專利名稱：擠注式大注射量注塑成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及注塑機(jī)領(lǐng)域，具體地講是一種擠注式大注射量注塑成型裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著市場需求的擴(kuò)大，特別是對于大型塑料構(gòu)件的需求越來越大，與此同時,對于大型構(gòu)件的質(zhì)量要求也越來越高。但是傳統(tǒng)的擠注式注射機(jī)通常由于注射機(jī)擠注系統(tǒng)存在的技術(shù)不足，尤其當(dāng)注射量超出標(biāo)稱注射量時，根本無法滿足要求。因為注射量受到活塞直徑和行程的限制，在實際應(yīng)用中都有上限值。所以針對不同的注射量要求，傳統(tǒng)塑料機(jī)械一般需要不同的注射裝置來配合，尤其是大注射量產(chǎn)品需要與其相對應(yīng)的大型注射裝置，故現(xiàn)有技術(shù)存在通用性差，注射裝置體積也較大，因此耗能自然會增大，這不符合現(xiàn)代市場要求的高效、節(jié)能理念?，F(xiàn)有技術(shù)的擠注注射的活塞式注料結(jié)構(gòu)主要通過活塞推動，將從進(jìn)料口通過塑化并進(jìn)入到儲料筒的熔融塑料經(jīng)噴嘴射出。除了上述缺陷之外，現(xiàn)有技術(shù)還存在以下技術(shù)問題如由于活塞和料筒存在較長的配合長度，使得活塞加工精度要求較高，制造成本高。同時，為保證活塞注射時較小的注射阻力，活塞和料筒間留有較大間隙，注射時，熔融塑料溫度很高，熔融塑料極易從活塞和料筒間隙中回擠出來，包裹在活塞表面，使得活塞運動阻力增加；而且，此部分熔融塑料反復(fù)受到高剪切作用、停留時間長，導(dǎo)致部分過燒降解，影響環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量?；钊\動阻力的不斷變化，又導(dǎo)致活塞工作不穩(wěn)定。另外，包在活塞外側(cè)的塑料隨著活塞的不斷運動，從料筒后側(cè)溢出，浪費物料且加大設(shè)備維護(hù)難度。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種注射量大、適用范圍廣，且高效節(jié)能的擠注式大注射量注塑成型裝置。本實用新型的技術(shù)解決方案是，提供一種以下結(jié)構(gòu)的擠注式大注射量注塑成型裝置，包括射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)、噴嘴和三通閥，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)包括預(yù)塑前料筒、螺桿和預(yù)塑料筒，所述的螺桿設(shè)置在預(yù)塑料筒內(nèi)，所述的注射機(jī)構(gòu)包括注射前料筒、注射料筒、套設(shè)有活塞的活塞桿和電液系統(tǒng)，所述的活塞桿設(shè)置在注射料筒內(nèi)，所述的電液系統(tǒng)與活塞桿連接；所述的射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)均通過三通閥與噴嘴連接。采用以上結(jié)構(gòu)，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點采用本實用新型結(jié)構(gòu)，將射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)經(jīng)三通閥有效地結(jié)合在一起，射前儲料機(jī)構(gòu)通過螺桿不停地向注射機(jī)構(gòu)送料，也可根據(jù)需要分多次送料，三通閥用于控制噴嘴、射前儲料機(jī)構(gòu)和注射機(jī)構(gòu)之間導(dǎo)通與截止，從而實現(xiàn)儲料、送料和注射等多個過程，由于在注射機(jī)構(gòu)上配合了儲料機(jī)構(gòu)，能夠滿足大注射量的需求，無需根據(jù)注射量的多少來設(shè)計對應(yīng)的注塑機(jī)型，通用性好，適用范圍廣，提高了注射效率，節(jié)能高效。作為改進(jìn)，所述的預(yù)塑料簡內(nèi)安裝有第一熔體壓力傳感器，所述的注射前料筒內(nèi)設(shè)有第二熔體壓力傳感器，通過兩熔體壓力傳感器的信號反饋可知二者的壓力值，根據(jù)二者的壓力值的大小來調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速、活塞桿的工作情況以及三通閥的導(dǎo)通與截止，該壓差反饋的設(shè)計能夠保證射前儲料機(jī)構(gòu)和注射機(jī)構(gòu)工作的協(xié)調(diào)一致性，從而提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。