專利名稱：強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及塑料注塑成型裝置，特指一種兼具強(qiáng)化傳熱與混煉的注塑裝置。
背景技術(shù)：
螺桿注塑機(jī)是高分子材料加工的主要設(shè)備之一，通常由注射裝置、合模裝置、液壓 傳動(dòng)裝置、電氣控制裝置及潤(rùn)滑系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。一般螺桿式注塑機(jī)的成型工藝過程是首先將粒狀或粉狀塑料加入機(jī)筒內(nèi)，并通 過螺桿的旋轉(zhuǎn)和機(jī)筒外壁加熱使塑料成為熔融狀態(tài)，然后進(jìn)行合模和注射座前移，使噴嘴 貼緊模具的澆口通道，接著向注射缸通入壓力油，使螺桿向前推進(jìn)，從而以很高的壓力和較 快的速度將熔料注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間和壓力保持(又稱保壓)、冷 卻，使其固化成型，便可開模取出制品。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是 實(shí)現(xiàn)和保證成型制品質(zhì)量的前提。注射裝置的關(guān)鍵部件是注塑螺桿，它對(duì)物料有著直接的作用。注塑螺桿的長(zhǎng)徑比 小，螺桿短，致使對(duì)物料的混合效果差。如果加長(zhǎng)螺桿，就會(huì)增加注塑裝置的推力，同時(shí)使機(jī) 筒磨損嚴(yán)重，能耗大。銷釘螺桿較少應(yīng)用在注塑機(jī)上。使用時(shí)，銷釘螺桿加工、裝配要求高，維修成本也 高；銷釘相對(duì)于螺桿固定，也在一定程度上造成傳熱效果不佳。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種可強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，該裝置克服 了其注塑螺桿在混煉效果和傳熱方面的不足，不用加長(zhǎng)螺桿，實(shí)現(xiàn)更好的熱量傳遞和物料 的混合。實(shí)現(xiàn)上述目的的方案是，強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，主要組成包括傳動(dòng) 系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、螺桿、機(jī)筒、噴嘴、加料斗及支座。它們的相對(duì)位置與常規(guī)注塑裝置相同 ’傳 動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、機(jī)筒、噴嘴、加料斗及支座的結(jié)構(gòu)與常規(guī)注塑裝置的結(jié)構(gòu)相同，安裝方式 也相同。螺桿前端有螺桿頭、止逆環(huán)、推力環(huán)和螺桿體。螺桿體上設(shè)置有溝槽，溝槽內(nèi)有滾 動(dòng)體，滾動(dòng)體可在溝槽內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。滾動(dòng)體嵌入到螺桿體內(nèi)的深度大于滾動(dòng)體與機(jī)筒的間 隙。這樣，滾動(dòng)體不會(huì)從溝槽內(nèi)脫出。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置中，在螺桿體上開設(shè)的溝槽，可利 用滾動(dòng)體滾動(dòng)時(shí)的巨大表面積，使熱量在物料中傳遞，同時(shí)滾動(dòng)體一般采用金屬材料制造， 或者采用導(dǎo)熱性良好的其他材料制造，其導(dǎo)熱性好，可以將機(jī)筒的熱量快速地傳遞到熔融 料的內(nèi)部，因而具有強(qiáng)化傳熱的作用。螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體在溝槽中隨之旋轉(zhuǎn)，在壓縮段的 滾動(dòng)體可以打破固體床，促進(jìn)固體物料的熔融；在均化段的滾動(dòng)體以及滾動(dòng)體之間的間隙， 可以將熔體反復(fù)分割細(xì)化，同時(shí)又有合并匯合，致使物料得到充分的混合，可提高某些添加 劑的混合效果。所以為滾動(dòng)體開設(shè)的溝槽可以分別設(shè)置在加料段、壓縮段或均化段上，或者 是它們的任意組合上，即在螺桿體上的任意位置。這種效果是通過多個(gè)滾動(dòng)體共同完成，因而具有累積的積分作用。注射時(shí)，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，溝槽中的滾動(dòng)體即可在機(jī)筒中滑動(dòng)，熔融 的料起到潤(rùn)滑的作用，對(duì)機(jī)筒的磨損也不會(huì)很強(qiáng)。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置中滾動(dòng)體可以為滾珠或滾柱，滾珠 滾動(dòng)自如，適應(yīng)性強(qiáng)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，為常用類型。而滾柱沿熔融料的流道方向滾動(dòng)，在該方向上 的滾壓作用更顯著。