注射成型流動控制裝置及方法

專利名稱：注射成型流動控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及注射成型流動的控制，尤其涉及一種注射成型流動控制裝置及方法。
背景技術：
一般在注射成型系統中使用的熱流道安裝在被加熱的噴嘴上。流過噴嘴主體的熔 融物質的溫度假定與噴嘴自身的主體溫度相同或接近。噴嘴主體的溫度一般使用熱電偶測 量，該熱電偶一般包括一對導線，其由兩種不同材料組成，在端部接觸點處相互物理連接在 一起，在接觸點處該相連接的導線產生一電信號，可指示兩根熱電偶線的端部接觸點周圍 的物質的溫度。熱流道系統內，熱電偶的端部接觸點一般與噴嘴主體的選定表面物理連接 或接觸，或者外殼或管道或其它結構與噴嘴主體連接并導熱，從而試圖測得流過待測噴嘴 主體的選定點或位置的熔融物質的溫度。在選定點上或沿著噴嘴主體，或在與噴嘴主體熱接觸的管道或其它結構上或沿著 它們獲得的溫度的精度不會必然反映特別選定點的實際溫度，因為熱電偶的端部連接點 (terminal mated point)與用于加熱噴嘴(或與噴嘴連接的管道或其它結構)的加熱器件的 距離很近。熱電偶的端部連接點的與用于加熱噴嘴主體的裝置間這樣近的距離可使熱電偶 測得加熱器件本身或管道或外殼或其它與加熱器件熱接觸的結構的溫度，而不必然是測得 流過位于熱電偶的端部連接點所在的位置處的噴嘴中的熔融物質的溫度。加熱器件本身的 溫度，或與加熱器件連接的結構的溫度超過熱電偶的端部點接觸到的物質的溫度，因此熱 電偶測得的溫度高于在熱電偶的端部連接點的精確位置處的噴嘴主體本身的實際溫度，從 而導致噴嘴主體溫度比需要的低(這會對流過噴嘴主體的熔體的溫度控制產生不利影響)。

發明內容
本發明提供了一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置，該液態物質經由加 熱總管中的流道從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連接的噴嘴上，該裝 置包括
一加熱器件，其包括一熱度可控的導熱加熱元件；
噴嘴包括一導熱材料制成的管道，管道設有一外表面和內表面限定的中心流孔，該孔 有一從流孔的上游端部延伸至下游端部的軸，該流孔連接到總管的流道和模具腔上；
加熱器件的加熱元件安裝在噴嘴管道的外表面或環繞其安裝，使得熱量可在加熱元件 和導熱噴嘴的外表面間傳遞，加熱元件沿噴嘴流孔的軸延伸至加熱元件的端點；
一溫度檢測器，其包括一在沿噴嘴孔軸方向選定的位置處安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安 裝的溫度傳感器；一絕熱體，沿噴嘴軸設置，用于分隔加熱元件端點和溫度傳感器。溫度傳感器一般安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器空間上與加熱 元件的端點相隔至少約0. 125英寸。該溫度傳感器優選地與加熱元件的端點相隔約0. 125 到約0. 75英寸之間。—實施例中，溫度檢測器包括一帶有細長的導線的熱電偶，該導線有一長度，其在 一沿導線的長度方向上的點上相互連接從而在導線的該連接點上形成一溫度傳感器，熱電 偶安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器安裝在一與加熱元件端點熱絕緣的位 置上。絕熱體一般設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之間，這樣可大大減少加熱元件 的端點和溫度傳感器間的熱傳遞。絕熱體優選地由導熱系數約10W/m-K或更小的材料制 成。溫度傳感器優選地沿軸與加熱元件的端點相隔至少約0.125英寸。一般地，加熱元件 的端點和溫度傳感器兩者都設置在噴嘴孔的下游遠端末端處或其附近。優選實施例中，加熱元件和溫度傳感器優選地兩者設置在細長管內，該管道包括 一薄壁外殼、內槽孔(interior bore)并具有一長度，該薄壁外殼由導熱材料制成，細長管 安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，加熱元件和與溫度傳感器連接的導線通過內槽孔延伸并沿 細長管的長度分別在第一個和第二個遠端位置處終止，使得加熱元件的端點和溫度傳感器 沿噴嘴孔軸軸向相隔至少約0. 125英寸的距離。在該實施例中，細長管一般環繞噴嘴四周，沿噴嘴孔的軸延伸。同樣在該實施例 中，細長管能夠安裝在一可澆鑄連接到噴嘴外表面上或環繞其安裝的導熱材料的外殼內。 該實施例的替換中，細長管能夠環繞加熱管外表面安裝，該加熱管包括由導熱材料制成的 管壁形成的內部裝配槽孔(interior mounting bore)，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴外 表面的結構，并且能容易地從噴嘴外表面上拆下。