本发明一般地说涉及注射成型，更具体地说涉及一种在喷嘴的前部中具有整体冷却的注射成型装置。 众所周知，一个热浇口注射成型系统或装置的热力特性对其成功地运行是关键性的。这在更多地使用对温度有着更苛刻要求的材料时更有确实，当用于温度增加时或热浇口时，并且甚至更为特别确实。具有整体电绝缘加热元件的喷嘴是已知的，较近的例子见于本申请人于1990年11月19日递交的加拿大专利申请号2，030，286名为“具有邻近于孔道的斜锥形加热元件的注射成型喷嘴。”
最近，改进地温度控制已经实现，这是由于围绕喷嘴的前端提供了冷却所致。这些例子可见于1986年11月11日出版的布赖德（Bright）等人的美国专利号4，622，001，1990年3月27日出版的本申请人的美国专利号4，911，636，1988年12月5日递交的标准模具公司的加拿大专利申请号606，082名为“具有液体冷却镶嵌件的注射成型系统”，以及1990年7月27日递交的本申请人的加拿大专利申请号2，022，120名为“用于加热了的喷嘴的注射成型冷却套管支座”中所描述者。然而，所有这些装置都有缺点，这是由于需要一个额外的镶嵌件或部件来围绕着所说的喷嘴提供冷却。1987年8月18日出版的楚特萨米（Tsutsumi）的美国专利号4，687，613示出了一个型式的喷嘴具有整体加热和冷却。然而，除了很难制造以外，即使不是不可能制造的话，这个装置的缺点是，整体的冷却液体流道从喷嘴的后端附近流到前端附近，特别是当应用于温度增加时或热洗口时，这就导致了过度的热胀冷缩的问题。
于是，本发明的目的是至少部分克服现有技术的缺点，这是由提供一种注射成型装置，在该装置中，在喷嘴的前部具有外部的冷却液进口和出口管子围绕着该喷嘴延伸穿过一个绝热的空气层，从而达到整体冷却。
为此，其特点之一是，本发明提供了一个注射成型装置，该装置具有一个喷嘴，该喷嘴被容纳进一个型腔板中的穴座内并有一个绝热空气层配置其间，该喷嘴有一个中间部分在邻近于后端的后部和邻近于前端的前部之间延伸着，该喷嘴还具有一个中心熔体孔从其后端延伸穿过其间到达到其前端，该喷嘴有一个整体的电绝缘加热元件，该加热元件有一个前部围绕着喷嘴的前部内的熔体孔延伸，该喷嘴还有一个冷却液流道基本上围绕着喷嘴的前部内的熔体孔延伸，其改进之处是，该喷嘴的前部有一个进口通路和一个出口通路延伸到所述冷却液流道，而冷却液进口和出口管子延伸穿过在喷嘴和周围的型腔板之间的空气层到达在喷嘴的前部内的相应的进口通路和出口通路以提供一个穿这所述冷却液流道的冷却液流。
本发明的其他目的和优点将配合附图在以下的描写中详述。
附图简要说明：
图1是一个多型腔注射成型系统的一部分的剖视图，示出了本发明的最佳实施例;
图2是图1中沿2-2线的剖面图;
图3图1中所示座圈的轴测图;
图4是本发明在不同应用中的剖视图。
首先请参阅图1，图中示出了在一个多型腔注射成型系统中多个喷嘴之一的喷嘴10。每个喷嘴10有一个带有圆柱形外表面14的中间部分12，该外表面14在一个后部16和一个前部18之间延伸着。这些部分是由钢制成的并整体钎焊在一起，如在前述的本申请人于1990年11月19日递交的加拿大专利申请号2，030，286中所描述者。一个中心熔体孔20延伸穿过该喷嘴10从其后端22到达其前端24。该熔体孔20有一部分26锥形的向着浇口28并导向一个型腔30。
所述喷嘴10由一个整体的电绝缘的加热元件32来加热。加热元件32有一个后部34，该后部34向外延伸到一个冷的接电端子36上，加热元件32还有一个前部38，该前部38围绕着喷嘴10的前部18内的熔体孔20延伸着。在本实施例中，该加热元件32的前部38由具有均匀的长方形截面的邻接着的若干个线圈做成斜锥形，如在前述的本申请人于1990年11月19日递交的加拿大专利申请号2，030，286中所描述者。
所述喷嘴10被螺栓42紧固到一个共用的细长的熔体分配岐管部件44上，该岐管部件44有一个熔体流道46，该熔体流道46分支到若干个出口48，每个出口48与穿过那些喷嘴10的其中之一的中心熔体孔20相对准。所述岐管部件44在一个型腔板50和一个后板52之间由一个中间定位环54和一个弹性的垫片元件56来牢固地定位。所述后板52由螺栓58夹持在位，该螺栓58延伸穿过一个支承板60进入到型腔板50中。所述型腔板50以及后板52由穿过冷却通道62泵来的冷却水加以冷却。所述岐管部件44由一个铸入其中的电加热元件64来加热，如在本申请人的于1987年8月25日出版的美国专利号4，688，622中所描述者。定位环54以及垫片元件56提供了在被加热了的岐管部件44和被冷却了的型腔板50以及后板52之间的绝热空气层66。
