用於熱流道注塑裝置的氣缸組件及熱流道注塑裝置的製作方法

2023-07-12 12:34:46

本發明屬於熱流道注塑技術領域，具體涉及一種用於熱流道注塑裝置的氣缸組件及熱流道注塑裝置。

背景技術：

熱流道（hotrunner）裝置常用於注塑模具，其將融化的塑料注入到模具的空腔中的加熱組件集合。熱流道系統一般由澆口、分流板、溫控箱、氣缸組件等幾部分組成。澆口形式直接決定熱流道系統選用和模具的製造，因而常相應的將熱流道裝置分成開放式熱流道裝置和閥針式熱流道裝置。

目前，應用於熱流道裝置的氣缸組件中，其缸體行程為單次，當注塑多層塑膠構成的產品時，其不具備控制閥針停留不同位置的功能，從而不能夠實現多層注塑。例如：具有三層瓶壁的瓶胚類包裝產品，缸體行程為單次的熱流道裝置無法實現注塑。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種用於熱流道注塑裝置的氣缸組件及熱流道注塑裝置。

為實現上述目的之一，本發明一實施方式提供了一種用於熱流道注塑裝置的氣缸組件，所述氣缸組件包括：

缸體，與所述缸體的內壁形成第一密閉空間的下底座；

設置於所述第一密閉空間內，且在所述第一密閉空間內形成第一對行程上下腔的外活塞；設置於所述外活塞內部、且與所述外活塞內壁形成第二密閉空間的上底座，

以及設置於所述第二密閉空間內、且在所述第二密閉空間內形成第二對行程上下腔的內活塞；

所述缸體上開設有連通外部與所述第一密閉空間的第一氣孔組，以及連通外部與所述第二密閉空間的第二氣孔組，通過所述第一氣孔組向所述第一對行程上下腔充放氣體；通過所述第二氣孔組向所述第二對行程上下腔充放氣體。

作為本實施方式的進一步改進，所述氣缸組件還包括：多個密封圈，所述密封圈用於增加第一對行程上下腔的上腔、第一對行程上下腔的下腔、第二對行程上下腔的上腔、第二對行程上下腔的下腔的密封性。

作為本實施方式的進一步改進，所述下底座上開設第一中心通孔，所述第一中心通孔內壁上開設有凹槽，所述密封圈凸設於所述凹槽，所述氣缸組件運行時，所述內活塞沿所述第一中心通孔軸向移動，且設置於所述第一中心通孔內壁上的密封圈始終抵接於所述內活塞。

作為本實施方式的進一步改進，所述上底座固定連接於所述外活塞內邊壁，所述上底座的上端面與所述外活塞的內壁形成第二密閉空間；

所述上底座上開設第二中心通孔，所述第二中心通孔內壁上開設有凹槽，所述密封圈凸設於所述凹槽，所述氣缸組件運行時，所述內活塞沿所述第二中心通孔軸向移動，且設置於所述第二中心通孔內壁上的密封圈始終抵接於所述內活塞。

作為本實施方式的進一步改進，所述氣缸組件還包括上底座內卡簧、下底座內卡簧；

所述外活塞內壁上凹設上底座限位凹槽，所述上底座內卡簧設置於所述上底座限位凹槽內，且其內壁突出於所述上底座限位凹槽；所述上底座內卡簧的上表面與所述上底座的下表面相互抵接；

所述缸體內壁上凹設下底座限位凹槽，所述下底座內卡簧設置於所述下底座限位凹槽內，且其內壁突出於所述下底座限位凹槽；所述下底座內卡簧的上表面與所述下底座的下表面相互抵接。

作為本實施方式的進一步改進，所述外活塞的外壁對應所述第二對行程上下腔的上腔位置開設有第三凹槽，所述第三凹槽與所述缸體內壁形成第一氣體緩存空間；

所述外活塞的外壁對應所述第二對行程上下腔的下腔位置開設有第四凹槽，所述第四凹槽與所述缸體內壁形成第二氣體緩存空間。

作為本實施方式的進一步改進，所述外活塞的邊壁上還開設有第三氣孔組，所述第三氣孔組包括：至少1個第五氣孔及至少1個第六氣孔，所述第五氣孔開設於所述第三凹槽上，第六氣孔開設於第四凹槽上。

