专利名称：使用气流穿越阀口的注射成型系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及注射成型，更具体地说，涉及一种阀门启闭系统用于制造以气体充填其中心部分的塑料产品。
在熔体流的中心注射进加压气体来成型中空的塑料产品已在1978年7月18日出版的弗里德里克(Friederich)的美国专利号4，101，617中有所描述。然而，这种先前的装置有其缺点，特别是对于大尺寸的产品需要较大直径的阀口时更是如此，将使阀口不能很好关闭。结果，当模子打开时，熔体还象流口水似地不断流出并增加了操作周期的时间，这些都成了问题。
因此，本发明的一个目的是至少可部分克服现有技术所产生的问题，这是由阀门启闭机构中提供一个气体注射系统来完成的。
为了完成这个目的，办法之一是，本发明提供了一个具有加热了的喷嘴的阀门启闭的热浇口注射成型系统，该喷嘴座落在模槽板中的穴座内，并有一个延伸穿过其中的中心孔以装入一个带有前端和后端的细长的阀杆并提供一个在其中心孔内形成的围绕着至少在阀杆的前段处的熔体流道用来运送熔体到阀口处，该阀口穿过模槽板延伸到一个型腔中，还具有阀杆动作装置以使阀杆在缩回的开启位置和向前的关闭位置之间作纵向往复运动，在关闭位置时，阀杆的前端正好座落在阀口上，改进之处在于所说的细长的阀杆是中空的，并在其中心装入一个带有前端和后端的细长的阀针，该阀针被固紧安装在一个固定的位置上，其前端插入阀口的中心，当阀杆缩回到开启位置时，借助一个围绕阀口的空间提供一个带有中空的中心部分的熔体流流进型腔，所说的阀针有一个中空的中心部分从靠近其后端的一个进口处延伸到其前端的出口处，从而在中空阀针的进口处接受来的加压的气体通过其出口流入正在流进型腔的熔体流的中空的中心部分。
本发明的进一步目的和优点将结合附图在下面的说明中加以阐述。
附图简要说明
图1为根据本发明的一个实施例的注射成型系统的剖视图，显示阀杆在开启位置的情况。
图2为类似于图1的剖视图。显示阀杆在关闭位置的情况。
图3为图1转过90°后的局部剖视图。
图4为阀口区域的放大了的剖视图。
图5为根据本发明的另一个实施例的注射成型系统的部分剖视图。
请首先参阅图1，该图显示了根据本发明的一个实施例的阀门启闭的注射成型系统，具有喷嘴10座落在模槽板14中的穴座12内。喷嘴10有一个中心孔16与阀口18相对准，该阀口18延伸穿过模槽板14到型腔20。喷嘴10由一个座靠在环形肩部24上的隔热法兰22和一个喷嘴密封镶嵌件26来准确定位。这个喷嘴密封镶嵌件26用螺纹拧入喷嘴10的前端28内，并有一个圆柱形的鼻部30装入围绕阀口18的座子32内，还有一个斜削形的孔34从喷嘴10的中心孔16延伸出来到阀口18并与之对准。如盖勒特(Gellert)的于1989年2月1日递交的加拿大专利申请号589，783名为“注射成型喷嘴的规定热流分布形态的板式加热器”中所描述的，电板式加热器36安装在喷嘴10的两对面以加热喷嘴10。模槽板14通过流道38泵来的冷却水加以冷却，而在加热了的喷嘴10和周围被冷却了的模槽板14之间形成了一个隔热的空气层40。
岐管部件42用螺栓46固紧在喷嘴10的后端44上。岐管部件42和喷嘴10用一个定位套圈48夹持在位，该定位套圈48用螺栓52固紧到后板50上。而后板50本身又用螺栓安装到模槽板14上(图中未示出)。如图3所示，岐管部件42被附装在两对面56的电板式加热器54所加热。被加热了的岐管部件42被一个隔热空气层58由与其周围的被冷却了的后板50进行热隔离，并与定位套圈48只有最少的接触。
