专利名称：液体硅胶挤出成型硫化成套方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以液体硅胶为原料的、可大容量精确、平稳、连续注射供料的、用挤出成型硫化方式来生产橡胶制品的方法与设备。
背景技术：
沿用多年的橡胶制品生产是以固体橡胶为原料，经炼胶、预成型等繁重而耗能的加工工序，原料杂质相对多，不适于作医疗保健用品和食品包装。上世纪中后期，才开始了液体硅胶的注射成型的研究和试生产，以克服固体胶难以制作形状复杂和精度要求高的产品的问题，当发现液体硅胶注射成型成本低、能耗小、工效高、能自动化配套的优点后，风糜流行至今。
总之，当今世界的液体硅橡胶制品的生产，采用的是注射成型方式，在模具中硫化，现有的各种液体硅胶注射机，包括改进型的热固性塑料注射成型机，因都不能连续、平稳送料，都不适用于挤出成型。而固体硅胶注射成型，在隧道式烘道中加热硫化，空气的热传导、红外辐射效率低，不能直接地正确控制产品硫化温度，极容易产生过硫化，因而耗能、增大废品率。
本发明是另劈蹊径，用液体硅胶为原料，用挤出成型方式生产橡胶制器，特别是生产长条的胶管、胶片、胶条等，则，作为注射机必须能满足精确计量、平稳、大容量连续供料的要求，作为成型硫化装置，必须能正确而直接地控制产品硫化温度，特别核心的是液体硅胶在挤出模口后，如何克服重力影响不使其变形、拉断、甚至无法成型的难题。可见，必须有一整套方法和相应设备来攻克这一全新的课题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的现状，设计出一种用液体硅胶为原料，采用能大容量连续、平稳、精确供料的联动注射设备，用挤出成型方式、液态介质中硫化的液体硅胶挤出成型硫化成套方法与设备。
本发明可以通过如下措施来实现本液体硅胶挤出成型硫化成套设备，包含有计量与混合装置、注射机、成型硫化装置、牵引收卷装置、自动控制装置五部分，前三部分有输料管相连，选用的计量泵为体积式计量泵，选用的混合器为静态混合器，静态混合器安装在计量泵与A、B组份硅胶容器或其它物料容器的输出端，所说的注射机为联动注射机，由料缸、液压系统及其液压缸、距离尺、阀组成的至少两套基本工作单元组成，这至少两套基本工本单元中的料缸的阀有进料阀F1、F2和出料阀F3、F4，分别安装在料缸的进、出料端，指示活塞杆行程的距离尺安装在活塞杆旁；成型硫化装置的机头上安装有模具、盛液态介质用的外介质筒，输料管连接机头；橡胶制品连接牵引收卷装置，各工作部件由导线连接自动控制装置。
本液体硅胶挤出成型硫化成套方法中的计量与混合工序，与液体硅胶注射成型方法相比，一是将A、B组份液体硅胶先在静态混合器中混合，再贮料于料缸内；第二是联动注射机中料缸与自动控制系统、距离尺、进料阀、出料阀作为一个基本工作单元，互相配合开展工作，现以两个基本工作单元(简称双缸)为例，按大容量和小容量注射两种情况，分述贮料和注射两步骤(一)注射量≤单只料缸最大容量的小容量注射(1)贮料启动计量泵，阀F1开，F2、F3、F4闭，A、B组份混合料经静态混合器混合后进左侧料缸，当距离尺显示储料量达设定值时，计量泵停止工作，阀F1闭，F2、F3、F4也关闭；(2)注射启动液压系统及其液压缸，打开阀F3，关闭F1、F2、F4，左侧液压缸推动活塞将左侧缸料中的混合料注射到输料管直至模具型腔内；(二)注射量＞单只料缸最大容量的大容量注射(1)储料启动计量泵，阀F1开，F2、F3、F4闭，左侧料缸贮料，贮满后，切换到右侧料缸继续贮料，则阀F1关，F2开，F3、F4继续关闭，原料便贮于右侧料缸中，当总注射量＞两料缸贮料量时，两料缸均需贮至最大值；(2)注射启动液压系统及其液压缸，阀F3开，F1、F2、F4关，左侧料缸开始注射，至注射完时F3关，F1、F4开，F2关，右侧料缸开始注射，与此同时，计量泵再次启动，左侧料缸开始第二次贮料，贮料速度＞注射速度，轮翻交替，如此循环至总设定的注射量注射完后，阀F1、F2、F3、F4全关闭，液压系统、计量泵停止工作，整个联动注射完成；当设定的注射量极大时，左、右侧料缸，便长期轮翻交替贮料和注射。
