专利名称：预塑化式注塑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种预塑化式注塑装置，该装置用作在塑化料筒中熔化和捏合(塑化)树脂并将定量的塑化树脂装入注射压缸后通过射料杆将树脂注入塑模中。
已有的预塑化式注塑装置典型地包括一个内设射料杆的注射压缸和一个内部设置有诸如螺杆或射料杆(Plunger)的塑化装置的塑化料筒，所述的注射压缸和塑化料筒并列式设置，并通过连接在两个料筒前端的树脂导管互相连通。利用上述这种预塑化式注塑装置，树脂在塑化料筒中被塑化，并通过连接在两料筒前端的树脂导管将一定量的熔融树脂由塑化料筒向注射压缸转移，然后当注射压缸中的射料杆从其缩进位置向前移动时将树脂注入塑模。
然而，公知的预塑化式注塑装置具有一系列问题。
首先，当向注射压缸中装入树脂时，树脂易于表现不均匀的热量和可塑性分布。
在已有的此类装置中，树脂导管典型地设计成具有大直径的短管道，以便塑化料筒中的塑化树脂可以在对塑化树脂流量小的阻力下迅速地转移到注射压缸中。
预塑化式注塑装置被认为优于同轴螺杆式注塑装置，尤其在进行均匀塑化过程时更是如此，后者是通过旋转和向后移动螺杆对树脂进行塑化。然而，预塑化式注塑装置所达到的均匀塑化度是不能令人满意的，因为塑化料筒和内螺杆(如果设有这种螺杆的话)的温度控制装置由于一些特定因素不能总是在最佳状态下运行以对树脂进行均匀塑化，这些特定因素可能归因于其元件的设计、所用材料或其它方面。特别是因为树脂是热的不良导体，所以如果树脂在流动途中滚动混合，那么在其到达注射压缸之前，流经树脂导管的树脂在其热量分布上的任何改变都是不可预期的。
通过在注射压缸的前端安装一个混合装置可以在一定程度上改善不均匀的可塑性分布问题，这种混合装置可以在压缸中增加对塑化树脂流的阻力，从而降低树脂注入塑模时的压力。如果升高树脂注入的压力以补偿损失，则通过混合装置的树脂会由于摩擦力而被非正常地加热。
因此，本发明的第一个目的在于提供一种注塑装置，该装置包括一个改进的、连接装置中的塑化料筒和注射压缸的树脂导管，其可解决塑化料筒中含有的树脂的热量和可塑性的不均匀分布问题。
根据本发明的第一个方面，上述目的是通过提供一种如下的预塑化式注塑装置而实现的，该装置包括一个内设有射料杆的注射压缸和一个内部设有塑化螺杆或射料杆的塑化料筒，所述的注射压缸和塑化料筒并列排列并通过树脂导管互相连通，该树脂导管将设在注射压缸前端的、并限定了射料杆推进限度的注射压缸的入口通道(inlet path)与设在塑化料筒前端的塑化料筒的出口通道(outlet path)相连，从而可将在塑化料筒中熔融的树脂送入注射压缸的前端部分，并通过射料杆将注射压缸前端部分的树脂注入塑模中，其中树脂导管被制成细金属管形状，其内径为5-10mm，长度至少比导管内径大5倍，优选为20-40倍。采用这种导管，流径其中的树脂会遇到由这种窄而长管道引起的高阻力，从而在树脂到达注射压缸之前，树脂在导管内又被捏合一次以改善热量和可塑性的分布。
然而，如果树脂导管的内径小于5mm，则导管对于塑化树脂流的阻力将太大而不能在技术上可行的期间内将树脂送入注射压缸。另一方面，如果树脂导管的内径大于10mm并且采用较长的导管，则导管对于塑化树脂流的阻力将太小而不能改善流经其中的树脂的热量分布。
通过在窄的树脂导管的外周安装温控装置可以有效地改善塑化树脂的热量分布，带式加热器或由带式加热器和冷却套组成的复合装置可以用作这类温控装置。
简单地包括带式加热器的温控装置可以有效地使流经树脂导管的树脂保持在塑化温度，因为由于导管的小直径，热量在非常短的时间内可靠地转移到树脂导管中的树脂的中心，从而达到均匀的热量分布。