作為改進(jìn)，所述的預(yù)塑前料簡與三通閥之間連接有止逆連接筒，所述的止逆連接筒內(nèi)設(shè)有單向閥，這樣當(dāng)注射前料筒內(nèi)的熔體壓力大于預(yù)塑料筒內(nèi)的壓力時，可以防止熔融塑料的逆流。作為改進(jìn)，所述的活塞的外環(huán)面上設(shè)有密封環(huán)，所述的密封環(huán)與注射料筒內(nèi)壁相貼合，將活塞與注射料筒內(nèi)的熔融塑料隔開；由于密封環(huán)與注射料筒內(nèi)壁的接觸面積非常小，這兩者使得整個工作過程中，活塞運動受到的摩擦阻力較傳統(tǒng)方式要小得多，從而減少了大量的能量損耗，節(jié)省運行成本；且活塞和注射料筒之間沒有接觸，因此，對于活塞的材料和加工要求要小得多，制造難度大大降低；同時密封環(huán)的設(shè)計，杜絕了熔融塑料溢出的問題，使得活塞的清潔和維護(hù)更加簡單省力。作為改進(jìn)，所述的注射料筒內(nèi)壁前后分別設(shè)置了第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)，接近開關(guān)的設(shè)置是為了便于控制活塞的行程，從而更合理地安排各機(jī)構(gòu)的工序，縮短了注射的時間，且有助于廣品質(zhì)量的提聞。作為改進(jìn)，所述的注塑成型裝置還包括控制器，所述的控制器包括依次電連接的處理器、A/D轉(zhuǎn)換電路、放大電路和采集電路，所述的采集電路與第一接近開關(guān)、第二接近開關(guān)、第一熔體壓力傳感器和第二熔體壓力傳感器電連接，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)還包括異步變頻電機(jī)驅(qū)動，所述的螺桿由異步變頻電機(jī)驅(qū)動，所述的異步變頻電機(jī)與處理器電連接；采用控制器能有效地處理和協(xié)調(diào)各傳感器和開關(guān)的工作，并能設(shè)置螺桿的初始轉(zhuǎn)速和對螺桿轉(zhuǎn)速的調(diào)整。作為改進(jìn)，所述的單向閥包括鋼球和銷子，在止逆連接筒內(nèi)設(shè)有用于安裝鋼球的錐形部位，所述的銷子將鋼球擋于錐形部位內(nèi)；錐形部位的較窄端靠近預(yù)塑前料筒，三通閥至預(yù)塑前料筒為單向閥截止方向，反之為導(dǎo)通方向，銷子安裝于預(yù)塑前料筒下端的卡槽內(nèi)。本實用新型要解決的另一個技術(shù)問題是，提供一種注射量大可調(diào)、適用范圍廣，且高效節(jié)能的擠注式大注射量注塑成型裝置的使用方法。本實用新型的另一技術(shù)解決方案是，提供一種以下步驟的擠注式大注射量注塑成型裝置的使用方法，包括以下步驟(I)、預(yù)塑階段①、控制三通閥使其連通注射前料筒和預(yù)塑前料筒，同時注射前料筒和預(yù)塑前料筒均與噴嘴截止；②、異步變頻電機(jī)驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行預(yù)塑，熔融塑料經(jīng)過三通閥進(jìn)入注射前料筒和注射料筒，直至活塞在熔融塑料的推動下后退至第二接近開關(guān)處，收到第二接近開關(guān)發(fā)出的反饋信號，表明已達(dá)到預(yù)塑量，預(yù)塑階段結(jié)束，進(jìn)入注塑階段；(2)、注塑階段①、開始注塑，三通閥處于三通狀態(tài)，即噴嘴、注射前料筒和注射料筒三者相通；②、比較第一熔體壓力傳感器和第二熔體壓力傳感器的壓力值a、當(dāng)?shù)诙垠w壓力傳感器大于第一熔體壓力傳感器，則通過異步變頻電機(jī)調(diào)節(jié)增大螺桿的轉(zhuǎn)速，直至第二熔體壓力傳感器小于第一熔體壓力傳感器，電液系統(tǒng)驅(qū)動活塞桿繼續(xù)前移；[0020]b、當(dāng)?shù)诙垠w壓力傳感器小于第一熔體壓力傳感器，無需調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速，電液系統(tǒng)驅(qū)動活塞桿前移；③、螺桿和活塞桿工作直至注塑完成，需再次注塑，開始循環(huán)以上步驟。