RO129995B1

RO129995B1 - Nozzle for plastic injection

Info

Publication number: RO129995B1
Application number: ROA201300515A
Authority: RO
Inventors: Virgilius Vasilache; Liviu Moldovan
Original assignee: Universitatea ''petru Maior'' Din Târgu Mureş
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2019-08-30
Also published as: RO129995A2

Description

Invenția se referă la o duză pentru injectat materiale plastice, destinată injectării materialelor plastice termoplaste.The invention relates to a nozzle for injecting plastics, intended for injection of thermoplastic plastics.

Se cunoaște documentul US 3707265, care se referă la o duză 12 ce are un corp 20 cu un orificiu 22 și un canal de curgere 24 pentru materialul plastic, care comunică cu orificiul 22 conic. Duza 12 are un miez central sau o torpilă 26 dispusă coaxial. Canalul de curgere 24 este dispus radial spre exterior de către o porțiune de perete cilindrică 30 a carcasei, o porțiune de perete 32, convergentă radial și axial, și o porțiune de perete secundară convergentă, radial și axial 34, apropiată de orificiul 22.US 3707265 is known, which refers to a nozzle 12 having a body 20 with a hole 22 and a flow channel 24 for the plastic material, which communicates with the tapered hole 22. The nozzle 12 has a central core or torpedo 26 disposed coaxially. The flow channel 24 is disposed radially outwardly by a cylindrical wall portion 30 of the housing, a wall portion 32, radially and axially convergent, and a portion of the secondary wall radially and axially convergent 34, close to the orifice 22.

Se mai cunoaște, din documentul US 5851565 o duză pentru aparate de turnare prin injecție 10, care include un manșon exterior cilindric 12, un vârf 14 de duze interioare, un încălzitor cu bobine 16 și o inserție 18 de distribuție a tijei T. Inserția de distribuție 18 a tijei T are o gaură interioară 20 prin care materialul topit este alimentat de vârful 14 al duzei interioare și din care materialul este alimentat într-o cameră între duza interioară 14 și manșonul 12. Acesta din urmă este format dintr-un singur orificiu 22, din care materialul este expulzat într-o matriță într-un proces de turnare prin injecție.Also known from US 5851565 is a nozzle for injection molding apparatus 10, which includes a cylindrical outer sleeve 12, a tip 14 of inner nozzles, a coil heater 16 and an insert 18 for distributing the rod T. distribution 18 of the rod T has an inner hole 20 through which the molten material is fed by the tip 14 of the inner nozzle and from which the material is fed into a chamber between the inner nozzle 14 and the sleeve 12. The latter is formed by a single orifice 22, from which the material is expelled into a mold in an injection molding process.

Mai este cunoscută o duză pentru injectat materiale plastice realizată dintr-un corp înfiletatîn partea frontală a unui cilindru de injectat, materialul plastic plastifiat ieșind printr-un orificiu axial din corpul duzei, diametrul orificiului axial fiind mult mai mic decât diametrul interior al cilindrului de injectare [Virgilius Vasilache - Teză de doctorat, Oradea, 2010].Also known is a nozzle for injecting plastics made from a threaded body in the front of an injection cylinder, the plasticized plastic material coming out through an axial hole in the nozzle body, the diameter of the axial orifice being much smaller than the inside diameter of the injection cylinder. [Virgilius Vasilache - PhD thesis, Oradea, 2010].

Duza pentru injectat materiale plastice cunoscută prezintă următoarele dezavantaje:The known plastic injection nozzle has the following disadvantages:

- nu poate fi utilizată pentru injectări verticale, deoarece materialul plastifiat ar curge în continuu prin duză - nu doar la faza de injectare;- it cannot be used for vertical injections, because the plasticized material would flow continuously through the nozzle - not only at the injection phase;

- nu este indicată pentru materiale plastice care, în stare topită, au o fluiditate mare, deoarece acestea ar curge în continuu prin duză - nu doar la faza de injectare (indiferent de poziția orizontală sau verticală a cilindrului de injectare).- it is not indicated for plastics which, in the melted state, have a high fluidity, because they would flow continuously through the nozzle - not only at the injection phase (regardless of the horizontal or vertical position of the injection cylinder).