被加热了的喷嘴10座落到一个被冷却了的型腔板50内的穴座68中，并在它们之间有一个空气层70以提供隔热的作用。在本实施例中，喷嘴10的后部16有一个圆环形的绝缘法兰72，该绝缘法兰72被装入在一个圆环形的座圈78的后表面76中的座子74内。而座圈78有一个前表面80座靠到型腔板50内的穴座68的壁84上的向内延伸的肩部82上。所述座圈78有一个中心孔86穿越其间以接受喷嘴10的中间部分12穿越其中并由此提供了绝热空气层66。如3所示，该座圈78是一个由两片分离的零件88组成的开环，该两片分离的零件88被装到一起在喷嘴的较大直径的后部和前部16、18之间围绕着喷嘴10的中间部分12。
如图1和2所示，所述喷嘴10的前部18有一个圆环形的冷却液流道90，该冷却液流道90延伸围绕着中心熔体孔20，只是有一个较窄的隔墙92。所述喷嘴10的前部18有着进口和出口通道94、96，该进口和出口通道94、96在所述隔墙92的两对面延伸到所述环形冷却液流道90。所述进口和出口通道94、96用螺纹分别连接到接头98上，该接头98是从铜制的冷却液进口和出口管子100、102连接过来的，该进口和出口管子延伸穿过所述的空气层70到达一个冷却液的控制源头（图中未示出）例如水。所述进口和出口管子100、102从一个在座圈78外面的开口104以及喷嘴10的后部16的外侧穿出去。在本实施例中，穴座68的壁84被加工出一个长槽106特别用于装入所述进口和出口管子100、102以提供一个间隙穿越所述喷嘴10的后部16。所说喷嘴10的前部18内的冷却液流道90围绕着所说加热元件前部38的外侧延伸。一个热电偶103也延伸穿过所述空气层70以及在座圈78的外面的开口104进入到喷嘴10的前部18的隔墙部92以监测在使用期间的操作温度。
在使用中，该系统如图1所示装配起来，电源接通到每个喷嘴10的加热元件32以及在岐管部件44中的加热元件64以将它们加热到一个预先规定的操作温度，这个温度取决于成型的材料。为了提供热浇口或温度增加的浇口，接到加热元件32的电源以及通过冷却液流道的冷却液流是被控制的，这种控制与来自一个成型机（图中未示出）射出的加压的熔体进入到穿过进口108的熔体流道46的操作周期相结合的。在模子为了取出其中的产品而打开以前的短时间内，加热被切断而接着进行冷却来冻结浇口。当模子合上进行下一次注射时，冷却被切断而电源重新被接通到加热元件32以加热在浇口28中已被凝固的熔体，当注射压力重新施加上去时，以使浇口28立即重新打开。加压的熔体流经每个喷嘴10内的熔体流道46以及浇口28并填满型腔30。当型腔被填满后，注射压力被保持一个短时间以压紧熔体，然后松开。在一个短时的冷却期以后，模子被打开来取出成型的产品。周而复始地连续以一个频率进行，这个频率取决于型腔的尺寸和形状以及成型材料的种类。
请参阅图4所示，示出了一个堆叠状的成型构造用于将熔体运送穿过一个分型线110。这种构造类似于本申请人的于1990年1月2出版的美国专利号4，891，001中所描述者，只是上游和下游喷嘴112、114在它们的前部中具有如以上所述图1-3中相同的措施用来控制加热和冷却。该上游喷嘴112座落在一固定的模子台板118内的穴座116中，而该下游喷嘴114则座落在一个可移动的模子台板122内的穴座120中。当熔体流道124穿过该上游和下游喷嘴112、114后，就在该可移动的模子台板122内的一个分配岐管部件126中分支出去以运送熔体通过若干个其它的喷嘴128到达型腔130。由于该上游和下游喷嘴112、114的构造与如前所述相同，不再赘述。
在使用中，该系统如图所示装配起来，根据一个预先规定的周期，加热和冷却被施加到该上游和下游喷嘴112、114上去。这个周期是根据来自一个成型机（图中未出示）的注射着加压了的熔体通过一个进口132进入到熔体流道124的周期来决定的。当模子如图所示的在闭合位置时，在该上游和下游喷嘴112、114上加热被接通而冷却被断开，则加压了的熔体从该上游喷嘴112流到该下游喷嘴114并横越分型线110以及穿过熔体流道124到达各种型腔130。当型腔130被填满后，在模子被打开以取出成型的产品以前短时间内加热被切断而冷却开始进行。在取出产品后，模子被重新闭合，而这个周期被连续重复着。在该上游和下游喷嘴112、114的前部内使用这样一个被控制了的加热和冷却可以减少周期时间并保证该系统的正常操作。
尽管在喷嘴的前部提供了整体冷却的装置已描述如上，但这不应视为具有限制的意义。对于熟悉本行业的专业人员来说，可以有各种变型和变化。例如，喷嘴10和座圈78的尺寸和形状可以在不同的应用中是不同的。喷嘴的前部18内的冷却液流道90，隔墙部92以及进口和出口通道94、96的尺寸和形状也可以作出显著变化。操作周期可以在不同的时间内由控制对喷嘴的加热和或冷却来产生变化。冷却可以只是由截断穿过冷却液流道90的冷却水流或者由清除水来加以控制。本发明的权利要求书所限定的范围将足以覆盖所有这些变型。