專利名稱：水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種注射成型工藝和設備，特別是一種利用氣輔成型技術，結合水輔成型特點，以氣體和水為介質，增壓后自動控制注入塑件內部水的壓力、流量，將塑料制成中空制品的水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設備。
背景技術：
多年來，人們一直在探索改進塑膠制品的成型加工技術。20世紀70年代，以減少翹曲、避免凹痕和降低原料消耗為目的而發展起來的氣輔成型技術就已被提出并逐步得到應用，我們也在該領域作了一些研究，如發明專利ZL :200510121110. 4。近年來，由于氣輔成型技術使用中暴露出的一些不足，特別是氣體的可壓縮性及熱傳導率、比熱容量低，在成型截面積大的長管類制品時，易導致塑膠件冷卻時間長，生產效率低，并且內壁易產生氣泡等缺陷。為了克服上述不足，在氣輔成型基礎上發展起來了水輔助注射成型技術，其根本差別在于用液態的水來代替氣態的氣體(主要是氮氣)輔助熔體流動充模，水不但粘度高于氣體，而且水的熱傳導率是氮氣的40倍，其比熱容量也是氣體的4倍，非常有利于熔體流動充模后塑膠制品冷卻。由于水輔成型工藝技術發展的時間不長，許多工藝和設備還處在進一步開發、完善當中。現有技術主要利用壓力傳感器反饋電磁比例減壓閥的出口壓力，通過控制該閥的比例電磁鐵來調節該閥的出口壓力，也就是注入水的壓力。然而目前電磁比例減壓閥在高壓條件下正常工作時，不可能達到零泄漏，況且這種控制方式閥的響應時間長、反應慢。而注入塑膠內部水的壓力、流量能否瞬間達到技術要求以及注射水的密封、排出問題是關系到水輔成型工藝成敗的核心問題，一旦發生注入水的泄漏或噴射到模具上，或注入水的壓力、流量不能瞬間達到設定的值，都會影響制品的成型質量；有的采用壓力傳感器反饋蓄能器(也就是高壓水罐)、背壓調節閥的入口壓力和增壓缸的高壓腔輸出壓力，通過控制該背壓調節閥的比例電磁鐵來調節該閥的出口壓力，也就是注塑水的壓力。切不論目前背壓調節閥能否達到零泄漏，這種控制方式在每個成型周期中，最多只能將增壓缸的高壓腔內一定體積高壓水由活塞推入塑膠件。由于增壓缸的高壓腔的體積是受限制的，注入水的壓力取決于制品中的體積與增壓缸的高壓腔的體積之比。因為該方案不可能準確調整壓力，這種類似恒體積氣輔成型方法早已經被淘汰了 ；實踐證實水輔成型使用的注入水溫度一般在 10 80°C之間(即常溫水就可以)都可以適用，有的設備過于復雜，對水溫也采取了不必要的閉環精確控制，使設備造價昂貴。還有目前水輔成型工藝都是僅僅以水為介質，水直接與塑膠熔體接觸，由于水的熱傳導率和比熱容量比氣體的高，中空成型過程中，雖說水非常有利于塑膠制品冷卻，但卻會造成塑膠熔體過快冷卻固化，反而不利于熔體流動充模。
發明內容
本發明的目的是提供一種水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設備，要解決的技術問題是現有水輔成型工藝中熔體過快冷卻、固化和注入水瞬間失壓沖擊等問題以及現有水輔成型設備中系統響應時間長、注入水體積恒定而壓力、流量不可控和注射水的密封、排出、對水溫不必要的閉環精確控制等問題，實現平穩注水和保壓，提高塑件質量，降低產品開發及生產成本。本發明為解決上述問題采用下列方案一種恒壓水輔助注射成型設備，包括注塑機控制器及安裝在模具內的液控伸縮式氣針和水針，所述注塑機控制器連接程序控制器， 所述液控伸縮式氣針的一端伸入溢流腔或模腔內，所述水針的一端伸入模腔或模具分流道內，所述水針還分別連接注氣壓力閉環控制回路、注水壓力閉環控制回路及降壓閉環控制回路，所述液控伸縮式氣針連接壓縮空氣排水單元。本發明的注氣壓力閉環控制回路由高壓氮氣源、高壓氮氣截止閥、高壓氮氣過濾器、注氣高壓電磁閥、高壓電動氣閥、壓力傳感器及程序控制器組成，所述高壓氮氣源經高壓氮氣截止閥、高壓氮氣過濾器接注氣高壓電磁閥的入口，注氣高壓電磁閥的出口經高壓電動氣閥與水針相接，水針與模腔中塑膠熔體內部相通，高壓電動氣閥與水針之間接壓力傳感器，所述壓力傳感器接程序控制器的輸入端，所述程序控制器的輸出端分別接注氣高壓電磁閥和高壓電動氣閥；程序控制器接收注塑機控制器發出的注射結束信號，也就是水輔工藝開始指令，壓力傳感器將實時檢測到的高壓電動氣閥的出口壓力反饋到程序控制器的輸入端，經程序控制器的輸出端輸出相應的信號分別控制注氣高壓電磁閥和高壓電動氣閥動作來調整高壓電動氣閥的出口壓力，也就是注入氮氣的壓力，水針將壓力受控制的少量氮氣注入模腔內的塑膠熔體內部，作用于塑膠熔體內部進行塑件中空預成型。本發明的注水壓力閉環控制回路由高壓水源、高壓水截止閥、高壓水過濾器、注水儲能器、注水高壓電磁閥、流量調節電磁閥、高壓電動水閥、壓力傳感器及程序控制器組成， 所述高壓水源經高壓水截止閥、高壓水過濾器接注水儲能器、注水高壓電磁閥和流量調節電磁閥的入口，注水高壓電磁閥和流量調節電磁閥的出口與高壓電動水閥的入口連接，高壓電動水閥的出口接水針，高壓電動水閥與水針之間接壓力傳感器，所述程序控制器的輸出端分別接注水高壓電磁閥、流量調節電磁閥和高壓電動水閥；壓力傳感器反饋實時檢測到的高壓電動水閥的出口壓力到程序控制器的輸入端，經程序控制器的輸出端輸出相應的信號分別控制注水高壓電磁閥、流量調節電磁閥和高壓電動水閥動作來調整高壓電動水閥的出口壓力和流量，也就是注入水的壓力和流量，水針將壓力和流量受控制的連續水注入模腔內的塑膠熔體內部，作用于塑膠熔體內部，推動前沿少量注入氮氣，共同完成塑件的中空成型、保壓和冷卻定型過程。本發明的降壓閉環控制回路由降壓電磁閥、過濾器、水箱、壓力傳感器及程序控制器組成，所述安裝在模具內的水針經過濾器與降壓電磁閥的入口連接，降壓電磁閥的出口接水箱，過濾器與水針之間接壓力傳感器，所述程序控制器的輸出端接降壓電磁閥；壓力傳感器反饋實時檢測到的過濾器入口壓力到程序控制器的輸入端，經程序控制器的輸出端輸出相應的信號控制降壓電磁閥排水或排氣來調整過濾器的入口壓力，也就是模腔內注入水或注入氮氣的壓力，排出的水直接進入水箱，排出的氮氣直接排空。