專利名稱：液體硅膠擠出成型硫化成套方法與設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種以液體硅膠為原料的、可大容量精確、平穩、連續注射供料的、用擠出成型硫化方式來生產橡膠制品的方法與設備。
背景技術：
沿用多年的橡膠制品生產是以固體橡膠為原料，經煉膠、預成型等繁重而耗能的加工工序，原料雜質相對多，不適于作醫療保健用品和食品包裝。上世紀中后期，才開始了液體硅膠的注射成型的研究和試生產，以克服固體膠難以制作形狀復雜和精度要求高的產品的問題，當發現液體硅膠注射成型成本低、能耗小、工效高、能自動化配套的優點后，風糜流行至今。
總之，當今世界的液體硅橡膠制品的生產，采用的是注射成型方式，在模具中硫化，現有的各種液體硅膠注射機，包括改進型的熱固性塑料注射成型機，因都不能連續、平穩送料，都不適用于擠出成型。而固體硅膠注射成型，在隧道式烘道中加熱硫化，空氣的熱傳導、紅外輻射效率低，不能直接地正確控制產品硫化溫度，極容易產生過硫化，因而耗能、增大廢品率。
本發明是另劈蹊徑，用液體硅膠為原料，用擠出成型方式生產橡膠制器，特別是生產長條的膠管、膠片、膠條等，則，作為注射機必須能滿足精確計量、平穩、大容量連續供料的要求，作為成型硫化裝置，必須能正確而直接地控制產品硫化溫度，特別核心的是液體硅膠在擠出模口后，如何克服重力影響不使其變形、拉斷、甚至無法成型的難題。可見，必須有一整套方法和相應設備來攻克這一全新的課題。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的現狀，設計出一種用液體硅膠為原料，采用能大容量連續、平穩、精確供料的聯動注射設備，用擠出成型方式、液態介質中硫化的液體硅膠擠出成型硫化成套方法與設備。
本發明可以通過如下措施來實現本液體硅膠擠出成型硫化成套設備，包含有計量與混合裝置、注射機、成型硫化裝置、牽引收卷裝置、自動控制裝置五部分，前三部分有輸料管相連，選用的計量泵為體積式計量泵，選用的混合器為靜態混合器，靜態混合器安裝在計量泵與A、B組份硅膠容器或其它物料容器的輸出端，所說的注射機為聯動注射機，由料缸、液壓系統及其液壓缸、距離尺、閥組成的至少兩套基本工作單元組成，這至少兩套基本工本單元中的料缸的閥有進料閥F1、F2和出料閥F3、F4，分別安裝在料缸的進、出料端，指示活塞桿行程的距離尺安裝在活塞桿旁；成型硫化裝置的機頭上安裝有模具、盛液態介質用的外介質筒，輸料管連接機頭；橡膠制品連接牽引收卷裝置，各工作部件由導線連接自動控制裝置。
本液體硅膠擠出成型硫化成套方法中的計量與混合工序，與液體硅膠注射成型方法相比，一是將A、B組份液體硅膠先在靜態混合器中混合，再貯料于料缸內；第二是聯動注射機中料缸與自動控制系統、距離尺、進料閥、出料閥作為一個基本工作單元，互相配合開展工作，現以兩個基本工作單元(簡稱雙缸)為例，按大容量和小容量注射兩種情況，分述貯料和注射兩步驟(一)注射量≤單只料缸最大容量的小容量注射(1)貯料啟動計量泵，閥F1開，F2、F3、F4閉，A、B組份混合料經靜態混合器混合后進左側料缸，當距離尺顯示儲料量達設定值時，計量泵停止工作，閥F1閉，F2、F3、F4也關閉；(2)注射啟動液壓系統及其液壓缸，打開閥F3，關閉F1、F2、F4，左側液