該替換實施例中，細長管能夠安裝在一鑄 造連接到加熱管管壁外表面上或四周的導熱材料的外殼內。另一實施例中，加熱器件和溫度檢測器環繞加熱管外表面安裝，加熱管包括由導 熱材料制成的管壁形成的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴外表面的結構， 并且能容易地從噴嘴外表面上拆下。該實施例中，加熱器件和溫度傳感器一般安裝在一鑄 造連接到加熱管管壁外表面上或四周的導熱材料的外殼內。同樣在該實施例中，絕熱體一 般設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之間，這樣能大大減少加熱元件的端點和溫度傳感 器之間的熱傳遞。同樣在該實施例中，絕熱體設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之間，這樣能大 大減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。同樣在該實施例中，絕熱體優選地由 導熱系數約為10W/m-K或更小的材料制成，并且外殼的導熱材料的導熱系數約大于150W/
m—Ko本發明的另一實施例中，加熱器件和溫度傳感器能安裝在一鑄造連接到噴嘴外表 面上或四周的導熱材料的外殼內。在加熱器件和溫度傳感器設置在環繞加熱管外表面安裝的細長裝配管內的實施 例中，加熱管包括導熱材料的管壁形成的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴 外表面的結構，并且能容易地從噴嘴外表面上移下。在溫度檢測器安裝在加熱管上或環繞其安裝的實施例中，溫度檢測器包括連接到溫度傳感器上的導線，導線穿過加熱管的管壁，使得溫度傳感器則被放置在加熱管的內部 裝配槽孔中。該實施例中，溫度傳感器優選地安裝在絕熱體上或其內部，該絕熱體將溫度傳 感器布置在靠近四周安裝有加熱管的噴嘴外表面的位置處。本發明的另一實施例中，加熱元件設置在第一細長管中，該細長管包括一薄壁外 殼、一內槽孔并且有一定長度，溫度傳感器設置在第二細長管中，該細長管包括一薄壁、一 內槽孔并且有一定長度。第一和第二細長管的薄壁由導熱材料制成，第一和第二細長管安 裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，加熱元件和溫度檢測器分別通過第一和第二細長管的內槽孔 并分別終止于第一和第二細長管的長度上的第一和第二遠端位置處，使得加熱元件的端點 和溫度傳感器沿噴嘴孔軸方向被軸向分隔開至少約0. 125英寸的距離，同時絕熱體設置在 加熱元件的端點和溫度傳感器之間，這樣能大大減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的 熱傳遞。該實施例中，第一和第二細長管能夠安裝在一鑄造連接到加熱管管壁外表面上或 其四周的導熱材料的外殼內。本發明的另一實施例中，提供了一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置， 該液態物質經由加熱總管中的流道從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連 接的噴嘴上，該裝置包括
一加熱器件，其包括一熱度可控的導熱加熱元件；
噴嘴包括一導熱材料制成的管道，管道設有一外表面和內表面限定的中心流孔，該孔 有一從流孔的上游端部延伸至下游端部的軸，該流孔連接到總管的流道和模具腔上；
加熱器件的加熱元件安裝在噴嘴管道的外表面上或環繞其安裝，使得熱量可在加熱元 件和導熱噴嘴的外表面間傳遞，加熱元件沿噴嘴流孔的軸延伸至加熱元件的端點；
一溫度檢測器，其有一定長度并延伸至溫度傳感器的遠端末端，該溫度檢測器安裝在 噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器則安裝在與加熱元件端點絕熱的位置處；
一絕熱體，設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之間，該絕熱體由導熱系數約10W/m-K 或更小的材料制成。溫度傳感器安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器空間上與加熱元件 的端點相隔至少約0.125英寸。本發明的另一個實施例提供了，一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置， 該液態物質經由加熱總管中的流道從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連 接的噴嘴上，該裝置包括
一噴嘴，包括一導熱材料的管道，其帶有一外表面和內表面限定的中心流孔，該孔有一 從流孔的上游端部延伸至下游端部的軸，該流孔連接到總管的流道和模具腔上；
