快速拼裝熱流道系統及其拼裝方法與流程

2023-05-06 17:23:08

本發明涉及注塑模具熱流道系統技術領域，特別是一種由標準化構件組成的快速拼裝熱流道系統及其拼裝方法。

背景技術：

熱流道模具與普通模具相比具有節約原材料，改善製品質量，成型周期短，降低成本等諸多優點，如今熱流道技術在注塑模具中的應用越來越廣泛。但熱流道系統本身在實際機加工生產中依然存在諸多缺陷，致使機加工工藝過於繁瑣複雜，加工周期長和加工成本高。目前市場上銷售的熱流道系統基本可分為兩種結構:整體式熱流道系統和分體式熱流道系統。整體式熱流道系統具有拆裝便捷的特點，整體式熱流道系統又可以大致分為兩種結構:一種是熱嘴頭與熱流道板之間直接通過螺栓實現熱嘴頭與熱流道板之間的連接，此種結構的優點是實現整體吊裝的同時可以最小限度的控制熱流道板的厚度，缺點是機加工成本依然較高。另一種是熱嘴頭與熱流道板之間直接通過螺紋連接固定，這樣的熱流道系統保證了整體拆卸和安裝的要求。但是，為了保證熱嘴頭和熱流道板之間的連接強度要求，需要保證熱嘴頭和熱流道板之間具有一定高度的螺紋連接，這就需要流道板具有較大的厚度，成本相對較高，而熱流道板較厚也會影響到模具設計加工尺寸，同時此種結構在系統維護時拆卸熱嘴頭會很困難。

此外，在現行的熱流道系統的製造中，發熱管的加工方式常用銅條壓緊、導扣鎖緊、表面壓緊三種方式。由於自始至終存在一個膨脹係數不一致的問題，在升溫與降溫過程中，加熱管、銅條、鋼等的體積變化率不一樣，這就會導致局部膨脹翹起，引起局部過熱或接觸不良的情況，從而導致熱流道系統中局部過熱而有材料分解的情況。同時，整個熱流道系統的溫控單元多而複雜，製造成本高。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種結構簡單、合理，減少因閥針與閥針套配合精度問題造成漏膠及後續問題的快速拼裝熱流道系統，以克服現有技術的不足,並能滿足更高的注塑要求，如高速高壓注塑、超長時間保壓注塑等。

本發明的目的在於提供一種結構簡單、合理，實現熱流道行業的標準化，解決熱流道加工周期長，安裝、拆卸時困難，以及熔體受熱不均而導致的產品質量差的問題，同時降低熱流道成本的快速拼裝熱流道系統及其拼裝方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種快速拼裝熱流道系統，包括主進料嘴和熱嘴頭，其特徵在於：所述主進料嘴與主分流管連接，主分流管至少設有一分流管頭，分流管頭通過直流道管及轉接管配件與熱嘴頭密封連接；直流道管為型材，直流道管內部沿其軸線方向設有相互隔開的熔體直通孔和至少兩個傳熱介質直通孔；主分流管及其分流管頭、轉接管配件、均分別對應熔體直通孔和傳熱介質直通孔設有熔體通道和傳熱介質通道；主進料嘴設有熔體主進料通道與熔體通道連通，熱嘴頭設有熔體出料通道與熔體通道連通，主進料嘴和熱嘴頭分別至少設有一傳熱介質回流通道，傳熱介質回流通道至少有兩個埠，兩個埠分別與一傳熱介質直通孔連通。

本發明的目的還可以採用以下技術措施解決：

作為更具體的方案，所述直流道管的中心為熔體直通孔，傳熱介質直通孔設有偶數個、並排布在熔體直通孔外周；其中，每相鄰的兩個傳熱介質直通孔構成一組，一個傳熱介質直通孔用於流進傳熱介質，另一傳熱介質直通孔用於流出傳熱介質。

所述直流道管表面、分流管頭表面和轉接管配件表面均設有將熔體通道與傳熱介質通道隔開的第一密封圈槽，直流道管表面、分流管頭表面和轉接管配件表面還設有將傳熱介質通道與外界隔開的第二密封圈槽。

