一种用于杯盖成型的半自动塑料挤出机构的制作方法

1.本发明属于塑料杯盖的注塑成型技术领域，具体涉及一种用于杯盖成型的半自动塑料挤出机构。


背景技术：

2.注塑成型又称注射模塑成型，其工作原理与打针用的注射器相似，它是一种注射兼模塑的成型方法，它能够通过螺杆搅拌完全熔融的塑料材料，用高压射入模腔，经冷却固化后得到成型品。该方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能够完成形状复杂的构件的制造，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域，同时该方法也适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。现有的注塑成型机通常在料筒外部安装加热器，用于加热料筒内的塑料颗粒，使其融化成熔融状态，然后螺杆的推力将已塑化好的熔融状态的塑料注射入闭合好的模腔内。。
3.此外，随着人们生活水平的提高，人们对饮水用的水瓶或者水杯的要求也越来越高，而不同样式的水杯和水瓶往往需要搭配不同形状的杯盖，而现有的注塑成型机的整体体型较大，购买成本高，如果将其用于小规模进行生产制造时，往往容易造成现有的加热器热量利用率不高、不能实现低成本的控制等问题，因此，设计一种集成度高、体积小、适用于小规模生产加工的注塑设备成为有待解决的问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术注塑成型机集成度不高、无法适用于杯盖的小规模生产加工的问题，本方案提供了一种用于杯盖成型的半自动塑料挤出机构。
5.本发明所采用的技术方案为：一种用于杯盖成型的半自动塑料挤出机构，包括杯盖注塑模具、注塑台和送料结构；所述送料结构包括外壳体和送料器，所述外壳体从上至下依次设置有混匀腔、输送腔和搅拌腔；送料器竖向设置于外壳体内，且该送料器包括从上至下依次设置并同轴线的锥头部、上绞龙和下绞龙，所述锥头部呈圆锥形或锥台形并置于混匀腔内，所述上绞龙置于输送腔中并用于输送熔融的塑料，所述下绞龙置于搅拌腔中且其螺旋度小于上绞龙；搅拌腔的内径大于下绞龙的外径使塑料能够径向向外翻滚；所述注塑台的台面上设置有锥台状的出塑口，杯盖注塑模具内部设置有模腔，杯盖注塑模具的底部设置有与模腔连通的注塑口，注塑口与出塑口对接时能够将混匀腔处熔融状态的塑料注入模腔中。送料结构呈凸台式的结构，并且采用锥头部、上绞龙和下绞龙同轴的三个部分，三者能够配合混匀腔、输送腔和搅拌腔三个腔室分别实现混匀、加压和搅拌等功能，下绞龙的螺旋度小于上绞龙，使下绞龙的输送效率大于上绞龙，下绞龙处多余的熔融状态的塑料向下绞龙的径向外侧翻滚，实现搅拌。此外，由于下绞龙同时起到竖向输送作用和搅拌作用，能够使得搅拌和输送功能的集成，而锥头部连接在上绞龙的上端，能够通过锥头部与混匀腔之间间距的控制，实现塑料输
送速度控制，通过送料器的三段式结构设计，有效的将搅拌、输送和混匀功能集成于一体，实现结构的简化并提高集成程度。
6.作为上述结构的备选结构或补充设计：所述上绞龙的下部固定连接有中心杆，所述下绞龙的下部固定连接有送料齿轮，中心杆的下端穿过下绞龙的中心并与送料齿轮单向传动配合。中心杆能够相对于下绞龙单向转动，通过中心杆的结构，使得上绞龙和下绞龙的转动能够相互独立，在下绞龙反向旋转时，能够实现搅拌功能和输送功能的分离，使得搅拌作业能够单独完成，在塑料在刚开始加入而并未完全熔融时，上绞龙不会输送塑料，避免未融化的塑料在输送到混匀腔内时发生堵塞。
7.作为上述结构的备选结构或补充设计：在送料齿轮的内侧设置有棘齿，在中心杆上转动连接有棘爪，送料齿轮正向转动时通过棘爪带动上绞龙转动。采用棘轮结构作为单向传动的控制方式，能够有效的简化结构，并提高本设备的集成度，充分利用设备的内部空间，实现单线传动的控制。
8.作为上述结构的备选结构或补充设计：在送料结构上设置有辅助搅拌器，辅助搅拌器包括有搅拌电机、搅拌螺杆和搅拌齿轮，搅拌螺杆竖置于搅拌腔内，搅拌电机固定在外壳体上且其转轴与搅拌螺杆的上端相连，搅拌齿轮连接在搅拌螺杆的下端并与送料齿轮啮合。辅助搅拌器能够辅助于下绞龙完成搅拌作业，搅拌螺杆的螺纹方向与下绞龙的螺纹方向相同，且搅拌齿轮与送料齿轮相互啮合，使得搅拌螺杆和下绞龙始终以相反的方向旋转，两者输送塑料的方向相反，能够较小的空间内实现塑料的快速搅拌，此外，送料器可以由搅拌电机进行驱动，无需单独为下绞龙配置驱动电机，进一步优化空间，提高设备的集成度。