喷嘴10的中心孔16在其中心延伸有一个中空的细长的钢制阀杆60。在本实施例中，阀杆60有一个通常为均匀的横截面从其后端62一直延伸到其前端64。如图所示，中空的阀杆60在其中延伸穿过一个细长的钢制阀针66。该阀针66有一个前端68和一个后端70，该后端70向后延伸进入岐管部件42中并在那里由一个止动螺钉72固定住。这就使阀针66被固定在其前端68正好延伸穿过阀口18的中心的位置上。同样，阀杆66用双止动螺钉78固紧到一个可活动的动作吊架76上。钢制吊架76横向穿过在岐管部件42中的孔80。吊架76的两个外端82分别用螺钉84连接到座落在后板50中的气缸88内的气动活塞87上延伸出来的活塞杆86上。高压密封圈89装在每个活塞杆86的周围以防止泄漏。一对活塞87按照一个予先确定的周期进行同步动作，使得吊架76和阀杆60在图1所示的缩回的开启位置和图2所示的向前的关闭位置之间往复运动，在关闭位置时，阀杆60的前端64正好座落在阀口18上。
被固定的阀针66有一个中空的中心部分90从一个位于它的后端70的进口延伸到它的前端68的出口处以用来输送气体。如图4所示，该出口处是由多孔的不锈钢套94所组成，该钢套94被焊在阀针66的前端68处的座子96内并突入型腔20内。多孔套94由不锈钢粉末冶金制成，并容许足够的气流从其中穿出来进入型腔20，同时防止了熔体从型腔20窜回进入中空的中心部分90内。被固定的阀针66的中空的中心部分90上的进口由穿过阀杆60的一侧的一个横向孔98形成的，该阀杆60连接到围绕着被固定的阀针66的缩小了的直径部分102的环形空间100处。空间100则接着由对角配置的流道104连接到阀针66的中空的中心部分90处。被固定了的阀针66的缩小了的直径部分102的长度至少等于阀杆66的行程以使在阀杆66的整个行程中能达到对孔98的连续不断的接通状态。吊架76有一个气体流道106从穿过阀杆60的孔98处横向向外延伸到从气体供应软管110来的一个接头108处。如图所示，在本实施例中，提供了一个围绕在连接到活塞杆86上的螺钉84上的特殊形状的套管112，由此气体流道得以旁通穿过螺钉84。
如图3所示，一个熔体流道114从岐管部件42的后端118的中心进口116处延伸到阀口18以便用来运送加压的熔体。流道114分成两个流道120以便旁通越过岐管部件42的横向孔80，并在中心孔16中的阀杆60的外侧周围空间122处重新会合，在该横向孔80中吊架76可作往复运动。密封圈124座落在喷嘴10的后端44处的中心孔16中阀杆60的周围，当阀杆60往复运动时，可防止加压熔体的泄漏。密封圈124也帮助了喷嘴10相对于岐管部件12的定位以及用来对阀杆60和其内的被固定了的阀针66的中心定位。
在使用中，系统如图所示装配起来，将电源接通到线头126，128并由此通到板式加热器36，54来加热喷嘴10和岐管部件42到达一个予先确定的操作温度。从成型机(未图示)来的加压熔体按照一个予先确定的周期通过中心进口116被注射进熔体流道114。加压的气体诸如氮气或空气按照上述周期通过软管110接通起来，而此时气动压力也和气缸88相连通。这样，当气动压力推动吊架76和阀杆60到缩回的开启位置时，注射熔体的压力和气体压力已经施加上去了。这就产生了熔体流130，通过被固定的阀针66的前端68处的多孔套94的周围空间132流入型腔20。熔体流130有一个中空的中心134，加压的气体通过被固定的阀针66的前端68处的多孔套94流入此中空的中心部分内。如图1所示，这就产生了一个熔体气囊136并不断膨胀直到它与型腔20的壁相接触为止。等到在填满了的模子中产生气体压力后，活塞87驱动吊架76和阀杆60到如图2所示的向前关闭位置，在此位置上，阀杆60的前端64座落到阀口18上。然后卸去注射压力，在一个短时冷却后，气体压力也被卸去，进而可施加一个抽力，以便当模子打开时不致使制品的壁胀裂开来。然后模子沿分型线74打开以取出中空的成型制品。制品取出后，模子又闭合而气动压力再次施加到气缸88中，来拉动阀杆60回到开启位置，同时又将注射压力和气体压力重新施加上去以重新充填型腔20。这个周期周而复始地连续进行，允许的频率取决于型腔的大小和成型材料的类型。
