CN102369378A - 用于高粘性的介质的转换阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高粘性的介质的转换阀(100)，至少包括一个壳体(10)，该壳体具有至少一个进口(23)和至少两个出口(21、22)，所述进口和出口(21、22、23)通入一阀孔，在所述阀孔中支承一阀杆(10，10′)。可轴向移动的阀杆具有一个槽，进口(23)经由所述槽交替的与所述出口(21、22)中的一个连通。所述槽包括轴向延伸的流入区(12)和轴向延伸的流出区(11，11′)，其中流入区和流出区在端侧经由连接通道(13、14)连通成一连续的环形通道。

Description

用于高粘性的介质的转换阀
技术领域
本发明涉及一种转换阀，所述转换阀用于高粘性的介质、特别用于塑料熔体，至少包括一个壳体，所述壳体具有至少一个进口和至少两个出口，所述进口和出口通入一阀孔中，在阀孔中支承一阀杆，所述阀杆具有一凹槽，进口能经由所述凹槽交替地与其中一个出口连通。
背景技术
特别对于用于制备和过滤供应给塑料加工机的塑料熔体的装置需要这样的阀。已知构成为转阀的二位三通通阀。阀杆在其圆周上具有槽。阀杆可以这样转动，即
经由其槽在进口与第一出口之间构成流路；
经由其槽在进口与第二出口之间构成流路；和
经由阀杆上的另一个凹槽没有延伸到其中的圆周表面部分封闭进口和中断全部的流路。
还已知，将槽设置成略长于在各出口之间的壁部分的长度。由此在阀杆的过渡位置种在槽与两个出口之间分别形成一个小的开口间隙，以便能够以明显降低的流速预填充引导熔体的两个通路。
由于在全部可能的位置槽都被流动通过，没有留下其中由于过长的停留时间和加热可能出现塑料的化学的和热的分解的死区。
但在实践中已经证明密封是成问题的。为了一方面避免泄漏流，而另一方面确保自由的可旋转性，必须很精确地构成阀杆与壳体之间的间隙，这实际上只能通过锥形的阀杆和锥形的阀孔实现。锥形的几何形状的制造和在两个构件中保持相同的锥角在制造技术上很复杂。
在运行中锥形的阀杆受到预加载，以便确保密封性。
已知的转换阀的一个附加的原则性的缺点在于，进口和出口必须沿径向朝阀孔渐缩，因此在没有附加的转向件的情况下不能将两个出口并排定位在一个共同的表面上。
发明内容
本发明的目的是，提供一种转换阀，这种转换阀能较简单地制造并能够实现并排设置的出口。
通过一种具有权利要求1的特征的转换阀提供了解决方案。
通过液压缸或类似装置可以简单地产生轴向移动需要的力，并且在直径比例相类似的情况下，与可转动的以及此外还通过槽减弱横截面的阀杆的扭矩的情况相比，所述力对阀杆的材料负荷较少。由此在阀杆与阀孔之间可以选择紧密的配合，这种配合在高粘性的介质如塑料熔体流过时确保了足够的紧密性。阀孔和阀杆的圆柱形的形状使制造明显变得容易。
本发明重要的是，阀杆上的环形槽连同轴向的流入区和流出区。
用“环”特别表征槽的环状连续的形状。相反不是必须是圆形的。
“轴向的”在本发明的范围内是指，在圆柱坐标系中槽的最大延伸尺寸沿中轴线的方向分布。特别是流入区和流出区的直线的形状和其平行于轴线的定向对应于优选的实施形式，因为这种实施形式可以简单地制造。但各槽也可以本身相对于圆柱纵轴线弯曲和/或倾斜地定向。
通过在流入区内向封闭的环形结构中输入介质实现了分成两个分流，这两个分流以相反的定向-其中一个以顺时针方向，而另一个逆时针方向-向流出区流动并经由流出区在其中一个出口中流出。因此在两个工作位置中两个分流通路总是同时被流动通过，并且不会出现材料残余在各流路的部分区域内较长的停留时间。
优选将环形槽构成，使得在两个工作位置形成两个在流体力学上相同的流路，即长度和/或流动阻力导致在各分通道和各连接通道部分中的相同的体积流。