9.作为上述结构的备选结构或补充设计：在下绞龙的四周设置有以其为中心的多个搅拌螺杆，每个搅拌螺杆各由一个搅拌电机驱动；所有的搅拌电机均能够正向或反向同步转动。一般情况下在下绞龙的四周处设置四个搅拌螺杆，四个搅拌螺杆呈环形分布，整个搅拌腔呈四边形形状，而四个搅拌螺杆分别位于四个角处，相邻的搅拌螺杆之间可以设置竖立板，方便于熔融塑料在搅拌螺杆旋转过程中向下绞龙处引流，提高搅拌的均匀性。
10.作为上述结构的备选结构或补充设计：所述搅拌腔的侧壁内设置有加热介质腔，所述加热介质腔输送液态或气态的高温介质时加热融化搅拌腔中的塑料。利用加热介质对搅拌腔进行加热，可以在多台塑料挤出机构同时使用时能够统一供热，实现热量的统一输送和利用，适用于批量生产加工过程中节能控温。
11.作为上述结构的备选结构或补充设计：所述输送腔的侧壁内设置有保温介质腔，所述保温介质腔用于输送使塑料保持熔融状态的液态介质或气态介质。而保温介质腔也利用液态或者气态的介质，实现热量的统一管理和控制，同时该保温介质腔可以利用加热介质腔流出介质的余热进行保温，实现热量的充分利用。
12.作为上述结构的备选结构或补充设计：所述外壳体的上部构成送料头，混匀腔位于送料头内，在混匀腔的侧壁内嵌入有电加热器，电加热器能够控制熔融的塑料的粘稠度。
13.作为上述结构的备选结构或补充设计：所述杯盖注塑模具包括有下模体和上模体，下模体与上模体相互转动连接，模腔位于下模体与上模体之间，在送料结构的一侧设置有燃气罐，该燃气罐连接有燃气喷枪，燃气喷枪用于吹洗和加热模腔。该设计中，燃气喷枪的主要作用是对膜腔的内侧壁进行燃烧，燃烧的火焰不仅能够对模腔的内侧壁进行吹洗，提高模腔的洁净度，还能够对模腔预热。
14.作为上述结构的备选结构或补充设计：在所述送料结构的一侧还设置有工具架。
15.本发明的有益效果为：1.本方案中的送料器配合二阶阶梯状的外壳体能够实现塑料搅拌、塑料输送、混匀等功能的集成，有效的简化设备的结构；同时送料器的上下绞龙相互独立的结构，和相互单向传动的传动方式，能够实现搅拌和输送功能的分离，使得搅拌工作能够单独执行；2.本方案中的辅助搅拌器不仅能够增加搅拌腔内塑料搅拌均匀的速度，还能够作为驱动送料器转动的动力，实现一机多用，简化该塑料挤出机构的结构，实现结构集成；3.本方案中利用外壳体的混匀腔、输送腔和搅拌腔的侧壁中分别设置不同的控温方式，能够使得熔融塑料在三个腔室内具有不同程度的粘稠度和不同的流动性，根据搅拌、输送、混匀等功能的对塑料粘稠的需要进行温控管理，实现节能和顺利生产。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
17.图1是本方案中用于杯盖成型的半自动塑料挤出机构的结构示意图；图2是中心杆与送料齿轮的配合结构图；图3是送料器和搅拌螺杆在搅拌腔中配合结构图；图4是杯盖注塑模具结构图。
18.图中：1
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杯盖注塑模具；11
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下模体；12
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上模体；13
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排气孔；14
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模腔；15
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注塑口；2
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注塑台；21
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出塑口；3
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送料结构；31
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送料器；311