图5说明了按照本发明的另一个实施例的注射成型系统。本实施例中与上述第一个实施例中共用的零件使用同一编号来描述和说明。在本例中，喷嘴10同样座落在模槽板14中的穴座12内。然而，在本实施例中，喷嘴10有一个圆柱形的鼻部140装在穿过模槽板14的孔142中，以提供一个斜削形的阀口18导向型腔20。喷嘴10由一个整体螺旋形的电加热元件144来加热并产生一个在其与周围模槽板14之间的隔热空气层40，该模槽板14由通过流道38泵来的冷却水所冷却。喷嘴10用螺栓46固紧到岐管部件42上。岐管部件42和喷嘴10由一个定位套圈48来固紧在位置上，而定位套圈48则由螺栓146固紧到到模槽板14上。岐管部件42也是被一个整体钎焊在其内的螺旋形电加热元件148所加热。
喷嘴10有一个中心孔16，该中心孔有一个后段150和一个较大直径的前段152，该前段152导向阀口18。一个中空的细长的钢制阀杆60装入喷嘴10的中心孔16内。阀杆60有一个前段154，一个中段156延伸穿过中心孔16的后段150中，以及一个后段158延伸进入岐管部件42的中心孔160中。如图所示，阀杆60的前段154的直径小于周围的喷嘴中心孔16的前段152的直径，以便提供在其两者之间的一个熔体流动空间122。一个熔体流道114从岐管部件42的后端118的中心进口116处延伸到阀口18处以用来运送加压的熔体。流道114分为两个支道(未图示)延伸越过岐管部件42中的孔160的周围并在中心孔16中的阀杆60的周围空间122处重新会合。阀杆60的中段156有若干个间隔配置的脊状槽162，该脊状槽162与穿过喷嘴10的中心孔16的后段150相配合以防止围绕着往复运动的阀杆60的加压熔体的泄漏。
阀杆60的后段158延伸进入岐管部件42的中心孔160，有一个较小直径的颈部164，围绕此颈部164装有一个对开环166。对开环166有两个对置的扇形体装在孔160内并围绕着阀杆66的颈部164，如在盖勒特(Gellert)的于1989年6月2日递交的加拿大专利申请号601，623名为“注射成型系统阀杆对开环”中所详细描述者。对开环166的一扇形体有一个凹口168用以装入可回转的杠杆件172的内端170。在本发明的这个实施例中，杠杆件172是阀杆动作机构的一部分，该阀杆动作机构通过对开环166施加一个力量来使阀杆60在缩回的开启位置和向前的关闭位置之间作往复运动，在关闭位置时，阀杆60的前端64座落在阀口18上。在本实施例中，杠杆件172围绕枢轴174回转，并被一个气动活塞176所驱动，按照一个有控制的周期加压的空气施加到活塞176上。
中空的阀杆60有一个中空的细长的钢制阀针66延伸穿过其中。如上所述，当阀杆60往复运动时，阀针66用双止动螺钉72将其后端70固紧在岐管部件42中而固定其位置。如图所示，在这个固定位置上，被固定了的阀针66的前端68延伸穿过阀口18的中心。被固定了的阀针66有一个中空的中段90从靠近阀针66的后端70的进口处输送气体到阀针66的前端68的出口处。在阀针66的前端68的出口处有若干个小孔178。孔178大得足以容许一个足够的气流向外流出进入型腔20，但又小得足以防止熔体通过孔178从型腔20处回流。被固定了的阀针66的中空的中段90处的进口可用穿过阀针66靠近它的后端70处径向延伸的槽180来形成。被固定了的阀针66内的槽180应有足够的长度以与往复运动的阀杆60的一侧中的横向孔98保持连续畅通。在阀杆60中的横向孔98处装有一个气体流道182向外延伸穿过岐管件42的孔184再连接到常规的气源(未示出)上。
本实施例的操作与前述第一实施例相类似，阀杆60被杠杆件172所推动，而加压的气体则通过流道182流入。然而，在本实施例中，阀杆60只是被动作机构驱动到向前的关闭位置，而开启位置的驱动是由熔体注射压力完成的。尽管如此，在别的实施例中，动作机构能单向动作，同样也能双向动作。
尽管带有穿过一个中心的固定阀针的气流的阀门启闭的注射成型系统的最佳实施例已描述如上，这不能理解为具有限制意义。对本行业的熟练专业人员来说，可以产生各种变化和修改。例如，能提出其他的结构形式将阀针66固定在适当位置以及供应气体到中空的中心部分90中。再者，能用不同的动作机构来使阀杆60在开启和关闭位置之间作往复运动。多孔套94也能用座落在阀针前端68中的平套来代替，在这种平套上可用激光钻孔的方法切割出穿过它的小的斜孔。本发明保护范围的限定已在所附权利要求书中作出。
