CN209649339U - 一种带冷却喷嘴的超高速注塑机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴主要包括内部冷却部分、外部循环部分和温度补偿部分。注射喷嘴的连接方式与常规喷嘴相同，即喷嘴末端与注射螺杆前端机筒的位置通过螺纹连接。其注射喷嘴内部冷却部分主要由喷嘴头、喷嘴壳体、前密封环、隔热内筒体、后密封环、隔热外筒体、密封圈、镀有石墨烯的注塑喷管、液氮室、真空腔、真空阀组成。其注射喷嘴外部循环部分主要包括液氮循环管路、出口单向阀、循环压缩泵、低温制冷机、流量调节阀、入口单向阀。其温度补偿部分主要包括温度补偿筒体、加热棒、高精密温度传感器。本实用新型对喷嘴处高温的超高速注塑熔体进行有效的冷却，防止出现喷嘴处物料烧焦、过热分解的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，属于注射成型机械领域。
背景技术
一直以来，随着制造业的不断发展，塑料制品在各行各业都得到了广泛的应用，而注射成型作为塑料制品的主要成型方式，也始终占据着重要的地位。因此，注塑机在整个塑料加工领域得到不断发展。一般来说，注塑机主要分为注射、合模、液压、电气等部件，塑料原料由加料口进入，经塑化系统加热熔融后由螺杆将物料推送至模具内，经一段时间冷却、保压后开启模具，完成制品。
近年来，以电子产品为代表，超轻、超薄、超精密的方向发展，传统注塑机渐渐无法满足成型要求，而超高速注射系统以其在此方面的优势得到了迅速发展。一般来说，注射螺杆前进速度达到800mm/s以上的称之为超高速注射。但由于注射速度较快，熔体在注塑喷管中受到高剪切作用产生大量的热量，使得温度急剧升高导致物料产生烧焦现象，严重时则会导致物料分解。常用注塑制品的物料在注塑时的加工温度大约在200℃～250℃，超高速注射由于高剪切生热作用，导致其物料在注塑时温度可达400℃以上，使得注塑制品在模腔的冷却温度梯度过高，产生内应力，影响产品质量。
在四川大学的顾学军的硕士论文《注射过程中熔体剪切发热的理论模拟及试验研究》中提到，非牛顿流体在注塑过程中喷嘴处存在粘性发热，而熔体温度及其分布的变化对聚合物的某些物性、充模过程以及最终制品会产生影响。因此，通过改进喷嘴实现对熔体温度的有效控制是很有意义的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，以解决现有超高速注塑机注射速度过快导致喷嘴处物料过热烧焦、分解的问题，降低注塑熔体的温度，得到高质量的超高速注塑成型制品。
为实现上述目的技术方案是：一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，主要由液压部分、合模部分、注射喷嘴、注射部分、电气部分组成。其中注射喷嘴主要包括内部冷却部分、外部循环部分和温度补偿部分。注射喷嘴的连接方式与常规喷嘴相同，即注射喷嘴末端与注射螺杆前端机筒的端部位置通过螺纹连接。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴内部冷却部分主要由喷嘴头、喷嘴壳体、前密封环、隔热内筒体、后密封环、隔热外筒体、密封圈、镀有石墨烯的注塑喷管、液氮室、真空腔和真空阀组成。镀有石墨烯的注塑喷管与隔热内筒体、前密封环围成液氮室，注塑熔体与液氮通过注塑喷管壁进行热量交换，而注塑喷管表面镀有石墨烯，可增大其导热系数，提高传热效率；隔热内筒体与隔热外筒体、密封圈围成真空腔，通过安装在外筒体的真空阀，对其进行抽气操作建立真空环境，从而避免液氮与外部进行热量交换。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴外部循环部分主要包括液氮循环管路、出口单向阀、循环压缩泵、低温制冷机、流量调节阀和入口单向阀。液氮吸收热量汽化后通过出口单向阀由喷嘴进入外部，通过循环压缩泵对其进行压缩，然后通过低温制冷机对其进行冷却液化，最后通过入口单向泵回到注塑喷嘴内的液氮室，完成循环过程。其中，循环压缩泵为其循环过程提供动力，出口单向阀、入口单向阀保证循环方向。