作為本實施方式的進一步改進，所述氣缸組件還包括水路板，所述水路板連接於所述缸體下端面；

所述水路板的上端面上開設圓柱形中心凹槽，所述中心凹槽的直徑大於所述內活塞下端部的直徑，所述第二對行程上下腔的上腔通入氣體時，所述內活塞沿所述中心凹槽向所述水路板下端面方向移動。

作為本實施方式的進一步改進，所述氣缸組件還包括：限位件，所述限位件的一端活動設置於所述內活塞的內部，另一端固定設置於所述水路板上。

為了實現上述發明目的之一，本發明一實施方式提供了一種熱流道注塑裝置，所述熱流道注塑裝置包括如上所述的用於熱流道注塑裝置的氣缸組件，以及設置於所述氣缸組件下端的注塑組件，所述注塑組件中包括：與所述內活塞下端可拆卸連接的閥針，所述熱流道注塑裝置運行過程中，所述氣缸組控制所述閥針沿所述氣缸組件的軸向移動。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明的用於熱流道注塑裝置的氣缸組件中，通過外活塞、內活塞、上底座、下底座的相互配合形成兩組行程上下腔，並可以單獨或整體控制兩組行程上下腔的活動進程，使得其總行程可以分多次或單次利用，如此，可以自由控制連接於內活塞下方的閥針停留位置，進一步的，由於其具備控制閥針自由停留位置的功能，設置有該氣缸組件的熱流道注塑裝置能夠實現多層注塑；該熱流道注塑裝置質量穩定可靠，製作出的產品精良。

附圖說明

圖1是本發明一實施方式中用於熱流道注塑裝置的氣缸組件的結構示意圖；

圖2是圖1的爆炸結構示意圖；

圖3是圖1的a-a方向剖視結構示意圖；

圖4a、4b、4c是本發明一具體示例中，熱流道注塑裝置工作過程結構示意圖。

具體實施方式

以下將結合附圖所示的具體實施方式對本發明進行詳細描述。但這些實施方式並不限制本發明，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、或功能上的變換均包含在本發明的保護範圍內。

需要說明的是，本發明所使用的文字描述，例如「上」「上端面」、「下」「下端面」等表示空間相對位置的詞語，是出於便於說明的目的來描述，例如：附圖中所示的一個單元或特徵相對於另一個單元或特徵的關係；空間相對位置的詞語可以旨在包括設備在使用或工作中除了圖中所示方位以外的不同方位；例如，如果將圖中的設備翻轉，則被描述為「上端面」的單元將為「下端面」；因此，示例性詞語「上」可以囊括上和下這兩種方位；設備可以以其他方式被定向（旋轉90度或其他朝向），並相應地解釋本發明使用的與空間相關的描述語。

並且，應當理解的是儘管詞語第一、第二等在本文中可以被用於描述各種元件或結構，但是這些被描述對象不應受到這些詞語的限制；這些詞語僅用於將這些描述對象彼此區分開；例如，第一密閉空間可以被稱為第二密閉空間，並且類似地第二密閉空間也可以被稱為第一密閉空間，這並不背離本發明的保護範圍。

結合圖1至圖3所示，本發明一實施方式提供的用於熱流道注塑裝置的氣缸組件，所述氣缸組件包括：缸體10，與缸體10的內壁形成第一密閉空間的下底座50，設置於所述第一密閉空間內、且在所述第一密閉空間內形成第一對行程上下腔的外活塞30，設置於所述外活塞內部、且與所述外活塞內壁形成第二密閉空間的上底座60，以及設置於所述第二密閉空間內、且在所述第二密閉空間內形成第二對行程上下腔的內活塞40；其中，缸體10上開設有連通外部與所述第一密閉空間的第一氣孔組（未圖示），以及連通外部與所述第二密閉空間的第二氣孔組（未圖示），通過所述第一氣孔組向所述第一對行程上下腔充放氣體；通過所述第二氣孔組向所述第二對行程上下腔充放氣體。