導熱材料的加熱主體安裝到噴嘴管道的外表面上、四周或與其連接，使得熱量可以容 易地在加熱的主體和導熱噴嘴外表面間傳遞，加熱的主體包括加熱的主體部分和選定主體 部分；
一溫度傳感器，安裝在靠近選定主體部分上或環繞其安裝；
一絕熱體，設置在加熱的主體部分和選定主體部分之間，該絕熱體可大大減少加熱的 主體部分和選定主體部分之間的熱量傳遞。該實施例中，加熱的主體優選地包括(a)加熱管包括由導熱材料制成的管壁形成 的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴外表面的結構，并且能容易地從噴嘴外
8表面上移下，(b)連接到加熱管外表面上的導熱鑄模材料(cast material)外殼以及(c)連 接到噴嘴外表面上的導熱鑄模材料外殼中的一個或它們的組合。同樣在該實施例中，選定主體部分優選地包括(i )連接到加熱管外表面上的鑄模 材料外殼的絕熱部分，(ii)加熱管管壁的內表面，(iii)連接到噴嘴外表面上的鑄模材料外 殼的絕熱部分中的一個或幾個。本發明的所有實施例中，絕熱體優選地由導熱系數約10W/m-K或更小的材料制 成，外殼導熱材料的導熱系數約大于150W/m-K。同時加熱端點HEP優選地距離傳感器端點 至少約0. 125英寸。


通過下述說明及相關附圖可以更好的理解本發明的上述及進一步的優點，其中 圖1是本發明的液體物質加熱及溫度測量裝置的一個實施例的立體圖2是圖1中的沿線2-2的截面圖； 圖3是圖1中顯示的裝置的部分透視示意圖； 圖4是圖1-3中裝置的溫度檢測器、傳感器和加熱器件的示意圖； 圖fe是圖1中裝置的細長管外殼、絕熱體和蓋子部件； 圖恥是圖1中裝置的加熱管部件的透視圖6是圖1中裝置的透視圖，其顯示了裝置的澆注外殼部分與加熱管、噴嘴和其他部件 的外表面的關系，澆注外殼在遠端末端減小從而露出絕熱部件的外表面，使得熱量不容易 通過該澆注外殼從絕熱部件的上游傳遞至下游；
圖6a是圖1裝置的遠端末端的側面截面示意圖7a是類似圖6的視圖，其顯示了包括圖1中裝置的絕熱體的空氣隙，該空氣隙將溫 度傳感器和加熱元件的端點分隔開了 ；
圖7b是圖7a的裝置的遠端末端的側面截面示意圖8a是類似圖6a、7a的視圖，其中澆注外殼沒有減小，使得澆注外殼軸向延伸通過絕 熱部件的外表面并將其蓋住；
圖8b是圖8a的裝置的遠端末端的側面截面示意圖； 圖9是圖1裝置中的細長管部件的替換結構的分解透視圖； 圖10是圖1裝置中的細長管部件的另一替換結構的分解透視圖； 圖11是本發明的另一替換實施例的仰視圖，其顯示了一連接用于可拆卸加熱管外表 面上的鑄鋁外殼，該外殼在其遠端末端減小露出絕熱部件的外表面，還有兩個多余的細長 裝配管，每個管均包含一加熱器件和一溫度檢測器；
圖1 是圖13中裝置的底部分解圖，其顯示了加熱管外表面上的槽，該槽可使澆注外 殼材料更好的結合到加熱管的外表面上，同時顯示了兩個多余的延裝配管的布置和裝配關 系；
圖12b是圖13、Ha中的裝置的底部末端部分拆分圖，其顯示了用于蓋住澆注外殼減小 的遠端末端的端部管；
圖13是本發明的另一實施例的底部末端分解圖，其顯示了直接安裝在噴嘴外表面上 的細長裝配管部件和可直接的連接到噴嘴外表面上的澆注外殼；圖14是本發明的另一實施例的底部末端分解圖，其顯示了安裝在加熱管內表面上的 絕熱體，裝置的溫度傳感器部件從加熱管外表面延伸至其內表面，終止在絕熱體部件形成 的內表面凹槽里；
圖15是圖14中裝置的遠端末端的底部端部細節圖； 圖16是圖15中沿線16-16的徑向截面圖； 圖17是圖15的主視圖； 圖18是圖15的后視圖19是本發明裝置的加熱管部件的遠端末端的底部端部特寫透視圖，其顯示了細長 裝配管的尖部，每個細長裝配管內包括加熱器件和溫度檢測部件兩者，該裝配管的尖部設 置/安裝在絕熱體的插入縫中，該插入縫設置為一再加熱管遠端尖部的接收縫； 圖20是圖19中沿線20-20的俯視截面示意圖； 圖21是圖20中沿線21-21的側面截面示意圖22是圖19-21中裝置的插入部件的底部端部分解透視圖，其顯示了在絕熱體插入部 件中的細長裝配管的尖部的布置和安裝，該插入部件安裝在加熱段遠端末端的壁面上；
圖23是本發明另一實施例的遠端末端底部端部透視圖，其顯示了細長裝配管通過穿 過加熱管主體遠端末端的槽孔到達最近的溫度傳感器部件處，并露出加熱管的槽孔內部， 因此距離噴嘴外表面最近；
圖M是圖23的沿線M-24的徑向俯視截面圖。
