专利名称:恒压气体辅助注塑成型系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料成型装置，特别是涉及一种以空气为原料制造氮气，增压后自动控制注入塑件内部气体压力，将塑料制成中空制品的恒压气体辅助注塑成型系统。
背景技术：
多年来，人们一直在探索中空塑料制品的成型加工技术。中空塑料制品的生产主要有两种方法，一种是先将对称制品一分为二后注塑成型，再将两半制品粘接或焊接在一起；另一种是吹塑成型法，包括注吹成型和挤吹成型。对于结构复杂、不对称的大制品，采用以上两种方法加工成型时需将制品分成若干部分单独制造工装模具，成型后还需固定粘接或焊接，因此难以保证制品精度和表面质量，且采用传统注塑成型技术加工成型塑料制品时，由于塑料在冷却过程中收缩，而容易产生表面缩痕、凝斑、残余应力、翘曲变形等缺陷。
为了解决上述问题，提高塑料制品质量，人们从20世纪70年代中期开始采用气体辅助注塑成型技术。该技术是由注塑成型演变而来，是一种通过注塑成型将塑料制成中空制品的成型方法。该方法首先用注塑喷嘴将足够的熔融塑料注射到模具中，然后将已加压的气体也通过上述喷嘴上的孔注入到模具型腔中熔融塑料内，使注塑制品内部膨胀，并与模具内表面充分贴合而造成中空，用气体保压代替传统的注塑机保压，保持塑料制品表面和外形完整无缺。随后对制品进行冷却、定型，排出压力气体使制品内部压力与周围环境压力相等，然后打开模具取出制品。现有的气体注射方法是通过增压气缸将气缸内已加压的气体由活塞推动进入模具中的熔融塑料内。由于气缸内已加压的气体在注射前就已经预先确定好了注射体积，因此这种气体辅助注塑成型系统称为恒体积气体辅助注塑成型系统，该系统模具中的熔融塑料内部的气体压力取决于制品的中空体积与气缸体积之比。气体进入熔融塑料内部是沿着阻力最小的方向(即模具中的熔融塑料因此这种气体辅助注塑成型系统称为恒体积气体辅助注塑成型系统，该系统模具中的熔融塑料内部的气体压力取决于制品的中空体积与气缸体积之比。气体进入熔融塑料内部是沿着阻力最小的方向(即模具中的熔融塑料中温度最高的区域)向前流动，由于受成型工艺、模具结构、气体压力、停留时间以及活塞运动速度等变温、变压等不稳定流动条件的影响，使注入熔融塑料内的实际的气体压力难以控制，更难实现平稳注气和保压的功能，因而需要配置适用的气体压力控制和调节系统。
发明内容本发明旨在解决上述问题，而提供一种在注塑成型过程中以空气为原料制造氮气，将经过增压和对时间和压力进行自动控制的氮气注射到塑件内部，以实现平稳注气和保压，提高塑件质量，降低产品开发及生产成本的恒压气体辅助注塑成型系统。
为实现上述目的，本发明提供一种恒压气体辅助注塑成型系统，该系统包括注塑成型装置，其特征在于，该系统还包括氮气发生器、气体压力增压器和气体压力控制器，所述气体压力控制器分别与注塑成型装置和气体压力增压器连接，气体压力增压器则与氮气发生器相连接。
氮气发生器包括空气压缩机、冷冻式干燥器、第一过滤器、电子加热器、膜式空气分离器、压缩空气缓冲气罐、氧气浓度分析仪、低压氮气储存气罐及氮气发生器控制器，其中，压缩空气缓冲气罐设置于冷冻式干燥器与第一过滤器之间，第一过滤器与电子加热器及膜式空气分离器顺序相连，氧气浓度分析仪设置于膜式空气分离器的氮气输出管道上，低压氮气储存气罐也设置于膜式空气分离器的氮气输出管道上，所述空气压缩机、电子加热器、氧气浓度分析仪分别与氮气发生器控制器相连。
在压缩空气缓冲气罐与膜式空气分离器之间的管路上有第一开关阀，在膜式空气分离器与氧气浓度分析仪和低压氮气储存气罐之间分别连接有第二开关阀和第三开关阀，在低压氮气储存气罐的输出端连接有第四开关阀，各开关阀均与氮气发生器控制器相连接。
氮气发生器控制器采用可编程控制器，它包括空气压缩机启动回路和氮气生成控制电路，所述空气压缩机启动回路由第三开关和第四继电器串接而成；所述氮气生成控制电路包括可编程控制器、小型数字式面板计量表、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第一变压器、第一整流稳压器、第二整流稳压器、第一开关、第二开关、第一指示灯、第二指示灯、第三指示灯、第一报警铃及第一压力开关，其中，小型数字式面板计量表分别与氧气浓度分析仪和可编程控制器连接；第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四开关阀、第一开关、第二开关分别与可编程控制器连接；第一压力开关、第一继电器、第二继电器与第四继电器顺序相连；第三继电器和第四继电器与第一开关阀、第三开关阀顺序相连；第二开关阀与第一继电器相连接；第一指示灯与第四继电器相连接；第一报警铃和第三指示灯与第二继电器相连接；第二指示灯与第二整流稳压器的输出端相连；第三开关与电子加热器相连；第一变压器、第一整流稳压器和第二整流稳压器向所述各器件提供电源。
气体压力增压器包括工业高压压缩机、第二过滤器、氮气缓冲气罐、第一高压过滤器、高压氮气储存气罐及气体压力增压器控制电路，其中，第二过滤器和氮气缓冲气罐置于工业高压压缩机的输入端，第一高压过滤器和高压氮气储存气罐置于工业高压压缩机的输出端；在第二过滤器与氮气缓冲气罐之间还连接有第二减压阀、第二压力开关、电磁阀、第三减压阀及第三压力开关，在第一高压过滤器与高压氮气储存气罐之间连接有第四压力开关，高压氮气储存气罐上连接有安全阀；所述工业高压压缩机、第二压力开关、第三压力开关、第四压力开关、电磁阀分别与气体压力增压器控制电路相连接。
气体压力增压器控制电路由工业高压压缩机启动回路和气体增压控制电路构成，所述工业高压压缩机启动回路由第四开关和第五继电器串接而成；所述气体增压控制电路包括第六继电器、第七继电器、延时继电器、计时器、第二变压器、第三整流稳压器、第二压力开关、第三压力开关、第四压力开关、第五开关、第四指示灯、第五指示灯、第二报警铃及电磁阀，其中，第四开关、第五开关、第四指示灯顺序相连。第四开关、第五开关、第四压力开关顺序相连，并分别与第五继电器、第六继电器、第七继电器、延时继电器、电磁阀、第二报警铃及第五指示灯相连；第二压力开关、第三压力开关分别与第七继电器、第六继电器相连；计时器与第五继电器并连而成；第二变压器和第三整流稳压器向所述各器件提供电源。
气体压力控制器由压力控制单元和电子控制单元构成，所述电子控制单元分别与注塑成型装置和压力控制单元连接，压力控制单元则与气体压力增压器连接。
压力控制单元包括第九球阀、第五开关阀、第六开关阀、第二高压过滤器、第三高压过滤器、第三单向阀、第一高压电磁阀、第二高压电磁阀、第三高压电磁阀及压力传感器，其中，第一高压电磁阀与第二高压电磁阀并联连接于第二高压过滤器的出气口，与第九球阀、第二高压过滤器构成升压充气气路，该气路与电子控制单元连接以获取控制信号；所述第三高压电磁阀设置于第三高压过滤器的出气口，并与第三高压过滤器、第三单向阀、第六开关阀构成降压排气气路，该气路与电子控制单元连接以获取控制信号，并且通过第五开关阀与低压氮气储存气罐连通；所述压力传感器装在升压充气气路的输出端，并与电子控制单元相连。