上述的复合装置包括位于树脂导管外周的冷却套和位于冷却套上并包围它的带式加热器。当树脂在低于其塑化温度的温度下被注射时，这种复合装置作为温控装置特别有效。尽管当树脂在低于其塑化点的温度被注射时，很难用冷却套来控制注塑装置中树脂温度，但如果冷却套被带式加热器加热，则可以很容易地将树脂温度升高到预定的注射温度。因此，利用这种复合装置可以在树脂转移到注射压缸之前将塑化料筒中的树脂控制在合适的温度。
如果在树脂导管中设置混合装置，则可以进一步改善流经树脂导管的树脂的热量分布，而且树脂还可以被进一步地捏合。通过设置混合装置，树脂被充分地搅打混合以便在其转移到注射压缸之前被充分塑化。
可以合适地用于本发明的混合装置可以选自不同类型的市售装置，如那些包含多个以不同方向排列的扭曲的带状金属片并叠放成层以形成一个多层结构的装置，以及那些包含多个以不同方向设置的十字型金属片并叠放成层也形成一个多层结构的装置。由于根据要混合和注射的树脂的类型可以选择不同的用于本发明的目的混合装置，所以可以采用相同的和单一的螺杆装置作为注射装置，而不管要注射的树脂的类型。
第二，公知的预塑化式注射装置具有如下问题，即不能总是精确地将预定量的树脂送入注射压缸。
在一个预塑化式注塑装置中，注入注射压缸中的树脂可能由于装置中的注射压力而部分返回塑化料筒从而降低了注射压缸中的最终树脂含量，因而最终只有不足量的树脂被注入塑模。
传统上这个问题有两种解决方法。一种是采用阀门系统，该系统包括一个阀，一个设在外部的弹簧，用以通过活动销(pin)定期地和回复性地推动阀的背面，以及一个在树脂导管中靠近塑化料筒设置的阀座，以便阀只能由从塑化料筒一侧加上的树脂压力来打开，从而防止发生树脂回流。另一种是采用螺杆系统，该系统包括一个螺杆、螺杆被设计成向前推进至当注射压缸中装入树脂时由螺杆关闭塑化料筒的前端。采用上述任意一种系统，都是当树脂注射循环开始时立即开始阻止树脂回流的操作。
然而，另一方面，在一个预塑化式注塑装置中，该装置中树脂是通过推进式或旋转式塑化装置而进行塑化，如果停止运行塑化装置，树脂还会继续流入注射压缸。更具体地说，如果塑化装置是一个直径为36mm的螺杆，并以100rpm的速率旋转以对通用聚苯乙烯(即GPPS)树脂产生5kg/cm2的反压(back pressure)，则约有10％(以欲加入的树脂量计)的树脂可能继续流入注射压缸。
显然地，在塑化循环结束后流入注射压缸的树脂对于在随后的注射循环中需注入的树脂来说是多余的，而且该树脂的量由于所述的后流(after flow)树脂的流速是不定的而无法确定。这意味着考虑到这种后流树脂，不能向注射压缸供入正好合适的注射操作所需的树脂量，以便在后流结束后供入注射压缸中的树脂量可以比较令人满意。这种做法的结果是从注射压缸注射的树脂量产生波动，并且产生很多有缺陷的成型产品，尤其是当对产品的精确度要求很高时更是这样。
因此，本发明的第二个目的是提供一种预塑化式注塑装置，该装置设有一个止逆阀，其可有效地用于阻断树脂的回流，并同时防止当塑化循环结束时发生树脂的后流，从而可使注射压缸不被供入过量树脂并保证其得到均匀的和稳定的供料。
根据本发明的第二方面，上述目的是通过提供一种具有上述本发明的第一方面中定义的结构的预塑化式注塑装置而实现，其中该装置还进一步包括一个设在塑化料筒前端的止逆阀，所述的塑化螺杆设在塑化料筒内，可以旋转并可沿轴向移动，其前端与止逆阀连接，在料筒中与止逆阀的后面相对地还设有一个环形阀座。
止逆阀设计成具有一个基本上为圆锥形的头部的蘑茹状，安装止逆阀的塑化料筒的前端部分有一外形与止逆阀的锥状头部相对应的凹陷区(recess)，在阀与凹陷区的壁之间有一间隙以保证与装置的树脂导管间有树脂流通道。环形阀座在料筒中与止逆阀的后面相对设置。