具體實施例方式圖1-3顯示了本發明的加熱器和溫度測量或檢測裝置10的一個實施例。該裝置 包括加熱器件H1、H2、電源(Volt Supply)、溫度檢測器件、S1、S2和圖2中指明為V的電壓 表以及一細長裝配管60，其包括由高導熱材料，一般為金屬材料如鋼、銅或類似材料制成的 薄壁外殼。裝配管60容納料了加熱導線H1、H2以及基本延伸貫穿了裝配管60的內槽孔的 長度的溫度檢測器導線S1、S2。如圖2所示，裝配管60螺旋環繞加熱管20壁面的外表面， 該加熱管本身接收管式噴嘴主體30并安裝在其外表面上。加熱管20可容易地接收噴嘴30 并可容易地從其上拆下，使得該加熱管20與其相關部件20、S1、S2、H1、H2都可容易地安裝 到噴嘴主體30上或從其上拆下。如圖1、2所示，加熱導線HI、H2沿噴嘴30的軸A從噴嘴上游端部UE朝下游端部 DE延伸，貫穿細長裝配管60的長度，終止在加熱器端點HEP，其與溫度傳感器導線S1、S2的 端點T軸向距離為一選定的距離D，如圖1.在圖1-3所示的實施例中，高導熱鑄模材料如鋁 的外殼40連接到加熱管20的外表面32上。鑄鋁外殼40將細長裝配管60及其鑄模或主 體嵌入其中，這樣可用于沿加熱管20和管式噴嘴主體的軸向長度方向上的基本長度段上 更加均勻的傳導由管60的加熱導線HI、H2發出的熱量。如圖1-3所示，鑄模外殼40的厚 度或直徑至少要減小D2的長度以露出絕熱體50的外表面52，使得外殼材料在連續鑄模中 不是從絕熱體的上游末端軸向延伸穿過絕熱體直至絕熱體的下游端，使得傳感器終點T與 鑄模外殼材料的鑄模上游部分形成熱絕緣。這種傳感器T的熱量和空間的隔離使得傳感器 能更好的的測量到周邊環境的實際溫度，而不會受到外殼40或其它設置在絕熱體50上游 的裝置部件的影響。在精確位置傳感器點T測得的溫度越準確，越能準確的確定噴嘴、加熱管和/或在噴嘴上的精確位置傳感器點T流過的液態物質的溫度。熱電偶或其他溫度檢測器的功能是用于提供與包括加熱管20 (如果使用)、噴嘴及 在傳感器點T流過噴嘴的液態物質直接相關和/或接觸的環境的溫度的實時檢測。實時溫 度檢測測得的溫度能夠用于啟動或停止加熱器件來提高或降低裝置的一個或多個部件的 溫度，從而實現對流過噴嘴和/或總管的液態物質的溫度的控制。在圖1-3所示的實施例中，溫度檢測器包括一熱電偶，其一般包括兩條細長的導 線S1、S2，分別由兩種不同的金屬材料制成，在選定的遠端傳感器端點T相互接觸。由于兩 條導線Si、S2的成分不同，兩條導線間產生的可測量的電壓依賴于與該對導線T接觸的環 境的溫度，這樣可使用戶測得環境周圍以及與溫度傳感器點T接觸的地方的溫度。所示的 加熱器件一般包括導電導線H1、H2，它們帶有可選的可變電流和/或電壓(電源)的電流，能 夠用于控制及不定地調整導線或兩條導線能夠升高或降低的溫度，電流通過金屬導線對施 加的電能的電阻來加熱導線。圖fe顯示了細長裝配管60與噴嘴和加熱管部件分離，帶有一螺旋結構，絕熱體50 設置/安裝在裝配管60的連續螺旋臂之間的槽里。如圖恥所示，當使用了連接有鑄模外 殼的加熱管20時，絕熱體50設置在絕熱體50的鑄模材料主體形成的槽M內。絕熱體50 的位置軸向設置在加熱器HEP的端點和傳感器點T之間。加熱器HEP的端點和傳感器點T 在沿噴嘴軸A的軸向方向上優選地間隔約0. 125英寸的距離D或相互間隔更大。距離D優 選的在約0. 125和約0. 5英寸之間，最優選的在約0. 125和約0. 375英寸之間。絕熱體50由相對不導熱的材料如陶瓷材料、鈦、空氣或玻璃纖維增強礦物填充材 料制成。絕熱體一般的導熱系數約為10 W/m-K或更小。鑄模外殼40的導熱系數一般約大 于150 W/m-K，最優選的約為200 W/m_K或更大。如圖6、6A所示，絕熱體50的外部圓周表 面暴露在周圍的空氣中，使得加熱器的端點HEP沿噴嘴軸A的方向與溫度傳感器T通過設 置在它們之間的絕熱體50形成隔熱。圖6、6A的實施例中，絕熱體包括固體材料。如圖7、 7A所示的實施例中，絕熱體50包括一空氣隙。所示的這些實施例中，絕熱體50安裝在鑄 模材料加熱主體40和/或加熱管的加熱主體20上或與它們連接，除了鑄模材料的一小部 分40b位于絕熱體50的圓周縫隙50g中，這樣布置基本隔絕了上游鑄模材料加熱主體部分 40a (及其相接管20)和下游與傳感器T相當靠近和/或接觸的鑄模材料選定主體部分40c (及其相接管20)之間的物理接合或接觸。這種實質上的物理隔離實現了實質上的隔熱和/ 或傳感器T與更大的鑄模材料加熱主體部分40a及其相接的上游加熱管20的加熱部分的 分離。在圖8、8A所示的實施例中，鑄模外殼材料40延伸形成在外殼40的軸向上游部分 46和鑄模材料外殼的軸向下游部分44之間的軸向連續材料模型42.該實施例中，嵌入模型 40并且未暴露在周圍空氣中的絕熱體50不會使溫度傳感器T如圖1-7中的實施例中一樣 與外殼40的軸向上游加熱部分隔開來，因為熱量能很容易地在鑄模材料外殼40的軸向上 游部分46和軸向下游部分之間經由它們之間的與其連接或導熱的中間部分42進行傳遞。能容易地的想到，細長裝配管60的螺旋部分66的具體形狀或結構可以是大量具 體幾何結構中的任意一種，圖9、10中所示的裝配管60的部分67、69的具體結構與圖1_8 中所示的結構不同。優選實施例中細長裝配管60環繞加熱管20以及噴嘴上沿加熱管和/或噴嘴30的軸A的大部分或全部軸向長度的外部圓周數圈。圖1-10所示的所有實施例中，加熱元件 或導線HI、H2被放置/包裹在與溫度感應導線Si、S2下共同的細長裝配管60內。