一种活塞式反应注射成型机的制作方法

1.本实用新型涉及高分子材料成型设备技术领域，具体涉及一种活塞式反应注射成型机。


背景技术：

2.反应注射成型是将两种或两种以上具有聚合活性的低相对分子质量的液体原料通过高压碰撞或机械搅拌混合后注射入密封的模具内，在模腔内完成聚合与成型。这种具有将聚合反应与注射成型相结合的工艺，具有原料配制灵活、生产周期短、成本低及环保的特点，应用于大型薄壁、结构复杂制品的生产。
3.现有的反应成型设备分为高压成型机和低压成型机，例如申请公布号为cn102814921a的中国发明专利申请公开的一种高压反应注射成型设备，包括a料桶、b料桶以及带有高压碰撞混合器的浇注头，a料桶上连接有向高压碰撞混合器上的a物料进口输料的a物料输送管，a物料输送管上设置有a物料齿轮泵，b料桶也是同样的设置。
4.上述高压反应注射成型设备采用齿轮泵进行物料输送，计量精度较差，还有的成型设备采用柱塞泵进行物料输送与计量，导致两种设备存在体积较大、小制件计量不精确的问题，并且都有旋转部件，零部件易损坏。此外，由于柱塞泵和齿轮泵的结构限制，不能在物料中加入填料，适用范围较窄。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种活塞式反应注射成型机，以解决现有技术中的成型设备体积大、小制件计量不精确、旋转部件易损坏、且无法添加增强材料的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型中的活塞式反应注射成型机采用如下技术方案：
7.一种活塞式反应注射成型机，包括第一料缸、第二料缸和混合器，其中，第一料缸内设置有第一活塞，第一活塞上连接有伸出第一料缸的第一活塞杆；第二料缸内设置有第二活塞，第二活塞上连接有伸出第二料缸的第二活塞杆；混合器分别通过第一注料管路与第一料缸连接、通过第二注料管路与第二料缸连接，第一注料管路上连接有第一注料阀，第二注料管路上连接有第二注料阀；活塞式反应注射成型机还包括与第一活塞杆和第二活塞杆传动连接的直动动力机构，直动动力机构用于带动第一活塞和第二活塞直动，以将第一料缸和第二料缸中的物料分别通过第一注料管路和第二注料管路注入混合器中。
8.上述技术方案的有益效果在于：本实用新型的成型机包括两个料缸，两个料缸内分别设置有活塞，活塞上均连接有活塞杆，通过直动动力机构可以带动两个活塞杆移动，进而使两个活塞直动，将第一料缸和第二料缸中的物料分别通过第一注料管路和第二注料管路注入混合器中，实现物料的输送。
9.采用活塞式的结构，可以通过活塞的面积乘以活塞杆移动的距离得到注射量，因此只需要通过直动动力机构控制活塞杆的移动距离即可精确控制注射量，从而能够通过活塞杆较小的位移实现小型制件的成型，能够保证小制件计量精确。同时，相比现有技术中的
柱塞泵或齿轮泵，在同等注射量下，本实用新型的设备体积较更小，并且不存在旋转部件，解决了部件易损坏的问题，降低了制造成本；另外可以向料缸中加入增强材料，使成型机既适用于普通的反应注射成型体系，同时也适用于添加增强材料的反应注射成型体系，适用范围更广。
10.进一步的，所述直动动力机构为液压缸，液压缸包括缸体、设置在缸体内的液压活塞以及连接在液压活塞上且伸出缸体的推杆，推杆与第一活塞杆和第二活塞杆平行布置，推杆的端部垂直连接有固定杆，固定杆同时与第一活塞杆和第二活塞杆固定连接。
11.上述技术方案的有益效果在于：采用液压缸作为直动动力机构，方便配置，并且方便控制活塞杆移动的距离；液压缸的推杆端部垂直连接有固定杆，固定杆同时与第一活塞杆和第二活塞杆固定连接，方便控制两个活塞杆同步移动，整体结构简单、方便制造。
12.进一步的，液压缸位于第一料缸和第二料缸之间，推杆、第一活塞杆和第二活塞杆连接在固定杆的同一侧。
13.上述技术方案的有益效果在于：充分利用两个料缸之间的空间，减少设备占用空间。
14.进一步的，活塞式反应注射成型机还包括液压工作站，液压工作站通过液压管路与液压缸的缸体连接，液压管路上连接有液压缸控制阀。
15.上述技术方案的有益效果在于：方便控制液压缸推杆的动作，方便使用。