所述主進料嘴和熱嘴頭上分別設有第一傳熱介質回流通道和第二傳熱介質回流通道；第一傳熱介質回流通道和第二傳熱介質回流通道均呈V型、且埠朝外，第一傳熱介質回流通道位於熔體主進料通道旁，熔體主進料通道位於主進料嘴中心，第二傳熱介質回流通道位於熔體出料通道旁，熔體出料通道位於熱嘴頭中心。傳熱介質回流通道設計成V型不是唯一的方案，隨著加工工藝的不斷進步，傳熱介質回流通道可以設計成不同的形狀，以使得傳熱介質回流通道可以與主進料嘴的熔體主進料通道和熱嘴頭的熔體出料通道有更好的熱傳遞，確保熔體主進料通道和熔體出料通道內的熔融塑膠具有較好的流動性。

所述主進料嘴設置在主分流管頂部，分流管頭設置在主分流管外周，主分流管的熔體通道和傳熱介質通道分別包括通向主分流管頂面的熔體主流通道和傳熱介質導流通道；分流管頭的熔體通道和傳熱介質通道分別包括通向分流管頭端面的熔體分流通道和傳熱介質分流通道，熔體主流通道和熔體分流通道連通，傳熱介質導流通道與傳熱介質分流通道連通。主分流管根據實際情況可以為三通（即設有三個分流管頭）、五通管等，不限於具體連通孔數量和形式。其衍生形式還可以是將各分流管頭做成可旋轉結構，方向隨點位方向調節。

所述主進料嘴底部外周設有法蘭盤，法蘭盤通過螺栓與主分流管固定連接，主分流管頂部設有將熔體主流通道與傳熱介質導流通道隔開的第三密封圈槽，主分流管頂部還設有將傳熱介質導流通道與外界隔開的第四密封圈槽。

所述主進料嘴底部設有將熔體主進料通道與第一傳熱介質回流通道隔開的第五密封圈槽，主進料嘴底部還設有將第一傳熱介質回流通道與外界隔開的第六密封圈槽，第五密封圈槽與第三密封圈槽相對，第六密封圈槽與第四密封圈槽相對。

所述轉接管配件包括彎流道管，彎流道管設有第一支流接頭和第二支流接頭，彎流道管的熔體通道和傳熱介質通道分別包括第一熔體支流通道和第一傳熱介質支流通道，第一熔體支流通道和第一傳熱介質支流通道分別通向第一支流接頭和第二支流接頭的端面；和/或，所述轉接管配件包括三通道管，三通道管設有三個分流接頭、第二熔體支流通道和第二傳熱介質支流通道，第二熔體支流通道和第二傳熱介質支流通道分別通向三個分流接頭的端面。

所述彎流道管還設有傳熱介質進出口接頭，第一傳熱介質支流通道還通向傳熱介質進出口接頭端面，傳熱介質進出口接頭對應第一熔體支流通道設有擋流面。流道系統中的加熱方式採用油溫控制，傳熱介質由油溫機從傳熱介質進出口接頭輸入熱流道系統，傳熱介質迴路的數量和油路通道直徑依塑料種類、熔體流道直徑而定，確保滿足加熱需求。

所述轉接管配件上設有背託安裝臺，轉接管配件和/或直流道管上設有熱電偶安裝孔。

所述分流管頭、直流道管、轉接管配件及熱嘴頭相互連接處外周設有卡位；所述快速拼裝熱流道系統還包括卡箍，卡箍將分流管頭、直流道管、轉接管配件及熱嘴頭中任意兩個零件的卡位連接；所述卡箍包括第一箍體和第二箍體，第一箍體和第二箍體的一端相互鉸接，另一端分別設有收口連接耳；第一箍體和第二箍體的內側分別設有與所述卡位插接配合的凸扣，外側設有固定耳。卡箍的凸扣與卡位通過斜楔面鎖緊，在壓緊時產生很大的靜摩擦力，使得連接的兩個零件相互壓緊自鎖；凸扣與卡位還相互定位，確保管路各通孔準確對接。固定耳與模具型腔用螺釘緊固，以及對應熱嘴頭軸線方向安裝背託頂住，使得熱流道系統能穩定工作。除了通過卡箍連接外，也可以通過焊接或者其它連接件將需要固定的零件連接在一起。