圖ll、lh、12b顯示的是本發明的另一個實施例，其中多出的一對細長裝配管 60d、60e每個分別包括一套加熱元件H1、H2 (用于60d)、H3、H4 (用于60e)以及溫度感應導 線S1、S2 (用于60d)、S3、S4 (用于60e)。兩個多出的管道60d、60e都環繞加熱管20安裝 并如圖所示的嵌在鑄鋁外殼40內。提供該額外管道的目的在于如果/當一個熱電偶或加 熱器損壞時，第二個/另一個加熱器件及溫度傳感器能夠啟動并立即用于熱流道系統內， 而不需要進行裝置的拆卸、移除以及修復或替換。如圖ll、lh、12b所示的實施例中，加熱 管20管壁的外表面有一螺旋槽G，用于更好的連接使用的鑄模材料外殼40并且更好的連 接到管道20的外表面。同樣如圖所示，裝配近端蓋65是為了裝配管60d、60e的安裝以及 連接。包括一圓柱的遠端末端蓋6 也用于接收管道20的遠端末端和其外殼減小的部分 40a,同時用于遮蓋暴露在外的絕熱體50的外部圓周表面。圖13顯示了本發明的另一替換實施例，其中嵌入細長裝配管60的高導熱鑄模材 料外殼40直接連接到噴嘴30的外表面30a上，而不是連接到加熱管上，裝配管直接安裝在 噴嘴30上和/或環繞其安裝，并沒有一個中間加熱管。圖14-18顯示了本發明的另一替換實施例，其中加熱元件或導線HI、H2如圖示設 置在第一和第二獨立的在末端加熱點HEP相接的細長裝配管60b、60c內/穿過整個管道， 而溫度檢測器或熱電偶導線Si、S2設置在獨立的第三細長裝配管60a內并延伸穿過該管， 終止在與HEP軸向相隔距離D的遠端溫度傳感器點T。如圖所示，附加槽60aa、60l3b和60cc 加工在加熱管20的外表面上，用于改善裝配管60a、60b、60c的安裝，這些在裝置槽中的管 道與加熱管20的壁面主體相接觸。如圖示的保護熱電偶導線Si、S2的裝配管60a的遠端 下游端穿過一加熱管20壁面上的加工孔23，可使傳感器終點T設置/安裝在絕熱體50b的 槽53內。絕熱體50b有一用于接收裝配管60a的遠端尖部的內部裝配槽53，如圖示的其安 裝在加熱管20遠端尖部內部。如圖所示，容納了熱電偶導線S1、S2和溫度感應點T的細長 管60a的遠端末端從該管的外表面經由加熱管20的壁面上的遠端末端上的孔23到達管20 內的遠端尖部內部末端。在管20的遠端尖部內部末端上，絕熱體50b的安裝或連接結構為 裝配管60a的遠端末端能夠進入設置在加熱體50a內部圓周上的接收和裝配槽53中。一 旦管60a的遠端末端裝入絕熱體53的槽53中，溫度感應點T與上游加熱器件HI、H2以及 相關的加熱裝配管60b、60c形成隔熱，其中加熱裝配管60a、60c與上述其他實施例中所述 的相同也沿軸A方向與加熱器HEP的端點相隔至少約0. 125英寸的距離。絕熱體50a可通 過常規裝置如卡扣裝接、螺栓連接、焊接、螺紋連接或類似結構固定或安裝在管20的遠端 尖部末端。參考圖14-18，其類型與上述實施例類似，其中絕熱體50嵌入鑄模材料中并將鑄 模材料主體分隔成較大加熱主體部分40a和選定隔熱部分40c。絕熱體50b安裝到加熱主 體20上或與其連接，其安裝方式為使加熱管20的較大上游加熱主體部分20a與管20的內 壁表面或區域30c形成熱量和空間的基本隔離。該內表面或區域30c包括一選定主體部分， 傳感器T與該部分直接鄰接和/或接觸，其目的是測量30c處的噴嘴和/或管道的溫度。這 種物理連接上的分隔使得傳感器T與加熱管的較大上游加熱主體部分20a和噴嘴30的較 大上游加熱部分形成隔熱和分離。
圖19-22顯示了本發明的另一替換實施例，其中裝配和接受插入塊120可安裝在 接受和裝配孔20x中，該孔加工安裝在所示的加熱管遠端末端尖部的壁面上。插入塊120的 外部輪廓與孔20x的外部輪廓是互補的，使得插入塊120可以容易的被接收進入孔20x中。 插入塊120的邊緣是凸緣122，用于使插入塊120更好的裝入孔20x中。插入塊120 —旦 定位在處于遠端末端的孔20x中，容納了溫度傳感器點T的裝配管60的遠端尖部能夠插入 插入塊120中的內部接收及裝配槽124，使得裝配管60的遠端尖部牢固地裝入裝配槽IM 中，使得當加熱管20環繞噴嘴定位時其與噴嘴30的外部圓周表面鄰近和/或接觸。插入 塊可采用上述的熱絕緣材料制成，使得溫度感應點T不僅與加熱器HEP的上游端點形成空 間隔離，還與其形成熱量隔離。圖19-22的實施例中，加熱元件H1、H2被封裝/包覆在與溫 度感應導線S1、S2相同的管60中。同時與上述的其它實施例相同，加熱端點HEP與傳感器 點軸向間距至少約為0. 125英寸。與其它實施例中所述的方式類似，絕熱體50嵌入在鑄模 材料中并將鑄模材料主體分隔成較大加熱主體部分40a和選定絕熱部分40c，絕熱體120安 裝在加熱主體20內的孔20中，其安裝方式為使加熱管20的較大上游加熱主體部分20a與 管20的內壁表面或區域30c形成熱量和空間的基本隔離。