16.进一步的，所述直动动力机构为丝杠螺母机构，直动动力机构包括驱动电机、与驱动电机的输出轴传动连接的丝杠以及与丝杠螺纹连接的连杆，丝杠与第一活塞杆和第二活塞杆平行布置，连杆同时与第一活塞杆和第二活塞杆固定连接。
17.上述技术方案的有益效果在于：采用丝杠螺母机构作为直动动力机构，可以通过丝杠的旋转角度精确控制注射量，能够实现极小注射量的控制，进一步保证小制件计量精确；与丝杠螺纹连接的连杆直接与两个活塞杆固定连接，方便控制两个活塞杆同步移动，结构简单、方便制造。
18.进一步的，丝杠连接在连杆的中部并伸入第一料缸和第二料缸之间，第一活塞杆和第二活塞杆分别与连杆的两端固定连接。
19.上述技术方案的有益效果在于：丝杠的布置形式充分利用了两个料缸之间的空间，同时连接形式简单、方便加工制造，也方便对两个活塞杆施力。
20.进一步的，第一料缸上设置有用于与第一原料罐连接的第一进料管路，第二料缸上设置有用于与第二原料罐连接的第二进料管路，第一进料管路上连接有第一进料阀，第二进料管路上连接有第二进料阀。
21.上述技术方案的有益效果在于：通过设置进料管路以及连接在进料管路上的进料阀，方便将原料罐中的原料加入料缸中。
22.进一步的，所述混合器为机械搅拌混合器，活塞式反应注射成型机还包括连接在机械搅拌混合器上的冲洗管路。
23.上述技术方案的有益效果在于：保证混合效果，方便在搅拌后对混合器进行冲洗。
24.进一步的，活塞式反应注射成型机还包括用于连接高压气源的气体管路，气体管路上连接有气体控制阀，气体管路与冲洗管路连接；活塞式反应注射成型机还包括用于与清洗剂储存罐连通的清洗剂管路，清洗剂管路上连接有清洗剂控制阀，清洗剂管路也与冲
洗管路连接。
25.上述技术方案的有益效果在于：气体管路和清洗剂管路均与冲洗管路连接，方便先用高压气体吹出混合器中的料液，再用清洗剂进行冲洗，保证冲洗效果。
26.进一步的，冲洗管路有两条，气体管路和清洗剂管路均与两个冲洗管路连接。
27.上述技术方案的有益效果在于：两条冲洗管路能够提高冲洗效果，确保冲洗干净。
附图说明
28.图1为本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例1的结构示意图；
29.图2为本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例2的结构示意图；
30.图3为本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例3的结构示意图；
31.图4为本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例4的结构示意图；
32.图5为本实用新型中活塞式反应注射成型机的原料罐的结构示意图。
33.图中：1、第一料缸；2、第二料缸；3、第一活塞；4、第一活塞杆；5、第二活塞；6、第二活塞杆；7、缸体；8、液压活塞；9、推杆；10、固定杆；11、液压工作站；12、液压管路；13、液压缸控制阀；14、第一注料管路；15、第一注料阀；16、第二注料管路；17、第二注料阀；18、第一进料管路；19、第一进料阀；20、第二进料管路；21、第二进料阀；22、混合器；23、冲洗管路；24、冲洗控制阀；25、气体管路；26、气体控制阀；27、分支气路；28、清洗剂储存罐；29、清洗剂管路；30、清洗剂控制阀；31、分支液路；32、并联管路；33、驱动电机；34、丝杠；35、连杆；36、罐体；37、搅拌电机；38、搅拌桨；39、固体原料进口；40、液体原料进口；41、氮气进口；42、出料阀。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
38.本实用新型中活塞式反应注射成型机（以下简称成型机）的实施例1如图1所示，包括第一料缸1和第二料缸2，第一料缸1内设置有第一活塞3，第一活塞3上连接有伸出第一料缸1的第一活塞杆4；第二料缸2内设置有第二活塞5，第二活塞5上连接有伸出第二料缸2的第二活塞杆6。
39.成型机还包括混合器22，第一料缸1通过第一注料管路14与混合器22连接，第二料缸2通过第二注料管路16与混合器22连接，第一注料管路14上连接有第一注料阀15，第二注料管路16上连接有第二注料阀17。
