CN100406132C - 压力调节器 - Google Patents

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Abstract

具有多个部分容积的压力调节器,用于调节流体特别是粘合剂在消耗装置的入口处的操作压力,第一部分容积(14)能够与流体源相连,而第二部分容积(24)能够与该消耗装置的流体入口相连,其中:该第二部分容积(24)具有可变大小的圆柱形部分(24a)、连接第一部分容积(14)和第二部分容积(24)的连接槽道(22)、设置在第一部分容积内用于打开和关闭该连接槽道的阀,所述阀具有嵌件(23)和可移动密封活塞(32),该可移动密封活塞(32)的前端形成用于关闭连接槽道的密封体(34),而该可移动密封活塞(32)的后端密封在第一部分容积上。工作活塞(54)设置在该圆柱形部分(24a)内用于改变圆柱形部分(24a)的容积,该工作活塞(54)具有面对圆柱形部分和密封活塞的前端(59),并具有用于移动密封活塞的活塞杆(56),所述活塞杆(56)与密封活塞的前端(59)接合,并形成密封活塞的端挡。密封活塞的后端和工作活塞的前端暴露于第二部分容积(24)内的流体压力,同时设置可移动调整器活塞(92),能够向该可移动调整器活塞(92)施加压缩空气,而且可移动调整器活塞(92)与决定阀在其关闭位置及其打开位置之间打开程度的端挡相连。

Description

压力调节器
技术领域
本发明涉及具有两部分容积的压力调节器,该压力调节器用于调节流体特别是粘合剂在消耗装置的入口处的操作压力。
背景技术
当冷胶例如要分送到基片上时,在工业生产中一般使用以一定压力将胶输送给一个或多个分送器头的胶泵。分送器头是气动或电动控制的,并如控制系统所决定的那样分送冷胶。当正在分送胶时,通常相对于分送器头移动基片。根据这种移动的速度,必须从分送器头分送可预定义量的冷胶,以便在基片上产生规定层厚的冷胶。如果该速度在涂敷期间改变,或者如果胶的涂敷中断,则必须关闭分送器头中的阀,或者必须减小阀开口。这通常意味着:在减小该速度或停止移动之前,用于冷胶的管道系统保持在分送胶所需的高压力水平下。当例如在已经插入新基片后重新启动设备时,迄今为止仍难以避免由于高压力而分送过量的胶。这可能对胶合的质量是致命的,而且/或者对胶合的基片外观的质量是不利的。迄今为止仍通过在已经关闭设备后打开截流阀来抵抗这一点,其结果是减小任何过压并从系统排出任何剩余的冷胶。从长远来看发现该方法不够理想。
发明内容
因此本发明的目标是提供特别是用于所述情况的压力调节器,当消耗流体的装置关闭时,通过该压力调节器在很大程度上避免流体的峰值压力而不损失流体,而在重新启动消耗装置时也确保可得到最优地适应需要的流体量。
为了实现上述目标,本发明提供了一种具有多个部分容积的压力调节器,用于调节流体在消耗装置的入口处的操作压力,第一部分容积能够与流体源相连,而第二部分容积能够与该消耗装置的流体入口相连,其特征在于:该第二部分容积具有可变大小的圆柱形部分、一连接槽道连接第一和第二部分容积、一用于打开和关闭该连接槽道的阀设置在第一部分容积内,所述阀具有嵌件和可移动密封活塞,该可移动密封活塞的前端即密封区域形成用于关闭连接槽道的密封体,而该可移动密封活塞的后端相对于第一部分容积封闭;工作活塞设置在该圆柱形部分内用于改变圆柱形部分的容积,该工作活塞具有面对圆柱形部分和密封活塞的前端,并具有用于移动密封活塞的活塞杆,所述活塞杆与密封活塞的前端接合,并形成密封活塞的端挡;密封活塞的后端和工作活塞的前端暴露于第二部分容积内的流体压力;而且设置可移动调整器活塞,能够向该可移动调整器活塞施加压缩空气,而且该可移动调整器活塞与端挡相连,端挡决定阀在其关闭位置与其打开位置之间的打开程度。