流量调节阀根据喷嘴处熔体的温度等情况，调节液氮的流量大小以控制对熔体的冷却程度。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其温度补偿部分主要包括温度补偿筒体、加热环、高精密温度传感器。其中，温度补偿筒体位于隔热内筒体和镀有石墨烯的注塑喷管之间，其两端分别于隔热内筒体和镀有石墨烯的注塑喷管过盈配合，多个温度补偿筒体相隔一定距离排布。温度补偿筒体呈圆盘形，开有液氮通过孔。加热环位于靠近镀有石墨烯的注塑喷管一端的温度补偿筒体内，对熔体进行温度补偿。高精密温度传感器位于喷嘴壳体内靠近喷嘴头的位置，高精密温度传感器的测量头直接与熔体接触，实时测量喷嘴头处的熔体温度。
当注塑机启动时，由于镀有石墨烯的注塑喷管内残留上次工作所固化的熔体，因此温度补偿部分的加热环启动，将固化的残留物料熔融并从喷嘴头排出，然后加热环停止工作。当注塑机正常工作时，高精密温度传感器实时监测喷嘴头处的熔体温度，当发现熔体温度过低时，触发加热环启动，对熔体温度进行实时的温度补偿；当熔体温度过高时，触发流量调节阀启动，调节液氮流量的大小以控制熔体的冷却程度；当熔体温度处于正常的范围内时，加热环不工作，流量调节阀不调节。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其有益效果是对喷嘴处高温的超高速注塑熔体进行有效的冷却，防止出现喷嘴处物料烧焦、过热分解的情况。确保注塑熔体进入模具前处于理想的加工温度范围内，保证最终制品的质量，并且其加工、制造方便，易于维护。
附图说明
图1为本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机示意图。
图2为本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机的注射喷嘴示意图。
图中：1.液压部分，2.合模部分，3.注塑喷嘴，4.注射部分，5.电气部分。
其中：3-1.喷嘴头，3-2.喷嘴壳体，3-3.前密封环，3-4.隔热内筒体，3-5.后密封环，3-6.隔热外筒体，3-7.密封圈，3-8.镀有石墨烯的注塑喷管，3-9.液氮室，3-10.真空腔，3-11.真空阀，3-12.液氮循环管路，3-13.出口单向阀，3-14.循环压缩泵，3-15.低温制冷机，3-16.流量调节阀，3-17.入口单向阀，3-18.温度补偿筒体，3-19.加热环，3-20.高精密温度传感器。
具体实施方式
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，如图1所示，主要由液压部分1、合模部分2、注射喷嘴3、注射部分4和电气部分5组成。其中注射喷嘴3主要包括内部冷却部分、外部循环部分和温度补偿部分。注射喷嘴3的连接方式与常规喷嘴相同，即喷嘴末端与注射螺杆前端机筒的位置通过螺纹连接。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴3内部冷却部分如图2所示，主要由喷嘴头3-1、喷嘴壳体3-2、前密封环3-3、隔热内筒体3-4、后密封环3-5、隔热外筒体3-6、密封圈3-7、镀有石墨烯的注塑喷管3-8、液氮室3-9、真空腔3-10、真空阀3- 11组成。镀有石墨烯的注塑喷管3-8与隔热内筒体3-4、前密封环3-3围成液氮室3-9，注塑熔体与液氮通过注塑喷管壁进行热量交换，而注塑喷管表面镀有石墨烯，可增大其导热系数，提高传热效率；隔热内筒体3-4与隔热外筒体3-6、密封圈3-7围成真空腔3-10，通过安装在外筒体的真空阀3-11，对其进行抽气操作建立真空环境，从而避免液氮与外部进行热量交换。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其注射喷嘴3外部循环部分如图2所示，主要包括液氮循环管路3-12、出口单向阀3-13、循环压缩泵3-14、低温制冷机3-15、流量调节阀3-16、入口单向阀3-17。液氮吸收热量汽化后通过出口单向阀3-13进入外部，通过循环压缩泵3-14对其进行压缩，然后通过低温制冷机3-15对其进行冷却液化，最后通过入口单向泵3-17回到注塑喷嘴内的液氮室3-9，完成循环过程。其中，循环压缩泵3-14 为其循环过程提供动力，出口单向阀3-13、入口单向阀3-17保证循环方向。流量调节阀3- 16根据喷嘴处熔体的温度等情况，调节液氮的流量大小以控制对熔体的冷却程度。
