电磁感应螺杆式低压注胶设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种电磁感应螺杆式低压注胶设备，包括塑化段及注胶段，所述塑化段用于熔胶，所述注胶段用于将熔胶注入目标装置，所述塑化段包括一与所述注胶段连接的螺杆及一第一电磁感应装置，所述螺杆可旋转以剪切并输送所述熔胶，所述第一电磁感应装置用于加热所述螺杆，以使胶料熔化。本实用新型的优点在于，升温速度快、热效率高、且熔胶利用率高。
【专利说明】电磁感应螺杆式低压注胶设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低压注胶领域，尤其涉及一种电磁感应加热与螺杆式注塑结合在一起的电磁感应螺杆式低压注胶设备。
【背景技术】
[0002]电磁感应加热技术的发展:自十九世纪末期人们开始在工业中利用感应涡流进行加热以来，迄今无论在感应加热技术的研宄或是在感应加热的实际应用方面均已取得了显著进展。现在感应加热技术已广泛应用到国民经济的各个领域。在国外，感应加热技术已日趋成熟，现在致力于开发大功率全固态高频电源和开发高度自动化的热处理成套处理系统，在我国，随着电力系统的供应，感应加热也趋向于高频化、大容量化发展。目前在治金机械、轻工化学实验研宄以及尖端技术方面感应加热技术的重要性日益明显。对电热场的研宄分析和优化设计是提高感应加热效率关键所在，可以为感应加热装置的设计和改进提供理论依据。
[0003]螺杆注塑技术的发展:1988年，08811111和31121*011等通过在喷嘴处安装一个深度可调的小型特制热电偶，测量了储料室内熔体沿螺杆轴向的温度分布和径向三维温度分布，分析了螺杆转速、成型周期、料筒温度和背压等塑化工艺条件对熔体温度分布的影响，以及储料室内的熔体温度分布主要取决于螺杆的几何结构。1989年，％访以成等在螺杆上安装梨形或职II混合元件，或是在喷嘴处安装静止混合器，或是设置一两节屏障段，或是把这些元件相互组合来进行实验。结果表明，多波段的螺杆具有最好的混合性能；温度测量表明带有阻碍元件的螺杆的塑化性能最好，且能缩短加工成型周期。实验还表明，改善螺杆的结构比提高注射油缸背压的效果要好。同年，？66和81*11^61'通过自行研制的1？1118-8虹装置对储料室内的熔体温度均匀性进行研宄。1991年，^11=0等研宄了一种能够准确测量注塑成型中流动聚合物温度的新方法。借助这种方法设计的螺杆具有塑化效率高、熔融温度均一、混炼效果好的特点。1996年，1101*16等为了更好地注塑成型酚类混合物，设计了一种有助于提高混合物温度并降低其薪度的头部带有阻碍元件的螺杆。2003年，金志明等通过红外测温仪并借助计算机在线采集系统，测量了沿螺杆轴向的物料温差，分析了温差与加工工艺条件和螺杆参数之间的关系，得出了沿螺杆轴向的物料温差形成机理。同年，金志明等利用可视化装置系统地研宄了注射螺杆的熔融过程，对注射成型塑化系统中的固体床破碎机理进行了初步探索。2004年，等在012的高性能螺杆头上安装了勾形混合元件，与普通的螺杆相比，其降低了注射成型周期和破碎率，提高了熔融量和混合效果。2005年，金志明等通过可视化实验和在线数据采集系统，从熔融、温度均匀性、塑化能力等方面研宄了注塑螺杆。2008年，北京化工大学李世保对注射螺杆塑化能力及能耗的评价方法进行了研宄，通过测量塑化过程中的能耗及塑化时间，分析对比不同螺杆在塑化过程中的塑化产量及比能耗，同时从塑化质量上对不同螺杆的塑化能力进行评价。2009年，林宏伟借助超声波检测方法，从对无机粒子分散均匀性、停留时间分布及制品力学性能三个方面对不同螺杆的混炼能力予以评价。2010年，北京化工大学周雅文从制品的重量重复精度、塑化熔体的温度均匀性、熔体的粘度均匀性、螺杆的计量准确性及螺杆混合能力的表征等方面对螺杆性能进行了评价分析。
[0004]在目前，还没有把电磁加热技术及螺杆注胶技术结合起来应用于注塑设备上的。
[0005]目前所有的低压注塑设备，都是由胶缸6，胶管7，注塑机台8组成的，如图1所示。其中胶缸6采用加热棒(附图中未示)进行加热，主要起到熔胶的作用，通过齿轮泵(附图中未示)的作用使熔胶进入胶管，胶管7采用电阻丝进行加热，主要起到输送熔胶的作用，胶管7另一端接注塑机台8上的胶枪(附图中未示)，通过胶枪进行注胶，其中注塑机台8是设备的主体部分，所有的注胶动作控制及实施都在注塑机台8上实行。
