本發(fā)明涉及一種高分子材料的高壓塑化及注射方法和裝置，具體涉及采用環(huán)形柱塞和變徑推桿裝置，實(shí)現(xiàn)高壓塑化和注射屬方法，屬高分子材料成型加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

塑化質(zhì)量良好是所有高分子材料成型加工的必要前提。傳統(tǒng)的高分子材料塑化方法包括：兩輥開煉、密煉、單螺桿或雙螺桿混煉，這些方法均存在這樣或那樣的一些缺點(diǎn)分別敘述如下：

最早出現(xiàn)并且一直沿用至今的開煉機(jī)，其基本原理是把兩個(gè)有速度差的、敞開的輥筒靠在一起形成一個(gè)線狀窄縫，物料在輥筒的差速和摩擦作用下被拖拽并通過上述線狀窄縫，物料在窄縫中被擠壓，容積變小，形成拖拽剪切，再通過人工翻滾混合。開煉機(jī)的塑化機(jī)理是拖拽剪切和擠壓變形捏合，其不足之處在于：物料的混合效率低、系統(tǒng)不密閉、缺乏純平面強(qiáng)剪切作用。

密煉機(jī)是針對(duì)開煉機(jī)的混合能力差（混合的本質(zhì)是物料位置交換），系統(tǒng)不密閉等缺點(diǎn)，把兩個(gè)輥筒改成Z型類轉(zhuǎn)子并交錯(cuò)排列于密閉容器中，由于兩個(gè)Z型類轉(zhuǎn)子形狀上交錯(cuò)排列，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)形成空間變化，對(duì)物料產(chǎn)生捏合、拖拽、位置交換的混合作用，所述密閉容器與Z型轉(zhuǎn)子外圈構(gòu)成線狀窄縫，從而產(chǎn)生一定剪切，由于轉(zhuǎn)子改成Z形，與開煉機(jī)的純圓筒相比較，密煉機(jī)的線狀窄縫更短，剪切效果相比開煉機(jī)要弱，因此塑化效果不如開煉機(jī)，且工作壓力低。

螺桿擠出機(jī)通過螺桿旋轉(zhuǎn)方式輸運(yùn)螺槽中物料，利用物料輸送過程中與靜止的料筒內(nèi)壁形成的速度差，產(chǎn)生拖拽式剪切，實(shí)現(xiàn)連續(xù)性塑化。針對(duì)螺桿擠出機(jī)也有較多的改進(jìn)，典型的有通過螺槽深度漸變方式產(chǎn)生容積壓縮，或者是帶捏合單元的雙螺桿擠出機(jī)，然而螺桿或捏合的基本結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生本質(zhì)性變化——捏合、拖拽式剪切塑化，塑化壓力≤30MPa。

如上所述開煉機(jī)和密煉機(jī)的共同缺點(diǎn)是無法連續(xù)出料；注射機(jī)一般采用分流梭或短螺桿塑化，塑化質(zhì)量比較差。

中國發(fā)明專利《一種雙轉(zhuǎn)子差動(dòng)塑化擠出方法和裝置》（CN20091003802）所公開的，原理是螺桿內(nèi)部套裝另外一個(gè)螺桿，兩根螺桿螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向相反，旋轉(zhuǎn)利用內(nèi)外螺桿的差動(dòng)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生容積變化，進(jìn)而進(jìn)行塑化，由于該差動(dòng)是運(yùn)動(dòng)差動(dòng)，不是壓力差動(dòng)，因此不會(huì)產(chǎn)生高壓效應(yīng)；中國發(fā)明專利《一種超高壓單螺桿擠出機(jī)》（CN200510095751）所公開的，是采用120倍的螺桿壓縮比和1500rpm的高轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)高壓，采用該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高壓縮比的不足之處是阻力大，且高轉(zhuǎn)速的缺點(diǎn)還有摩擦產(chǎn)生的降解大；中國發(fā)明專利《一種高溫高壓塑化裝置》（CN201110210816）是采用0.6MPa的高溫高壓蒸汽實(shí)現(xiàn)高溫高壓塑化，其原料是氣體而非熔體。