权利要求
1.一种使用气流穿越阀口的注射成型系统，具有座落在模槽板中的穴座内的加热了的喷嘴的阀门启闭的热浇口注射成型系统，所说的喷嘴有一个延伸穿过其中的中心孔以装入一个带有前端和后端的细长的阀杆并提供一个熔体流道，该熔体流道延伸在中心孔内，至少围绕着在所说的阀杆的前段处用来运送熔体到阀口处，该阀口穿过模槽板延伸到一个型腔中，还具有阀杆动作装置以使阀杆在缩回的开启位置和向前的关闭位置之间作纵向往复运动，在关闭位置，所说的阀杆的前端正好座落在所说的阀口上，其改进的特征在于，所说的细长的阀杆是中空的，并在其中心装入一个带有前端和后端的细长的阀针，该阀针被固紧安装在一个固定的位置上，其前端插入所说的阀口的中心，当所说的阀杆缩回到所说的开启位置时，借助一个围绕阀口的空间提供一个带有中空的中心部分的熔体流流进所说的型腔，所说的阀针有一个中空的中心部分从靠近其后端的一个进口处延伸到其前端的出口处，从而在所说的中空阀针的进口处接受来的加压的气体通过其出口流入正在流进所说的型腔的所说的熔体流的中空的中心部分。
2.根据权利要求1的一种注射成型系统，其特征是，所说的中空阀针的所说的前端处的所说的出口包括一个座落在所说的阀针的所说的前端内的多孔套以容许足够的气体流穿过其间向外流入所说的型腔中，同时防止从所说的型腔中的熔体向内流入所说的阀针的中空的中心部分。
3.根据权利要求2的一种注射成型系统，其特征是，所说的被固定了的阀针的所说的后端从所说的中空的能往复运动的阀杆的所说的后端向后延伸，进入一个被固定了的岐管部件内，并在那里所说的阀针的所说的后端被固紧定位。
4.根据权利要求3的一种注射成型系统，其特征是，所说的阀针的所说的中空的中心部分的所说的进口包括一个穿过所说的阀杆的孔，所说的孔通过围绕所说的阀针的缩小了直径的部分的一个环形空间在所说的阀杆的整个行程中始终连接到所说的阀针的所说的中空的中心部分。
5.根据权利要求4的一种注射成型系统，其特征是，至少有一个流道在所说的阀针的所说的缩小了的直径的部分的周围的所说的环形空间和所说的阀针中空的中心部分之间连通起来。
6.根据权利要求5的一种注射成型系统，其特征是，所说的阀杆的所说的后端被固紧到一个可活动的吊架上，该吊架延伸穿过所说的岐管部件内的一个横向孔，所说的吊架有两个外端分别连接到一个驱动活塞上，所说的那些活塞按照一个予先确定的周期进行同步动作来使所说的吊架和附设在其上的所说的阀杆在开启和关闭位置之间作往复运动，所说的吊架有一个气体流道从一个外面的气体源延伸过来以输送气体穿过所说的阀杆导向所说的被固定了的阀针的中空的中心部分的孔中。
7.根据权利要求3的一种注射成型系统，其特征是，一个向外延伸的气体流道从所说的阀杆内的横向孔延伸出去，所说的阀杆内的横向孔又与延伸穿过所说的阀针的孔到达所说的阀针的所说的中空的中心部分保持连续不断的连通状态。
8.根据权利要求7的一种注射成型系统，其特征是，穿过所说的阀针的所说的孔是一个槽形孔延伸穿过所说的阀针。
9.根据权利要求7的一种注射成型系统，其特征是，所说的驱动装置包括一个活塞来驱动可回转的杠杆，该杠杆和一个围绕所说的阀杆安装的对开环相连接。
全文摘要
一种用于制造中空塑料产品的阀门启闭的注射成型系统。被固定了的阀针延伸穿过一个细长的中空阀杆，该阀杆在缩回的开启位置和向前的关闭位置之间被往复驱动。在关闭位置时，阀杆的前端座落在阀口上。被固定了的阀针有一个中空部分用于加压的气体流到位于阀口中心内的阀针前端处的多孔套处。在开启位置时，从被固定了的阀针中来的气体流入熔体流的中空的中心部分，随着熔体流进入被固定了的阀针的前端的周围的型腔，一个熔体气囊就在型腔中形成了。
文档编号B29C45/17GK1045244SQ9010082
公开日1990年9月12日 申请日期1990年2月20日 优先权日1989年2月28日
发明者乔布斯特·乌尔里克·盖勒特, 哈拉尔德·汉斯·施米特 申请人:标准模具有限公司