[实用新型]射出成型机及其注射螺杆

说明书

技术领域

本实用新型涉及成型设备，尤其涉及一种射出成型机及其注射螺杆。

背景技术

目前，常用的注射螺杆为传统的三段式单螺纹螺杆，通用型变距螺杆，屏障型高混炼螺杆，分离型双螺纹螺杆。

如图1所示，其为传统的三段式单螺纹螺杆。该三段式单螺纹螺杆包括螺纹部分和联接部分，螺纹部分包括进料段L1＇、压缩段L2＇和均化段L3＇。进料段L1＇由深为H11的平直牙底外螺纹构成，压缩段L2由倾斜牙底的外螺纹构成，均化段L3＇由深为H12的平直牙底外螺纹构成。其工作原理是：塑料原料通过料筒入口进入进料段L1＇，螺杆受马达驱动旋转，使原料由螺旋输送。输送过程中受料筒壁预热，经压缩段L2＇因牙底变浅影响而受到强烈挤压塑化(注：不同的塑料受到不同的压缩比限制，压缩比等于H11/H12)。塑化的塑料熔体进入均化段进一步熔融。为了保证产量需要增大H12和缩短均化段L3＇，这往往导致熔融塑化不彻底而含有未熔融的固相，削弱了均化段的职能。尤其在螺杆提高转速之后更加明显。为了充份熔融和提高混合效果，必须减小H12和增大均化段L3＇，但其结果剪切速率增大，熔体温升提高，产量减小和能量消耗增大。高温的熔体对于热敏性塑料有可能造成热分解。所以传统的三段式单螺纹螺杆，塑化效果较差，为提高塑化效果会剧烈降低塑化效率。

如图2所示为通用型变距螺杆。变距螺杆在压缩段L2＇起始和收尾采用了螺纹牙变距结构，包括第一牙距变化段L21＇和第二牙距变化段L22＇。这种螺杆均化段L3＇牙距以熔体输送最佳升角(接近30°)确定，通常是进料段L1＇牙距的1.5倍。变化的牙距解决了两个问题：相同的压缩比可以把均化段L3＇深度做小，增大剪切提高塑化效果，同时把进料段L1＇深度H11做大，能提高塑化效率；当熔料自进料段L1＇末进入压缩段，受变距作用会减小压缩比例，使熔料有一个平缓的压缩切换点，压缩过程也可以通过变距平缓吸收剪切热能，防止温升。所以变距螺杆比传统螺杆提高了塑化效果的同时也可以提高塑化效率。但变距螺杆减小了均化段的有效牙数，实践中对一些难熔或混色要求较高生产情况不能满足。

如图3所示，其为屏障型高混炼螺杆。该屏障型高混炼螺杆与传统的三段式单螺纹螺杆相比，多了一个屏障段L4＇。在L4的外径上交替开出数量相等的进、出料槽。按螺杆转动方向，进入出料槽前面的凸棱比螺杆外半径小一径向间隙值，这是每一对进、出料槽的唯一通道。这条凸棱称为屏障棱。当物料从压缩段进入均化段后，含有未熔融固体颗粒的熔料流到达屏障型混炼段时，被分成若干股料流进入屏障段的进料槽，熔料和粒度小于屏障间隙的固态小颗粒料越过屏障棱进入出料槽。未塑化的小颗粒料在屏障间隙受到了剪切作用，大量的机械能转变为热能，使小颗粒料熔融。屏障型螺杆解决了普通螺杆塑化品质难提高的问题，其熔体温度相对均匀，相同产量下熔体质量高。但是屏障型螺杆产量与屏障间隙值的3次方成正比，因此小的屏障间隙值也使螺杆产量降低。

如图4所示为屏障螺杆的一个变种，屏障段L4为三角槽型的混炼段，进料槽宽度从宽变窄，出料槽从窄变宽。对进入的物料起压缩作用，越过屏障棱之后起膨胀作用，有利于混合和塑化。此变种还增加了由螺旋短齿构成的混合段。这种屏障螺杆不仅提高了熔融品质，还提高了对色粉的混合能力。但是这种螺杆也受屏障间隙值限制，产量相对受限。

如图5所示为屏障螺杆的另一个变种，在传统三段式螺杆均化段L3增加了一段副螺纹，副螺纹与主螺纹有屏障间隙，作用及优缺点与进、出料槽屏障相同。

如图6所示为目前应用广泛的分离型双螺纹螺杆。双螺纹螺杆主要在压缩段自进料段L1＇末设置一条起屏障作用的副螺纹，将熔融段的螺槽分开为固相槽和液相槽。设置的副螺纹外径小于主螺纹，副螺纹与料筒内壁有间隙。当进料段L1＇末端的料筒内壁开始出现熔膜，螺棱推进面也开始出现熔料时，固体床迫使熔池中的熔料通过副螺纹顶端的间隙进入液相槽。双螺纹螺杆因为固液两相分开，已熔融的熔体及时从固相槽通过副螺棱间隙流入液相槽，新熔化的熔体和未完全塑化的小颗粒在副螺棱间隙中受到剪切作用而塑化。固相槽末端被封死，液相槽中没有残留固相，因而塑化品质比普通螺杆高、稳定。但是双螺纹螺杆固相槽的宽度越来越窄，固相与料筒壁接触面越来越来越小，即热交换面积越来越小，不利于熔融；而液相槽的宽度越来越宽，熔料反而与机筒内壁的热交换面积越来越大，不利于降低熔料温度。所以一些对温度敏感材料如PC、PVC等适用性不好。