該內表面或區域30c包括一選 定主體部分，傳感器T與該部分直接鄰接和/或接觸，其目的是測量30c處的噴嘴和/或管 道的溫度。這種物理連接上的分隔使得傳感器T與加熱管的較大上游加熱主體部分20a和 噴嘴30的較大上游加熱部分形成隔熱和分離。圖23- 顯示了本發明的另一替換實施例，其中加熱管20的壁面遠端尖部加工安 裝了一用于接收裝配管60的遠端末端的狹縫20z。如圖所示，包含了傳感器點T的裝配管 60的遠端末端進入狹縫20z并被其接收，對準并定位在管60的遠端尖部以及其相關的加熱 管20的遠端尖部內表面上的內部小孔20y處的感應器點T。如圖對所示，傳感器點由此安 裝并定位在管壁內，使得該傳感器點直接與外部裝有加熱管20的噴嘴30的管壁外表面相 鄰。圖23- 所示的實施例中，加熱元件HI、H2被封裝/包覆在與溫度感應導線Si、S2相 同的管60中。同時與上述的其它實施例相同，加熱端點HEP與傳感器點軸向間距至少約為 0. 125英寸。上述描述了本發明的某些實施例，本領域技術人員可容易地想到各種替換、變更 及改進。這些替換、變更及改進包含在本發明的實質及范圍內。相應地，上述描述僅作為示 范，并不用于限定。本發明包括本申請的說明書及權利要求書的本發明的合理等效變換。
權利要求
1.一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置，該液態物質經由加熱總管中的流道 從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連接的噴嘴上，該裝置包括一加熱器件，其包括一熱度可控的導熱加熱元件；噴嘴包括一導熱材料制成的管道，管道設有一外表面和內表面限定的中心流孔，該孔 有一從流孔的上游端部延伸至下游端部的軸，該流孔連接到總管的流道和模具腔上；加熱器件的加熱元件安裝在噴嘴管道的外表面上或環繞其安裝，使得熱量可在加熱元 件和導熱噴嘴的外表面間傳遞，加熱元件沿噴嘴流孔的軸延伸至加熱元件的端點；一溫度檢測器，包括一在沿噴嘴孔軸方向選定的位置處安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝 的溫度傳感器；一絕熱體，沿噴嘴軸設置，用于分隔加熱元件端點和溫度傳感器。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中溫度傳感器安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得 溫度傳感器空間上與加熱元件的端點相隔至少約0. 125英寸。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中溫度傳感器空間上與加熱元件的端點相隔約 0. 125到約0. 75英寸之間。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中溫度檢測器包括一帶有細長的導線的熱電偶，該 導線有一相互連接的連接部，其在一沿導線的長度方向上的點上相互連接從而在導線的該 連接點上形成一溫度傳感器，熱電偶安裝在噴嘴上或其環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器 安裝在一與加熱元件端點熱絕緣的位置上。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器間的熱傳遞。
6.根據權利要求4所述的裝置，其中絕熱體優選地由導熱系數約10W/m-K或更小的材 料制成。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中溫度傳感器沿軸與加熱元件的端點相隔至少約 0. 125英寸。
8.根據權利要求7所述的裝置，其中加熱元件的端點和溫度傳感器兩者都設置在噴嘴 孔的下游遠端末端處或其附近。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中加熱元件和溫度傳感器兩者均設置在細長管內，該管道包括一薄壁外殼、內槽孔并具 有一長度，薄壁外殼由導熱材料制成，細長管安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，加熱元件和與溫度傳感器連接的導線通過內槽孔延伸并沿細長管的長度分別在第一 個和第二個遠端位置處終止，使得加熱元件的端點和溫度傳感器沿噴嘴孔軸軸向相隔至少 約0. 125英寸的距離。
10.根據權利要求1所述的裝置，其中細長管環繞噴嘴四周，沿噴嘴孔的軸延伸。
11.根據權利要求1所述的裝置，其中加熱器件和溫度檢測器環繞加熱管外表面安裝加熱管包括由導熱材料制成的管壁形成的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴外表面的結構，并且能容易地從噴嘴外表面上拆下。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中加熱器件和溫度傳感器安裝在一鑄造連接到加熱管管壁外表面上或環繞其安裝的導熱材料的外殼內。
