專利名稱：氣體輔助注塑設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用氣體輔助注塑成型工藝技術改進塑料制件質(zhì)量的設備結構，特別是涉及一種氣體輔助注塑設備。
背景技術：
注塑成型是依靠注塑機對熱熔塑料產(chǎn)生壓力進入模腔，巨大的壓力不僅使塑料充滿模腔，而且使之緊貼模具表面，從而得到外型完整，表面優(yōu)質(zhì)的塑料工件。氣體輔助注塑工藝是伴隨塑料注入一定壓力的氣體，高壓氣體具有沿阻力最小方向前進的特性，在模腔內(nèi)氣流通道總是在較熱、粘度較低的塑料中通過，緊貼模壁的塑料先固化。因此，氣體基本上在熔料的中間推動塑料緊貼模壁表面。同時在注塑過程中在工件的內(nèi)部形成氣道或稱空腔。氣體一般采用隋性氣體(如N2)，通過控制壓力的參數(shù)(缺料注塑)，使氣體沿料厚方向形成氣道，氣道形成網(wǎng)架狀，氣體在氣道內(nèi)保壓，使塑料緊貼模具表面凝固。氣體排入大氣，模具打開，取出工件。
此種工藝采用至今，早期技術發(fā)明了多種多樣的設備，在增壓方式上有的采用活塞式壓縮機方式，由于油氣不能完全隔離，造成高壓氣體污染，而且部件容易損壞，維修成本高。有的采用氣動增壓泵方式，由于氣量小，不適于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)使用。有的系統(tǒng)過于復雜，對排氣也進行了不必要的控制，使設備造價昂貴。有些控制設備單純采用氣瓶和單向閥進行控制，只能完成簡單工作，不能對氣體進行多級控制，更不能任意調(diào)整壓力、時間、速率等基本參數(shù)。有些采用單閉環(huán)控制，不能克服超調(diào)與精確控制之間的矛盾，使系統(tǒng)要么反應慢，不能迅速達到工藝所要求的壓力；要么穩(wěn)不住壓力，壓力起伏變化巨大。
現(xiàn)有技術在設備系統(tǒng)中大多未采用緩沖罐，不能穩(wěn)定精確地控制進入模腔的氣體壓力。
本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有技術之缺點，而提供一種氣體輔助注塑設備。

發(fā)明內(nèi)容
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設計方案本發(fā)明由高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng)，大容量的高壓氮氣儲罐，氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成。氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)含高壓氣路、低壓氣路系統(tǒng)。在高壓氣路、低壓氣路系統(tǒng)中至少有一個高壓緩沖罐，其作用是使高壓氣體及時得到補充，保證精確控制壓力的實現(xiàn)。有兩路閉環(huán)氣路控制，采用雙閉環(huán)伺服控制方法，完成對氣體的壓力、壓力升降速度和時間的精確控制。由高壓傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓力伺服閥、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、電磁比例閥和計算機控制系統(tǒng)組成高壓閉環(huán)氣路控制；由低壓傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓力伺服閥、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、電磁比例閥和計算機控制系統(tǒng)組成低壓閉環(huán)氣路控制。計算機控制系統(tǒng)通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器采集信號，與計算機控制系統(tǒng)設定的值比較，輸出相應的信號給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器控制電磁比例閥和壓力伺服閥，計算機在壓力上升階段采用低壓閉環(huán)控制，在保壓和壓力下降階段采用高壓閉環(huán)控制，以適應氣體輔助塑料件生產(chǎn)的特殊工藝要求，達到壓力的精確控制。
在氣體輔助注塑成型的壓力控制中，有一典型的壓力曲線，如圖3所示，氣體進入熔態(tài)塑料時，需要快速形成氣道的網(wǎng)架結構，工藝上要求升壓(如圖3的a、c段)迅速。此時，控制由低壓閉環(huán)完成，使高壓壓力快速建立，滿足工藝要求。而保壓和降壓階段(如圖3的b、d至i段)工藝要求壓力精確控制，則由高壓閉環(huán)控制。這時控制精確，壓力平穩(wěn)，正是工藝所需要的。高壓緩沖罐的使用，使高壓氣體及時得到補充，保證精確控制壓力的實現(xiàn)。工件經(jīng)過多段保壓過程逐漸冷卻，直至成型、開模，完成生產(chǎn)循環(huán)。本發(fā)明的設計方案可以精確地實現(xiàn)這一典型的壓力曲線，達到壓力的精確控制。


