專利名稱：一種超臨界氣體注射用單向閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超臨界氣體注射裝置，具體為一種用于微孔塑料擠出成型及注射成型過程中注入超臨界CO2或N2的單向閥。
背景技術(shù)：
微孔塑料是指泡孔直徑為f lOum，泡孔密度為1(TIO12個/cm3之間泡沫塑料。與未發(fā)泡的塑料相比較，微孔塑料具有良好的物理機(jī)械性能，如缺口沖擊強(qiáng)度高、韌性高、t匕強(qiáng)度高、疲勞壽命長、熱穩(wěn)定性高、介電常數(shù)低和導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于包裝、飛機(jī)和汽車部件、運(yùn)動器材等方面。在微孔塑料的擠出成型及注射成型中，都需要使用超臨界氣體(CO2或N2)作為物理發(fā)泡劑注入到聚合物熔體中，注射器必須在需要注氣時能向擠出機(jī)或注塑機(jī)的機(jī)筒中注入氣體，而在不需要注氣時能夠阻止聚合物熔體回流到氣管中?，F(xiàn)有 技術(shù)的用于微孔塑料成型過程中的超臨界流體注射器用的是簡單的彈簧加載的球形閥，或者直接將氣管與擠出機(jī)(或注塑機(jī))的機(jī)筒聯(lián)接，如果只是將超臨界氣體系統(tǒng)的閥門關(guān)閉，聚合物熔體會流進(jìn)超臨界氣體的輸送管道中并阻塞管道，無法在需要時再次注入氣體。現(xiàn)有的單向閥只能用于氣壓傳動或者液壓傳動，而在超臨界氣體注入系統(tǒng)中的單向閥需要允許超臨界氣體向聚合物熔體中單向流動，沒有相關(guān)的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的設(shè)計(jì)目的在于克服背景技術(shù)中的缺陷，提供用于在微孔塑料擠出成型及注射成型過程中注入超臨界氣體的單向閥，能夠在停止注氣時自動阻止聚合物熔體流入超臨界氣體的輸送管道，為微孔塑料的擠出成型和注射成型提高保障。本發(fā)明的設(shè)計(jì)目的通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種超臨界氣體注射用單向閥，用于微孔塑料擠出成型及注射成型過程中注入超臨界CO2或N2，該單向閥包括閥芯、閥座、彈簧座和壓縮彈簧，閥座內(nèi)具有中空部位，中空部位一部分與閥芯通過圓柱面間隙配合且閥芯能在閥座內(nèi)軸向移動，閥座內(nèi)位于所述圓柱面上方的中空部分用于容納彈簧座、彈簧和閥芯，閥芯的上端與彈簧座連接，彈簧壓縮于彈簧座與所述圓柱面頂端之間；閥座內(nèi)位于所述圓柱面下方的中空部分具有圓臺形側(cè)面內(nèi)壁，圓臺形側(cè)面內(nèi)壁的頂端與所述圓柱面連接，閥芯的下端具有與所述圓臺形側(cè)面內(nèi)壁接觸時起密封作用的圓臺形外側(cè)面；所述閥芯內(nèi)開有超臨界氣體的通道，該通道一端穿過彈簧座，另一端位于閥芯的圓臺形外側(cè)面上方。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述閥芯的上端與彈簧座通過螺紋連接。進(jìn)一步優(yōu)化的，閥芯的下端及彈簧座的上端均開有內(nèi)六角孔，且彈簧座的上端的內(nèi)六角孔與所述超臨界氣體的通道相通，能夠用兩個內(nèi)六角扳手將彈簧座通過螺紋聯(lián)接旋入閥芯，并可調(diào)節(jié)彈簧的壓縮程度，從而調(diào)節(jié)兩個圓臺形面的貼合程度。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述超臨界氣體的通道為倒T字形。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述彈簧的上端位于所述彈簧座內(nèi)。
進(jìn)一步優(yōu)化的，閥座內(nèi)具有中空部位從上到下為依次相連的三個孔，中間的孔為與所述閥芯間隙配合的圓柱孔，上方和下方的孔的孔徑大于均大于所述圓柱孔。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述壓縮彈簧、閥芯及閥座的軸線重合。進(jìn)一步優(yōu)化的，所述彈簧繞在所述圓柱面上方的閥芯外側(cè)。本發(fā)明中，閥芯與閥座之間為間隙配合，閥芯可以在壓縮彈簧或者超臨界氣體壓力的作用下上下移動，當(dāng)注射超臨界氣體時，超臨界氣體將克服壓縮彈簧的彈力將推動閥芯下移，閥門打開，實(shí)現(xiàn)注氣。所述閥座兩端帶有螺紋，下端螺紋用于與擠出機(jī)或注塑機(jī)的機(jī)筒連接，上端螺紋用于與超臨界氣體系統(tǒng)的輸出管道連接。所述閥芯與所述閥座在下部各有一個圓臺形面，兩個圓臺形面在沒有注氣時由于壓縮彈簧的作用緊密貼合在一起，單向閥關(guān)閉，阻止聚合物熔體流入超臨界氣體的輸送管 道。本發(fā)明能夠在停止注氣時自動阻止聚合物熔體流入超臨界氣體的輸送管道，為微孔塑料的擠出成型和注射成型提高保障。在本發(fā)明中，不管是否注射超臨界氣體，機(jī)筒內(nèi)的聚合物熔體都不會流入閥芯圓臺形面以上部位，從而阻止了聚合物熔體流入超臨界氣體的輸送管道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果包括
I.在微孔塑料擠出成型及注射成型中，將本發(fā)明安裝在超臨界氣體系統(tǒng)輸出管道的末端與機(jī)筒之間，能夠在停止注氣時自動阻止聚合物熔體流入超臨界氣體的輸送管道，提高了注氣裝置的可操作性，進(jìn)而保證了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。2.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。


