專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用恒溫噴氣式加熱的旋轉(zhuǎn)模塑裝置，屬于旋轉(zhuǎn)模塑技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)模塑是一種成型中空塑料制品的工藝方法，也稱旋轉(zhuǎn)成型或滾塑。旋轉(zhuǎn)模塑 過程是將塑料粉末加入模具中，然后加熱模具并使之沿兩相互垂直的軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，模具內(nèi) 樹脂在重力和熱量的作用下逐漸均勻地涂布、熔融黏附于模具內(nèi)表面上，形成所需要的形 狀，然后再冷卻獲得制品。旋轉(zhuǎn)模塑工藝相對于塑料成型所常用的擠出、注塑和吹塑等工藝 具有設(shè)備和模具投資少，適合于大中型和薄壁的塑料制品的生產(chǎn)，產(chǎn)品幾乎無內(nèi)應(yīng)力等優(yōu) 點(diǎn)，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是其對制品在形狀和尺寸方面具有廣泛的適應(yīng)性。目前采用旋轉(zhuǎn)模塑 生產(chǎn)的塑料制品種類繁多、應(yīng)用廣泛。旋轉(zhuǎn)模塑在國外發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，20世紀(jì) 70年代就已經(jīng)成為主要的塑料加工手段之一，近年來更是以109Γ20%的年增長率持續(xù)的發(fā) 展。旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備有不同的類型，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方式分搖擺旋轉(zhuǎn)式、單軸旋轉(zhuǎn)式和雙軸旋 轉(zhuǎn)式，其中搖擺旋轉(zhuǎn)式和雙軸旋轉(zhuǎn)式模塑設(shè)備使用較多。搖擺旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備是旋轉(zhuǎn)模塑起 初的形式，其所能生產(chǎn)的制品形狀受限，想要生產(chǎn)更加復(fù)雜的制品就需要完全的雙軸旋轉(zhuǎn) 設(shè)備，因此雙軸旋轉(zhuǎn)模塑是旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備的發(fā)展方向，單軸旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備的應(yīng)用較少。模具 的加熱方式有直火加熱式、熱室空氣加熱式、夾套加熱式、紅外線加熱式和電加熱式等。直 火加熱式主要應(yīng)用于搖擺旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備，其控制精度及溫度均勻性較差，但所能成型的制 品的體積范圍大。熱室空氣加熱式溫度控制好、可使用自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用廣泛。夾 套加熱式溫度控制精確，但模具造價(jià)很高，實(shí)際應(yīng)用受限。其他加熱方式應(yīng)用很少。旋轉(zhuǎn)模 塑法具有共同的缺點(diǎn)就是生產(chǎn)效率低，能耗較大，成型每一個(gè)制品都需要把模具和原料加 熱到原料的熔融溫度以上，然后冷卻至室溫，生產(chǎn)周期較長，所以生產(chǎn)效率低；成型中模具 和支架反復(fù)經(jīng)受高、低溫的交替變換，使得能量損耗較大。如果能夠采用一種新型的旋轉(zhuǎn)模 塑裝置實(shí)現(xiàn)在高效加熱冷卻模具同時(shí)減少輔助裝置引起的熱量損耗，對旋轉(zhuǎn)模塑成型的發(fā) 展將會(huì)起到重要作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提出了一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置，采用恒溫噴氣式加熱方法，預(yù)克服當(dāng) 前用于旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備中幾種應(yīng)用較廣泛的旋轉(zhuǎn)模塑裝置存在的缺點(diǎn)直火加熱式主要用于 搖擺旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備中，溫度控制精度和溫度均勻性較差；熱室空氣加熱式主要用于雙軸旋 轉(zhuǎn)模塑設(shè)備中，其在熱室中存在著不被模具占據(jù)的額外體積而導(dǎo)致熱量損失，在加熱室的 外壁和每次開關(guān)加熱室門的過程中會(huì)有能量損失，而且熱室中模具表面的熱空氣流動(dòng)差引 起換熱效率較低；夾套加熱式加熱效率高但是模具造價(jià)很高，實(shí)際應(yīng)用受到限制。