本發明的壓縮空氣排水單元由壓縮空氣源、壓縮空氣截止閥、壓縮空氣過濾器、注氣電磁閥、第一單向閥及程序控制器組成，所述壓縮空氣源經壓縮空氣截止閥、壓縮空氣過濾器接注氣電磁閥的入口，注氣電磁閥的出口經第一單向閥與液控伸縮式氣針相連接，工作時可伸入溢流腔或模腔中已固化定型為塑件的內部，與塑件內部相通，所述程序控制器的輸出端接注氣電磁閥；待排水降壓到設定值時，程序控制器經輸出端控制注氣電磁閥打開，壓縮空氣經液控伸縮式氣針進入模腔中塑件的內部，將殘留的注入水經降壓閉環控制回路從塑件的內部排回水箱。本發明的高壓水源由水壓發生裝置提供，包括工業高壓水泵、泵前過濾器、安全閥、泵后過濾器、電機、第二單向閥、壓力維持和單向組合閥、壓力開關、高壓水儲能器、截止閥、水壓控制器、水箱，所述由電機驅動的工業高壓水泵入口經泵前過濾器接水箱，工業高壓水泵出口經泵后過濾器、第二單向閥、壓力維持和單向組合閥接壓力開關、高壓水儲能器和截止閥的入口，截止閥的出口接注水壓力閉環控制回路中高壓水截止閥的入口，提供大流量連續高壓水源，工業高壓水泵出口還經安全閥接回水箱，壓力開關接水壓控制器的輸入端，水壓控制器的輸出端接電機；壓力開關用于實時檢測高壓水儲能器的壓力，當高壓水儲能器的壓力達到設定值時，發出反饋信號到水壓控制器的輸入端，由水壓控制器的輸出端控制電機動作，利用安全閥、壓力維持和單向組合閥和高壓水儲能器實現可變水壓控制和保證該裝置運行安全。本發明的水針還可以連接有抽真空排水單元，所述抽真空排水單元由真空源、真空罐、真空切換閥、真空壓力開關、真空電動球閥、真空過濾器及程序控制器組成，所述真空源與真空罐、真空切換閥的出口相連接，真空切換閥的入口經真空電動球閥、真空過濾器接水針，真空切換閥與真空電動球閥之間接有真空壓力開關，真空壓力開關接程序控制器的輸入端，程序控制器的輸出端分別接真空切換閥和真空電動球閥；真空壓力開關用于實時檢測塑件內部的抽真空壓力，并發出反饋信號到程序控制器的輸入端，經程序控制器的輸出端分別控制真空切換閥和真空電動球閥動作，將殘留的注入水經水針、真空過濾器從塑件內部抽干。本發明的的高壓氮氣源由氣輔成型的氣體壓力增壓器提供，壓縮空氣源由工業空氣壓縮機提供，真空源由真空泵提供。一種水輔成型工藝，包括以下步驟a.首先，由注塑機控制器控制注塑機注射機構將塑膠熔體注入到模腔內，使模腔內充滿或基本充滿塑膠熔體；b.程序控制器接收注塑機控制器發出的注射結束信號，也就是水輔工藝開始指令，控制水輔成型工藝中各個順序過程的開啟，液控流道截止閥關閉，由注氣壓力閉環控制回路將對時間和壓力進行自動控制的少量氮氣經水針注入模腔中塑膠熔體內，迫使模腔中一些塑膠熔體經打開的液控溢流截止閥從模腔中進入溢流腔，進行塑件的中空預成型過程；c.由注水壓力閉環控制回路將對時間、壓力和流量進行分段自動控制的高壓水經水針注入到模腔內注入氮氣的后面，推動與注入氮氣前沿接觸的塑膠熔體流動充模，進一步迫使一些熔體經打開的液控溢流截止閥從模腔中進入溢流腔，完成塑件的中空成型過程；d.由注水壓力閉環控制回路繼續將對時間、壓力和流量進行自動控制的高壓水經水針注入到模腔內，確保塑膠熔體在冷卻固化、體積收縮過程中模腔內的壓力穩定在設定值；e.模腔內的塑膠熔體冷卻固化定型后，由降壓閉環控制回路控制模腔內的注入水排出，將模腔內的壓カ降低至設定值；f.液控伸縮式氣針伸入溢流腔或模腔中已固化定型的塑件內，由壓縮空氣排水單 元將壓縮空氣經液控伸縮式氣針導入塑件內，將塑件內殘留的注入水排干；也可以利用抽 真空排水単元將塑件內殘留的注入水抽干；g.注塑機控制器控制注塑機的開閉模機構打開模具，將塑件頂出；h.注塑機控制器控制注塑機的開閉模機構合上模具，液控伸縮式氣針、液控流道 截止閥和液控溢流截止閥復位，進入下一個注塑成型周期。本發明在模具上設置ー個以上的液控伸縮式氣針、水針、溢流腔、液控流道截止閥 和液控溢流截止閥，所述的液控伸縮式氣針、液控流道截止閥和液控溢流截止閥的動作由 程序控制器提供控制信號，由注塑機的液壓系統或外置液壓系統控制執行。本發明與現有技術相比，采用氣輔成型的氣體壓力增壓器和水壓發生裝置分別產 生本發明所需的高壓氮氣和高壓大流量連續水流，按預設的水輔成型エ藝，首先由注氣壓 力閉環控制回路將對時間和壓力進行自動控制的少量高壓氮氣注入模腔進行塑件中空預 成型，接著再由注水壓カ閉環控制回路將對時間、壓カ和流量進行分段自動控制的高壓水 注入模腔，推動前沿少量高壓氮氣，共同完成塑件的中空成型、保壓和冷卻定型過程。然后 將模腔內的水排出，模腔內的壓カ降低至設定值，隨后，利用壓縮空氣排水単元或抽真空排 水單元將殘留的注入水排干或抽干。最后打開模具將塑件頂出，順利完成塑件的水輔成型。 該過程中，從氮氣的前沿到熔體的過渡段，固化了一層很薄的塑料膜，它象ー個高粘度的活 塞，推動塑膠熔體前進很快充滿型腔。由于氮氣在前面進行中空成型，水在后面進行冷卻， 既解決了現有水輔成型エ藝僅以水為介質，水直接與前沿的塑膠熔體接觸而造成的熔體過 快冷卻、固化難以充滿型腔的不足，又很好利用了水的熱傳導率和比熱容量比氣體的高，非 常有利于塑膠制品冷卻的特性，還更好地利用了氣體的可壓縮性解決了現有水輔成型過程 中注入水瞬間失壓沖擊的問題。本發明將氮氣和水、現有氣輔成型和水輔成型的優點完全 展現出來，以實現平穩注水和保壓，提高塑件質量，降低產品開發及生產成本的目的。
圖1是本發明的塑膠熔體被注入到模具型腔內示意圖。圖2是本發明的注入氮氣進行中空預成型示意圖。圖3是本發明的注入高壓水進行中空成型示意圖。圖4是本發明的注入水將塑膠熔體完全充滿模腔及溢流腔并保壓示意圖。圖5是本發明的高壓水從塑件內排出示意圖。圖6是本發明的利用液控伸縮式氣針將殘留的注入水吹干示意圖。圖7是本發明的打開模具時塑件頂出示意圖。圖8是本發明的合上模具后進入下一個注塑成型周期示意圖。圖9是本發明的實施例1的結構示意圖。圖10是本發明的水壓發生裝置的結構示意圖。圖11是本發明的實施例2的結構示意圖。圖12是本發明的實施例3的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。在圖1-12中，各個序號表示1.高壓水源，2.高壓氮氣源，3.壓縮空氣源，4.高壓水截止閥，5.高壓氮氣截止閥， 6.壓縮空氣截止閥，7.高壓水過濾器，8.高壓氮氣過濾器，9.壓縮空氣過濾器，10.注水儲能器，11.注水高壓電磁閥，12.流量調節電磁閥，13.注氣高壓電磁閥，14.注氣電磁閥， 15.高壓電動氣閥，16.第一單向閥，17.高壓電動水閥，18.壓力傳感器，19.程序控制器， 20.降壓電磁閥，21.過濾器，22.水箱，23.注塑機控制器，23-A.注塑機注射機構，24.