[發明專利]氣體輔助注射成型裝置

無效

• 申請號: 01106232.0
• 申請日: 2001-02-28
• 公開（公告）號: CN1311090A
• 公開（公告）日: 2001-09-05
• 發明（設計）人: 付沛福;孫志斌;梁繼才;李義
• 申請（專利權）人: 吉林大學輥鍛工藝研究所
• 主分類號: B29C45/17
• 分類號: B29C45/17
• 代理公司: 吉林省專利服務中心
• 代理人: 陳宏偉

本發明涉及應用氣輔成型技術實現塑料制件生產的整套成型裝置，進一步說是公開一種氣體輔助注射成型裝置設計，屬于塑料注射成型裝置技術領域。

塑料制件的注射成型通常是將熔化的塑料注射到模具型腔中，冷卻后形成制件，隨后模具開啟，取出制件。采用傳統注射成型技術成型制件，在大或厚的加強筋或肋的反面會產生嚴重的塌陷現象，同時也會產生翹曲和變形現象。為解決上述問題，八十年代中期人們發明了一種氣體輔助注射成型工藝，通過控制體積變化來控制注射氣體的壓力和速度，但是由于氣體的動態過程是通過對液壓系統的控制來間接實現的，因此響應時間較慢，而且不同制件成型的工藝條件變化較大，很難實現氣體壓力的精確控制。氣體初始注射壓力可控，而氣體注入塑件內部后壓力不可控或單級控制，這將不利于提高制件的品質，還會給成型過程帶來麻煩，甚至使某些制件根本無法實現氣輔成型。

本發明提供一種氣體輔助注射成型裝置設計，目的在于精確控制氣體輔助注射成型過程中注入到塑件內部的氣體壓力，實現多級精確控制，以提高制件質量。

本發明的技術解決方案如下：

通過低壓氣路控制高壓氣路，低壓氣路接受電控的原理實現氣體壓力精確控制。1、壓力調節閥24和壓力傳感器27與控制系統形成閉環控制回路，解決氣體注射壓力精確控制問題；2、氣動開關閥28能夠實現快速打開，使注射氣體迅速達到設定壓力；3、氣動開關閥33、電動節流閥34、單向閥36、氣缸38、穩壓閥39實現廢氣回收；4、電動節流閥34可以控制氣體壓力下降速度；5、氣動開關閥35將低于一定壓力的氣體排放到大氣中。

本發明解決的關鍵問題具體實施如下：來自氣路1-1的高壓氮氣，通過壓力調節閥24，壓力傳感器27，氣動開關閥28，氣動開關閥33，電動節流閥34，實現注入塑件內氣體的注射壓力和多級保壓壓力的控制。E/P轉換器42將電信號轉換成壓力信號，使氣動執行器25工作，進而控制壓力調節閥24，壓力傳感器27將測得氣體壓力反饋給中央控制器，控制器將信息傳給E/P轉換器形成閉環回路，實現氣體注射壓力精確控制。氣體通過由低壓氣路控制的氣動致動器44控制氣動開關閥28，實現高壓氣體快速注入。通過由低壓氣體驅動的氣動致動器46和49，分別對氣動開關閥33和35進行控制，電動致動器47控制電動節流閥34。

本發明積極效果在于：克服了以往氣輔成型裝置的不足，提出了氣輔成型專用的從氮氣產生到增壓和壓力精確控制的整套成型裝置，能夠對氣體注入制件過程中注射氣體壓力進行多級精確控制，實現各種注塑件的氣輔成型，節省材料，減小鎖模力，縮短成型周期，避免出現質量缺陷(塌陷和翹曲)，使制件的質量更佳。

本發明的具體裝置構成包括氮氣發生、增壓、高低壓氣路三大部分：

圖1為本發明結構原理圖。

第Ⅰ部分為本發明氮氣發生裝置原理圖。

第Ⅱ部分為本發明氮氣增壓裝置原理圖。

第Ⅲ部分為本發明氮氣高低壓氣路裝置原理圖。

第Ⅰ部分主要由電控開關1，壓縮機2，聯合過濾器3，緩沖缸4，氮纖維膜分離器5，低壓氮氣儲氣缸6組成，并順序連接，圖中氣路2-2回收從塑件內排放出的部分氣體，氣路4-4向增壓泵提供氣源，氣路3-3為低壓控制回路的氣源，氣路5-5為向增壓泵提供驅動氣源。來自電子控制系統50的信號E₁控制電控開關1的動作。

第Ⅱ部分為氮氣增壓裝置，氮氣發生部分所產生的低壓氮氣(0.7～1.2MPa)經過增壓泵增壓可達到需求壓力值，以滿足氣輔注射成型的要求。該部分主要部件為增壓泵10，增壓泵的入口端由針閥7，過濾器8，壓力傳感器9順序連接，增壓泵的出口端由安全閥11，壓力傳感器12，針閥13，高壓氮氣儲氣缸14順序連接。氣路5-5過來的氣體，經過過濾器20后分為三路，一路經過穩壓閥16和節流閥15進入增壓泵的驅動端，另一路經過導向閥19和導向閥18進入增壓泵的控制端，第三路經過穩壓閥17設定導向閥18的對比壓力。壓力傳感器9用來監測增壓泵入口壓力是否滿足工作要求，壓力傳感器12用來監測增壓泵出口壓力是否滿足要求，若不滿足要求，實現聲光報警。氣路1-1提供了高壓氣路的氣源。電子控制系統50接受傳感器9和傳感器12的信號E₂和E₃。

第Ⅲ部分為高低壓氣路裝置，來自增壓泵的高壓氮氣通過高低壓氣路的調節和控制，實現在特定的時刻，依照預先設定的壓力曲線，精確可控地將其注入塑件內部。該部分主要由針閥21，過濾器22，單向閥23，壓力調節閥24，氣動執行器25，穩壓氣缸26，壓力傳感器27，氣動開關閥28，過濾器29，針閥30，氣針31，氣動開關閥33，電動節流閥34，氣動開關閥35，單向閥36，單向閥37，緩沖氣缸38，穩壓閥39，低壓穩壓閥40，過濾器41，E/P轉換器42，電磁換向閥43，氣動致動器44，電磁換向閥45，氣動致動器46，電動致動器47，電磁換向閥48，氣動致動器49組成。這部分主要是氣體壓力精確控制系統。在該系統中，壓力調節閥24、氣動執行器25、壓力傳感器27和電子控制系統50構成氣體壓力的閉環控制回路，用來控制和調整氣體壓力達到預設壓力值。氣動開關閥28、33和35是通過低壓氣路驅動相關電磁換向閥43、45和48，氣動致動器44、46和49實現開關控制。開關閥33，電動節流閥34，單向閥36，緩沖氣缸38，穩壓閥39實現從注塑件內部排出的一定壓力氮氣的回收，并控制壓力曲線下降的斜率。即用于降壓過程、保壓過程和排氣過程中的塑件內部氣體壓力控制。啟動開關閥35可以將低于一定壓力的氣體直接排放到大氣中。傳感器27的電子信號E₁₁進入電子控制系統50，實現對氣體壓力的數據采集。閥43、45、48的控制端電信號E₄、E₅、E₆、E₇、E₉、E₁₀來自電子控制系統50,E/P轉換器42接受來自電子控制系統50的電子信號E8，氣動致動器47接受來自電子控制系統50的信號E₁₂。