一種快速拼裝熱流道系統的拼裝方法，其特徵在於：根據所需長度截取直流道管、並對直流道管外周進行機加工，使其兩端外周形成所述卡位，最後通過卡箍將卡位與分流管頭、轉接管配件或熱嘴頭的卡位相互連接，即實現直流道管與分流管頭、轉接管配件或熱嘴頭的接駁。

所述快速拼裝熱流道系統的拼裝方法，其特徵在於：還通過機加工將直流道管的端面加工出將熔體通道與傳熱介質通道隔開的第一密封圈槽，以及加工出將傳熱介質通道與外界隔開的第二密封圈槽；直流道管與分流管頭、轉接管配件或熱嘴頭接駁前先在第一密封圈槽和第二密封圈槽內放置相應的密封圈。

本發明的有益效果如下：

（1）此款快速拼裝熱流道系統將熱流道系統結構件預製成標準件，根據客戶的具體要求進行選用，此時的加工量小，加工周期短，加工完成後可以快速拼裝，有利於客戶儘早實現生產，提高經濟效益。

（2）熱流道板簡化為熱流道管後，所需鋼材更少，熱流道管的拼接結構，管件間的連接採用帶有斜楔面的卡扣鎖緊，這樣的加工工藝即滿足強度的要求又最大限度的節省了材料，而且拆裝更加靈活方便。

（3）整個熱流道系統運用油溫機控溫，使整個系統控溫更加均勻，避免傳統加熱（加熱管、加熱線圈）方式下出現熱點而導致塑料降解的發生概率。

（4）油路循環路徑覆蓋整個流道，保證流道任何一處都能夠受熱均勻。

附圖說明

圖1為本發明一實施例熱流道系統結構示意圖。

圖2為本發明的直流道管雛形結構示意圖。

圖3為圖2中直流道管一加工狀態後結構示意圖。

圖4為圖2中直流道管另一加工狀態後結構示意圖。

圖5為本發明的主分流管結構示意圖。

圖6為圖5主視結構示意圖。

圖7為圖6的A-A剖視結構示意圖。

圖8為本發明的主進料嘴一角度結構示意圖。

圖9為本發明的主進料嘴另一角度結構示意圖。

圖10為本發明的卡扣結構示意圖。

圖11為本發明的彎流道管一角度結構示意圖。

圖12為本發明的彎流道管另一角度結構示意圖。

圖13為本發明的三通道管結構示意圖。

圖14為本發明的熱嘴頭結構示意圖。

圖15為圖14的俯視結構示意圖。

圖16為圖15的B-B剖視結構示意圖。

圖17為可應用於本發明的塞頭結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述。

參見圖1至圖16所示，一種快速拼裝熱流道系統，包括主進料嘴4和熱嘴頭9，所述主進料嘴4與主分流管3連接，主分流管3至少設有一分流管頭31（本實施例中分流管頭31為三個，當然實際應用中還可以是四個、五個等），分流管頭31通過直流道管1及轉接管配件與熱嘴頭9密封連接；直流道管1為型材，直流道管1內部沿其軸線方向設有相互隔開的熔體直通孔11和至少兩個傳熱介質直通孔12；主分流管3及其分流管頭31、轉接管配件、均分別對應熔體直通孔11和傳熱介質直通孔12設有熔體通道和傳熱介質通道；主進料嘴4設有熔體主進料通道44與熔體通道連通，熱嘴頭9設有熔體出料通道91與熔體通道連通，主進料嘴4和熱嘴頭9分別至少設有一傳熱介質回流通道，傳熱介質回流通道至少有兩個埠，兩個埠分別與一傳熱介質直通孔12連通。