本申請(qǐng)發(fā)明人之先獲得授權(quán)的發(fā)明專利《內(nèi)循環(huán)可控剪切密煉方法和裝置》（2004100610441）是利用料腔1、噴嘴2、中間筒4構(gòu)成一個(gè)密閉的腔體，物料從加料斗14加入，物料在塑化輥5的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)動(dòng)力作用下，往復(fù)來回地通過由塑化輥5的大徑與料腔1構(gòu)成的窄縫，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)剪切塑化，料筒1與中間筒4間為無縫滑動(dòng)配合，套裝在中間筒4內(nèi)的帶移動(dòng)動(dòng)力的塑化輥5同時(shí)帶有旋轉(zhuǎn)動(dòng)力。其不足之處是：位于噴嘴一端的腔體體積相對(duì)較大，致使腔體內(nèi)熔體壓力較低，不能適應(yīng)高壓塑化及注射要求。

為了提高高分子材料的塑化效果，往往要求旋轉(zhuǎn)剪切塑化時(shí)，剪切接觸面越大越好，但針對(duì)一定體積的剪切裝置設(shè)備，如圓柱體狀的剪切裝置，若圓柱長度一定，那么接觸面越大，所要求的斷面積也越大，從而在給定的壓力下，腔體內(nèi)熔體的壓強(qiáng)越小，反之亦然。因此，為了既不減小接觸面，又盡可能的增大熔體壓力，只有通過減小腔體斷面積的方式實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是針對(duì)背景技術(shù)所述問題，設(shè)計(jì)一種高分子材料的高壓塑化及注射方法和裝置，所述裝置包括料筒、變徑推桿、堵頭、環(huán)形塑化柱塞、加料斗、出料噴嘴、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、移動(dòng)動(dòng)力、加熱圈、彈簧、冷卻套，所述變徑推桿是左、中、右三段工作面上的直徑各不相同的圓柱體，位于中段的是兩端帶錐度且直徑大于右段加料芯桿的差動(dòng)圓筒磨盤，差動(dòng)圓筒磨盤的外圓柱面上加工有螺旋狀磨盤齒，形成一種面剪切塑化，所述裝置中有環(huán)形加料腔、薄層環(huán)形塑化腔和環(huán)形注射腔三個(gè)腔體，其中圓環(huán)形塑化腔的截面積小于注射腔的截面積，根據(jù)理想狀態(tài)下的熔體各向等壓原理，環(huán)形加料腔、薄層環(huán)形塑化腔和環(huán)形注射腔三個(gè)腔體中的熔體壓強(qiáng)相等，因此，就使差動(dòng)圓筒磨盤兩端的絕對(duì)壓力由于其斷面積的不同而不同，進(jìn)而形成差動(dòng)移動(dòng)，使物料能夠從塑化腔轉(zhuǎn)移到注射腔，塑化移動(dòng)壓力和速度與塑化旋轉(zhuǎn)速度相互獨(dú)立，便于獨(dú)立控制。相對(duì)于同樣尺寸的圓柱形加料塑化柱塞，環(huán)形塑化柱塞的面積較小，加料塑化壓力較高，可以實(shí)現(xiàn)高壓加壓塑化，差動(dòng)圓筒磨盤與注射芯桿一起構(gòu)成的環(huán)形注射柱塞面積較小，注射壓力較高。薄層環(huán)形塑化腔可實(shí)現(xiàn)薄層面剪切塑化，剪切強(qiáng)度非常大，研磨分散效果好。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高分子材料的高壓塑化及注射裝置，包括：料筒（1）、變徑推桿、堵頭（3）、環(huán)形塑化柱塞（4）、加料斗（5）、出料噴嘴（6）、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力（7）、移動(dòng)動(dòng)力（8）、加熱圈（9）、彈簧（10）、冷卻套（11）；

所述加熱圈（9）和冷卻套（11）分別套裝在料筒（1）的外圈左右端；

所述進(jìn)料口（5）設(shè)置在料筒（1）的右端上部；所述出料噴嘴（6）設(shè)置在料筒（1）左端下方；

所述環(huán)形塑化柱塞（4）套裝在料筒（1）中，環(huán)形塑化柱塞（4）內(nèi)有圓形通孔，環(huán)形塑化柱塞（4）右端固聯(lián)有移動(dòng)動(dòng)力板（4.1），所述移動(dòng)動(dòng)力（8）是分列于料筒兩側(cè)的二只液壓缸或氣缸或電動(dòng)推桿，所述移動(dòng)動(dòng)力（8）的輸出端是動(dòng)力桿（8.1），所述動(dòng)力桿（8.1）做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過移動(dòng)動(dòng)力板（4.1）驅(qū)動(dòng)環(huán)形塑化柱塞（4）進(jìn)給或退出，所述動(dòng)力桿（8.1）端部連接有限位塊（8.2）；