第三是挤出成型与硫化方法，包括如下工序(1)内介质与外介质的选料与配制；(2)将外介质倒入硫化筒内并加热；(3)当外介质由加热器加热到设定温度时，开启联动注射机，注射进料至模具；(4)原料挤出模口后进入外介质开始硫化，产出预制品；(5)将预制品进入牵引收卷，调节并稳定进料和牵引速度，控制好制品外形尺寸后，即可生产无内管腔的产品；如生产有内管腔的产品，则尚需连续进行下列工序(6)将内介质充缸中的内介质经连管充入模具芯管至产品内管腔的下端内，到产品内管腔直径达到要求止；(7)调节进料和牵引速度，以控制产品壁厚，至壁厚符合要求，稳定进料与牵引速度，连续生产有内管腔的产品，牵引收卷、检验入库。
本发明还可以通过如下措施来完善所说的机头上的模具芯管经内介质连管与内介质充缸相连；所说的内、外介质是液态的醇类、酯类、油类、盐类、水、糖类中至少一种，内介质还包括气体；选用的液态内、外介质的比重与液态硅胶相近，沸点高于液体硅胶的硫化温度。
附图为本发明的成套设备双缸式结构示意图。
具体实施例方式
本发明下面将结合实施例并参照附图予以进一步详述如今固体硅胶的挤出成型，在烘箱中，以空气作介质进行硫化成型，温度传感器不能直接接触产品，只能接触烘箱体，产品与热空气接触，热效率低，温控误差大，容易造成产品的过硫化而耗能和增加废品。如果用上述方法，则液体硅胶作原料制作胶管之类的产品时，当液体硅胶挤出模口后，在空气介质中，因受重力影响，极易拉断、变形、甚至不能成型。
本发明采用液体作传热介质，同时使制品在液体介质中重力与浮力基本平衡的环境中硫化，一方面克服重力影响，使产品不变形，另一方面在改善热传导效率的同时，还可通过液体介质直接而准确控制产品硫化温度，从而节能、高效、提高正品率。因此，本成型硫化装置，需在机头10上安装盛液体外介质13用的硫化筒12，在生产有内管腔的胶管产品14时，模具19的芯管21还连接有内介质连管20和内介质充缸18。一般情况下，内外介质13和17可以是同一种液体，要求与液体硅胶的比重相近，沸点高于硅胶的硫化温度的液体，无毒、低成本、易获得、易清洗等条件也一并考虑，如甘油等是合适的。本申请虽指明是液体硅胶为原料，实际上其它液体橡胶，方法和设备可通用，只是液体介质尚需另作选择。如果生产内管腔很细小的产品，则内介质不一定用液体，可考虑用空气。
本发明的另一关键是设计出一种联动注射机及配套的控制程序，能大容量连续、精确、平稳注射供料，只有这样才能真正成功实现液体硅胶的挤出成型硫化生产。
联动注射机中，姑且把一个料缸7、一套液压系统6及其液压缸5、一只距离尺4、相应的部分输料管8和阀称为一套基本工作单元(以下简称单缸)，本发明至少两套基本工作单元(以下简称双缸，余类推)，现以双缸为例来说明，双缸即两个料缸7中必须贮存由静态混合器混合好的A、B液体硅胶混合料，在自动控制装置、液压系统及其液压缸、距离尺进出料阀的作用下，两料缸轮翻交替循环贮料与注射，直至设定值注射完，能大容量连续、精确、平稳注射供料，符合液态硅胶挤出成型的供料要求。料缸也可以为三缸，A、B料在三只缸内轮翻交替循环贮料与注射。还可以两两配对的四缸，两只料缸装A、B混合料，进行轮翻交替贮料与注射，另两缸装颜料糊，进行轮翻交替贮存与注射，并用另一静态混合器将AB混合料与颜料糊混入后注入模具，生产彩色胶管。生产一些彩色的，或需加入添加剂的，需采用多缸。如果，在需多种液体胶配比混合、并有改性添加剂时，可以是多个料缸及与其配套的液压系统等作为一个基本工作单元，进行多缸与多缸的组合。本方法和附图均以双缸式为例来说明，同行普通科技人员可通过双缸式技术信息，举一反三地推知三缸、四缸、更多缸的操作方法与设备结构，恕不细述。牵引收卷装置15与传统方法、结构相同。自动控制装置16的关键是程序编制，自动化程度不同，编程不同，基本工作单元数量不同，编程也不同，这属于计算机程序的版权保护，不再叙述。
成型硫化装置中的硫化筒12外形可筒形，可槽形、深盘形等；加热器11有多种，可以是加热圈、电热棒或其它；原料除液体硅胶外，还可包括低粘度即粘度在3000Pa.S(r＝0.9s-1)以下的各种橡胶，均适于作本发明的原料。因原料的比重、硫化温度不同，液体介质要另选，编程因工艺条件不同要有所调整。
权利要求
