專利名稱：復(fù)式注射成型機(jī)及節(jié)能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬於高分子材料成型加工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種高效節(jié)能的高分子材料注射成型裝置。
背景技術(shù)：
高分子材料注射成型加工是最傳統(tǒng)也是應(yīng)用范圍最廣泛的高分子材料成型方法之一，其機(jī)械設(shè)備通常俗稱為注射機(jī)，分有臥式、直角式、立式等多種形式，其鎖模機(jī)構(gòu)分有全液壓式、曲肘式、液壓傳動式、電動式等等。對其較多研究主要在於注射機(jī)的節(jié)能性、精密性和高速等方面。
瑞士專利294071公開了一種簡單的注射機(jī)用鎖模機(jī)構(gòu)，以使注射機(jī)具有一定的節(jié)能功能，但是所公開的裝置系統(tǒng)過于簡單不適合裝配于現(xiàn)代注射機(jī)。
中國專利CN1351929A公開了一種注射機(jī)節(jié)能變頻調(diào)速器及節(jié)能方法，即在普通變頻調(diào)速器中用軟件或硬件方式增加一個信號處理裝置，該裝置接收注射機(jī)的工藝參數(shù)設(shè)置和工作狀態(tài)信號，計算出變頻調(diào)速器的運(yùn)行設(shè)定頻率值，并用該運(yùn)行設(shè)定頻率值控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，但是該專利申請公開說明書所介紹的計算方法在具體實施中有一定的難度。
中國專利CN1410245A公開了一種變頻注射機(jī)的節(jié)能裝置及其節(jié)能方法，它包括注射機(jī)控制器、驅(qū)動單元、壓力控制單元、變頻伺服控制器和管道壓力傳感器及轉(zhuǎn)速傳感器，其所述驅(qū)動單元不包括電機(jī)和能低速轉(zhuǎn)動的油泵，所述的壓力控制單元將接受到的壓力傳感器的系統(tǒng)壓力反饋信號與注射機(jī)控制器設(shè)定的工藝參數(shù)比較處理后輸入給變頻伺服控制器一個相應(yīng)的控制信號、所述的轉(zhuǎn)速傳感器將采集到的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號輸入到變頻伺服控制器中，變頻伺服控制器根據(jù)上述控制信號和轉(zhuǎn)速信號輸出相應(yīng)的控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的變頻信號，電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動油泵輸出滿足工藝要求的流量。然而，該專利申請公開說明書所介紹的技術(shù)方案之控制方式過於復(fù)雜，且不太適于高速及/或多段高速注塑工藝。
德國專利DE4335403C1公開了一種用于供應(yīng)一工作單元特別是注射機(jī)里液壓裝置，其中采用了其速度由一變頻器控制的三相電動機(jī)來解決節(jié)能問題，該三相電動機(jī)是三相同步電動機(jī)。但是此專利申請公開說明書提出的解決節(jié)能方案，由於提出采用的是一種較為昂貴的三相同步電動機(jī)以及需要較復(fù)雜而且昂貴的電子控制系統(tǒng)，實施時需要成本較高。
上述公開的專利以及至今對注射機(jī)節(jié)能性、精密性和高速性等方面的研究均局限在對單機(jī)，即僅具備一個鎖模裝置和一個塑化注射裝置的注射成型機(jī)，或其個別系統(tǒng)的研究和發(fā)掘。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是借助于一種經(jīng)濟(jì)的解決方案來1)避免傳統(tǒng)的高分子材料或其混合物系注射成型機(jī)的能量浪費(fèi)，2)同時保持注射成型機(jī)的高精密和高速性能，3)降低注射成型機(jī)的制造成本，
4)減少注射成型機(jī)用戶的設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。