所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力（7）固定在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板（7.1）上，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力（7）用于驅(qū)動(dòng)變徑推桿旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板（7.1）套裝在移動(dòng)動(dòng)力桿（8.1）上，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板（7.1）沿著移動(dòng)動(dòng)力桿（8.1）的軸向自由滑動(dòng)，進(jìn)一步地，所述變徑推桿也是沿著移動(dòng)動(dòng)力桿（8.1）的軸向自由滑動(dòng)，所述限位塊（8.2）用于變徑推桿的滑動(dòng)位置限位；其特征在于：

所述變徑推桿是左、中、右三段工作面上的直徑各不相同的圓柱體，其中：

右段是呈圓柱狀的加料芯桿（2.1），所述加料芯桿（2.1）與環(huán)形塑化柱塞（4）內(nèi)壁之間是帶密封的滑動(dòng)配合；

中段是兩端帶錐面且直徑大于右段加料芯桿（2.1）的差動(dòng)圓筒磨盤（2），所述差動(dòng)圓筒磨盤（2）的外圓柱面上加工有螺旋狀磨盤齒（2.7），所述螺旋形磨盤齒（2.7）既用于旋轉(zhuǎn)剪切，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)性塑化，又對(duì)物料兼有輸送作用；

左段是直徑小于右段加料芯桿（2.1）的注射芯桿（2.2），所述堵頭（3）嵌入料筒（1）最左端，沿堵頭（3）軸向中心開有通孔，注射芯桿（2.2）穿過該通孔延伸至堵頭（3）外部，堵頭（3）與注射芯桿（2.2）之間是帶密封的滑動(dòng)配合；堵頭（3）右端錐面的錐角大于差動(dòng)圓筒磨盤（2）的左端錐面的錐角，以便形成一個(gè)小的物料空間，防止堵頭（3）右端面錐面與差動(dòng)圓筒磨盤（2）的左端錐面貼合時(shí)，造成環(huán)形注射腔消失。

所述彈簧（10）安裝在堵頭（3）外部的注射芯桿（2.2）上，彈簧（10）用于保證變徑推桿在浮動(dòng)狀態(tài)下始終趨向于最左端。其作用是：當(dāng)環(huán)形塑化柱塞（4）在往復(fù)加料時(shí)，變徑推桿不會(huì)隨動(dòng)。

一種高分子材料的高壓塑化及注射方法，是采用如上所述一種高分子材料的高壓塑化及注射裝置，進(jìn)行高壓塑化及高壓注射方法，設(shè)定：

料筒（1）內(nèi)壁、加料芯桿（2.1）外表面、環(huán)形塑化柱塞（4）左端面三者間構(gòu)成的腔體作為環(huán)形加料腔（2.3）；

料筒（1）內(nèi)壁、差動(dòng)圓筒磨盤（2）外壁之間構(gòu)成的腔體作為薄層環(huán)形塑化腔（2.4）；

注射芯桿（2.2）外表面、差動(dòng)圓筒磨盤（2）左端錐面、料筒（1）內(nèi)壁、堵頭（3）右端錐面四者間構(gòu)成的腔體為環(huán)形注射腔（2.5）；其特征在于：

所述環(huán)形注射腔（2.5）的圓環(huán)截面積大于環(huán)形加料腔（2.3）的圓環(huán)截面積，環(huán)形加料腔（2.3）的圓環(huán)截面積大于薄層環(huán)形塑化腔（2.4）的圓環(huán)截面積；所述高壓塑化及高壓注射方法按如下步驟：