圖I為實(shí)施方式中單向閥的結(jié)構(gòu)示意圖2為實(shí)施方式中單向閥在注入超臨界氣體時的狀態(tài)圖。圖3為閥芯的結(jié)構(gòu)示意圖4為閥座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)不限于此。如圖I所示，一種用于微孔塑料擠出成型及注射成型過程中注入超臨界CO2或N2的單向閥，包括閥座1，彈簧座2，壓縮彈簧3和閥芯4。閥座I與閥芯4通過圓柱面間歇配合，閥芯4可在閥座I內(nèi)軸向移動。閥芯4與彈簧座2通過螺紋聯(lián)接，使壓縮彈簧3位于彈簧座2與閥座I的臺階之間。如圖3所示的閥芯下端有一個圓臺形外側(cè)面(圓臺形面A)，如圖4所示的閥座有一個圓臺形內(nèi)壁(圓臺形面B)，這兩個圓臺形面在沒有注氣時由于壓縮彈簧的作用緊密貼合在一起(參見圖1)，單向閥關(guān)閉，阻止聚合物熔體流入超臨界氣體的輸送管道。參見圖I和圖3，閥芯4的內(nèi)部有倒T字形孔，為超臨界氣體的通道5，倒T字形孔的徑向通孔位于圓臺形面以上，倒T字形孔的軸向孔與徑向通孔接通，并一直通向閥芯上端。閥芯4 的下端及彈簧座2的上端均開有內(nèi)六角孔，能夠用兩個內(nèi)六角扳手將彈簧座2通過螺紋聯(lián)接旋入閥芯4，并可調(diào)節(jié)壓縮彈簧3的壓縮程度，從而調(diào)節(jié)圓臺形面A和B的貼合程度。閥芯4與閥座2之間為間隙配合，閥芯4可以在壓縮彈簧3的作用下往上移動，當(dāng)注射超臨界氣體時，氣壓將克服壓縮彈簧3的彈力將推動閥芯4下移，閥門打開，實(shí)現(xiàn)注氣。閥門打開時的氣體通道如圖2所示。所述閥芯與閥座之間為間隙配合，閥芯可以在壓縮彈簧的作用下往上移動，當(dāng)注射超臨界氣體時，氣壓將克服壓縮彈簧的彈力將推動閥芯下移，閥門打開，實(shí)現(xiàn)注氣。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種超臨界氣體注射用單向閥，用于微孔塑料擠出成型及注射成型過程中注入超臨界CO2或N2，其特征在于包括閥芯、閥座、彈簧座和壓縮彈簧，閥座內(nèi)具有中空部位，中空部位一部分與閥芯通過圓柱面間隙配合且閥芯能在閥座內(nèi)軸向移動，閥座內(nèi)位于所述圓柱面上方的中空部分用于容納彈簧座、彈簧和閥芯，閥芯的上端與彈簧座連接，彈簧壓縮于彈簧座與所述圓柱面頂端之間；閥座內(nèi)位于所述圓柱面下方的中空部分具有圓臺形側(cè)面內(nèi)壁，圓臺形側(cè)面內(nèi)壁的頂端與所述圓柱面連接，閥芯的下端具有與所述圓臺形側(cè)面內(nèi)壁接觸時起密封作用的圓臺形外側(cè)面；所述閥芯內(nèi)開有超臨界氣體的通道，該通道一端穿過彈簧座，另一端位于閥芯的圓臺形外側(cè)面上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，所述閥芯的上端與彈簧座通過螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，閥芯的下端及彈簧座的上端均開有內(nèi)六角孔，且彈簧座的上端的內(nèi)六角孔與所述超臨界氣體的通道相通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，所述超臨界氣體的通道為倒T字形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，所述彈簧的上端位于所述彈簧座內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，閥座內(nèi)具有中空部位從上到下為依次相連的三個孔，中間的孔為與所述閥芯間隙配合的圓柱孔，上方和下方的孔的孔徑大于均大于所述圓柱孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6任一項(xiàng)所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，所述壓縮彈簧、閥芯及閥座的軸線重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，所述彈簧繞在所述圓柱面上方的閥芯外側(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超臨界氣體注射用單向閥，其特征在于，所述閥座兩端帶有螺紋，下端螺紋用于與擠出機(jī)或注塑機(jī)的機(jī)筒連接，上端螺紋用于與超臨界氣體系統(tǒng)的輸出管道連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種超臨界氣體注射用單向閥，包括閥芯、閥座、彈簧座和壓縮彈簧，閥座與閥芯通過圓柱面間歇配合，閥芯可在閥座內(nèi)軸向移動，閥芯，與彈簧座，通過螺紋聯(lián)接，使壓縮彈簧位于彈簧座與閥座的圓柱面頂端之間。本發(fā)明在沒有注氣時閥芯與閥座通過兩個圓臺形面配合在壓縮彈簧的作用緊密貼合在一起，單向閥關(guān)閉；注氣時，超臨界氣體將克服壓縮彈簧的彈力將推動閥芯下移，閥門打開，實(shí)現(xiàn)注氣。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、可靠。
文檔編號F16K15/06GK102829220SQ20121031201
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者王洪, 傅志紅 申請人:華南理工大學(xué)