采用以上步驟，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點采用本實用新型方法，將射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)經(jīng)三通閥有效地結(jié)合在一起，射前儲料機(jī)構(gòu)通過螺桿不停地向注射機(jī)構(gòu)送料，也可根據(jù)需要分多次送料，三通閥用于控制噴嘴、射前儲料機(jī)構(gòu)和注射機(jī)構(gòu)之間導(dǎo)通與截止，從而實現(xiàn)儲料、送料和注射等多個過程，由于在注射機(jī)構(gòu)上配合了儲料機(jī)構(gòu)，能夠滿足大注射量的需求，無需根據(jù)注射量的多少來設(shè)計對應(yīng)的注塑機(jī)型，通用性好，適用范圍廣，提高了注射效率，節(jié)能高效；同時由于注射過程中壓差判斷階段的存在，通過信號反饋調(diào)控三通閥，使其處于三通結(jié)構(gòu)，即注射階段有注射料筒和預(yù)塑料筒內(nèi)兩部分的熔融塑料同時從噴嘴射出，并且由于單向閥的止逆作用，即使注射壓力再大，也不會造成熔融塑料從注射料筒回流到預(yù)塑料筒；控制過程增大且保證了大注射量，相當(dāng)于也就改變了產(chǎn)品成型周期，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了成本，在成型時間的縮短的同時，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。作為改進(jìn)，在步驟I的預(yù)塑階段之前還有以下步驟的準(zhǔn)備階段①、通過第一接近開關(guān)判斷活塞是否處于注射料筒內(nèi)壁的最前端，若是，則進(jìn)入預(yù)塑階段；若否，則控制電液系統(tǒng)驅(qū)動活塞桿前移，直至獲得由第一接近開關(guān)發(fā)出的活塞已經(jīng)到位的反饋信號，再停止活塞桿工作，并進(jìn)入預(yù)塑階段；由于設(shè)置自判斷準(zhǔn)備階段，不僅可以作為系統(tǒng)開始進(jìn)入循環(huán)的標(biāo)志，還可以將在機(jī)器中的上次剩余的余料、廢料排凈。作為改進(jìn)，通過控制器接收和處理第二熔體壓力傳感器、第一熔體壓力傳感器、第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)的反饋信號，同時預(yù)設(shè)和調(diào)節(jié)異步變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過控制器能便捷地掌握各傳感器和開關(guān)的信息，同時做出處理，形成了對注射裝置的壓差反饋。

圖1為本實用新型的擠注式大注射量注塑成型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為密封環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為止逆連接筒和單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型工作的流程原理圖。圖5為控制器的控制流程框圖。如圖所示1、三通閥，2、預(yù)塑前料筒，3、螺桿，4、預(yù)塑料筒，5、注射前料筒，6、注射料筒，7、活塞，8、活塞桿，9、電液系統(tǒng)，10、噴嘴，11、止逆連接筒，12、密封環(huán)，13、異步變頻電機(jī)，14、鋼球，15、銷子，16、錐形部位。P1、第一熔體壓力傳感器，P2、第二熔體壓力傳感器，V第一接近開關(guān)，K2、第二接近開關(guān)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，本實用新型的擠注式大注射量注塑成型裝置，包括射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)、噴嘴10和三通閥I，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)包括預(yù)塑前料筒2、螺桿3和預(yù)塑料筒4，所述的螺桿3設(shè)置在預(yù)塑料筒4內(nèi)，所述的注射機(jī)構(gòu)包括注射前料筒5、注射料筒6、套設(shè)有活塞7的活塞桿8和電液系統(tǒng)9，所述的活塞桿8設(shè)置在注射料筒6內(nèi)，所述的電液系統(tǒng)9與活塞桿8連接；所述的射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)均通過三通閥I與噴嘴10連接。所述的預(yù)塑料筒4內(nèi)安裝有第一熔體壓力傳感器P1，所述的注射前料筒內(nèi)設(shè)有第二熔體壓力傳感器P2。所述的預(yù)塑前料筒2與三通閥I之間連接有止逆連接筒11，所述的止逆連接筒11內(nèi)設(shè)有單向閥。所述的活塞8的外環(huán)面上設(shè)有密封環(huán)12，所述的密封環(huán)12與注射料筒6內(nèi)壁相貼合，將活塞8與注射料筒6內(nèi)的熔融塑料隔開。所述的注射料筒6內(nèi)壁前后分別設(shè)置了第一接近開關(guān)K1和第二接近開關(guān)K2。所述的注塑成型裝置還包括控制器，所述的控制器包括依次電連接的處理器、A/D轉(zhuǎn)換電路、放大電路和采集電路，所述的采集電路與第一接近開關(guān)K1、第二接近開關(guān)K2、第一熔體壓力傳感器P1和第二熔體壓力傳感器P2電連接，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)還包括異步變頻電機(jī)13，所述的螺桿3由異步變頻電機(jī)13驅(qū)動，所述的異步變頻電機(jī)13與處理器電連接。