电子控制单元包括气压调节控制电路、气压检测电路、单片机控制电路、手持输入控制器电路、控制区域网电路和注塑机触发控制接口电路，其中，气压调节控制电路由第十光电耦合器、第十一光电耦合器、第十二光电耦合器、第十三光电耦合器、第八继电器、电容C1、二极管D1组成，所述第十光电耦合器、第十一光电耦合器分别经第八继电器、第九继电器、第十二继电器与第一高压电磁阀和第二高压电磁阀连接，第十二光电耦合器经第八继电器与第三高压电磁阀连接，第十三光电耦合器与第五开关阀和第六开关阀连接，所述第十光电耦合器、第十一光电耦合器、第十二光电耦合器、第十三光电耦合器还分别与单片机控制电路连接；所述气压检测电路由A/D转换器、运算放大器组成，其中，运算放大器与压力传感器连接，A/D转换器分别与运算放大器和单片机控制电路连接；所述单片机控制电路由气压控制单片机、程序存储器和第二异步串行接口电路组成，气压控制单片机和程序存储器、第二异步串行接口电路直接连接而成；所述手持输入控制器电路由手持控制器单片机、第一异步串行接口电路、LCD显示器和键盘组成，第一异步串行接口电路、LCD显示器和键盘分别与手持控制器单片机连接，第一异步串行接口电路则与第二异步串行接口电路连接；所述控制区域网电路由CAN控制器、第八光电耦合器和第九光电耦合器及CAN接口电路串接而成，CAN控制器与气压控制单片机连接；所述注塑机触发控制接口电路由第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器、第四光电耦合器、第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器、第九继电器、第十继电器、第十一继电器、第十二继电器组成，其中，第一光电耦合器、第二光电耦合器、第三光电耦合器、第四光电耦合器分别与气压控制单片机和第十继电器、第十一继电器、第九继电器、第十二继电器继电器连接，第十继电器、第十一继电器、第九继电器、第十二继电器则分别与注塑机控制系统的注射成型开始信号接口、故障急停信号接口、安全门信号接口和防护门信号接口连接，第五光电耦合器、第六光电耦合器、第七光电耦合器分别与气压控制单片机和注塑机控制系统的模具开/合信号接口、注射结束信号接口、顶出制品信号接口连接。
注塑成型装置设有气体注入机构，该机构可以是喷嘴注气机构、流道内注气机构或塑件内注气机构中的一种，其中，喷嘴注气机构是将与压力控制单元连接的进气管与注塑机喷嘴相连通；流道内注气机构是将与压力控制单元连接的进气管与成型模具的流道内部相连通；塑件内注气机构是将与压力控制单元连接的进气管与注塑成型塑件内部相连通。
本发明有效克服了现有气体辅助注塑成型系统，特别是恒体积气体辅助注塑成型系统的缺陷，因而可实现平稳注气和保压，提高塑件质量，降低产品开发及生产成本。与现有技术相比，本发明具有如下特点一、本发明的系统是一种恒压力气体辅助注塑成型系统，该系统的氮气发生器、气体压力增压器、气体压力控制器和注塑成型设备四部分即可彼此独立运行，又可互相控制，形成安全联锁系统。
二、本发明可按人为给定气体辅助工艺参数设定值，利用多个高压电磁阀、压力传感器与气压控制单片机，对注入注塑成型塑件内气体压力进行双闭环控制，并可在线实时控制和调节注入注塑成型塑件内气体压力，达到分段可控、恒压力、平稳注气的目的。克服了恒体积气辅成型系统中，实际注入塑料制品内的气压不可控，难以实现保压的功能的不足。
三、本发明使用的气体主要是以空气为原料制造的氮气，是一种无毒、难燃、成本低的惰性气体，克服了使用压缩空气在高温、高压情况下，发生化学反应而导致材料降解或腐蚀的不足。
四、本发明采用独立的氮气发生器，可以自动连续生产氮气，并且利用氧气浓度分析仪与氮气发生器控制器组成动态监控系统，用来自动控制生成稳定纯度的氮气，也可采用氮气瓶向系统供气。
五、本发明设有独立的气体压力增压器，在气体压力增压器控制电路的动态监控下，向系统连续供应气压稳定的高压氮气，并设有完整的报警停机系统，以确保系统安全。
六、本发明设有独立的气体压力控制器，可实现单独编程输入气体辅助工艺参数(设定的多段时间和压力值)，可实现分段压力自动控制，可同时动态显示设定的时间、压力值(曲线)和实际输出的时间、压力值(曲线)，可与注塑成型设备控制系统形成安全联锁系统，也可与气体辅助管理中心连成局域网来控制。
七、本发明设有独立的注塑成型设备，与气体压力控制器组成安全联锁系统，在生产气体辅助注塑成型制品过程中，可分段控制压力的气体最后由气体注入系统通过注塑机喷嘴、成型模具流道内部和注塑成型塑件内部三种注气方式之一，注入模具填充的熔融塑料内，完成气体辅助注塑成型。
八、使用本系统成型注塑成型塑件，具有降低应力变形、减少/消除缩痕、刚性与质量之比大、节省塑料原料和综合性能高等优点。
九、本发明还具有工作稳定，可靠性高、安全性好、结构简单、控制简便、安装/维修方便、成本低等特点。
十、该系统适用于所有的气体辅助注射成型技术。
图1是本发明结构框图。
图2是本发明结构示意图。
图3是氮气发生器控制器结构示意图。
图4是气体压力增压器控制电路结构示意图。
图5是气体压力控制器电子控制单元结构示意图。
具体实施方式下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。
参阅图1，本发明的恒压气体辅助注塑成型系统由注塑成型装置10，氮气发生器20、气体压力增压器30和气体压力控制器40四部分构成。