采用一種具有權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)和具有權(quán)利要求9或10所述特征的方法，就可以實現(xiàn)上述目的。
本發(fā)明涉及的注射成型機(jī)包括兩個鎖模裝置、兩個塑化注射裝置以及至少一個加料斗、一個電機(jī)驅(qū)動油泵，僅由一個CPU控制系統(tǒng)控制的高分子材料注射成型機(jī)。其中一套鎖模裝置/塑化注射裝置與另一套鎖模裝置/塑化注射裝置安置在一個整體或多個分體機(jī)座或機(jī)架上。這種注射成型機(jī)具備大於或等於兩臺注射成型機(jī)的生產(chǎn)能力，但需較少的電力能源，較小的占地面積和較少的周邊輔助設(shè)備。
在本發(fā)明中，避免能量浪費(fèi)，即節(jié)能，是通過根據(jù)高分子材料注射成型周期及其階段所需油壓和油流量，合理分配兩套鎖模裝置/塑化注射裝置能量來達(dá)到的。應(yīng)用到注射成型機(jī)里的驅(qū)動機(jī)構(gòu)簡單的是普通恒速電機(jī)驅(qū)動定量油泵，其工作原理是電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速帶動油泵在預(yù)定機(jī)器系統(tǒng)壓力下向機(jī)器提供額定油流量。然而，由於每個高分子材料注射成型周期中，機(jī)器都要依秩(序)實施鎖模、熔料注射、保壓、制品冷卻、開模及制品頂出等動作，而其間每一動作或每一過程所需要的能量不同，在機(jī)器所需較小能量的動作或過程，諸如制品冷卻時，這種驅(qū)動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的油流量絕大多數(shù)要被浪費(fèi)排回油箱。按照本發(fā)明的方法的一個有利的實施例的特征為，將其中一套鎖模裝置/塑化注射裝置執(zhí)行最小能量動作或過程中過剩油流量導(dǎo)入另一套鎖模裝置/塑化注射裝置來執(zhí)行最大或較大能量動作或過程，避免能量浪費(fèi)。
在本發(fā)明中，節(jié)能的同時保持注射成型機(jī)的高精密性和高速性能，是通過普通的傳統(tǒng)液壓閥件或其之間的快速切換來達(dá)到的。而不是依賴現(xiàn)有的采用變速電機(jī)或電機(jī)變頻調(diào)速來改變輸出油流量的方式，由於反應(yīng)滯后等因素采用變速電機(jī)或電機(jī)變頻調(diào)速來改變輸出油流量難于滿足諸如多段快速注射成型的工藝要求。
在本發(fā)明中，降低注射成型機(jī)的制造成本，主要是通過將原本兩臺注射成型機(jī)所需的至少兩臺電機(jī)減少到至少一臺電機(jī)，至少兩個油泵減少到一個油泵，至少兩個壓力比例閥和兩個流量比例閥甚至減少到一個壓力比例閥和一個流量比例閥、兩套CPU控制系統(tǒng)減少到一套控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。
在本發(fā)明中，減少注射成型機(jī)用戶的設(shè)備投資和生產(chǎn)成本，主要是通過本發(fā)明的上述節(jié)能方法和將原本兩臺注射成型機(jī)所需的至少兩個加料斗減少到至少一個加料斗來實現(xiàn)的。本發(fā)明中這一特征的進(jìn)一步意義在於加工同樣產(chǎn)品或同樣材料的不同形狀產(chǎn)品時，按照本發(fā)明可以減少至少一套昂貴的加料計量裝置、減少至少一套材料烘干裝置和減少至少一套上/吸料裝置。
本發(fā)明涉及的加料斗可安置在任一塑化注射裝置上或旁邊，而不影響兩個塑化注射裝置的單獨前后運(yùn)動。
本發(fā)明另一有利的實施例的特征為，兩套鎖模裝置/塑化注射裝置動作周期時間不一樣，即兩套鎖模裝置/塑化注射裝置的動作，諸如熔料注射可能在同一時間發(fā)生時，本發(fā)明涉及的油液蓄儲器可將在低耗能階段收集的油量合理地分配給兩套鎖模裝置/塑化注射裝置參與執(zhí)行預(yù)定的高耗能動作。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的由一個CPU控制系統(tǒng)控制的，包括兩個鎖模裝置、兩個塑化注射裝置、一個加料斗、一個電機(jī)驅(qū)動油泵的高分子材料注射成型機(jī)的俯視示意圖。