13.根據權利要求11所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
14.根據權利要求12所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
15.根據權利要求14所述的裝置，其中絕熱體由導熱系數約為10W/m-K或更小的材料 制成。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中外殼導熱材料的導熱系數約大于150W/m-K。
17.根據權利要求1所述的裝置，其中加熱器件和溫度傳感器能安裝在一鑄造連接到 噴嘴外表面上或環繞其安裝的導熱材料的外殼內。
18.根據權利要求17所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
19.根據權利要求18所述的裝置，其中絕熱體由導熱系數約為10W/m-K或更小的材料 制成。
20.根據權利要求19所述的裝置，其中外殼導熱材料的導熱系數約大于150W/m-K。
21.根據權利要求9所述的裝置，其中細長管安裝在一鑄造連接到噴嘴外表面上或環 繞其安裝的導熱材料的外殼內。
22.根據權利要求21所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
23.根據權利要求22所述的裝置，其中絕熱體由導熱系數約為10W/m-K或更小的材料 制成。
24.根據權利要求23所述的裝置，其中外殼導熱材料的導熱系數約大于150W/m-K。
25.根據權利要求9所述的裝置，其中細長管環繞加熱管外表面四周安裝，加熱管包括 由導熱材料制成的管壁形成的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴外表面的結 構，并且能容易地從噴嘴外表面上拆下。
26.根據權利要求25所述的裝置，其中細長管安裝在一鑄造連接到噴嘴外表面上或環 繞其安裝的導熱材料的外殼內。
27.根據權利要求沈所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
28.根據權利要求22所述的裝置，其中絕熱體由導熱系數約為10W/m-K或更小的材料 制成。
29.根據權利要求23所述的裝置，其中外殼導熱材料的導熱系數約大于150W/m-K。
30.根據權利要求11所述的裝置，其中溫度檢測器包括連接到溫度傳感器上的導線， 導線穿過加熱管的管壁，使得溫度傳感器則被放置在加熱管的內部裝配槽孔中。
31.根據權利要求30所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
32.根據權利要求31所述的裝置，其中加熱元件和與溫度傳感器連接的導線設置在一帶有薄壁外殼、內槽孔以及一長度的細 長管內，該薄壁外殼由導熱材料制成，細長管安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，加熱元件和與溫度傳感器連接的導線通過內槽孔延伸并沿細長管的長度分別在第一 個和第二個遠端位置處終止，使得加熱元件的端點和溫度傳感器沿噴嘴孔軸軸向分隔至少 約0.125英寸的距離。
33.根據權利要求1所述的裝置，其中加熱元件設置在第一細長管中，該細長管包括一薄壁外殼、一內槽孔并且有一定長度，溫度傳感器設置在第二細長管中，該細長管包括一薄壁、一內槽孔并且有一定長度，第一和第二細長管的薄壁由導熱材料制成，第一和第二細長管安裝在噴嘴上或其環繞噴嘴安裝，加熱元件和溫度檢測器分別通過 第一和第二細長管的內槽孔并分別終止于第一和第二細長管的長度上的第一和第二遠端 位置處，使得加熱元件和溫度傳感器的端點沿噴嘴孔軸方向被軸向分隔開至少約0. 125英 寸的距離。
34.根據權利要求33所述的裝置，其中絕熱體設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之 間，大幅減少加熱元件的端點和溫度傳感器之間的熱傳遞。
35.根據權利要求34所述的裝置，其中絕熱體由導熱系數約為10W/m-K或更小的材料 制成。
36.根據權利要求35所述的裝置，其中外殼導熱材料的導熱系數約大于150W/m-K。
37.根據權利要求34所述的裝置，其中第一和第二細長管能夠安裝在一鑄造連接到加 熱管管壁外表面上或環繞其安裝的導熱材料的外殼內。
38.根據權利要求34所述的裝置，其中第一和第二細長管環繞加熱管外表面安裝加熱管包括由導熱材料制成的管壁形成的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收 噴嘴外表面的結構，并且能容易地從噴嘴外表面上拆下。