如图2所示，所述氮气发生器20包括空气压缩机201、干燥器202、第一过滤器203、电子加热器204、膜式空气分离器205、压缩空气缓冲气罐206、氧气浓度分析仪207、低压氮气储存气罐208及氮气发生器控制器209，上述干燥器为冷冻式干燥器，选用日本SMC的IDU型冷冻式干燥器。第一过滤器203为烧结金属型过滤器，选用日本SMC的FGD型过滤器。电子加热器采用电热管型空气加热器，膜式空气分离器、压缩空气缓冲气罐、低压氮气储存气罐均选用市售产品，氧气浓度分析仪选用FCX-MP型分析仪。图2中，压缩空气缓冲气罐206设置于冷冻式干燥器202与第一过滤器203之间，第一过滤器与电子加热器204及膜式空气分离器205顺序相连，氧气浓度分析仪207设置于膜式空气分离器的氮气输出管道上，低压氮气储存气罐208也设置于膜式空气分离器的氮气输出管道上，所述空气压缩机201、电子加热器204、氧气浓度分析仪207分别与氮气发生器控制器209相连，氧气浓度分析仪与氮气发生器控制器组成监控系统，用来监控生成氮气的无氧含量(即氮气纯度)。在空气压缩机201和冷冻式干燥器202之间装有第一球阀221，在压缩空气缓冲气罐206与膜式空气分离器205之间的管路上装有第一开关阀210、温度计215、顺序阀216和第一压力表217。在膜式空气分离器205与氧气浓度分析仪207和低压氮气储存气罐208之间的管路上分别连接有第二开关阀211、第三开关阀212、第二压力表218、第一减压阀219及流量计220。在低压氮气储存气罐208的输出端连接有第四开关阀213和第三压力表214，在低压氮气储存气罐上连接有第一安全阀222、第三球阀223及第二球阀226，氮气回收管路经第二球阀与低压氮气储存气罐接通，且低压氮气储存气罐通过第一压力开关224与氮气发生器控制器209相连接，第一压力开关224和第一安全阀222与氮气发生器控制器组成监控系统，用来控制低压氮气储存气罐内的压力，以确保低压氮气储存气罐的安全。在膜式空气分离器205上装有第一单向阀225，与分离出的富氧空气排出口接通，分离出的富氧空气即可经第一单向阀放空。上述各开关阀选用日本SMC的SY3120型开关阀，它们均与氮气发生器控制器209相连接。氮气发生器控制器结构如图3所示，该氮气发生器控制器采用可编程控制器，它包括空气压缩机启动回路2091和氮气生成控制电路2092，所述空气压缩机启动回路2091由第三开关K3和第四继电器KA4串接而成，并通过第四继电器KA4与空气压缩机连接，用于控制空气压缩机的启闭。所述氮气生成控制电路包括可编程控制器CTR、小型数字式面板计量表KD、第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3、第一变压器T1、第一整流稳压器U1、第二整流稳压器U2、第一开关K1、第二开关K2、第一指示灯H1、第二指示灯H2、第三指示灯H3及第一报警铃BL1，其中，可编程控制器CTR选用AFP02353型可编程控制器，小型数字式面板计量表KD选用K3GN-NDC型计量表，第一开关K1和第二开关K2选用日本和泉电气的ASW210型选择开关，第三开关K3选用PKZMO-10型电机保护开关，第一整流稳压器U1选用日本TDK的JAK05-2RO型整流稳压器，第二整流稳压器U2选用日本TDK的JAH24-R63型整流稳压器。小型数字式面板计量表KD的4、5脚接氧气浓度分析仪207，其9脚与可编程控制器CTR的X3脚连接，第一继电器KA1、第二继电器KA2、第三继电器KA3、第四开关阀213、第一开关K1、第二开关K2分别与可编程控制器CTR的Y1、Y2、Y3、Y4、X1、X0脚连接，第一压力开关224的常闭触点、第一继电器KA1的常开触点、第二继电器KA2的常闭触点与第四继电器KA4顺序相连共同来控制第四继电器动作。第三继电器KA3和第四继电器KA4的常开触点与第一开关阀210、第三开关阀212顺序相连来控制第一开关阀、第三开关阀动作，第二开关阀211与第一继电器KA1的常开触点相连接来控制第二开关阀动作。第一指示灯H1与第四继电器KA4的常开触点相连接来控制第一指示灯。第一报警铃BL1和第三指示灯H3与第二继电器KA2相连接，由其常开触点控制。第二指示灯H2直接与第二整流稳压器U2的输出端相连。第三开关K3与电子加热器204相连，由第三开关控制供电。第一变压器T1、第一整流稳压器U1和第二整流稳压器U2向各电路分别提供+5V和+24V电源。
运行时，首先将第一球阀221和第三球阀223打开，第二球阀226关闭，合上第三开关K3供电，指示灯H2显示，当第一开关K1接通时，可编程控制器CTR控制第一继电器KA1通电吸合，由第一压力开关224的常闭触点、第一继电器KA1的常开触点闭合和第二继电器KA2的常闭触点顺序相连组成回路，控制第四继电器KA4通电吸合，使空气压缩机201启动运行，指示灯H1显示，压缩空气经已打开的第一球阀221、冷冻式干燥器202处理后向压缩空气缓冲气罐206充气，当罐内气压升至超过顺序阀216的设定压力时，顺序阀开启，压缩空气经第一过滤器203过滤后到电子加热器204加热，经过加热后，达到膜式空气分离器205的最佳工作温度45～55℃，由可编程控制器CTR控制第三继电器KA3通电吸合，由第三继电器KA3的常开触点闭合和第四继电器KA4的常开触点闭合组成回路控制第一开关阀210和第三开关阀212通电打开，使经过加热后的洁净空气进入膜式空气分离器205分离，根据压差及各组份的选择渗透性达到氮气与氧气的分离，氮气经另一端排气管道排出后，经第一减压阀219调压、流量计220计量和已打开的第三开关阀212向低压氮气储存气罐208充气，当罐内气压升至超过第一压力开关224的设定压力时，第一压力开关224的常闭触点自动打开，使第四继电器KA4断电释放，空气压缩机停止运转，指示灯H1熄灭。当第一压力开关224或氮气发生器控制器发生故障时，空气压缩机若不能停止运转，则低压氮气储存气罐内压力会不断升高，当压力升至第一安全阀222的设定压力时，则第一安全阀222会自动开启经已打开的第三球阀223向外界溢流，以确保低压氮气储存气罐的安全。当第一开关K1接通时，可编程控制器CTR控制第一继电器KA1通电吸合，由第一继电器KA1的常开触点闭合控制第二开关阀211通电打开，膜式空气分离器205分离出来的氮气经打开的第二开关阀211与氧气浓度分析仪207接通，氧气浓度分析仪将检测数据传输给小型数字式面板计量表KD处理、显示。当膜式空气分离器分离出来的氮气浓度异常时，小型数字式面板计量表KD向可编程控制器CTR的X3脚发送氮气浓度异常信号，控制第二继电器KA2通电吸合，由第二继电器KA2的常开触点闭合来控制第一报警铃BL1报警、指示灯H3显示，同时，由第二继电器KA2的常闭触点打开来控制第四继电器KA4断电释放，空气压缩机停止运转，指示灯H1熄灭。当第二开关K2接通时，可编程控制器CTR控制第四开关阀213动作打开，可由排气管道向气体压力增压器输出供应充足的氮气。由膜式空气分离器分离出来的富氧空气即可经第一单向阀225放空，也可回收。