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置中螺桿體上的溝槽方向即可以是 環(huán)向也可以是螺旋向，螺旋向溝槽的螺旋升角可以與螺桿的螺棱的螺旋升角相同或不同， 螺旋升角不同時(shí)的混合效果會(huì)更好。在溝槽中的滾動(dòng)體的直徑可以相同或不同，螺棱淺的 均化段可以采用直徑小的滾動(dòng)體，在壓縮段可采用直徑漸變的滾動(dòng)體，但是為了加工和裝 配方便，一般一種規(guī)格螺桿采用相同直徑大小的滾動(dòng)體更好。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置中螺桿體上的溝槽可以是連續(xù)的、 間斷的或者是凹坑，每個(gè)溝槽或凹坑中至少有一個(gè)滾動(dòng)體。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置中采用滾動(dòng)體代替銷釘，便于加工 制造，方便安裝，維護(hù)成本低廉。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，其優(yōu)點(diǎn)是加強(qiáng)熱量在物料中的傳 遞，同時(shí)根據(jù)滾動(dòng)體所設(shè)置的區(qū)段不同可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱、增強(qiáng)混煉效果的功能。并且可有多 種結(jié)構(gòu)組合，加工、制造方便，易于維護(hù)。
圖1是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的裝配圖；圖2是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的螺桿裝配圖；圖3是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的局部放大圖；圖4是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的螺桿的均化段設(shè)置部分 溝槽示意圖；圖5是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的螺桿均化段和壓縮段設(shè) 置部分溝槽示意圖；圖6是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的螺桿上設(shè)置有螺旋溝槽 的示意圖。圖7是本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置的螺桿均化段設(shè)置凹坑示 意圖；圖中1.噴嘴，2.溫控系統(tǒng)，3.機(jī)筒，4.螺桿，5.支座，6.加料斗，7.傳動(dòng)系統(tǒng)， 4-1.螺桿頭，4-2.止逆環(huán)，4-3.定位環(huán)，4-4.滾動(dòng)體，4-5.螺桿體。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置主要包括七個(gè)部分，如圖1所示， 分別為噴嘴1、溫控系統(tǒng)2、機(jī)筒3、螺桿4、支座5、加料斗6和傳動(dòng)系統(tǒng)7。它們的相對(duì)位置 和裝配方式與常規(guī)注塑裝置相同。噴嘴1、溫控系統(tǒng)2、機(jī)筒3、支座5、加料斗6和傳動(dòng)系統(tǒng) 7的結(jié)構(gòu)與常規(guī)注塑裝置的結(jié)構(gòu)相同。常規(guī)的螺桿4沿帶有螺棱的工作長(zhǎng)度一般分成三段，即加料段、壓縮段和計(jì)量段。[0024]螺桿4由螺桿頭4-1、止逆環(huán)4-2、定位環(huán)4_3、滾動(dòng)體-44和螺桿體4_5組成，如圖 2所示。止逆環(huán)4-2位于螺桿頭4-1和定位環(huán)4-3之間，包在螺桿頭4-1的圓柱體上；螺桿 頭4-1右端帶有外螺紋，與螺桿體4-5的內(nèi)螺紋連接。在螺桿體4-5均化段的圓周方向上 開設(shè)若干溝槽。滾動(dòng)體4-4可在螺桿體4-5的溝槽內(nèi)滾動(dòng)。滾動(dòng)體4-4嵌入到螺桿體4-5 的深度大于滾動(dòng)體4-4與機(jī)筒3的間隙，如圖3，這樣，滾動(dòng)體4-4不會(huì)從溝槽內(nèi)脫出。螺桿 安裝在機(jī)筒3內(nèi)。機(jī)筒3上開設(shè)加料口以及加熱圈固定螺紋孔等。螺桿4旋轉(zhuǎn)塑化時(shí)，滾動(dòng)體4-4在螺桿體4-5上的溝槽內(nèi)滾動(dòng)。滾動(dòng)體4_4的巨 大表面積，可以通過滾動(dòng)體4-4與物料充分接觸，強(qiáng)化熱量的傳遞，促進(jìn)熔融物料內(nèi)溫度的 均一。同時(shí)可以通過增加溝槽的數(shù)量以及滾動(dòng)體4-4的數(shù)目，增強(qiáng)熱量傳遞的這一有利過 程。此外，滾動(dòng)體4-4之間的間隙可以進(jìn)一步細(xì)化熔體，進(jìn)一步增加混合效果。注射時(shí)，螺桿4停止傳動(dòng)。滾動(dòng)體4-4可隨螺桿4沿機(jī)筒3內(nèi)壁滑動(dòng)。在螺桿體4-5上安裝滾動(dòng)體4-4時(shí)，裝入機(jī)筒3之前可采用蠟封的方式固定滾動(dòng) 體4-4。螺桿4安裝到機(jī)筒3中之后，可升高溫度將蠟熔化，滾動(dòng)體4-4即可在溝槽內(nèi)滾動(dòng)， 塑化裝置即可正常運(yùn)行。在均化段的圓周方向開設(shè)部分溝槽安裝滾動(dòng)體4-4，如圖4所示。