一種用于氣體?水?輔助注塑工藝的氣?水注排裝置的制作方法

本發明涉及一種簡易可靠的氣-水注排裝置，可用于氣體-水-輔助注塑工藝的實驗和生產。

背景技術：

以往的氣體輔助注塑工藝和水輔助注塑工藝的介質都是單純的氣體或水，其工藝過程為：先往模腔內注入熔體，而后注入壓力氣體或高壓水推動熔體充滿型腔或進入溢料腔并保壓，最后卸壓排氣或排水，得到中空制件。對氣輔而言，高溫高壓的氣體易溶于熔體中，在溫度、壓力降低時過飽和的氣體從熔體中析出造成內表面發泡，使內表面質量較差；對于尺寸較大的管件，由于壁厚較厚，內部氣體冷卻效果差，且內部熔體容易在重力作用下下淌，導致壁厚不均。對水輔而言，其可以保證制品表觀質量及尺寸穩定性，且降低材料、能源消耗及設備損耗；水的熱傳導率是氣體的40倍，熱焓是氣體的4倍，且水不可壓縮，其冷卻更快、成型周期更短、壁厚更薄、內部光亮不發泡且可成型的直徑更大；但某些高溫聚合物熔體遇水急劇冷卻發生水解，使得成型材料選擇局限性很大。而氣體-水-輔助注塑工藝是綜合了氣輔和水輔優勢的一種新型的注塑工藝，該工藝是先往模腔內注射熔體，然后注入高壓氣體推動熔體充滿型腔完成穿透，再注入高壓水進行保壓冷卻形成中空制件。但目前尚未見該類裝置，對已有的水輔或氣輔注排裝置只能控制單純氣體或水的注排，其控制過程比較簡單。本發明的氣-水注排裝置可以依次實現注氣-注水排氣-注氣排水的功能，其控制過程簡單可靠，可用于氣體-水-輔助注塑工藝，具有廣泛的應用前景。

技術實現要素：

氣體-水-輔助注塑成型是一種新型的工藝技術。本發明提供一種簡易可靠的氣體-水-輔助注塑成型注氣-注水排氣-注氣排水的裝置，包括吊耳(3、16)、堵頭(4、28)、閥體Ⅰ(5)、高壓氣管接口(6)、氣缸支架(7)、聯軸器(8、19)、調節螺母(9、20)、SDA薄壁氣缸(10、21)、高壓水管接口(23)、氣缸接頭(11、24)、聯軸銷(12、25)、法蘭(13)、閥芯Ⅰ(14)、螺釘(17)、閥芯Ⅱ(26)、閥體Ⅱ(27)、三位五通電磁閥(33)、單向閥(34)、壓力表(35、38)、壓力調節器(36)、儲氣罐(37)、水泵(39)、水源(40)等。閥體Ⅰ(5)通過吊耳(3)安裝在動模板(1)的下端，閥體Ⅱ(27)通過螺釘(17)安裝在動模板(1)的上端，安裝方便且穩定可靠，并且與腔體接觸口處均設有一定拔模角度的環形凹槽，利用熔體的自密封性對注入的氣體及水產生密封效果。閥芯Ⅰ(14)、閥芯Ⅱ(26)分別安裝在閥體Ⅰ(5)和閥體Ⅱ(27)內，它們間的配合間隙裝有O形密封圈(15)，防止氣體和水發生泄漏；閥芯Ⅰ(14)與閥體Ⅰ(5)、閥芯Ⅱ(26)與閥體Ⅱ(27)間的端部配合均采用錐形配合，保證密封穩定可靠；兩閥芯的軸線均與型腔中心對齊，保證注氣注水的居中性，防止制品壁厚不均；閥芯Ⅰ(5)通過氣缸Ⅰ(10)控制前進(關)與后退(開)，常態為關閉狀態；閥芯Ⅱ(26)通過氣缸Ⅱ(21)控制前進(關)與后退(開)，常態為關閉狀態；模仁(2)的末端設有溢料槽，兩閥芯在完成一個注射周期后均處于后退狀態，方便脫模取件。通過電磁閥的通電狀態控制氣體或水的注入或排放，電磁閥的A端口通過高壓氣管接口(6)接入閥體Ⅰ(5)的排水排氣口，B端口通過高壓水管接口接入閥體Ⅱ(27)的進水進氣口，R端為排水口直接接入水源(40)，S端為進水口接入壓力表(38)及水泵(39)，并與水源連接，實現水的循環利用，P端口為進氣口，接有單向閥(34)、壓力表(35)、壓力調節器(36)，并與氣源(37)連接。當電磁閥斷電即常態時，A與R接通，B與S接通，P口關閉，此時可實現注水排氣排水；當電磁閥左線圈通電時，A與P接通，B與S接通，R口關閉，此時可實現注氣；當電磁閥右線圈通電時，A與R接通，R與B接通，S口關閉，此時可實現注氣排水。一周期工藝流程對應各閥狀態如表一所示。