所述的單向閥包括鋼球14和銷子15，在止逆連接簡11內(nèi)設(shè)有用于安裝鋼球14的錐形部位16，所述的銷子15將鋼球15擋于錐形部位16內(nèi)；錐形部位的較窄端靠近預(yù)塑前料筒，三通閥至預(yù)塑前料筒為單向閥截止方向，反之為導(dǎo)通方向，銷子安裝于預(yù)塑前料筒下端的卡槽內(nèi)。電液系統(tǒng)9包括電信號處理部分和液壓動力部分；所述的三通閥亦可稱為轉(zhuǎn)閥或旋轉(zhuǎn)閥，并由控制電機(jī)控制和帶動。本實用新型的擠注式大注射量注塑成型裝置的使用方法，包括以下步驟(I)、預(yù)塑階段①、控制三通閥使其連通注射前料筒和預(yù)塑前料筒，同時注射前料筒和預(yù)塑前料筒均與噴嘴截止；②、異步變頻電機(jī)驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行預(yù)塑，熔融塑料經(jīng)過三通閥進(jìn)入注射前料筒和注射料筒，直至活塞在熔融塑料的推動下后退至第二接近開關(guān)處，收到第二接近開關(guān)發(fā)出的反饋信號，表明已達(dá)到預(yù)塑量，預(yù)塑階段結(jié)束，進(jìn)入注塑階段；(2)、注塑階段①、開始注塑，三通閥處于三通狀態(tài)，即噴嘴、注射前料筒和注射料筒三者相通；②、比較第一熔體壓力傳感器和第二熔體壓力傳感器的壓力值a、當(dāng)?shù)诙垠w壓力傳感器大于第一熔體壓力傳感器，則通過異步變頻電機(jī)調(diào)節(jié)增大螺桿的轉(zhuǎn)速，直至第二熔體壓力傳感器小于第一熔體壓力傳感器，電液系統(tǒng)驅(qū)動活塞桿繼續(xù)前移；b、當(dāng)?shù)诙垠w壓力傳感器小于第一熔體壓力傳感器，無需調(diào)節(jié)螺桿轉(zhuǎn)速，電液系統(tǒng)驅(qū)動活塞桿前移；③、螺桿和活塞桿工作直至注塑完成，需再次注塑，開始循環(huán)以上步驟。在步驟I的預(yù)塑階段之前還有以下步驟的準(zhǔn)備階段①、通過第一接近開關(guān)判斷活塞是否處于注射料筒內(nèi)壁的最前端，若是，則進(jìn)入預(yù)塑階段；若否，則控制電液系統(tǒng)驅(qū)動活塞桿前移，直至獲得由第一接近開關(guān)發(fā)出的活塞已經(jīng)到位的反饋信號，再停止活塞桿工作，并進(jìn)入預(yù)塑階段；由于設(shè)置自判斷準(zhǔn)備階段，不僅可以作為系統(tǒng)開始進(jìn)入循環(huán)的標(biāo)志，還可以將在機(jī)器中的上次剩余的余料、廢料排凈。通過控制器接收和處理第二熔體壓力傳感器、第一熔體壓力傳感器、第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)的反饋信號，同時預(yù)設(shè)和調(diào)節(jié)異步變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速?？刂破魍ㄟ^壓力傳感器P1、P2反饋的信號進(jìn)行比較，若P2大于P1，則發(fā)出控制信號至異步變頻電機(jī)改變螺桿轉(zhuǎn)速S’ 轉(zhuǎn)速S，=KsS1,S1為螺桿的初速轉(zhuǎn)速；Ks為壓差系數(shù)，主要由電機(jī)功率P，工藝要求注射量Q，活塞前端壓力P2和預(yù)塑壓力Pl決定Ks = F(P, QjP2jP1)由于鋼球的止逆作用，即使活塞前端壓力P2再大，也不會造成熔融塑料從注射料筒回流到預(yù)塑料筒。壓差反饋控制的新型擠注式注塑系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)(I)注射速度 800mm/s ；(2)注射壓力 86· 2MPa ；(3)理論塑化能力(PE) 180g/s ；(4)理論注射速率(PE)2345g/s。(5)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視、故障診斷和在線編程功能。本實用新型的各項性能指標(biāo)尤其適用于超大注射量要求的注射成型設(shè)備的使用。以上僅就本實用新型較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權(quán)利要求的限制。本實用新型不僅局限于以上實施例，其具體結(jié)構(gòu)允許有變化，如傳感器、接近開關(guān)的安裝位置可根據(jù)需要略作調(diào)整，等等?？