參照圖3所示，本發明一具體實施方式中，所述氣缸組件還包括：多個密封圈，所述密封圈用於增加第一對行程上下腔的上腔、第一對行程上下腔的下腔、第二對行程上下腔的上腔、第二對行程上下腔的下腔的密封性，需要說明的是，下述密封圈的數量為多個，且其位置及大小均有不同，但由於下述密封圈均由相同材質構成，且均用於增加零部件之間的氣密性，故對其用統一標號71表示，容置其的凹槽以統一標號73表示，且由於附圖大小所限，僅在圖中一處示出。另外，在氣缸運動過程中，為了防止設置於兩部件相對移動部分的密封圈71長期磨損，進而影響氣缸組件的整體氣密性，在個別密封圈71的外部還增設一格萊圈，相應的，所述氣缸組件運動過程中，兩相對移動零部件之間通過所述格萊圈相互抵接，同時，下述格萊圈也均由相同材質構成，且均用於增加密封圈71的耐磨性，故對其也用統一標號75表示，且由於附圖大小所限，僅在圖中一處示出。

下底座50包括下端面，以及與其下端面相對設置的上端面，下底座50的下端面可拆卸連接於水路板20，下底座50的上端面與缸體10的內壁形成第一密閉空間；相應的，下底座50的邊壁抵接於缸體10內壁設置。

本發明具體示例中，下底座50的側壁採用階梯型結構。

下底座50的邊壁上套設有密封圈71，該密封圈71可以直接套設於下底座50的邊壁上，也可以在下底座50的邊壁上開設一凹槽73，密封圈71套設在凹槽73上，如此，以增加第一密閉空間的氣密性。

本發明具體示例中，下底座50可拆卸卡接在缸體10的內壁上；相應的，缸體10的內壁上凹設下底座限位凹槽15，下底座內卡簧17設置於下底座限位凹槽15內，且其內壁突出於下底座限位凹槽17，下下底座內卡簧17的上表面與下底座50的下表面相互抵接，如此，在下底座50安裝過程中，可通過下底座內卡簧17將下底座50可拆卸地固定在所述第一密閉空間內。當然，在本發明的其它實施方式中，下底座10也可以採用螺絲固定等多種方式與缸體10進行連接。

下底座內卡簧17具有彈性收縮力，在安裝過程中，其受到外力作用向其中心軸方向收縮，如此，可使其順利套設於下底座50的的適配位置，，在外力消失後，其向缸體10內壁方向回彈，進而設置於下底座限位凹槽15內，固定下底座50的位置。

下底座50上還開設第一中心通孔51，第一中心通孔51內壁上開設有凹槽71，密封圈73凸設於凹槽71，以增加第一中心通孔51與內活塞40之間的氣密性，所述氣缸組件運行時，內活塞40沿第一中心通孔51軸向移動，且設置於第一中心通孔51內壁上的密封圈73始終抵接於內活塞40。

進一步的，內活塞40沿第一中心通孔51的軸向移動過程中，為了降低對密封圈71的磨損，在遠離凹槽73的密封圈71外部還增設一格萊圈75，當增設格萊圈75後，所述氣缸組件運行時，內活塞40沿第一中心通孔51軸向移動，增設在密封圈71外部的格萊圈75始終抵接於內活塞40，在此不做詳細贅述。

本發明一具體實施方式中，上底座60固定連接於外活塞30內邊壁。上底座60包括靠近下底座50設置的下端面，以及與下端面相對設置的上端面，上底座60的上端面與外活塞30的內壁形成第二密閉空間。

上底座60固定連接於外活塞30內邊壁的方式有多種，例如：通過螺絲固定連接於外活塞30內邊壁，本發明一具體實施方式中，外活塞30的內壁上凹設上底座限位凹槽31，上底座限位凹槽31中設置上底座內卡簧33，上底座內卡簧33的上表面與上底座60的下表面相互抵接，如此，在上底座60安裝過程中，可通過上底座內卡簧33將下底座50可拆卸地固定在外活塞30上，進而使上底座60的上端面與外活塞30的內壁形成第二密閉空間。上底座內卡簧33與下底座內卡簧17結構以及安裝方式等均大致相同，故，在此不做詳細贅述。相應的，上底座60外壁上同樣可設置凹槽73，所述凹槽上設置有密封圈71，以增加零部件之間的氣密性，在此不做詳細贅述。