表一 工藝流程與閥開關狀態

本發明在技術背景的基礎上，具有的有益效果：(1)該裝置通過兩個閥芯及電磁閥相互配合可靠有效地實現注氣-注水排氣-注氣排水的動作，氣缸和電磁閥的控制簡單可靠，且相互獨立，能可靠地應用于氣體-水-輔助注塑工藝；(2)閥體通過吊耳安裝配合，簡易可靠，便于更換；(3)閥體與腔體接觸面處設有一拔模角度的環形凹槽，通過熔體的自密封性保證對氣體的可靠密封；(4)氣缸Ⅱ通過螺釘安裝在閥體Ⅱ上，安裝簡易可靠；(5)兩閥芯前進時均伸入型腔內部，且軸線與型腔中心線重合，保證注氣注水的居中性；(6)進出水口均與水源接通，實現水的循環利用。

附圖說明

圖1裝置總裝圖

圖2閥體Ⅰ與閥芯Ⅰ配合結構示意圖

圖3閥體Ⅱ與閥芯Ⅱ配合結構示意圖

圖4裝置注射熔體過程示意圖

圖5裝置注氣過程示意圖

圖6裝置注水排氣過程示意圖

圖7裝置注氣排水過程示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

氣-水注排裝置總裝圖如圖1所示：該裝置各零件按功能可劃分為閥體Ⅰ組件、閥體Ⅱ組件、電磁閥組件三部分。閥體Ⅰ組件包括堵頭(4)、閥體(5)、高壓氣管接口(6)、氣缸支架(7)、聯軸器(8)、調節螺母(9)、SDA薄壁氣缸Ⅰ(10)、氣缸接頭(11)、聯軸銷(12)、法蘭(13)、閥芯Ⅰ(14)、O形密封圈(15)；氣缸Ⅰ(10)通過氣缸支架(7)安裝在閥體(5)上；閥芯Ⅰ(14)與氣缸接頭(11)通過聯軸銷(12)連接，在閥芯Ⅰ(14)與閥體(5)之間采用O形密封圈(15)密封，防止水從閥芯下端漏出；接口(31、32)分別為氣缸進出氣接口，控制閥芯Ⅰ(14)前進后退。閥芯Ⅱ組件包括螺釘(17、22)、O形密封圈(18)、聯軸器(19)、調節螺母(20)、SDA薄壁氣缸Ⅱ(21)、高壓水管接口(23)、氣缸接頭(24)、聯軸銷(25)、閥芯Ⅱ(26)、閥體Ⅱ(27)、堵頭(28)；氣缸Ⅱ(21)通過吊耳(16)用螺釘安裝在閥體Ⅱ(27)上，安裝穩定可靠方便，同樣在閥芯Ⅱ(26)與閥體Ⅱ(27)之間用O形密封圈(18)密封；利用堵頭(28)將入水槽一端堵住，防止發生泄漏；接口(29、30)分別為氣缸進出氣接口，控制閥芯Ⅱ(26)前進后退。三位五通電磁閥組件包括三位五通電磁閥(33)、單向閥(34)、壓力表(35、38)、壓力調節器(36)、水泵(39)，壓力調節器(36)接有氣源(37)，可以調節注氣的壓力大小，水泵(39)連接有水源(40)，控制水流量及壓力，電磁閥可實現自動控制。在兩閥芯與電磁閥的配合下，依次實現注氣-注水排氣-注氣排水的功能。

閥體Ⅰ與閥芯Ⅰ配合結構示意圖如圖2所示：201為一拔模角度的環形凹槽，使熔體產生自封防止漏氣漏水，閥體加工有一橫孔(202)和豎孔(203)，橫孔末端采用堵頭塞住，防止發生泄漏，豎孔末端采用高壓氣管連接電磁閥，實現通氣排水排氣功能。

閥體Ⅱ、閥芯Ⅱ及氣缸Ⅱ配合結構示意圖如圖3所示：閥體Ⅱ同樣有一豎孔(301)、橫孔(302)，豎孔端口用高壓水管連接電磁閥，實現注水排氣、注氣排水功能；拔模凹槽(303)可以實現熔體自密封效果；氣缸Ⅱ通過吊耳用螺釘可靠地安裝在閥體Ⅱ上，控制閥芯Ⅱ進退。

裝置注射熔體過程如圖4所示：閥芯Ⅰ與閥芯Ⅱ均處于關閉狀態，電磁閥為斷電狀態，此時可往封閉的型腔中注射部分熔體。

裝置注氣過程如圖5所示：閥芯Ⅰ處于開啟狀態，閥芯Ⅱ處于關閉狀態，電磁閥為左線圈通電狀態，此時往型腔中注射一定壓力氣體，推動熔體充滿整個型腔。

裝置注水排氣過程如圖6所示：閥芯Ⅰ與閥芯Ⅱ均處于開啟狀態，電磁閥為斷電狀態，水通過水泵加壓經過注水通道進入腔體與氣體形成的空腔相遇，氣體及水經過閥體的排出通道進入水源，并形成水的循環利用。

裝置注氣排水過程如圖7所示：閥芯Ⅰ與閥芯Ⅱ均處于開啟狀態，電磁閥為右線圈通電狀態，此時熔體已經保壓冷卻完畢，氣體從閥芯Ⅱ處進入腔體進行排水，最后進行脫模取件，然后關閉各閥，準備下一周期工藝生產。