优选的实施形式设置对称的环形槽，其中在相同的轴向位置在阀杆上设置等长的流入区和流出区，所述流入区和流出区在两侧又经由等长的连接通道连通。流入区和流出区以及各连接通道的横截面至少成对地同样是相同的。
在本发明的一个方案中，各连接通道构成为槽，这些分别在流入区与流出区之间沿圆柱外表面延伸。
在另一个方案中，设置孔作为连接通道，这些孔沿径向或沿一割线的方向在圆柱形的阀杆上延伸，并且流入区和流出区的各端部区域通过这些孔分别相互连通。
可以与平行地在阀杆的圆柱外表面上定位的流入区和流出区的位置无关地实现所述对称的流路分配。
也可以实现一种标准实施形式，其中流入区和流出区沿直径方向对置，从而一进口和各出口对置，还可以实现一种适配的应用，其中在横向剖视图中流入区和流出区的径向中心线成小于180°的角度。
在各工作位置中，分别实现流入区与进口和流出区与其中一个出口完整的横截面重叠。另一个出口则完全由阀杆的圆柱外表面覆盖并由其封锁。
为了在下游的单元投入运行时实现逐渐的填充或为了从设置在转接阀上游的单元中排出空气，可以设置转换阀的一附加的等候位置，在所述等候位置中，只存在流出区与出口小的部分的重叠，从而形成对于熔体很大的流动障碍，并因此可以实现用熔体缓慢地填充下游的单元，如过滤钵。为此流出区优选应比阀孔的、使相邻的出口彼此分开的内壁部分长。
这意味着，流出区可这样定位，使得流出区刚好在右边和左边都伸入出口的内径。
这里阀杆的轴向移动行程应等于流入区的长度减去进口的直径，而各出口的外部的限定边缘的间距等于移动行程加上流出区的长度。对于这样的几何尺寸，在全部的工作位置中在各外侧面上形成从流出区向相应的出口的平齐的过渡。
附图说明
以下借助各实施例参照附图详细说明本发明。其中：
图1示出按第一实施形式的转换阀的阀杆的透视图；
图2、3横向剖视图示出在两个工作位置中的转换阀；
图4示出在等候位置中转换阀的横向剖视图；
图5示出按第二实施形式的阀杆的透视图；以及
图6用俯视图示出阀杆上的流出区的细部。
具体实施方式
图1中示出用于转换阀的阀杆10，在其外圆周面中制出一环形槽。该环形槽由两个平行于轴线的作为流入区12或流出区11的槽和连接通道13、14组成。连接通道13、14在阀杆10的所示实施例中构成为弧形的槽，这些槽沿圆形线在圆柱外表面上面延伸。在端部区域16、17、18、19实现熔体90°的转向或转入出口21、22。
环形槽的结构总体上是对称的，从而也可以实现相反的通流，就是说此时流入区和流出区交换。
在转换阀100在图2、3中的横向剖视图中示出，如何均匀分配各流路，在这两个附图中，阀杆10分别装入具有一阀孔的阀壳体20中。
在下侧上设有进口23，该进口在壳体20的外侧与阀孔之间延伸。在上侧上设置两个并排的出口21、22。
图2中阀杆10向左移动。流入的熔体流E通过进口23进入阀杆10的流入区12。如各箭头所示，流的一部分沿流入区12向左流出，从这里流入连接通道13中并接着通过流出区11作为流出的熔体流A流入左边的出口21。流的第二部分首先通过连接通道14并接着沿流入区12向左流出，直到流入出口21。在转换阀的内部分开的分流最晚向出口21重新会合。
连接通道14的宽度与进口23的直径的宽度一致，并且流入区12的延伸长度向右在这里终止，从而存在平滑的过渡。左边的连接通道13、流出区的左端和出口21的左边的壁部分相互过渡。
图3中阀杆10向右移动，而且移动一段对应于流入区的长度减去进口的直径的距离。
各分流的走势现在与图2中的走势正好相反：
第一分流沿顺时针方向分布：首先通过连接通道13，接着通过流出区11一直延伸到右边的出口22。