圖1為本發(fā)明的結構示意2為本發(fā)明的局部示意3為壓力曲線圖
具體實施例方式實施例1如圖1所示，本發(fā)明由高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng)2，大容量的高壓氮氣儲罐1，氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成。氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)含高壓氣路、低壓氣路兩路閉環(huán)控制，由高壓傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓力伺服閥、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、電磁比例閥和計算機控制系統(tǒng)組成高壓閉環(huán)氣路控制；由低壓傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓力伺服閥、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、電磁比例閥和計算機控制系統(tǒng)組成低壓閉環(huán)氣路控制。
高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng)2產(chǎn)生的氮氣經(jīng)過截止閥3分成兩路，一路儲存在高壓緩沖罐5中，通過截止閥7和過濾器23后，作為高壓伺服閥22的氣源。另一路經(jīng)過過濾器6進入減壓閥8，經(jīng)減壓閥8調(diào)節(jié)成為低壓，作為比例電磁比例閥10的氣源，壓力表4、9接在氣路中。計算機16根據(jù)使用者的設置輸出控制信號，經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器11進入電磁比例閥10控制端。電磁比例閥10可以實現(xiàn)電信號對氣體壓力變化的控制，控制信號轉(zhuǎn)化為低壓氣壓供給高壓伺服閥22的驅(qū)動端。高壓伺服閥22驅(qū)動端的壓力變化調(diào)節(jié)出口壓力。低壓壓力輸出經(jīng)傳感器12經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器13反饋到計算機16；高壓輸出壓力由傳感器20經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器13反饋到計算機16，形成兩路閉環(huán)控制。計算機16接收到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器13反饋信號，根據(jù)設定的程序發(fā)出信號給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器11，控制電磁比例閥10和高壓伺服閥22，達到壓力的精確控制。經(jīng)控制的氮氣通過氣嘴或氣針15進入模具19的模腔17，塑料18在模腔17內(nèi)。從而完成氣體輔助注塑生產(chǎn)全過程。感應開關14可接受來自注塑機的信號，接入計算機16，自動啟動氣體輔助注塑生產(chǎn)的循環(huán)過程，壓力表21接在氣路中高壓伺服閥22之后。啟動時間任意可調(diào)。高壓進氣壓力、減壓壓力和控制進入模腔的氣壓可通過壓力表4、9和21進行監(jiān)測。
實施例2如圖2所示，高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng)2包括空氣壓縮機24、空氣壓力表25、壓力開關26、27、電磁閥28、過濾器29、30、管路加熱器31、溫控儀32、測溫儀33、氮氣分離膜組34、35、節(jié)流閥36、單向閥37、氮氣壓力表38、減壓閥39、流量計40、測氧儀41、氮氣儲罐42、截止閥43、膜式高壓壓縮機44。空氣壓縮機24產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)冷干除油后，再經(jīng)過一級過濾器29和二級過濾器30去除顆粒雜質(zhì)。壓縮空氣的壓力可通過壓力表25觀測。壓縮空氣經(jīng)管路加熱器31加熱后進入并聯(lián)的氮氣分離膜組34、35，產(chǎn)生的氮氣經(jīng)節(jié)流閥36、單向閥37、流量計40、測氧儀41完成氮氣純度的調(diào)節(jié)和測量。氮氣存儲在氮氣儲罐42中，氮氣壓力可由氮氣壓力表38觀測，壓力開關26、27和電磁閥28控制壓力，并有保護作用。達到壓力和純度要求的潔凈氮氣經(jīng)截止閥43進入膜式高壓壓縮機44。
權利要求
