CN102294818A - 环形阀活塞及其在吹塑机中的使用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及环形阀活塞及其在吹塑机中的使用。具体而言，公开了一种具有结合到阀块(100)中的阀的吹塑机。阀活塞(110)形成沿拉伸杆(104)轴线垂直地叠置的环形圈。阀活塞通过沿拉伸杆轴线向上/向下移动而起动。用于各垂直叠置的阀的阀座面径向地围绕拉伸杆而形成。

Description

环形阀活塞及其在吹塑机中的使用

本申请是于2006年10月17日提交的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为200680056135.3，国际申请号为PCT/EP2006/010002，发明名称为“A RING SHAPED VALVE PISTONAND ITS USE IN A BLOW MOULDING MACHINE”)的分案申请。

技术领域

本发明涉及吹塑领域，且具体地涉及一种围绕吹塑机的拉伸杆孔/吹气喷嘴孔的环形阀活塞。

背景技术

吹塑使用低压空气和高压空气来使模腔中的预成形件膨胀。吹塑工艺通常使用4个阀一高压阀、低压阀以及两个排气阀。高压阀和低压阀称为吹气阀，因为这些阀提供用于将预成形件“吹”成其最终形状的空气。阀通常连接到阀块上，而阀块向抵靠预成形件入口/瓶子入口形成密封的吹气喷嘴送气。位于吹气阀上的出口与预成形件入口/瓶子入口之间的空间称为死区。对于各吹塑周期，先在死区中填充低压空气，然后填充高压空气。低压空气和高压空气还必须在各吹塑周期期间从死区中排出。

老式吹塑机使用低压管线和高压管线将吹气阀连接到阀块上。压力管线和阀块中的通路造成了较大的死区，进而造成较慢的循环时间。一些较为新型的吹塑机将吹气阀和排气阀直接地附接到阀块上，除去了阀与阀块间的压力管线且由此减小了死区。授予Voth等人的名称为“Blow molding machine comprising control valves，which aremounted on the blowing device and which control the blowing air”的美国专利6,905,326公开了一种将吹气阀和排气阀直接地附接到阀块上的吹塑机的实例，该专利通过引用而合并到本文中。这些较为新型的吹塑机依然具有沿形成在阀块(也称为阀座)中的通路的整个长度而形成的死区，该阀块将吹气阀连接到吹气喷嘴上。

发明内容

公开了一种具有结合到阀块中的阀的吹塑机。阀活塞形成沿拉伸杆轴线/吹气喷嘴轴线垂直地进行叠置的环形圈。阀活塞通过沿拉伸杆轴线/吹气喷嘴轴线向上/向下移动而起动。各垂直叠置的阀的密封面围绕拉伸杆/吹气喷嘴而形成。

