專利名稱：錐形螺桿注射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型錐形螺桿注射機(jī)，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(jī)既可用于實(shí)驗(yàn)也能直接生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
往復(fù)螺桿式注射機(jī)，工作原理是物料在機(jī)筒內(nèi)加熱塑化，依靠機(jī)筒內(nèi)螺桿的旋轉(zhuǎn)將物料進(jìn)一步塑化并輸送至螺桿端部。達(dá)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(jié)構(gòu)簡單等特點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。實(shí)際上，傳統(tǒng)往復(fù)螺桿式注射機(jī)貯料段就是計(jì)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(zhuǎn)塑化后向前移動才能完成。注射時，與螺桿旋轉(zhuǎn)相關(guān)機(jī)構(gòu)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(dǎo)致注射量也??；(3)小料筒內(nèi)容易形成高壓注射和高剪切導(dǎo)致物料分解；塑化與注射必須依次進(jìn)行，相互限制，導(dǎo)致注射機(jī)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。本實(shí)用新型將貯料段與前面的計(jì)量段分開，貯料段內(nèi)容積的變化完全是為了實(shí)現(xiàn)注射，計(jì)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(nèi)與噴嘴相連活塞進(jìn)行移動來改變貯料段容積，不需要相對料筒移動螺桿旋轉(zhuǎn)相關(guān)機(jī)構(gòu)。這樣，實(shí)現(xiàn)了塑化和注射功能分離，可以進(jìn)行連續(xù)塑化，明顯提高產(chǎn)率；這種新型注射機(jī)注射容量不象普通注塑機(jī)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(guān)?？梢杂幂^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(jī)中使用普通柱形螺桿，本實(shí)用新型在塑化-注射分離結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，采用錐形螺桿高效塑化系統(tǒng)，明顯提高物料的塑化質(zhì)量。錐形螺桿擠出已經(jīng)成功應(yīng)用于聚氯乙烯等熱敏性材料、高填充復(fù)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(dǎo)，更易實(shí)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(chǎn)生的剪切較低，摩擦熱也較小，熱損傷的危險性??；螺槽容積沿?cái)D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(jié)合方案可解決傳統(tǒng)注射機(jī)許多問題，擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，具有高效節(jié)能的特點(diǎn)。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(jī)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(nèi)，物料受到剪切、摩擦和加熱、揉搓而增強(qiáng)混合塑化效果；物料正向輸送能力大，產(chǎn)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(jī)中得到普遍的應(yīng)用。同理，多螺桿可進(jìn)一步提高產(chǎn)量。這樣，將雙螺桿、三螺桿甚至多螺桿塑化系統(tǒng)可應(yīng)用于本實(shí)用新型的塑化-注射分離工藝將大大提高物料的塑化效率和質(zhì)量，對于成型大型注塑制品有獨(dú)特優(yōu)勢。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型錐形螺桿注射機(jī)，主要由加料裝置、螺桿、機(jī)筒、電機(jī)、傳動裝置、貯料和注射系統(tǒng)、加熱裝置、模具和合模機(jī)構(gòu)等組成。本實(shí)用新型中注射機(jī)采用塑化-注射分離式結(jié)構(gòu)，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。本實(shí)用新型中塑化-注射分離式結(jié)構(gòu)將貯料段與前面的計(jì)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(nèi)容積，不要求螺桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對料筒前后移動。貯料段內(nèi)容積的變化僅僅實(shí)現(xiàn)注射，計(jì)量段之前部分則只完成塑化和混煉。該新型注射機(jī)工作時，物料經(jīng)螺桿塑化后進(jìn)入貯料缸，貯料缸內(nèi)活塞相對貯料缸體前進(jìn)而縮小容積進(jìn)行注射，將貯料缸內(nèi)的熔體壓射出噴嘴進(jìn)入模腔。注射結(jié)束，貯料缸內(nèi)活塞相對貯料缸體后退而增大容積進(jìn)行貯料。這種新型注射機(jī)注射容量不象普通注塑機(jī)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(guān)。實(shí)現(xiàn)塑化和注射功能分離， 可以進(jìn)行連續(xù)塑化，明顯提高產(chǎn)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(jī)中螺桿為普通直柱形螺桿，本實(shí)用新型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(jī)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(zhuǎn)方向可以進(jìn)行多種組合，需要根據(jù)不同物料和工藝要求進(jìn)行選擇，以最小的能耗得到最佳的制品。本實(shí)用新型的效果本實(shí)用新型中注射機(jī)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(jī)采用塑化-注射分離式結(jié)構(gòu)，明顯提高產(chǎn)量，擴(kuò)大注射機(jī)適用范圍。螺桿可以采用雙螺桿或三螺桿，增強(qiáng)了物料在塑化中的混合效果，同時