⑴利用注射模具或者專門的堵頭（圖中未畫出）關(guān)閉出料噴嘴（6），在彈簧（10）的作用下變徑推桿趨向于位于最左端，環(huán)形塑化柱塞（4）位于最右端，啟動(dòng)加熱圈（9），料筒（1）在加熱圈（9）的加熱作用下，使環(huán)形加料腔（2.3）、薄層環(huán)形塑化腔（2.4）、環(huán)形注射腔（2.5）同時(shí)加熱并保持為設(shè)定溫度；

⑵啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力（7），變徑推桿在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力（7）的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；

⑶物料通過加料斗（5）加入已被加熱的環(huán)形加料腔（2.3）中，環(huán)形塑化柱塞（4）左移，迫使物料進(jìn)入薄層環(huán)形塑化腔（2.4）并被旋轉(zhuǎn)著的差動(dòng)圓筒磨盤（2）上的螺旋狀磨盤齒（2.7）研磨、分散、塑化成為熔體；完成塑化后的物料隨后進(jìn)入環(huán)形注射腔（2.5）存儲(chǔ)起來備用；此時(shí)進(jìn)入料筒（1）內(nèi)的物料均為熔融狀態(tài)；冷卻套（11）用于保證加料斗（5）下端的物料處于非熔融狀態(tài)；

⑷變徑推桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在差動(dòng)圓筒磨盤（2）左右兩側(cè)熔體壓力差的作用下，迫使變徑推桿整體右移，環(huán)形加料腔（2.3）中的物料被源源不斷地塑化并轉(zhuǎn)移到環(huán)形注射腔（2.5）存儲(chǔ)起來；

⑸當(dāng)環(huán)形加料腔（2.3）中的物料全部被塑化且轉(zhuǎn)移到環(huán)形注射腔（2.5）中后，環(huán)形加料腔（2.3）容積接近于零，環(huán)形塑化柱塞（4）的左端面與差動(dòng)圓筒磨盤（2）右端面貼合到一起；

⑹打開出料噴嘴（6），環(huán)形塑化柱塞（4）帶動(dòng)變徑推桿一起左移，使完成塑化的物料從出料噴嘴（6）注射出料，完成一個(gè)高壓塑化及高壓注射周期；之后，出料噴嘴（6）關(guān)閉，環(huán)形塑化柱塞（4）和變徑推桿回到初始狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述塑化移動(dòng)壓力控制、移動(dòng)速度控制、塑化旋轉(zhuǎn)速度控制三者間，是相互獨(dú)立的控制方式。其有益效果是：便于獨(dú)立控制各工作參數(shù)。

本發(fā)明一種高分子材料的高壓塑化及注射的原理是：環(huán)形注射腔（2.5）中的環(huán)形加料腔（2.3）、薄層環(huán)形塑化腔（2.4）、環(huán)形注射腔（2.5）在結(jié)構(gòu)上是連通的，在靜壓狀態(tài)下，根據(jù)熔體各向等壓原理，三個(gè)腔體內(nèi)壓力相等，又由于環(huán)形注射腔（2.5）的圓環(huán)截面積大于環(huán)形加料腔（2.3）的圓環(huán)截面積，所以，環(huán)形注射腔（2.5）內(nèi)熔體的壓力大于環(huán)形加料腔（2.3）內(nèi)熔體的壓力，在變徑推桿中的差動(dòng)圓筒磨盤（2）左右兩側(cè)形成差動(dòng)壓力，從而迫使變徑推桿整體右移，環(huán)形加料腔（2.3）中的物料被源源不斷地塑化并轉(zhuǎn)移到環(huán)形注射腔（2.5）中。

本發(fā)明有益效果是：

⑴本發(fā)明相對(duì)于同樣尺寸的圓柱形加料塑化柱塞，環(huán)形塑化柱塞（4）的面積較小，加料塑化壓力較高，可以實(shí)現(xiàn)高壓加壓塑化。

⑵本發(fā)明相對(duì)于同樣尺寸的傳統(tǒng)圓柱形注射柱塞，變徑推桿中的差動(dòng)圓筒磨盤（2）與注射芯桿（2.2）一起構(gòu)成的環(huán)形注射柱塞面積較小，注射壓力較高。

⑶本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)的攪拌、拖拽、擠壓變形式的塑化方式，本發(fā)明的薄層環(huán)形塑化腔（2.4）可以實(shí)現(xiàn)薄層面剪切塑化，剪切強(qiáng)度非常大，研磨分散效果好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例“一種高分子材料的高壓塑化及注射裝置”軸側(cè)示意圖；

