一种简易可靠的水辅助注塑工艺水气注排控制阀的制作方法

本发明涉及一种简易可靠的水辅助注塑工艺水气注排控制阀，可用于水辅助注塑工艺及类似工艺注水和注气排水工艺过程的切换控制。

背景技术：

水辅助注塑是一种在传统注塑过程中往塑料熔体中注入高压水推动熔体填满整个型腔而形成所需要的中空塑件的注塑工艺。相比于传统注塑工艺，水辅助注塑可实现更为复杂中空制件的生产，更节约材料。同时相对于已经规模化应用的气辅助注塑而言，水辅产品制件内表面光滑，且水的高比热容大大缩短了塑件冷却时间，进而缩短了成型周期。因而水辅助注塑工艺经济性很高，有非常广阔的应用前景。水气注排控制阀作为水辅助注塑不可或缺的重要部件主要控制水辅过程中注水和注气排水工艺过程的切换，对水辅产品质量有重要影响。传统注水装置大多没有单独的注排水切换控制装置，而是通过控制水泵和气泵的启动和关停来实现注水和排水过程的控制与切换，操作复杂，效率低，且控制精确性和可靠性都不高。有的水辅注排水装置具有部分注水和注气排水工艺过程的控制功能，但基本停留在通道切换的基础阶段，还需要外部辅助阀门装置配合才能完成注水和排水过程的控制和切换。同时部分整合注排水控制功能后增加了注排水装置结构复杂程度，可靠性降低，存在漏水漏气的风险。

技术实现要素：

为了解决前述问题，满足水辅助注塑工艺实际需求，本发明提供了一种简单可靠水气注排控制阀，用于水辅助注塑工艺及类似工艺注水和注气排水工艺过程的切换和控制。如附图1所示，本装置按功能可分为水阀部分和气阀部分，它们通过连杆实现同步运动。其结构主要包括：手柄14、转动杆1、通孔螺钉2、前盖3、水阀球4、密封环12、连杆5、填料6、气阀球7、调整垫8、后盖9、限位塞15、限位弹簧16、限位球17等。其中转动杆1和连杆5上下两头截面均为正六边形便于可靠传递扭矩，同时杆和前后盖之间均有填料，起密封作用，防止水和气泄漏。如图2截面a-a所示，通孔螺钉2上有一小孔，里面装有限位塞15、限位弹簧16和限位球17；同时在转动杆1的对应位置有两个球面凹槽，它们与圆心连线的夹角为60°。当转动杆1转到相应位置时，限位球17在限位弹簧16的作用下压入凹槽，阻止转动杆进一步转动给操作者一个“到位”反馈；若继续转动，限位小球17则被压入小孔内。水阀球4为球体，上下均有内六角孔与转动杆1和连杆5连接，如图3截面b-b所示，球体中间“赤道”区域有两个夹角为60°的孔相互连通；密封环12包裹着水阀球，紧贴着壳体并且在壳体对应孔道有开孔，不随球体转动，起密封作用；前盖3上半部分对应位置也有三个夹角为60°的孔道，从左至右依次为进水口、出水口和排水口；分气阀部和水阀部分类似，只是前壳少了一个通道。当手柄14控制水阀球4和气阀球7转动时就可以轻松断开或接通相应水孔或气孔，以切换注水或排水状态。

本发明与技术背景相比，具有的有益效果：(1)单独设置一个注排水切换和控制装置，操作简单，工作可靠，大大降低操作成本，提高效率；(2)将水阀和气阀创造性的整合到一起，提高设备集成度同时提高控制精准度，有利于保障产品质量；(3)结合了密封圈密封和填料密封等密封手段，确保工作过程中不会漏气漏水。