[0006]目前现在的低压注胶机虽然解决了在低压低温下注胶的问题，但还存在着很多无法克服的问题:
[0007](1)加热效率:电阻丝及加热棒加热，效率低，耗时长，热损失高，浪费的电能又引起车间环境温度上升，大大缩短注塑机使用寿命。
[0008](2)热熔胶利用率:采用齿轮泵的方式，由于齿轮泵机械结构的先天缺陷，使得在注胶过程中出现漏胶、注胶不匀等问题。
[0009](3)加热温度控制:加热过程的热传递过程比较复杂，每个过程还存在热损失，导致加热的滞后性比较大，温度难以控制。
[0010](4)气泡:在熔胶的熔化过程中，难免会产生一些气泡如原料颗粒间隙气泡、原料自身气泡(树脂气体)和原料颗粒的水蒸气，使得在注胶时影响产品的质量，使产品产生缩水现象，会影响产品的介电常数。
[0011](5)注胶压力控制:注胶过程中，注胶压力太高，导致产品溢胶现象，对产品芯片产生损坏的隐患；注胶压力太低，注胶不饱满，产生塌陷、缩水现象在注塑过程中，注胶压力的不稳定会导致热熔胶冷却后出现气泡及变形，影响产品的性能。
实用新型内容
[0012]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种电磁感应螺杆式低压注胶设备，其升温速度快、热效率高、且熔胶利用率高。
[0013]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电磁感应螺杆式低压注胶设备，包括塑化段及注胶段，所述塑化段用于熔胶，所述注胶段用于将熔胶注入目标装置，所述塑化段包括一与所述注胶段连接的螺杆及一第一电磁感应装置，所述螺杆可旋转以剪切并输送所述熔胶，所述第一电磁感应装置用于加热所述螺杆，以使胶料熔化。
[0014]进一步，所述第一电磁感应装置是缠绕所述螺杆的电磁感应线圈，所述第一电磁感应线圈使所述螺杆发热，以加热胶料，使其形成熔胶。
[0015]进一步，所述注胶段包括注胶柱塞及喷射枪，推动所述注胶柱塞可将所述熔胶挤压入所述喷射枪，所述喷射枪用于将所述熔胶注入所述目标装置。
[0016]进一步，所述注胶设备还包括一与所述注胶柱塞连接的光栅尺，所述光栅尺用于实时测量注胶柱塞移动距离，进而控制注胶量。
[0017]进一步，所述注胶设备还包括一第一气缸，所述第一气缸与所述注胶段相连，用于推动所述注胶柱塞移动。
[0018]进一步，所述塑化段包括一连通所述螺杆与所述注胶段的流道，所述螺杆可用于封闭所述流道，以使所述塑化段与所述注胶段隔断，进而使所述注胶段保持恒压。
[0019]进一步，所述注胶设备还包括一压力监测装置，用于实时监测注胶压力。
[0020]进一步，注胶段也包括一第二电磁感应装置，所述第二电磁感应装置用于加热所述注胶段，以对所述熔胶进行保温。
[0021]本实用新型的优点在于，
[0022](1)热效率提高:将原有电阻丝加热改为电磁加热，利用电磁感应在金属导体内产生的涡流发热来达到加热料筒的目的，感应加热的能量传递是以电磁波的形式进行的，受外界的干扰很小，能量散失少，加热效率高，环境污染小、加热效率高、预热时间短、非接触加热；
[0023](2)热熔胶利用率提高:舍弃原有的齿轮泵注胶方式，采用螺杆式熔胶和输送胶，通过注胶柱塞进行定量注胶，减少注胶过程中的原料浪费，使注胶速率更加平缓、均匀，同时可以改善注胶过程中会出现漏胶及注胶速率不均匀的现象；
[0024](3)温度控制:由于采用的是电磁感应加热方式，加热温度由工件表面热量向内部传导，可以通过控制加热输出电流的频率和功率，以及加热所用的时间，来控制加热的温度；
[0025](4)气泡消除:通过螺杆适配性的研宄，可获得最佳的螺杆直径、行程、螺杆的长径比、螺槽深度、螺杆压缩比、螺杆转速和螺杆强度，有效的消除了气泡对低压注塑产品的影响；
[0026](5)压力控制:与传统的注胶机相比，增加了压力控制功能，安装一压力传感器实时监测注胶压力。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是现有技术中低压注胶设备的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型电磁感应螺杆式低压注胶设备的立体结构示意图；