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锥头部；312
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上绞龙；3121
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中心杆；3122
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棘爪；313
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下绞龙；314
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送料齿轮；3141
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棘齿；32
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辅助搅拌器；321
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搅拌电机；322
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搅拌螺杆；323
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搅拌齿轮；33
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外壳体；331
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竖立板；332
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送料头；34
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加热介质腔；35
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工具架；36
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保温介质腔；37
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电加热器；4
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燃气罐；41
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燃气喷枪。
具体实施方式
19.下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。
20.实施例1如图1至图4所示，本实施例设计了一种用于杯盖成型的半自动塑料挤出机构，包括杯盖注塑模具1、注塑台2和送料结构3。
21.所述杯盖注塑模具1包括有下模体11和上模体12，杯盖注塑模具1内部设置有模腔14，下模体11与上模体12相互转动连接，杯盖注塑模具1的底部设置有与模腔14连通的注塑口15，模腔14位于下模体11与上模体12之间，此外，在下模体11的下部还设置有芯模，注塑口15位于芯模的正下方，在下模体11与芯模之间形成用于连通模腔14和注塑口15之间的通道，使得熔融状态的塑料能够先后通过注塑口15和上述通道注入模腔14中。在上模体12上设置有排气孔13，该排气孔13能够将模腔14与外部环境连通，并能够用于排气。
22.在送料结构3的一侧设置有燃气罐4，该燃气罐4连接有燃气喷枪41，杯盖在杯盖注塑模具1中成型后，取出成型的杯盖，然后利用燃气喷枪41对膜腔的侧壁进行燃烧，燃气喷
枪41所喷出的火焰不仅能够对模腔14的侧壁进行吹洗，提高模腔14的洁净度，还能够对模腔14进行加热，保证进入模腔14内的塑料不会提前凝固。
23.杯盖注塑模具1上的注塑口15呈锥孔状，在注塑台2的台面上设置有锥台状并与注塑口15的形状相对应的出塑口21，送料结构3能够将熔融状态的塑料输送至注塑口15处进行输出。此外，该注塑台2可更换，因此，可以根据不同杯盖所需注塑的位置设置一个或多个出塑口21，当只有一个出塑口21时，该注塑台2起到导流的作用，而当只有一个出塑口21时，该注塑台2起到分流的作用，并且在上述过程中该注塑台2的进口始终只有一个。将注塑口15与出塑口21对接时，能够将混匀腔处熔融状态的塑料注入模腔14中。
