与阀芯通道11相对的喷嘴体1内壁上设置内压腔12，在主阀芯9上设置导流孔13，所述的导流孔13包括径向段和连通段，所述的径向段与内压腔12相通，所述的连通段与流道4相通，弹簧10的压力大于注射油缸空载时第一活塞7的阻力。

所述的内压腔12为外大内小的阶梯腔，主阀芯9的端部面积大于阶梯腔小口尺寸小于阶梯腔大口尺寸，在弹簧10作用下主阀芯9端部抵住阶梯腔大口与小口之间的阶梯面。所述的阶梯面是指阶梯腔大口与小口交界的那个面，即附图中主阀芯端部抵住的那个面。

所述的连通段自上而下倾斜连通在径向段上，与径向段连通的一端为上端。

所述的液压杆行程控制装置包括第一行程开关14和第二行程开关15，所述的第一行程开关14安装在喷嘴体1内，并位于第一活塞7的后侧，所述第二行程开关15安装在喷嘴体1与油缸本体6之间，并在液压杆8上设有与第二行程开关15相配合的触碰块16，在液压杆8行进过程中触碰块16可触碰第二行程开关15。第一行程开关至主阀芯的距离为注射量除以流道的截面积再加上第一活塞的厚度，第一行程开关紧贴流道壁，以不影响第一活塞的滑动为准。

所述的注射装置还包括溢流阀17，所述的溢流阀17与液压系统2相连接，并位于液压系统2给油缸本体6供液的管路上。

所述的液压杆8的另一端设有第二活塞18，所述的第二活塞18端面面积大于第一活塞7端面面积，该设计提高了第一活塞进行注射的压强，增大了喷嘴的喷射压力。

在阀芯通道11中的内壁上设有限位柱19，所述的限位柱19的安装深度(在阀芯通道内的深度)等于主阀芯的长度；在阀芯通道11内设有弹簧导套或导杆，用于对弹簧导向。

在进液口处设有进液管，在进液管的下端设有单向阀20，从而防止流体的液体反向倒流。

本实用新型的工作过程如下：

储料阶段中，当外界的液体通过进液口进入到流道，此时，主阀芯在弹簧力的作用下处于到最顶端，阀芯将流体的流道封堵住，控制器发出信号给液压系统(本实施例中采用液压泵)，液压泵处于停歇状态不对液压系统提供压力，随着流体的越来越多，流道的左端被阀芯封住，流体只能往流道右侧运动，推动第一活塞往右运动；由于液压泵空载，此时油缸本体右侧的液压油通过管路回流到油箱。

注射阶段中，当流道内的流体达到预定量时，此时第一活塞触碰到第一行程开关，第一行程开关将信号传送到控制器，控制器发出信号给液压泵，液压泵开始工作，液压先经过溢流阀，使得进入活塞的液压为定压，定压液压推动液压杆，液压杆进而推动第一活塞将液压传递给流道内的流体，高压流体通过导流孔进入到压力腔，压力腔内的高压流体对阀芯产生一个向下的压力，该压力可以克服阀芯所受到的弹簧力及摩擦力，阀芯向下运动到限位柱的位置，此时，流道完全打开，高压流体通过喷嘴喷射而出。

随着流体喷射而出，第一活塞及液压杆继续向左运动，当流道内的流体即将被排空时，活塞I运动到最左端，液压杆上的触碰块也接触到第二行程开关，触碰开关将信号传输给控制器，控制器控制液压泵停止工作，液压系统不提供压力，流道内的流体变为常压，此时，阀芯在弹簧力的作用下向上运动到最上端，又封堵住流体流道，完成循环。

由于第二活塞端面面积大于第一活塞端面的面积，流体所产生的压力大于液压系统的压力，这样，产生了一个压力放大效应，增大了喷嘴的喷射压力及喷射速度。

该喷射装置具有不定时、定量、定压喷射功能，尤其适合当进液流量不均匀，而喷射又需要定量、定压时，适用的流体介质为粘度较低，不易在流道内产生凝固的液体。

以上仅就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种止逆定量定压注射装置，包括喷嘴体(1)、阀芯机构、注射油缸、液压系统(2)和控制器(3)，所述的喷嘴体(1)上开设有流道(4)和进液口(5)，用以喷嘴体(1)打开或关闭的阀芯机构安装在喷嘴体(1)内，所述的注射油缸包括油缸本体(6)和在前端部设有第一活塞(7)的液压杆(8)，所述带有第一活塞(7)的液压杆(8)伸入喷嘴体(1)的流道(4)中，所述的液压系统(2)与油缸本体(6)连接用于驱动注射油缸，其特征在于：所述注射装置还包括液压杆行程控制装置，所述的液压系统(2)和液压杆行程控制装置均与控制器(3)电连接。 

2.根据权利要求1所述的止逆定量定压注射装置，其特征在于：所述的阀芯机构包括主阀芯(9)和弹簧(10)，所述的喷嘴体(1)上、流道(4)径向上延伸形成阀芯通道(11)，所述弹簧(10)一端固定于阀芯通道(11)上，另一端连接于主阀芯(9)上，主阀芯(9)的左端面为锥面，和喷嘴体(1)接触为线接触，主阀芯(9)的运动方向位于流道(4)的径向上，与阀芯通道(11)相对的喷嘴体(1)内壁上设置内压腔(12)，在主阀芯(9)上设置导流孔(13)，所述的导流孔(13)包括径向段和连通段，所述的径向段与内压腔(12)相通，所述的连通段与流道(4)相通，弹簧(10)的压力大于注射油缸空载时第一活塞(7)的阻力。 

3.根据权利要求2所述的止逆定量定压注射装置，其特征在于：所述的内压腔(12)为外大内小的阶梯腔，主阀芯(9)的端部面积大于阶梯腔小口尺寸小于阶梯腔大口尺寸，在弹簧(10)作用下主阀芯(9)端部抵住阶梯腔大口与小口之间的阶梯面。 

4.根据权利要求2所述的止逆定量定压注射装置，其特征在于：所述的连通段自上而下倾斜连通在径向段上，与径向段连通的一端为上端。 

5.根据权利要求1或2所述的止逆定量定压注射装置，其特征在于：所述的液压杆行程控制装置包括第一行程开关(14)和第二行程开关(15)，所述的第一行程开关(14)安装在喷嘴体(1)内，并位于第一活塞(7)的后侧，所述第二行程开关(15)安装在喷嘴体(1)与油缸本体(6)之间，并在液压杆(8)上设有与第二行程开关(15)相配合的触碰块(16)，在液压杆(8)行进过程中触碰块(16)可触碰第二行程开关(15)。 

6.根据权利要求1或2所述的止逆定量定压注射装置，其特征在于：所述的注射装置还包括溢流阀(17)，所述的溢流阀(17)与液压系统(2)相连接，并位于液压系统(2)给油缸本体(6)供液的管路上。