CN102019687B

CN102019687B - 通风阀

Info

Publication number: CN102019687B
Application number: CN201010283817.6A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·巴赫曼
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2010-09-13
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2030-09-13
Also published as: US20110062368A1; DE102009041253A1; US8496468B2; CN102019687A; EP2295225B1; EP2295225A1

Abstract

用于容器的吹塑成型机中的通风阀(V)，该通风阀(V)包括在流入通道开口(5)和流出通道开口(4)之间被布置于阀室(7)中的阀座(6)，并且被配置有阀活塞(11)，阀活塞(11)能在关闭位置和提升的打开位置之间线性地移动并且利用带有封闭面的活塞延伸部(14)密封可移动地穿过壁(8)的限定了阀室(7)的孔道，其中延伸穿过开口之间的阀室的流动路径在关闭位置被关闭并且在打开位置被解除关闭，设置通常相对于阀活塞(11)的移动方向倾斜的至少一个引导面(L1、L2)，以用于壁(8)上的和/或活塞延伸部(14)上的流体的侧向强制偏转。

Description

通风阀

技术领域

本发明涉及一种用于容器的吹塑成型机中的通风阀(blowvalve)。

背景技术

在实践中已知的这样一种通风阀中，壁的与开口相对并且与开口间隔开的上侧是平坦的并且垂直于阀活塞的移动方向。活塞延伸部具有垂直于移动方向的平坦面，并且在该平坦面上形成封闭面。为易于处理该圆形封闭面，该面在活塞延伸部的末端可以包括中央的、平坦的浅凹部。在阀室中的阀活塞的打开位置形成的流体必须被偏转两次。当通风阀打开时，流体膨胀进入到大容积圆筒形阀室中，该阀室的深度基本地对应于打开升程，并且该阀室的直径对应于各开口的直径的若干倍。湍流介质以及延迟介质必须挤出阀室，进入到流出通道的至少一个开口，并且必须被再次加速。湍流所造成的死空间(deadspace)及相当大的压力损失是由阀室的几何构思即取向为垂直于活塞的移动方向的平坦面所引发的。难以清洁通风阀中的死空间。不可避免的压力损失导致了打开脉冲和预制件的加压之间的不希望的长的切换差(switching difference)。

在从EP 1 328 396中已知的通风阀中，在打开位置形成的流体至少被偏转三次，每次偏转90°，并且在大阀室中膨胀。在阀室中产生导致不适当的大压力损失和长的切换差的强涡流。

发明内容

本发明的目的是提出一种上述类型的通风阀，该通风阀在打开位置以最小的压力损失运行并且由此具有良好的短的切换差。本发明的部分目的还在于例如通过用清洁介质冲洗通风阀来避免增大了压缩空气消耗量并且恶化了可清洁性的不适当的死空间。

所述目标通过一种用于容器的吹塑成型机中的通风阀来实现，该通风阀包括：阀座，该阀座在至少一个流入通道开口和至少一个流出通道开口之间被布置于阀室中，并且在所述阀室中配置有阀活塞，所述阀活塞通过引导控制力能在用封闭面抵接在所述阀座上的关闭位置和提升的打开位置之间线性地移动，并且所述阀活塞利用带有所述封闭面的活塞延伸部密封地可移动地穿过限定了所述阀室的壁的孔道，其中延伸穿过开口之间的阀室的流动路径在所述关闭位置能够被关闭并且在所述打开位置能够被解除关闭，其特征在于，为了在沿流动路径提升所述活塞延伸部时形成的流体的侧向强制偏转，所述壁和/或所述活塞延伸部包括相对于所述阀活塞的移动方向大体倾斜的至少一个引导面。

至少一个大体为倾斜的引导面对阀室中的流体起横向强制偏转作用，因此强湍流引起的大压力损失被最小化。压力损失的减小伴随着良好的短的切换差。适当地，至少一个引导面被设置于壁和活塞延伸部两者，以在打开位置产生低湍流的、快速的并且最重要地从流入通道被引导到流出通道中的引导流。然而，可以利用设置于活塞延伸部或设置于壁的至少一个引导面来获得改进。不平滑的或者突变的、并且促进湍流的表面过渡被最小化。最重要地，仅产生了最小的死空间。涡流的形成由此被最小化并且例如在冲洗过程中能够容易地清洁通风阀。

在优选实施方式中，面对流体的各引导面至少部分地被形成凹圆形。凹圆相当大地改进了流体的流动形式并且由此减小了偏转过程中所引起的压力损失。

当基本取向为与阀活塞的移动方向大致垂直的阀座和/或阀活塞的闭合面被制成平坦形、椭圆形或锥形时是有利的。特别地，与平坦形设计类似的或替代的或可以与平坦形设计组合的椭圆形或锥形构造使得关闭位置的密封性好，并且还有助于使得流动均匀，由此进一步减小了压力损失。