上底座60上開設第二中心通孔61，第二中心通孔61內壁上開設有凹槽71，密封圈73凸設於凹槽71，以增加第二中心通孔61與內活塞40之間的氣密性，所述氣缸組件運行時，內活塞40沿所述第二中心通孔61軸向移動，且設置於第二中心通孔61內壁上的密封圈73始終抵接於內活塞40。

所述第一氣孔組包括至少一個第一氣孔111，以及至少一個第二氣孔113；第一氣孔111對應設置於第一行程上下腔的上腔位置，通過其向所述第一行程上下腔的上腔通入氣體時，外活塞30沿所述氣缸組件的軸向向水路板方向移動；第一氣孔111可開設於缸體10的邊壁上，也可以開設於缸體10的頂壁上，優選的，第一氣孔111開設於缸體10的邊壁，且靠近第一密閉空間的頂端位置。第二氣孔113對應設置於第一行程上下腔的下腔位置，通過其向所述第一行程上下腔的下腔通入氣體時，外活塞30沿所述氣缸組件的軸向向水路板相反方向移動；第二氣孔113開設於缸體10的邊壁，且靠近第一密閉空間的底端位置。

所述第二氣孔組包括至少一個第三氣孔131，以及至少一個第四氣孔133。第三氣孔131、第四氣孔133分別對應設置於第二行程上下腔的上腔、下腔位置，通過其分別向所述第二行程上下腔的上腔、下腔通入氣體時，內活塞40可沿所述氣缸組件的軸向向水路板20方向、或水路板20的反方向移動，本示例中，第三氣孔131、第四氣孔133均開設於缸體10的邊壁上。

本發明一實施方式中，所述第二氣孔組可直接從缸體10的外部連通第二密閉空間，也可間斷連通所述第二密閉空間，例如：本發明一具體示例中，採用間斷連通的方式。本示例中，外活塞30的邊壁上還開設第三氣孔組（未圖示），所述第三氣孔組包括至少一個與第三氣孔131位置相應的第五氣孔351，以及至少一個與第四氣孔133位置相應的第六氣孔353；第五氣孔351對應開設於第二行程上下腔的上腔，第六氣孔353對應開設於第二行程上下腔的下腔，

通過第三氣孔131、第五氣孔351向所述第二行程上下腔的上腔通入氣體時，內活塞40可沿所述氣缸組件的軸向向水路板20方向移動，通過第四氣孔133、第六氣孔353向所述第二行程上下腔的下腔通入氣體時，內活塞40可沿所述氣缸組件的軸向向水路板20反方向移動。

上述示例中，第一氣孔111、第二氣孔113、第三氣孔131、第四氣孔133、第五氣孔351、第六氣孔353的數量及位置均不做具體限制，其數量均為至少一個，當其中任意氣孔的數量為多個時，均可以在同一時間內，增加相應行程上下腔中的氣體含量，加快外活塞30或內活塞40的移動速度，在此不再繼續贅述。

本發明一具體示例中，第一氣孔111、第二氣孔113、第三氣孔131、第四氣孔133的數量均為一個，且相鄰氣孔交錯開設於缸體10邊壁上；第五氣孔351、第六氣孔353的數量均為2個，其分別對稱開設於外活塞30的邊壁上，在此不做詳細贅述。

