專利名稱：錐形螺桿注射機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明錐形螺桿注射機，可用于塑料、橡膠、涂料、紙漿、藥品、飼料、食品、炸藥等加工中的注射工藝過程。該機既可用于實驗也能直接用于生產。
背景技術：
往復螺桿式注射機，工作原理是物料在機筒內加熱塑化，依靠機筒內螺桿的旋轉將物料進一步塑化并輸送至螺桿端部。達到一定量時，由螺桿快速前移將貯存在前端的物料注射入模具中。由于結構簡單等特點，得到了廣泛應用。實際上，傳統(tǒng)往復螺桿式注射機貯料段就是計量段的延續(xù)，只是螺桿不延伸到這一段，而且注射必須在螺桿旋轉塑化后向前移動才能完成。注射時，與螺桿旋轉相關機構必須相對料筒前移。這樣造成如下局限(1)為保證注射壓力，注射推動力必須很大；(2)每次貯料量必須小，導致注射量也??；(3)小料筒內容易形成高壓注射和高剪切導致物料分解；塑化與注射必須依次進行，相互限制，導致注射機適用的注射量和物料及模具范圍小。采用傳統(tǒng)平直螺桿塑化對聚氯乙烯等物料效果不好。因此，有必要解決這些問題。本發(fā)明將貯料段與前面的計量段分開，貯料段內容積的變化完全是為了實現(xiàn)注射，計量段之前部分則不需要兼顧此功能而只完成塑化和混煉。其次，貯料段內與噴嘴相連活塞進行移動來改變貯料段容積，不需要相對料筒移動螺桿旋轉相關機構。這樣，實現(xiàn)了塑化和注射功能分離，可以進行連續(xù)塑化，明顯提高產率；這種新型注射機注射容量不象普通注塑機那樣受到螺桿直徑與塑化行程之比的限制，只與貯料缸容積有關。可以用較小直徑的螺桿塑化得到大容量的注射容量，也可注塑超大型和微型制品。由于不受注射移動要求限制，也可以選擇大螺桿而方便地提高注射量。區(qū)別于傳統(tǒng)注射機中使用普通柱形螺桿，本發(fā)明在塑化-注射分離結構的基礎上，采用錐形螺桿高效塑化系統(tǒng)，明顯提高物料的塑化質量。錐形螺桿擠出已經(jīng)成功應用于聚氯乙烯等熱敏性材料、高填充復合材料等難加工物料。而且，錐形螺桿尾部直徑增大，提高了螺桿的承載能力；加料段螺槽容積大，加料量大，易加入較大體積的松密度粉料；也有利于熱傳導，更易實現(xiàn)對物料加熱或冷卻；排料段螺桿直徑小，圓周速度較小，產生的剪切較低，摩擦熱也較小，熱損傷的危險性??；螺槽容積沿擠出方向逐漸減小，物料逐漸得到壓縮，從而使螺槽更快充滿物料，保證物料連續(xù)平緩地塑化?？梢?，采用錐形螺桿塑化系統(tǒng)和塑化-注射分離工藝結合方案可解決傳統(tǒng)注射機許多問題，擴展了其應用范圍，具有高效節(jié)能的特點。螺桿塑化系統(tǒng)中，可采用單螺桿、雙螺桿、三螺桿甚至多螺桿體系。例如，雙螺桿擠出機中，兩螺桿凸列螺牙呈相互交錯間列對置，對置形成“C型”腔室內，物料受到剪切、摩擦和加熱、揉搓而增強混合塑化效果；物料正向輸送能力大，產量高；兩根螺桿相互嚙合，自潔效果好，減少了物料的分解碳化現(xiàn)象，因而在擠出機中得到普遍的應用。同理，多螺桿可進一步提高產量。這樣，將雙螺桿、三螺桿甚至多螺桿塑化系統(tǒng)可應用于本發(fā)明的塑化-注射分離工藝將大大提高物料的塑化效率和質量，對于成型大型注塑制品有獨特優(yōu)勢。
發(fā)明內容