圖2是表示本發(fā)明所涉及的由一個CPU控制系統(tǒng)控制的，包括兩個鎖模裝置、兩個塑化注射裝置、一個加料斗、一個電機(jī)驅(qū)動油泵、液壓回路中具有油液蓄儲器的高分子材料注射成型機(jī)的俯視示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及的注射成型機(jī)的具體實施方式
，參照附圖詳細(xì)說明下參照圖1在控制面板(100)上設(shè)定好塑化注射裝置(2，62)和鎖模裝置(25，75)的加工參數(shù)，當(dāng)加工溫度達(dá)到預(yù)定值后，啟動機(jī)器，電機(jī)(80)驅(qū)動油泵(85)供壓力油，按照預(yù)先設(shè)定，鎖模裝置(25)/塑化注射裝置(2)先行動作，壓力油按速度和壓力預(yù)定值由流量比例閥(未圖示)和壓力比例閥(未圖示)調(diào)節(jié)控制，分別通過油管(36)、油液控制閥群(88)和油管(51，52，53，54)進(jìn)入鎖模裝置(25)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動裝有成型模具(17，18)的鎖模裝置(25)進(jìn)行調(diào)模、合模、開模、制品頂出等動作；通過油管(35)、液壓控制閥群(89)和油管(31，32，33，38)，按預(yù)定動作進(jìn)入塑化注射裝置(2)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動塑化注射裝置(2)前后運(yùn)動、塑化、注射保壓等動作。
其中執(zhí)行完熔料注射動作后，主要壓力油分別通過油管(36)、油液控制閥群(88)和油管(55，56，57，58)進(jìn)入鎖模裝置(75)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動鎖模裝置(75)進(jìn)行調(diào)模、合模、開模、制品頂出等動作；通過油管(35)、液壓控制閥群(89)和油管(95，96，97，98)，按預(yù)定動作進(jìn)入塑化注射裝置(62)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動塑化注射裝置(62)前后運(yùn)動、塑化、注射保壓等動作。
當(dāng)塑化注射裝置(2)和鎖模裝置(25)進(jìn)行到低耗能動作，諸如制品冷卻時，由油泵(85)產(chǎn)生的過剩油液由液壓控制閥群(88，89)控制進(jìn)入塑化注射裝置(62)和鎖模裝置(75)的各液壓油缸(未圖示)執(zhí)行高耗能動作。
參照圖2在控制面板(100)上設(shè)定好塑化注射裝置(2，62)和鎖模裝置(25，75)的加工參數(shù)，當(dāng)加工溫度達(dá)到預(yù)定值后，啟動機(jī)器，電機(jī)(80)驅(qū)動油泵(85)供壓力油，按照預(yù)先設(shè)定，鎖模裝置(25)/塑化注射裝置(2)先行動作，壓力油按速度和壓力預(yù)定值由流量比例閥(未圖示)和壓力比例閥(未圖示)調(diào)節(jié)控制，分別通過油管(36)、油液控制閥群(88)和油管(51，52，53，54)進(jìn)入鎖模裝置(25)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動裝有成型模具(17，18)的鎖模裝置(25)進(jìn)行調(diào)模、合模、開模、制品頂出等動作；通過油管(35)、液壓控制閥群(89)和油管(31，32，33，38)，按預(yù)定動作進(jìn)入塑化注射裝置(2)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動塑化注射裝置(2)前后運(yùn)動、塑化、注射保壓等動作。
其中執(zhí)行完熔料注射動作后，主要壓力油分別通過油管(36)、油液控制閥群(88)和油管(55，56，57，58)進(jìn)入鎖模裝置(75)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動鎖模裝置(75)進(jìn)行調(diào)模、合模、開模、制品頂出等動作；通過油管(35)、液壓控制閥群(89)和油管(95，96，97，98)，按預(yù)定動作進(jìn)入塑化注射裝置(62)里的各液壓油缸(未圖示)，驅(qū)動塑化注射裝置(62)前后運(yùn)動、塑化、注射保壓等動作。