通过这种阻止连接塑化料筒和注射压缸之间的通道的设置，止逆阀的前面的表面积大于其后面的表面积从而产生表面积差，在塑化循环完成后螺杆可以立即缩进直到阀的后面紧密地与阀座相接触，这是因为加到阀前面的树脂压力大于加到其后面、或者靠近塑化料筒的一面的压力，从而止逆阀可以阻止移出塑化料筒的树脂后流，并且同时阻止朝向塑化料筒的树脂回流，以确保装置中供入注射压缸的树脂为预定量。
第三、已知的预塑化式注塑装置伴有如下问题，即在注射压缸内部相对于树脂入口通道的位置会产生树脂流的汇合问题，在此压缸内的树脂会部分呈现滞留状态，从而当下一轮循环操作中采用不同类型和/或不同颜色树脂时会发生问题。
图10示出了传统的预塑化式注塑装置中注射压缸110和树脂导管112的横截面。其中限定了射料杆推进限度的入口通道111朝向注射压缸110的中心插入。通过这种设置，经树脂导管112流进压缸的塑化树脂流在供料操作的起始阶段被位于推进限度的射料杆前端以及在随后阶段被已经进入压缸的树脂的阻力分成两个侧流，它们在与于树脂入口通道111相对的位置上才汇合。
如果汇合处位于射料杆推进的极限的底部，则压缸内的树脂易于在汇合处呈滞留状，当循环操作中采用不同类型和/或不同颜色的树脂时，需花很长时间才能移去那些滞留在那儿的树脂，因为装置需空转并消耗附加的能量和树脂以移去滞留的树脂，而如果不存在滞留状态，这些附加的能量和树脂是不需要的。
因此，本发明的第三个目的在于提供如下一种预塑化式注塑装置，该装置设有一入口通道，其可以有效地防止形成汇合。根据本发明的第三方面，上述目的是通过提供一种具有本发明的第一方面所定义的结构的预塑化式注塑装置而实现的，其中在其到达注射压缸的内周面之前，入口通道即在注射压缸中射料杆推进的极限处的某一部位进行倾斜。
通过这种设置，所有通过这种倾斜的入口通道流进注射压缸的树脂沿着压缸的内周面呈单方向流动，从而不形成汇合流，压缸中含有的树脂也不产生滞留状态，结果就消除了当下一轮操作循环时采用不同类型和/或不同颜色的树脂时装置需长时间空转以移去滞留在那儿的树脂的问题，因而可缩短转用不同类型和/或不同颜色树脂所需的时间。
最后，已有的预塑化式注塑装置还有如下问题即熔融树脂很容易流入注射压缸和射料杆之间的间隙(clearance)。
这种间隙在设计时既要减小熔融树脂流入其中的可能性，同时又能使射料杆在压缸内平滑地移动，但是在重复供料及注射循环过程中仍有树脂可以流入其中。
只要流入间隙的树脂是熔融态并在其间稀分散，射料杆的滑动不会受到树脂特别的影响。但是，当树脂变得浓而粘稠时，它会阻碍射料杆的滑动从而降低了加到压缸中的树脂上使之注塑的压力。最终，射料杆和注射压缸会不成一条线而互相刮擦。
一项已知的旨在消除树脂注入射料杆和注射压缸之间间隙的问题的技术是在压缸的后部的壁上钻孔，通过它可在需要时将间隙中的树脂排出。但是这项技术只有当间隙中的树脂是热的并且保持在熔融状态时才有效。通过这一技术不能除掉间隙中任何固化的树脂。
另一方面，在预塑化式注塑装置中，含有射料杆的注射压缸的带式加热器的有效加热区域的后部被射料杆的冲程限制，压缸中有相对较大的区域未被加热。因此，注射压缸的热量分布曲线在射料杆冲程末端的压缸后部显著降低，这种热量分布曲线反映了射料杆的温度。因此，在射料杆和注射压缸的间隙中的熔融树脂在其向后移动时就会冷却并固化，结果其不能由钻孔排出。因此，本发明的第四个目的在于提供一种预塑化式注塑装置，其能够使射料杆和注射压缸间的间隙中的树脂保持在熔融状态直到其到达钻孔并由此排出，从而可使树脂对射料杆滑动的阻力降至最低。
根据本发明的第四方面，上述目的是通过提供一种具有本发明第一方面所定义的结构的预塑化式注射装置而实现，其中在注射压缸的壁上位于射料杆冲程后面的位置钻孔以排出在压缸和射料杆间间隙中的树脂，并且还设有一个具有覆盖钻孔的有效加热区域的带式加热器。