附图说明

图1-是总装图

图2是截面a-a图

图3是截面b-b图

图4是截面c-c图

图5工作原理图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

本发明如图1所示，可以分为上下两个部分：上面是水阀负责注水和排水，下面是气阀负责注气。主要结构包括：手柄14、转动杆1、通孔螺钉2、前盖3、填料6、水阀球4、密封环12、连杆5、气阀球7、调整垫8、后盖9、限位塞15、限位弹簧16、限位球17。手柄14安装在转动杆1上与水阀球4相连再通过连杆5与气阀球7相连，达到共同转动的目的。转动杆1、连杆5与壳体之间有填料6，起密封作用防止水、气外泄。通常根据介质的类型和压力不同有不同选择。前后盖通过螺杆11连接。调整垫8起密封作用的同时起到调整前后盖间隙的作用，可以一定程度上抵消加工误差。密封环12包裹着水阀球4和气阀球7，并且在前盖3孔道对应位置有开孔。

如图2截面a-a所示，通孔螺钉2上有一小孔，里面装有限位塞15、限位弹簧16和限位球17。限位塞15通过螺纹安装在通孔螺钉2的小孔内，为限位弹簧16提供支撑。同时在转动杆1的对应位置有两个球面凹槽，它们与圆心连线的夹角为60°。当转动杆1转到相应位置时，限位球17在限位弹簧16的作用下被压入凹槽，阻止转动杆进一步转动给操作者一个“到位”的反馈；若继续转动，限位球17则被压入小孔内。如此，经过设计可在注排水阀处于“注水”状态的位置给操作者一个到位反馈，再转动60°切换到“注气排水”状态时再给操作者一个反馈。这可有效提高操作精准度。

如图3截面b-b所示，水阀球中间有两个夹角为60°的孔连通，前盖3也在对应位置有3个相互夹角为60°的孔，从左至右依次为进水口、出水口和排水口。进水口接水泵提供高压水，出水口通过软管与模具注排水装置进水口相连，排水口接排水池。水阀球4转动60°就可接通进水口和出水口或者接通出水口和排水口或者都不接通。

如图4截面c-c，气阀部分和水阀部分类似，区别在于气阀只有进气口和出气口。进气口通过软管和气泵接通，提供高压气。出气口通过软管和模具注排水装置进气口相连。使用时通过手柄14控制水阀球4和气阀球7同步转动选择不同通道接通或断开以达到切换注排水状态的目的。

整套注排水装置工作过程如下：模具注塑结束后开始注水，操作手柄14将水气注排控制阀转动到注水位置，感受到反馈后说明已经到位。此时水气注排控制阀工作状态如图5中“注水”状态所示，水阀球4将进水口和出水口接通，气阀球7不接通任何接口。高压水从水泵出来经过进水口和出水口进入模具注排水装置。此时水辅助注塑工艺进入到水穿透阶段。

在充填结束并经过一定的保压冷却时间后开始注气排水，将水气注排控制阀切换到排水状态。操作手柄14带动水阀球和气阀球7同时逆时针转动60°，使出水口和排水口接通，进气口和出气口接通，如图5“注气排水”状态所示。则高压气体从气泵出来经过进气口和出气口进入模具注排水装置，水被压力气体排挤从模具注排水装置出来经过水气注排控制阀出水口和排水口被排放到水池。

排水结束后，再操作水气注排控制阀手柄14转动60°，此时出进水口、水口、排水口和进气口、出气口相互之间都不接通，既不注水也不排水处于“关停”状态如图5所示，准备下一个成型周期。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种操作简单、工作可靠的水辅助注塑工艺水气注排控制阀，主要用于水辅注塑过程中注水和注气排水工艺过程的切换控制。本装置主要包括手柄14、转动杆1、通孔螺钉2、前盖3、水阀球4、密封环12、连杆5、填料6、气阀球7、调整垫8、后盖9、限位塞15、限位弹簧16、限位球17等。本装置创新性的将水阀和气阀整合到一起并同步动作，通过接通或断开不同水、气路与模具注排水装置相互配合实现注水和注气排水过程的控制。本套装置采用了填料密封和密封圈密封等多种密封方式，确保工作过程中不会漏水和漏气。适合各类水辅注塑及类似工艺的注排水控制。

技术研发人员：匡唐清;潘俊宇;赖德炜
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2017.04.06
技术公布日：2017.08.15