本实用新型一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其温度补偿部分如图2所示，主要包括温度补偿筒体3-18、加热环3-19、高精密温度传感器3-20。其中，温度补偿筒体3-18位于隔热内筒体3-4和镀有石墨烯的注塑喷管3-8之间，其两端分别于隔热内筒体3-4和镀有石墨烯的注塑喷管3-8过盈配合，多个温度补偿筒体3-18相隔一定距离排布。温度补偿筒体3-18呈圆盘形，开有液氮通过孔。加热环3-19位于靠近镀有石墨烯的注塑喷管3-8一端的温度补偿筒体3-18内，对熔体进行温度补偿。高精密温度传感器3-20位于喷嘴壳体3-2 内靠近喷嘴头3-1的位置，高精密温度传感器3-20的测量头直接与熔体接触，实时测量喷嘴头处的熔体温度。
当注塑机启动时，由于镀有石墨烯的注塑喷管3-8内残留上次工作所固化的熔体，因此温度补偿部分的加热环3-19启动，将固化的残留物料熔融并从喷嘴头3-1排出，然后加热环3-19停止工作。当注塑机正常工作时，高精密温度传感器3-20实时监测喷嘴头3-1处的熔体温度，当发现熔体温度过低时，触发加热环3-19启动，对熔体温度进行实时的温度补偿；当熔体温度过高时，触发流量调节阀3-16启动，调节液氮流量的大小以控制熔体的冷却程度；当熔体温度处于正常的范围内时，加热环3-19不工作，流量调节阀3-16不调节。
以上所述为本实用新型的具体设备及工艺情况，配合各图予以说明。但是本实用新型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，只要在本实用新型的精神领域范围内，均属于本实用新型。
Claims (3)
1.一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，主要由液压部分、合模部分、注射喷嘴、注射部分、电气部分组成，其特征在于：其中注射喷嘴主要包括内部冷却部分、外部循环部分和温度补偿部分，注射喷嘴末端与注射螺杆前端机筒的端部位置通过螺纹连接，注射喷嘴内部冷却部分主要由喷嘴头、喷嘴壳体、前密封环、隔热内筒体、后密封环、隔热外筒体、密封圈、镀有石墨烯的注塑喷管、液氮室、真空腔和真空阀组成，镀有石墨烯的注塑喷管与隔热内筒体、前密封环围成液氮室，注塑熔体与液氮通过注塑喷管壁进行热量交换，而注塑喷管表面镀有石墨烯，可增大其导热系数，提高传热效率；隔热内筒体与隔热外筒体、密封圈围成真空腔，通过安装在外筒体的真空阀，对其进行抽气操作建立真空环境，从而避免液氮与外部进行热量交换。
2.根据权利要求1所述的一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其特征在于：注射喷嘴外部循环部分主要包括液氮循环管路、出口单向阀、循环压缩泵、低温制冷机、流量调节阀和入口单向阀，液氮吸收热量汽化后通过出口单向阀由喷嘴进入外部，通过循环压缩泵对其进行压缩，然后通过低温制冷机对其进行冷却液化，最后通过入口单向泵回到注塑喷嘴内的液氮室，完成循环过程。
3.根据权利要求1所述的一种带冷却喷嘴的超高速注塑机，其特征在于：温度补偿部分主要包括温度补偿筒体、加热环、高精密温度传感器，温度补偿筒体位于隔热内筒体和镀有石墨烯的注塑喷管之间，其两端分别于隔热内筒体和镀有石墨烯的注塑喷管过盈配合，多个温度补偿筒体相隔一定距离排布；温度补偿筒体呈圆盘形，开有液氮通过孔；加热环位于靠近镀有石墨烯的注塑喷管一端的温度补偿筒体内，对熔体进行温度补偿；高精密温度传感器位于喷嘴壳体内靠近喷嘴头的位置，高精密温度传感器的测量头直接与熔体接触，实时测量喷嘴头处的熔体温度。
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