通过这种设置，间隙中的树脂会保持在熔融状态直到其到达钻孔，从而在其固化之前可以很容易地将其排出。这样就消除了由间隙中的固化树脂对射料杆的滑动产生阻力的问题，并且也减少了加到压缸中的树脂上用于注塑的压力损失。
下面参照代表本发明的较佳实施方案的附图进一步详细描述本发明。
附图简要描述图1为本发明的预塑化式注塑装置的侧视图，沿其纵剖面示出。
图2是图1的装置的注射压缸的前端部分的侧视图，沿其纵剖面示出。
图3是图2的注射压缸的截面主视图，示出了其中的入口通道。
图4是图1的装置的注射压缸的侧视图，示出了射料杆冲程和被压缸的带式加热器覆盖的区域的纵剖面。
图5是图1的装置的塑化料筒的部分侧视图，示出了料筒和树脂导管，其中导管的阀是关闭的。
图6是类似于图5的部分侧视图，示出了部分料筒和树脂导管，其中导管的阀是开启的。
图7是本发明另一实施方案的预塑化式注塑装置的侧视图，其装有复合温控装置，沿纵剖面示出装置，但没有驱动部分。
图8是类似于图7的侧视图，示出了又一个实施方案的预塑化式注塑装置，其装有包括带式加热器的复合温控装置。
图9示出了在图7和图8的实施方案及采用传统树脂导管的装置的操作循环中树脂温度随时间变化的曲线。
图10是传统的预塑化式注塑装置的注射压缸的截面主视图，示出了其中的入口通道。
下面将通过用螺杆作为塑化装置的较佳实施方案来进一步描述本发明。
在所有附图中，标号1通常代表本发明的预塑化式注塑装置中的注射装置，标号2代表塑化装置，它们之间通过连接在其前端的树脂导管3互相连通。
注射装置1包括注射压缸12和与注射压缸12的后端相连的注射液压缸14，注射压缸12的内部装有轴向可移动的射料杆10，在其前端有注嘴11。注射液压缸14内部装有用以驱动射料杆10的活塞13。
参照图2，注射压缸12还在其前端部分设有与树脂导管3相连的入口通道15，其位于射料杆推进极限的上方。如图3所示，所述的入口通道15在其到达注射压缸12的内周面12b之前被倾斜，以便塑化的树脂可以以单一的方向沿注射压缸12的内周面流进压缸。
如图4所示，注射压缸12在射料杆冲程L1后部位置上垂直贯穿一个钻孔16，所述的钻孔16通过注射压缸和射料杆之间的间隙，从而排出留在间隙中的树脂，同时也用作排气孔(exhaust hole)。带式加热器17装在注射压缸的周围以产生一个大的加热区，该加热区的长度L2大于射料杆的冲程L1并延伸超过钻孔16。应该理解的是，与传统装置相比，本发明装置的注射压缸的温度高。传统装置中加热区的长度基本上与射料杆的冲程相等。
另一方面，塑化装置2包括内部装有塑化螺杆20、前端设有出口通道21的塑化料筒22，牢固夹持塑化料筒22的后端的夹持筒23(holder cylinder)，与夹持筒23的后端相连用于来回移动螺杆的液压缸24，以及接在液压缸24后端用于驱动螺杆20旋转的传动马达25。
传动马达25有一个传动轴25a，其与夹持筒23的旋转轴23a连接并向后延伸通过液压缸24的活塞24a，其轴向可动地固定在夹持筒23中。旋转轴23a的前端与螺杆的后端20a相连，并且通过介于其间的构件23b与活塞24a相连，其连接方式是使旋转轴23a只能轴向与活塞24a一起移动以驱动螺杆20来回运动。在构件23b中插入塞子23c以限制螺杆20的轴向运动。
在塑化料筒22的外周安装有带式加热器26，在其后部由向上延伸的送料口27与夹持筒23相连。
如图5和图6所示，螺杆20的前端有一个具有圆锥状头部的蘑茹状止逆阀28。塑化料筒22的前端部分有一凹陷区，其外形与止逆阀的头部相配合使之容纳止逆阀的头部并且在止逆阀头部周围留有通道与出口通道21连通。塑化料筒22上还装有环形阀座29与止逆阀28头部倾斜的后侧相接。
