[发明专利]一种超临界气体注射用单向阀

说明书

技术领域

本发明涉及超临界气体注射装置，具体为一种用于微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界CO₂或N₂的单向阀。

背景技术

微孔塑料是指泡孔直径为1~10um，泡孔密度为10⁹~10¹²个/cm³之间泡沫塑料。与未发泡的塑料相比较，微孔塑料具有良好的物理机械性能，如缺口冲击强度高、韧性高、比强度高、疲劳寿命长、热稳定性高、介电常数低和导热系数低等优点，可广泛用于包装、飞机和汽车部件、运动器材等方面。在微孔塑料的挤出成型及注射成型中，都需要使用超临界气体（CO₂或N₂）作为物理发泡剂注入到聚合物熔体中，注射器必须在需要注气时能向挤出机或注塑机的机筒中注入气体，而在不需要注气时能够阻止聚合物熔体回流到气管中。现有技术的用于微孔塑料成型过程中的超临界流体注射器用的是简单的弹簧加载的球形阀，或者直接将气管与挤出机（或注塑机）的机筒联接，如果只是将超临界气体系统的阀门关闭，聚合物熔体会流进超临界气体的输送管道中并阻塞管道，无法在需要时再次注入气体。现有的单向阀只能用于气压传动或者液压传动，而在超临界气体注入系统中的单向阀需要允许超临界气体向聚合物熔体中单向流动，没有相关的技术。

发明内容

本发明的设计目的在于克服背景技术中的缺陷，提供用于在微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界气体的单向阀，能够在停止注气时自动阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道，为微孔塑料的挤出成型和注射成型提高保障。

本发明的设计目的通过采用以下技术方案来实现：

一种超临界气体注射用单向阀，用于微孔塑料挤出成型及注射成型过程中注入超临界CO₂或N₂，该单向阀包括阀芯、阀座、弹簧座和压缩弹簧，阀座内具有中空部位，中空部位一部分与阀芯通过圆柱面间隙配合且阀芯能在阀座内轴向移动，阀座内位于所述圆柱面上方的中空部分用于容纳弹簧座、弹簧和阀芯，阀芯的上端与弹簧座连接，弹簧压缩于弹簧座与所述圆柱面顶端之间；阀座内位于所述圆柱面下方的中空部分具有圆台形侧面内壁，圆台形侧面内壁的顶端与所述圆柱面连接，阀芯的下端具有与所述圆台形侧面内壁接触时起密封作用的圆台形外侧面；所述阀芯内开有超临界气体的通道，该通道一端穿过弹簧座，另一端位于阀芯的圆台形外侧面上方。

进一步优化的，所述阀芯的上端与弹簧座通过螺纹连接。

进一步优化的，阀芯的下端及弹簧座的上端均开有内六角孔，且弹簧座的上端的内六角孔与所述超临界气体的通道相通，能够用两个内六角扳手将弹簧座通过螺纹联接旋入阀芯，并可调节弹簧的压缩程度，从而调节两个圆台形面的贴合程度。

进一步优化的，所述超临界气体的通道为倒T字形。

进一步优化的，所述弹簧的上端位于所述弹簧座内。

进一步优化的，阀座内具有中空部位从上到下为依次相连的三个孔，中间的孔为与所述阀芯间隙配合的圆柱孔，上方和下方的孔的孔径大于均大于所述圆柱孔。

进一步优化的，所述压缩弹簧、阀芯及阀座的轴线重合。

进一步优化的，所述弹簧绕在所述圆柱面上方的阀芯外侧。

本发明中，阀芯与阀座之间为间隙配合，阀芯可以在压缩弹簧或者超临界气体压力的作用下上下移动，当注射超临界气体时，超临界气体将克服压缩弹簧的弹力将推动阀芯下移，阀门打开，实现注气。

所述阀座两端带有螺纹，下端螺纹用于与挤出机或注塑机的机筒连接，上端螺纹用于与超临界气体系统的输出管道连接。

所述阀芯与所述阀座在下部各有一个圆台形面，两个圆台形面在没有注气时由于压缩弹簧的作用紧密贴合在一起，单向阀关闭，阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道。

本发明能够在停止注气时自动阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道，为微孔塑料的挤出成型和注射成型提高保障。在本发明中，不管是否注射超临界气体，机筒内的聚合物熔体都不会流入阀芯圆台形面以上部位，从而阻止了聚合物熔体流入超临界气体的输送管道。

与现有技术相比，本发明所具有的优点和技术效果包括： 

1.在微孔塑料挤出成型及注射成型中，将本发明安装在超临界气体系统输出管道的末端与机筒之间，能够在停止注气时自动阻止聚合物熔体流入超临界气体的输送管道，提高了注气装置的可操作性，进而保证了产品质量，降低了生产成本。

2. 本发明结构简单，可靠性高。

附图说明