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este aceea de a realiza o duză pentru injectat materiale plastice care să realizeze o reținere a materialului plastifiat și să-i permită acestuia trecerea doar la depășirea unei anumite presiuni prestabilite, reglabile.The technical problem that the invention solves is to make a nozzle for injecting plastics to achieve a retention of the laminated material and to allow it to pass only when it exceeds a certain preset, adjustable pressure.

Duza pentru injectat materiale plastice, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că duza are un corp principal, prevăzut cu o cameră de intrare, străbătut transversal de un canal ovalizat, și un orificiu de ieșire obturat de un vârf conic, acționat în sensul deschiderii de către presiunea de injectare din materialul plastifiat și în sensul închiderii de către un știft care străbate transversal corpul prin canalul ovalizat, știft ce este apăsat de un inel de presiune apăsat, la rândul său, de către o pereche de arcuri disc, materialul plastifiat curgând printr-un alezaj central axial prevăzut cu niște găuri de trecere dispuse circular în jurul alezajului central ce pornește din camera de intrare, toate comunicând într-o cameră de amestec situată imediat în amontele orificiului de ieșire și alezajul central care servește ca suport de culisare pentru vârful conic.The nozzle for injecting plastics, according to the invention, removes the disadvantages mentioned by the fact that the nozzle has a main body, provided with an inlet chamber, transversely crossed by an oval channel, and an outlet opening obtained by a conical tip, actuated in the direction of the opening. by the injection pressure of the plasticized material and in the sense of closure by a pin that transversely crosses the body through the oval channel, a pin which is pressed by a pressure ring pressed, in turn, by a pair of disc springs, the plasticized material flowing through an axial central bore provided with passage holes arranged circularly around the central bore starting from the inlet chamber, all communicating in a mixing chamber located immediately upstream of the outlet and the central bore that serves as a sliding support for the conical tip.

Duza pentru injectat materiale plastice, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:The plastic injection nozzle, according to the invention, has the following advantages:

- permite trecerea materialului plastifiat doar după depășirea unei anumite presiuni prestabilite;- allows the passage of the laminated material only after exceeding a certain preset pressure;

- presiunea prestabilită poate fi reglată în trepte de către utilizator;- the preset pressure can be adjusted in stages by the user;

- funcționarea acesteia nu depinde de fluiditatea materialului care trece;- its operation does not depend on the fluidity of the passing material;

- funcționarea acesteia nu depinde de poziția de funcționare;- its operation does not depend on the operating position;

- realizează o omogenizare superioară a materialului plastifiat care trece prin aceasta, în cele ce urmează, se dă un exemplu de realizare a invenției în legătură și cu fig. 1...6 care reprezintă:- performs a higher homogenization of the plasticized material passing through it, in the following, an example of the invention is given in connection with FIG. 1 ... 6 which represents:

- fig. 1, vedere tridimensională a duzei pentru injectat materiale plastice conform invenției;FIG. 1, three-dimensional view of the nozzle for injecting plastics according to the invention;

RO 129995 Β1RO 129995 Β1

- fig. 2, vedere frontală a duzei pentru injectat materiale plastice conform invenției; 1FIG. 2, front view of the plastic injection nozzle according to the invention; 1

- fig. 3, vedere de jos a duzei pentru injectat materiale plastice conform invenției;FIG. 3, bottom view of the plastic injection nozzle according to the invention;

- fig. 4, secțiunea A-A din fig. 3;3FIG. 4, section A-A of fig. 3, 3

- fig. 5, secțiunea B-B din fig. 3;FIG. 5, section B-B of fig. 3;

- fig. 6, vedere tridimensională a inelului de presiune 3.5FIG. 6, three-dimensional view of the pressure ring 3.5