壓缸推動活塞將左側缸料中的混合料注射到輸料管直至模具型腔內；(二)注射量＞單只料缸最大容量的大容量注射(1)儲料啟動計量泵，閥F1開，F2、F3、F4閉，左側料缸貯料，貯滿后，切換到右側料缸繼續貯料，則閥F1關，F2開，F3、F4繼續關閉，原料便貯于右側料缸中，當總注射量＞兩料缸貯料量時，兩料缸均需貯至最大值；(2)注射啟動液壓系統及其液壓缸，閥F3開，F1、F2、F4關，左側料缸開始注射，至注射完時F3關，F1、F4開，F2關，右側料缸開始注射，與此同時，計量泵再次啟動，左側料缸開始第二次貯料，貯料速度＞注射速度，輪翻交替，如此循環至總設定的注射量注射完后，閥F1、F2、F3、F4全關閉，液壓系統、計量泵停止工作，整個聯動注射完成；當設定的注射量極大時，左、右側料缸，便長期輪翻交替貯料和注射。
第三是擠出成型與硫化方法，包括如下工序(1)內介質與外介質的選料與配制；(2)將外介質倒入硫化筒內并加熱；(3)當外介質由加熱器加熱到設定溫度時，開啟聯動注射機，注射進料至模具；(4)原料擠出模口后進入外介質開始硫化，產出預制品；(5)將預制品進入牽引收卷，調節并穩定進料和牽引速度，控制好制品外形尺寸后，即可生產無內管腔的產品；如生產有內管腔的產品，則尚需連續進行下列工序(6)將內介質充缸中的內介質經連管充入模具芯管至產品內管腔的下端內，到產品內管腔直徑達到要求止；(7)調節進料和牽引速度，以控制產品壁厚，至壁厚符合要求，穩定進料與牽引速度，連續生產有內管腔的產品，牽引收卷、檢驗入庫。
本發明還可以通過如下措施來完善所說的機頭上的模具芯管經內介質連管與內介質充缸相連；所說的內、外介質是液態的醇類、酯類、油類、鹽類、水、糖類中至少一種，內介質還包括氣體；選用的液態內、外介質的比重與液態硅膠相近，沸點高于液體硅膠的硫化溫度。
附圖為本發明的成套設備雙缸式結構示意圖。
具體實施例方式
本發明下面將結合實施例并參照附圖予以進一步詳述如今固體硅膠的擠出成型，在烘箱中，以空氣作介質進行硫化成型，溫度傳感器不能直接接觸產品，只能接觸烘箱體，產品與熱空氣接觸，熱效率低，溫控誤差大，容易造成產品的過硫化而耗能和增加廢品。如果用上述方法，則液體硅膠作原料制作膠管之類的產品時，當液體硅膠擠出模口后，在空氣介質中，因受重力影響，極易拉斷、變形、甚至不能成型。
本發明采用液體作傳熱介質，同時使制品在液體介質中重力與浮力基本平衡的環境中硫化，一方面克服重力影響，使產品不變形，另一方面在改善熱傳導效率的同時，還可通過液體介質直接而準確控制產品硫化溫度，從而節能、高效、提高正品率。因此，本成型硫化裝置，需在機頭10上安裝盛液體外介質13用的硫化筒12，在生產有內管腔的膠管產品14時，模具19的芯管21還連接有內介質連管20和內介質充缸18。一般情況下，內外介質13和17可以是同一種液體，要求與液體硅膠的比重相近，沸點高于硅膠的硫化溫度的液體，無毒、低成本、易獲得、易清洗等條件也一并考慮，如甘油等是合適的。本申請雖指明是液體硅膠為原料，實際上其它液體橡膠，方法和設備可通用，只是液體介質尚需另作選擇。如果生產內管腔很細小的產品，則內介質不一定用液體，可考慮用空氣。
本發明的另一關鍵是設計出一種聯動注射機及配套的控制程序，能大容量連續、精確、平穩注射供料，只有這樣才能真正成功實現液體硅膠的擠出成型硫化生產。