液控伸縮式氣針，25.水針，26.模具，26-A.溢流腔，26-B.模腔，26-C.塑膠熔體，26-D.氮氣，、 26-E.水，26-F.塑件，26-G.壓縮空氣，27.液控流道截止閥，28.液控溢流截止閥，29.壓力表，30.工業高壓水泵，31.泵前過濾器，32.安全閥，33.泵后過濾器，34.電機，35.第二單向閥，36.壓力維持和單向組合閥，37.壓力開關，38.高壓水儲能器，39.截止閥，40.水壓控制器，41.水壓表，42.真空源，43.真空罐，44.真空切換閥，45.真空壓力開關，46.真空電動球閥，47.真空過濾器，48.水壓發生裝置，49.注氣壓力閉環控制回路，50.注水壓力閉環控制回路，51.降壓閉環控制回路，52.壓縮空氣排空單元，53.抽真空排空單元本發明的水輔成型工藝，至少包括以下步驟第一步，如圖1所示，由注塑機控制器控制注塑機注射機構23-A將塑膠熔體沈-C 注入到模腔26-B內，使模腔內充滿或基本充滿塑膠熔體沈-C。在該步驟中，安裝在模具沈內的液控流道截止閥27打開，保證注塑機注射機構23-A將塑膠熔體沈-C能夠直接順暢地注入到模腔26-B內。安裝在模具沈內的液控溢流截止閥觀關閉，是為了更好地控制該過程，保證模腔沈-B內的壓力。第二步，如圖2所示，注塑機注射機構23-A注射結束后，向程序控制器19的輸入端發出注射結束信號，也就是水輔工藝開始指令，控制水輔成型工藝中各個順序過程的開啟，由程序控制器19的輸出端發出控制信號，由注塑機的液壓系統控制執行液控流道截止閥27關閉和液控溢流截止閥28打開，還可以由外置液壓系統控制執行液控流道截止閥27 和液控溢流截止閥觀的動作。由注氣壓力閉環控制回路49將對時間和壓力進行自動控制的少量氮氣26-D經水針25注入模腔沈-B中塑膠熔體沈-C內，迫使模腔中一些塑膠熔體沈-C經打開的液控溢流截止閥觀從模腔中進入溢流腔沈-A，進行塑件的中空預成型過程。 關閉液控流道截止閥27是為了防止模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C回流到注塑機的機筒內， 而打開液控溢流截止閥觀則是為了保證氣體注入時可擠壓一些多余的塑膠熔體沈-c到溢流腔沈-A。該過程中，可以通過控制塑膠熔體沈-C注射結束與氣體注入的時間間隔，來控制成型塑件的壁厚。第三步，如圖3所示，再由注水壓力閉環控制回路50將對時間、壓力和流量進行分段自動控制的高壓水沈-E經水針25注入到模腔沈-B內注入氮氣沈-D的后面，推動與注入氮氣沈-D前沿接觸的塑膠熔體沈-C流動充模，進一步迫使一些熔體經打開的液控溢流截止閥28從模腔中進入溢流腔沈-A，完成塑件的中空成型過程。該過程中，從氮氣沈-D的前沿到熔體的過渡段，固化了一層很薄的塑料膜，它象一個高粘度的活塞，推動塑膠熔體沈-c 前進很快充滿模腔。由于氮氣26-D在前面進行中空成型，水沈-E在后面進行成型后冷卻， 既解決了現有水輔成型工藝僅以水為介質，水直接與前沿的塑膠熔體接觸而造成的熔體過快冷卻、固化難以充滿型腔的不足，又很好利用了水的熱傳導率和比熱容量比氣體的高，非常有利于塑膠制品冷卻的特性，還更好地利用了氣體的可壓縮性解決了現有水輔成型過程中注入水瞬間失壓沖擊的問題。本發明將氮氣和水、現有氣輔成型和水輔成型的優點完全展現出來，以實現平穩注水和保壓，提高塑件質量，降低產品開發及生產成本的目的。第四步，如圖4所示，由注水壓力閉環控制回路50繼續將對時間、壓力和流量進行自動控制的高壓水沈-E經水針25注入到模腔沈-B內，確保塑膠熔體沈-C在冷卻固化、體積收縮過程中模腔內的壓力穩定在設定值。該過程中，注入水沈-E實際上只起到保壓的作用，并且水壓保持到模具模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C冷卻固化定型成塑件沈-F后。但與傳統的塑膠熔體保壓相比，水所起到保壓作用更有效。第五步，如圖5所示，模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C冷卻固化定型后，由降壓閉環控制回路51控制模腔內的注入水沈-E排出，模腔內的壓力降低至設定值。該過程中，由降壓閉環控制回路控制模腔內的注入水沈-E平穩排出，模腔內的壓力降低至設定值，一般設定為常壓。第六步，如圖6所示，由程序控制器19發出控制信號，由注塑機的液壓系統控制液控伸縮式氣針M伸入溢流腔26-A中已固化定型的塑件沈-F內，壓縮空氣排水單元52將壓縮空氣沈-G經液控伸縮式氣針導入塑件沈-F內，將塑件沈-F內殘留的注入水沈-E排干。還可以由外置液壓系統控制液控伸縮式氣針M的動作。該過程也可以利用抽真空排水單元53將塑件沈-F內殘留的注入水沈-E抽干。液控伸縮式氣針M也可以安裝在能夠伸入模腔26-B中的位置，直接從模腔26-B中的塑件沈-F內排水。對于結構簡單的水輔成型塑件，如果僅依靠塑件沈-F內注入氮氣沈-D及殘留的注入水沈-E重力作用可以排空， 這一步就可以作為配用步驟。第七步，如圖7所示，塑件沈-F內殘留的注入水沈-E排空后，由注塑機控制器23 控制注塑機的開閉模機構打開模具沈，將塑件沈-F頂出。第八步，如圖8所示，最后，由注塑機控制器23控制注塑機的開閉模機構合上模具 26，由程序控制器19提供控制信號，由注塑機的液壓系統或外置液壓系統控制液控伸縮式氣針對、液控流道截止閥27和液控溢流截止閥觀復位，進入下一個注塑成型周期。所述的水輔成型工藝，在模具沈上可以設置一個以上的液控伸縮式氣針M、水針 25、溢流腔沈-A、液控流道截止閥27和液控溢流截止閥28。如圖9所示，本發明的恒壓水輔助注射成型設備實施例1，包括注氣壓力閉環控制回路49、注水壓力閉環控制回路50、降壓閉環控制回路51、壓縮空氣排水單元52、注塑機控制器23及安裝在模具沈內的液控伸縮式氣針M和水針25，所述注塑機控制器23連接程序控制器19，所述液控伸縮式氣針M的一端伸入溢流腔26-A內，另一端連接壓縮空氣排水單元52 ；所述水針25的一端伸入模腔沈-B內，一端還分別連接注氣壓力閉環控制回路49、 注水壓力閉環控制回路50及降壓閉環控制回路51 ；所述注氣壓力閉環控制回路49由高壓氣源2、高壓氮氣截止閥5、高壓氮氣過濾器 8、注氣高壓電磁閥13、高壓電動氣閥15、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述高壓氮氣源2經過高壓氮氣截止閥5、高壓氮氣過濾器8接注氣高壓電磁閥13的入口，注氣高壓電磁閥13的出口經高壓電動氣閥15與水針25相接，水針25與模腔沈-B中塑膠熔體沈-C 內部相通，高壓電動氣閥15與水針25之間接壓力傳感器18，所述壓力傳感器18接程序控制器19的輸入端，所述程序控制器19的輸出端分別連接注氣高壓電磁閥13和高壓電動氣