本發(fā)明錐形螺桿注射機，主要由加料裝置、螺桿、機筒、電機、傳動裝置、貯料缸、油缸、加熱裝置、模具和合模機構等組成。本發(fā)明中注射機采用塑化-注射分離式結構，螺桿為錐形螺桿，螺桿的個數(shù)可以是單螺桿、雙螺桿或三螺桿。本發(fā)明中塑化-注射分離式結構將貯料段與前面的計量段分開。塑化螺桿頭部安裝一止逆裝置，保證物料從塑化料筒流向貯料段而很少甚至不能倒流。通過控制與噴嘴相連活塞相對貯料筒的移動來改變貯料段內容積，不要求螺桿旋轉機構相對料筒前后移動。 貯料段內容積的變化僅僅實現(xiàn)注射，計量段之前部分則只完成塑化和混煉。該新型注射機工作時，物料經(jīng)螺桿塑化后進入貯料缸，貯料缸內活塞相對貯料缸體前進而縮小容積進行注射，將貯料缸內的熔體壓射出噴嘴進入模腔。注射結束，貯料缸內活塞相對貯料缸體后退而增大容積進行貯料。這種新型注射機注射容量不象普通注塑機那樣受到螺桿直徑與塑化行程之比的限制，只與貯料缸容積有關。實現(xiàn)塑化和注射功能分離， 可以進行連續(xù)塑化，明顯提高產率；可以用較小直徑的螺桿塑化制備大容量甚至超大容量的注射制品。區(qū)別于常規(guī)注射機中螺桿為普通直柱形螺桿，本發(fā)明中螺桿采用錐形螺桿，保證物料連續(xù)平緩地塑化，可加工熱敏性材料；增大螺桿的承載能力；加料段螺槽容積大，易加入較大體積的松密度粉料。注射機中螺桿的個數(shù)可以是單螺桿、雙螺桿或三螺桿。采用雙螺桿或三螺桿時，螺桿排布方式和旋轉方向可以進行多種組合，需要根據(jù)不同物料和工藝要求進行選擇，以最小的能耗得到最佳的制品。本發(fā)明的效果本發(fā)明中注射機的螺桿為錐形螺桿，特別適合粉料和熱敏性物料等難加工物料的注射加工。注射機采用塑化-注射分離式結構，明顯提高產量，擴大注射機適用范圍。螺桿可以采用雙螺桿或三螺桿，增強了物料在塑化中的混合效果，同時提高了產量。
圖1本發(fā)明錐形螺桿注射機的結構示意2本發(fā)明錐形螺桿注射機采用雙螺桿時的結構示意3采用一字型排列錐形三螺桿時的螺桿排布示意4采用三角形排列錐形三螺桿時的螺桿排布示意圖
具體實施方案實施方案一如圖1，本發(fā)明錐形螺桿注射機主要包括塑化部件、注射部件和合模部件及底座等。塑化部分包括電機1，傳動裝置2，加料裝置3，加熱裝置4，機筒5，止逆裝置6，螺桿 10，螺桿頭12。注射部分包括貯料缸13，活塞7，噴嘴8，流道14，機座拉桿11和液壓缸15 等。活塞7和噴嘴8聯(lián)結在一起，內部形成一個流道14。合模裝置9的模板之間可以安裝模具16，并帶動模具動半模。
工作原理模具16在合模裝置9帶動下閉合。由加料口 3加入物料，螺桿10在電機1帶動下旋轉塑化物料。在背壓作用下，物料經(jīng)過止逆裝置6進入貯料缸13。機座拉桿 11帶動機座整體(螺桿旋轉系統(tǒng)(1、2、10)、料筒及貯料缸固定于該機座)后退擴大容積進行充分貯料。將噴嘴調整到與模具澆口接觸，在液壓缸15作用下，機座拉桿11帶動機座整體向前快速移動，物料經(jīng)過流道14并經(jīng)噴嘴8進入模具16。經(jīng)過保壓冷卻，模具打開，頂出制品。至此完成了一次注射過程。在注射中，螺桿可連續(xù)旋轉進行塑化，也可暫停等待注射完成再塑化。注射完成后，機座拉桿11帶動機座整體后退再貯料。如此重復，便形成整個注射成型。實施方案二 塑化過程可采用圖2、圖3和圖4所示的錐形雙螺桿、一字型排列錐形三螺桿和三角形排列錐形三螺桿等多種螺桿形式，來提高產量和擴大設備適用范圍。