圖2是圖1中內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視示意圖；

圖3是加料開始狀態(tài)示意圖；

圖4是加料狀態(tài)完成，塑化狀態(tài)開始示意圖；

圖5是塑化進(jìn)行中示意圖；

圖6是塑化完成狀態(tài)，準(zhǔn)備注射示意圖；

圖7是注射完成狀態(tài)示意圖；

圖8是差動(dòng)圓筒磨盤（2）外圓上的螺旋形磨盤齒（2.7）示意圖。

附圖中的標(biāo)記說明：

1—料筒、1.1—料筒法蘭、2—差動(dòng)圓筒磨盤、2.1—加料芯桿、2.2—注射芯桿、2.3—環(huán)形加料腔、2.4—薄層環(huán)形塑化腔、2.5—環(huán)形注射腔、2.6—微小存料空間、2.7—螺旋形磨盤齒、3—堵頭、4—環(huán)形塑化柱塞、4.1—移動(dòng)動(dòng)力板、5—加料斗、6—出料噴嘴、7—旋轉(zhuǎn)動(dòng)力、7.1—旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板、8—移動(dòng)動(dòng)力、8.1—移動(dòng)動(dòng)力桿、8.2—限位塊、9—加熱圈、10—彈簧、11—冷卻套。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)，本技術(shù)方案中未詳細(xì)述及的，均為公知技術(shù)。

參見圖1～圖2，本發(fā)明一種高分子材料的高壓塑化及注射裝置，包括：料筒1、變徑推桿、堵頭3、環(huán)形塑化柱塞4、加料斗5、出料噴嘴6、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力7、移動(dòng)動(dòng)力8、加熱圈9、彈簧10、冷卻套11；所述出料噴嘴6是閥式出料噴嘴。所述加熱圈9和冷卻套11分別套裝在料筒1的外圈左右端；所述進(jìn)料口5設(shè)置在料筒1的右端上部；所述出料噴嘴6設(shè)置在料筒1左端下方。

所述環(huán)形塑化柱塞4套裝在料筒1中，環(huán)形塑化柱塞4中部開有通孔，環(huán)形塑化柱塞4右端固聯(lián)有移動(dòng)動(dòng)力板4.1，所述移動(dòng)動(dòng)力8是分列于料筒兩側(cè)的二只液壓缸或氣缸或電動(dòng)推桿，本實(shí)施例中優(yōu)選液壓缸，由液壓缸再推動(dòng)動(dòng)力桿8.1做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并通過移動(dòng)動(dòng)力板4.1驅(qū)動(dòng)環(huán)形塑化柱塞4進(jìn)給或退出，所述動(dòng)力桿8.1端部連接有限位塊8.2。

所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力7固定在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板7.1上，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力7用于驅(qū)動(dòng)變徑推桿旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板7.1套裝在移動(dòng)動(dòng)力桿8.1上，旋轉(zhuǎn)動(dòng)力板7.1沿著移動(dòng)動(dòng)力桿8.1的軸向自由滑動(dòng)，進(jìn)一步的，所述變徑推桿也是沿著移動(dòng)動(dòng)力桿8.1的軸向自由滑動(dòng)，所述限位塊8.2用于變徑推桿的滑動(dòng)位置限位。

參考圖2和圖8，所述變徑推桿是左、中、右三段直徑各不相同的圓柱體，其中：右段是呈長圓柱狀的加料芯桿2.1，所述加料芯桿2.1與環(huán)形塑化柱塞4內(nèi)通孔之間是帶密封的滑動(dòng)配合；中段是兩端帶錐度且直徑大于右段加料芯桿2.1的差動(dòng)圓筒磨盤2，差動(dòng)圓筒磨盤2圓柱面外壁上加工有螺旋狀磨盤齒2.7，所述螺旋形磨盤齒2.7既用于旋轉(zhuǎn)剪切，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)性塑化，又對(duì)物料兼有輸送作用；左段是直徑小于右段加料芯桿2.1的注射芯桿2.2，所述堵頭3嵌入料筒1最左端，沿堵頭3軸向中心開有通孔，注射芯桿2.2穿過該通孔延伸至堵頭3外部，通孔與注射芯桿2.2之間是帶密封的滑動(dòng)配合；堵頭3的右端面錐面的錐度略大于差動(dòng)圓筒磨盤2的左端錐面的錐度。