10閥15 ；如圖1所示，本發明的恒壓水輔助注射成型設備工作的工藝過程首先，由注塑機控制器23控制注塑機注射機構23-A將塑膠熔體沈-C注入到模腔沈-B內，使模腔內充滿或基本充滿塑膠熔體。當程序控制器19接收到由注塑機控制器23發出的注射結束信號， 也就是水輔工藝開始指令，按預設的水輔成型工藝過程，控制各個順序過程的開啟，由程序控制器19的輸出端發出控制信號，安裝在模具沈內的液控流道截止閥27關閉，安裝在模具沈內的液控溢流截止閥觀打開。程序控制器19的輸出端直接控制高壓電動氣閥15打開，壓力傳感器18將實時檢測到的高壓電動氣閥15的出口壓力，反饋到程序控制器19的輸入端，若實時檢測值小于工藝設定值，經程序控制器19的輸出端輸出相應的信號控制注氣高壓電磁閥13和高壓電動氣閥15動作來調整高壓電動氣閥15的出口壓力，也就是注入氮氣沈-D的壓力，工藝過程如圖2所示，水針25將壓力受控制的少量氮氣沈-D注入模腔 26-B內的塑膠熔體沈-C內部，作用于塑膠熔體沈-C內部進行塑件中空預成型。上述注氣壓力閉環控制回路中使用高壓電動氣閥15作為氮氣注入的開關閥，可確保后面注水過程中注入水不會反流入注氣壓力閉環控制回路，影響下一個注射周期的水輔成型；所述注水壓力閉環控制回路50由高壓水源1、高壓水截止閥4、高壓水過濾器7、注水儲能器10、注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12、高壓電動水閥17、壓力表四、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述高壓水源1經過高壓水截止閥4、高壓水過濾器7接注水儲能器10、注水高壓電磁閥11和流量調節電磁閥12的入口，注水高壓電磁閥11與流量調節電磁閥12的出口與高壓電動水閥17的入口連接，高壓電動水閥17的出口接水針25， 高壓電動水閥17與水針25之間接壓力傳感器18和壓力表四，所述程序控制器19的輸出端分別接注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12和高壓電動水閥17 ；所述注氣后，程序控制器19的輸出端控制高壓電動水閥17打開，壓力傳感器18 將實時檢測到的高壓電動水閥17的出口壓力，反饋到程序控制器19的輸入端，若實時檢測值小于工藝設定值，經程序控制器19的輸出端輸出相應的信號分別控制注水高壓電磁閥11和高壓電動水閥17動作來調整高壓電動水閥17的出口壓力，也就是注入水沈-E的壓力，若注入水沈-E的壓力上升速率小于工藝設定值，程序控制器19的輸出端輸出相應的信號控制流量調節電磁閥12動作來調整高壓電動水閥17的出口流量，也就是注入水沈-E 的流量，結合注水儲能器10來實現可瞬間提供大流量注入水并使注入水的壓力瞬間達到設定值的工藝要求，工藝過程如圖3、4所示，水針25將壓力和流量受控制的連續水沈-E注入模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C內部，作用于塑膠熔體沈-C內部，推動前沿少量注入氮氣 26-D，共同完成塑件的中空成型、保壓和冷卻定型過程。上述注水壓力閉環控制回路中使用高壓電動水閥17作為水注入的開關閥，可確保水注入過程中零泄漏，解決了注入水的密封問題，還可確保前面注氣過程中氮氣不會反流入注水壓力閉環控制回路，影響到水輔成型。 采用注水儲能器10來實現注入水儲能和保壓，解決了水注入過程中水壓穩定和瞬間提供大流量注入水的問題；所述降壓閉環控制回路51由降壓電磁閥20、過濾器21、水箱22、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述安裝在模具沈內的水針25經過濾器21與降壓電磁閥20的入口連接，降壓電磁閥20的出口接水箱22，所述水箱22連接水壓發生裝置48，過濾器21與水針25之間接壓力傳感器18，所述程序控制器19的輸出端接降壓電磁閥20 ；
所述模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C冷卻固化定型后，壓力傳感器18將實時檢測到的降壓電磁閥20入口壓力，反饋到程序控制器19的輸入端，經程序控制器19的輸出端輸出相應的信號控制降壓電磁閥20排水來調整降壓電磁閥20的入口壓力，也就是模腔沈-B 內注入水沈-E的壓力，工藝過程如圖5所示，排出的水沈-E直接進入水箱22。若在工藝步驟第二、三步過程中，壓力傳感器18實時檢測值大于工藝設定值時，設備可利用該回路來自動調整塑膠熔體沈-C內的壓力，排出的氮氣沈-D直接排空，排出的水沈-E直接進入水箱22;所述壓縮空氣排水單元52由壓縮空氣源3、壓縮空氣截止閥6、壓縮空氣過濾器9、 注氣電磁閥14、第一單向閥16及程序控制器19組成，所述壓縮空氣源3經壓縮空氣截止閥 6、壓縮空氣過濾器9接注氣電磁閥14的入口，注氣電磁閥14的出口經第一單向閥16與安裝在模具沈內的液控伸縮式氣針M相連接，工作時可伸入溢流腔26-k中已固化定型為塑件沈-F的內部，與塑件沈-F內部相通，所述程序控制器19連接控制注氣電磁閥14 ；待排水降壓到設定值時，由程序控制器19的輸出端發出控制信號，控制液控伸縮式氣針M伸入溢流腔26-k中已固化定型的塑件沈-F內，工藝過程如圖6所示，程序控制器19經輸出端控制注氣電磁閥14打開，壓縮空氣沈-G經安裝在模具沈內的液控伸縮式氣針M進入塑件沈-F的內部，將殘留的注入水沈-E經降壓閉環控制回路51從塑件沈-F 的內部排回水箱22。