本實(shí)用新 型一定程度上解決了旋轉(zhuǎn)模塑成型設(shè)備中的應(yīng)用比較廣泛的這幾種旋轉(zhuǎn)模塑中存在的不足，提供了一種溫度控制精度高、溫度均勻性好、換熱效率高且模具成本低的新型旋轉(zhuǎn)模塑 裝置，克服了旋轉(zhuǎn)模塑成型設(shè)備的能量損耗大，生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提出了一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置，主要包括溫度控制系 統(tǒng)、成型模具、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)與成型模具連接，使成型模具獲得所需要的搖 擺運(yùn)動(dòng)或雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、成型模具與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置的相同，溫度控制 系統(tǒng)主要包括空氣加熱系統(tǒng)、輸氣管、氣體回收罩、保溫層、熱空氣分配管、噴嘴、熱空氣分 配管進(jìn)氣管和熱空氣分配管出氣管，熱空氣加熱系統(tǒng)通過輸氣管與熱空氣分配管連接，熱 空氣分配管、熱空氣分配管進(jìn)氣管和熱空氣分配管出氣管安裝于成型模具外側(cè)形成熱空氣 分配管道網(wǎng)將成型模具包絡(luò)在內(nèi)，熱空氣分配管與成型模具之間有間隙，噴嘴安裝于熱空 氣分配管道上且位于熱空氣分配管道與成型模具之間的間隙中，氣體回收罩安裝在熱空氣 分配管道網(wǎng)外，將熱空氣分配管道和成型模具封閉在氣體回收罩的型腔內(nèi)。模具合模后，成 型模具、熱空氣分配管和氣體回收罩三者相對位置固定。氣體回收罩通過輸氣管與空氣加 熱系統(tǒng)連接，使得從氣體回收罩排出的氣體再回收利用。本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置，其中空氣加熱系統(tǒng)主要用于將空氣加熱至設(shè)定的 溫度，并將恒溫?zé)峥諝廨斔徒o熱空氣分配管道網(wǎng)，熱空氣經(jīng)過安裝于熱空氣分配管上的噴 嘴噴出后加熱成型模具?？諝饧訜嵯到y(tǒng)的主要裝置包括高壓鼓風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、空氣過 濾器、耐高溫排風(fēng)風(fēng)機(jī)、輸氣管等。空氣加熱系統(tǒng)的工作原理為由高壓鼓風(fēng)機(jī)形成一定風(fēng)量 和壓力的空氣氣流提供給空氣加熱器，空氣流經(jīng)空氣加熱器后被加熱到設(shè)定的溫度值，高 溫?zé)峥諝馔ㄟ^輸氣管輸送到熱空氣分配管道網(wǎng)中，在熱空氣分配管道網(wǎng)的管道內(nèi)熱空氣均 勻分布，最終在噴嘴噴出均勻的熱空氣氣流加熱成型模具。熱空氣氣流發(fā)揮完其作用后由 耐高溫排風(fēng)風(fēng)機(jī)將熱空氣排出，排出的熱空氣循環(huán)使用以節(jié)約能源。在原料塑化完成之后 空氣加熱系統(tǒng)輸送常溫或低溫氣體對模具進(jìn)行冷卻，常溫空氣不經(jīng)過空氣加熱器，避免了 對空氣加熱器進(jìn)行冷卻而造成能源的浪費(fèi)。本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置，其中熱空氣分配管根據(jù)成型模具的形狀來確定排 布方式，為適應(yīng)模具的變化，熱空氣分配管采用耐溫的軟管，并安裝于成型模具外側(cè)，或通 過支架固定在模具外側(cè)，使成型模具和熱空氣輸送管道間保持適當(dāng)?shù)拈g隙，這樣既避免了 未被模具占據(jù)的額外空間造成熱能損耗，縮減了設(shè)備占用的空間，同時(shí)在輸送管道內(nèi)的熱 空氣溫度和壓力相同時(shí)能夠使成型模具受熱更加均勻，成型的制品質(zhì)量更好。由于熱空氣 分配管是軟管，當(dāng)模具變化時(shí)，調(diào)整熱空氣分配管的布置，使其適應(yīng)新模具的加熱要求，使 得溫度控制系統(tǒng)適應(yīng)能力強(qiáng)。本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置，其中噴嘴安裝于熱空氣分配管上，位于熱空氣分 配管和成型模具之間，噴嘴根據(jù)成型制品的位置及壁厚來確定分布密度，同時(shí)噴嘴上有噴 氣流量可調(diào)裝置，保證制品在不同壁厚處得到所需的熱量，減少熱量損耗。噴嘴與成型模具 外壁之間保持適當(dāng)?shù)木嚯x使得加熱過程中成型模具的外壁都能被噴嘴噴出的熱空氣直接 加熱，這樣不僅能夠使得模具受熱均勻、提高溫度控制精度，同時(shí)還能增加成型模具外壁表 面的空氣流動(dòng)速度，避免在成型模具外壁表面形成空氣隔熱層，提高了換熱效率。