Duza pentru injectat materiale plastice, conform invenției, este alcătuită dintr-un corp având o parte cilindrică a, o extremitate filetată b sub care se află un prag c, cu diametrul7 mai mare cu 6...10 mm, de preferință 8 mm, decât cel al părții cilindrice a, și o a doua extremitate d de formă conică având unghiul la vârf de 110...150°, de preferință 120°. Partea 9 cilindrică a a corpului 1 este străbătută de un canal ovalizat e în care se află un știft 2 care este apăsat de un inel de presiune 3, inelul de presiune 3 fiind apăsat, la rândul său, de o 11 pereche de arcuri disc 4 care sunt pretensionate între inelul de presiune 3 și pragul c, știftul apăsând astfel pe partea din spate a unui vârf conic 5 care, atunci când este apăsat, 13 obturează un orificiu de ieșire f care face legătura între exteriorul duzei și o cameră de amestec g conectată la o cameră de intrare h prin intermediul unor găuri de trecere i și a 15 unui alezaj central j. Găurile de trecere i sunt dispuse circular în jurul alezajului central j, în care se află vârful conic 5, iar comunicarea prin alezajul central j fiind obturată de un dop 17 filetat 6 cu guler sub care se află o garnitură de etanșare 7. Materialul plastifiat intră în camera de intrare h, de unde trece prin găurile de trecere i, divizându-se în tot atâtea 19 șuvoaie secundare, și apoi ajunge în camera de amestec g, reunindu-se într-un singur șuvoi care apasă pe partea conică a vârfului conic 5 și determină apariția unei forțe de deschidere 21 a duzei care tinde să îndepărteze vârful conic 5 de orificiul de ieșire f și a cărei forțe i se opune forței de închidere a duzei care tinde să mențină vârful conic 5 apăsat pe orificiul de 23 ieșire f și care este generată de forța dezvoltată de arcurile disc 4. Forța de deschidere este determinată de presiunea de injectare, iar forța de închidere este determinată de 25 pretensionarea arcurilor disc 4, realizată prin intermediul unui profil variabil al inelului de presiune 3, profil care are câteva perechi de paliere k de diferite înălțimi, cu ajutorul cărora 27 se pretensionează diferit arcurile disc 4. Când se lucrează cu materiale mai fluide, se alege o pereche de paliere k mai înalte de pe profilul inelului de presiune 3 și astfel arcurile disc 29 sunt pretensionate mai puternic, ceea ce determină apariția unei forțe de închidere mai mari, fiind necesară o presiune mai mare care să determine apariția unei forțe de deschidere 31 corespunzător mai mari. Alegerea perechii de paliere k se face prin rotirea inelului de presiune 3 în jurul axei proprii, pentru ușurarea rotirii fiind prevăzute canalele m pe circumferința 33 inelului de presiune 3. Prin încercări, se stabilește corespondența între diferite materiale de injectat și perechea de paliere corespunzătoare k de pe inelul de presiune 3. Corpul 1 al 35 duzei, vârful conic 5 și dopul filetat 6 cu guler trebuie să aibă o duritate de minim 1000 HV și se execută din 38MoCrA109, îmbunătățit și nitrurat pe o adâncime de 0,4...0,6 mm - 37 protejându-se filetele la nitrurare. Garnitura de etanșare 7 se execută din cupru și se supune unui tratament deînmuiereînainte de montare. Pentru lucrul cu polietilenă dejoasă densitate 39 (argetenă) la o temperatură de 18O...23O°C, de preferință 190°C, și având o fluiditate apropiată de cea a pastei de dinți, s-a realizat o deschidere a duzei doar la depășirea presiunii 41 de 6,5 MPa prin poziționarea inelului de presiune 3, astfel încât să apese cu palierul de adâncime maximă (3...5 mm, de preferință 4,5 mm) pe știftul 2, granulele de material plastic 43 fiind uscate anterior injectării o oră la 65°C. Pentru lucrul cu poliamida PA 6.6 la o temperatură de 27O...29O°C, de preferință 290°C, și având o fluiditate apropiată de cea a 45 apei lichide s-a realizat o deschidere a duzei la presiunea de 10 MPa prin poziționarea inelului de presiune 3, astfel încât să apese cu palierul de adâncime minimă (1...2 mm, de 47 preferință 1,5 mm) pe știftul 2, granulele de material plastic fiind uscate anterior injectării 4 h la 80°C. Diametrul orificiului de ieșire f este cuprins între 1 și 3 mm, de preferință 1,5 mm. 49The plastic injection nozzle, according to the invention, is made up of a body having a cylindrical part a, a threaded end b below which is a threshold c, with a diameter 7 greater than 6 ... 10 mm, preferably 8 mm, than the one of the cylindrical part a, and a second end d of conical shape having the tip angle of 110 ... 150 °, preferably 120 °. The cylindrical part 9 of the body 1 is crossed by an oval channel e in which there is a pin 2 which is pressed by a pressure ring 3, the pressure ring 3 being pressed, in turn, by a pair of disc springs 4 which are pre-tensioned between the pressure ring 3 and the threshold c, the pin thus pressing on the back of a conical tip 5 which, when pressed, 13 obtains an outlet port f which connects the outside of the nozzle and a mixing chamber g connected to an inlet chamber h through passage holes i and 15 of a central bore j. The passage holes i are arranged circularly around the central bore j, in which the tapered tip 5 is located, and the communication through the central bore j is blocked by a plug 17 threaded 6 with a collar beneath which is a sealing gasket 7. The laminated material enters in the inlet chamber h, where it passes through the passage holes i, dividing into as many as 19 secondary streams, and then it reaches the mixing chamber g, meeting in a single stream which presses on the conical part of the conical tip 5 and determines the occurrence of an opening force 21 of the nozzle which tends to remove the tapered tip 5 from the outlet port f and whose force is opposed to the closing force of the nozzle which tends to maintain the tapered tip 5 pressed on the outlet port 23 f and which is generated by the force developed by the disc springs 4. The opening force is determined by the injection pressure, and the closing force is determined by the pretensioning of the springs d. isc 4, made by means of a variable profile of the pressure ring 3, a profile which has several pairs of bearings k of different heights, by means of which 27 different spring springs of disc 4 are pretended. When working with more fluid materials, a pair is chosen of higher k bearings on the profile of the pressure ring 3 and thus the disc springs 29 are more prestressed, which causes the occurrence of a larger closing force, a higher pressure being required to cause the corresponding opening force 31 to appear more big. The choice of the bearing pair k is made by rotating the pressure ring 3 around its axis, to facilitate the rotation the channels m are provided on the circumference 33 of the pressure ring 3. By tests, the correspondence between different materials to be injected and the corresponding bearing pair k are established from pressure ring 3. Body 1 of 35 nozzle, tapered tip 5 and threaded plug 6 with collar must have a hardness of at least 1000 HV and is executed from 38MoCrA109, improved and nitrated to a depth of 0.4 ... 0.6 mm - 37 protecting the threads against nitriding. The sealing gasket 7 is made of copper and is subjected to a softening treatment before installation. For working with low density polyethylene 39 (argetene) at a temperature of 18O ... 23O ° C, preferably 190 ° C, and having a fluidity close to that of the toothpaste, an opening of the nozzle was achieved only when the pressure was exceeded. 41 by 6.5 MPa by positioning the pressure ring 3, so that it presses with the maximum depth bearing (3 ... 5 mm, preferably 4.5 mm) on pin 2, the plastic granules 43 being dried prior to injection one hour at 65 ° C. For working with polyamide PA 6.6 at a temperature of 27O ... 29O ° C, preferably 290 ° C, and having a fluidity close to that of 45 liquid water, a nozzle opening was made at the pressure of 10 MPa by positioning the ring of pressure 3, so as to press with the minimum depth bearing (1 ... 2 mm, preferably 47 mm 1.5) on the pin 2, the plastic granules being dried prior to injection 4 h at 80 ° C. The diameter of the outlet hole f is between 1 and 3 mm, preferably 1.5 mm. 49