提高了產(chǎn)量。

圖1本實(shí)用新型錐形螺桿注射機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖圖2本實(shí)用新型錐形螺桿注射機(jī)采用雙螺桿時的結(jié)構(gòu)示意圖圖3采用一字形排列錐形三螺桿時的螺桿排布示意圖圖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(shí)施方案實(shí)施方案一如圖1，本實(shí)用新型錐形螺桿注射機(jī)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(jī)1，傳動裝置2，加料裝置3，加熱裝置4，機(jī)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(jī)座拉桿11和液壓缸15 等?；钊?和噴嘴8聯(lián)結(jié)在一起，內(nèi)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(jī)1帶動下旋轉(zhuǎn)塑化物料。在背壓作用下，物料經(jīng)過止逆裝置6進(jìn)入貯料缸13。機(jī)座拉桿 11帶動機(jī)座整體(螺桿旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(1、2、10)、料筒及貯料缸固定于該機(jī)座)后退擴(kuò)大容積進(jìn)行充分貯料。將噴嘴調(diào)整到與模具澆口接觸，在液壓缸15作用下，機(jī)座拉桿11帶動機(jī)座整體向前快速移動，物料經(jīng)過流道14并經(jīng)噴嘴8進(jìn)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(zhuǎn)進(jìn)行塑化，也可暫停等待注射完成再塑化。注射完成后，機(jī)座拉桿11帶動機(jī)座整體后退再貯料。如此重復(fù)，便形成整個注射成型。實(shí)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、一字形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(chǎn)量和擴(kuò)大設(shè)備適用范圍。實(shí)施方案三與具體實(shí)施方案一原理相似，不同的是螺桿旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)(1、2、10)和料筒安置在注射機(jī)底座不前后移動，拉桿固定于注射機(jī)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?？s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(shí)施方案四與具體實(shí)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(jìn)行注射，開模時動模板后移帶動活塞移動擴(kuò)大貯料容積進(jìn)行貯料。實(shí)施方案五常規(guī)注射成型中物料經(jīng)噴嘴、流道和澆口進(jìn)入模腔。在大型制品等成型時，可以省略噴嘴，將貯料缸內(nèi)物料通過與活塞內(nèi)孔連接管式流道和澆口注射進(jìn)模腔。
權(quán)利要求1.錐形螺桿注射機(jī)，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(jī)筒、電機(jī)、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(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形螺桿注射機(jī)，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。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐形螺桿注射機(jī)，其特征在于塑化-注射分離式結(jié)構(gòu)中物料經(jīng)螺桿塑化后進(jìn)入貯料缸，貯料缸內(nèi)活塞相對貯料缸體前進(jìn)而縮小容積進(jìn)行注射，將貯料缸內(nèi)的熔體壓射出噴嘴進(jìn)入模腔進(jìn)行成型，注射結(jié)束，貯料缸內(nèi)活塞相對貯料缸體后退而增大容積進(jìn)行貯料；計(jì)量段之前只完成塑化和混煉，貯料缸內(nèi)容積的變化僅實(shí)現(xiàn)貯料和注射，螺桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)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(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型錐形螺桿注射機(jī)，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(jī)筒、電機(jī)、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(jié)構(gòu)物料經(jīng)螺桿塑化后進(jìn)入貯料缸，貯料缸內(nèi)活塞相對貯料缸體前進(jìn)而縮小容積進(jìn)行注射，將貯料缸內(nèi)的熔體壓射出噴嘴進(jìn)入模腔進(jìn)行成型。注射結(jié)束，貯料缸內(nèi)活塞相對貯料缸體后退而增大容積進(jìn)行貯料。計(jì)量段之前只完成塑化和混煉，貯料缸內(nèi)容積的變化僅實(shí)現(xiàn)貯料和注射，螺桿旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)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(guān)。
文檔編號B29C45/60GK202079740SQ20112009747
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者王克儉 申請人:北京化工大學(xué)