實施方案三與具體實施方案一原理相似，不同的是螺桿旋轉系統(tǒng)(1、2、10)和料筒安置在注射機底座不前后移動，拉桿固定于注射機底座或固定的合模系統(tǒng)定模板上。液壓缸15帶動活塞7和噴嘴8前后移動。縮小貯料容積增大物料壓力就可注射，增大貯料容積可使更多物料從塑化料筒流向貯料缸。實施方案四與具體實施方案三原理相似，不同的是拉桿固定于合模系統(tǒng)動模板上，液壓缸 15通過拉桿帶動活塞7和噴嘴8前后移動。合模動模板前移帶動活塞縮小貯料容積進行注射，開模時動模板后移帶動活塞移動擴大貯料容積進行貯料。實施方案五常規(guī)注射成型中物料經(jīng)噴嘴、流道和澆口進入模腔。在大型制品等成型時，可以省略噴嘴，將貯料缸內物料通過與活塞內孔連接管式流道和澆口注射進模腔。
權利要求
1.本發(fā)明錐形螺桿注射機，主要包括塑化部件、注射部件和合模部件及底座，由加料裝置、螺桿、機筒、電機、傳動裝置、貯料和注射系統(tǒng)、加熱裝置、模具和合模系統(tǒng)等組成，其特征在于采用錐形螺桿塑化系統(tǒng)和塑化-注射分離式結構，從而明顯擴大注射量范圍，可進行連續(xù)塑化，明顯提高產率；可直接加工成型聚氯乙烯等粉料、熱敏性材料和難加工材料， 也可用于注塑大型或微型制品。
2.根據(jù)權利要求1所述的錐形螺桿注射機，其特征在于塑化用錐形螺桿可以是單螺桿、雙螺桿或三螺桿多種形式，需根據(jù)不同物料和工藝要求進行選擇，以最小的能耗得到最佳的制品。
3.根據(jù)權利要求1所述的錐形螺桿注射機，其特征在于塑化-注射分離式結構中物料經(jīng)螺桿塑化后進入貯料缸，貯料缸內活塞相對貯料缸體前進而縮小容積進行注射，將貯料缸內的熔體壓射出噴嘴進入模腔進行成型，注射結束，貯料缸內活塞相對貯料缸體后退而增大容積進行貯料；計量段之前只完成塑化和混煉，貯料缸內容積的變化僅實現(xiàn)貯料和注射，螺桿旋轉機構相對料筒不前后移動；注射容量不取決于螺桿直徑與塑化行程之比，只與貯料缸容積有關。
全文摘要
本發(fā)明錐形螺桿注射機，主要包括塑化部件、注射部件和合模部件及底座，由加料裝置、螺桿、機筒、電機、傳動裝置、貯料和注射系統(tǒng)、加熱裝置、模具和合模系統(tǒng)等組成。塑化螺桿為錐形螺桿，螺桿的個數(shù)可以是單螺桿、雙螺桿或三螺桿。采用塑化-注射分離式結構物料經(jīng)螺桿塑化后進入貯料缸，貯料缸內活塞相對貯料缸體前進而縮小容積進行注射，將貯料缸內的熔體壓射出噴嘴進入模腔進行成型。注射結束，貯料缸內活塞相對貯料缸體后退而增大容積進行貯料。計量段之前只完成塑化和混煉，貯料缸內容積的變化僅實現(xiàn)貯料和注射，螺桿旋轉機構相對料筒不前后移動。注射容量不取決于螺桿直徑與塑化行程之比，只與貯料缸容積有關。本發(fā)明充分發(fā)揮了錐形螺桿的優(yōu)點，明顯擴大注射量范圍，可進行連續(xù)塑化，明顯提高產率；可直接加工成型聚氯乙烯等粉料、熱敏性材料和難加工材料，也可用于注塑大型或微型制品。
文檔編號B29C45/54GK102189650SQ201110085590
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權日2011年4月6日
發(fā)明者王克儉 申請人:北京化工大學