[发明专利]计量与切取装置及自动在线挤出、模压成型系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种成型设备，更具体地，涉及一种计量与切取装置及设置有该装置的自动在线挤出、模压成型系统。

背景技术

热塑性高分子复合材料的成型加工方式主要有挤出成型与注塑成型两种，挤出成型制品为截面相同的型材，注塑成成型制品可以为形状复杂的异型产品。对于热塑性高分子复合材料，注塑成型制品的厚度直接影响成型周期及产品质量，因此用于注塑成型的复合材料流动性必须要好。对于幅面较大的制品，若采用注塑成型势必要选用大吨位注塑成型机，设备投入极高。

近年来发展迅猛的热塑性复合材料流动性差，异型制品的注塑成型难度大，制品质量不易控制，该材料虽然可以通过挤出成型相同截面的条状型材，但是应用范围受到极大限制，对于异型制品的加工无能为力。

为了解决利用流动性较差热塑性复合材料生产大幅面异型制品的工艺，美国复合材料制品公司（CPI）在1989年提出了LFT-D技术，并在2003年以后迅速得到发展，具有代表性的成套设备制造公司包括德国W&P公司、国内海源机械。其适用的材料主要为玻璃纤维增强聚丙烯（少量也用尼龙）复合材料，制品主要为汽车零部件。该技术的缺点在于材料适用范围窄，在物料计量过程中采用了质量守恒的原理，在前端挤出机下喂料处对原料采用在线动态计重式喂料，在挤出机末端采用定时切割。这种计量方式对组分复杂的复合材料而言设备定制成本高，控制难度大。对于特殊复合材料，如高填充生物质复合材料，其粘度大、流动性差的特点使得其从双螺杆挤出机挤出时不稳定，不易成块，在转移至模腔内时易散开。

针对利用流动性差的热塑性复合材料（包括半流体状散料）成型大幅面异型制品过程中注塑成型困难、所需模具与设备庞大、价格高昂以及现有LFT-D挤出-模压工艺不适宜的问题，开发一种新型全自动在线挤出-模压成型装备来解决上述问题具有非常重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题提供一种计量与切取装置，该装置主要由活塞、储料缸及相应的驱动系统组成，当注入储料缸中的物料达到一定容量时，活塞将储料缸中的物料一并挤出。该装置使流动性差的物料不会粘结在储料缸内壁，使半流体状散料压实排气，定量精准，成型精度高。

本发明还提供一种全自动在线挤出、模压成型系统，该系统将制品从物料至成型的过程实现连续性，并且使用以上所述的计量与切取装置，使得定量精准，控制简单，形成的制品符合设计的要求，并进一步地由可编程逻辑控制器控制，实现制品成型过程的连续性和高度自动化。

本发明的上述目的通过以下技术方案予以实现：

提供一种计量与切取装置，包括储料缸，储料缸底部为出料口，出料口处设置有可移动的挡料板，储料缸内设置有与储料缸相适配的活塞，活塞连接有活塞杆，活塞杆从储料缸的顶部伸出；向储料缸内进料时，挡料板将出料口密封，使得储料缸内形成了由挡料板、储料缸和活塞围成的空间；所述活塞杆上固定有电子尺；在储料缸上开有进料口，进料口处设置有阀门，进料口靠近储料缸的底部；所述挡料板、活塞杆和阀门均连接有驱动装置。

本发明所述储料缸横截面可为圆柱形、椭圆形、矩形等，活塞的形状与储料缸的形状相适配。使用时，优选先通过驱动装置对活塞设置一定的向下的预设力将物料压实，物料从靠近储料缸底部的进料口进入，进料口处设置有阀门，阀门由驱动装置控制；向储料缸内进料时，挡料板将出料口密封，使得储料缸内形成了由挡料板、储料缸和活塞围成的空间；设置电子尺在活塞将物料完全排出时为零，随着物料从进料口进入储料缸，物料的堆积推动活塞向上运动，当电子尺显示为设定的数值时，驱动装置驱动挡料板移动，使物料从出料口落出，活塞杆也与驱动装置连接，驱动装置驱动活塞移动，使物料迅速、干净地从储料缸中落出。通过储料缸的截面积与活塞行程可以计量物料体积，活塞行程可以由电子尺设置数值控制，也可以由定位开关或其他方式控制。

活塞下表面或储料缸内壁靠近出料口处可设置压力传感器。物料从进料口不断进入储料缸中，物料对活塞产生压力，物料的压力推动活塞向上移动。电子尺的移动距离已事先设定好，即挡料板、储料缸和活塞围成的空间的体积是固定的，如此设定的原因，是为了保证储料缸中一次落出的物料的体积相等，从而保证一次落出的物料的重量相等。但物料在进入储料缸之后，可能物料之间会产生空洞等，即便电子尺显示的位移为设定值，但可能储料缸中的物料的体积（重量）没有达标；因此设置压力传感器，监控储料缸中物料对活塞或者储料缸的压力，从而判断储料缸中的物料是否达到规定的量以方便发现问题迅速进行调整。压力传感器可安装于活塞下表面或储料缸侧壁下端。