40.成型机还包括与第一活塞杆4和第二活塞杆6传动连接的直动动力机构，直动动力机构用于带动第一活塞3和第二活塞5直动，以将第一料缸1和第二料缸2中的物料分别通过第一注料管路14和第二注料管路16注入混合器22中。具体的，本实施例中的直动动力机构为液压缸，液压缸包括缸体7、设置在缸体7内的液压活塞8以及连接在液压活塞8上且伸出缸体7的推杆9，推杆9与第一活塞杆4和第二活塞杆6平行布置，推杆9的端部垂直连接有固定杆10，固定杆10同时与第一活塞杆4和第二活塞杆6固定连接，以使两个活塞杆同步移动，整体结构简单、方便制造。
41.同时，液压缸位于第一料缸1和第二料缸2之间，推杆9、第一活塞杆4和第二活塞杆6连接在固定杆10的同一侧，且推杆9与固定杆10的中部连接，第一活塞杆4和第二活塞杆6分别与固定杆10的两端连接，这样不仅充分利用了两个料缸之间的空间，减少设备占用空间，而且结构简单，布局紧凑合理，方便对两个活塞杆施力。此外，成型机还包括液压工作站11，液压工作站11通过液压管路12与液压缸的缸体7连接，液压管路12上连接有液压缸控制阀13，方便控制推杆9的动作。
42.成型机还包括第一原料罐和第二原料罐，第一料缸1上设置有与第一原料罐连接的第一进料管路18，第二料缸2上设置有与第二原料罐连接的第二进料管路20，第一进料管路18上连接有第一进料阀19，第二进料管路20上连接有第二进料阀21。第一原料罐和第二原料罐的结构相同，如图5所示，原料罐包括罐体36，罐体36顶部安装有搅拌电机37，罐体36内设置有搅拌桨38，搅拌电机37与搅拌桨38传动连接，用于驱动搅拌桨38旋转。罐体36的顶部分别设置有固体原料进口39、液体原料进口40、氮气进口41，罐体36的底部设置有出料阀42。
43.另外，上述的混合器22为机械搅拌混合器（现有产品，具体结构本实用新型不做介绍），因此成型机还包括连接在机械搅拌混合器上的冲洗管路23，冲洗管路23有两条；成型机还包括用于连接高压气源的气体管路25，气体管路25上连接有气体控制阀26，气体管路25通过两个分支气路27与两条冲洗管路23连接；成型机还包括用于与清洗剂储存罐28连通的清洗剂管路29，清洗剂管路29上连接有清洗剂控制阀30，清洗剂管路29通过两个分支液路31与两条冲洗管路23连接。这样在成型机使用后，可以先用高压气体吹出混合器22中的料液，再用清洗剂进行冲洗，保证冲洗效果，避免物料在混合器22中固化。
44.此外，成型机还包括控制系统，控制系统与各个阀连接，用于自动控制各个阀的开启和关闭，使得成型机具有进料模式和注料模式，可独立执行，以精确控制进料量和注料量。
45.本实用新型成型机的使用示例1：
46.当成型机用于本体聚双环戊二烯的基本组合料反应注射成型时，首先通过液压缸
控制阀13使液压活塞8正向移动至顶端，液压活塞8通过推杆9、固定杆10带动第一活塞杆4和第二活塞杆6同步移动，使第一活塞3和第二活塞5分别正向移动至顶端，排出空气。然后启动进料模式，第一注料阀15和第二注料阀17关闭，第一进料阀19和第二进料阀21开启，液压活塞8反向运动，带动第一活塞3和第二活塞5反向运动，将料液吸入料缸中，当进料完成后，进料模式自动关闭。
47.启动注料模式，第一注料阀15和第二注料阀17开启，混合器22开始搅拌，液压活塞8正向移动，带动第一活塞3和第二活塞5正向移动，将料液压出，料液分别通过第一注料管路14和第二注料管路16进入混合器22，在混合器22中充分混合后注入模具。
48.注料完成后自动启动清洗系统，冲洗控制阀24开启，然后先开启气体控制阀26进行高压气体冲洗，吹出混合器中的料液，然后开启清洗剂控制阀30，用清洗剂进行冲洗，保证冲洗效果，确保冲洗干净。
49.本实用新型成型机的使用示例2：
50.当成型机用于制造纤维增强聚双环戊二烯复合材料制件时，含有纤维填料的聚双环戊二烯组合料中纤维长度应小于0.5mm，且添加量小于10%。此时，原料罐进行连续搅拌以防止纤维沉降，活塞吸入料液后快速注射，具体操作同使用示例1。
51.本实用新型成型机的使用示例3：
52.当成型机用于制造纳米粒子增强聚双环戊二烯复合材料制件时，含有纳米粒子填料的聚双环戊二烯组合料中纳米粒子含量应小于10%。此时，原料罐进行连续搅拌以防止纤维沉降，活塞吸入料液后快速注射，具体操作同使用示例1。