[0029]图3是本实用新型电磁感应螺杆式低压注胶设备的截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本实用新型提供的电磁感应螺杆式低压注胶设备的【具体实施方式】做详细说明。
[0031]参见图2及图3，本实用新型电磁感应螺杆式低压注胶设备包括塑化段1及注胶段2。
[0032]所述塑化段1用于熔胶。在本【具体实施方式】中，所述塑化段1与一料盒3连接，所述料盒3将固体胶料输入所述塑化段1内。所述塑化段包括一与所述注胶段2连接的螺杆11及一第一电磁感应装置13。所述螺杆11可旋转以剪切并输送所述胶料及熔胶。所述螺杆11可通过一伺服电机15及第二气缸16驱动旋转。所述第一电磁感应装置13用于加热所述螺杆11，以使固体胶料融化为液体熔胶。在本【具体实施方式】中，所述第一电磁感应装置13是缠绕所述螺杆11的电磁感应线圈，所述螺杆11采用金属材料制成。通入电源后，电磁感应在金属导体(即螺杆11)内产生涡流，由于电磁感应线圈的作用同时使得螺杆11温度迅速上升，在加热过程中转动螺杆11并推进胶料，从而在电磁感应线圈及螺杆11的双向作用下使得料筒3进入的胶料可以快速熔化。
[0033]所述塑化段1还包括一连通所述螺杆11与所述注胶段2的流道12。所述螺杆11一方面用于推动所述熔胶，使所述熔胶通过所述流道12充满所述注胶段2，另一方面所述螺杆11可用于封闭所述流道12，以使所述塑化段1与所述注胶段2隔断，进而使所述注胶段2保持恒压。在本【具体实施方式】中，所述流道12是连接法兰。
[0034]所述注胶段2用于将熔胶注入目标装置(附图中未标示)。所述注胶段2包括注胶柱塞21及喷射枪22。推动所述注胶柱塞21可将进入所述注胶段2的熔胶挤压入所述喷射枪22内。采用注胶柱塞21进行注胶输胶的方式可大大提高使用寿命，节约了运行成本。进一步，所述注胶设备还包括一第一气缸4，所述第一气缸4与所述注胶段1相连，用于推动所述注胶柱塞21移动。
[0035]所述喷射枪22用于与所述目标装置对准并进一步将所述熔胶注入目标装置。所述喷射枪22包括一弹簧(附图中未标示)、一喷射道(附图中未标示)及一与所述弹簧接触并与所述喷射道同轴的针阀(附图中未标示所述针阀可克服所述弹簧的预紧力而允许熔胶进入所述喷射道。所述弹簧的预紧力不能太大，也不能太小，如太大，会导致针阀打不开，不能实现注胶；如太小，就达不到自适应控制的目的。熔胶通过注胶柱塞21的作用进入喷射枪22，使喷射枪22内的压力升高，针阀克服弹簧的阻力，向后退，使得针阀与喷射道脱离接触，熔胶经过喷射道注入目标装置。当注胶完成后，进行保压一定时间，弹簧复位，针阀堵住喷射道，然后循环下一次喷射。
[0036]进一步所述注胶设备还包括一机架9，所述机架9用于支撑及移动所述塑化段1及注胶段2，。所述机架9包括一第三气缸91，所述第三气缸91用于进一步驱动所述注胶段2，以使所述喷射枪23对准所述目标装置。
[0037]进一步，所述注胶设备还包括一与所述注胶柱塞21连接的光栅尺5，所述光栅尺5用于实时测量注胶柱塞21移动距离，进而控制注胶量。采用光栅尺5闭环控制气缸4运行，即可准确获取每次注胶时，注胶柱塞21移动的距离，由此可以可靠的控制注胶量。当推动注胶柱塞21向前运动时，光栅尺5实时测量注胶柱塞21运动距离，换算成注胶质量，达到所要求的注胶量时，光栅尺5反馈信号给气缸4，气缸4停止向前运动，进行复位，从而精确定量注胶量、提高注胶质量。
[0038]进一步，注胶段2也包括一第二电磁感应装置26，所述第二电磁感应装置26用于加热所述注胶段2，以对所述熔胶进行保温。通过采用第二电磁感应装置26可以有效的控制和保持注胶段2内熔胶的温度，使得熔胶注塑到产品内时，避免损坏元器件。在本【具体实施方式】中，所述第二电磁感应装置26是缠绕在所述注胶段2表面的磁感应加热线圈。
[0039]进一步，所述注胶设备还包括一压力监测装置(附图中未标示)，用于实时监测注胶压力，从而有效控制注胶压力，提高产品性能。进一步，由于温度的热惯性，使得对于温度信号的控制比于电信号难度更高，所以引入优化的控制算法对温度进行控制，相对于普通？10算法来说，其精度更高。