部分溝槽呈相間 錯(cuò)位布置，利用滾動(dòng)體4-4和溝槽可將熔體進(jìn)行多次分流、匯合，增強(qiáng)傳熱，提高混合質(zhì)量。圖5在螺桿體4-5的均化段和壓縮段均設(shè)置溝槽及滾動(dòng)體4-4，位于壓縮段的滾動(dòng) 體4-4有利于打破固體床，促進(jìn)固熔混合，提高螺桿的塑化能力。均化段設(shè)置的滾動(dòng)體4-4， 可強(qiáng)化物料的混合效果。也可在可螺桿體4-5的壓縮段和均化段沿螺棱方向設(shè)置部分溝槽 和滾動(dòng)體4-4，如圖6所示。在螺桿體4-5上設(shè)置凹坑，如圖7所示，直接將滾動(dòng)體4-4安裝在凹坑內(nèi)并且滾動(dòng) 體4-4嵌入到螺桿體4-5內(nèi)的深度大于滾動(dòng)體4-4與機(jī)筒3的間隙。這種方式類似于銷釘 結(jié)構(gòu)，但加工、安裝方便。以上所述為本實(shí)用新型的幾種具體情況，配合各種圖給于說明。但是本實(shí)用新型 并不局限于以上所述幾種情況和圖，螺桿體4-5不僅為常規(guī)的三段式螺桿，任何形式的螺 桿都可以采用溝槽與滾動(dòng)體結(jié)合的方式，任何基于上述所說的對(duì)零件的修改或替換，只要 在本實(shí)用新型的精神領(lǐng)域范圍內(nèi)，均屬于本實(shí)用新型。本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置改變了注塑螺桿傳熱和混合效果 的不足，可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)體的靈活排布。本實(shí)用新型利用滾動(dòng)體巨大的表面積和其材質(zhì)的特點(diǎn)， 利于熱量的傳遞，強(qiáng)化傳熱過程；同時(shí)滾動(dòng)體之間的間隙以及滾動(dòng)體本身的滾動(dòng)可對(duì)已熔 融的物料細(xì)分和研磨，促進(jìn)物料的混煉效果。此外，可根據(jù)物料的性質(zhì)增減滾動(dòng)體的數(shù)量。
權(quán)利要求1.強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，主要包括傳動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、螺桿、機(jī)筒、噴 嘴、加料斗及支座，其特征在于螺桿前端有螺桿頭、止逆環(huán)、推力環(huán)和螺桿體，螺桿體上設(shè) 置有溝槽，溝槽內(nèi)有滾動(dòng)體，滾動(dòng)體嵌入到螺桿體內(nèi)的深度大于滾動(dòng)體與機(jī)筒的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，其特征在于滾動(dòng)體由 導(dǎo)熱材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，其特征在于螺桿體上 設(shè)置的溝槽分別位于加料段、壓縮段或均化段上，或者是加料段、壓縮段或均化段的任意組合上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，其特征在于滾動(dòng)體為 滾珠或滾柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，其特征在于螺桿體上 的溝槽的方向?yàn)榄h(huán)向或螺旋向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，其特征在于螺桿體上 的溝槽是連續(xù)的，或間斷的，或者是凹坑。
專利摘要本實(shí)用新型強(qiáng)化傳熱與混煉單元積分注塑裝置，主要包括傳動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、螺桿、機(jī)筒、噴嘴、加料斗及支座，傳動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、螺桿、機(jī)筒、噴嘴、加料斗及支座的相對(duì)位置與常規(guī)注塑裝置相同；傳動(dòng)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、機(jī)筒、噴嘴、加料斗及支座的結(jié)構(gòu)及安裝方式與常規(guī)注塑裝置相同，螺桿前端有螺桿頭、止逆環(huán)、推力環(huán)和螺桿體，螺桿體上設(shè)置有溝槽，溝槽內(nèi)有滾動(dòng)體，滾動(dòng)體嵌入到螺桿體內(nèi)的深度大于滾動(dòng)體與機(jī)筒的間隙。本實(shí)用新型利用滾動(dòng)體巨大的表面積和其材質(zhì)的特點(diǎn)，強(qiáng)化傳熱過程；同時(shí)滾動(dòng)體之間的間隙以及滾動(dòng)體本身的滾動(dòng)可對(duì)已熔融的物料細(xì)分和研磨，這種效果是通過多個(gè)滾動(dòng)體共同完成，因而具有累積的積分作用。
文檔編號(hào)B29C45/60GK201872311SQ20102056924
公開日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者丁玉梅, 張攀攀, 楊衛(wèi)民, 焦志偉, 謝鵬程 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)