所述气体压力增压器是高压气体供应的中心装置，其结构如图2所示，气体压力增压器30包括工业高压压缩机301、第二过滤器302、氮气缓冲气罐303、第一高压过滤器304、高压氮气储存气罐305及气体压力增压器控制电路306，所述第二过滤器302为烧结金属型过滤器，选用日本SMC的FGD型过滤器，它和氮气缓冲气罐303装在工业高压压缩机301的输入管道上，其进气口与氮气发生器的氮气供应口或经第八球阀314与氮气瓶320接通。第一高压过滤器304为烧结金属型过滤器，选用德国诺冠的NR0680849型过滤器，它和高压氮气储存气罐305连接于工业高压压缩机301的输出管道上。图2中，在第二过滤器302与氮气缓冲气罐303之间还连接有第四压力表321、第二减压阀307、第五压力表322、第四球阀315、第二压力开关308、电磁阀309、第三减压阀310、第三压力开关311及第六压力表323，在第一高压过滤器304与高压氮气储存气罐305之间连接有第二单向阀316、第五球阀317及第四压力开关312，高压氮气储存气罐上连接有第二安全阀313和第六球阀318、第七球阀319、第七压力表324。第二压力开关308置于第二减压阀307的输出口，并与气体压力增压器控制电路306组成监控系统，用来监控氮气供应进气口的气压，以确保氮气供应充足。第三压力开关311直接与氮气缓冲气罐(即工业高压压缩机301吸入口)接通，并与气体压力增压器控制电路306组成监控系统，用来监控工业高压压缩机301吸入口的气压，以确保工业高压压缩机的正常工作。第四压力开关312和第二安全阀313直接与高压氮气储存气罐(即氮气供应出口)接通，并与气体压力增压器控制电路组成监控系统，用来控制高压氮气储存气罐内的压力(即最终要求压力)，以确保高压氮气储存气罐的安全。所述气体压力增压器控制电路306结构如图4所示，该电路由工业高压压缩机启动回路3061和气体增压控制电路3062构成，所述工业高压压缩机启动回路3061由第四开关K4和第五继电器KA5串接而成，第四开关K4选用PKZMO-10型电机保护开关，第五继电器KA5选用3RT10型中间继电器。所述气体增压控制电路3062包括第六继电器KA6、第七继电器KA7、延时继电器KT1、计时器JT、第二变压器T2、第三整流稳压器U3、第二压力开关308、第三压力开关311、第四压力开关312、第五开关K5、第四指示灯H4、第五指示灯H5、第二报警铃BL2及电磁阀309，第六继电器KA6和第七继电器KA7选用3RH11型中间继电器，延时继电器KT1选用3RP15型时间继电器，计时器JT选用BAUSER630型24VDC计时器，第五开关K5选用日本和泉电气的ASW210型选择开关，第三整流稳压器U3选用日本TDK的JAH24-R63型整流稳压器。图4中，第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点、第六继电器KA6的常闭触点与电磁阀309顺序相连共同来控制电磁阀309动作。第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点与延时继电器KT1顺序相连共同来控制延时继电器KT1动作。第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点、第六继电器KA6的常闭触点与计时器JT和第五继电器KA5顺序相连共同来控制计时器JT和第五继电器KA5动作。第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点、第三压力开关311的常开触点与第六继电器KA6顺序相连共同来控制第六继电器KA6动作。第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点、第二压力开关308的常开触点与第七继电器KA7顺序相连共同来控制第七继电器KA7动作。第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点、第七继电器KA7的常开触点与第二报警铃BL2顺序相连共同来控制第二报警铃BL2动作。第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点、第六继电器KA6的常开触点与指示灯H5顺序相连共同来控制指示灯H5。第四开关K4、第五开关K5与指示灯H4顺序相连共同来控制指示灯H4。第二变压器T2和第三整流稳压器U3向各电路提供电源。
运行时，首先将第四球阀315、第五球阀317和第六球阀318打开，第七球阀319关闭，合上第四开关K4供电，当第五开关K5接通时，指示灯H4显示。由第四开关K4、第五开关K5、第四压力开关312的常闭触点和第六继电器KA6的常闭触点顺序相连组成回路控制电磁阀309通电动作。由氮气发生器或氮气瓶320供应的氮气，通过第二过滤器302过滤、第二减压阀307调压、已打开的第四球阀315及已通电接通的电磁阀309，再经第三减压阀310调压向氮气缓冲气罐303充气，为工业高压压缩机301提供气源。当第五开关K5接通时，由第四开关K4、第五开关K5和第四压力开关312的常闭触点顺序相连组成回路控制延时继电器KT1通电，经延时继电器KT1的延时，延时继电器KT1的常开触点自动闭合，由第四开关K4、第五开关K5和第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点闭合和第六继电器KA6的常闭触点顺序相连组成回路控制第五继电器KA5和计时器JT通电，使第五继电器KA5的常开触点闭合，使工业高压压缩机启动运行，并使计时器JT开始计时。经工业高压压缩机运行增压生成的高压氮气，通过第一高压过滤器304过滤、第二单向阀316和已打开的第五球阀317向高压氮气储存气罐305充气，当罐内气压升至超过第四压力开关312的设定压力330bar时，第四压力开关的常闭触点自动打开，第五继电器KA5和电磁阀309同时断电动作，使工业高压压缩机停止运转，同时电磁阀309关闭气路进气口。打开第七球阀319可由排气管道向气体压力控制器输出供应充足的高压氮气。当第四压力开关或气体压力增压器控制电路发生故障时，工业高压压缩机若不能停止运转，则高压氮气储存气罐305内压力会不断升高，当压力升至第二安全阀313的设定压力350bar时，则第二安全阀会自动开启，经已打开的第六球阀318向外界溢流，以确保高压氮气储存气罐的安全。若氮气供应不足，第二减压阀307输出口的气压降至8bar以下时，第二压力开关308的常开触点自动闭合，由第四开关K4、第五开关K5和第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点闭合并与第二压力开关308的常开触点闭合顺序相连组成回路控制第七继电器KA7通电吸合，由第七继电器的常开触点闭合来控制第二报警铃BL2报警，提醒氮气供应不足或更换氮气瓶。若工业高压压缩机吸入口的气压降至-0.2bar以下时，第三压力开关311的常开触点自动闭合，由第四开关K4、第五开关K5和第四压力开关312的常闭触点、延时继电器KT1的常开触点闭合和第三压力开关的常开触点闭合顺序相连组成回路控制第六继电器KA6通电吸合，由第六继电器的常开触点闭合来控制第五指示灯H5显示报警，由第六继电器的常闭触点打开来控制第五继电器KA5和电磁阀309同时断电动作，使工业高压压缩机301停止运转，并使电磁阀309关闭气路进气口。