尽管通道随注射的树脂的类型不同而有不同的构造，但如果止逆阀28的直径为36mm，那么止逆阀28和阀座29之间的间隙21a的尺寸至少为1.0-1.5mm，并且在止逆阀28和凹陷区壁面之间有足够大的间隙。如果间隙21a小于0.5mm，则在塑化料筒中会由摩擦生热，而间隙21a若大于2.0mm，则需太长的时间来关闭阀以有效地阻止料筒中的树脂回流。
树脂导管3包括内径为5-10mm的细金属管，在管的外周装有带式加热器31，在较上部位装有合适的混合装置32。金属管30在注射压缸12的入口通道15和塑化料筒22的出口通道21之间倾斜安放，并分别通过接头30a和30b固定。
混合装置32可以选自不同类型的市售商品，包括那些含有多个以不同方向安放的扭曲带状金属片并层叠以形成多层结构的产品，以及那些含有多个以不同方向安放的十字金属片并层叠以形成多层结构的产品。因为可根据待混合和注射的树脂的类型选择用于本发明的不同的混合装置，所以可以不考虑待注射树脂的类型而选择相同的和单一的用于注塑装置的塑化螺杆20。
注射装置1和塑化装置2通过夹持筒23呈垂直并列式安装，夹持筒23固定于安装在注射压缸12上方的支撑台18，而注射装置1的液压缸14固定在可滑动基座6上，基座6通过注嘴接触筒5(nozzletouch cylinder)与塑模紧固件的固定板4连接。
具有上述构造的预塑化式注塑装置以如下方式操作。
当液压流体供入液压缸24的后腔时，螺杆20随着活塞24a和旋转轴23a一起向前移动(1.0mm)，从而将止逆阀28倾斜的后部与阀座29分离并打开阀。大约同时，通过传动马达25使螺杆20和旋转轴23a一起旋转以塑化已通过供料口27供入塑化料筒22的树脂，塑化的树脂逐渐被向前推进，并通过止逆阀28和阀座29之间的间隙以及与该间隙相连的出口通道21流入树脂导管3。
在树脂导管3中，塑化的树脂由混合装置32进行搅打和捏合以增加塑性并改善颜色分布直至其最终流入注射压缸12的入口通道15，这样与仅由螺杆20塑化树脂相比，此时的树脂的均匀性得到了改进。应该理解的是，如果混合装置安装在注射压缸12的前端部分12a的通道中而不是在树脂导管3中，加到流经其中的树脂上用于注射的压力的损失将很显著，因为混合装置有阻力并且会生热。然而，由于混合装置实际上设在树脂导管3中并在树脂进入注射压缸12之前在导管中捏合树脂，所以混合装置对树脂产生的阻力可以忽略不计。因此可以不必将注射压力定得很高以补偿由混合装置32的阻力引起的压力损失。
随之，由混合装置32捏合的树脂通过注射压缸12的倾斜的入口通道15流进注射压缸12，以向射料杆10的前端加压使之后退至预定位置，从而注射压缸12的前端被送入树脂，因而终止了操作中的供料循环。
在供料循环中，树脂通过倾斜的入口通道15流进注射压缸12，并且沿一个方向流经注射压缸12的内周面12a。然后，当射料杆10在进入的树脂的压力下后退时，树脂流象水平涡流一样从入口通道15导向下部。这样，树脂流不会分为两个支流，也不会向在传统注塑装置中垂直设置的入口通道中那样在压缸中相对于入口通道位置处形成支流汇合。因此在注射压缸中不会产生滞留情况。
当射料杆10到达终端位置以终止供料循环时，螺杆20停止旋转，塑化树脂的操作暂时中止。一旦塑化树脂的操作暂时中止后，液压流体立即加到液压缸24的前腔以促使螺杆20后退。其结果是，止逆阀在其倾斜的背部重重地挤压阀座29从而关闭阀，塑化料筒22的前端被阻断而打断了树脂流，从而一旦螺杆20停止旋转，就不会有树脂流入注射压缸。
因为当螺杆20回退时阀被关闭， 留在阀前部的树脂没有被向前推，因此可以保证射料杆10停在预定位置。所以在每一供料循环中总是有预定量的树脂保留在注射压缸12的射料杆前端。
如果加到停留在止逆阀28前部的树脂上的反压太高，在残余树脂压力下树脂可能会继续流进注射压缸，从而在阀28关闭后使注射压缸处于过量供料状态。然而，上述现象可以通过下述方法避免，即测定螺杆停止旋转后射料杆的位置，以上述方法精确关闭阀28，用所测定的位置来终止供料循环。