所述彈簧10安裝在堵頭3外部的注射芯桿2.2上，彈簧10用于保證變徑推桿在浮動(dòng)狀態(tài)下始終趨向于處于最左端。當(dāng)環(huán)形塑化柱塞4在往復(fù)加料時(shí)，變徑推桿不會(huì)隨動(dòng)。

采用上述高分子材料的高壓塑化及注射裝置，進(jìn)行高壓塑化及高壓注射時(shí)，設(shè)定：

料筒1內(nèi)壁、加料芯桿2.1外表面、環(huán)形塑化柱塞4左端面三者間構(gòu)成的腔體作為環(huán)形加料腔2.3；料筒1內(nèi)壁、差動(dòng)圓筒磨盤2外壁之間構(gòu)成的腔體作為薄層環(huán)形塑化腔2.4；注射芯桿2.2外表面、差動(dòng)圓筒磨盤2左端錐面、料筒1內(nèi)壁、堵頭3右端錐面四者間構(gòu)成的腔體為環(huán)形注射腔2.5。所述環(huán)形注射腔2.5的圓環(huán)截面積大于環(huán)形加料腔2.3的圓環(huán)截面積，環(huán)形加料腔2.3的圓環(huán)截面積大于薄層環(huán)形塑化腔2.4的圓環(huán)截面積。所述高壓塑化及高壓注射方法按如下步驟：

⑴關(guān)閉出料噴嘴6，變徑推桿位于最左端，環(huán)形塑化柱塞4位于最右端，啟動(dòng)加熱圈9，料筒1在加熱圈9的加熱作用下，使環(huán)形加料腔2.3、薄層環(huán)形塑化腔2.4、環(huán)形注射腔2.5同時(shí)加熱并保持為設(shè)定溫度（參考圖3）。

⑵啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力7，變徑推桿在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力7的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)；

⑶物料通過加料斗5加入已被加熱的環(huán)形加料腔2.3中，環(huán)形塑化柱塞4左移，迫使物料進(jìn)入薄層環(huán)形塑化腔2.4并被旋轉(zhuǎn)著的差動(dòng)圓筒磨盤2上的螺旋狀磨盤齒2.7研磨、分散、塑化成為熔體；完成塑化后的物料隨后進(jìn)入環(huán)形注射腔2.5存儲(chǔ)起來備用；此時(shí)進(jìn)入料筒1內(nèi)的物料均為熔融狀態(tài)；冷卻套11用于保證加料斗5下端的物料處于非熔融狀態(tài)（參考圖4）。

⑷變徑推桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，在差動(dòng)圓筒磨盤2左右兩側(cè)熔體壓力差的作用下，迫使變徑推桿整體右移，環(huán)形加料腔2.3中的物料被源源不斷地塑化并轉(zhuǎn)移到環(huán)形注射腔2.5存儲(chǔ)起來（參考圖5）。

⑸當(dāng)環(huán)形加料腔2.3中的物料全部被塑化且轉(zhuǎn)移到環(huán)形注射腔2.5中后，環(huán)形加料腔2.3容積接近于零，環(huán)形塑化柱塞4的左端面與差動(dòng)圓筒磨盤2右端面貼合到一起（參考圖6）。

⑹打開出料噴嘴6，環(huán)形塑化柱塞4帶動(dòng)變徑推桿一起左移，使完成塑化的物料從出料噴嘴6注射出料，完成一個(gè)高壓塑化及高壓注射周期（參考圖7）。之后，出料噴嘴6關(guān)閉，環(huán)形塑化柱塞4和變徑推桿回到初始狀態(tài)，再進(jìn)入下一周期的塑化與注射。