所述直流道管1的中心為熔體直通孔11，傳熱介質直通孔12設有偶數個（本實施例中為六個）、並排布在熔體直通孔11外周；其中，每相鄰的兩個傳熱介質直通孔12構成一組，一個傳熱介質直通孔12用於流進傳熱介質，另一傳熱介質直通孔12用於流出傳熱介質。所述直流道管1的端面呈圓形。

所述直流道管1表面、分流管頭31表面和轉接管配件表面均設有將熔體通道與傳熱介質通道隔開的第一密封圈槽15，直流道管1表面、分流管頭31表面和轉接管配件表面還設有將傳熱介質通道與外界隔開的第二密封圈槽14。

所述主進料嘴4和熱嘴頭9上分別設有第一傳熱介質回流通道46和第二傳熱介質回流通道92；第一傳熱介質回流通道46和第二傳熱介質回流通道92均呈V型、且埠朝外，第一傳熱介質回流通道46位於熔體主進料通道44旁，熔體主進料通道44位於主進料嘴4中心，第二傳熱介質回流通道92位於熔體出料通道91旁，熔體出料通道91位於熱嘴頭9中心。

所述主進料嘴4設置在主分流管3頂部，分流管頭31設置在主分流管3外周，主分流管3的熔體通道和傳熱介質通道分別包括通向主分流管3頂面的熔體主流通道32和傳熱介質導流通道33；分流管頭31的熔體通道和傳熱介質通道分別包括通向分流管頭31端面的熔體分流通道38和傳熱介質分流通道37，熔體主流通道32和熔體分流通道38連通，傳熱介質導流通道33與傳熱介質分流通道37連通。

所述主進料嘴4底部外周設有法蘭盤42，法蘭盤42通過螺栓與主分流管3固定連接，主分流管3頂部設有將熔體主流通道32與傳熱介質導流通道33隔開的第三密封圈槽34，主分流管3頂部還設有將傳熱介質導流通道33與外界隔開的第四密封圈槽36；所述主進料嘴4底部設有將熔體主進料通道44與第一傳熱介質回流通道46隔開的第五密封圈槽47，主進料嘴4底部還設有將第一傳熱介質回流通道46與外界隔開的第六密封圈槽45，第五密封圈槽47與第三密封圈槽34相對，第六密封圈槽45與第四密封圈槽36相對。所述主進料嘴4頂部設有與熔體主流通道32連通的熔體進料口41。所述法蘭盤42上設有連接孔43，主分流管3頂面對應連接孔43設有螺孔35，螺栓穿過連接孔43後與螺孔35螺紋連接。

所述轉接管配件包括彎流道管6，彎流道管6設有第一支流接頭61和第二支流接頭62，彎流道管6的熔體通道和傳熱介質通道分別包括第一熔體支流通道65和第一傳熱介質支流通道66，第一熔體支流通道65和第一傳熱介質支流通道66分別通向第一支流接頭61和第二支流接頭62的端面；所述轉接管配件還包括三通道管5，三通道管5設有三個分流接頭51、第二熔體支流通道52和第二傳熱介質支流通道53，第二熔體支流通道52和第二傳熱介質支流通道53分別通向三個分流接頭51的端面。

所述彎流道管6還設有傳熱介質進出口接頭63，第一傳熱介質支流通道66還通向傳熱介質進出口接頭63端面，傳熱介質進出口接頭63對應第一熔體支流通道65設有擋流面67。

所述轉接管配件上設有背託安裝臺64，轉接管配件和/或直流道管1上設有熱電偶安裝孔16。具體是彎流道管6和三通道管5頂部設有背託安裝臺64。彎流道管6的第一支流接頭61上設有熱電偶安裝孔16。

所述分流管頭31、直流道管1、轉接管配件及熱嘴頭9相互連接處外周設有卡位；所述快速拼裝熱流道系統還包括卡箍2，卡箍2將分流管頭31、直流道管1、轉接管配件及熱嘴頭9中任意兩個零件的卡位連接；所述卡箍2包括第一箍體21和第二箍體25，第一箍體21和第二箍體25的一端相互鉸接，另一端分別設有收口連接耳26；第一箍體21和第二箍體25的內側分別設有與所述卡位插接配合的凸扣，外側設有固定耳24。所述第一箍體21和第二箍體25的收口連接耳26通過螺絲、螺母壓緊連接。