53.综上所述，本实用新型的成型机采用活塞式的结构，可以通过活塞的面积乘以活塞杆移动的距离得到注射量，因此只需要通过直动动力机构控制活塞杆的移动距离即可精确控制注射量，从而能够通过活塞杆较小的位移实现小型制件的成型，能够保证小制件计量精确。同时，相比现有技术中的柱塞泵或齿轮泵，在同等注射量下，本实用新型的设备体积较更小，并且不存在旋转部件，解决了部件易损坏的问题，降低了制造成本；另外可以向料缸中加入增强材料，使成型机既适用于普通的反应注射成型体系，同时也适用于添加增强材料的反应注射成型体系，适用范围更广。
54.本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例2如图2所示，与实施例1不同的是，混合器22为高压碰撞混合器（也是现有产品，具体结构本实用新型不做介绍），高压碰撞混合器具备自清洗功能，因此实施例2中没有清洗系统，其余结构和操作与实施例1相同。
55.本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例3如图3所示，与实施例1不同的是，实施例3中的直动动力机构为丝杠螺母机构，直动动力机构包括驱动电机33、与驱动电机33的输出轴传动连接的丝杠34以及与丝杠34螺纹连接的连杆35，丝杠34与第一活塞杆4和第二活塞杆6平行布置，连杆35同时与第一活塞杆4和第二活塞杆6固定连接。并且，丝杠34连接在连杆35的中部并伸入第一料缸1和第二料缸2之间，第一活塞杆4和第二活塞杆6分别与连杆35的两端固定连接。
56.另外，实施例3中的气体管路25直接与其中一条冲洗管路23连接，清洗剂管路29与另一条冲洗管路23连接，两条冲洗管路23之间通过并联管路32连接，这样高压气体和清洗剂可以分别进入两条冲洗管路23中。
57.实施例3中的成型机同样也能够用于本体聚双环戊二烯的基本组合料反应注射成
型、用于制造纤维增强聚双环戊二烯复合材料制件或者是用于制造纳米粒子增强聚双环戊二烯复合材料制件，使用时通过驱动电机33的正反转带动丝杠34正反转，从而在丝杠螺母机构原理作用下，使连杆35正向或反向直动，进而实现两个活塞的正反动作，其他步骤与实施例1相同。本实施例中通过丝杠34的旋转角度可以精确控制注射量，能够实现极小注射量的控制，保证小制件计量精确，并且整体结构简单，方便加工制造，也方便对两个活塞杆施力。
58.本实用新型中活塞式反应注射成型机的实施例4如图4所示，与实施例3不同的是，混合器22为高压碰撞混合器，没有清洗系统，其余结构和操作与实施例3相同。
59.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，在一条冲洗管路就可以满足冲洗要求的情况下，冲洗管路可以只设置一条。
60.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，在仅使用清洗剂就可以达到清洗要求的情况下，成型机可以只包括清洗剂管路，不包括气体管路。
61.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，两个料缸上不设置进料管路，而是分别设置有进料口，需要进料时再单独连接进料管路。
62.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，丝杠与连杆的连接位置可以不在中部，也即不在两个活塞杆之间，而是在两个活塞杆的一侧。
63.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，直动动力机构也可以是气缸。
64.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，成型机不包括液压工作站，用户在使用时自行配置液压工作站。
65.在活塞式反应注射成型机的其他实施例中，液压缸不在第一料缸和第二料缸之间，而是在两个料缸的相对一侧，也即第一活塞杆和第二活塞杆连接在固定杆的同一侧，而推杆连接在固定杆的相对另一侧。
66.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。