上述壓縮空氣排水單元中使用第一單向閥16，可確保在前面注氣、注水過程中，注入氣、注入水不會反流入壓縮空氣排水單元中，影響到水輔成型；所述高壓水源1由水壓發生裝置48提供，如圖10所示，包括工業高壓水泵30、泵前過濾器31、安全閥32、泵后過濾器33、電機34、第二單向閥35、壓力維持和單向組合閥 36、壓力開關37、高壓水儲能器38、截止閥39、水壓控制器40、水壓表41、水箱22，所述由電機；34驅動的工業高壓水泵30入口經泵前過濾器31接水箱22，工業高壓水泵30出口經泵后過濾器33、第二單向閥35、壓力維持和單向組合閥36接壓力開關37、高壓水儲能器38、 水壓表41和截止閥39的入口，截止閥39的出口接注水壓力閉環控制回路50中的高壓水截止閥4的入口，向恒壓水輔助注塑成型設備提供大流量連續高壓水源1，所述工業高壓水泵30出口還經安全閥32接回水箱22，壓力開關37接水壓控制器40的輸入端，水壓控制器 40的輸出端接電機34，壓力開關37用于實時檢測高壓水儲能器38的壓力，當高壓水儲能器38的壓力達到設定值時，發出反饋信號到水壓控制器40的輸入端，由水壓控制器40的輸出端控制電機34動作，利用安全閥32、壓力維持和單向組合閥36和高壓水儲能器38實現可變水壓控制和保證系統運行安全。所述高壓氮氣源2由氣輔成型的氣體壓力增壓器提供，壓縮空氣源3由工業空氣壓縮機提供。如圖11所示，本發明的恒壓水輔助注射成型設備實施例2，與圖10所示的本發明實施例1相似，兩者的不同之處在于，圖11所示的實施例2中用抽真空排水單元53的注入水排空方法替代圖10所示的實施例1中用壓縮空氣排水單元52的注入水排空方法。該恒壓水輔助注射成型設備包括注氣壓力閉環控制回路49、注水壓力閉環控制回路50、降壓閉環控制回路51、抽真空排水單元53、注塑機控制器23及安裝在模具沈內的水針25，所述注塑機控制器23連接程序控制器19，所述水針25的一端伸入模腔沈-B內，一端還分別連接注氣壓力閉環控制回路49、注水壓力閉環控制回路50、降壓閉環控制回路51及抽真空排水單元53 ；所述注氣壓力閉環控制回路49由高壓氣源2、高壓氮氣截止閥5、高壓氮氣過濾器 8、注氣高壓電磁閥13、高壓電動氣閥15、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述高壓氮氣源2經過高壓氮氣截止閥5、高壓氮氣過濾器8接注氣高壓電磁閥13的入口，注氣高壓電磁閥13的出口經高壓電動氣閥15與水針25相接，水針25與模腔沈-B中塑膠熔體沈-C 內部相通，高壓電動氣閥15與水針25之間接壓力傳感器18，所述壓力傳感器18接程序控制器19的輸入端，所述程序控制器19的輸出端分別連接注氣高壓電磁閥13和高壓電動氣閥15 ；所述注水壓力閉環控制回路50由高壓水源1、高壓水截止閥4、高壓水過濾器7、注水儲能器10、注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12、高壓電動水閥17、壓力表四、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述高壓水源1經過高壓水截止閥4、高壓水過濾器7接注水儲能器10、注水高壓電磁閥11和流量調節電磁閥12的入口，注水高壓電磁閥11與流量調節電磁閥12的出口與高壓電動水閥17的入口連接，高壓電動水閥17的出口接水針25， 高壓電動水閥17與水針25之間接壓力傳感器18和壓力表四，所述程序控制器19的輸出端分別接注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12和高壓電動水閥17 ；所述降壓閉環控制回路51由降壓電磁閥20、過濾器21、水箱22、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述安裝在模具沈內的水針25經過濾器21與降壓電磁閥20的入口連接，降壓電磁閥20的出口接水箱22，所述水箱22連接水壓發生裝置48，過濾器21與水針25之間接壓力傳感器18，壓力傳感器18、降壓電磁閥20與程序控制器19連接；所述抽真空排水單元53由真空源42、真空罐43、真空切換閥44、真空壓力開關 45、真空電動球閥46、真空過濾器47及程序控制器19組成，所述真空源42與真空罐43、真空切換閥44的出口相連接，真空切換閥44的入口經真空電動球閥46、真空過濾器47接水針25，真空切換閥44與真空電動球閥46之間接有真空壓力開關45，真空壓力開關45接程序控制器19的輸入端，程序控制器19的輸出端分別接真空切換閥44和真空電動球閥46 ；待排水降壓到設定值時，由程序控制器19的輸出端控制真空電動球閥46打開，將真空壓力開關45與塑件沈-F內部接通，真空壓力開關45用于實時檢測塑件沈-F內部的真空壓力，并發出反饋信號到程序控制器19的輸入端，經程序控制器19的輸出端分別控制真空切換閥44和真空電動球閥46動作，將殘留的注入水沈-E經水針25、真空過濾器47從塑件沈-F內部抽干。上述抽真空排水單元中使用真空電動球閥46作為抽真空的開關閥， 可確保在前面注氣、注水過程中，注入氣、注入水不會反流入抽真空排水單元中，影響到水輔成型。本實施例的高壓水源1和高壓氮氣源2采用與圖10所示的實施例1的相同設備提供，而真空源42由真空泵提供。如圖12所示，本發明的恒壓水輔助注射成型設備實施例3，與圖11所示的本發明實施例2相似，由實施例2簡化而來，兩者的不同之處在于，針對結構簡單的水輔成型塑件， 僅依靠塑件26-F內注入氮氣沈-D及殘留的注入水沈-E重力作用就可以排空，也就是用圖 12所示的實施例3中依靠塑件沈-F內注入氮氣沈-D及殘留的注入水沈-E重力作用的注入水排空方法替代圖11所示的實施例2中采用抽真空排水單元53的注入水排空方法，即 圖12所示的實施例3中去掉了圖11所示的實施例2中的抽真空排水單元53 ；