所述卡位包括環形凹槽13和設置在環形凹槽13上的鍵槽131，凸扣包括凸筋23和設置在凸筋23上的凸鍵22，凸筋23與環形凹槽13通過斜楔面鎖緊配合，凸鍵22與鍵槽131配合。

參見圖17，還可包括塞頭10，塞頭10用於封堵熔體通道和傳熱介質通道，其外周同樣設有所述卡位。

上述熔體指的是具有流動性的熔融塑膠，傳熱介質指的是具有流動性的傳熱介質，其可以是熱油、蒸汽、金屬熔體（比如水銀）等。

一種所述快速拼裝熱流道系統的拼裝方法，其根據所需長度截取直流道管1、並對直流道管1外周進行機加工，使其兩端外周形成所述卡位，最後通過卡箍2將卡位與分流管頭31、轉接管配件或熱嘴頭9的卡位相互連接，即實現直流道管1與分流管頭31、轉接管配件或熱嘴頭9的接駁。另外，還通過機加工將直流道管1的端面加工出將熔體通道與傳熱介質通道隔開的第一密封圈槽15，以及加工出將傳熱介質通道與外界隔開的第二密封圈槽14；直流道管1與分流管頭31、轉接管配件或熱嘴頭9接駁前先在第一密封圈槽15和第二密封圈槽14內放置相應的密封圈。

所述密封圈為銅圈、不鏽鋼真空圈、PI圈、PTEF圈、PCTFE圈等。本實施例選用不鏽鋼真空圈。整個熱流道系統的加熱由油溫機控制，加熱介質為油。

由於在生產時，熱流道系統的溫度直接影響著注塑加工的質量，所述傳熱介質需要傳熱介質控制器控制，傳熱介質控制器能判斷運行模式（分析設定溫度與實際檢測溫度差）調整傳熱介質的初始溫度。例如：當溫差超過100℃時，傳熱介質以高於設定溫度的30%-40%進入。提高升溫的效率，以最快的速度達到設定溫度。當溫差在20℃時，傳熱介質以高於設定溫度的5%進入。接近設定值時，減速升溫，避免局部過熱（溫度過高）。

另外，可以在傳熱介質中混有一種物質，叫做能量粒子，能量粒子在碰撞時會釋放能量，針對這種原理，可以在適當位置設置小截面的流道，以便於能量粒子經過小截面時相互碰撞剪切產生熱量。

還有，傳熱介質控制器能檢測傳熱介質特定位置的溫度差，智能調節流動速度與模具有接觸的位置，肯定比無接觸的位置熱量損失的要多。例如：熱咀的澆口司附近，在這些位置傳熱介質的通道並不是等截面的，這些位置的流通面積變小，變化就能產生熱量來補充流失到模具上的熱量。這個熱量的產生由流速來控制，通過控制器來控制達到整個流道系統的熱量平衡。

所述熱流道直流道管外部可以根據實際加工情況，包覆錫紙或鍍陶瓷塗層隔熱。

本發明一具體的連接方式是：主分流管3頂部設有主進料嘴4，主分流管3外周設有三個分流管頭31，其中一分流管頭31通過直流道管1與三通道管5的左側分流接頭51連接，三通道管5的右側分流接頭51與彎流道管6的第一支流接頭61連接，三通道管5的下側分流接頭51和彎流道管6的第二支流接頭62分別通過另一直流道管1與熱嘴頭9連接。

主分流管3的另外兩個分流管頭31通過直流道管1與彎流道管6的第一支流接頭61連接，彎流道管6的第二支流接頭62分別通過另一直流道管1與熱嘴頭9連接。

其中，第一支流接頭61和另一直流道管1分別設有熱電偶7，三通道管5和彎流道管6上分別對應熱嘴頭軸線方向安裝背託8。

本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。