當(dāng)其中一套鎖模裝置/塑化注射裝置或兩套鎖模裝置/塑化注射裝置同時進(jìn)行到低耗能動作，諸如制品冷卻時，由油泵(85)產(chǎn)生的過剩油液進(jìn)入并存儲在油液蓄儲器(600)內(nèi)，在其中一套或兩套鎖模裝置/塑化注射裝置同時執(zhí)行高耗能動作，諸如兩套同時進(jìn)行熔料注射時，而出現(xiàn)油壓和油量不足時，電磁閥(610)開通，讓油液蓄儲器(600)內(nèi)的油液通過電磁閥(610)和油路(601，602)進(jìn)入塑化注射裝置(62)/鎖模裝置(75)中的注射油缸(未圖示)/和鎖模油缸(未圖示)，使其執(zhí)行注射/和合模增壓動作，與此同時塑化注射裝置(2)/鎖模裝置(25)中的注射/和合模增壓動作則依靠正常的油路來進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.一種包括兩個鎖模裝置、兩個塑化注射裝置以及至少一個加料斗、一個電機(jī)驅(qū)動油泵，僅由一個CPU控制系統(tǒng)控制的節(jié)能高分子材料及其混合物注射成型機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其鎖模裝置具備至少兩塊可安裝成型模具的模板，是全液壓鎖模式或液壓傳動曲肘鎖模機(jī)構(gòu)式。
3.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其塑化注射裝置是含有至少一根螺桿，至少一個進(jìn)料口機(jī)身的可以產(chǎn)生熔融料的裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其液壓回路中具有或不具有油液蓄儲器或油液蓄儲功能。
5.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其鎖模裝置/塑化注射裝置安置在一個整體或多個分體機(jī)座或機(jī)架上。
6.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其加料斗安置在任一塑化注射裝置上或兩個塑化注射裝置之間。
7.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其電機(jī)是恒速，變速或伺服式電機(jī)。
8.如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)，其特征在于其由電機(jī)驅(qū)動的油泵是定量，變量或伺服式油泵。
9.一種如權(quán)利要求1所述的注射成型機(jī)的節(jié)能方法，其特征是兩套鎖模裝置/塑化注射裝置先后啟動，其中一套鎖模裝置/塑化注射裝置執(zhí)行最小能量動作或過程中過剩油流量被導(dǎo)入另一套鎖模裝置/塑化注射裝置來執(zhí)行最大或較大能量動作或過程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的注射成型機(jī)的節(jié)能方法，其特征是在機(jī)器液壓回路中裝設(shè)油液蓄儲器，用于收集成型周期中執(zhí)行低耗能動作由油泵產(chǎn)生的過剩油量，然后將其供給進(jìn)行高耗能動作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
全文摘要
包括兩個鎖模裝置、兩個塑化注射裝置以及至少一個加料斗、一個電機(jī)驅(qū)動油泵，僅由一個CPU控制系統(tǒng)控制的高分子材料注射成型機(jī)。該機(jī)具備大于或等于兩臺注射成型機(jī)的生產(chǎn)能力，但需較少的電力能源，較小的占地面積和較少的周邊輔助設(shè)備。
文檔編號B29C45/76GK1557621SQ20041001865
公開日2004年12月29日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月2日
發(fā)明者劉津平 申請人:劉津平