超临界流体发泡剂剂量控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及超临界流体发泡剂剂量控制装置，更具体地涉及在注塑成型时控制向往复式螺杆塑化装置或间歇式塑化装置中注入超临界氮气／二氧化碳发泡剂剂量的装置。本实用新型专利技术所述装置由截止阀１、高压容器２、减压阀３、压力传感器４、电磁比例阀５、高压伺服阀６、压力传感器７、温度传感器８、可调节节流阀９、受控截止阀１０、压力传感器１１、受控截止阀１２、数据处理和控制模块１３、操作界面１４，以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆组成。本实用新型专利技术的优点是，既可以实现在发泡剂注入过程中实现向往复式螺杆塑化装置或间隙式塑化装置中的熔融树脂中按设定流量均匀地注入的发泡剂，还可以实现每次输入剂量的稳定。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超临界流体发泡剂剂量控制装置，更具体地涉及在注塑成型时控制向往复式螺杆塑化装置或间歇式塑化装置中注入超临界氮气/二氧化碳发泡剂剂 量的装置。
技术介绍
或由于结构的需要，或由于制品尺寸精度或稳定性的需要，或出于节约原材料成 本的目的，越来越多地使用热塑性塑料发泡注射成型制品。在发泡成型时，如注射或其他成 型方式，一种已知的方法是采用化学发泡剂与热塑性树脂混炼，并严格控制工艺参数。然 而在使用化学发泡剂时一方面要求工艺控制非常严格，另一方面存在制品中有发泡剂残留 物、模具腐蚀以及制品后续使用时受环境要求的限制，因此越来越多地发泡制品模塑成型 商倾向于使用物理发泡剂。由于氮气、二氧化碳为惰性气体，不会与熔融态的树脂反应；而 且氮气或二氧化碳在超临界状态时能溶解到熔融树脂中，并能以较快的速度在熔融树脂中 扩散，与熔融树脂形成均相混合物，当这种均相混合物以较大的压差或较快的压降速度被 注入到模具型腔中时，可获得很好的注塑发泡制品，因此超临界状态氮气或二氧化碳是一 种理想的物理发泡剂。公知的，氮气的临界点是压力为34巴和温度为_1471:，而二氧化碳 的临界点为压力71巴和温度为31. 4°C。在采用这些超临界流体发泡剂进行发泡加工时，发 泡剂的注入剂量及其稳定性直接影响到发泡制品的质量稳定性。在之前申请并于2007年 11月28日授权公开的中国专利ZL200620049021. 3《气体发泡剂流量控制系统》中揭示一 种控制气态物理发泡剂流量的系统，发泡剂是氮气或二氧化碳，特别是超临界状态的氮气 或二氧化碳。在实际使用过程中，发现这种系统在连续挤出生产时注入的发泡剂流量具有 非常好的稳定性和精度。但是在采用往复式螺杆塑化装置或间歇式塑化装置的注塑机注塑 成型时遇到很大的问题。对于往复式螺杆塑化装置或间歇式塑化装置，由于螺杆塑化运动 是间歇式的，虽然塑化停止后可通过截止阀将通向熔胶中的发泡剂流中断，但需要增加旁 通装置来稳定流量，否则不能在非常短的时间内实现下一次注入熔胶中发泡剂的压力和/ 或剂量稳定。 本技术的系统是在解决上述专利揭示的计量系统在采用往复式螺杆塑化装 置或间歇式塑化装置的注塑机上应用存在的问题时技术的，实现了注入流量和剂量稳 定。
技术实现思路
本技术的目的是根据上述现有技术的不足以及存在的问题，在注入时保证输 出流量稳定，而通过在停止注入发泡剂时保持可调节节流阀两端的压力状态从而实现下一 次按相同的流量和剂量将发泡剂注入到熔胶中，并避免对熔胶的冲击，为采用往复式螺杆 塑化装置或间歇式塑化装置的注塑机成型制品时提供一种稳定注入发泡剂的方法。 本技术目的实现由以下技术方案完成 本技术装置由截止阀1、高压容器2、减压阀3、压力传感器4、电磁比例阀5、高 压伺服阀6、压力传感器7、温度传感器8、可调节节流阀9、受控截止阀10、压力传感器11、 受控截止阀12、数据处理和控制模块13、操作界面14，以及连接上述部件的压力管道和通 信电线或电缆组成；其中，截止阀1、高压容器2、高压伺服阀6、受控截止阀10、可调节节流 阀9、受控截止阀12按顺序用压力管道串联连接，在高压伺服阀6和可调节节流阀9之间的 管道上设置压力传感器7和温度传感器8，和在受控截止阀10和受控截止阀12之间设置 压力传感器ll，截止阀1与超临界流体发泡剂源100连接，受控截止阀12与塑化装置300 直接连接；其中，减压阀3与电磁比例阀5组合连接，电磁比例阀5的出口与高压伺服阀6 的先导气体接口连接，减压阀3的进口与压縮气体源200连接；进一步地，将可调节节流阀 (9)和受控截止阀(10)之间允许超临界流体发泡剂通过的管道容积限制在0.01-0. 2毫升 以内。 