本发明的一个方面包括一种具有阀块且拉伸杆/吹气喷嘴延伸穿过阀块中的孔的吹塑机，其特征在于：

形成在阀块中的圆柱形内腔，其中，圆柱形内腔的圆柱轴线与拉伸杆/吹气喷嘴平行且与阀块中的孔同心，且其中，该圆柱形内腔具有底面；

具有带有中心孔的大致圆形形状的阀活塞，其中，阀活塞位于阀块的圆柱形内腔中，并且拉伸杆/吹气喷嘴穿过中心孔；

位于阀活塞上的密封面，其中，密封面完全地包绕拉伸杆/吹气喷嘴，阀活塞构造成用以通过沿由拉伸杆/吹气喷嘴所形成的轴线移动来在开启位置与闭合位置之间移动；

该密封面构造成用以在阀活塞处于闭合位置时形成包绕拉伸杆/吹气喷嘴的密封，从而防止径向流体流进入或远离拉伸杆/吹气喷嘴。

优选的是，密封面位于阀活塞的底侧上并且抵靠圆柱形内腔底面形成密封。

优选的是，密封面抵靠装入阀块的圆柱形内腔中的控制室环而形成密封。

优选的是，密封面抵靠控制室环顶面形成密封。

优选的是，密封面邻近阀活塞的中心孔。

优选的是，密封面具有选自以下组的形状：圆、椭圆、正方形、矩形、圆角矩形、八角形。

优选的是，操作室环位于圆柱形内腔中，其中，操作室环为带有内孔的大致为平面圆形的形状，其中，操作室环的外径构造成用以抵靠圆柱形内腔的内径进行密封；

多个突出部从操作室环的底侧向下延伸，形成围绕操作室环的底面间隔开的多个间隙，其中，多个突出部搁置在圆柱形内腔的底面上；

圆形凹槽形成在圆柱形室的壁中并且位于圆柱形室的底缘处，由此使得圆形凹槽中的流体可流入围绕操作室环的底面间隔开的多个间隙中。

优选的是，控制室环位于圆柱形内腔中，其中，控制室环具有平坦环形顶部，带有从平坦环形顶部的外径向下延伸的第一圆柱部分以及从平坦环形顶部的内径向下延伸的第二圆柱部分，且其中，多个槽口形成在第一圆柱部分的底部中，且其中，控制室环的外径构造成用以抵靠圆柱形内腔的内径进行密封；

阀活塞密封在第一圆柱部分与第二圆柱部分之间，形成位于控制室环的顶部部分中的控制室，并且多个孔穿过第一圆柱部分接近平坦环形顶部而进入控制室。

本发明的另一个方面包括多个可叠置的阀，其中，各阀其特征在于：

具有带有多个突出部的平坦环形本体的操作室环，其中，多个突出部围绕平坦环形本体的外周长间隔开，并且从平坦环形本体的底侧向下延伸；

叠置在操作室环之上的控制室环，其中，控制室环具有平坦环形顶部，具有从平坦环形顶部的外径向下延伸的第一圆柱部分以及从平坦环形顶部的内径向下延伸的第二圆柱部分，且其中，第一圆柱部分的底部搁置在操作室环的顶侧上，且其中，在第一圆柱部分的底部中形成多个槽口；

俘获在操作室环与控制室环之间的阀活塞，其中，阀活塞具有大致为平坦盘形的顶部，具有在大致为平坦盘形的顶部的内径处向下延伸的第三圆柱部分，且其中，第三圆柱部分的底面形成密封面，阀活塞构造成用以通过沿第三圆柱部分的圆柱轴线移动来在开启位置与闭合位置之间移动。

优选的是，多个可叠置的阀中的第一个叠置在多个可叠置的阀中的第二个之上，且其中，多个可叠置的阀中的第一个中的阀活塞的密封面抵靠多个可叠置的阀中的第二个中的控制室环的顶面进行密封。

优选的是，多个可叠置的阀中的第一个叠置在多个可叠置的阀中的第二个之上，且其中，多个可叠置的阀中的第一个中的操作室环上的多个突出部抵靠搁置在多个可叠置的阀中的第二个中的控制室环的顶面上，产生容许在多个可叠置的阀中的第一个中的操作室环与多个可叠置的阀中的第二个中的控制室环的顶面之间的径向流体流的多个间隙。

优选的是，多个可叠置的阀中的第一个叠置在多个可叠置的阀中的第二个之上，且其中，多个可叠置的阀中的第一个中的控制室环的第一圆柱部分的底面在多个可叠置的阀中的第二个中的控制室环的顶面上方间隔开，产生具有一定高度h的间隙，该间隙容许在多个可叠置的阀中的第一个中的控制室环的第一圆柱部分的底面与多个可叠置的阀中的第二个中的控制室环的顶面之间的径向流体流。