1.一种液体硅胶挤出成型硫化成套设备，包含有计量与混合装置、注射机、成型硫化装置、牵引收卷装置(15)、自动控制装置(16)五部分，前三部分有输料管(8)相连，其特征是选用的计量泵为体积式计量泵(1)，选用的混合器为静态混合器(9)，静态混合器(9)安装在计量泵(1)与A、B组份硅胶容器(2、3)或其它物料容器的输出端，所说的注射机为联动注射机，由料缸(7)、液压系统(6)及其液压缸(5)、距离尺(4)、阀共为一套基本工作单元的至少两套基本工作单元组成，至少两套基本工本单元中的料缸(7)有进料阀F1、F2和出料阀F3、F4，分别安装在料缸(7)的进、出料端，指示活塞杆行程的距离尺(4)安装在活塞杆旁，成型硫化装置的机头(10)上安装有模具(19)、盛液态介质的外介质筒(12)，输料管(8)连接机头(10)，橡胶制品(14)连接牵引收卷装置(15)，各工作部件由导线连接自动控制装置(16)。
2.如权利要求1所述的液体硅胶挤出成型硫化成套设备，其特征是所说的机头(10)上的模具芯管(21)经内介质连管(20)与内介质充缸(18)相连。
3.一种液体硅胶挤出成型硫化成套方法，其特征是计量与混合方法和液体硅胶注射成型方法相比，首先将A、B组份液体硅胶在静态混合器(9)中混合，再贮料于料缸(7)内；第二是说的联动注射机中料缸(7)与自动控制系统(16)、距离尺(4)、进料阀、出料阀互相配合组成一个基本工作单元开展工作，具体分为贮料和注射两步骤(一)注射量≤单只料缸最大容量的小容量注射(1)贮料启动计量泵(1)，阀F1开，F2、F3、F4闭，A、B组份混合料经静态混合器(9)混合后进左侧料缸(7)，当距离尺(4)显示储料量达设定值时，计量泵()停止工作，阀F1闭，F2、F3、F4也关闭；(2)注射启动液压系统(6)及其液压缸(5)，打开阀F3，关闭F1、F2、F4，左侧液压缸(5)推动活塞将左侧缸料(7)中的混合料注射到输料管(8)直至模具(19)型腔内；(二)注射量＞单只料缸最大容量的大容量注射(1)储料启动计量泵(1)，阀F1开，F2、F3、F4闭，左侧料缸贮料，贮满后，切换到右侧料缸继续贮料，则阀F1关，F2开，F3、F4继续关闭，原料便贮于右侧料缸中，当总注射量＞两料缸贮料量时，两料缸均需贮至最大值；(2)注射启动液压系统(6)及其液压缸(5)，阀F3开，F1、F2、F4关，左侧料缸开始注射，至注射完时F3关，F1、F4开，F2关，右侧料缸开始注射，与此同时，计量泵再次启动，左侧料缸开始第二次贮料，贮料速度＞注射速度，轮翻交替，如此循环至总设定的注射量注射完后，阀F1、F2、F3、F4全关闭，液压系统、计量泵停止工作，整个联动注射完成；当设定的注射量极大时，左、右侧料缸，便长期轮翻交替贮料和注射。第三是挤出成型与硫化方法，包括如下工序(1)内介质(17)与外介质(13)的选料与配制；(2)将外介质倒入硫化筒(12)内并加热；(3)当外介质(13)由加热器(11)加热到设定温度时，开启联动注射机，注射进料至模具(19)；(4)原料挤出模口后进入外介质开始硫化，产出预制品；(5)将预制品进入牵引收卷(15)，调节并稳定进料和牵引速度，控制好制品外形尺寸后，即可生产无内管腔的产品；如生产有内管腔的产品，则尚需连续进行下列工序(6)将内介质充缸(18)中的内介质(17)经连管充入模具芯管(21)至产品内管腔的下端内，到产品内管腔直径达到要求止；(7)调节进料和牵引速度，以控制产品壁厚，至壁厚符合要求，稳定进料与牵引速度，连续生产有内管腔的产品(14)，牵引收卷、检验入库。
4.如权利要求3所述的液体硅胶挤出成型硫化成套方法，其特征是所说的内、外介质是液态的醇类、酯类、油类、盐类、水、糖类中至少一种，内介质还包括气体。
5.如权利要求3或4所述的液体硅胶挤出成型硫化成套方法，其特征是选用的液态内、外介质的比重与液态硅胶相近，沸点高于液体硅胶。
全文摘要
一种液体硅胶挤出成型硫化成套方法与设备，有计量与混合装置(1、9)、联动注射机、成型硫化装置、牵引收卷装置(15)、自动控制装置(16)五部分，联动注射机中的料缸(7)、液压系统(6)及其液压缸(5)、距离尺(4)、阀组成至少两套基本工作单元，能大容量连续、平稳、精确供料，成型硫化装置的机头(10)上安装有模具(19)和硫化筒(12)，制品在液体的内介质(17)和外介质(13)中硫化，直接而正确掌握硫化温度，节能，不会过硫化。液体硅胶在液体介质中重力受浮力的抵销，产品成型好，不会产生在空气介质中易变形、拉断、甚至不能成型的问题，且可制成形状复杂、精度高的产品，更适用于医疗、食品领域，绝缘、绝热性好、节能、工效高等优点。
文档编号B29C45/53GK1947987SQ20061014906
公开日2007年4月18日 申请日期2006年11月25日 优先权日2006年11月25日
发明者佘晓峰 申请人:佘晓峰