专利名称：锥形螺杆注射机的制作方法
技术领域：
本发明锥形螺杆注射机，可用于塑料、橡胶、涂料、纸浆、药品、饲料、食品、炸药等加工中的注射工艺过程。该机既可用于实验也能直接用于生产。
背景技术：
往复螺杆式注射机，工作原理是物料在机筒内加热塑化，依靠机筒内螺杆的旋转将物料进一步塑化并输送至螺杆端部。达到一定量时，由螺杆快速前移将贮存在前端的物料注射入模具中。由于结构简单等特点，得到了广泛应用。实际上，传统往复螺杆式注射机贮料段就是计量段的延续，只是螺杆不延伸到这一段，而且注射必须在螺杆旋转塑化后向前移动才能完成。注射时，与螺杆旋转相关机构必须相对料筒前移。这样造成如下局限(1)为保证注射压力，注射推动力必须很大；(2)每次贮料量必须小，导致注射量也小；(3)小料筒内容易形成高压注射和高剪切导致物料分解；塑化与注射必须依次进行，相互限制，导致注射机适用的注射量和物料及模具范围小。采用传统平直螺杆塑化对聚氯乙烯等物料效果不好。因此，有必要解决这些问题。本发明将贮料段与前面的计量段分开，贮料段内容积的变化完全是为了实现注射，计量段之前部分则不需要兼顾此功能而只完成塑化和混炼。其次，贮料段内与喷嘴相连活塞进行移动来改变贮料段容积，不需要相对料筒移动螺杆旋转相关机构。这样，实现了塑化和注射功能分离，可以进行连续塑化，明显提高产率；这种新型注射机注射容量不象普通注塑机那样受到螺杆直径与塑化行程之比的限制，只与贮料缸容积有关。可以用较小直径的螺杆塑化得到大容量的注射容量，也可注塑超大型和微型制品。由于不受注射移动要求限制，也可以选择大螺杆而方便地提高注射量。区别于传统注射机中使用普通柱形螺杆，本发明在塑化-注射分离结构的基础上，采用锥形螺杆高效塑化系统，明显提高物料的塑化质量。锥形螺杆挤出已经成功应用于聚氯乙烯等热敏性材料、高填充复合材料等难加工物料。而且，锥形螺杆尾部直径增大，提高了螺杆的承载能力；加料段螺槽容积大，加料量大，易加入较大体积的松密度粉料；也有利于热传导，更易实现对物料加热或冷却；排料段螺杆直径小，圆周速度较小，产生的剪切较低，摩擦热也较小，热损伤的危险性小；螺槽容积沿挤出方向逐渐减小，物料逐渐得到压缩，从而使螺槽更快充满物料，保证物料连续平缓地塑化。可见，采用锥形螺杆塑化系统和塑化-注射分离工艺结合方案可解决传统注射机许多问题，扩展了其应用范围，具有高效节能的特点。螺杆塑化系统中，可采用单螺杆、双螺杆、三螺杆甚至多螺杆体系。例如，双螺杆挤出机中，两螺杆凸列螺牙呈相互交错间列对置，对置形成“C型”腔室内，物料受到剪切、摩擦和加热、揉搓而增强混合塑化效果；物料正向输送能力大，产量高；两根螺杆相互啮合，自洁效果好，减少了物料的分解碳化现象，因而在挤出机中得到普遍的应用。同理，多螺杆可进一步提高产量。这样，将双螺杆、三螺杆甚至多螺杆塑化系统可应用于本发明的塑化-注射分离工艺将大大提高物料的塑化效率和质量，对于成型大型注塑制品有独特优势。
发明内容
本发明锥形螺杆注射机，主要由加料装置、螺杆、机筒、电机、传动装置、贮料缸、油缸、加热装置、模具和合模机构等组成。本发明中注射机采用塑化-注射分离式结构，螺杆为锥形螺杆，螺杆的个数可以是单螺杆、双螺杆或三螺杆。本发明中塑化-注射分离式结构将贮料段与前面的计量段分开。塑化螺杆头部安装一止逆装置，保证物料从塑化料筒流向贮料段而很少甚至不能倒流。通过控制与喷嘴相连活塞相对贮料筒的移动来改变贮料段内容积，不要求螺杆旋转机构相对料筒前后移动。 贮料段内容积的变化仅仅实现注射，计量段之前部分则只完成塑化和混炼。该新型注射机工作时，物料经螺杆塑化后进入贮料缸，贮料缸内活塞相对贮料缸体前进而缩小容积进行注射，将贮料缸内的熔体压射出喷嘴进入模腔。注射结束，贮料缸内活塞相对贮料缸体后退而增大容积进行贮料。这种新型注射机注射容量不象普通注塑机那样受到螺杆直径与塑化行程之比的限制，只与贮料缸容积有关。实现塑化和注射功能分离， 可以进行连续塑化，明显提高产率；可以用较小直径的螺杆塑化制备大容量甚至超大容量的注射制品。区别于常规注射机中螺杆为普通直柱形螺杆，本发明中螺杆采用锥形螺杆，保证物料连续平缓地塑化，可加工热敏性材料；增大螺杆的承载能力；加料段螺槽容积大，易加入较大体积的松密度粉料。注射机中螺杆的个数可以是单螺杆、双螺杆或三螺杆。采用双螺杆或三螺杆时，螺杆排布方式和旋转方向可以进行多种组合，需要根据不同物料和工艺要求进行选择，以最小的能耗得到最佳的制品。本发明的效果本发明中注射机的螺杆为锥形螺杆，特别适合粉料和热敏性物料等难加工物料的注射加工。注射机采用塑化-注射分离式结构，明显提高产量，扩大注射机适用范围。螺杆可以采用双螺杆或三螺杆，增强了物料在塑化中的混合效果，同时提高了产量。
