专利名称：气体辅助注射成型装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用气辅成型技术实现塑料制件生产的整套成型装置，进一步说是公开一种气体辅助注射成型装置设计，属于塑料注射成型装置技术领域。
塑料制件的注射成型通常是将熔化的塑料注射到模具型腔中，冷却后形成制件，随后模具开启，取出制件。采用传统注射成型技术成型制件，在大或厚的加强筋或肋的反面会产生严重的塌陷现象，同时也会产生翘曲和变形现象。为解决上述问题，八十年代中期人们发明了一种气体辅助注射成型工艺，通过控制体积变化来控制注射气体的压力和速度，但是由于气体的动态过程是通过对液压系统的控制来间接实现的，因此响应时间较慢，而且不同制件成型的工艺条件变化较大，很难实现气体压力的精确控制。气体初始注射压力可控，而气体注入塑件内部后压力不可控或单级控制，这将不利于提高制件的品质，还会给成型过程带来麻烦，甚至使某些制件根本无法实现气辅成型。
本发明提供一种气体辅助注射成型装置设计，目的在于精确控制气体辅助注射成型过程中注入到塑件内部的气体压力，实现多级精确控制，以提高制件质量。
本发明的技术解决方案如下
通过低压气路控制高压气路，低压气路接受电控的原理实现气体压力精确控制。1、压力调节阀24和压力传感器27与控制系统形成闭环控制回路，解决气体注射压力精确控制问题；2、气动开关阀28能够实现快速打开，使注射气体迅速达到设定压力；3、气动开关阀33、电动节流阀34、单向阀36、气缸38、稳压阀39实现废气回收；4、电动节流阀34可以控制气体压力下降速度；5、气动开关阀35将低于一定压力的气体排放到大气中。
本发明解决的关键问题具体实施如下来自气路1-1的高压氮气，通过压力调节阀24，压力传感器27，气动开关阀28，气动开关阀33，电动节流阀34，实现注入塑件内气体的注射压力和多级保压压力的控制。E/P转换器42将电信号转换成压力信号，使气动执行器25工作，进而控制压力调节阀24，压力传感器27将测得气体压力反馈给中央控制器，控制器将信息传给E/P转换器形成闭环回路，实现气体注射压力精确控制。气体通过由低压气路控制的气动致动器44控制气动开关阀28，实现高压气体快速注入。通过由低压气体驱动的气动致动器46和49，分别对气动开关阀33和35进行控制，电动致动器47控制电动节流阀34。
本发明积极效果在于克服了以往气辅成型装置的不足，提出了气辅成型专用的从氮气产生到增压和压力精确控制的整套成型装置，能够对气体注入制件过程中注射气体压力进行多级精确控制，实现各种注塑件的气辅成型，节省材料，减小锁模力，缩短成型周期，避免出现质量缺陷(塌陷和翘曲)，使制件的质量更佳。
本发明的具体装置构成包括氮气发生、增压、高低压气路三大部分
图1为本发明结构原理图。
第Ⅰ部分为本发明氮气发生装置原理图。
第Ⅱ部分为本发明氮气增压装置原理图。
第Ⅲ部分为本发明氮气高低压气路装置原理图。
第Ⅰ部分主要由电控开关1，压缩机2，联合过滤器3，缓冲缸4，氮纤维膜分离器5，低压氮气储气缸6组成，并顺序连接，图中气路2-2回收从塑件内排放出的部分气体，气路4-4向增压泵提供气源，气路3-3为低压控制回路的气源，气路5-5为向增压泵提供驱动气源。来自电子控制系统50的信号E1控制电控开关1的动作。
第Ⅱ部分为氮气增压装置，氮气发生部分所产生的低压氮气(0.7～1.2MPa)经过增压泵增压可达到需求压力值，以满足气辅注射成型的要求。该部分主要部件为增压泵10，增压泵的入口端由针阀7，过滤器8，压力传感器9顺序连接，增压泵的出口端由安全阀11，压力传感器12，针阀13，高压氮气储气缸14顺序连接。气路5-5过来的气体，经过过滤器20后分为三路，一路经过稳压阀16和节流阀15进入增压泵的驱动端，另一路经过导向阀19和导向阀18进入增压泵的控制端，第三路经过稳压阀17设定导向阀18的对比压力。压力传感器9用来监测增压泵入口压力是否满足工作要求，压力传感器12用来监测增压泵出口压力是否满足要求，若不满足要求，实现声光报警。气路1-1提供了高压气路的气源。电子控制系统50接受传感器9和传感器12的信号E2和E3。