进一步如图2所示，所述气体压力控制器40由压力控制单元41和电子控制单元42构成，用于对注塑成型过程中注射到塑件内部的气体压力实现分段精确自动控制，按预先设定的多段时间和压力，将气体分段自动控制注射到塑件内部，是塑料制品气体辅助注塑成型工艺成败的关键。
所述压力控制单元41包括第九球阀4101、第五开关阀4102、第六开关阀4103、第二高压过滤器4104、第三高压过滤器4105、第三单向阀4106、第八压力表4107、第一高压电磁阀4108、第二高压电磁阀4109、第三高压电磁阀4110及压力传感器4111，所述第二高压过滤器和第三高压过滤器为烧结金属型过滤器，选用德国诺冠的NR0680849型过滤器，高压电磁阀选用德国GSR52型高压电磁阀，压力传感器选用HDA3700型压力传感器。所述第一高压电磁阀与第二高压电磁阀并联连接于第二烧结金属型高压过滤器的出气口，其气体输入端与第二烧结金属型高压过滤器洁净气出气口接通，其气体输出端分成两路，一路经气体注入系统直接向注塑成型塑件内注气，完成气体辅助注塑成型。另一路与第三烧结金属型高压过滤器4105、第三高压电磁阀4110、第三单向阀4106顺序相连。第三单向阀排气端又分成两路，一路经第六开关阀4103排空，另一路经第五开关阀4102与氮气发生器的低压氮气储存气罐208连接，可根据需要回收排放出的部分氮气。第一高压电磁阀4108和第二高压电磁阀4109与第九球阀4101、第二高压过滤器4104构成升压充气气路，该气路与电子控制单元42连接以获取控制信号。所述第三高压电磁阀4110设置于第三高压过滤器4105的出气口，并与第三高压过滤器4105、第三单向阀4106、第六开关阀4103构成降压排气气路，该气路与电子控制单元42连接以获取控制信号，并且通过第五开关阀4102与低压氮气储存气罐208连通。所述压力传感器4111和第八压力表4107装在升压充气气路的输出端，并与电子控制单元42相连。
所述电子控制单元42结构如图5所示，它包括气压调节控制电路421、气压检测电路422、单片机控制电路423、手持输入控制器电路424、控制区域网电路425和注塑机触发控制接口电路426，其中气压调节控制电路421由第十光电耦合器G10、第十一光电耦合器G11、第十二光电耦合器G12、第十三光电耦合器G13、第八继电器KA8、电容C1、二极管D1组成，所述光电耦合器选用TLP621型光电耦合器，第八继电器KA8选用G6A-234P型继电器。第十光电耦合器G10、第十一光电耦合器G11分别经第八继电器KA8、第九继电器KA9、第十二继电器KA12与第一高压电磁阀4108和第二高压电磁阀4109连接，第十二光电耦合器G12经第八继电器KA8与第三高压电磁阀4110连接，第十三光电耦合器G13与第五开关阀4102和第六开关阀4103连接，所述第十光电耦合器G10、第十一光电耦合器G11、第十二光电耦合器G12、第十三光电耦合器G13还分别与单片机控制电路423连接。单片机控制电路的气压控制单片机IC1经第十光电藕合器G10、第八继电器KA8的常开触点、第九继电器KA9的常开触点和第十二继电器KA12的常开触点控制第一高压电磁阀4108动作；经第十一光电藕合器G11、第八继电器KA8的常开触点、第九继电器KA9的常开触点和第十二继电器K12的常开触点控制第二高压电磁阀4109动作；经第十二光电藕合器G12与第八继电器KA8的常开触点控制第三高压电磁阀4110动作；经第十三光电藕合器G13控制开关第五开关阀4102和第六开关阀4103动作。停机断电时，第五开关阀4102处于断开状态，第六开关阀4103处于接通状态，二者形成安全联锁系统确保排气安全。电容C1与二级管D1顺序相连，并顺序接在电源GND端，电容C1的正端、第八继电器KA8的正端和第三高压电磁阀4110的正端都连接在电源+VCC端，第三高压电磁阀的负端可经第八继电器KA8的常开触点与第十二光电藕合器G12相连，也可经第八继电器KA8的常闭触点与电容C1的负端相连，第八继电器KA8的负端也接在电源GND端。
气压检测电路422由A/D转换器IC3、运算放大器IC9组成，所述A/D转换器IC3选用TLC1543型芯片，运算放大器IC9选用LM224型芯片，其中运算放大器IC9与压力传感器4111连接，A/D转换器IC3分别与运算放大器IC9和单片机控制电路423连接。压力传感器4111实时产生的压力信号经运算放大器IC9放大、A/D转换器IC3进行模/数转换，然后输给气压控制单片机IC1处理。
单片机控制电路423由气压控制单片机IC1、程序存储器IC4和第二异步串行接口电路IC8组成，所述气压控制单片机IC1选用MC68HC11型单片机，程序存储器IC4选用FM27C512型存储器，异步串行接口电路IC8选用MAX232型芯片，上述气压控制单片机IC1和程序存储器IC4、第二异步串行接口电路IC8直接连接而成。
手持输入控制器电路424由手持控制器单片机IC2、第一异步串行接口电路IC7、LCD显示器4241和键盘4242组成，所述手持控制器单片机IC2选用MC68HC11型芯片，异步串行接口电路IC7选用MAX232型芯片。第一异步串行接口电路IC7、LCD显示器4241和键盘4242分别与手持控制器单片机IC2连接，第一异步串行接口电路IC7则与第二异步串行接口电路IC8连接。利用键盘可向手持控制器单片机IC2单独编程输入气辅工艺参数(即设定多段时间和压力值)，手持控制器单片机IC2也可输出数据给LCD显示器，动态实时显示设定的时间、压力值(曲线)，并通过异步串行接口电路IC7、异步串行接口电路IC8与气压控制单片机IC1相连，实现数据传输。压力传感器4111实时产生的压力信号经气压控制单片机IC1数据处理后，还可以通过异步串行接口电路IC8、异步串行接口电路IC7输给手持控制器单片机IC2，经处理输给LCD显示器动态实时显示实际输出的时间、压力值(曲线)。
控制区域网电路425由CAN控制器IC5、第八光电藕合器G8和第九光电藕合器G9及CAN接口电路IC6串接而成，所述CAN控制器IC5选用SJA1000型芯片，CAN接口电路IC6选用PCA82C250型芯片，第八光电藕合器G8和第九光电藕合器G9选用6N137型芯片。CAN控制器IC5与气压控制单片机IC1连接，并经第八光电藕合器G8和第九光电藕合器G9、CAN接口电路IC6与气体控制管理中心实现数据传输。