在优选实施方式中，壁上的引导面以及活塞延伸部上的引导面在打开位置中彼此平滑地过渡，以对流体的外部快速边界层(exterior faster boundary layer)产生尽可能小的流动阻力。

在优选实施方式中，引导面在壁上均匀地延伸直至开口，使得流体被直接向上引导到开口中而没有任何明显的分离。

在结构上简单的实施方式中，壁由固定地插入阀室的环形件形成。环形件的功能在于：与底侧一起限定引导室，在引导室中通过作用于比活塞延伸部大的致动面的闭合力产生引导压(closing force-generating pilot pressure)而致动阀活塞。优选地，由于致动表面较大，所以相对中等的引导压就足以用于保持关闭位置，并且在引导压降低之后，通过流入压力将阀活塞快速地置于打开位置。

在特别优选的实施方式中，除中央开口之外，还设置了相对于中央开口的轴线沿直径布置的两个外部开口，各外部开口在壁上配置有向外上升的引导面。而相对于中央开口取向并且至少在关闭位置部分地伸入中央开口的活塞延伸部包括两个经由突起的(elevated)分流区连接并且相对于外部开口取向的下降的引导面。这些开口可以是圆形、椭圆形或者肾形，或者它们可以具有任意期望的形状。另外还可以仅设置一个外部开口。在该构造中，实现了具有低压力损失的特别平滑的(neat)的流体引导操作。不管哪一个开口适用于流入通道哪一个开口适用于流出通道，来自流入通道开口的流体以低的压力损失被分为两个大致相同的、被引导到外部开口的分流，或者来自适用于流入通道的外部开口的两个分流被平滑地结合成延伸到通向流出通道的开口中的一个流。

为使得死空间尽可能地小，并且为了实施平滑的流体引导过程，当活塞延伸部的引导面和壁的引导面形成为槽状凹部时是有利的。这里，各凹部的宽度对应于外部开口或中央开口的直径。

在优选实施方式中，这些凹部在阀活塞的移动方向上具有至少大致相同的深度，从而在打开位置产生大截面的平滑流路。

特别优选地，引导面由设置于壁和阀活塞的移位体限定。这些移位体使阀室中的死容积最小化，从而使得引导流没有任何引起显著压力损失的膨胀并且没有任何涡流。

在另一个优选实施方式中，在流动方向上的凹部能够向下逐渐变窄并且优选地形成类似于文氏管喷嘴的、被限制为朝向流出通道的喷嘴截面，使得流体均匀并且被加速，由此能够更进一步地降低压力损失。

通风阀中的流向可以根据需要来选择。中央开口优选地被分配给流入通道并且外部开口或两个外部开口均被分配给流出通道。

布置于阀室中的环形件可以被分成提供所需的密封的下环形件和用以引导流体的上环形件。用于引导流体的环形件也用于翻新已经使用过的通风阀，并且其甚至可以由塑料制成。

为了还改进进出各个开口的流动状况，至少一个开口可以包括反向引导面(counter-guide surface)。

附图说明

将参照附图说明本发明的主题的实施方式，其中：

图1示出了处于关闭位置的通风阀的轴向截面；

图2示出了处于打开位置的通风阀的轴向截面；

图3示出了通风阀的另一个实施方式的示意性轴向截面；

图4示出了通风阀的又一个实施方式的示意性轴向截面；

图5示出了开关阀的两个具体变形例的示意性轴向截面；

图6示出了又一个实施方式的通风阀的部分轴向截面；

图7是示出又一个实施方式的细节的立体图。

具体实施方式

图1(关闭位置)和图2(打开位置)中所示的通风阀V的实施方式例如通过来自引导阀(未示出)的控制压力被切换到关闭位置并且在控制压力降低之后通过占优势的流入压力被切换到打开位置。可替代地，可以用机械方式操作通风阀V或者通过磁体(未示出)来操作通风阀V。

通风阀V的壳体(未示出)中安装有板1，其中板1中布置有中央流入通道3，所述中央流入通道被设计为轴向孔道；板1还布置有两个外部流出通道2，所述流出通道2相对于流入通道3沿直径定位并且各流出通道均被构造成圆形孔道。通道2和通道3在板1的下侧形成例如圆形开口4和圆形开口5。各开口还可以被制成为椭圆形、肾形或以任意期望的方式形成。由例如采用环形件9的形式的壁8限定的阀室7位于板1的下方。具有下部大直径活塞构件12和较小直径的中央活塞延伸部14的阀活塞11(差动活塞)被密封可移位地在阀室7中引导。控制室13设置于阀活塞11的下侧，并且控制室13具有通到(leading to)阀室7的控制压力连接部17。在活塞延伸部14上，封闭面15(这里例如是大体上垂直于阀活塞11的移动方向布置的圆形面)被设置于上端。活塞延伸部14由环形件9的孔道中的至少一个密封件18形成。大直径活塞构件12和环形件9之间的中间环形室10可以例如经由连接部16通风。在关闭位置，活塞延伸部14的至少一部分能够伸入流入通道3的开口5。