本發明一優選實施方式中，為了在所述氣缸組件運動過程中，增加內活塞40的移動速度，外活塞30的外壁對應所述第二對行程上下腔的上腔位置開設有第三凹槽371，外活塞30的外壁對應所述第二對行程上下腔的下腔位置開設有第四凹槽373，第三凹槽371與缸體10內壁形成第一氣體緩存空間；第五氣孔351對應開設於第三凹槽371；第四凹槽373與缸體10內壁形成第二氣體緩存空間，第六氣孔353對應開設於第四凹槽373；氣體通過第三氣孔組13進入第二行程上下腔過程中，首先在所述第一氣體緩存空間或第二氣體緩存空間內進行緩存，如此，以增加第五氣孔351或第六氣孔353的進氣壓力，加快內活塞40的移動速度。

進一步的，外活塞30的上端面與其邊壁的交接處為倒角設置，當外活塞30的上端面與缸體內壁上端抵接時，該倒角位置對應第一氣孔111，如此，利於向所述第一行程上下腔的上腔通入氣體。相應的，外活塞30的下端面與其邊壁的交接處同樣為倒角設置，當外活塞30的下端面與下底座50的上端面抵接時，該倒角位置對應第二氣孔113，如此，利於向所述第一行程上下腔的下腔通入氣體。

本發明一實施方式中，內活塞40的徑向截面為t字型，內活塞40的上端面與其邊壁的交接處同樣為倒角設置，該倒角位置對應第五氣孔351位置；同理，內活塞40與上底座60抵接的一面與其邊壁的交接處也為倒角設置，該倒角位置對應第六氣孔353位置；如此，利於向所述第二行程上下腔的上腔或下腔通入氣體，在此不做詳細贅述。

本發明一優選實施方式中，所述氣缸組件還包括水路板20，水路板20連接於缸體10下端面；如此，在氣缸組件運行過程中，水路板中通入液體後，對缸體10進行冷卻，進一步的，防止氣缸組件中的密封圈因溫度高而老化，進而影響氣缸組件的壽命。

水路板20與缸體10的連接方式有多種，例如：通過螺絲組件相互固定。

水路板20的上端面上開設中心凹槽21，該中心凹槽21適配內活塞40的下端部；本示例中，中心凹槽21為圓柱形，其直徑大於內活塞40下端部的直徑，所述第二對行程上下腔的上腔通入氣體時，內活塞40沿中心凹槽21向水路板20下端面方向移動，如此，在不增加所述氣缸組件總體高度的情況下，增大內活塞40的軸向移動幅度。

進一步的，所述氣缸組件還包括限位件41，限位件41的一端活動設置於內活塞40的內部，另一端固定設置於水路板20上，以保證內活塞40僅沿所述氣缸組件的軸向運動，在此不做詳細贅述。

結合圖4a-4c所示，應用本發明的氣缸組件的熱流道注塑裝置的一具體示例。所述熱流道注塑裝置包括：氣缸組件，設置於所述氣缸組件下端的注塑組件（未圖示），所述注塑組件包括：與內活塞40下端可拆卸連接的閥針81，開設於所述注塑組件下端的澆口85，以及連通所述澆口的多組溶膠通道（未圖示），其中，每組溶膠通道可流通相同或不同種類的熔膠。所述熱流道注塑裝置運行過程中，所述氣缸組控制閥針81沿所述氣缸組件的軸向移動，進而控制各個所述溶膠通道的開閉。

本發明具體示例中，所述熱流道注塑裝置中由外活塞30、內活塞40、下底座50、上底座60相互配合形成雙行程上下腔，本示例中，可利用時序控制器控制外活塞30和內活塞40同步運動，或異步運動，即：熱流道注塑裝置運行過程中，可同時控制外活塞30和內活塞40移動，進而使閥針81沿所述氣缸組件的軸向移動，控制閥針81停留位置。當然也可以先控制外活塞30或內活塞40其中之一運動，再控制其中另一運動，進而使閥針81沿所述氣缸組件的軸向移動，控制閥針81停留位置，進一步，控制所述溶膠通道的開閉，按照用戶需求控制所述澆口開啟、閉合。