另外，如果是这种情况，当射料杆后退至某一位置，而在此位置时螺杆也停止旋转时，塑化循环可以被中止，所述的位置可以参照由射料杆10终止供料循环时的正常位置而得以预定。随后，在残余树脂压力下注射压缸继续被供入树脂，直到射料杆10到达终止供料循环的正常位置，而此时螺杆20向后退关闭阀并终止供料循环。
当供料循环终止时，射料杆10开始将注射压缸中的树脂注入塑模。当阀关闭时向前推进射料杆10时，注射压缸中的树脂通过注嘴11注入塑模(未示出)。由射料杆10加向树脂用于注射的压力也通过保留在树脂导管中的树脂作用于塑化料筒。然而，由于止逆阀28是关闭的，所以没有树脂流回塑化料筒，而注射压缸中保存的所有树脂都通过注嘴11被注出。
当注射循环完成后，螺杆20由液压缸24向前推进，当它被传动马达25驱动旋转时即开始新一轮的供料循环。
在一个实验中比较了传统装置和本发明装置在射料杆终端位置及被注射的树脂重量之间的差异。其中传统装置在注射循环开始后即关闭止逆阀，而本发明的装置是在螺杆停止旋转后立即关闭止逆阀。下表1示出了实验的结果。
由表1可以看出，在本发明装置在螺杆停止旋转后立即关闭止逆阀的情况下，射料杆到达其终端位置时是很稳定的，从而缩小了每一个供料循环中供出的树脂重量的差异，止逆阀在每一个注射循环中有效地阻止了树脂回流进入塑化料筒，从而每个注射循环中注射的树脂重量差别在最小水平，因而使不合格产品的发生降到最低限度。
表1
设计的射料杆终端位置20.0mm，树脂类型GPPS，塑化螺杆直径36.0mm射料杆直径 36.0mm即使当注射压缸不得不在高反压下被供入树脂时，所述的装置也不必作出任何改动，在塑化循环后通过关闭止逆阀可以使注射压缸的射料杆稳定地停在预定位置上。因此，无论树脂是何种类型以及所涉及的塑化参数，注射压缸总是可以被精确地供入预定量的树脂。
由于射料杆是轴向运动以进行供料及注射循环，所以树脂可以流入注射压缸和射料杆10之间的间隙，然后逐步地向压缸后部移动。然而，由于有效加热区域L2长于射料杆的冲程L1并且孔16被加热区L2的后部覆盖，因此树脂在其中不会固化并且可以通过孔16安全地从注射压缸中排出。
另外由于加热区L2超过了射料杆10的冲程L1，射料杆10的温度可以保持在高于传统装置中射料杆的温度，因此注射压缸供入树脂部分的温度以及其中所含的树脂的温度可以保持稳定。
因此，由保留在压缸和射料杆之间的间隙中的树脂固化而引起的对射料杆滑动产生的阻力及注射压缸中的压力损失可降至最低水平，可以很容易地从压缸中排出树脂从而避免了任何可能出现的树脂滞留情况，实际操作中射料杆就可以避免受到存在于所述间隙中的树脂的所产生的可能的负面影响，如不成一线而使射料杆和注射压缸互相刮擦，以及间隙中的树脂胶凝。可能存在于间隙中的气体也可由孔16抽出。
图7和图8示出了另外两个本发明的实施方案，其中的树脂导管3不同于上述的实施方案。
所述的树脂导管3包括一个内径为8mm、长度为250mm的小钢管30(长度为内径的31倍)。
图7中的小钢管30垂直安装并与塑化料筒22的前端22a以及注射压缸12的前端部分12a相连。所述的前端22a内部设有一个用来打开和关闭塑化料筒22的出口通道的止逆阀33，所述的止逆阀33被一弹簧构件34定期地推至关闭位置。小钢管30的外周装有复合温控装置，该装置包括冷却套35和设在冷却套四周的带式加热器31，其用来冷却及改善流经树脂导管3的熔融树脂的热量分布。
图8中的树脂导管3包括一个垂直安装的小钢管30以及一个水平安装的与管30相连的小管36。水平小管36的外周设有带式加热器37以对流经其中的树脂再加热，还有一个止逆阀33装在两个小管的接头处。通过这种设置，由于流经树脂导管3的熔融树脂可以被补充加热，因此其对于温度的控制要优于只装有一个冷却套的树脂导管。