該恒壓水輔助注射成型設備包括注氣壓力閉環控制回路49、注水壓力閉環控制回路50、降壓閉環控制回路51、注塑機控制器23及安裝在模具沈內的水針25，所述注塑機控制器23連接程序控制器19，所述水針25的一端伸入模腔沈-B內，一端還分別連接注氣壓力閉環控制回路49、注水壓力閉環控制回路50及降壓閉環控制回路51 ；所述注氣壓力閉環控制回路49由高壓氣源2、高壓氮氣截止閥5、高壓氮氣過濾器 8、注氣高壓電磁閥13、高壓電動氣閥15、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述高壓氮氣源2經過高壓氮氣截止閥5、高壓氮氣過濾器8接注氣高壓電磁閥13的入口，注氣高壓電磁閥13的出口經高壓電動氣閥15與水針25相接，水針25與模腔沈-B中塑膠熔體沈-C 內部相通，高壓電動氣閥15與水針25之間之間接壓力傳感器18，所述壓力傳感器18接程序控制器19的輸入端，所述程序控制器19的輸出端分別連接注氣高壓電磁閥13和高壓電動氣閥15 ；所述注水壓力閉環控制回路50由高壓水源1、高壓水截止閥4、高壓水過濾器7、注水儲能器10、注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12、高壓電動水閥17、壓力表四、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述高壓水源1經過高壓水截止閥4、高壓水過濾器7接注水儲能器10、注水高壓電磁閥11和流量調節電磁閥12的入口，注水高壓電磁閥11與流量調節電磁閥12的出口與高壓電動水閥17的入口連接，高壓電動水閥17的出口接水針25， 高壓電動水閥17與水針25之間接壓力傳感器18和壓力表四，所述程序控制器19的輸出端分別接注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12和高壓電動水閥17 ；所述降壓閉環控制回路51由降壓電磁閥20、過濾器21、水箱22、壓力傳感器18及程序控制器19組成，所述安裝在模具沈內的水針25經過濾器21與降壓電磁閥20的入口連接，降壓電磁閥20的出口接水箱22，所述水箱22連接水壓發生裝置48，過濾器21與水針25之間接壓力傳感器18，壓力傳感器18、降壓電磁閥20與程序控制器19連接；所述模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C冷卻固化定型后，由降壓閉環控制回路51控制排水降壓過程，待排水降壓到設定值，通常是常壓值時，由程序控制器19控制降壓電磁閥 20處于常開狀態，依靠塑件沈-F內注入氮氣沈-D及殘留的注入水沈-E重力雙重作用，將塑件內最后殘留的注入水26-E排空進水箱22。綜上所述，本發明利用氣輔成型的氣體壓力增壓器和水壓發生裝置分別提供本發明涉及的恒壓水輔助注塑成型設備所需的壓力高達35MI^氮氣和壓力高達30Mpa連續高壓水源，首先，由注塑機注射機構23-A將塑膠熔體沈-C注入到模腔沈-B內，向程序控制器19 發出的注射結束信號，也就是水輔工藝開始指令，程序控制器19按預設的水輔成型工藝過程，根據壓力傳感器18實時檢測的壓力值與預設的水輔成型工藝設定值比較結果，通過注氣壓力閉環控制回路49與降壓閉環控制回路51組成注氣壓力控制單元，將對時間和壓力進行自動控制的少量氮氣沈-D注入模腔沈-B內的塑膠熔體沈-C內部進行塑件中空預成型。注氣后，再通過注水壓力閉環控制回路50與降壓閉環控制回路51組成注水壓力控制單元，將對時間、壓力和流量進行分段自動控制的連續水沈-E注入塑膠熔體沈-C內部，推動前沿少量注入氮氣26-D，共同完成塑件的中空成型、保壓、冷卻定型和排水降壓過程。待排水降壓到設定值，通常是常壓，殘留的注入水26-E利用壓縮空氣排水單元，由工業空氣壓縮機提供壓縮空氣沈-G，將殘留的注入水沈-E排干；還可以利用抽真空排水單元，由真空泵提供真空源42，將殘留的注入水沈-E抽干。最后打開模具沈取出塑件沈-F，順利完成塑件沈-F的水輔成型。其中，注水高壓電磁閥11、流量調節電磁閥12、注氣高壓電磁閥13、降壓電磁閥 20選用高精度防泄漏高壓電磁閥；高壓電動氣閥15、高壓電動水閥17和真空電動球閥46 選用零泄漏高壓電動球閥；壓力傳感器18選用氣動、液壓兩用高壓型壓力傳感器；高壓水過濾器7、高壓氮氣過濾器8、壓縮空氣過濾器9、過濾器21、泵前過濾器31、泵后過濾器33 和真空過濾器47選用燒結金屬型過濾器；高壓水截止閥4、高壓氮氣截止閥5、壓縮空氣截止閥6和截止閥39選用世偉洛克手動球閥；第一單向閥16、第二單向閥35和壓力維持和單向組合閥36選用高壓閥；工業高壓水泵30選用定量液壓泵；高壓氮氣源2由氣輔成型的氣體壓力增壓器提供，可采用發明專利號為ZL200510121110.4，發明名稱為恒壓氣體輔助注塑成型系統中的氣體壓力增壓器；壓縮空氣源3由工業空氣壓縮機提供，可采用瑞典 Atlas · Copco獨資子公司生產的LU系列螺桿式壓縮機；真空源42由真空泵提供，可采用上海真空泵廠生產的LG干式無油螺桿真空泵。本發明具有如下特點—、本發明利用氣輔成型成熟工藝，結合水輔成型的特點形成獨特的控制高壓水注入水輔成型工藝，既解決了現有水輔成型工藝僅以水為介質，水直接與前沿的塑膠熔體接觸而造成的熔體過快冷卻、固化難以充滿型腔的不足，又很好利用了水的熱傳導率和比熱容量比氣體的高，非常有利于塑膠制品冷卻的特性，還更好地利用了氣體的可壓縮性解決了現有水輔成型過程中注入水瞬間失壓沖擊的問題。本發明將氮氣和水、現有氣輔成型和水輔成型的優點完全展現出來，以實現平穩注水和保壓，提高塑件質量，降低產品開發及生產成本的目的。二、本發明是由注氣壓力控制單元、注水壓力控制單元、壓縮空氣排水單元或抽真空排水單元和注塑機組成的恒壓力水輔助注塑成型系統，各個單元之間即可彼此獨立運行，又可互相控制，形成安全聯鎖，以實現平穩、連續注氣、注水和瞬間精確調壓，順利完成塑件的中空成型、保壓和冷卻定型，提高水輔成型塑件質量，確保系統安全。三、本發明的注氣壓力控制單元由注氣壓力閉環控制回路與降壓閉環控制回路組成，以實現注氣壓力的雙閉環控制，具有系統響應快、反應迅速和壓力實時控制精度高等技術優勢。注氣壓力閉環控制回路中使用高壓電動氣閥作為氮氣注入的開關閥，可確保注水過程中注入水不會反流入注氣壓力閉環控制回路，影響下一個注射周期的水輔成型。四、本發明的注水壓力控制單元由注水壓力閉環控制回路與降壓閉環控制回路組成，以實現注水壓力的雙閉環控制，具有響應快、反應迅速、流量實時可控和壓力實時控制精度高等技術優勢，解決了注入塑膠內部水的壓力、流量能否瞬間達到技術要求這個水輔成型技術核心問題。注水壓力閉環控制回路中使用高壓電動水閥作為水注入的開關閥，可確保水注入過程中零泄漏，解決了注入水的密封問題，避免了一旦發生注入水泄漏或噴射到模具上，無法實現水輔成型，影響制品的成型質量。注水壓力閉環控制回路中還使用了注水儲能器來實現注入水儲能和保壓，解決了水注入過程中水壓穩定和瞬間提供大流量注入水的問題。五、本發明即可利用壓縮空氣排水單元，由工業空氣壓縮機提供壓縮空氣，將殘留的注入水吹干；還可以利用抽真空排水單元，由真空泵提供真空源，將殘留的注入水抽干。 