优选的是，多个可叠置的阀位于阀块中的圆柱形内腔的内部。

优选的是，多个可叠置的阀彼此叠置并以凸缘相连接。

本发明的另一个方面包括一种操作具有沿拉伸杆/吹气喷嘴的一段长度形成的第一流体通路的吹塑机的方法，其特征在于：

在第一吹塑步骤期间，经由包绕第一流体通路的第一环形通路将流体提供给第一流体通路；

在第二吹塑步骤期间，利用包绕第一流体通路的密封部件来密封第一环形通路。

优选的是，该方法还包括在第三吹塑步骤期间，经由包绕第一流体通路的第二环形通路来将流体从第一流体通路中排出。

本发明的另一个方面包括一种组装吹塑机的方法，其特征在于：

(a)将操作室环插入形成在阀块中的圆柱形室中；

(b)将阀活塞插入圆柱形室中；

(c)将控制室环插入圆柱形室中，从而将阀活塞俘获在操作室环与控制室环之间；

至少再一次重复步骤(a)至(c)。

优选的是，该方法还包括：在将操作室环插入圆柱形室中时在圆柱形室的壁与操作室环的外径之间形成密封；

在将控制室环插入圆柱形室中时在圆柱形室的壁与控制室环的外径之间形成密封。

附图说明

图1为本发明的示例性实施例中的阀块组件100的截面等距视图。

图2a为本发明的示例性实施例中的操作室环108的等距顶视图。

图2b为本发明的示例性实施例中的操作室环108的等距底视图。

图3a为本发明的示例性实施例中的控制室环106的等距顶视图。

图3b为本发明的示例性实施例中的控制室环106的等距底视图。

图4a为本发明的示例性实施例中的阀活塞110的等距顶视图。

图4b为本发明的示例性实施例中的阀活塞110的等距底视图。

图5为本发明的示例性实施例中取自图1的详图A。

图6为本发明的示例性实施例中取自图1的详图B。

具体实施方式

图1至图6及如下说明描述了特定的实例，用以教导本领域中的技术人员如何制作和使用本发明的最佳模式。出于教导发明原理的目的，已简化或省略了一些常规的方面。本领域中技术人员将认识到，这些实例的变型都落入了本发明的范围内。本领域中的技术人员将认识到，下述特征可以多种方式合并以形成本发明的多种变型。因此，本发明不限于下述的特定实例，而仅由权利要求及其等同物限制。

图1为本发明的示例性实施例中的阀块组件100的截面等距视图。阀块组件100包括阀块102、拉伸杆/吹气喷嘴104、四个控制室环106a，106b，106c，106d、四个操作室环108a，108b，108c，108d、四个阀活塞110a，110b，110c，110d，以及四个引导阀112。阀块102具有中心圆柱形室101。拉伸杆/吹气喷嘴104垂直地延伸穿过中心室101的中心，并经由中心圆柱形室101底部中的孔而伸出。四组阀围绕拉伸杆/吹气喷嘴104而垂直地叠置在中心圆柱形室101中。各阀均包括控制室环、操作室环以及阀活塞。底部或最下面的阀包括抵靠阀块102中的中心圆柱形室101的底面而安置的操作室环108d、安置在操作室环108d之上的控制室环106d，以及俘获在控制室环106d与操作室环108d之间的阀活塞110d。阀块102还具有多个入口和出口(114，116和118)，用于将低压空气、高压空气以及排气输送至不同的阀和从不同的阀输送出。在阀块组件100中的两个上面的阀示出为处于开启位置，而两个下面的阀示出为处于闭合位置。在本发明的一个示例性实施例中，阀自上而下的顺序为P1、AR、P2、排气，但在其它示例性实施例中，阀的顺序可有所不同。

图2a为本发明的示例性实施例中的操作室环108的等距顶视图。图2b为本发明的示例性实施例中的操作室环108的等距底视图。操作室环108为大致圆形零件，其具有大致平坦环形的本体，其中多个突出部230从大致平坦环形的本体向下延伸。O型圈凹槽或垫圈凹槽232形成在大致平坦环形本体的外缘中。大致平坦环形本体的内径234形成用于阀活塞(未示出)的密封面。在操作中，操作室环108抵靠形成在阀块102中的中心圆柱形室101的底面或抵靠控制室环106的顶部而进行叠置。安装在O型圈凹槽或垫圈凹槽232中的O型圈或垫圈580抵靠形成在阀块102中的中心圆柱形室101的圆柱壁进行密封。多个突出部230将大致平坦环形的本体保持在中心室底部的上方或控制室顶部的上方，从而形成多个间隙236。多个间隙236容许在大致平坦环形的本体下方从阀块流向拉伸杆/吹气喷嘴104的径向气流。