在上述任意一种实施方案中，与传统的注塑装置相比，树脂在加热到相对较高的温度下的塑化料筒22中被塑化，因而，如果树脂中有冷却的部分，则在其进入注射压缸之间前它们被加热至所希望的温度。
温控装置被设计成将树脂导管3冷却到低于塑化温度，从而流经其中的熔融树脂可以呈合适于注射的预定温度。可以通过合适地操作冷却套35和带式加热器31来达到这类预定温度。流经树脂导管3的树脂遇到来自树脂导管3的阻力，该导管具有小至8mm的内径但长度很长，这样当树脂流经导管3时，树脂中不均匀的热量分布(若存在)就得以改善。另外，在流进注射压缸22之前，树脂直至其中心均由冷却套35或带式加热器31控制到适于注射的温度。
下表2示出了对于各种不同类型的树脂的塑化温度，由温控装置控制的流经树脂导管的树脂的预定温度，以及熔融树脂的温度。
表2
图9的曲线示出了本发明的和传统的预塑化式注塑装置中树脂温度和经过时间(elapse of time)之间的关系。图9中，A和B分别代表图7和图8的实施方案的曲线，而C代表传统装置的曲线。
由曲线可以清楚地看出，A和B均未显示出注入注射压缸中熔融树脂的温度有任何波动；而C则显示了树脂温度有显著的波动，这种波动也许反映了熔融树脂中热量分布不均匀。
当树脂导管3的直径小于5mm时，发现树脂导管3对熔融树脂的阻力非常大并且树脂被注入压缸所需的时间也很长，而如果树脂导管3的直径大于10mm，而导管又相当长时，树脂导管的阻力又太小而不足以改善注入压缸中的树脂的热量分布。
当树脂导管中装有控制流经其中的熔融树脂的温度的装置时，不仅仅是注入注射压缸的树脂的热量分布由于树脂导管的阻力而得以改善，而且熔融树脂还可以以控制的温度被注射。其结果是，与传统装置相比，本发明的装置可达到令人满意的对熔融树脂温度的控制。
本发明的注塑装置可以改善熔融树脂的热量分布并进而使模塑树脂产品无残余应力这一事实使得本发明的装置特别适合于生产精密产品，如厚透镜、棱镜及其它光学产品，以及其它精密设备。
上述实施方案中，树脂都是通过旋转螺杆而塑化，当然塑化树脂的操作也可通过射料杆完成。类似地，在本发明的范围内可以对树脂导管3、入口通道15、排出残余树脂用的孔16及其它元件的设置作出改动。另外，本发明的概念不仅可用于预塑化式注塑装置，也可用于其它类型的装置。
权利要求
1.一种预塑化式注塑装置，包括一个内部设有射料杆的注射压缸和一个内部设有塑化螺杆或射料杆的塑化料筒，所述的注射压缸和塑化料筒并列设置并通过树脂导管相连，树脂导管连接位于注射压缸前端的、并限定射料杆推进极限的入口通道和位于塑化料筒前端的出口通道，从而向注射压缸的前端区域供入在塑化料筒中熔融的树脂，而位于注射压缸前端区域的树脂通过射料杆注入塑模，其特征在于，注射压缸在其壁上设有钻孔用以排出留在压缸和射料杆之间的间隙中的树脂，孔的位置位于射料杆冲程的后面，同时注射压缸还设有能提供有效地覆盖钻孔的加热区域的带式加热器。
全文摘要
一种预塑化式注塑装置,包括一个内部设有射料杆的注射压缸和一个内部设有塑化螺杆或射料杆的塑化料筒,所述的注射压缸和塑化料筒并列设置并通过树脂导管相连,树脂导管连接位于注射压缸前端的、并限定射料杆推进极限的入口通道和位于塑化料筒前端的出口通道,从而向注射压缸的前端区域供入在塑化料筒中熔融的树脂,而位于注射压缸前端区域的树脂通过射料杆注入塑模,借助这种导管,流经其中的树脂在其到达注射压缸之前被再一次捏合以改善热量分布和可塑性。
文档编号B29C45/53GK1249234SQ9910984
公开日2000年4月5日 申请日期1999年7月19日 优先权日1994年3月18日
发明者滝沢清登, 清水久登 申请人:日精树脂工业株式会社