24.其中，外壳体33从上至下依次设置有混匀腔、输送腔、搅拌腔和齿轮腔；搅拌腔的侧壁内设置有加热介质腔34，所述加热介质腔34输送液态或气态的高温介质时加热融化搅拌腔中的塑料。所述输送腔的侧壁内设置有保温介质腔36，所述保温介质腔36用于输送使塑料保持熔融状态的液态介质或气态介质。所述外壳体33的上部构成送料头332，混匀腔位于送料头332内，在混匀腔的侧壁内嵌入有电加热器37，以控制熔融状态的塑料的流动性。
25.送料器31竖向设置于外壳体33内，且该送料器31包括从上至下依次设置并同轴线的锥头部311、上绞龙312、下绞龙313和送料齿轮314等结构。锥头部311呈圆锥形或锥台形并置于混匀腔内，上绞龙312匹配的置于输送腔中并用于输送熔融状态的塑料，下绞龙313置于搅拌腔中且其螺旋度小于上绞龙312；送料齿轮314设置在齿轮腔内；在上绞龙312的下部固定连接有中心杆3121，所述下绞龙313的下部固定连接送料齿轮314，中心杆3121的下端穿过下绞龙313和送料齿轮314的中心，在送料齿轮314的内侧设置有棘齿3141，在中心杆3121上转动连接有棘爪3122，送料齿轮314正向转动时通过棘爪3122带动上绞龙312转动；而送料齿轮314反向转动时，上绞龙312不会随之转动，以上结构能够实现送料齿轮314和上绞龙312单向传动配合；以上结构能够实现搅拌功能和输送功能的分离，使得搅拌作业能够单独完成，在塑料在刚开始加入而并未完全熔融时，上绞龙312不会输送塑料，而避免未融化的塑料进入到混匀腔内时发生堵塞。
26.辅助搅拌器32设置在送料结构3上，辅助搅拌器32能够辅助于下绞龙313完成搅拌作业；该辅助搅拌器32包括有搅拌电机321、搅拌螺杆322和搅拌齿轮323，搅拌螺杆322竖置于搅拌腔内，搅拌电机321固定在外壳体33上且其转轴与搅拌螺杆322的上端相连，搅拌齿轮323连接在搅拌螺杆322的下端并与送料齿轮314啮合。搅拌螺杆322的螺纹方向与下绞龙313的螺纹方向相同，且搅拌齿轮323与送料齿轮314相互啮合，使得搅拌螺杆322和下绞龙313始终以相反的方向旋转，两者输送塑料的方向相反，能够较小的空间内实现塑料的快速搅拌，送料器31可以由搅拌电机321进行驱动。
27.在下绞龙313的四周设置有以其为中心的四个搅拌螺杆322，四个搅拌螺杆322呈环形分布，每个搅拌螺杆322各由一个搅拌电机321驱动；所有的搅拌电机321均能够正向或反向同步转动。整个搅拌腔呈四边形形状，而四个搅拌螺杆322分别位于四个角处，相邻的搅拌螺杆322之间可以设置竖立板331，使得熔融塑料在搅拌螺杆322旋转过程中向下绞龙313处引流。
28.在送料结构3的一侧还设置有工具架35，在工具架35上可以放置引火器、扳手、钳子、毛刷等一些方便于使用的工具。
29.本实施例中的方案在使用时，送料器31的锥头部311、上绞龙312和下绞龙313同轴
的三个部分，能够分别配合混匀腔、输送腔和搅拌腔等三个腔室分别实现混匀、加压和搅拌等功能。当送料器31正向旋转时，由于下绞龙313的螺旋度小于上绞龙312，该下绞龙313能够提供更多的熔融塑料大于上绞龙312输送的塑料，其多余的熔融状态的塑料向下绞龙313的径向外侧翻滚，此时塑料被同时输送和搅拌。而连接在上绞龙312上端的锥头部311，配合混匀腔能够实现塑料输送速度控制和均匀性控制。而当送料器31反向旋转时，在搅拌电机321的驱动下，仅仅下绞龙313向下推送物料，而上绞龙312不发生转动，此时实现了搅拌功能与输送功能的分离。此外，混匀腔、输送腔和搅拌腔的侧壁中可以分别设置为不同的控温温度，能够使得熔融塑料在三个腔室内具有不同程度的粘稠度和不同的流动性，可以根据搅拌、输送、混匀等功能的对塑料粘稠的需要进行温控管理，实现节能和顺利生产。而在搅拌腔和输送腔处分别可以使用水蒸气实现控温，实现多台设备在同步使用时的热量同步供应和统一管理，而混匀腔采用电加热器37的原因是能够实现不同设备独立控制，能够根据需要快速并独立的控制挤出塑料粘稠程度。以上过程中需要手工操作的是送料器的启停，杯盖注塑模具1内杯盖模型的取出和模腔的清扫。
30.上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。