根据图2，朝向通道2和通道3取向的引导面L1和引导面L2形成于活塞延伸部14和壁8。引导面L1、L2相对于阀活塞11的移动方向大体上以倾斜的方式延伸，并且优选地至少在用于在打开位置中形成流体(以箭头示出)的部分处被凹形地圆化。在壁8中，表面部分20过渡到(pass into)表面部分22，其中，表面部分20以倾斜弯曲的方式上升并且在横向方向上被形成凹圆形，表面部分22基本垂直于阀体11的移动方向延伸并且也在横向方向上被凹形地圆化。在活塞延伸部14，从突起的分流区23开始，设置沿横向方向弯曲和凹形地圆化的倾斜的表面部分21。表面部分22、21例如是大致半圆形。槽状凹部19、19’由此形成于活塞延伸部14和壁，其中，在图2所示的打开位置中，这些凹部彼此平滑地过渡。

可以说，凹部19、19’被定位在壁8的移位体K和活塞延伸部14的移位体K之间，这些移位体设置在两侧并且将阀室7中的死容积减小到在阀室7中提供优化的流动引导状态的程度。壁8的移位体K可以抵靠板1。活塞延伸部14的移位体K在打开位置中结束于开口5或稍微进入开口5。沿阀活塞11的移动方向观察，凹部19、19’的深度基本相同。凹部的宽度至少对应于较小的开口4的内部宽度。在替换实施方式中，凹部19、19’可以沿流动方向朝向开口4略微变窄以形成类似于文氏管喷嘴的喷嘴截面。在图2中的打开位置，活塞延伸部14的其余表面部可以基本在阀座6的高度处定位于凹部19’的外侧，所述阀座6在这里是平的并且是圆形。

在图1和图2中，引导面L1、L2对于流体起到强制偏转的效果，使所述流体侧向向外地流出通道3，然后向上流入通道2。图1和图2中的开关阀可以以相反方向的流动交替地运行。在通风阀V的替代实施方式(未示出)中，引导面L1或L2也可以仅布置于活塞延伸部14或仅布置于壁8。另外，壁8可以是通风阀V的壳体的一部分。

如在图1中以30处的虚线绘出的，环形件9可以被分成下部环形件29和上部环形件27。上部环形件27(见图7)包括至少一个引导面L2和凹部19’并且可以是翻新部，其中通道28的外侧的表面部分20、22用于活塞延伸部14。

在图3的通风阀V的实施方式中，流入通道3和流出通道2被并列地设置。阀座6是平的，就如同活塞延伸部14的封闭面15。两个基本对称的倾斜引导面L1设置于活塞延伸部14；在打开位置(未示出)，这些引导面L1通过强制偏转将流体从通道3侧向引导到通道2。引导面L1被示出为斜坡状，但也可以与图2类似地形成为槽状凹部并且被圆化。

在图4的通风阀V的实施方式中，活塞延伸部14形成有形成了引导面L1的、由分流区23分开的锥形峰。可替代地，引导面L1可以是由形成分流区23的顶部(crest)分开的直的顶面24。这里，活塞延伸部14的封闭面15’例如是锥形，而阀座6’被圆化，在关闭位置，通过该对锥形面/圆化的圆环来产生密封效果。锥形或斜坡形引导面L2相对于通道2形成于壁8，活塞延伸部14通过壁8。引导面L1、L2也可以被布置于凹部19、19’，优选地，所述凹部随后与图2类似地被圆化。在图4中，在锥形引导面L1、L2的情况下，两个以上的外部通道2可以分布在中央通道3的周围。

在图5中的实施方式中，左半部分示出了活塞延伸部14的锥形封闭面15’与构造为矩形边缘环形地延伸的阀座6”之间的配合。活塞延伸部14的引导面L1与壁8的引导面L2可以例如与图4类似地制造成锥形。

作为对比，图5的右半部绘出了活塞延伸部14的球形封闭面15’与阀座6”的在这里为矩形的边缘之间的配合。活塞延伸部14的引导面L1是环绕的球形面或者是凸的曲面。，在右半部分中示出了在壁8中作为引导面L2的凹形地圆化的面：该面首先从内侧向外侧下降，然后逐渐上升并进入通道2，并且该面可以形成为与图2中的凹部19类似的凹部。