傊苍诒緦嵱眯滦酮毩?quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種擠注式大注射量注塑成型裝置，包括射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)、噴嘴(10)和三通閥(I)，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)包括預(yù)塑前料筒(2)、螺桿(3)和預(yù)塑料筒(4)，所述的螺桿(3)設(shè)置在預(yù)塑料筒(4)內(nèi)，所述的注射機(jī)構(gòu)包括注射前料筒(5)、注射料筒￠)、套設(shè)有活塞(7)的活塞桿(8)和電液系統(tǒng)(9)，所述的活塞桿(8)設(shè)置在注射料筒￠)內(nèi)，所述的電液系統(tǒng)(9)與活塞桿(8)連接；所述的射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)均通過三通閥(I)與噴嘴(10)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠注式大注射量注塑成型裝置，其特征在于所述的預(yù)塑料筒(4)內(nèi)安裝有第一熔體壓力傳感器(P1),所述的注射前料筒內(nèi)設(shè)有第二熔體壓力傳感器(P2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠注式大注射量注塑成型裝置，其特征在于所述的預(yù)塑前料筒(2)與三通閥(I)之間連接有止逆連接筒(11)，所述的止逆連接筒(11)內(nèi)設(shè)有單向閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擠注式大注射量注塑成型裝置，其特征在于所述的活塞(8)的外環(huán)面上設(shè)有密封環(huán)(12)，所述的密封環(huán)(12)與注射料筒(6)內(nèi)壁相貼合，將活塞(8)與注射料筒(6)內(nèi)的熔融塑料隔開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的擠注式大注射量注塑成型裝置，其特征在于所述的注射料筒出)內(nèi)壁前后分別設(shè)置了第一接近開關(guān)(K1)和第二接近開關(guān)(K2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擠注式大注射量注塑成型裝置，其特征在于所述的注塑成型裝置還包括控制器，所述的控制器包括依次電連接的處理器、A/D轉(zhuǎn)換電路、放大電路和采集電路，所述的采集電路與第一接近開關(guān)(K1)、第二接近開關(guān)(K2)、第一熔體壓力傳感器(P1)和第二熔體壓力傳感器(P2)電連接，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)還包括異步變頻電機(jī)(13)，所述的螺桿(3)由異步變頻電機(jī)(13)驅(qū)動，所述的異步變頻電機(jī)(13)與處理器電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擠注式大注射量注塑成型裝置，其特征在于所述的單向閥包括鋼球(14)和銷子(15)，在止逆連接筒(11)內(nèi)設(shè)有用于安裝鋼球(14)的錐形部位(16)，所述的銷子(15)將鋼球(15)擋于錐形部位(16)內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種擠注式大注射量注塑成型裝置，包括射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)、噴嘴(10)和三通閥(1)，所述的射前儲料機(jī)構(gòu)包括預(yù)塑前料筒(2)、螺桿(3)和預(yù)塑料筒(4)，所述的螺桿(3)設(shè)置在預(yù)塑料筒(4)內(nèi)，所述的注射機(jī)構(gòu)包括注射前料筒(5)、注射料筒(6)、套設(shè)有活塞(7)的活塞桿(8)和電液系統(tǒng)，所述的活塞桿(8)設(shè)置在注射料筒(6)內(nèi)，所述的電液系統(tǒng)(9)與活塞桿連接；所述的射前儲料機(jī)構(gòu)、注射機(jī)構(gòu)均通過三通閥與噴嘴連接。經(jīng)過準(zhǔn)備階段、預(yù)塑階段、注塑階段等過程。本實用新型能夠滿足大注射量的需求，無需根據(jù)注射量的多少來設(shè)計對應(yīng)的注塑機(jī)型，通用性好，適用范圍廣，提高了注射效率，節(jié)能高效。
文檔編號B29C45/18GK202895632SQ20122039636
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者許忠斌, 徐浙云, 鄭建國, 周宏偉, 岳欽楊, 吳敬陽, 李立峰, 陸晨風(fēng) 申請人:泰瑞機(jī)器股份有限公司, 浙江大學(xué)