39.根據權利要求37所述的裝置，其中第一和第二細長管能夠安裝在一鑄造連接到加 熱管管壁外表面上或環繞其安裝的導熱材料的外殼內。
40.根據權利要求30所述的裝置，其中加熱元件和與溫度傳感器連接的導線設置在一帶有薄壁外殼、內槽孔以及一長度的細 長管內，該薄壁外殼由導熱材料制成，細長管安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，加熱元件和與溫度傳感器連接的導線通過內槽孔延伸并沿細長管的長度分別在第一 個和第二個遠端位置處終止，使得加熱元件的端點和溫度傳感器沿噴嘴孔軸軸向分隔至少 約0. 125英寸的距離。
41.一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置，該液態物質經由加熱總管中的流 道從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連接的噴嘴上，該裝置包括一加熱器件，其包括一熱度可控的導熱加熱元件；噴嘴包括一導熱材料制成的管道，管道設有一外表面和內表面限定的中心流孔，該孔 有一從流孔的上游端部延伸至下游端部的軸，該流孔連接到總管的流道和模具腔上；加熱器件的加熱元件安裝在噴嘴管道的外表面或環繞其安裝，使得熱量在加熱元件和導熱噴嘴的外表面間傳遞，加熱元件沿噴嘴流孔的軸延伸至加熱元件的端點；一溫度檢測器，其有一定長度并延伸至溫度傳感器的遠端末端，該溫度檢測器安裝在 噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器則安裝在與加熱元件端點絕熱的位置處；一絕熱體，設置在加熱元件的端點和溫度傳感器之間，該絕熱體由導熱系數約10 W/ m-K或更小的材料制成；溫度傳感器安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，使得該溫度傳感器空間上與加熱元件的端 點相隔至少約0. 125英寸。
42.根據權利要求41所述的裝置，其中加熱元件和與溫度傳感器連接的導線設置在一帶有薄壁外殼、內槽孔以及一長度的細 長管內，該薄壁外殼由導熱材料制成， 細長管安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝，加熱元件和與溫度傳感器連接的導線通過內槽孔延伸并沿細長管的長度分別在第一 個和第二個遠端位置處終止，使得加熱元件的端點和溫度傳感器沿噴嘴孔軸軸向分隔至少 約0. 125英寸的距離。
43.一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置，該液態物質經由加熱總管中的流 道從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連接的噴嘴上，該裝置包括一噴嘴，包括一導熱材料的管道，其帶有一外表面和內表面限定的中心流孔，該孔有一 從流孔的上游端部延伸至下游端部的軸，該流孔連接到總管的流道和模具腔上；導熱材料的加熱主體安裝到噴嘴管道的外表面上、四周或與其連接，使得熱量容易在 加熱的主體和導熱噴嘴外表面間傳遞，加熱的主體包括加熱的主體部分和選定主體部分； 一溫度傳感器，安裝在靠近選定主體部分上或環繞其安裝；一絕熱體，設置在加熱的主體部分和選定主體部分之間，該絕熱體可大大減少加熱的 主體部分和選定主體部分之間的熱量傳遞。
44.根據權利要求43所述的裝置，其中絕熱體安裝在加熱主體上或與其連接，其安裝 方式基本分隔了加熱主體部分和選定主體部分相互的物理連接。
45.根據權利要求43所述的裝置，其中加熱的主體包括(a)加熱管包括由導熱材料制 成的管壁形成的內部裝配槽孔，該槽孔有一能很容易地接收噴嘴外表面的結構，并且能容 易地從噴嘴外表面上移下，(b)連接到加熱管外表面上的導熱鑄模材料外殼以及(C)連接到 噴嘴外表面上的導熱鑄模材料外殼中的一個或它們的組合。
46.根據權利要求45所述的裝置，其中選定主體部分包括(i)連接到加熱管外表面上 的鑄模材料外殼的絕熱部分，(ii)加熱管管壁的內表面，(iii)連接到噴嘴外表面上的鑄模 材料外殼的絕熱部分中的一個或幾個。
全文摘要
本發明公開了一種用于測量噴射液態物質的噴嘴溫度的裝置，該液態物質經由加熱總管中的流道從注射成型機中注入噴嘴，加熱總管連接到與模具腔連接的噴嘴上，該裝置包括一加熱器件，該加熱器件包括一熱度可控的導熱加熱元件；加熱器件的加熱元件安裝在噴嘴管道末端的外表面上或環繞其安裝；一溫度檢測器，包括一在沿噴嘴孔軸方向選定的位置處安裝在噴嘴上或環繞噴嘴安裝的溫度傳感器；以及一絕熱體，沿噴嘴軸設置，用于分隔加熱元件端點和溫度傳感器。
文檔編號B29C45/78GK102149528SQ200980136264
公開日2011年8月10日 申請日期2009年7月14日 優先權日2008年7月14日
發明者C·格茨, J·P·昆茨, M·L·瓦薩波里, S·H·F·斯密茨, V·加拉茨 申請人:圣萬提注塑工業有限公司