聯動注射機中，姑且把一個料缸7、一套液壓系統6及其液壓缸5、一只距離尺4、相應的部分輸料管8和閥稱為一套基本工作單元(以下簡稱單缸)，本發明至少兩套基本工作單元(以下簡稱雙缸，余類推)，現以雙缸為例來說明，雙缸即兩個料缸7中必須貯存由靜態混合器混合好的A、B液體硅膠混合料，在自動控制裝置、液壓系統及其液壓缸、距離尺進出料閥的作用下，兩料缸輪翻交替循環貯料與注射，直至設定值注射完，能大容量連續、精確、平穩注射供料，符合液態硅膠擠出成型的供料要求。料缸也可以為三缸，A、B料在三只缸內輪翻交替循環貯料與注射。還可以兩兩配對的四缸，兩只料缸裝A、B混合料，進行輪翻交替貯料與注射，另兩缸裝顏料糊，進行輪翻交替貯存與注射，并用另一靜態混合器將AB混合料與顏料糊混入后注入模具，生產彩色膠管。生產一些彩色的，或需加入添加劑的，需采用多缸。如果，在需多種液體膠配比混合、并有改性添加劑時，可以是多個料缸及與其配套的液壓系統等作為一個基本工作單元，進行多缸與多缸的組合。本方法和附圖均以雙缸式為例來說明，同行普通科技人員可通過雙缸式技術信息，舉一反三地推知三缸、四缸、更多缸的操作方法與設備結構，恕不細述。牽引收卷裝置15與傳統方法、結構相同。自動控制裝置16的關鍵是程序編制，自動化程度不同，編程不同，基本工作單元數量不同，編程也不同，這屬于計算機程序的版權保護，不再敘述。
成型硫化裝置中的硫化筒12外形可筒形，可槽形、深盤形等；加熱器11有多種，可以是加熱圈、電熱棒或其它；原料除液體硅膠外，還可包括低粘度即粘度在3000Pa.S(r＝0.9s-1)以下的各種橡膠，均適于作本發明的原料。因原料的比重、硫化溫度不同，液體介質要另選，編程因工藝條件不同要有所調整。
權利要求
1.一種液體硅膠擠出成型硫化成套設備，包含有計量與混合裝置、注射機、成型硫化裝置、牽引收卷裝置(15)、自動控制裝置(16)五部分，前三部分有輸料管(8)相連，其特征是選用的計量泵為體積式計量泵(1)，選用的混合器為靜態混合器(9)，靜態混合器(9)安裝在計量泵(1)與A、B組份硅膠容器(2、3)或其它物料容器的輸出端，所說的注射機為聯動注射機，由料缸(7)、液壓系統(6)及其液壓缸(5)、距離尺(4)、閥共為一套基本工作單元的至少兩套基本工作單元組成，至少兩套基本工本單元中的料缸(7)有進料閥F1、F2和出料閥F3、F4，分別安裝在料缸(7)的進、出料端，指示活塞桿行程的距離尺(4)安裝在活塞桿旁，成型硫化裝置的機頭(10)上安裝有模具(19)、盛液態介質的外介質筒(12)，輸料管(8)連接機頭(10)，橡膠制品(14)連接牽引收卷裝置(15)，各工作部件由導線連接自動控制裝置(16)。
2.如權利要求1所述的液體硅膠擠出成型硫化成套設備，其特征是所說的機頭(10)上的模具芯管(21)經內介質連管(20)與內介質充缸(18)相連。