可確保模具中無水殘留，解決了注入水的排出問題。壓縮空氣排水單元中使用第一單向閥或抽真空排水單元中使用真空電動球閥作為抽真空的開關閥，可確保注氣、注水過程中注入氮氣、注入水不會反流入壓縮空氣排水單元或抽真空排水單元中，影響下一個注射周期的水輔成型。六、本發明設有獨立運行的水壓發生裝置，采用工業高壓水泵直接將水加壓，利用壓力維持和單向組合閥、壓力開關、安全閥和高壓水儲能器實現可變水壓控制，確保提供水輔成型技術所需的壓力、流量穩定的高壓水源。七、本發明有效克服了現有利用壓力傳感器反饋電磁比例減壓閥的出口壓力，通過控制該閥的比例電磁鐵來調節該閥的出口壓力或采用壓力傳感器反饋增壓缸的高壓腔輸出壓力，通過控制該背壓調節閥的比例電磁鐵來調節該閥的出口壓力技術中，系統響應時間長、反應慢、注入水體積恒定而壓力、流量不可控和易泄漏等缺點。八、本發明還設有獨立運行的氣體壓力增壓器、工業空氣壓縮機和真空泵，分別提供水輔成型技術所需的高壓氮氣源、壓縮空氣源和真空源。高壓氮氣源采用現有氣輔成型的高壓氮氣源，壓縮空氣源和真空源采用工廠現有的壓縮空氣源和真空源，具有技術成熟、 設備使用率高、生產效率高、降低設備成本等優點。九、使用本發明的設備進行水輔成型的注塑件，具有表面無縮痕、內外表面更光滑、應力變形小、制品的壁厚更薄更均勻、節省塑料原料、注塑周期更快和經濟性更好等優點ο十、本發明利用氣輔成型成熟工藝與水輔成型特點結合形成的獨特工藝，解決了現有設備過于復雜，對水溫也采取了不必要的閉環精確控制，使設備造價昂貴的問題。且相比氣輔成型工藝氮氣使用量很少，水介質用量較大，而水介質易于獲得，且可以重復利用。 本發明具有工作穩定，可靠性高、安全性好、結構簡單、控制簡便、安裝/維修方便、成本低等特點。十一、本發明的設備適用于所有的水輔助注射成型工藝。
權利要求
1.一種恒壓水輔助注射成型設備，包括注塑機控制器及安裝在模具06)內的液控伸縮式氣針04)和水針(25)，所述注塑機控制器連接程序控制器(19)，所述液控伸縮式氣針04)的一端伸入溢流腔(沈-A)或模腔(沈-B)內，所述水針05)的一端伸入模腔(沈-B)或模具分流道內，其特征在于所述水針0 還分別連接注氣壓力閉環控制回路G9)、注水壓力閉環控制回路(50)及降壓閉環控制回路(51)，所述液控伸縮式氣針04) 連接壓縮空氣排水單元(52)。
2.根據權利要求1所述的恒壓水輔助注塑成型設備，其特征在于所述注氣壓力閉環控制回路G9)由高壓氮氣源O)、高壓氮氣截止閥(5)、高壓氮氣過濾器(8)、注氣高壓電磁閥(13)、高壓電動氣閥(15)、壓力傳感器(18)及程序控制器(19)組成，所述高壓氮氣源 (2)經高壓氮氣截止閥(5)、高壓氮氣過濾器(8)接注氣高壓電磁閥(1 的入口，注氣高壓電磁閥(13)的出口經高壓電動氣閥(15)與水針05)相接，水針05)與模腔Q6-B)中塑膠熔體Q6-C)內部相通，高壓電動氣閥(15)與水針05)之間接壓力傳感器(18)，所述壓力傳感器(18)接程序控制器(19)的輸入端，所述程序控制器(19)的輸出端分別接注氣高壓電磁閥(1 和高壓電動氣閥(1 ；程序控制器(19)接收注塑機控制器發出的注射結束信號，也就是水輔工藝開始指令，壓力傳感器(18)將實時檢測到的高壓電動氣閥(15) 的出口壓力反饋到程序控制器(19)的輸入端，經程序控制器(19)的輸出端輸出相應的信號分別控制注氣高壓電磁閥(1 和高壓電動氣閥(1 動作來調整高壓電動氣閥(15)的出口壓力，也就是注入氮氣(沈-D)的壓力，水針0 將壓力受控制的少量氮氣(沈-D)注入模腔(26-B)內的塑膠熔體Q6-C)內部，作用于塑膠熔體06-C)內部進行塑件中空預成型。
3.根據權利要求1所述的恒壓水輔助注塑成型設備，其特征在于所述注水壓力閉環控制回路(50)由高壓水源(1)、高壓水截止閥G)、高壓水過濾器(7)、注水儲能器(10)、 注水高壓電磁閥(11)、流量調節電磁閥(12)、高壓電動水閥(17)、壓力傳感器(18)及程序控制器(19)組成，所述高壓水源(1)經高壓水截止閥G)、高壓水過濾器(7)接注水儲能器(10)、注水高壓電磁閥(11)和流量調節電磁閥(12)的入口，注水高壓電磁閥(11)和流量調節電磁閥(12)的出口與高壓電動水閥(17)的入口連接，高壓電動水閥(17)的出口接水針(25)，高壓電動水閥(17)與水針0 之間接壓力傳感器(18)，所述程序控制器(19) 的輸出端分別接注水高壓電磁閥(11)、流量調節電磁閥(12)和高壓電動水閥(17)；壓力傳感器(18)反饋實時檢測到的高壓電動水閥(17)的出口壓力到程序控制器(19)的輸入端，經程序控制器(19)的輸出端輸出相應的信號分別控制注水高壓電磁閥(11)、流量調節電磁閥(12)和高壓電動水閥(17)動作來調整高壓電動水閥(17)的出口壓力和流量，也就是注入水(沈-E)的壓力和流量，水針0 將壓力和流量受控制的連續水(沈-E)注入模腔 (26-B)內的塑膠熔體Q6-C)內部，作用于塑膠熔體06-C)內部，推動前沿少量注入氮氣 (沈-D)，共同完成塑件的中空成型、保壓和冷卻定型過程。
4.根據權利要求1所述的恒壓水輔助注塑成型設備，其特征在于所述降壓閉環控制回路(51)由降壓電磁閥(20)、過濾器(21)、水箱(22)、壓力傳感器(18)及程序控制器(19) 組成，所述安裝在模具06)內的水針(2 經過濾器與降壓電磁閥OO)的入口連接， 降壓電磁閥OO)的出口接水箱(22)，過濾器與水針0 之間接壓力傳感器(18)，所述程序控制器(19)的輸出端接降壓電磁閥OO)；壓力傳感器(18)反饋實時檢測到的過濾器入口壓力到程序控制器(19)的輸入端，經程序控制器(19)的輸出端輸出相應的信號控制降壓電磁閥OO)排水或排氣來調整過濾器的入口壓力，也就是模腔(沈-B)內注入水(沈-E)或注入氮氣(沈-D)的壓力，排出的水直接進入水箱(22)，排出的氮氣直接排空。
5.根據權利要求1所述的恒壓水輔助注塑成型設備，其特征在于所述壓縮空氣排水單元(52)由壓縮空氣源(3)、壓縮空氣截止閥(6)、壓縮空氣過濾器(9)、注氣電磁閥(14)、 第一單向閥(16)及程序控制器(19)組成，所述壓縮空氣源C3)經壓縮空氣截止閥(6)、壓縮空氣過濾器(9)接注氣電磁閥(14)的入口，注氣電磁閥(14)的出口經第一單向閥(16) 與液控伸縮式氣針04)相連接，工作時可伸入溢流腔(沈-A)或模腔(沈-B)中已固化定型為塑件(沈-F)的內部，與塑件(沈-F)內部相通，所述程序控制器(19)的輸出端接注氣電磁閥(14)；待排水降壓到設定值時，程序控制器(19)經輸出端控制注氣電磁閥(14)打開， 壓縮空氣(沈-G)經液控伸縮式氣針04)進入模腔(沈-B)中塑件(沈-F)的內部，將殘留的注入水(沈-E)經降壓閉環控制回路(51)從塑件(沈-F)的內部排回水箱02)。