对根据本发明的压力调节器的试验已表明它完全实现了对其的期望。在这点上应当提到的是:根据本发明的压力调节器生产相对便宜,因为其调整器部可以是可在市场上普遍得到的气动装置。
附图说明
现在将参考附图中所示实施例更详细地描述本发明,在这些附图中:
图1示出透视图中的压力调节器;
图2示出剖视图中的压力调节器;
图3示出剖视图中的压力调节器,其中剖面绕图2中的垂直轴线Z-Z旋转了90°;
图4示出图3的剖面的放大图。
具体实施方式
压力调节器10能够用于调节不同种类流体例如冷胶、热熔性粘合剂和其它流体的压力;在下文中将参考冷胶压力的调节来进行说明。
如图1所示,压力调节器10主要由沿着公共轴线Z-Z设置的调节器部12和调整器部90组成。调节器部12具有用于液体冷胶或类似的流体的流体入口16和流体出口26,并能够借助角撑架84进行安装。设置在调节器部12上方的调整器部90能够供应有来自压缩空气源连接96的压缩空气。
如图2所示,压力调节器10具有在调节器部12内与流体入口16相连的第一部分容积14和与流体出口26相连的第二部分容积24。第二部分容积24包括圆柱形部分24a、槽道24b和出口部24c。入口孔18和入口连接件20形成流体入口16,而出口孔28和出口连接件30形成流体出口26。连接槽道22从第一部分容积14导向第二部分容积24。
图4示出了调节器部12在第一部分容积14和第二部分容积24周围的部分的放大图。在第一部分容积14内,具有密封体34和引导件36的两部件式密封活塞32以可移动的方式设置在圆柱形阀引导件38内。密封体34具有密封面40,该密封面40包括密封环42。引导件36的后侧插入密封体34。引导密封环44设置在密封体34和引导件36之间。引导件36的后侧46面对第二部分容积24,并暴露于第二部分容积24的压力。由于阀引导件38构造成使得阀引导件38对第二部分容积敞开,所以避免了死区。阀弹簧48在闭合方向上微弱地偏置密封体34。
第一部分容积14在底部处通过中间底座50与第二部分容积24隔离,并通过底座密封环52密封。
连接槽道22经过陶瓷嵌件23,该陶瓷嵌件23与密封环42相对地设置,与其一起形成阀。
工作活塞54以能够沿着轴线Z-Z(图2)移动的方式设置在缸25内部,并在背离其流体出口26的端部处封闭第二部分容积24。活塞杆56经过工作活塞54,延伸穿过连接槽道22,并能够搁在密封体34的密封面40上。工作活塞54还具有前活塞盘58和后活塞盘60,这些活塞盘借助于锁紧螺母62紧固到工作活塞54上。用于将工作活塞密封在缸25的壁上的圆周唇形密封64设置在前活塞盘58和后活塞盘60之间。
图2示出了调节器部12的总体构造设计。第一部分容积14和第二部分容积24大致形成在调节器壳体66内。该调节器壳体66在底部处被调节器底座68封闭,该调节器底座68与中间密封70一起连接到调节器壳体66上。盖板72形成调节器壳体66的上端,用六个六角凹头螺钉74将该盖板72螺钉紧固到调节器壳体66上。盖板72设有通孔76,该通孔76用于通过活塞杆56的后部引导工作活塞54,所述通孔具有滑动轴承78。
如从图3所能看到的那样,在活塞杆的后端处有与Z-Z轴线垂直地延伸的螺纹孔55,指示器螺钉57紧固到该螺纹孔55内。根据图1,从外部能够看到,指示器螺钉57以可移动的方式设置在缸套106中的狭槽内,从而能够从指示器螺钉57读取工作活塞54的位置。还能够看到系统中是否存在气泡。同样在图3中能够看到:缸25在工作活塞54的后部处具有带有保护盖82的压力补偿孔80,所述盖用于在运输期间的保护。在调节器起动时,通过压力补偿孔80使调节器部12的缸25供应有润滑剂。