為了進(jìn)一步描述本發(fā)明一種高分子材料的高壓塑化及注射裝置，設(shè)定：

旋轉(zhuǎn)動(dòng)力7采用液壓馬達(dá)，移動(dòng)動(dòng)力8采用油缸或者是電動(dòng)缸，移動(dòng)力取30噸，料筒1內(nèi)徑取45mm，料筒1長度取53mm，加料行程32mm，則料筒1圓內(nèi)孔截面積為1590mm²。變徑推桿中部差動(dòng)圓筒磨盤2的外徑取43mm，則環(huán)形塑化腔2.4的塑化層間隙為1mm。以下分六個(gè)實(shí)施例詳細(xì)說明：

實(shí)施例一

加料芯桿2.1外徑取35mm，注射芯桿2.2外徑取0mm（相當(dāng)于注射芯桿2.2不存在，類似于現(xiàn)有注塑機(jī)的螺桿）。則環(huán)形加料腔2.3的截面積是6.28cm²，環(huán)形注射腔2.5的截面積是15.9cm²，據(jù)此計(jì)算出加料容量20cm³，塑化容量10.6cm³。加料塑化壓力等于30*1000/6.28=4777kg/cm²，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)300kg/cm²的塑化壓力。注射壓力等于30*1000/8.83=1887kg/cm²，與現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)的注射壓力相同，故只實(shí)現(xiàn)了高壓塑化。

實(shí)施例二

加料芯桿2.1外徑取35mm，注射芯桿2.2外徑取20mm。則環(huán)形加料腔2.3的截面積是6.28cm²，環(huán)形注射腔2.5的截面積是12.76cm²，據(jù)此計(jì)算，加料容量20cm³。塑化容量10.3cm³。加料塑化壓力等于30*1000/6.28=4777kg/cm²，注射壓力等于30*1000/8.83=2352kg/cm²，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)300kg/cm²的塑化壓力和1887kg/cm²的注射壓力，實(shí)現(xiàn)高壓塑化和高壓注射。

實(shí)施例三

加料芯桿2.1加料芯桿2.1外徑取35mm，注射芯桿2.2外徑取30mm。則環(huán)形加料腔2.3的截面積是6.28cm²，環(huán)形注射腔2.5的截面積是8.83cm²，據(jù)此計(jì)算出加料容量20cm³，塑化容量9.1cm³。加料塑化壓力等于30*1000/6.28=4777kg/cm²，注射壓力等于30*1000/8.83=3397kg/cm²，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)300kg/cm²的塑化壓力和1887kg/cm²的注射壓力，實(shí)現(xiàn)高壓塑化和高壓注射。

實(shí)施例四

加料芯桿2.1外徑取30mm，注射芯桿2.2外徑取12mm。則環(huán)形加料腔2.3的截面積是8.83cm²，環(huán)形注射腔2.5的截面積是14.76cm²，據(jù)此計(jì)算出加料容量28.3cm³，塑化容量13.5cm³。加料塑化壓力等于30*1000/8.83=3397kg/cm²，注射壓力等于30*1000/14.76=2031.7kg/cm²，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)300kg/cm²的塑化壓力，略高于1887kg/cm²的注射壓力，實(shí)現(xiàn)高壓塑化和高壓注射。

實(shí)施例五

加料芯桿2.1外徑取25mm，注射芯桿2.2外徑取12mm。則環(huán)形加料腔2.3的截面積是10.99cm²，環(huán)形注射腔2.5的截面積是14.76cm²，據(jù)此計(jì)算出加料容量28.3cm³，塑化容量13.5cm³。加料塑化壓力等于30*1000/10.99=2729.8kg/cm²，注射壓力等于30*1000/14.76=2031.7kg/cm²，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)300kg/cm²的塑化壓力，略高于1887kg/cm²的注射壓力，實(shí)現(xiàn)高壓塑化和高壓注射。

實(shí)施例六

加料芯桿2.1外徑取20mm，注射芯桿2.2外徑取12mm。則環(huán)形加料腔2.3的截面積是12.76cm²，環(huán)形注射腔2.5的截面積是14.76cm²，據(jù)此計(jì)算出加料容量40.8cm³，塑化容量17.3cm³。加料塑化壓力等于30*1000/12.76=2351.79kg/cm²，注射壓力等于30*1000/14.76=2031.7kg/cm²，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有螺桿式注塑機(jī)300kg/cm²的塑化壓力，略高于1887kg/cm²的注射壓力，實(shí)現(xiàn)高壓塑化和高壓注射。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”、“固連”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。