图3a为本发明的示例性实施例中的控制室环106的等距顶视图。图3b为本发明的示例性实施例中的控制室环106的等距底视图。控制室环106具有带有中心孔的大致平坦盘形的本体。中空内圆柱部分346从大致平坦盘形本体的中心孔的内缘向下延伸，而外圆柱部分344从大致平坦盘形本体的外缘向下延伸。两个O型圈凹槽或垫圈凹槽342形成在外圆柱部分344的外径中。在外圆柱部分344中还形成多个孔343。在本发明的一个示例性实施例中，孔在外圆柱部分344的外径上形成于两个O型圈凹槽或垫圈凹槽342之间。孔向上成一定角度，并且在外圆柱部分344的内径顶部附近引出。外圆柱部分344的内表面和中空内圆柱部分346的外表面形成用于阀活塞110的密封面。多个通道或间隙450形成在外圆柱部分344的底部中。在操作中，控制室环106插在形成在阀块102中的中心室中，并且叠置在操作室环108之上，从而将阀活塞110俘获在操作室环108与控制室环106之间。装入O型圈凹槽或垫圈凹槽342中的O型圈或垫圈在控制室环106与形成在阀块102中的中心圆柱形室101的圆柱壁之间形成密封。

图4a为本发明的示例性实施例中的阀活塞110的等距顶视图。图4b为本发明的示例性实施例中的阀活塞110的等距底视图。阀活塞106为大致圆形的零件，其具有带有中心孔的平坦盘形顶部部分461和从盘形顶部部分461中心的孔的内径向下延伸的大致圆柱形的部分464。盘形顶部部分461的外缘具有构造成用以保持第一密封的凹槽460。大致圆柱形的部分464的外径具有构造成用以保持第二密封的凹槽460。大致为圆柱形的部分464的底面466形成阀面，并且抵靠形成在阀块102中的中心圆柱形室的底面或抵靠控制室环106的顶部进行密封。大致为圆柱形的部分464的内径具有构造成用以保持第三密封(未示出)和第四密封(未示出)的第一凹槽和第二凹槽(468和470)。用于O型圈或垫圈的多个通气孔472径向地穿过大致圆柱形部分464的顶部区段而形成。在操作中，阀活塞沿与大致圆柱形部分464的圆柱轴线同心的轴线垂直地移动。在凹槽460中的第一密封利用控制室环106的外圆柱部分344的内径而形成密封。凹槽462中的第二密封利用操作室环108的内表面234而形成密封。凹槽468和470中的第三密封和第四密封抵靠控制室环106的中空内圆柱部分346的外径形成密封。

图5为取自本发明的示例性实施例中图1的详图A。图5示出了最下面的阀的一侧，最下面的阀包括抵靠阀块102中的中心圆柱形室101的底面而安置的操作室环108d、安置在操作室环108d之上的控制室环106d，以及俘获在控制室环106d与操作室环108d之间的阀活塞110d。O型圈或垫圈580在操作室环108d与阀块102之间以及在控制室环106d与阀块102之间形成密封。阀活塞110d示出为处于闭合位置，其中阀座面466抵靠形成在阀块102中的中心圆柱形室101的底面而密封。阀座面466也可称为密封面466、阀面466等。阀活塞110d的顶部与控制室环106d的底部之间的距离d1为用于阀活塞110d的最大行程。控制室环106d的中空内圆柱部分346的底部并不接触阀块102中的中心圆柱形室101的底面，但形成包绕拉伸杆/吹气喷嘴104的具有高度h的圆形间隙。具有宽度g的通路形成在拉伸杆/吹气喷嘴104与阀块102之间，并且容许空气沿拉伸杆/吹气喷嘴104移动并进入预成形件中。阀面466远离沿拉伸杆/吹气喷嘴104延伸的通路的入口为宽度w。死区为具有高度h、半径R1和厚度w的圆柱形空间。