第二分流沿流入区12向右流动，接着经由右边的连接通道14流入上面的流出区11，并经由该流出区流入出口22。熔体流B在那里排出。
图4示出等候位置：从进口21在中心向流入区12入流，从而流均匀地分配到左边的和右边的分支。流出区11定位成使其分别在各边缘刚好还与出口21、22重叠。由此可以至少空气无碍地逸出。相反对于粘性的介质在这些过渡位置存在很大的流动障碍，从而在转换阀100前面建立阻滞压力/背压(Staudruck)，它有助于用熔体填充下游的系统。
图6示出流出区11′的边缘区域的一种可能的细节。在这里在端侧成形箭头形的槽11.1′、11.2′，这些槽的横截面和纵截面是三角形的，即大致具有船头的形状。为此将各出口的间距及其在阀孔上的横截面选择成，使得在阀杆的等候位置中类似于图4只有箭头形的突出部11.1′、11.2′伸入出口21、22。由此形成很小的开口，该开口大大减少了高粘性的介质的输出的体积流。如此大地降低流速，使得缓慢地用熔体填充后接的组件，或保持很小的通过按本发明的转换阀的流量，以便避免例如在生产间歇中熔体在阀中的过长的停留时间。

Claims (9)

1.用于高粘性的介质的转换阀(100)，至少包括一个壳体(10)，所述壳体具有至少一个进口(23)和至少两个出口(21、22)，所述进口和出口(21、22、23)通入一个阀孔，在阀孔中支承一阀杆(10，10′)，所述阀杆具有至少一个凹槽，经由所述凹槽进口(23)交替地与所述出口(21、22)中的一个连通；其特征在于，阀杆(10，10′)能轴向移动地设置在阀孔中，并具有轴向延伸的槽形的流入区(12)和轴向延伸的槽形的流出区(11，11′)，其中流入区(12)能与进口(23)在壳体(20)中进入连通，而流入区(11，11′)能与所述出口(21、22)中的至少一个在壳体(20)中进入连通，所述流入区和流出区(11、12，11′、12′)分别在两个端部经由连接通道(13、14)连通而构成一连续的环形通道。
2.按照权利要求1所述的转换阀(100)，其特征在于，轴向的流入区和流出区(11、12，11′、12′)和连接通道(13、14)分别成对地构成相同的。
3.按照权利要求1或2所述的转换阀(100)，其特征在于，将环形通道构成为，使得在分别在进口(23)与其中一个出口(21、22)之间建立连通的各工作位置中，在进口(23)与相应的出口(21、22)之间构成两个在流体力学上相同的流路。
4.按照权利要求1至3之一项所述的转换阀(100)，其特征在于，连接通道(13′、14′)是径向孔。
5.按照权利要求1至3之一项所述的转换阀(100)，其特征在于，连接通道(13、14)构成为弧形的槽，这些槽在阀杆(10)的外圆周表面上分别从流入区(12)的一个端部延伸到流出区(11)的一个端部。
6.按照权利要求1至5之一项所述的转换阀(100)，其特征在于，轴向的流入区和流出区(11、12，11′、12′)在阀杆(10，10′)的外圆周表面上沿直径方向对置。
7.按照权利要求1至6之一项所述的转换阀(100)，其特征在于，流出区(11，11′)比阀孔的、将相邻的出口(21、22)彼此分开的内壁部分长。
8.按照权利要求1至7之一项所述的转换阀(100)，其特征在于，阀杆(10，10′)的轴向移动行程等于流入区(12，12′)的长度减去进口(23)的直径。
9.按照权利要求8所述的转换阀(100)，其特征在于，出口(21、22)的外部的限定边缘的间距等于移动行程加上流出区(11，11′)的长度。
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