根据图2,调整器活塞92设置在调整器部90中的调整缸93内部,并形成压力室94的可变边界,压缩空气源连接器96导入该压力室94。调整器活塞92具有带有轴向螺纹孔102的调整器活塞杆100,螺旋塞104拧入该轴向螺纹孔102的前端。调整器活塞92能够通过螺旋塞104和活塞杆100对工作活塞54施加力。具有螺旋塞104的调整器活塞杆100部分地被缸套106包围。借助于拉伸弹簧112在压力室94的方向上微弱地偏置调整器活塞92。
压力室94能够通过压缩空气源连接96供应有压缩空气,压缩空气源连接96包括压缩空气连接器114和压缩空气孔116。调整缸93位于壳体118内。在调节器部12的方向上,通过底座124封闭壳体118。在壳体118内,在底座124上方设置压力补偿孔126,用于平衡底座124与调整器活塞92之间的室128的压力。
调整器部90和调节器部12通过柱螺栓130相互连接,这些柱螺栓130由四个螺帽紧固。
为了描述根据本发明的压力调节器的功能操作,首先参考图3,并且假设阀23、32相对于该图是关闭的。该阀设置是可行的:
如果压力室94中没有压力而且调整器活塞92因此能够在弹簧112的偏置力下移动到其在壳体118中的上端挡,于是压力室具有其最小容积,而且
因为具有螺旋塞104的调整器活塞杆100因此与调节器部12中的工作活塞54的活塞杆56分开,从而阀弹簧48将工作活塞54升起一点,而密封体34与嵌件23之间的间隙由于阀弹簧48的偏置而关闭。
指示器螺钉57使得工作活塞54的该升起的位置对外部可见。
从图4能够看到,当阀关闭时,具有其密封面40和密封环42的密封体34密封在陶瓷嵌件23上。阀弹簧48使密封活塞32移动进入关闭位置并保持在该位置。
如果压力室94中没有压力而且冷胶因此在压力下通过流体入口16(图2)送入第一部分容积14,而阀23、32在关闭位置,则在阀弹簧48的偏置力下的密封体34另外被冷胶压力压在陶瓷嵌件23上。因此增强了阀23、32的密封效果。在阀23、32的该关闭位置,第一部分容积14内的冷胶未到达第二部分容积24,因此在启动该装置时第二部分容积24处于无压力和无冷胶的状态。
如果现在通过压缩空气连接96给压力室94供应处于预定义压力的空气以便开始操作,则在调整缸93中产生推动调整器活塞92向下(在附图中)的调节力。该移动和该调节力通过螺旋塞104传递给活塞杆56,而且还通过移动工作活塞54传递给密封体34,从而克服阀弹簧48的力而打开阀23、32,并形成用于密封体34的端挡(endstop),该端挡决定密封体34和嵌件23之间间隙的大小。
图4中的放大剖面图示出处于打开位置的阀23、32。当阀23、32打开时,通过泵(未示出)在恒定初压下泵入第一部分容积14的冷胶经过密封环42和陶瓷嵌件23之间的间隙、然后经过连接槽道22进入第二部分容积24、并经过流体出口26前进到分送器头(同样未示出)。因此第一部分容积14中的冷胶压力在第二部分容积24中同样有效,因而还远到这些分送器头。分送器头对冷胶的需求尤其取决于向其上分送冷胶的基片的进给速度。在分送器头处通过例如压缩空气控制分送的量。根据基片的进给速度,在该实例中,比例阀将压缩空气供应给调整器部90的压力室94。