注塑机触发控制接口电路426由第一光电耦合器G1、第二光电耦合器G2、第三光电耦合器G3、第四光电耦合器G4、第五光电耦合器G5、第六光电耦合器G6、第七光电耦合器G7、第九继电器KA9、第十继电器KA10、第十一继电器KA11、第十二继电器KA12组成，所述光电藕合器选用SFH620A型光电藕合器，继电器选用G6E-134P型继电器。第一光电耦合器G1、第二光电耦合器G2、第三光电耦合器G3、第四光电耦合器G4分别与气压控制单片机IC1和第十继电器KA10、第十一继电器KA11、第九继电器KA9、第十二继电器KA12连接，第十继电器KA10、第十一继电器KA11、第九继电器KA9、第十二继电器KA12则分别与注塑机控制系统12的注射成型开始信号接口a、故障急停信号接口b、安全门信号接口c和防护门信号接口d连接，第五光电耦合器G5、第六光电耦合器G6、第七光电耦合器G7分别与气压控制单片机IC1和注塑机控制系统的模具开/合信号接口e、注射结束信号接口f、顶出制品信号接口g连接。注塑机控制系统的安全门信号、防护门信号、模具开/合信号、注射结束信号、顶出制品信号分别经第三光电耦合器G3、第四光电耦合器G4、第五光电耦合器G5、第六光电耦合器G6、第七光电耦合器G7输入触发气压控制单片机IC1，并且安全门信号和防护门信号分别控制第九继电器KA9和第十二继电器KA12动作，气压控制单片机IC1可输出信号经第一光电耦合器G1控制第十继电器KA10动作，由第十继电器KA10的常开触点来控制注塑机控制系统的注射成型开始信号，气压控制单片机IC1可输出信号经第二光电耦合器G2控制第十一继电器KA11动作，由第十一继电器KA11的常开触点来控制注塑机控制系统的故障急停信号。
系统运行时，首先将第九球阀4101打开，与气体压力增压器氮气输出口接通，保证气体压力控制器高压气源供应充足。再由键盘4242向手持控制器单片机IC2单独编程输入气辅工艺参数(即设定多段时间和压力值)，手持控制器单片机IC2经处理输给LCD显示器4241，动态实时显示设定的时间、压力值(曲线)，并通过异步串行接口电路IC7、异步串行接口电路IC8输给气压控制单片机IC1。
当注塑机的安全门和防护门关闭时，由注塑机控制系统分别经第三光电藕合器G3和第四光电藕合器G4给气压控制单片机IC1发送控制信号，同时分别控制第九继电器KA9和第十二继电器KA12通电动作。由于该系统已通电运行，所以第八继电器KA8已通电动作。控制第一高压电磁阀4108和第二高压电磁阀4109动作的第八继电器KA8的常开触点、第九继电器KA9的常开触点和第十二继电器KA12的常开触点都吸合。控制第三高压电磁阀4110动作的第八继电器KA8的常闭触点打开，常开触点吸合，将第三高压电磁阀的负端与第十二光电藕合器G12接通。此时，第一高压电磁阀4108、第二高压电磁阀4109、第三高压电磁阀4110只等气压控制单片机IC1发出控制信号来控制动作，处于待机状态。
当注塑机控制模具闭合时，由注塑机控制系统经第五光电藕合器G5给气压控制单片机IC1发送控制信号。当安全门信号、防护门信号和模具闭合信号同时输入触发气压控制单片机IC1时，气压控制单片机IC1将经第一光电藕合器G1输出信号，控制第十继电器KA10通电动作，第十继电器KA10的常开触点吸合来接通注塑机控制系统的注射成型开始信号，注射机开始利用注塑喷嘴向模具型腔中注射足够的熔融塑料。
当注塑机注射结束时，由注塑机控制系统经第六光电藕合器G6给气压控制单片机IC1发送控制信号，气压控制单片机IC1开始按预先输入的气辅工艺参数(即设定多段时间和压力值)顺序开启各个气体辅助注塑成型工艺过程，装在气体压力控制器的气体输出端的压力传感器4111实时产生的压力信号经运算放大器IC9放大，A/D转换器IC3进行模/数转换，然后输给气压控制单片机IC1处理。气压控制单片机IC1根据压力传感器反馈的动态压力信号与手持控制器单片机IC2传输的预先设定气辅工艺参数比较结果，当压力传感器测定的气体压力低于气辅工艺参数设定值时，气压控制单片机IC1将按照动态的数学物理模型，通过智能控制算法，输出信号经第十光电藕合器G10控制第一高压电磁阀4108，输出信号经第十一光电藕合器G11控制第二高压电磁阀4109，实时控制第一高压电磁阀和第二高压电磁阀通电动作，接通升压充气气路，向模具型腔中的熔融塑料内充气，将气压升高，使其实际输出压力始终与气辅工艺参数设定值保持一致。同理，当压力传感器4111测定的气体压力高于气辅工艺参数设定值时，气压控制单片机IC1输出信号经第十二光电藕合器G12控制第三高压电磁阀4110通电动作，接通降压排气气路，从模具型腔中的塑料内排气，将气压降低，使其实际压力始终与气辅工艺参数设定值保持一致。
当气压控制单片机IC1按预先输入的气辅工艺参数(即设定多段时间和压力值)完成全部气体辅助注塑成型工艺过程，模具型腔中的塑料已保压、冷却、定型并排出压力气体时，气压控制单片机IC1输出信号经第一光电藕合器G1控制第十继电器KA10断电动作，第十继电器KA10的常开触点打开，从而断开注塑机控制系统的注射成型开始信号，注塑机注射成型完成。
当注塑机控制模具打开，顶出制品时，由注塑机控制系统经第七光电藕合器G7给气压控制单片机IC1发送触发信号，用来将气压控制单片机IC1的气体控制计时器重新复位，完成一个气体辅助注塑成型周期，并为下一个周期做准备。
在气体辅助注塑成型过程中，排出的氮气根据需求，通过气压控制单片机IC1控制，经第十三光电藕合器G13有选择地开闭第五开关阀4102或第六开关阀4103，即需要回收时，仅开启第五开关阀，接通氮气回收管路由氮气发生器中低压氮气储存气罐208回收；若不需要回收时，仅开启第六开关阀，接通排气管路放空。在气体辅助注塑成型过程中，当注塑机的安全门或防护门误操作打开时，第九继电器KA9或第十二继电器KA12断电动作，控制第一高压电磁阀4108和第二高压电磁阀4109动作的第九继电器KA9的常开触点或第十二继电器KA12的常开触点也打开，控制第一高压电磁阀和第二高压电磁阀断电动作，停止向模具型腔中的熔融塑料内充气。确保工作安全。
若该气体压力控制器非正常断电，第八继电器KA8也断电，其常开触点打开，常闭触点闭合，将第三高压电磁阀4110的负端经第八继电器KA8的常闭触点与电容C1的负端接通，由于二级管D1此时处于反向截止状态，电容C1与第八继电器KA8构不成回路，而与第三高压电磁阀构成回路，由电容C1向第三高压电磁阀供电排气降压，以确保工作安全。
在气体辅助注塑成型过程中，由于模具型腔中的熔融塑料内气体泄漏或系统提供的气源压力不足，无法使其实际压力与气辅工艺参数设定值保持一致。气压控制单片机IC1将输出信号经第二光电藕合器G2控制第十一继电器KA11通电动作，由第十一继电器KA11的常开触点吸合，来接通注塑机控制系统的故障急停信号，使注塑机停止运行，以确保工作安全。
上述气压控制单片机IC1经控制区域网电路与气体控制管理中心实现数据传输，连成局域网通讯控制。