最后，图6示出了如下的实施方式：其中在通道2、3的开口4、5中的至少一个开口中设置有反向引导面L3，用于进一步改善流体的引导。阀座6”’在这里例如是圆环锥形面26并且能够与图6中未示出的活塞延伸部的锥形地或球形地圆化的封闭面配合，以在关闭位置进行关闭而不会有任何泄漏。反向引导面L3例如是开口4、5中的锥形沉头(conical countersunk)部。

Claims

1.一种用于容器的吹塑成型机中的通风阀（V），该通风阀（V）包括：阀座（6、6’、6”、6’’’），该阀座在至少一个流入通道开口（4、5）和至少一个流出通道开口（5、4）之间被布置于阀室（7）中，并且在所述阀室（7）中配置有阀活塞（11），所述阀活塞（11）通过引导控制力能在用封闭面（15、15’）抵接在所述阀座（6、6’、6”、6’’’）上的关闭位置和提升的打开位置之间线性地移动，并且所述阀活塞（11）利用带有所述封闭面的活塞延伸部（14）密封地可移动地穿过限定了所述阀室（7）的壁（8）的孔道，其中延伸穿过开口（2、3）之间的阀室（7）的流动路径在所述关闭位置能够被关闭并且在所述打开位置能够被解除关闭，其特征在于，为了在沿流动路径提升所述活塞延伸部（14）时形成的流体的侧向强制偏转，所述壁（8）或所述活塞延伸部（14）包括相对于所述阀活塞（11）的移动方向大体倾斜的至少一个引导面（L1、L2）。

2.根据权利要求1所述的通风阀，其特征在于，面对所述流体的所述引导面（L1、L2）沿流动方向部分地被凹形地圆化，并且所述引导面（L1、L2）分别沿其横向方向被凹形地圆化。

3.根据权利要求1所述的通风阀，其特征在于，取向为垂直于所述阀活塞（11）的移动方向的所述阀座（6、6’、6”、6’’’）或封闭面（15、15’）是平坦形、球形或者锥形。

4.根据权利要求1所述的通风阀，其特征在于，在所述打开位置，所述壁（8）上的引导面（L2）和所述活塞延伸部（14）上的引导面（L1）彼此平滑地过渡。

5.根据权利要求1所述的通风阀，其特征在于，所述壁（8）的引导面（L2）向上延伸到所述开口（2）。

6.根据权利要求1所述的通风阀，其特征在于，所述壁（8）由插入所述阀室（7）中的环形件（9）形成。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的通风阀，其特征在于，在所述阀室（7）中，在平坦的边界壁中，与中央部相邻地设置有至少一个开口（5）、外部开口（4）或两个沿直径布置的外部开口（4），所述开口（4）被分配有所述壁（8）的向外上升的引导面（L2），所述活塞延伸部（14）相对于所述中央开口（3）对准并且在所述关闭位置至少部分地伸入所述中央开口（3），所述活塞延伸部（14）包括两个下降引导面（L1），所述两个下降引导面（L1）经由突起的分流区（23）连接并且相对于各自对应的所述外部开口（2）取向。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的通风阀，其特征在于，所述引导面（L1）形成于所述活塞延伸部（14）的槽状凹部（19’），所述引导面（L2）形成于所述壁（8）的槽状凹部（19）。

9.根据权利要求8所述的通风阀，其特征在于，槽状凹部（19）和槽状凹部（19’）在所述阀活塞（11）的移动方向上具有相同的深度。

10.根据权利要求6所述的通风阀，其特征在于，所述环形件（9）分为：上部环形件（27），其限定了所述阀室（7）中的所述壁（8）并且包括所述引导面（L2）；以及下部环形件（29），其在相对于中间室（10）或控制室（13）的外侧和在所述活塞延伸部（14）的内侧密封所述阀室（7）。

11.根据权利要求1至6中的任一项所述的通风阀，其特征在于，引导面（L1、L2）被布置在设置于所述壁（8）或设置于所述阀活塞（11）的移位体之间，所述移位体在所述通风阀的打开位置向上延伸到或延伸接近所述阀室（7）的包括所述开口（4、5）的边界壁，使所述阀室（7）的死容积最小化。

12.根据权利要求8所述的通风阀，其特征在于，所述槽状凹部（19、19’）沿流动方向逐渐变窄并且形成类似于文氏管喷嘴的喷嘴截面。

13.根据权利要求1至6中的任一项所述的通风阀，其特征在于，中央开口（5）或者每个外部开口（4）适用于流入通道（3、2）。

14.根据权利要求1至6中的任一项所述的通风阀，其特征在于，反向引导面（L3）也形成于所述开口（4、5）中的一个开口。