第Ⅲ部分为高低压气路装置，来自增压泵的高压氮气通过高低压气路的调节和控制，实现在特定的时刻，依照预先设定的压力曲线，精确可控地将其注入塑件内部。该部分主要由针阀21，过滤器22，单向阀23，压力调节阀24，气动执行器25，稳压气缸26，压力传感器27，气动开关阀28，过滤器29，针阀30，气针31，气动开关阀33，电动节流阀34，气动开关阀35，单向阀36，单向阀37，缓冲气缸38，稳压阀39，低压稳压阀40，过滤器41，E/P转换器42，电磁换向阀43，气动致动器44，电磁换向阀45，气动致动器46，电动致动器47，电磁换向阀48，气动致动器49组成。这部分主要是气体压力精确控制系统。在该系统中，压力调节阀24、气动执行器25、压力传感器27和电子控制系统50构成气体压力的闭环控制回路，用来控制和调整气体压力达到预设压力值。气动开关阀28、33和35是通过低压气路驱动相关电磁换向阀43、45和48，气动致动器44、46和49实现开关控制。开关阀33，电动节流阀34，单向阀36，缓冲气缸38，稳压阀39实现从注塑件内部排出的一定压力氮气的回收，并控制压力曲线下降的斜率。即用于降压过程、保压过程和排气过程中的塑件内部气体压力控制。启动开关阀35可以将低于一定压力的气体直接排放到大气中。传感器27的电子信号E11进入电子控制系统50，实现对气体压力的数据采集。阀43、45、48的控制端电信号E4、E5、E6、E7、E9、E10来自电子控制系统50,E/P转换器42接受来自电子控制系统50的电子信号E8，气动致动器47接受来自电子控制系统50的信号E12。
权利要求
1.一种气体辅助注射成型装置，包括氮气发生系统、增压系统、高低压气路三大部分，其特征在于通过低压气路控制高压气路，低压气路接受电控的原理实现气体压力精确控制；1)、压力调节阀24和压力传感器27与控制系统形成闭环控制回路，解决气体注射压力精确控制问题；2)、气动开关阀28能够实现快速打开，使注射气体迅速达到设定压力；3)、气动开关阀33、电动节流阀34、单向阀36、气缸38、稳压阀39实现废气回收；4)、电动节流阀34可以控制气体压力下降速度；5)、气动开关阀35将低于一定压力的气体排放到大气中。
2.根据权利要求1所述的气体辅助注射成型装置，其特征在于来自气路1-1的高压氮气，通过压力调节阀24，压力传感器27，气动开关阀28，气动开关阀33，电动节流阀34，实现注入塑件内气体的注射压力和多级保压压力的控制；E/P转换器42将电信号转换成压力信号，使气动执行器25工作，进而控制压力调节阀24，压力传感器27将测得气体压力反馈给中央控制器，控制器将信息传给E/P转换器形成闭环回路，实现气体注射压力精确控制；气体通过由低压气路控制的气动致动器44控制气动开关阀28，实现高压气体快速注入；通过由低压气体驱动的气动致动器46和49，分别对气动开关阀33和35进行控制，电动致动器47控制电动节流阀34。
3.根据权利要求1、2所述的气体辅助成型装置，其特征在于在高低压气路中，压力调节阀24、气动执行器25、压力传感器27和电子控制系统50构成气体注射压力的闭环控制回路；气动开关阀28、33和35通过低压气路驱动相关电磁换向阀43、45和48，气动致动器44、46和49实现开关控制；开关阀33，电动节流阀34，单向阀36，缓冲气缸38，稳压阀39实现从注塑件内部排出的一定压力氮气的回收，并控制压力曲线下降的斜率；开关阀28能够快速打开，使气体迅速注入到型腔内，启动开关阀35可以将低于一定压力的气体直接排放到大气中。
全文摘要
本发明公开一种气体辅助注射成型装置,包括氮气发生、增压、高低压气路三大部分构成,通过低压气路控制高压气路,低压气路接受电控的原理,实现精密控制气体注射压力。克服了以往气辅成型装置的不足,提出了气辅成型专用的从氮气产生到增压和压力精确控制的一整套的成型装置,能够对气体注入制件过程中的注射气体压力进行多级精确控制,可以实现注塑件的气辅成型,避免出现质量缺陷,使制件的质量更佳。
文档编号B29C45/17GK1311090SQ0110623
公开日2001年9月5日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者付沛福, 孙志斌, 梁继才, 李义 申请人:吉林大学辊锻工艺研究所