本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置，其中的空氣加熱系統(tǒng)也可以同時(shí)配有加熱裝置和 冷卻裝置，加熱裝置與冷卻裝置之間有轉(zhuǎn)換開關(guān)，加熱裝置能提供恒溫的熱風(fēng)，冷卻裝置能 夠提供常溫的風(fēng)或經(jīng)制冷的低溫恒溫風(fēng)，在物料加入模具后開始對成型模具進(jìn)行加熱時(shí)，空氣加熱系統(tǒng)的加熱裝置工作，提供恒溫?zé)峥諝?；?dāng)物料塑化成型完成后對成型模具進(jìn)行 冷卻時(shí)空氣加熱系統(tǒng)的冷卻裝置工作，提供恒溫冷空氣，對模具進(jìn)行冷卻，加快模具冷卻速 度，縮短制品的生產(chǎn)周期。本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置，較目前旋轉(zhuǎn)模塑設(shè)備中常用的旋轉(zhuǎn)模塑裝置具有 更加出色的溫控性能，在旋轉(zhuǎn)模塑方面會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。本裝置采用噴嘴噴氣式加熱方 式，而且熱空氣分配管的分布、噴嘴的分布及噴氣流量可以根據(jù)制品的形狀及壁厚進(jìn)行調(diào) 節(jié)，所以設(shè)備的溫度控制精度高，溫度均勻性好，加熱效率高。由于裝置中采用的是對模具 進(jìn)行直接加熱及冷卻的方式，設(shè)備占用的空間小。本裝置的加熱冷卻效率高，所以制品的生 產(chǎn)周期短，設(shè)備的生產(chǎn)效率高。本裝置不被模具占據(jù)的額外體積小，熱空氣流動(dòng)速度快，熱 氣體關(guān)停及冷熱氣體轉(zhuǎn)換快捷方便，所以設(shè)備的能量損失低、能耗小，節(jié)約能源。

圖1是本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置示意圖的主視圖剖視圖。圖2是本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置的示意圖的A-A向視圖。圖3是本實(shí)用新型一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置的噴嘴示意圖的剖視圖圖中1-成型模具，2-氣體回收罩，3-保溫層，4-熱空氣分配管，5-噴嘴，6-旋轉(zhuǎn) 主軸筒，7-上曲臂，8-下曲臂，9-熱空氣分配管進(jìn)氣管，10-熱空氣分配管出氣管，11-流量 調(diào)節(jié)螺釘，12-上模板，13-下模板，14-氣體回收上罩，15-氣體回收下罩，16-熱空氣輸送 孔。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出了一種旋轉(zhuǎn)模塑裝置，成型模具采用噴氣式加熱。以雙軸旋轉(zhuǎn)模 塑設(shè)備為例進(jìn)行說明，該裝置主要包括溫度控制系統(tǒng)、成型模具1、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)與成型模具1連接，使成型模具1獲得所需要雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、成型模具1與 傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置的相同，溫度控制系統(tǒng)主要包括空氣加熱系統(tǒng)、氣體回收罩2、保 溫層3、熱空氣分配管4、噴嘴5、熱空氣分配管進(jìn)氣管9和熱空氣分配管出氣管10，見圖1 和圖2所示?？諝饧訜嵯到y(tǒng)將空氣加熱到設(shè)定的溫度后通過運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)主軸筒6 及下曲臂8內(nèi)的輸氣管和熱空氣分配管進(jìn)氣管9輸送到熱空氣分配管4內(nèi)，熱空氣在熱空 氣分配管4內(nèi)均勻分布，各處壓力及溫度相同，裝置中熱空氣分配管4的分布和形狀根據(jù)成 型模具1的形狀確定，熱空氣通過安裝于熱空氣分配管4上的噴嘴5噴向成型模具1的外 表面，直接對成型模具1進(jìn)行加熱，成型模具1的溫度由溫度控制系統(tǒng)控制。其中噴嘴5的 噴氣流量可通過噴嘴5上的流量調(diào)節(jié)螺釘11來調(diào)節(jié)，見圖3所示，在制品壁厚較小的位置 噴嘴5的噴氣流量小，在制品壁厚較大的位置噴嘴5的噴氣流量大。由熱空氣分配管進(jìn)氣 管9、熱空氣分配管4和熱空氣分配管出氣管10組成的熱空氣分配管道網(wǎng)將成型模具1包 絡(luò)在內(nèi)，在熱空氣分配管道網(wǎng)的外側(cè)安裝了氣體回收罩2，氣體回收罩2用于回收從噴嘴5 噴出的熱空氣，熱空氣噴在成型模具1外表面后分散在氣體回收罩2的型腔內(nèi)，發(fā)揮完作用 的熱空氣通過熱空氣分配管出氣管10、上曲臂7和旋轉(zhuǎn)主軸筒6內(nèi)的輸氣管回收循環(huán)使用。 