送入的引导空气穿过形成在中心圆柱部分101的圆柱壁中的圆形凹槽591，并且穿过孔343而进入控制室593，迫使阀活塞向下进入闭合位置。在本发明的一个示例性实施例中，最下面的阀为排气阀或空气循环阀。抵靠中心圆柱形室的底部进行密封的阀面466防止空气从吹塑瓶(未示出)流入排气室590。当阀打开(未示出)时，空气从瓶子中，沿拉伸杆/吹气喷嘴104通路在阀面466的下方流进排气室590，处于形成在操作室环108d的底侧上的突出部230之间的间隙236之间，并且进入圆形凹槽588。空气穿过形成在中心圆柱形室101的圆柱壁中的圆形凹槽588，穿过通向在阀块102中形成的其中一个出口的连接件(未示出)而排出。安装在形成于阀活塞110d中的第二凹槽和第三凹槽中的密封件586在阀活塞、控制室环106d和操作室环108d之间形成密封。

图6为取自本发明的示例性实施例中图1的详图B。图6示出了阀块组件100中的顶部阀的一侧，该顶部阀包括抵靠控制室环106b的顶面而安置的操作室环108a，安置在操作室环108a之上的控制室环106a，以及俘获在控制室环106a与操作室环108a之间的阀活塞110a。O型圈或垫圈580在操作室环108a与阀块102之间以及在控制室环106a与阀块102之间形成密封。阀活塞110a示出为处于开启位置，其中阀座面466位于控制室环106b顶部上方的距离d2处。阀活塞110a可在阀活塞110a顶部与控制室环106a底部之间具有一定的间距(距离d3)。控制室环106a的中空内圆柱部分346的底部并不接触控制室环106b的顶面，而是形成包绕拉伸杆/吹气喷嘴104的具有高度h的圆形间隙。具有宽度g的通路形成在拉伸杆/吹气喷嘴104与控制室环的内径之间，并且容许空气沿拉伸杆/吹气喷嘴104移动并进入预成形件。

引导空气经由孔343而从控制室693中排出，并进入形成在中心圆柱部分101的圆柱壁中的圆形凹槽691，进而容许通过在腔室688和690中的低压空气而迫使阀活塞110a进入开启位置。在本发明的一个示例性实施例中，顶部阀为P1阀。位于阀面466与控制室环106b顶部之间的间隙容许空气从圆形凹槽688流动，处于形成在操作室环108a的底侧上的突出部230之间的间隙236之间而进入腔室690，在阀面466的下方，沿拉伸杆/吹气喷嘴104通路而进入预成形件(未示出)。所提供的低压空气穿过形成在中心圆柱形室101的圆柱壁中的圆形凹槽688，穿过通向形成在阀块102中的其中一个入口的连接件(未示出)。安装在形成于阀活塞110a中的第二凹槽和第三凹槽中的密封件686在阀活塞与控制室环106a和操作室环108a之间形成密封。

上文公开的示例性实施例示出了形成围绕拉伸杆/吹气喷嘴的圆环的活动阀面或密封面(表面466)。在其它示例性实施例中，其它形状如正方形、矩形、圆角矩形、八角形、椭圆等，也是可能的。上文公开的示例性实施例示出了密封面位于阀活塞的底侧上。在其它实施例中，密封面可位于阀活塞的顶部上，或者密封面可围绕活塞的周边。上文公开的示例性实施例示出了可叠置的阀装入阀块内部的圆柱形内腔中。在其它示例性实施例中，控制室环和操作室环可构造成用以夹持或紧固在一起，由此使得不需要阀块。

Claims (2)

1.一种操作具有第一流体通路的吹塑机的方法，所述第一流体通路沿拉伸杆/吹气喷嘴的一段长度而形成，其特征在于：

在第一吹塑步骤期间，经由包绕所述第一流体通路的第一环形通路将流体提供到所述第一流体通路中；

在第二吹塑步骤期间，利用包绕所述第一流体通路的密封部件来密封所述第一环形通路。

2.根据权利要求1所述的操作吹塑机的方法，其特征还在于：

在第三吹塑步骤期间，经由包绕所述第一流体通路的第二环形通路来将所述流体从所述第一流体通路排出。

Images