所述注塑成型装置10是用来生产气体辅助注塑成型制品的主要组成部件，它设有气体注入机构11，如图2所示，该机构可以是喷嘴注气机构111、流道内注气机构112或塑件内注气机构113中的一种，其中，喷嘴注气机构111是将与压力控制组件41连接的进气管114与注塑机喷嘴相连通；流道内注气机构112是将与压力控制组件41连接的进气管114与成型模具的流道内部相连通；塑件内注气机构113是将与压力控制组件41连接的进气管114与注塑成型塑件内部相连通。
上述实施例为仅在一台注射机进行气体辅助注射成型，需要一台气体压力控制器来控制执行。若需要在多台注射机同时进行气体辅助注射成型，只需要配置相应数量的气体压力控制器，可各自独立控制执行，也可由气体控制管理中心通过局域网来集中管理控制执行。本发明并不限于上述实施例，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种恒压气体辅助注塑成型系统，包括注塑成型装置(10)，其特征在于，该系统还包括氮气发生器(20)、气体压力增压器(30)和气体压力控制器(40)，所述气体压力控制器(40)分别与注塑成型装置(10)和气体压力增压器(30)连接，气体压力增压器则与氮气发生器(20)相连接。
2.如权利要求
1所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述氮气发生器(20)包括空气压缩机(201)、冷冻式干燥器(202)、第一过滤器(203)、电子加热器(204)、膜式空气分离器(205)、压缩空气缓冲气罐(206)、氧气浓度分析仪(207)、低压氮气储存气罐(208)及氮气发生器控制器(209)，其中，压缩空气缓冲气罐(206)设置于冷冻式干燥器(202)与第一过滤器(203)之间，第一过滤器与电子加热器(204)及膜式空气分离器(205)顺序相连，氧气浓度分析仪(207)设置于膜式空气分离器的氮气输出管道上，低压氮气储存气罐(208)也设置于膜式空气分离器的氮气输出管道上，所述空气压缩机(201)、电子加热器(204)、氧气浓度分析仪(207)分别与氮气发生器控制器(209)相连。
3.如权利要求
2所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，在压缩空气缓冲气罐(206)与膜式空气分离器(205)之间的管路上有第一开关阀(210)，在膜式空气分离器(205)与氧气浓度分析仪(207)和低压氮气储存气罐(208)之间分别连接有第二开关阀(211)和第三开关阀(212)，在低压氮气储存气罐(208)的输出端连接有第四开关阀(213)，各开关阀均与氮气发生器控制器(209)相连接。
4.如权利要求
2所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述氮气发生器控制器(209)采用可编程控制器，它包括空气压缩机启动回路(2091)和氮气生成控制电路(2092)，所述空气压缩机启动回路(2091)由第三开关(K3)和第四继电器(KA4)串接而成；所述氮气生成控制电路包括可编程控制器(CTR)、小型数字式面板计量表(KD)、第一继电器(KA1)、第二继电器(KA2)、第三继电器(KA3)、第一变压器(T1)、第一整流稳压器(U1)、第二整流稳压器(U2)、第一开关(K1)、第二开关(K2)、第一指示灯(H1)、第二指示灯(H2)、第三指示灯(H3)、第一报警铃(BL1)及第一压力开关(224)，其中，小型数字式面板计量表(KD)分别与氧气浓度分析仪(207)和可编程控制器(CTR)连接；第一继电器(KA1)、第二继电器(KA2)、第三继电器(KA3)、第四开关阀(213)、第一开关(K1)、第二开关(K2)分别与可编程控制器(CTR)连接；第一压力开关(224)、第一继电器(KA1)、第二继电器(KA2)与第四继电器(KA4)顺序相连；第三继电器(KA3)和第四继电器(KA4)与第一开关阀(210)、第三开关阀(212)顺序相连；第二开关阀(211)与第一继电器(KA1)相连接；第一指示灯H1与第四继电器(KA4)相连接；第一报警铃(BL1)和第三指示灯(H3)与第二继电器(KA2)相连接；第二指示灯(H2)与第二整流稳压器(U2)的输出端相连；第三开关(K3)与电子加热器(204)相连；第一变压器(T1)、第一整流稳压器(U1)和第二整流稳压器(U2)向所述各器件提供电源。
5.如权利要求
1所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述气体压力增压器(30)包括工业高压压缩机(301)、第二过滤器(302)、氮气缓冲气罐(303)、第一高压过滤器(304)、高压氮气储存气罐(305)及气体压力增压器控制电路(306)，其中，第二过滤器(302)和氮气缓冲气罐(303)置于工业高压压缩机(301)的输入端，第一高压过滤器(304)和高压氮气储存气罐(305)置于工业高压压缩机(301)的输出端；在第二过滤器(302)与氮气缓冲气罐(303)之间还连接有第二减压阀(307)、第二压力开关(308)、电磁阀(309)、第三减压阀(310)及第三压力开关(311)，在第一高压过滤器(304)与高压氮气储存气罐(305)之间连接有第四压力开关(312)，高压氮气储存气罐上连接有第二安全阀(313)；所述工业高压压缩机(301)、第二压力开关(308)、第三压力开关(311)、第四压力开关(312)、电磁阀(309)分别与气体压力增压器控制电路(306)相连接。
6.如权利要求
5所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，气体压力增压器控制电路(306)由工业高压压缩机启动回路(3061)和气体增压控制电路(3062)构成，所述工业高压压缩机启动回路(3061)由第四开关(K4)和第五继电器(KA5)串接而成；所述气体增压控制电路(3062)包括第六继电器(KA6)、第七继电器(KA7)、延时继电器(KT1)、计时器(JT)、第二变压器(T2)、第三整流稳压器(U3)、第五开关(K5)、第二压力开关(308)、第三压力开关(311)、第四压力开关(312)、第四指示灯(H4)、第五指示灯(H5)、第二报警铃(BL2)及电磁阀(309)，其中，第四开关(K4)、第五开关(K5)、第四指示灯(H4)顺序相连，第四开关(K4)、第五开关(K5)、第四压力开关(312)顺序相连，并分别与第五继电器(KA5)、第六继电器(KA6)、第七继电器(KA7)、延时继电器(KT1)、电磁阀(309)、第二报警铃(BL2)及第五指示灯(H5)相连；第二压力开关(308)、第三压力开关(311)分别与第七继电器(KA7)、第六继电器(KA6)相连；计时器(JT)与第五继电器(KA5)并连而成；第二变压器(T2)和第三整流稳压器(U3)向所述各器件提供电源。