本技术的优点是，本专利技术该系统既可以实现在发泡剂注入过程中实现向往复 式螺杆塑化装置或间隙式塑化装置中的熔融树脂中按设定流量均匀地注入的发泡剂，还可 以实现每次输入剂量的稳定。附图说明附图1为本技术系统结构示意图； 附图2为本技术使用状态示意图。具体实施方式以下结合附图通过实施例对本技术特征及其相关特征作进一步说明 如附图1、2示，其中标号分别表示，1-截止阀、2-高压容器、3-减压阀、4-压力传 感器、5-电磁比例阀阀、6-高压伺服阀、7-压力传感器、8-温度传感器、9-可调节节流阀、 10-受控截止阀Ul-压力传感器、12-受控截止阀、13-数据处理和控制模块、14-操作界 面、100-超临界流体发泡剂源、200-压縮气体源、300-塑化装置、301-螺杆组件、302-机 筒、303-截止式注射喷嘴、304-驱动机构、305-树脂上料口、306-受控截止阀12安装孔、 400-注塑机控制系统。 如附图1、2示，本技术系统包括由截止阀1、高压容器2、减压阀3、压力传感 器4、电磁比例阀5、高压伺服阀6、压力传感器7、温度传感器8、可调节节流阀9、受控截止 阀10、压力传感器11、受控截止阀12、数据处理和控制模块13、操作界面14，以及连接上述 部件的压力管道和通信电线或电缆组成；其中，截止阀1、高压容器2、高压伺服阀6、受控截 止阀10、可调节节流阀9、受控截止阀12按顺序用压力管道串联连接，在高压伺服阀6和可 调节节流阀9之间的管道上设置压力传感器7和温度传感器8，和在受控截止阀10和受控 截止阀12之间设置压力传感器ll，截止阀1与超临界流体发泡剂源100连接，受控截止阀 12与塑化装置300直接连接；其中，减压阀3与电磁比例阀5组合连接，电磁比例阀5的出 口与高压伺服阀6的先导气体接口连接，减压阀3的进口与压縮气体源200连接。整个系 统的控制和操作由数据处理和控制装置13以及操作界面14进行。其中数据处理和控制装 置13包括输入口和输出口 ，其输入口通过电缆或电线与操作界面14、压力传感器4、压力传 感器7和11、温度传感器8、注塑机控制系统400连接来接收工艺参数、压力值和温度值信号；其输出口与电磁比例阀5、受控截止阀IO和受控截止阀12、和/或注塑成型机控制系统 400连接并输出操作指令。可调节节流阀9与受控截止阀10之间的允许超临界流体发泡剂 通过的管道容积，通过縮短管道的长度和/或减少管道的截面面积，被限制在0. 01/毫升至 0. 2毫升之间。所述受控截止阀10和12是气动截止阀或液压驱动截止阀。 本技术所述的控制系统的所采用的控制方法包括在超临界流体发泡剂注入 阶段采用闭环控制实现流量稳定和采用控制注入时间实现每一个注气周期内注入超临界 流体发泡剂剂量充分一致。本技术提供的流量和剂量的控制方法充分考虑了发泡剂温 度、有效节流孔径、绝对压力、压力变化等对流量的影响，在超临界流体发泡剂注入过程中， 对输出流量进行闭环控制，使输出流量与设定流量充分一致；并通过控制截止阀10和截止 阀12的同时打开和关闭，一方面确定每个注入周期内注入到熔融树脂中的超临界流体发 泡剂的剂量；另一方面在受控截止阀10和受控截止阀12同时关闭后，压力传感器11所检 测和反馈的压力将是截止阀关闭瞬间的压力，而且会保持不变直至下一个注入循环开始受 控截止阀IO和受控截止阀12同时打开。这样可快速实现上一次注入过本文档来自技高网...

【技术保护点】
超临界流体发泡剂剂量控制装置，其特征在于，由截止阀（１）、高压容器（２）、减压阀（３）、压力传感器（４）、电磁比例阀（５）、高压伺服阀（６）、压力传感器（７）、温度传感器（８）、可调节节流阀（９）、受控截止阀（１０）、压力传感器（１１）、受控截止阀（１２）、数据处理和控制模块（１３）、操作界面（１４），以及连接上述部件的压力管道和通信电线或电缆组成，其中，截止阀（１）、高压容器（２）、高压伺服阀（６）、可调节节流阀（９）、受控截止阀（１０）、受控截止阀（１２）按顺序用压力管道串联连接，在高压伺服阀（６）和可调节节流阀（９）之间的管道上设置压力传感器（７）和温度传感器（８），在受控截止阀（１０）和受控截止阀（１２）之间设置压力传感器（１１），截止阀（１）与超临界流体发泡剂源（１００）连接，受控截止阀（１２）与塑化装置（３００）直接连接并安装在机筒的安装孔（３０６）中；其中，减压阀（３）与电磁比例阀（５）组合连接，电磁比例阀（５）的出口与高压伺服阀（６）的先导气体接口连接，减压阀（３）的进口与压缩气体源（２００）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐庆华，桓锁成，
申请(专利权)人：北京中拓机械有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]