3.一種液體硅膠擠出成型硫化成套方法，其特征是計量與混合方法和液體硅膠注射成型方法相比，首先將A、B組份液體硅膠在靜態混合器(9)中混合，再貯料于料缸(7)內；第二是說的聯動注射機中料缸(7)與自動控制系統(16)、距離尺(4)、進料閥、出料閥互相配合組成一個基本工作單元開展工作，具體分為貯料和注射兩步驟(一)注射量≤單只料缸最大容量的小容量注射(1)貯料啟動計量泵(1)，閥F1開，F2、F3、F4閉，A、B組份混合料經靜態混合器(9)混合后進左側料缸(7)，當距離尺(4)顯示儲料量達設定值時，計量泵()停止工作，閥F1閉，F2、F3、F4也關閉；(2)注射啟動液壓系統(6)及其液壓缸(5)，打開閥F3，關閉F1、F2、F4，左側液壓缸(5)推動活塞將左側缸料(7)中的混合料注射到輸料管(8)直至模具(19)型腔內；(二)注射量＞單只料缸最大容量的大容量注射(1)儲料啟動計量泵(1)，閥F1開，F2、F3、F4閉，左側料缸貯料，貯滿后，切換到右側料缸繼續貯料，則閥F1關，F2開，F3、F4繼續關閉，原料便貯于右側料缸中，當總注射量＞兩料缸貯料量時，兩料缸均需貯至最大值；(2)注射啟動液壓系統(6)及其液壓缸(5)，閥F3開，F1、F2、F4關，左側料缸開始注射，至注射完時F3關，F1、F4開，F2關，右側料缸開始注射，與此同時，計量泵再次啟動，左側料缸開始第二次貯料，貯料速度＞注射速度，輪翻交替，如此循環至總設定的注射量注射完后，閥F1、F2、F3、F4全關閉，液壓系統、計量泵停止工作，整個聯動注射完成；當設定的注射量極大時，左、右側料缸，便長期輪翻交替貯料和注射。第三是擠出成型與硫化方法，包括如下工序(1)內介質(17)與外介質(13)的選料與配制；(2)將外介質倒入硫化筒(12)內并加熱；(3)當外介質(13)由加熱器(11)加熱到設定溫度時，開啟聯動注射機，注射進料至模具(19)；(4)原料擠出模口后進入外介質開始硫化，產出預制品；(5)將預制品進入牽引收卷(15)，調節并穩定進料和牽引速度，控制好制品外形尺寸后，即可生產無內管腔的產品；如生產有內管腔的產品，則尚需連續進行下列工序(6)將內介質充缸(18)中的內介質(17)經連管充入模具芯管(21)至產品內管腔的下端內，到產品內管腔直徑達到要求止；(7)調節進料和牽引速度，以控制產品壁厚，至壁厚符合要求，穩定進料與牽引速度，連續生產有內管腔的產品(14)，牽引收卷、檢驗入庫。
4.如權利要求3所述的液體硅膠擠出成型硫化成套方法，其特征是所說的內、外介質是液態的醇類、酯類、油類、鹽類、水、糖類中至少一種，內介質還包括氣體。
5.如權利要求3或4所述的液體硅膠擠出成型硫化成套方法，其特征是選用的液態內、外介質的比重與液態硅膠相近，沸點高于液體硅膠。
全文摘要
一種液體硅膠擠出成型硫化成套方法與設備，有計量與混合裝置(1、9)、聯動注射機、成型硫化裝置、牽引收卷裝置(15)、自動控制裝置(16)五部分，聯動注射機中的料缸(7)、液壓系統(6)及其液壓缸(5)、距離尺(4)、閥組成至少兩套基本工作單元，能大容量連續、平穩、精確供料，成型硫化裝置的機頭(10)上安裝有模具(19)和硫化筒(12)，制品在液體的內介質(17)和外介質(13)中硫化，直接而正確掌握硫化溫度，節能，不會過硫化。液體硅膠在液體介質中重力受浮力的抵銷，產品成型好，不會產生在空氣介質中易變形、拉斷、甚至不能成型的問題，且可制成形狀復雜、精度高的產品，更適用于醫療、食品領域，絕緣、絕熱性好、節能、工效高等優點。
文檔編號B29C45/53GK1947987SQ20061014906
公開日2007年4月18日 申請日期2006年11月25日 優先權日2006年11月25日
發明者佘曉峰 申請人:佘曉峰