為減少加熱過程中熱量通過氣體回收罩2散熱損耗，在氣體回收罩2的外表面安裝了保溫 層3。[0016] 本實(shí)施例中成型模具1由上模板12和下模板13組成，氣體回收罩2由氣體回收 上罩14和氣體回收下罩15組成，相應(yīng)的保溫層3也分為上下兩部分。生產(chǎn)過程中向成型 模具1內(nèi)添加物料時(shí)成型模具1處于開模狀態(tài)，上模板12和下模板13分離，加料完成后上 模板12和下模板13對應(yīng)合模并且采取適當(dāng)?shù)木o固方式進(jìn)行緊固，合模時(shí)上模板12和下模 板13的熱空氣輸送孔16要對正，將上模板12和下模板13上相應(yīng)的熱空氣分配管4連通， 實(shí)現(xiàn)熱空氣在熱空氣分配管道內(nèi)的輸送順暢及均勻分布。成型模具1合模后將氣體回收 上罩14和氣體回收下罩15對合封閉，防止成型過程中熱空氣泄露。模具安裝完成后開始 對物料進(jìn)行加熱并塑化，同時(shí)模具繞旋轉(zhuǎn)主軸筒6的軸線和熱空氣分配管進(jìn)氣管9的軸線 做雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)，物料涂布、熔融黏附于成型模具1內(nèi)表面上，形成所需要的形狀。塑化完成后 空氣加熱系統(tǒng)通過與輸送熱空氣相同的通道開始輸送常溫空氣或是低溫空氣對成型模具1 進(jìn)行冷卻，冷卻完成后脫模取出制品，完成一個(gè)制品的加工。
權(quán)利要求1.一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置，主要包括溫度控制系統(tǒng)、成型模具、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)控 制系統(tǒng)與成型模具連接，使成型模具獲得所需要的搖擺運(yùn)動(dòng)或雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、成 型模具與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置的相同，其特征在于溫度控制系統(tǒng)主要包括空氣加熱 系統(tǒng)、輸氣管、氣體回收罩、保溫層、熱空氣分配管、噴嘴、熱空氣分配管進(jìn)氣管和熱空氣分 配管出氣管，空氣加熱系統(tǒng)通過輸氣管與熱空氣分配管連接，熱空氣分配管、熱空氣分配管 進(jìn)氣管和熱空氣分配管出氣管安裝于成型模具外側(cè)形成熱空氣分配管道網(wǎng)將成型模具包 絡(luò)在內(nèi)，熱空氣分配管與成型模具之間有間隙，噴嘴安裝于熱空氣分配管道上且位于熱空 氣分配管道與成型模具之間的間隙中，氣體回收罩安裝在熱空氣分配管道網(wǎng)外，將熱空氣 分配管道和成型模具封閉在氣體回收罩的型腔內(nèi)，氣體回收罩通過輸氣管與空氣加熱系統(tǒng) 連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置，其特征在于熱空氣分配管采用耐 溫的軟管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置，其特征在于噴嘴上有噴氣流量可調(diào)裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種旋轉(zhuǎn)模塑成型裝置，其特征在于空氣加熱系統(tǒng)同時(shí)配 有加熱裝置和冷卻裝置，加熱裝置與冷卻裝置之間有轉(zhuǎn)換開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種應(yīng)用恒溫噴氣式加熱的旋轉(zhuǎn)模塑裝置，屬于旋轉(zhuǎn)模塑技術(shù)領(lǐng)域。該裝置是利用旋轉(zhuǎn)模塑技術(shù)來制造大中型和形狀復(fù)雜的塑料制品，該裝置主要包括空氣加熱系統(tǒng)、成型模具、氣體回收外罩、保溫層、熱空氣分配管、噴嘴、旋轉(zhuǎn)主軸筒、曲臂、熱空氣進(jìn)氣管和熱空氣分配管出氣管，能夠應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)模塑成型的聚合物都能使用本裝置加工生產(chǎn)塑料制品。本實(shí)用新型一定程度上解決了旋轉(zhuǎn)模塑成型設(shè)備中應(yīng)用比較廣泛的幾種旋轉(zhuǎn)模塑中存在的不足，提供了一種溫度控制精度高、溫度均勻性好、換熱效率高且模具成本低的新型旋轉(zhuǎn)模塑裝置，克服了旋轉(zhuǎn)模塑成型設(shè)備的能量損耗大，生產(chǎn)周期長、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)。
文檔編號B29C41/52GK201931575SQ20112000053
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者丁玉梅, 楊衛(wèi)民, 王建強(qiáng) 申請人:北京化工大學(xué)