[0040]本实用新型电磁感应螺杆式低压注胶设备的运行过程如下:
[0041]通入电源后，通过第一电磁感应装置13加热的方式对来自料筒3的胶料进行加热，在本【具体实施方式】中所述第一电磁感应装置13为电磁感应线圈。所述电磁感应线圈绕在螺杆11上，由于感应线圈的作用同时使得螺杆11温度迅速上升，在加热过程中转动螺杆11并推进胶料，从而在感应线圈及螺杆11的双向作用下使得料筒3进入的胶料可以快速熔化。熔化后经过流道12，进入到注胶段2。第二气缸16推动螺杆11，使螺杆11顶住流道12，即封闭所述流道12，此时注胶段2处于等压状态，使胶料不至于回流。熔胶进入注胶段2后，第一气缸4通过对气压的控制推动注胶柱塞21，第三气缸91推动喷射枪22的位置使其能够准确对准目标装置，由光栅尺5控制注胶柱塞21在注胶段2中的位置来控制出胶量，熔胶从喷射枪22内射出，从而达到能够快速定量注胶的目的。
[0042]其中一电磁加热控制器(附图中未标示)将22(^,50?的交流电整流变成直流电，再将直流电转换成频率为20-40--的高频高压电，高速变化电流流过线圈时会产生高速变化的交变磁场，当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属体内产生无数的小涡流，使金属材料即螺杆11本身自行高速发热，从而达到快速均匀加热的目的。并且通过注胶效率试验研宄，不断优化螺杆11的各个参数，获得螺杆11的最佳适配性。同时可通过温度传感器对注胶的各个过程实时监测和控制，通过压力传感器实时监测注胶压力，从而达到低压注胶精确控制的目的。
[0043]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种电磁感应螺杆式低压注胶设备，包括塑化段及注胶段，所述塑化段用于熔胶，所述注胶段用于将熔胶注入目标装置，其特征在于，所述塑化段包括一与所述注胶段连接的螺杆及一第一电磁感应装置，所述螺杆可旋转以剪切并输送所述熔胶，所述第一电磁感应装置用于加热所述螺杆，以使胶料熔化。
2.根据权利要求1所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，所述第一电磁感应装置是缠绕所述螺杆的电磁感应线圈，所述第一电磁感应线圈使所述螺杆发热，以加热胶料，使其形成熔胶。
3.根据权利要求1所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，所述注胶段包括注胶柱塞及喷射枪，推动所述注胶柱塞可将所述熔胶挤压入所述喷射枪，所述喷射枪用于将所述熔胶注入所述目标装置。
4.根据权利要求3所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，所述注胶设备还包括一与所述注胶柱塞连接的光栅尺，所述光栅尺用于实时测量注胶柱塞移动距离，进而控制注胶量。
5.根据权利要求3所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，所述注胶设备还包括一第一气缸，所述第一气缸与所述注胶段相连，用于推动所述注胶柱塞移动。
6.根据权利要求1所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，所述塑化段包括一连通所述螺杆与所述注胶段的流道，所述螺杆可用于封闭所述流道，以使所述塑化段与所述注胶段隔断，进而使所述注胶段保持恒压。
7.根据权利要求1所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，所述注胶设备还包括一压力监测装置，用于实时监测注胶压力。
8.根据权利要求1所述的电磁感应螺杆式低压注胶设备，其特征在于，注胶段也包括一第二电磁感应装置，所述第二电磁感应装置用于加热所述注胶段，以对所述熔胶进行保温。
【文档编号】B29C45/77GK204249295SQ201420706131
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月21日 优先权日:2014年11月21日
【发明者】朱建晓, 包建东 申请人:常熟康尼格科技有限公司