6.根據權利要求3所述的恒壓水輔助注塑成型設備，其特征在于所述高壓水源(1) 由水壓發生裝置G8)提供，包括工業高壓水泵(30)、泵前過濾器(31)、安全閥(3 、泵后過濾器(33)、電機(34)、第二單向閥(35)、壓力維持和單向組合閥(36)、壓力開關(37)、高壓水儲能器(38)、截止閥(39)、水壓控制器(40)、水箱(22)，所述由電機(34)驅動的工業高壓水泵(30)入口經泵前過濾器(31)接水箱(22)，工業高壓水泵(30)出口經泵后過濾器(33)、第二單向閥(35)、壓力維持和單向組合閥(36)接壓力開關(37)、高壓水儲能器(38) 和截止閥(39)的入口，截止閥(39)的出口接注水壓力閉環控制回路(50)中高壓水截止閥 (4)的入口，提供大流量連續高壓水源(1)，工業高壓水泵(30)出口還經安全閥(3 接回水箱(22)，壓力開關(37)接水壓控制器00)的輸入端，水壓控制器GO)的輸出端接電機(34)；壓力開關(37)用于實時檢測高壓水儲能器(38)的壓力，當高壓水儲能器(38)的壓力達到設定值時，發出反饋信號到水壓控制器GO)的輸入端，由水壓控制器GO)的輸出端控制電機(34)動作，利用安全閥(32)、壓力維持和單向組合閥(36)和高壓水儲能器(38) 實現可變水壓控制和保證該裝置運行安全。
7.根據權利要求1所述的恒壓水輔助注塑成型設備，其特征在于所述水針05)還可以連接有抽真空排水單元(53)，所述抽真空排水單元(53)由真空源(42)、真空罐(43)、 真空切換閥(44)、真空壓力開關(45)、真空電動球閥(46)、真空過濾器07)及程序控制器 (19)組成，所述真空源G2)與真空罐(43)、真空切換閥04)的出口相連接，真空切換閥 (44)的入口經真空電動球閥(46)、真空過濾器07)接水針(25)，真空切換閥04)與真空電動球閥06)之間接有真空壓力開關(45)，真空壓力開關05)接程序控制器(19)的輸入端，程序控制器(19)的輸出端分別接真空切換閥G4)和真空電動球閥06)；真空壓力開關G5)用于實時檢測塑件(沈-F)內部的抽真空壓力，并發出反饋信號到程序控制器(19) 的輸入端，經程序控制器(19)的輸出端分別控制真空切換閥G4)和真空電動球閥06)動作，將殘留的注入水(26-E)經水針(25)、真空過濾器07)從塑件(沈-F)內部抽干。
8.根據權利要求2、5或7所述的恒壓水輔助注射成型設備，其特征在于，所述的高壓氮氣源O)由氣輔成型的氣體壓力增壓器提供，壓縮空氣源(3)由工業空氣壓縮機提供，真空源0 由真空泵提供。
9.一種水輔成型工藝，包括以下步驟a.首先，由注塑機控制器控制注塑機注射機構(23-A)將塑膠熔體Q6-C)注入到模腔(沈-B)內，使模腔內充滿或基本充滿塑膠熔體06-C)；b.程序控制器(19)接收注塑機控制器03)發出的注射結束信號，也就是水輔工藝開始指令，控制水輔成型工藝中各個順序過程的開啟，液控流道截止閥(XT)關閉，由注氣壓力閉環控制回路G9)將對時間和壓力進行自動控制的少量氮氣(沈-D)經水針0 注入模腔(沈-B)中塑膠熔體Q6-C)內，迫使模腔中一些塑膠熔體06-C)經打開的液控溢流截止閥08)從模腔中進入溢流腔(沈-A)，進行塑件的中空預成型過程；c.由注水壓力閉環控制回路(50)將對時間、壓力和流量進行分段自動控制的高壓水 (26-E)經水針0 注入到模腔(沈-B)內注入氮氣(沈-D)的后面，推動與注入氮氣前沿接觸的塑膠熔體06-C)流動充模，進一步迫使一些熔體經打開的液控溢流截止閥08)從模腔中進入溢流腔(沈-A)，完成塑件的中空成型過程；d.由注水壓力閉環控制回路(50)繼續將對時間、壓力和流量進行自動控制的高壓水 (26-E)經水針0 注入到模腔(沈-B)內，確保塑膠熔體06-C)在冷卻固化、體積收縮過程中模腔內的壓力穩定在設定值；e.模腔(沈-B)內的塑膠熔體Q6-C)冷卻固化定型后，由降壓閉環控制回路(51)控制模腔內的注入水(26-E)排出，將模腔內的壓力降低至設定值；f.液控伸縮式氣針04)伸入溢流腔(沈-A)或模腔(沈-B)中已固化定型的塑件 (26-F)內，由壓縮空氣排水單元(5 將壓縮空氣(沈-G)經液控伸縮式氣針導入塑件內，將塑件內殘留的注入水(26-E)排干；也可以利用抽真空排水單元(5 將塑件內殘留的注入水抽干；g.注塑機控制器控制注塑機的開閉模機構打開模具06)，將塑件(沈-F)頂出；h.注塑機控制器03)控制注塑機的開閉模機構合上模具( )，液控伸縮式氣針04)、 液控流道截止閥(XT)和液控溢流截止閥08)復位，進入下一個注塑成型周期。
10.根據權利要求9所述的水輔成型工藝，其特征在于在模具06)上設置一個以上的液控伸縮式氣針(M)、水針(25)、溢流腔(沈-A)、液控流道截止閥(XT)和液控溢流截止閥( )，所述的液控伸縮式氣針、液控流道截止閥和液控溢流截止閥的動作由程序控制器 (19)提供控制信號，由注塑機的液壓系統或外置液壓系統控制執行。
全文摘要
本發明公開了一種水輔成型工藝及恒壓水輔助注射成型設備，要解決的技術問題是實現平穩注水和保壓，提高塑件質量。本發明包括注塑機控制器及液控伸縮式氣針和水針，所述水針還分別連接注氣壓力閉環控制回路、注水壓力閉環控制回路及降壓閉環控制回路，所述液控伸縮式氣針連接壓縮空氣排水單元。該水輔成型工藝包括以下步驟a.塑膠熔體注入到模腔內；b.少量氮氣注入塑膠熔體內；c.高壓水注入氮氣的后面；d.高壓水注入到模腔內保壓；e.冷卻固化定型后，注入水排出降壓；f.注入水排干；g.將塑件頂出；h.進入下一個周期。與現有技術相比，采用氣體壓力增壓器和水壓發生裝置，以實現平穩注水和保壓，降低產品開發及生產成本的目的。
文檔編號B29C45/77GK102285060SQ201110207388
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者何萍, 韓國海 申請人:何萍, 韓國海