本發明一具體示例中，以使用該熱流道注塑裝置注塑三層塑膠構成的瓶胚類包裝產品為例做具體介紹。

本示例中，同步控制外活塞30和內活塞40移動；由於三層塑膠構成的瓶胚類包裝產品，其外層和內層的材質相同，中間層的材質區別於外層和內層，故，將所述溶膠通道設置為三組，分別為第一溶膠通道831、第二溶膠通道832、第三溶膠通道833，其中，第一溶膠通道831、第三溶膠通道833流通相同材質的溶膠，例如，pet；第二溶膠通道流通另一種材質的溶膠，例如：barrier。

進一步的，該熱流道注塑裝置中，在外活塞30和內活塞40配合移動過程中，可以單獨控制第一溶膠通道831、第二溶膠通道832、第三溶膠通道833的開閉，進而控制澆口85完成具有3層塑膠結構的瓶胚類包裝產品的注塑，本示例中，通過控制閥針81的停留位置，使得溶膠最終在咀尖（未圖示）匯合，形成「三明治」夾層，並通過澆口85注入模腔（未圖示），如此後的成型產品，滿足瓶胚類包裝產品的生產要求。本發明具體示例中，使用該熱流道注塑裝置注塑三層塑膠構成的瓶胚類包裝產品包括以下步驟：

s1、如圖4a所示，同時且持續向第一氣孔111、第四氣孔133通入氣體，使外活塞30抵接到下底座50，同時，內活塞40抵接到外活塞30內上壁，此時，閥針81處於第一狀態下，閥針81封閉第一溶膠通道831、第二溶膠通道832，僅有第三溶膠通道833向澆口85處噴出pet材質的溶膠。

s2、如圖4b所示，停止向第一氣孔111通入氣體，進一步的，同時且持續向第二氣孔113、第四氣孔133通入氣體，此時，外活塞30、內活塞40均向上移動，並在第三溶膠通道833開啟的基礎上，帶動閥針81依次開啟第二溶膠通道832，第一溶膠通道831，當外活塞30抵接到缸體10的內上壁，同時，內活塞40抵接到外活塞30的內上壁時，即：閥針81處於第二狀態下，第三溶膠通道833、第二溶膠通道832，第一溶膠通道831均被開啟，以同時向澆口85處噴出pet和barrier材質的混合溶膠。

s3、如圖4a所示，停止向第二氣孔113通入氣體，同時且持續向第一氣孔111、第四氣孔133通入氣體，使閥針81再次處於第一狀態下，此時，閥針81再次封閉第一溶膠通道831、第二溶膠通道832，僅有第三溶膠通道833向澆口85處噴出pet材質的溶膠。

s4、如圖4c所示，停止向第四氣孔133通入氣體，同時且持續向第一氣孔111、第三氣孔131通入氣體，此時，外活塞30、內活塞40均向下移動，並在第一溶膠通道831、第二溶膠通道832關閉的基礎上，帶動閥針81繼續關閉第三溶膠通道833，當外活塞30抵接到下底座50，同時，內活塞40抵接到上底座60時，即閥針處於第三狀態下，第一溶膠通道831、第二溶膠通道832，第三溶膠通道833均被關閉，不再向澆口85處噴出任何材質的溶膠，即，停止注塑，為下一次成型做準備。

如此，通過不同的氣孔注入氣體後，可以自由控制外活塞30、內活塞40沿氣缸組件的軸向移動，進而控制閥針81沿所述氣缸組件的軸向移動，進一步的，控制閥針停留在不同的位置，從而來控制注塑哪種膠料。在本發明的其他實施方式中，所述溶膠通道的數量可根據注塑要求進行增減，如此，使本發明的熱流道注塑裝置適用於注塑具有多層材質構成的注塑產品。

綜上所述，本發明的用於熱流道注塑裝置的氣缸組件中，通過外活塞、內活塞、上底座、下底座的相互配合形成兩組行程上下腔，並可以單獨或整體控制兩組行程上下腔的活動進程，使得其總行程可以分多次或單次利用，如此，可以自由控制連接於內活塞下方的閥針停留位置，進一步的，由於其具備控制閥針自由停留位置的功能，設置有該氣缸組件的熱流道注塑裝置能夠實現多層注塑；該熱流道注塑裝置質量穩定可靠，製作出的產品精良。

應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施方式中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本發明的保護範圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護範圍之內。