Claims

claims

1. Plastic injection nozzle provided with a feed channel, characterized in that it has a main body (1) provided with an inlet chamber (h), transversely crossed by an oval channel (s), and an outlet ( f) sealed by a conical tip (5), actuated in the direction of opening by the injection pressure of the plasticized material and in the sense of closing by a pin (2) that transversely crosses the body (1) through the oval channel (s), which it is pressed by a pressure ring (3) pressed, in turn, by a pair of disc springs (4), the plasticized material flowing through a central axial bore (j) provided with circular holes (i) arranged circularly around the central bore (j) starting from the inlet chamber (h), all communicating in a mixing chamber (g) located immediately upstream of the outlet orifice (f) and the central bore (j) which serves as a sliding support for the conical tip (5 ).

Plastic injection nozzle according to claim 1, characterized in that the access of the plasticized material through the central bore (j) is stopped due to a threaded plug (6) with a collar under which a sealing gasket (7), the threaded plug (7) is located ( 6) with the collar being threaded into the upstream part of the central bore (j).

Plastic injection nozzle according to claim 1, characterized in that pair of bearings (k) are provided on the pressure ring (3), each pair having a different height from the other, a pair of bearings (k) always pressing on the pin (2), and on the circumference of the pressure ring (3) there are provided channels (m) to facilitate the rotation of the pressure ring (3) around its own axis, in order to select a certain pair of bearings (k) for pressing the pin (2).