[发明专利]锥形螺杆注射机

说明书

技术领域

本发明锥形螺杆注射机，可用于塑料、橡胶、涂料、纸浆、药品、饲料、食品、炸药等加工中的注射工艺过程。该机既可用于实验也能直接用于生产。

背景技术

往复螺杆式注射机，工作原理是物料在机筒内加热塑化，依靠机筒内螺杆的旋转将物料进一步塑化并输送至螺杆端部。达到一定量时，由螺杆快速前移将贮存在前端的物料注射入模具中。由于结构简单等特点，得到了广泛应用。

实际上，传统往复螺杆式注射机贮料段就是计量段的延续，只是螺杆不延伸到这一段，而且注射必须在螺杆旋转塑化后向前移动才能完成。注射时，与螺杆旋转相关机构必须相对料筒前移。这样造成如下局限：(1)为保证注射压力，注射推动力必须很大；(2)每次贮料量必须小，导致注射量也小；(3)小料筒内容易形成高压注射和高剪切导致物料分解；(4)塑化与注射必须依次进行，相互限制，导致注射机适用的注射量和物料及模具范围小。(5)采用传统平直螺杆塑化对聚氯乙烯等物料效果不好。因此，有必要解决这些问题。

本发明将贮料段与前面的计量段分开，贮料段内容积的变化完全是为了实现注射，计量段之前部分则不需要兼顾此功能而只完成塑化和混炼。其次，贮料段内与喷嘴相连活塞进行移动来改变贮料段容积，不需要相对料筒移动螺杆旋转相关机构。这样，实现了塑化和注射功能分离，可以进行连续塑化，明显提高产率；这种新型注射机注射容量不象普通注塑机那样受到螺杆直径与塑化行程之比的限制，只与贮料缸容积有关。可以用较小直径的螺杆塑化得到大容量的注射容量，也可注塑超大型和微型制品。由于不受注射移动要求限制，也可以选择大螺杆而方便地提高注射量。

区别于传统注射机中使用普通柱形螺杆，本发明在塑化-注射分离结构的基础上，采用锥形螺杆高效塑化系统，明显提高物料的塑化质量。锥形螺杆挤出已经成功应用于聚氯乙烯等热敏性材料、高填充复合材料等难加工物料。而且，锥形螺杆尾部直径增大，提高了螺杆的承载能力；加料段螺槽容积大，加料量大，易加入较大体积的松密度粉料；也有利于热传导，更易实现对物料加热或冷却；排料段螺杆直径小，圆周速度较小，产生的剪切较低，摩擦热也较小，热损伤的危险性小；螺槽容积沿挤出方向逐渐减小，物料逐渐得到压缩，从而使螺槽更快充满物料，保证物料连续平缓地塑化。可见，采用锥形螺杆塑化系统和塑化-注射分离工艺结合方案可解决传统注射机许多问题，扩展了其应用范围，具有高效节能的特点。

螺杆塑化系统中，可采用单螺杆、双螺杆、三螺杆甚至多螺杆体系。例如，双螺杆挤出机中，两螺杆凸列螺牙呈相互交错间列对置，对置形成“C型”腔室内，物料受到剪切、摩擦和加热、揉搓而增强混合塑化效果；物料正向输送能力大，产量高；两根螺杆相互啮合，自洁效果好，减少了物料的分解碳化现象，因而在挤出机中得到普遍的应用。同理，多螺杆可进一步提高产量。这样，将双螺杆、三螺杆甚至多螺杆塑化系统可应用于本发明的塑化-注射分离工艺将大大提高物料的塑化效率和质量，对于成型大型注塑制品有独特优势。

发明内容

本发明锥形螺杆注射机，主要由加料装置、螺杆、机筒、电机、传动装置、贮料缸、油缸、加热装置、模具和合模机构等组成。本发明中注射机采用塑化-注射分离式结构，螺杆为锥形螺杆，螺杆的个数可以是单螺杆、双螺杆或三螺杆。

本发明中塑化-注射分离式结构将贮料段与前面的计量段分开。塑化螺杆头部安装一止逆装置，保证物料从塑化料筒流向贮料段而很少甚至不能倒流。通过控制与喷嘴相连活塞相对贮料筒的移动来改变贮料段内容积，不要求螺杆旋转机构相对料筒前后移动。贮料段内容积的变化仅仅实现注射，计量段之前部分则只完成塑化和混炼。

该新型注射机工作时，物料经螺杆塑化后进入贮料缸，贮料缸内活塞相对贮料缸体前进而缩小容积进行注射，将贮料缸内的熔体压射出喷嘴进入模腔。注射结束，贮料缸内活塞相对贮料缸体后退而增大容积进行贮料。这种新型注射机注射容量不象普通注塑机那样受到螺杆直径与塑化行程之比的限制，只与贮料缸容积有关。实现塑化和注射功能分离，可以进行连续塑化，明显提高产率；可以用较小直径的螺杆塑化制备大容量甚至超大容量的注射制品。

区别于常规注射机中螺杆为普通直柱形螺杆，本发明中螺杆采用锥形螺杆，保证物料连续平缓地塑化，可加工热敏性材料；增大螺杆的承载能力；加料段螺槽容积大，易加入较大体积的松密度粉料。

注射机中螺杆的个数可以是单螺杆、双螺杆或三螺杆。采用双螺杆或三螺杆时，螺杆排布方式和旋转方向可以进行多种组合，需要根据不同物料和工艺要求进行选择，以最小的能耗得到最佳的制品。