在调节器部12内部,在阀23、32打开后,冷胶压力不仅作用于密封活塞32的密封面40,而且作用于密封活塞32的引导件36的后侧46。作用于密封活塞32的压力大致衡消。作用在闭合方向上的力仅由阀弹簧48的偏置力引起;但是,比较起来弹簧的力较小。因此,仅用微小的力将密封体34压在由活塞杆56形成的端挡上。前述间隙没有减小到任何可察觉的程度。
冷胶压力不仅作用于密封活塞32,而且作用于工作活塞54的前端59(在附图中面向下),特别是作用于工作活塞54的活塞盘58,从而该压力对准由压力室94内的压缩空气产生的调节力。
如果由于第二部分容积24内的冷胶压力引起的作用于工作活塞54的力的大小超过调节力,这导致工作活塞54在图4中的向上方向上的移动,从而导致前述端挡的移动。因此,具有密封体34的密封活塞32也在闭合方向上移动,使得密封环42和陶瓷嵌件23之间的间隙或排出孔在尺寸上减小。结果,从第一部分容积14进入第二部分容积24的冷胶流动被制动,使得第二部分容积24内的冷胶压力不能维持从而减小。还发生的是:工作活塞54的移动导致第二部分容积24的圆柱形部分24a的膨胀,从而对第二部分容积24内的压力减小提供附加支撑。
然而,第二部分容积24内的冷胶压力的减小也导致抵抗调节力的力的减小,所述力由也施加于工作活塞54的前侧59的压力产生。这意味着工作活塞54的移动同样被抵抗,直到调节力与工作活塞54上的由第二部分容积24内的压力产生的力之间存在平衡。然后第二部分容积24内的冷胶压力与所述调节力成正比。
图2图解如何产生该调节力。圆柱形压力室94能够通过压缩空气连接96供应有压缩空气,压缩空气连接96包括压缩空气连接器114和压缩空气孔116。结果在压力室94中建立的调整压力因此作用于调整器活塞92的调整器活塞头98,并导致在工作活塞54方向作用的调节力。如果所述调节力在强度上等于工作活塞54上的由第二部分容积24内的压力产生的力,则产生平衡状态。
弹簧112的力较小,而且特别是在不加压状态中处于更小的压力。在所述平衡状态中,圆柱形压力室94内的调整压力与第二部分容积24内的压力之间的压力比基本等于工作活塞54的前侧59的有效表面与调整器活塞92的调整器活塞头98的有效表面之间的面积比。在所示实施例中,该比例是1∶3,因此压力室94内的一巴压力能够导致第二部分容积24内具有三巴压力的冷胶。因此,借助于调整缸93内的压力形成第二部分容积24内的冷胶压力及从而在分送器头处的冷胶压力。通过形成适合具体情况的面积比,能够在第二部分容积24内直接使用分送器头的气动控制压力来将调整器部设置成所需的压力。
如果在涂敷过程期间停止冷胶的涂敷,或者如果必须大大减小分送的容积,例如在紧急停止时,从而使圆柱形压力室94(图2)内的调整压力减小。这可以包括例如从6到1.5巴的减小。该减小导致调整器活塞92、同样导致具有前述端挡的工作活塞54在附图中的向上方向上移动。具有密封体34的密封活塞32然后在关闭位置的方向上跟随该端挡。
如果调整缸内的空气压力减小到足够大的程度,则第一部分容积14和第二部分容积24之间的连接中断。在这种情况下,第二部分容积24内的冷胶压力同样下降。由于工作活塞54的移动,圆柱形部分24a导致第二部分容积24的增大。在该扩大的空间内能够临时存储冷胶,所述冷胶由于分送过程停止(或制动)而积累在导向分送器头的送胶管内,而且到目前为止已经使用排出阀排出到外部。该临时存储的结果是:系统内的冷胶压力因此减小;而且,当重新启动分送器头时,在分送器头的流体入口处没有处于过压状态的冷胶。