图1本发明锥形螺杆注射机的结构示意2本发明锥形螺杆注射机采用双螺杆时的结构示意3采用一字型排列锥形三螺杆时的螺杆排布示意4采用三角形排列锥形三螺杆时的螺杆排布示意图
具体实施方案实施方案一如图1，本发明锥形螺杆注射机主要包括塑化部件、注射部件和合模部件及底座等。塑化部分包括电机1，传动装置2，加料装置3，加热装置4，机筒5，止逆装置6，螺杆 10，螺杆头12。注射部分包括贮料缸13，活塞7，喷嘴8，流道14，机座拉杆11和液压缸15 等。活塞7和喷嘴8联结在一起，内部形成一个流道14。合模装置9的模板之间可以安装模具16，并带动模具动半模。
工作原理模具16在合模装置9带动下闭合。由加料口 3加入物料，螺杆10在电机1带动下旋转塑化物料。在背压作用下，物料经过止逆装置6进入贮料缸13。机座拉杆 11带动机座整体(螺杆旋转系统(1、2、10)、料筒及贮料缸固定于该机座)后退扩大容积进行充分贮料。将喷嘴调整到与模具浇口接触，在液压缸15作用下，机座拉杆11带动机座整体向前快速移动，物料经过流道14并经喷嘴8进入模具16。经过保压冷却，模具打开，顶出制品。至此完成了一次注射过程。在注射中，螺杆可连续旋转进行塑化，也可暂停等待注射完成再塑化。注射完成后，机座拉杆11带动机座整体后退再贮料。如此重复，便形成整个注射成型。实施方案二 塑化过程可采用图2、图3和图4所示的锥形双螺杆、一字型排列锥形三螺杆和三角形排列锥形三螺杆等多种螺杆形式，来提高产量和扩大设备适用范围。实施方案三与具体实施方案一原理相似，不同的是螺杆旋转系统(1、2、10)和料筒安置在注射机底座不前后移动，拉杆固定于注射机底座或固定的合模系统定模板上。液压缸15带动活塞7和喷嘴8前后移动。缩小贮料容积增大物料压力就可注射，增大贮料容积可使更多物料从塑化料筒流向贮料缸。实施方案四与具体实施方案三原理相似，不同的是拉杆固定于合模系统动模板上，液压缸 15通过拉杆带动活塞7和喷嘴8前后移动。合模动模板前移带动活塞缩小贮料容积进行注射，开模时动模板后移带动活塞移动扩大贮料容积进行贮料。实施方案五常规注射成型中物料经喷嘴、流道和浇口进入模腔。在大型制品等成型时，可以省略喷嘴，将贮料缸内物料通过与活塞内孔连接管式流道和浇口注射进模腔。
权利要求
1.本发明锥形螺杆注射机，主要包括塑化部件、注射部件和合模部件及底座，由加料装置、螺杆、机筒、电机、传动装置、贮料和注射系统、加热装置、模具和合模系统等组成，其特征在于采用锥形螺杆塑化系统和塑化-注射分离式结构，从而明显扩大注射量范围，可进行连续塑化，明显提高产率；可直接加工成型聚氯乙烯等粉料、热敏性材料和难加工材料， 也可用于注塑大型或微型制品。
2.根据权利要求1所述的锥形螺杆注射机，其特征在于塑化用锥形螺杆可以是单螺杆、双螺杆或三螺杆多种形式，需根据不同物料和工艺要求进行选择，以最小的能耗得到最佳的制品。
3.根据权利要求1所述的锥形螺杆注射机，其特征在于塑化-注射分离式结构中物料经螺杆塑化后进入贮料缸，贮料缸内活塞相对贮料缸体前进而缩小容积进行注射，将贮料缸内的熔体压射出喷嘴进入模腔进行成型，注射结束，贮料缸内活塞相对贮料缸体后退而增大容积进行贮料；计量段之前只完成塑化和混炼，贮料缸内容积的变化仅实现贮料和注射，螺杆旋转机构相对料筒不前后移动；注射容量不取决于螺杆直径与塑化行程之比，只与贮料缸容积有关。
全文摘要
本发明锥形螺杆注射机，主要包括塑化部件、注射部件和合模部件及底座，由加料装置、螺杆、机筒、电机、传动装置、贮料和注射系统、加热装置、模具和合模系统等组成。塑化螺杆为锥形螺杆，螺杆的个数可以是单螺杆、双螺杆或三螺杆。采用塑化-注射分离式结构物料经螺杆塑化后进入贮料缸，贮料缸内活塞相对贮料缸体前进而缩小容积进行注射，将贮料缸内的熔体压射出喷嘴进入模腔进行成型。注射结束，贮料缸内活塞相对贮料缸体后退而增大容积进行贮料。计量段之前只完成塑化和混炼，贮料缸内容积的变化仅实现贮料和注射，螺杆旋转机构相对料筒不前后移动。注射容量不取决于螺杆直径与塑化行程之比，只与贮料缸容积有关。本发明充分发挥了锥形螺杆的优点，明显扩大注射量范围，可进行连续塑化，明显提高产率；可直接加工成型聚氯乙烯等粉料、热敏性材料和难加工材料，也可用于注塑大型或微型制品。
文档编号B29C45/54GK102189650SQ201110085590
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日
发明者王克俭 申请人:北京化工大学