1.一種由高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng)，大容量的高壓氮氣儲罐，氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成的氣體輔助注塑設備，其特征在于氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)含高壓氣路、低壓氣路系統(tǒng)，在高壓氣路、低壓氣路系統(tǒng)中至少有一個高壓緩沖罐，有兩路閉環(huán)氣路控制，由高壓傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓力伺服閥、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、電磁比例閥和計算機控制系統(tǒng)組成高壓閉環(huán)氣路控制；由低壓傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、壓力伺服閥、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、電磁比例閥和計算機控制系統(tǒng)組成低壓閉環(huán)氣路控制，計算機控制系統(tǒng)通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器采集信號，與計算機控制系統(tǒng)設定的值比較，輸出相應的信號給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器控制電磁比例閥和壓力伺服閥。
2.根據(jù)權利要求1所述的，其特征在于高壓氮氣發(fā)生器產(chǎn)生的氮氣經(jīng)過截止閥分成兩路，一路儲存在高壓緩沖罐中，通過截止閥和過濾器后，作為高壓伺服閥的氣源，另一路經(jīng)過過濾器進入減壓閥，經(jīng)減壓閥調(diào)節(jié)成為低壓，作為比例電磁閥的氣源，計算機輸出控制信號，經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器進入比例閥控制端，控制信號轉(zhuǎn)化為低壓氣壓供給高壓伺服閥的驅(qū)動端，低壓壓力輸出經(jīng)傳感器經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器反饋到計算機；高壓輸出壓力由傳感器經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器反饋到計算機，計算機接收到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器反饋信號，發(fā)出信號給數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，控制電磁比例閥和高壓伺服閥，形成兩路閉環(huán)控制，經(jīng)控制的氮氣通過氣嘴或氣針進入模腔。
3.根據(jù)權利要求2所述的，其特征在于感應開關接受來自注塑機的信號，接入計算機，壓力表接在氣路中高壓伺服閥之后。
4.根據(jù)權利要求2所述的，其特征在于高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng)包括空氣壓縮機、空氣壓力表、壓力開關、電磁閥、過濾器、管路加熱器、溫控儀、測溫儀、氮氣分離膜組、節(jié)流閥、單向閥、氮氣壓力表、減壓閥、流量計、測氧儀、氮氣儲罐、截止閥、膜式高壓壓縮機，空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過過濾器，再經(jīng)管路加熱器加熱后進入并聯(lián)的氮氣分離膜組，產(chǎn)生的氮氣經(jīng)節(jié)流閥、單向閥、流量計、測氧儀存儲在氮氣儲罐中，氮氣經(jīng)截止閥進入膜式高壓壓縮機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體輔助注塑設備。由高壓氮氣發(fā)生器系統(tǒng),大容量的高壓氮氣儲罐,氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)組成。氣體進入塑料模具的壓力控制裝置系統(tǒng)含高壓氣路、低壓氣路兩路閉環(huán)控制,在高壓氣路、低壓氣路系統(tǒng)中至少有一個高壓緩沖罐,其作用是使高壓氣體及時得到補充,保證精確控制壓力的實現(xiàn)。計算機在壓力上升階段采用低壓閉環(huán)控制,在保壓和壓力下降階段采用高壓閉環(huán)控制,以適應氣體輔助塑料件生產(chǎn)的特殊工藝要求,可以精確地實現(xiàn)典型的壓力曲線,達到壓力的精確控制,
文檔編號B29C45/17GK1382579SQ0114434
公開日2002年12月4日 申請日期2001年12月17日 優(yōu)先權日2001年12月17日
發(fā)明者劉鴻飛, 郭金源, 許立新, 陳宇功 申請人:北京聯(lián)發(fā)中拓科技發(fā)展有限公司