为了在分送中断后再次开始分送,增大压力室94(图2)内的调整压力。这导致调节力的相应增大,从而导致调整器活塞92在附图中的向下移动,然后是具有前述端挡的工作活塞54的向下移动。该移动首先导致圆柱形部分24a内的第二部分容积24在尺寸上减小,从而导致第二部分容积24内部的压力增大。在第二部分容积24内临时存储的液体冷胶因此被通过流体出口26压出第二部分容积24,并立即可用于分送器头。工作活塞54的所述移动也通过端挡导致密封体34向打开位置移动。液体冷胶现在能够再次从第一部分容积14流出到第二部分容积24中。
通过释放存储在圆柱形部分24a内的冷胶来激发从第二部分容积24到分送器头的冷胶流动,通过冷胶从第一部分容积14进入第二部分容积24的随后流动来维持该冷胶流动。然后用泵通过流体入口16输送随后需要的任何冷胶。
因此,通过根据本发明的压力调节器10,能够容易地将液体冷胶在分送器头的入口处的操作压力调整到所需值。同样,采用根据本发明的压力调节器,能够以简单和有益的方式执行对材料分送过程的中断和重新启动,而没有不想要的峰值压力。

Claims (7)

1.具有多个部分容积的压力调节器,用于调节流体在消耗装置的入口处的操作压力,第一部分容积(14)能够与流体源相连,而第二部分容积(24)能够与该消耗装置的流体入口相连,其特征在于:该第二部分容积具有可变大小的圆柱形部分(24a),一连接槽道(22)连接第一和第二部分容积,一用于打开和关闭该连接槽道的阀设置在第一部分容积内,所述阀具有嵌件(23)和可移动密封活塞(32),该可移动密封活塞(32)的前端即密封区域(40)形成用于关闭连接槽道的密封体(34),而该可移动密封活塞(32)的后端相对于第一部分容积封闭;工作活塞(54)设置在该圆柱形部分(24a)内用于改变圆柱形部分(24a)的容积,该工作活塞(54)具有面对圆柱形部分和密封活塞的前端(59),并具有用于移动密封活塞的活塞杆(56),所述活塞杆与密封活塞的前端接合,并形成密封活塞的端挡;密封活塞的后端和工作活塞的前端暴露于第二部分容积内的流体压力;而且设置可移动调整器活塞(92),能够向该可移动调整器活塞(92)施加压缩空气,而且该可移动调整器活塞(92)与端挡相连,端挡决定阀在其关闭位置与其打开位置之间的打开程度。
2.根据权利要求1的压力调节器,其特征在于通过弹簧(48)将密封活塞(32)偏置在关闭位置。
3.根据前述权利要求中任一项权利要求的压力调节器,其特征在于通过弹簧(112)将调整器活塞(92)偏置在关闭位置。
4.根据权利要求1或2的压力调节器,其特征在于:为了将来自调整器活塞(92)的调整力传递给密封活塞(32),设有调整器活塞杆(100)和活塞杆(56),该调整器活塞杆(100)固定连接到调整器活塞上,该活塞杆(56)与调整器活塞分开并固定连接于工作活塞(54);两个活塞杆都能够沿着公共轴线(Z-Z)移动;而且活塞杆(56)穿过工作活塞(54),在远离调整器活塞杆(100)的端部处伸出到工作活塞(54)之外,活塞杆(56)在该处形成用于密封体的端挡。
5.根据权利要求4的压力调节器,其特征在于活塞杆(56)的远离调整器活塞杆(100)的所述端部穿过连接槽道(22)。
6.根据权利要求1或2的压力调节器,其特征在于:显示装置即指示器螺钉(57)设置在活塞杆(56)上,而且设置在能够从压力调节器的外侧读数的位置。
7.根据权利要求1或2的压力调节器,其特征在于压力调节器的气动调整器部(90)的可移动调整器活塞与压力调节器的液压调节器部(12)的工作活塞的有效活塞面积处于预定比例1∶3。
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