7.如权利要求
1所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述气体压力控制器(40)由压力控制单元(41)和电子控制单元(42)构成，所述电子控制单元(42)分别与注塑成型装置(10)和压力控制单元(41)连接，压力控制单元则与气体压力增压器(30)连接。
8.如权利要求
7所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述压力控制单元(41)包括第九球阀(4101)、第五开关阀(4102)、第六开关阀(4103)、第二高压过滤器(4104)、第三高压过滤器(4105)、第三单向阀(4106)、第八压力表(4107)、第一高压电磁阀(4108)、第二高压电磁阀(4109)、第三高压电磁阀(4110)及压力传感器(4111)，其中，第一高压电磁阀(4108)与第二高压电磁阀(4109)并联连接于第二高压过滤器(4104)的出气口，与第九球阀(4101)、第二高压过滤器(4104)构成升压充气气路，该气路与电子控制组件(42)连接以获取控制信号；所述第三高压电磁阀(4110)设置于第三高压过滤器(4105)的出气口，并与第三高压过滤器(4105)、第三单向阀(4106)、第六开关阀(4103)构成降压排气气路，该气路与电子控制单元(42)连接以获取控制信号，并且通过第五开关阀(4102)与低压氮气储存气罐(208)连通；所述压力传感器(4111)和第八压力表(4107)装在升压充气气路的输出端，并与电子控制单元(42)相连。
9.如权利要求
7所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述电子控制单元(42)包括气压调节控制电路(421)、气压检测电路(422)、单片机控制电路(423)、手持输入控制器电路(424)、控制区域网电路(425)和注塑机触发控制接口电路(426)，其中，气压调节控制电路(421)由第十光电耦合器(G10)、第十一光电耦合器(G11)、第十二光电耦合器(G12)、第十三光电耦合器(G13)、第八继电器(KA8)、电容C1、二极管D1组成，所述第十光电耦合器(G10)、第十一光电耦合器(G11)分别经第八继电器(KA8)、第九继电器(KA9)、第十二继电器(KA12)与第一高压电磁阀(4108)和第二高压电磁阀(4109)连接，第十二光电耦合器(G12)经第八继电器(KA8)与第三高压电磁阀(4110)连接，第十三光电耦合器(G13)与第五开关阀(4102)和第六开关阀(4103)连接，所述第十光电耦合器(G10)、第十一光电耦合器(G11)、第十二光电耦合器(G12)、第十三光电耦合器(G13)还分别与单片机控制电路(423)连接；所述气压检测电路(422)由A/D转换器(IC3)、运算放大器(IC9)组成，其中，运算放大器(IC9)与压力传感器(4111)连接，A/D转换器(IC3)分别与运算放大器(IC9)和单片机控制电路(423)连接；所述单片机控制电路(423)由气压控制单片机(IC1)、程序存储器(IC4)和第二异步串行接口电路(IC8)组成，气压控制单片机(IC1)和程序存储器(IC4)、第二异步串行接口电路(IC8)直接连接而成；所述手持输入控制器电路(424)由手持控制器单片机(IC2)、第一异步串行接口电路(IC7)、LCD显示器(4241)和键盘(4242)组成，第一异步串行接口电路(IC7)、LCD显示器(4241)和键盘(4242)分别与手持控制器单片机(IC2)连接，第一异步串行接口电路(IC7)则与第二异步串行接口电路(IC8)连接；所述控制区域网电路(425)由CAN控制器(IC5)、第八光电藕合器(G8)和第九光电藕合器(G9)及CAN接口电路(IC6)串接而成，CAN控制器(IC5)与气压控制单片机(IC1)连接；所述注塑机触发控制接口电路(426)由第一光电耦合器(G1)、第二光电耦合器(G2)、第三光电耦合器(G3)、第四光电耦合器(G4)、第五光电耦合器(G5)、第六光电耦合器(G6)、第七光电耦合器(G7)、第九继电器(KA9)、第十继电器(KA10)、第十一继电器(KA11)、第十二继电器(KA12)组成，其中，第一光电耦合器(G1)、第二光电耦合器(G2)、第三光电耦合器(G3)、第四光电耦合器(G4)分别与气压控制单片机(IC1)和第十继电器(KA10)、第十一继电器(KA11)、第九继电器(KA9)、第十二继电器(KA12)连接，第十继电器(KA10)、第十一继电器(KA11)、第九继电器(KA9)、第十二继电器(KA12)则分别与注塑机控制系统(12)的注射成型开始信号接口(a)、故障急停信号接口(b)、安全门信号接口(c)和防护门信号接口(d)连接，第五光电耦合器(G5)、第六光电耦合器(G6)、第七光电耦合器(G7)分别与气压控制单片机(IC1)和注塑机控制系统的模具开/合信号接口(e)、注射结束信号接口(f)、顶出制品信号接口(g)连接。
10.如权利要求
1所述的恒压气体辅助注塑成型系统，其特征在于，所述注塑成型装置(10)设有气体注入机构(11)，该机构可以是喷嘴注气机构(111)、流道内注气机构(112)或塑件内注气机构(113)中的一种，其中，喷嘴注气机构(111)是将与压力控制组件(41)连接的进气管(114)与注塑机喷嘴相连通；流道内注气机构(112)是将与压力控制组件(41)连接的进气管(114)与成型模具的流道内部相连通；塑件内注气机构(113)是将与压力控制组件(41)连接的进气管(114)与注塑成型塑件内部相连通。
专利摘要
一种恒压气体辅助注塑成型系统，它包括注塑成型装置(10)，其特征在于，该系统还包括氮气发生器(20)、气体压力增压器(30)和气体压力控制器(40)，气体压力控制器(40)分别与注塑成型装置(10)和气体压力增压器(30)连接，气体压力增压器则与氮气发生器(20)相连接。本发明在注塑成型过程中以空气为原料制造氮气，将经过增压和对时间和压力进行自动控制的氮气注射到塑件内部，可实现平稳注气和保压，提高塑件质量，降低产品开发及生产成本。
文档编号B29C45/17GK1990212SQ200510121110
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月29日
发明者韩国海, 何萍 申请人:韩国海, 何萍导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan