CN105228806A - 气动受控速度减小的阀 - Google Patents

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Abstract

用于进行注射成型循环的装置和方法，包括：歧管，由气动阀总成驱动的气动致动器，所述致动器在浇口关闭位置与最大注射流体流位置之间驱动阀销，所述气动阀总成以低于一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向下游的速度连续向下游方向可控地驱动所述阀销，且以一个或多个可选择的减小的向下游的速度在选定行程长度的选定部分或整个行程长度上从完全上游位置连续向下游方向驱动所述阀销。

Description

气动受控速度减小的阀
相关申请
本申请要求2013年6月24日提交的美国临时申请No.61/838,620的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文，如在本文中完全阐述一样。
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本申请还要求2013年4月19日提交的美国临时申请No.61/814,045的优先权，其公开内容通过引用全部并入本文，如在本文中完全阐述一样。
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以下所有专利的公开内容通过全文引用的方式并入本文，如同在本文中完全阐述一样：美国专利No.5,894,025、美国专利No.6,062,840、美国专利No.6,294,122、美国专利No.6,309,208、美国专利No.6,287,107、美国专利No.6,343,921、美国专利No.6,343,922、美国专利No.6,254,377、美国专利No.6,261,075、美国专利No.6,361,300(7006)、美国专利No.6,419,870、美国专利No.6,464,909(7031)、美国专利No.6,599,116、美国专利No.7,234,929(7075US1)、美国专利No.7,419,625(7075US2)、美国专利No.7,569,169(7075US3)、2002年8月8日提交的美国专利申请序列号No.10/214,118(7006)、美国专利No.7,029,268(7077US1)、美国专利No.7,270,537(7077US2)、美国专利No.7,597,828(7077US3)、2000年10月30日提交的美国专利申请序列号No.09/699,856(7056)、2002年10月11日提交的美国专利申请序列号No.10/269,927(7031)、2000年2月15日提交的序列号No.09/503,832的美国申请(7053)、2000年9月7日提交的美国专利序列号No.09/656,846(7060)、2001年12月3日提交的美国专利序列号No.10/006,504(7068)、2002年3月19日提交的美国专利序列号No.10/101,278(7070)、2011年3月24日提交的PCT申请No.PCT/US2011/029721(7094)和PCT公开No.WO2012074879(A1)(7100WO0)及WO2012087491(A1)(7100W01)。
背景技术
已经开发出了由液压驱动致动器致动的注射成型系统，其具有流动控制机构，流动控制机构在注射循环过程中控制阀销的运动，使销在注射循环过程中销从浇口关闭位置至完全打开向上游抽出期间或从完全打开至浇口关闭位置向下游关闭期间向上游或下游移动，以便控制通过浇口的流体材料的流速，以与注射循环预定的流体流速曲线对应，所述曲线在浇口关闭位置时的零流速、在销完全打开位置时的最大流速以及当销处于完全关闭和完全打开之间的某些位置时在零和最大中间的流速之间变化。在这样的现有系统中，传感器可感测流体材料或装置的状况(例如销位置)，并将指示感测状况的信号发送至控制器内包含的程序，控制器将信号用作可变输入以根据预定位置曲线控制至液压致动器的液压驱动流体的供给，从而控制阀销的运动。
发明内容
根据本发明，提供了一种在注射成型装置中进行注射成型循环的方法，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体成型材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器的最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器可驱动地与具有顶端的阀销相互连接，具有顶端的阀销能够沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动，所述行程长度在所述阀销的顶端阻挡浇口以防止所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置、一个或多个位于所述第一位置上游的第二位置以及选定的位于所述一个或多个第二位置上游的完全上游位置之间延伸，
所述方法包括：
以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向下游的速度可控地连续向下游方向驱动所述阀销，及
以所述一个或多个可选择的减小的向下游的速度在选定行程长度的选定部分或整个行程长度上从完全上游位置连续向下游方向驱动所述阀销。
在这一方法中，所述阀销在部分行程长度中以所述一个或多个可选择的向下游的速度从完全上游位置下游的一位置开始被驱动至第一位置。
这一方法可进一步包括：
利用在第一位置的致动器开始注射循环，
以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向上游的速度连续向上游方向驱动所述阀销，
以所述一个或多个可选择的减小的向上游的速度在所述选定行程长度的选定部分或整个行程长度上连续向上游方向驱动所述致动器。
这一方法可进一步包括经由控制器驱动所述致动器，所述控制器包括指令，所述指令根据由所述控制器从位置传感器接收的一个或多个指示所述阀销预选位置的信号或根据预定的时间量或经过的时间自动命令所述致动器以一个或多个可选择的减小的向下游的速度受驱动。
本发明的另一方面提供了一种用于控制流体成型材料从注射成型机至模具型腔的流速的装置，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体成型材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道，
气动驱动致动器，能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器，
所述气动致动器可驱动地与具有顶端的阀销相互连接，具有顶端的阀销能够沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动，所述行程长度在所述阀销的顶端阻挡浇口以防止所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置、一个或多个位于所述第一位置上游的第二位置以及选定的位于所述一个或多个第二位置上游的完全上游位置之间延伸，
控制器，其与所述气动致动器相互连接，
所述控制器包括指令，命令所述气动致动器以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向下游的速度连续向下游方向驱动所述阀销，
所述控制器包括指令，命令所述气动致动器以一个或多个可选择的减小的向下游的速度在选定行程长度的选定部分或整个行程长度上连续向下游方向驱动所述致动器。
在这一装置中，所述控制器可包括指令，命令所述致动器以所述一个或多个可选择的向下游的速度在部分行程长度中从所述完全上游位置下游的一位置开始驱动所述阀销至所述第一位置。
在这一装置中，所述控制器可包括指令，命令所述致动器从第一位置的阀销开始驱动所述阀销，以：
以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向上游的速度连续向上游方向驱动所述阀销，
以所述一个或多个可选择的减小的向上游的速度在所述选定行程长度的选定部分或整个行程长度上连续向上游方向驱动所述致动器。
本发明的另一方面提供了一种用于进行注射成型循环的装置，所述装置包括：
歧管，其容纳注射流体成型材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，其具有用于输送压缩气体至所述致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的流体输送口以及阀芯，其能够在气缸外壳内可控且平移地驱动以选择性地打开和关闭流体输送口至选定的程度以控制压缩气体至所述驱动室和从所述驱动室输出的流动，
所述阀总成包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件能够沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑，
控制器，包含指令，命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的速度向上游或向下游驱动阀销通过选定的中间位置。
在这一装置中，所述阀总成可包括至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
本发明的另一方面提供了一种用于进行注射成型循环的装置，所述装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，其具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从驱动室输出的流体输送口，由内壁限定的内孔腔以及阀芯，其具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，
所述阀总成包括至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体，
控制器，包含指令，命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的减小速度向上游或向下游驱动阀销一个或多个预选时间段。
这一装置可包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件能够沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
本发明的另一方面提供了一种在注射成型装置中进行注射成型循环的装置，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，其具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从驱动室输出的流体输送口，由内壁限定的内孔腔以及阀芯，其具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，其中阀芯头具有与其一体成形的外表面，阀芯头与气缸外壳的内壁滑动接合以形成防止接合表面间的压缩气体流动的密封，阀芯能够在气缸外壳内可控且平移地驱动以选择性地打开和关闭流体输送口至选定的程度以控制压缩气体至驱动室和从驱动室输出的流动，
控制器，包含指令，命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的减小速度向上游或向下游驱动所述阀销通过一个或多个中间位置。
阀芯头的外表面通常由质量分数为至少约90％的金属材料制成，且与所述阀芯头的外表面滑动接合的所述孔的内壁由质量分数为至少约90％的金属材料制成，接合表面是金属与金属。
所述装置通常进一步包括传感器，所述传感器感测所述阀销或致动器的位置并向所述控制器发送指示感测位置的信号，所述控制器包括指令，命令阀总成在接收到来自所述位置传感器的指示阀销或致动器位于沿所述行程长度的一个或多个预定位置处的信号时，以一个或多个最大速度向上游或下游驱动所述致动器和阀销。
所述控制器包含所述行程长度的全部或部分中致动器或阀销位置相对于向上游或下游的速度的曲线，所述控制器包含指令，命令阀总成响应接收到的指示所述致动器或阀销的感测位置的信号以根据曲线的速度向上游或下游驱动所述致动器或阀销。
所述控制器包含命令所述阀总成以驱动阀销停止在选定的浇口关闭位置的指令，所述控制器包含将感测的浇口关闭位置建立为注射循环的第一位置的程序，所述控制器包含指令，命令所述阀总成通过驱动所述阀销至所建立的第一位置并在所建立的第一位置处感测到阀销时停止所述阀销从而开始注射循环。
所述阀芯优选地能够在气缸内可控和平移地驱动而不产生与另一物体或外部构件接合所致的摩擦。
所述阀总成包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件能够沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。最优选地，所述阀芯在气缸内可控和平移地受驱动而不产生与另一物体或外部构件接合所致的摩擦。
所述阀总成的气缸可包括至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
本发明的另一方面提供了一种用于进行注射成型循环的装置，所述装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，其具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的流体输送口以及阀芯，其能够在气缸外壳内可控且平移地驱动以选择性地打开和关闭流体输送口至选定的程度以控制压缩气体至所述驱动室和从所述驱动室输出的流动，
所述阀芯能够在气缸内可控且平移地驱动而不产生与另一物体或外部构件接合所致的摩擦，
控制器，包含命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的速度向上游或向下游驱动阀销通过选定的中间位置的指令。
根据本发明，还提供了一种在注射成型装置中进行注射成型循环的方法，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
所述方法包括：
将所述气动致动器与气动阀总成相互连接，所述气动阀总成控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的输送速率，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔以及阀芯，其具有位于所述内孔腔内的轴线，用于沿阀芯轴线的可滑动运动，阀芯在内孔腔内能够可控地滑动至可选的轴向位置，可控地传输压缩气体至气体驱动室和从其中输出，阀芯具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，阀芯头具有一与其一体成型的外表面，所述阀芯头与气缸的内壁滑动接合以形成防止接合表面间的压缩气体流动的密封，
利用所述气动阀总成可控地驱动所述致动器以一个或多个选定的相对于所述一个或多个最大速度而减小的速度向上游或向下游驱动阀销通过选定的中间位置。
这一方法可进一步包括感测所述阀销或所述致动器的位置，并在感测到所述阀销或所述致动器的位置位于沿所述行程长度的一个或多个预定位置时以一个或多个最大速度向上游或下游驱动所述致动器和阀销。
这一方法可进一步包括选择行程长度的全部或部分中致动器或阀销的位置相对于向上游或下游的速度的曲线，感测所述致动器或阀销的位置，并以根据曲线响应于所述致动器或阀销的感测位置的速度向上游或下游驱动所述致动器或阀销。
这一方法可进一步包括感测所述阀销的位置，驱动阀销停止在选定的浇口关闭位置，将感测的浇口关闭位置建立为注射循环的第一位置，通过驱动所述阀销至所建立的第一位置并在所建立的第一位置处感测到阀销时停止所述阀销来开始注射循环。
这一方法可进一步包括使阀芯头的外表面由质量分数至少约90％的金属材料制成，且使与所述阀芯头的外表面滑动接合的孔腔的内壁由质量分数至少约90％的金属材料制成，接合表面是金属与金属。
这一方法可进一步包括使所述阀总成包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件能够沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
这一方法可进一步包括使所述气缸包括至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
根据本发明，提供了一种在注射成型装置中进行注射成型循环的方法，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个选定的最大移动速率驱动所述致动器的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器与能够沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动的阀销相互连接，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与另一个选定的注射流体材料以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动以将阀销定位在一个或多个可选择的中间位置，
传感器，其在注射循环期间感测所述装置或所述注射流体材料的选定的物理位置或状况值，这些值指示通过浇口的注射流体材料的流速，所述传感器产生与所感测值相应的信号，
所述方法包括：
预选对应于所预选的一系列所述阀销的一个或多个中间位置的值的曲线，
利用在第一位置的所述阀销开始注射循环，
使用所述传感器感测所述装置或注射流体材料的选定的物理位置或状况的值，
循环期间使用感测值以根据预选的值的曲线可控地驱动所述气动致动器，以在循环期间将阀销定位在预选的一系列的一个或多个中间位置处。
这一方法可进一步包括建立所述装置或注射流体材料的选定的物理位置或状况的初始值，所述初始值指示对应于阀销第一位置的阀销的选定初始位置，并使用所述传感器感测所示初始值并基于感测到的初始值在注射循环开始时驱动所述致动器将所述阀销定位在所选定的初始位置。
这一方法可进一步包括建立所述装置或注射流体材料的选定的物理位置或状况的行程末端值，所述行程末端值指示选定的所述阀销的最大流量位置，并使用在预选曲线中所建立的行程末端值来建立选定的行程长度。
这一方法可进一步包括预选指示所述阀销位置的值的曲线，所述值在注射循环的一个或多个选定部分中保持大致相同或在上游和下游之间变化。
在这一方法中，选择的所述装置或注射流体材料的物理位置或状况包括致动器的位置、阀销的位置、注射流体至歧管的筒至螺杆的位置、驱动气动致动器的气动阀的位置、压缩气体的压力、注射流体材料的压力和温度中的一个或多个。
可选择预选的数值曲线以对应于在注射循环的一个或多个选择部分中使注射流体材料的流动降低至一小于流体材料最大流速的速率的阀销的一系列位置。
可选择预选的数值曲线以对应于在整个注射循环过程中使注射流体材料的流动降低至一小于流体材料最大流速的速率的阀销的一系列位置。
所述阀销和所述流体输送通道优选地适于当所述阀销的顶端与浇口靠得很近或当选择的阀销的上游的球部与选择的输送通道的互补的喉部靠得很近时，将注射流体材料的流速变为小于最大速率。
气动致动器通常与气动阀相互连接，所述气动阀控制从源至所述气动致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的压缩气体的输送速率，气动阀包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，所述阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输压缩气体至气体驱动室和从其中输出，阀芯具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，阀芯头的外表面与其一体成型，所述阀芯头与气缸的内壁接合以沿界面形成防止压缩气体流动的密封。
气动致动器可与气动阀相互连接，所述气动阀控制从源至所述气动致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的压缩气体的输送，气动阀包括气缸外壳，气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，所述阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输压缩气体至气体驱动室和从其中输出，所述气缸具有至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
气动致动器可与气动阀总成相互连接，所述气动阀总成控制从源至所述气动致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的压缩气体的输送，所述气动阀总成包括安装于气缸内在气缸内可滑动地往复运动的阀芯，及安装至所述阀芯的能够平移地运动的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿往复移动路径可控地滑动，所述驱动件沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
本发明的另一方面提供了一种用于通过使用压缩气体源和可控地驱动气动可驱动致动器的气动阀总成进行注射循环的注射成型装置，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
压缩气体源具有能够以一个或多个选定的最大移动速率驱动致动器的选定的最大压力，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
气动阀总成包括能够可控地操作以可控地改变压缩气体输送至气体驱动室和从气体驱动室输出以可控地改变气动致动器的向上游和下游的运动的驱动机构，
所述气动可驱动致动器沿具有选定行程长度的移动路径可驱动地与能够向上游和下游驱动的阀销相互连接，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与选定的注射流体材料以选定的最大速率通过浇口进入型腔的最大流速位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大速率位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
传感器，其在循环期间感测所述装置或所述注射流体材料的选定的物理位置或状况的值，所述值指示通过浇口的注射流体材料的流速，所述传感器产生与所感测值相应的信号，
与气动阀总成的驱动机构互连的控制器，所述控制器包括选定的所述装置或注射流体材料的物理位置或状况的预选的数值曲线，所述控制器与传感器互连，并接收感测值，所述控制器包括指令，用于将感测值与预选的数值曲线进行比较，并基于所述比较自动引导所述气动阀总成的驱动机构，来调节所述致动器和阀销的定位至调节注射流体材料的流速至对应于预选数值曲线的值的位置。
在这一装置中，通常选择预选的数值曲线以对应于在注射循环的一个或多个选择部分中使注射流体材料的流动降低至小于流体材料最大流速的速率的阀销的一系列位置。
通常选择预选的数值曲线以对应于在整个注射循环过程中使注射流体材料的流动降低至小于最大速率的速率的阀销的一系列位置。
选择的所述装置或注射流体材料的物理位置或状况通常包括致动器的位置、阀销的位置、注射流体至歧管的筒至螺杆的位置、驱动气动致动器的气动阀的位置、压缩气体的压力、注射流体材料的压力和温度中的一个或多个。
在这一装置中，控制器通常包括选定的对应于阀销第一位置的阀销初始位置的相应的选定的初始值，传感器感测循环开始时的阀销位置的值并向控制器发送对应于所感测的初始值的信号，控制器包括指令，将感测到的初始值与选定的初始值进行比较并引导所述气动阀总成的驱动机构来调节所述阀销位置至对应于选定的阀销初始值的位置。
在这一装置中，控制器通常包括预选的行程末端值，控制器将预选的行程末端值作为对应于阀销在预选的数值曲线中的最大流速位置的值，以建立阀销的选定的行程长度。
在这一装置中，通常选择预选的数值曲线以指示阀销的至少一系列位置，该曲线在注射循环的一个或多个选定部分中保持大致相同或在上游和下游位置之间变化。
所述阀销和所述流体输送通道可适于在选择的移动路径中当所述阀销的顶端与浇口靠得很近或当选择的阀销的上游的球部与选择的输送通道的互补的喉部靠得很近时，将注射流体材料的流速变为小于最大流速。
在这一装置中，气动阀总成包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，阀芯在内孔腔内能够可控地滑动，用于可控地传输压缩气体至气体驱动室和从其中输出，阀芯具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，阀芯头的外表面与其一体成型，所述阀芯头与气缸的内壁接合以沿界面形成防止压缩气体流动的密封。
在这一装置中，所述气动阀总成可包括：气缸外壳，其具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输压缩气体至气体驱动室和从其中输出，所述气缸具有至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
在这一装置中，所述气动阀总成可包括：安装于气缸内能够在气缸内可滑动地侧向运动的阀芯，及安装至所述阀芯的能够平移地运动的驱动件，驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿移动的往复路径可控地平移滑动，所述驱动件沿移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在平移运动期间受到支撑。
本发明的另一方面提供了一种在注射成型装置中进行注射成型循环的方法，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
液压致动器，其由具有能够以一个或多个选定的最大移动速率驱动所述致动器的选定最大压力的加压液体源驱动，所述液压致动器包括一对相对的第一液体驱动室和第二液体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径与能够向上游和下游驱动的阀销相互连接，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与另一个选定的注射流体材料以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述液压致动器能够可控地驱动以将阀销定位在一个或多个可选择的中间位置，
传感器，其在循环期间感测所述装置或所述注射流体材料的选定的物理位置或状况的值，所述值指示通过浇口的注射流体材料的流速，所述传感器产生与所感测值相应的信号，
所述方法包括：
预选对应于预选的一系列所述阀销的一个或多个中间位置的值的曲线，
利用在第一位置的所述阀销开始注射循环，
使用所述传感器感测所述装置或注射流体材料的选定的物理位置或状况的值，
使用循环期间的感测值以根据预选的数值曲线可控地驱动所述液压致动器，以在循环期间将所述阀销定位在预选的一系列的一个或多个中间位置处。
在这一方法中，液压致动器可与液压阀相互连接，所述液压阀控制从源至所述液压致动器的液体驱动室和从液体驱动室输出的加压液体的输送速率，液压阀包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输加压液体至液体驱动室和从其中输出，阀芯具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，阀芯头的外表面与其一体成型，所述阀芯头与气缸的内壁接合以沿界面形成防止加压液体流动的密封。
在这一方法中，气动致动器与液压阀相互连接，液压阀控制从源至所述气动致动器的液体驱动室和从驱动室输出的加压液体的输送，所述液压阀可包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，所述阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输加压液体至液体驱动室和从其中输出，所述气缸可具有至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的液体驱动室逸出至外界液体源的加压液体。
在这一方法中，液压致动器与液压阀总成相互连接，所述液压阀总成控制从源至所述液压致动器的气体驱动室和从驱动室输出的加压液体的输送，所述液压阀总成包括安装于气缸内在气缸内可滑动地往复运动的阀芯，及安装至所述阀芯的能够平移地运动的驱动件，驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
本发明的另一方面提供了一种用于通过使用加压液体源和可控地驱动液压可驱动致动器的液压阀总成进行注射循环的注射成型装置，该装置包括歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
加压液体源具有能够以一个或多个选定的最大移动速率驱动致动器的选定的最大压力，液压致动器包括一对相对的第一液体驱动室和第二液体驱动室，液压阀总成包括驱动机构，能够可控地操作以可控地改变加压液体输送至液体驱动室和从其中输出以可控地改变液压致动器向上游和下游的运动，
所述液压可驱动致动器沿具有选定行程长度的移动路径与能够向上游和下游驱动的阀销可驱动地相互连接，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与选定的注射流体材料以选定的最大速率通过浇口进入型腔的最大流速位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大速率位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
传感器，其在循环期间感测所述装置或所述注射流体材料的选定的物理位置或状况的值，所述值指示通过浇口的注射流体材料的流速，所述传感器产生与所感测值相应的信号，
与液压阀总成的驱动机构互连的控制器，所述控制器包括选定的所述装置或注射流体材料的物理位置或状况的预选的数值曲线，所述控制器与传感器互连，并接收感测值，所述控制器包括指令，用于将感测值与预选的数值曲线进行比较，并基于所述比较自动引导所述液压阀总成的驱动机构来调节所述致动器和阀销的定位至调节注射流体材料的流速至对应于预选数值曲线的值的位置。
在这一装置中，液压阀总成可包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，所述阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输加压液体至液体驱动室和从其中输出，阀芯具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，阀芯头的外表面与其一体成型，所述阀芯头与气缸的内壁接合以沿界面形成防止加压液体流动的密封。
在这一装置中，液压阀总成可包括气缸外壳，所述气缸外壳具有由内壁限定的内孔腔，以及可滑动地位于所述内孔腔内的阀芯，阀芯能够在内孔腔内可控地滑动，用于可控地传输加压液体至液体驱动室和从其中输出，气缸可具有至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的液体驱动室逸出至外界液体源的加压液体。
在这一装置中，所述液压阀总成可包括安装于气缸内在气缸内可滑动地往复运动的阀芯，及安装至所述阀芯的可平移地运动的驱动件，驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
本发明的另一方面提供了一种用于进行注射成型循环的装置，所述装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以小于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，所述气缸外壳具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从驱动室输出的流体输送口，由内壁限定的内孔腔，及阀芯，其具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，所述阀芯头具有与其一体成形的外表面，所述阀芯头与气缸外壳的内壁滑动接合以形成防止接合表面间的压缩气体流动的密封，阀芯能够在气缸外壳内可控且平移地驱动来选择性地打开和关闭液体输送口至选定的程度以控制压缩气体至驱动室和从驱动室输出的流动，
控制器，包含指令，命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的减小速度向上游或向下游驱动阀销经过一个或多个预选时间段。
在这一装置中，所述阀芯头的外表面通常由金属材料制成，且与所述阀芯头的外表面滑动接合的所述孔腔的内壁由金属材料制成，接合表面是金属与金属。
在这一装置中，所述阀芯优选地能够在气缸内可控且平移地驱动而不产生与另一物体接合所致的摩擦。
在这一装置中，所述阀总成优选地包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件能够沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动并仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
在这一装置中，所述阀总成的气缸优选地包括至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
本发明的另一方面提供了一种用于进行注射成型循环的装置，所述装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以小于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，其具有用于输送压缩气体至气体驱动室和从气体驱动室输出的流体输送口，以及阀芯，其能够在气缸外壳内可控且平移地驱动来选择性地打开和关闭液体输送口至选定的程度以控制压缩气体至所述驱动室和从所述驱动室输出的流动，
所述阀芯能够在气缸内可控且平移地驱动而不产生与另一物体接合所致的摩擦。
控制器，包含指令，命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的选定速度向上游或向下游驱动阀销通过选定的中间位置经过一个或多个预选时间段。
本发明的另一方面提供了一种在注射成型装置中进行注射成型循环的方法，该装置包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于一个或多个在所述第一位置和所述最大流量位置之间可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
所述方法包括：
将所述气动致动器与气动阀总成相互连接，所述气动阀总成控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，其具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从驱动室输出的流体输送口，由内壁限定的内孔腔，及阀芯，其具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，阀芯头具有与其一体成形的外表面，阀芯头与气缸外壳的内壁滑动接合以形成防止接合表面间的压缩气体流动的密封，阀芯能够在气缸外壳内可控且平移地驱动来选择性地打开和关闭液体输送口至选定程度以控制压缩气体至驱动室和从驱动室输出的流动，
可控地驱动所述致动器和所述气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度而减小的减小速度向上游或向下游驱动阀销通过一个或多个中间位置经过一个或多个预选时间段。
附图说明
通过结合附图参考以下描述，可更好地理解本发明的上述以及进一步的优点，其中：
图1为本发明一个实施方案的示意图，示出了包括具有远离浇口的上游球状部分的阀销的气动致动系统注射成型系统，阀销由远程可控的高精度的气动流量控制阀可控地驱动，气动流量控制阀分别相互连接在气动致动器的上气体驱动室和下气体驱动室的流动口与驱动系统的主压缩气体(通常为空气)源之间。
图2为本发明一个实施方案的示意图，示出了包括具有末梢顶端的阀销的气动致动系统注射成型系统，其中末梢顶端适于与装置的浇口区域的内表面相互作用以将注射流体材料的流动降低至一减小的流速(小于当顶端不受接近浇口区域限制时的流体材料的最大流速)，阀销由远程可控的高精度的气动流量控制阀可控地驱动，气动流量控制阀分别相互连接在气动致动器的上气体驱动室和下气体驱动室的流动口与驱动系统的主压缩气体(通常为空气)源之间。
图3为可用作图1和2注射系统实施方案中高精度气动流量控制阀的气动阀总成的侧面剖面示意图。
图4为与根据本发明的气动阀总成一起使用的注射成型系统中的气动致动器与阀销总成的实例的侧面剖面示意图。
图5A-5E为具有中心32及下游侧向浇口34的级联系统的示意性剖面特写图，示出了至少下游的阀销1041在减小速度的抽出过程中的注射进度的各个阶段；
图6A-6B示出了锥形端阀销在各个时间的位置以及在如图3A中的起始关闭位置与各上游打开位置之间的位置，RP表示可选择的路径长度，在RP上销从浇口关闭位置向上游抽出至打开位置的速度相对于当液压通常为全压且销速度最大时阀销在速度不受控的路径FOV上向上游运动时通常具有的速度减小(通过可控限流器)；
图7A-7B示出了一种具有顶端构造成圆柱形的阀销的系统、销顶端在各个时间的定位以及在图5A中的起始关闭位置与各上游打开位置之间的位置RP，其中RP表示长度可选择的路径，在RP上销从浇口关闭位置向上游抽出至打开位置的速度相对于当液压致动器的液压通常为全压且销速度最大时阀销在速度不受控的路径FOV上向上游运动时通常具有的速度减小(通过可控限流器或电动致动器)；
图8A-8D为一系列销速度相对于位置的曲线图，每个曲线图表示通过在初始流动路径RP上以一个速率或一组速率以及当流体材料流通常以最大不受限流速流动通过打开的浇口而不受到销顶端的限制或阻碍时从销位置FOP开始以及之后以另一个向上游抽出阀销的更高的速率或一组速率连续向上游抽出阀销而打开位于中心浇口侧向的浇口的不同的实例。
图9A-9D示出了可用于本发明的各种特定实施方案中的位置传感器的各种实施方案，安装这些图中所示的传感器以测量致动器的活塞组件的位置，其指示阀销相对于浇口的位置；
具体实施方式
图1示出了根据本发明一种系统10，包括致动器80，致动器80流体或气体密封地连接至快速动作线性力电动比例阀总成90，阀总成90能够控制经由各自的口82、84至气体驱动室102、104的气流方向及气流的体积和速度。以最大压力从源120向主压力源输入口PS供给压缩气体(“最大压力”由源120的性质决定，包括气体的组成和温度、供给压缩气体的泵的尺寸和构造、由泵输出的压力程度的选择等)，并依赖于气动阀总成90的驱动阀构件(在图1、2中未示出，图3中的元件700)的位置，压缩驱动气体取道至致动器80的气体驱动室102、104和从其中输出200、300，以可控地驱动活塞70及与其相互连接的阀销45，在沿喷嘴30的流体输送通道35的轴的往复轴向方向X中，所述喷嘴30安装成与在注射流体分配歧管20内钻出的流体输送通道25处于流体密封连通。
在图1的实施例中，阀销具有球状突起47，该球状凸起成型为具有与形成于喷嘴通道35的内表面上的喉部37的结构互补的外表面结构。当球状突起47位于喉部37的中心FC2时，注射流体经输送通道35至浇口50再至型腔60的流动完全停止或受限。当球状突起47位于完全打开位置FO时，注射流体以最大速率流动，使得注射机400将流体经由通道25注入歧管20中。当球状突起47位于位置FC和FO的中间位置时，注射流体经由通道35至型腔60的流动被限制到较大或较小的程度或从完全关闭FC位置至完全打开FO位置的渐进值。这种限制是突起47的特型外表面与喉部37的内表面相互作用的结果，如参照图28的实施例的美国专利No.6,287,107和参照图19-21a的实施例的美国专利No.7,901,601中所详细描述的，其公开内容通过引用全部并入本文，如在本文中完全阐述一样。如在这些专利中所描述的，从歧管通道25注入的注射流体材料的流速相对于由注射机400确定的注射流体材料的最大流速将具有较大或较小的值或程度，取决于球状突起相对于喉部内表面设置的精确位置。在图1的实施例中，压力传感器或换能器150'直接设置在与球部47相互作用以减小注射流体流速的喉部37的下游。压力传感器发送指示传感器150'位置处的注射流体压力的信号至控制器110，控制器110用该信号控制图1中的销45的运动速度和轴向位置，继而又控制通过浇口50的注射流体的流速。
在图2的实施例中，在浇口处的流速控制通过销45的末梢顶端与浇口的内表面的相互作用实现。当阀销49的末梢顶端49完全置于通道35的浇口通道40内时，注射流体材料的流速由于顶端49的外表面与浇口通道40的内表面配合而停止。气动阀总成90、500为具有阀构件的高精度、快速动作的比例阀总成，其中阀构件基本上即时响应于控制包含于阀总成90、500内的可动阀构件的运动的驱动机构95、600、610的激励而运动。驱动机构95、600、610的运行受控于由相互连接至驱动机构95、600、610的控制器110产生的主电子电气信号。控制器110包括能够存储和执行在程序中使用的程序和数据的处理器或微处理器。
包含于微处理器中的程序能够包含指令，在注射循环过程中引导驱动机构95、600、610以驱动阀总成90、500供给压缩气体至致动器80和从致动器80输出，以定位相关的活塞70及与其相互连接的阀销45在通道35内的任何预选的所需一系列上游和下游位置(或任何预选的一系列阀销或致动器速度)的位置。这一系列所需的阀销位置或速度可以指示下列对应于阀销位置和注射流体材料流速的参数的一个或多个的数值曲线的形式输入到控制器110的存储器中：致动器的位置或速度、阀销的位置或速度、注射流体至歧管通道25的注射机400的筒至螺杆的位置或速度、驱动气动(或液压)致动器的气动(或液压)阀的位置、压缩气体(或液体)的压力、注射流体材料的压力和温度。
预选的数值曲线通常首先由运行以确定最佳质量部件的试验和错误循环来确定，所述最佳质量部件是通过运行试验循环从型腔60中产生的一系列部件中产生出来的。将确定以形成最佳部件的数值曲线输入至控制器110的存储器中，控制器使用其中加载的程序，根据预选的数值曲线以与参照美国专利No.7,901,601中的图8-11所描述的工作方式相同或相似的方式驱动所述驱动机构95。
如参照美国专利No.7,901,601的图8-11所述，控制器优选地接收从传感器(诸如位置传感器150(或在一些实施例中的压力传感器155))反馈的实时信号，所述传感器感测上述参数的一个或多个的值并将指示一个或多个参数的感测值的信号发送至程序，然后程序使用数值曲线作为目标通过驱动阀总成90来引导驱动机构95遵从，以将阀销45的位置调节至对应于预定曲线的数值的位置。驱动机构95调节阀总成90，进而调节致动器80和阀销45的位置，又进而决定注射流体材料通过通道35至型腔60的流速。
位置传感器150(或压力传感器150')还可用于，当销45沿销45、1041的向上游抽出或向下游关闭的移动过程而到达任意预定位置时，触发控制器110命令阀系统90、500调节销45、1041的移动速度使其以任意预定速度移动。在这一实施例中，销45通常被命令以恒定速度从预选位置开始移动，然后当销沿着行程长度到达选定位置时，传感器150检测到销位于选定位置，向控制器110发出信号，控制器命令销45以另一不同的选定速度移动。在使用这一方案的典型实施例中，控制器命令销45以预选的减小的速度从浇口关闭位置开始移动，在以选定减小的速度向上游移动至预定的上游位置后，处于传感器150检测中的销45被命令以增大的速度(通常为最大速度)移动。相反地，销45可被命令以最大速度或高速从浇口完全打开的上游位置开始向下游移动，当处于传感器150的检测中的销在选定的下游位置被检测到时，接着被命令以减小的向下游的速度(小于最大速度)移动。可替代地，如上所述，销45、1041的速度可被控制遵循并根据预定的速度曲线运动，该速度曲线基本上为销沿着整个行程长度的每一个位置而确定，销的位置由传感器150检测并在整个行程长度或循环中被持续输入控制器110。在图1的实施例中，销45具有两个控制注射流体流动的位置，即在喉部区域37处和浇口区域50处，应理解从喉部37关闭位置开始向下游驱动销将增大注射流体流速。从图1的实施例中还可理解，完全打开和完全关闭之间的行程长度不同于图2实施例中的构造成圆柱形的销45。
最优选地，包含于微处理器中的程序使用户能够在注射循环的初始就输入指示阀销45的预定开始位置(通常为浇口关闭位置，顶端1042能够相对于系统的浇口32'、34'处于非常精确的轴向位置)的值。因此，快速动作阀总成90、500能够使气动致动器80、20'基本上在循环的起始点处即时受驱动，以驱动阀销45至预选的起始阀销位置。
在循环过程中，通常选择预选的数值曲线将阀销定位在一系列位置处，其中，在注射循环的至少一部分中，通常至少在行程长度的向上游的抽出部分的约第一个10-50％中，或至少在注射循环向下游的关闭部分的过程中行程长度的约最后一个10-50％中，阀销减小注射材料的流速至小于最大速率。
优选地，在完整的注射循环过程中，销向上游抽出或向下游关闭部分期间，选择预选数值曲线以控制阀销45、1041的位置和速度。
关于图2的实施例，如图1中的所有相同标记的部件以如关于图1实施例所描述的相同的方式工作。图2的实施例在结构和工作上不同于图1的实施例，因为通过调节销45的顶端48的外表面相对于与其互补的浇口通道40的内表面37的距离，阀销45限制注射流体的流动至小于最大流量。阀销45移动将顶端48定位在完全关闭FC和初始限制IR位置之间将注射流体的流速限制至较大或较小的程度(小于最大)，分别取决于顶端48相对于浇口通道40向上游定位的程度。顶端48的外表面与喷嘴通道35的内表面37接合，以如参考PCT/US2011/062099的图3A-4B所描述的相同的方式减小和可控地调节材料的流速，其公开内容通过引用并入本文，如在本文中完全阐述一样。
图3示出了可用作上述图1和2实例中的阀总成90的阀总成500的一个实施例。图3中，阀总成500包括阀芯700，阀芯700具有头部540、550、560，阀芯头540、550、560具有各自的外圆周阀芯头表面HS1、HS2、HS3。气缸505的各个内界面表面CS机加工成紧公差，以便在各阀芯头的阀芯头表面HS1、HS2、HS3与邻近相对着的气缸505的内壁表面CS之间的界面IS处形成1-10微米范围内的微间隙，从而避免需要在这种表面的界面IS之间使用单独的流体密封，例如聚合物材料层。这种避免在界面IS使用单独的流体密封减小了界面处的摩擦，使阀芯700能够更快地响应驱动机构600、610所施加的力，其中驱动机构600、610驱动阀芯以在驱动机构610的激励下侧向A移动。
图3的阀总成以如美国专利No.5,960,831中所示及所述的阀总成的相同的方式工作，其公开内容通过引用并入本文，如在本文中完全阐述一样。阀芯700由电磁体600和相关联的极构件驱动，极构件与安装在阀芯的端部570上的线圈610相互进行电磁作用以平移地驱动阀芯A。阀芯700能够侧向且平移地驱动，不产生任何由于与另一物体接合或相互连接而产生的摩擦，诸如如果阀芯700与可移动的机械物体如电机的轴，或连接器、套管、螺杆、螺栓、滚珠轴承、支撑轴承或其它驱动机构相互连接将产生的那样，阀芯700可滑动地受到支撑而驱动其仅通过表面HS1、HS2和HS3与气缸505的内壁表面CS的接合而在气缸505内进行侧向运动LS。
如图3所示，阀总成500包括滑阀件700，包括并且以末梢轴凸起570、阀芯头540、550、560及位于阀芯头之间的凹槽和密封气缸505的形式形成。滑阀件700能够在气缸505的内部可滑动地驱动，气缸505的内壁表面CS形成为具有基本上分别与阀芯头540、550、560的外圆周表面HS1、HS2、HS3的外直径相同的直径。阀芯头540、550、560的外表面HS1、HS2、HS3彼此一体成形，使得在阀芯头540、550、560和气缸505的内壁表面CS与表面HS1、HS2、HS3的界面之间不需要设置其它材料来形成密封防止沿着或通过界面的压缩气体流动。
滑阀件700能够沿其轴SA侧向往复L驱动LS，且取决于构件700的精确侧向位置L。阀芯头540、550、560相对于气缸外壳504、505中的流动口或孔CP1、CP2的精确侧向L位置决定了至图1、2中的致动器80的气体驱动室102、104和从其中输出的压缩气体往复200、300流动的方向和程度。此外，取决于滑阀件700的精确侧向L定位，压缩气体将通过两个通风口E1、E2中的一个释放或逸出至气体A的外界贮存器，诸如外界大气或外界大气或其它气体的贮存罐。
通过电磁激励线圈610与磁场发生器600的相互作用，以预定的速率驱动滑阀件700侧向往复LS至预定的侧向位置。如图所示，线圈610经由支架607固定地安装在或至阀芯700的终止端570上。线圈通常延伸并围绕阀芯轴构件570沿圆周方向安装。安装件607适于定位线圈610以产生相对于由磁体600产生的场的在空间邻近和设置上的场，使得当由磁体600激励并由磁体600产生的场引起经由安装件607与线圈610固定相互连接的阀芯被可控地侧向L驱动LS时，如图3所示，由且在由线圈610产生的场之间产生力。线圈610经由导电线(未示出)与电源输入的外部源相互连接，该电源输入的外部源通常包含于并与控制器110安装在一起，如本文所述。电磁场由线圈610通过自远程相互连接的电源的电能或功率的可控输入而可控地产生。这种在磁场发生器或磁体600与线圈610内产生的电磁场之间的电磁相互作用使阀芯700经由控制器110以预定的速率可控地侧向L运动LS至精确的预定侧向位置，阀芯头540、550、560相对于气缸外壳504、505中的流动口CP1、CP2的精确的侧向定位决定致动器80、20'及阀销45、1041的驱动方向和驱动速度。
滑阀件700优选地安装并支撑于气缸505内，仅仅且主要是通过滑阀件700的表面HS1、HS2、HS3与互补的气缸505的内表面CS安装接合或接触。因此，线圈610连同阀构件570、700的运动侧向LS运动，除外表面HS1、HS2、HS3与气缸内表面CS之间的滑动接合外无阻力或摩擦。在典型的实施例中，驱动机构600、610包含安装在或至凸起570上的导电线圈610。安装永久磁体及相连的极片600用于在线圈610的轴向中心内或邻近产生场，以使得当将电流以上述引用的美国专利No.5,960,831中所描述的方式施加至线圈610时，线圈610侧向运动，所引用的美国专利其全文通过引用并入本文。阀芯570、700仅仅在阀气缸505内和其上的安装和支撑减小了摩擦或阻力量，否则，如果阀芯机械地相互连接或安装至另外的机构如轴承上或经由万向接头至转动的电机轴时，所述摩擦或阻力将施加在阀芯570、700上。类似地，在阀芯本身的凸起570上的驱动机构610的安装而不是阀芯570、700至驱动机构的机械互连，减小了摩擦或阻力量，否则，摩擦或阻力可能通过这样的相互连接施加在阀芯570、700上。因此，最优选地，工作阀构件700被安装为仅通过构件700作为其自身的轴承用于在工作位置之间的侧向及任何转动或平移运动，从而在气缸505内其工作流体流动位置之间侧向运动。线圈610经由导线或其它功率传递机构至电源的物理互连在对与阀芯700的接合上或对阀芯700在气缸505内的平移运动不会产生任何显著的机械阻力或摩擦阻力。
图1、2中的优选的气动阀总成90和系统及方法及图3实施例中的具体的阀芯气动阀总成500还可适于实施液压的或压缩流体系统，其中供给的压缩流体为油、水或其它液压用流体。这种液压阀总成90、500可结合具有类似气体驱动室102、104的液体驱动室的液压致动器使用，以与关于气动系统所描述的同样的方式构造及使用上述的系统和方法。上述歧管20、注射机400、喷嘴30、阀销45、型腔60及其它所有系统部件及构造均可以与上述同样的方式用于使用快速动作滑阀总成90、500的液压系统中。
在自完全关闭至完全打开的注射循环的向上游的移动部分和自完全打开至完全关闭的注射循环的向下游的移动部分期间，均可可控地操作阀90、500以控制本文引用的销45、1040、1041的运动速度。最优选地，操作阀90、500以在移动过程中控制销沿自完全关闭至完全打开的移动过程中的连续的向上游的移动而没有向下游方向的移动。或者，操作阀90、500以在移动过程中控制销沿自完全打开至完全关闭的移动过程中的连续的向下游的移动而没有向上游方向的移动。
图4示出了气动致动器40'、阀销400'、致动器安装件10'、30'、60'及喷嘴58'等可结合上述气动阀总成使用的组件的典型构造。在图4所示的实施例中，致动器40'的主体45'的底表面41'被安装成与高导热冷却或安装板10'的顶面12'处于导热接触中。而冷却或安装板10'的下表面或下游表面13'又被安装成与高导热金属冷却块30'的顶表面或上游接触面31'处于压缩接触中。在整个装置的有效工作期间，冷却块30'通过冷却通道33'以泵送的水主动冷却。如图所示，冷却块安装在与热的热流道50'的顶表面57'处于直接接触而安装的安装件60'的底表面63'上。在装置工作期间，冷却的冷却块30'用以维持致动器40'冷却和/或相对绝缘于热的歧管50'。在图中所示的实施例中，冷却块30'安装在中间安装件60'上，中间安装件60'自身通过螺栓62'安装成与热的歧管50'的顶表面57'或主体处于接合接触中。因此，来自热的歧管50'的热量经由螺栓62'并通过安装件60'、块30'及安装件10'被热导或传递至致动器40'。
如图4所示，高热导冷却安装件10'具有侧向的延伸或翼14'，延伸或翼14'构造并设置成具有上部的或向上游的与冷却夹板20'的下表面21'处于压缩接触的接触面11'，因此使得否则来自歧管50'的流向/通过冷却块30'和板10'及致动器40'的热量被传导地传递至冷却夹板20'。一旦致动器40'连同翼冷却板10'位于如图4所示的在冷却装置30'及表面57'上的安装件60'上的位置时，系统的其余部分被装配和设置成使得夹板20'与热歧管50'的上游具有S的间隔距离。致动器40'及其相关部件板30'和安装件60'整体具有从热歧管50'的表面57'向上游延伸的安装高度AH。夹板20的容纳腔CH具有足够尺寸的容纳深度CH连同空间S，以容纳安装高度为AH的致动器40'、板100'及冷却装置30'组件的纳入。
因此在图4的实施例中，从热歧管50'传导至致动器40'的主体的热量的一些部分经由表面13'和31'的传导接合重新取道或传导至翼14'。因此被传导至翼14'的热量又通过与弹簧加载的导热表面11'的接合而被传导至夹板表面21'，夹板20'用作散热器以有助于降低致动器40'的主体45'的温度。
图4中的系统适于并设置成当装配时，夹板20'通过空气绝缘空间S'而被隔热于热歧管，通过这一空气绝缘空间，夹板20'从歧管50'的上游表面57'被间隔开。通常，夹板20'保持在这样的相对于歧管50'的隔热位置，除了偶然通过可能存在于间隔件与夹板20'及间隔件与歧管50'之间的约小于2英寸正方形区域的接触以外，夹板具有很小的与歧管50'的非直接导热接触，设置在夹板20'与歧管之间的间隔件用于确保歧管50'相对于夹板20'的合适定位。夹板20'通常以泵送并流经夹板20'主体中的冷却通道25'的冷却液进行冷却。因此，表面11'与夹板表面21'之间的直接的热传导接触使得热量从致动器40'的主体45'传递至夹板20'，热量由冷却夹板20'方便地散失。
翼冷却板10'由高导热材料组成。冷却板组件10'、30'、60'具有当安装至歧管表面57'时的装配高度，从安装件60'的最下游的安装表面63'延伸至冷却板10'的翼14'的上游的接触接合表面11，如图4。间距S的长度相对于装配高度预先确定，使得当包括夹板20'及歧管50'的系统的组件连同模具500'一起装配和连接时，翼14'的上游表面11'与夹板20'的下游表面21'接合而处于由翼14'的下游弯曲所产生的预选压缩量中，产生由于翼14'迫使表面11'处于向上游方向进入与冷却夹板20'的表面21'的压缩接合中而施加的向上的弹簧弹力SF。因此，系统适于具有将夹板20'、模具500'、歧管50'、致动器40'及安装件10'装配在一起的装配构造，加载在翼14'中的弹簧弹力因而迫使表面11'处于与表面21'的导热的压缩接合中。
导热金属表面11'与21'之间的压缩接触使得热量在具有金属表面的主体10'、20'之间流动。在注射循环中，冷却装置30'通常被冷却至约小于100华氏度并通过注水流主动冷却。当注射成型机70'停止运转时，装置的包括冷却装置的其它所有组件通常也停止运转，致使致动器40'更易于受到歧管50'的加热。歧管50'的尺寸和质量非常大，因此需要较长的时间在停止运转装置时来进行冷却。因此，在装置立即停止运转之后，冷却块30'不会主动工作以维持致动器40'冷却，而歧管50'同时保持在非常高的温度从而导致从歧管50'通过安装件60'和块30'至致动器40'的热传递升高。导热板安装件10'用以经由翼14'将歧管热量转移至相对冷却的夹板20'，夹板20'本身为非常大质量的材料，不容易在停止运转时通过热的歧管被加热。因此导热安装件10'基本上冷却致动器40'或至少工作以最小化或减小从歧管50'至致动器40'的热传递的量，没有通过冷却装置30'主动冷却。
如本文所述的阀总成的使用及方法是有益的，并适于任何采用阀销的注射成型系统，无论是采用单阀或喷嘴的系统或包括多个喷嘴和型腔的系统。仅出于说明的目的，使用如上所述的阀系统控制阀销的减小速度的装置的可用的一个实例为如图5A-5E中所示的级联过程系统的系统，其中以首先从中心喷嘴22"注射，然后在预定时间之后从侧喷嘴24"注射的顺序进行注射。如图1A所示，首先通过打开中心喷嘴22"的销1040，允许流体材料100"(通常为聚合物或塑性材料)流动至型腔内(侧喷嘴24'的浇口34"的进入型腔的入口)之前100b的一位置。在注射循环开始后，中心注射喷嘴22"和销1040的浇口通常是打开的，以仅允许流体材料从100b移动至越过100p位置34"的位置。一旦流体材料已移动至刚好越过100p侧向浇口位置34"，中心喷嘴22"的中心浇口32"通常由销1040关闭，如图5B、5C、5D和5E所示。然后通过向上游抽出侧向喷嘴销1041、1042，打开侧向浇口34"，如图5B-5E所示。如下所述，如以下所述对侧向销1041、1042向上游抽出的速率或移动速度进行控制。
在可替代的实施方案中，中心浇口32"及与其关联的致动器和阀销1040在侧向浇口34"打开时、打开期间以及打开之后可保持打开，以便流体材料通过中心浇口32"和侧向浇口34"同时流入型腔30。
当侧向浇口34"打开，且允许流体材料NM首先进入模具型腔内的已从中心喷嘴22"注射越过浇口34"的流102p中时，两个流NM和102p相互混合。如果流体材料NM的速度过高(例如当注射流体材料通过浇口34"的流速最大时经常发生)，浇口34"注射入模具型腔的区域处的最终冷却成型产品中将出现两个流102p和NM混合处的可视线或缺陷。通过初始(在浇口34"最初打开以及接着当NM最初进入流动流102p时)以减小的流速注射NM相对较短的一段时间，可减少或除去最终成型产品中出现的可视线或缺陷。
从关闭位置开始向上游抽出销1041、1042的速率或速度通过控制器110(图1、图2)控制，控制器110控制液压流体从驱动系统90、500至与阀销1041关联的致动器40'、90的流速和流向。
文中所用的"控制器"是指包括单个盒或多个盒(通常相互连接并彼此通信)的电气和电子控制装置，所述盒内包含所有用于实现并构造本文描述的方法、功能和装置所必要或所需的单独的电子处理、存储器和电信号生成组件。这种电子和电气组件包括程序、微处理器、计算机、PID控制器、电压调节器、电流调节器、电路板、电机、电池和用于控制本文所讨论的任何可变参数(例如，持续时间、电信号输出程度等)的指令。例如，控制器的组件(作为本文使用的术语)包括执行诸如监控、警告和开始注射成型循环功能的程序、控制器等，包括用作独立器件用于执行诸如发信号和命令单个注射阀或一系列相互依存的阀开始进行注射(即从浇口打开位置的浇口移动致动器和关联的阀销)的控制器件。此外，尽管本发明的典型或优选的实施方案中采用了流体驱动致动器，但是由电动机或驱动源提供动力的致动器可替代地用作致动器组件。
用户通过用户界面上的数据输入对控制器110进行编程，命令气动系统90、500以相对于气动系统能够驱动销1041、1042移动的最大速度而言减小的向上游的移动速度来驱动销1041、1042。如下所述，执行这样的减小的销抽出速率或速度直至位置传感器(例如，150)检测到致动器80、40'或关联的阀销(或另一组件)已到达某一位置，如受限流动路径RP、RP2的端点COP、COP2(图6B、7B)。销以减小的速度抽出所历经的时间量通常在大约0.01秒至大约.10秒之间，整个注射循环时间通常在大约0.3秒至大约3秒之间，更通常地在大约0.5秒至大约1.5秒之间。
图1、2示出了位置传感器150，其用于感测致动器80、40'活塞及与其关联的阀销(例如，45、1041、1042)的位置，并将这种位置信息反馈至控制器110用于监控。如图所示，流体材料从注射机400注射入歧管流道25，并进一步向下游流动进入喷嘴30、24"、22"的流体流动孔，最后向下游流动穿过浇口32、34、50。当将销45、1041、1042向上游抽出至销1041的顶端处于上游完全打开位置时(例如，图5D中所示)，流体材料穿过浇口32"、34"的流速最大。然而，当首先将销45、1041、1042从浇口关闭位置(图6A、7A)抽出至中间上游位置时(图6B、6C)，销的顶端1142的外表面1155与喷嘴22"'、24"'的浇口区域的内表面1254、1256之间形成限制流体材料流的速度的间隙1154、1156。受限动流间隙1154、1156保持足够小以在销1041、1042的顶端从关闭位置至上游的移动距离RP(如图6A、6B、7A、7B所示)上，将穿过浇口32"、34"的流体材料1153的流速限制并减小至小于最大流速的速率。
在限制成型材料1153流动的路径RP的整个长度上，能够以一个或多个减小的速度(小于最大速度)可控地抽出销1041经过一个或多个时间段。优选地，在大于RP的约50％的长度上以减小的速度抽出销，且最优选地，在大于RP的约75％的长度上以减小的速度抽出销。如以下参考图6B和图7B所述，在小于整个受限成型材料流动路径RP2的末端COP2，能够以较高或最大速度抽出销45、1041。
可通过减小或控制销1041、1042的打开或从浇口关闭位置向上游抽出至选择的中间上游浇口打开位置(即，优选为RP长度的75％或更多处)的速度，减少或除去以上最终在模具型腔内冷却时形成的部件的主体内出现的痕迹或可见的线。
RP的长度可以是大约1-8毫米，更通常为大约2-6毫米，更通常为2-4毫米。在这一实施例中，控制系统或控制器110被预编程为控制阀销45、1041、1042打开和关闭的顺序和速率。控制器110控制阀销45、1041、1042从其浇口关闭位置(图6A、7A)移动的速率(即，向上游移动的速度)经过至少预定的时间量，即选定的以选定的减小速率抽出销的预定时间量。
阀销45、1041、1042的抽出速度通过调节通过控制阀90、500(图1、2、3)从供应120泵送至致动器80、20'的气动驱动流体流确定。当阀90、500完全打开时(即100％打开)，允许最大流量的加压流体流至致动器气缸，阀销1041、1042以最大上游移动速度受驱动。根据本发明，响应于对适当部件如致动器80、20'的活塞部件或关联的阀销的位置的感测而调节限流阀的开度至小于100％打开。注射循环初始时在移动路径RP、RP2、RP3的过程中将限流阀90、500调节至小于100％打开，从而降低至致动器气缸的加压液压流体的速率和体积流量，因而又减小销45、1040、1041的向上游移动的速度经过选择的时间段。在路径RP、RP2的行程或长度的末端，位置传感器150(或100、130a、130aa，图9A-9D)向控制器110发信号，控制器110确定已到达末端COP、COP2且阀90、500打开(通常打开至其100％打开位置)以实现更高的销速度，以允许活致动器塞80、20'及与其关联的阀销45、1041以最大上游速度FOV受驱动，以减少注射循环的循环时间。
在可替代实施例中，用户可不使用位置传感器或其它传感器，而是对控制器150进行编程以命令阀芯件700沿其轴SA以一个或多个预定减小的向上游或向下游的移动速率或速度移动(L，图3)经过一个或多个选择的时间段(通常根据经验确定)。
优选地，位置或其它适当传感器(压力、温度)用于感测并产生指示装置或注射流体的位置或其它性质的信号，该信号被发送至控制器110。控制器使用接收到的信号通过一组指令命令阀总成90、500工作。
在图3的阀总成实施例的情况下，控制器110命令电源将所选程度的电能或功率(电压或电流)输入进线圈610中，以产生与由电磁体和极600产生的场相互作用的场，场的相互作用使安装至阀芯件570的线圈610侧向L驱动LS滑阀件至完全气流关闭与100％气流打开之间的预定位置，进而又可控地驱动销45、1041以零与最大速度之间的预选速度的向上游和向下游的运动。用户将这种选择输入控制器110中。
用户还选择阀销的移动路径RP、RP2的长度，或阀销或其它组件在其移动过程中的位置，在所述移动过程中，阀500保持部分打开，并将这种选择输入控制器110。控制器110包括接收并执行用户输入的常规程序或电路。控制器110可包含程序或电路，使用户能够输入作为变量的选定的销速度而非发送至与构件570相互连接的线圈的电能的程度或量，控制器110的程序自动将用户的输入转换成合适的指令，用于至安装至由磁体驱动机构600驱动的构件570的电动机构610的能量输出的程度。
通常，用户选择一个或多个小于最大速度(即当阀90、500处于最大驱动位置时的速度)的约90％的减小的速度，更通常地小于最大速度的约75％，甚至更通常地小于最大速度的约50％，销45、1040、1041能够以小于最大速度的约50％的速度由气动系统驱动。致动器80、20'及与其关联的销45、1041受驱动的实际最大速度通过选择致动器80、20'的尺寸和构造、驱动阀90、500的尺寸和构造以及用户选择使用的加压程度和气体类型预先确定。气动系统的最大驱动速率由系统的制造商和用户预先确定，且通常根据模具以及待制造的注塑成型部件的应用、尺寸和性质选择。
如图8A-8D所图示的程序的一系列实例所示，可选择一个或多个减小的销速度，且销45、1041由受限制的气动流体流在浇口关闭位置(X轴和Y轴零点位置)与最终中间上游浇口打开位置(例如，在图8A的实例中为4mm，在图8B的实例中为5mm)之间驱动，其中在中间上游浇口打开位置处，控制器110响应于位置感测而命令驱动系统以更高的(通常为最大的)上游移动速度(如图所示，在图8A-8D的实例中为100毫米/秒)驱动销45、1040向上游移动。在图8A的实例中，减小的销速度选择为50毫米/秒。实际上，可能会或可能无法精确地得知销的实际速度，Y速度轴与输入至控制阀90、500运动的驱动器的电能的程度对应(并通常成比例)，100毫米/秒对应于阀90、500处于完全地100％打开的位置(且销以最大速度受驱动)；且50毫米/秒对应于输入电动机构610的电能，电动机构610侧向L驱动阀芯700至气动驱动流为其最大100％流度一半的一位置。在图8A的实例中，阀销45、1040、1041以减小的50毫米/秒的速度移动通过的路径长度RP为4mm。在销45、1040、1041已被驱动至距浇口关闭GC位置大约4mm的上游位置COP位置之后，控制器110命令驱动阀芯700的电动机构600、610使阀芯700移动至气动流体流至致动器80、20'为完全100％流量打开的一位置，此时，销45、1041(及与其关联的致动器活塞80、20')以100毫米/秒的最大移动速率受驱动(对于预定且给定的加压气动系统而言)。
图8B-8D图示了注射循环过程中各种用于以减小的速度驱动销1041、1042经过各种持续时间的各种替代实例。例如，如图8B所示，销以25毫米/秒的速度被驱动.02秒，然后以75毫米/秒的速度被驱动.06秒，然后允许销达到阀完全打开的速度，所示为100毫米/秒。阀完全打开或最大速度通常由驱动阀销的气动(或液压)阀或电动机驱动系统的性质确定。在为流体驱动系统的情况下，系统能够实现的最大速度由泵、流体输送通道、致动器、驱动流体(气体或液体)、限流阀等的性质、设计和尺寸确定。
如图8A-8D所示，当销达到在速度减小期结束时的速度，可命令阀600基本上立即位于完全打开位置，或替代地可命令阀600采取更渐进的方式，在.08至.12秒之间，达到如图8D所示的最大阀开度。在所有情况下，控制器110命令阀销45、1040、1041不断向上游移动，而非遵循销在注射循环期间可能向下游方向的移动的曲线。不断向上游，是指销向上游移动或在注射循环的上游部分的整个过程中处于固定位置，而不在注射循环的上游部分的过程中向下游移动。不断向下游，是指销向下游移动或在注射循环的下游部分的整个过程中处于固定位置，而不在注射循环的下游部分的过程中向上游移动。
最优选地，致动器、阀销、阀和流体驱动系统适于使阀销在浇口关闭位置与限定致动器和阀销的上游行程结束位置的最大上游移动位置之间运动。最优选地，一旦阀销的顶端已到达上游浇口打开位置，阀销就在注射循环的向上游部分的过程中在一个或多个时间点或位置处以最大速度运动。作为所示和所述的气动系统的替代方案，可以与以上所述的针对气动系统的相同的方式使用和实施液压系统或流体驱动系统。
优选地，阀销45和浇口构造成或适于彼此配合，以在阀销45、1041的顶端移动经过速度受限制路径RP的过程中限制并改变流体材料1153(图6A-6B、图7A-7B)的流速。如图6A、6B所示，销1041、1042的端部1142的径向顶端表面1155为圆锥形或锥形，且销表面1155意在与其配合以关闭浇口34的浇口1254的表面与圆锥形或锥形构造互补。替代地，如图7A、7B所示，销1041、1042的顶端1142的径向表面1155可为圆柱形构造，且浇口可具有互补的圆柱形表面1254，当销1041处于下游浇口关闭位置时，圆柱形表面1254与顶端表面1155配合将浇口34关闭。在任何实施方案中，销1041的顶端1142的外部径向表面1155在顶端1142通过并沿受限流动路径RP移动的长度上形成受限流动通道1154，受限流动路径RP相对于当销1041、1042处于浇口完全打开位置时(即当销1041的顶端1142已移动至或超出受限流动路径RP的长度时)的流速限制或减小流体材料1153的体积或流速(受限流动路径RP为例如图8A-8C中的向上游移动4毫米的位置)。
在一个实施方案中，随着销1041的顶端1142继续从浇口关闭GC位置(如例如图6A、7A中所示)向上游移动通过RP路径的长度(即移动预定时间量的路径)，流体材料流1153通过限制间隙1154并通过浇口34进入型腔30的速率从浇口关闭GC位置处的0持续增大至当销的顶端1142到达图8A-8D中的位置FOP(完全打开位置)时的最大流速，在位置FOP，销不再限制注射成型材料流动通过浇口。在这种实施方案中，当销顶端1142到达图8A、图8B中的FOP(完全打开)位置，该预定时间量结束时，阀系统90通常立即以最大速度FOV(完全打开速度)驱动销1041，以便阀90、500打开至100％完全打开。
在替代实施例中，当以减小的速度驱动销的预定时间结束时，顶端1142已到达受限流动路径RP2的末端，顶端1142不一定处于流体流1153不再受限制的位置。在这种替代实施例中，当销已到达销1041以更高，通常为最大的上游速度FOV受驱动的转换位置COP2时，流体流1153仍可被限制成小于最大流量。在实例图6B、7B中所示的可选实例中，当销已以减小的速度移动预定路径长度，且顶端1142已到达转换点COP时，销1041的顶端1142(及其径向表面1155)不再限制流体材料流1153通过间隙1154的速率，这是因为间隙1154已增大至不再将流体流1153限制为低于材料流1153的最大流速的尺寸。因此，在图6B所示的其中一个实例中，注射材料流1153在顶端1142的上游位置COP达到最大流速。在图6B、7B中所示的另一个实例中，可以减小的速度驱动销1041通过较短的路径RP2(其小于受限成型材料流动路径RP的整个长度)，且在较短受限路径RP2的末端COP2处将销1041的速度切换至更高或最大速度FOV。在图8A、8B的实例中，上游FOP位置分别距浇口关闭位置大约4mm和5mm。其它替代的上游FOP位置示于图8C、8D中。
在图7B所示的另一个替代实施方案中，可以且可命令以减小的或小于最大速度的速度驱动销1041经过较长的具有上游部分UR的路径长度RP3，在上游部分UR处注射流体成型材料流不受限制，但以对于给定注射成型系统而言的最大速率流动通过浇口34”。在该图7B的实例中，销1041的速度或驱动速率未改变，直至销1041的顶端或致动器941已到达转换位置COP3。如在其它实施例中，位置传感器感测阀销1041或关联的组件已移动了路径长度RP3或已到达选定路径长度的末端COP3，控制器接收并处理这种信息，且命令驱动系统以更高的通常为最大的速度向上游驱动销1041。在另一个替代实施例中，可在从浇口关闭位置GC直至行程末端EOS位置的注射循环期间，以减小的或小于最大速度的速度驱动销1041通过销的整个移动路径，控制器110被编程为命令致动器的驱动系统在完全关闭GC至完全打开EOS的循环中以一个或多个减小的速度进行驱动。
在图8A-8D的实例中，FOV为100毫米/秒。通常，当以减小的速度驱动销1041的时间段已结束，且销顶端1142已到达位置COP、COP2时，阀90、500打开至100％完全打开速度FOV位置，以便以液压系统能够驱动致动器80、20'的最大速度或移动速率驱动销1041、1042。替代地，可以小于最大速度的预选FOV速度驱动销1041、1042，当阀90、500完全打开时，该预选FOV速度能够驱动销，但仍大于在通过路径RP、RP2至COP、COP2位置的过程中驱动销的选定减小速度。
预定减小速度驱动时间结束时，通常进一步向上游驱动销45、1041越过COP、COP2位置至最大行程末端EOS位置。上游COP、COP2位置位于销顶端1142的最大上游行程末端EOS打开位置的下游。路径RP或RP2的长度通常在大约2毫米至大约8毫米之间，更通常地在大约2毫米至大约6毫米之间，最通常地在大约2毫米至大约4毫米之间。实际上，销45、1041的最大上游(行程末端)打开位置EOS在从浇口关闭位置GC向上游的大约8毫米至大约18英寸的范围内。
控制器110包括处理器、存储器、用户界面和电路和/或指令，其接收并执行用户输入的最大阀开度的百分比或输入电动机驱动以打开和关闭限制阀的最大电压或电流的百分比，用于以选定的阀开度和减小的速度驱动阀销的持续时间。.
图9A-9D示出了位置传感器100"、132'、132"的各种实例，美国专利No.20090061034中描述了位置传感器的安装与操作，该专利的公开内容通过引用并入本文。如图所示，例如图9A和图9B中的位置传感器可沿致动器活塞223的活塞的整个移动路径跟踪活塞并不断地发出活塞位置信号，根据该数据，通过在活塞223的移动过程中与凸缘104"始终保持接合的弹簧加载从动件102"可不断地计算RP、RP2、RP3长度上的销速度。机构100"不断地向控制器110实时发送信号以报告销1041及与其关联的致动器的位置。图9C和图9D示出了使用位置开关的可替代实施方案，位置开关在致动器及与其关联的阀销1041的各个具体位置进行位置检测。图9C的实施方案使用带有脱扣机构133'的单个脱扣位置开关130a，当活塞223到达解扣机构133'的位置时，脱扣机构133与活塞表面223a物理接合。图9D的实施方案示出了使用两个单独的具有依次隔开的脱扣件133aa和133aaa的位置开关130a、130aa，位置开关130a、130aa报告时间或活塞的每个脱扣件接合表面223a之间的距离的差值，控制器110可利用来自该差值的数据基于致动器的从使一个开关130a脱扣至使下一个开关130aa脱扣的移动时间来计算致动器的速度。在每个实施方案中，当阀销1041、1042已移动至GC与RP、RP2或RP3之间的一个或多个选定中间上游浇口打开位置时，位置开关可向控制器110发信号，以便可将销的速度调节至用户确定的选定或预定速度。可很容易想到，可使用其它位置传感器机构，例如光学传感器、以机械或电子方式检测阀销或致动器的运动或与致动器或阀销的运动对应的装置的另一个组件的运动的传感器。
在替代实施例中，控制器110可包括接收销位置信息和来自位置传感器的信号的处理器和指令，并根据销移动经过RP、RP2、RP3路程长度和/或之后的过程中在一个或多个时间或位置处的销位置的实时数据计算销的实时速度。通常这种速度计算在整个循环中是连续的。在这一实施例中，计算出的销速度不断地与预定的销速度的目标曲线进行比较，且控制器110实时调节销的速度以遵循该曲线。在本实施例中，如在所有前述实施例中，销在注射循环的向上游部分的浇口关闭位置与所有浇口关闭位置的上游位置之间的所有时间处不断地向上游移动。美国专利No.20090061034的实例中较详细地描述了这种控制系统，该专利的公开内容通过引用并入本文。
如上所述，在液压或气动致动器驱动销的实施例中，对销运动速度的控制通常通过控制流体流量控制阀90、500的开度实现，就执行命令并实施对阀销或致动器的速度或驱动速率的调节的指令、微处理器设计或计算机软件而言，控制阀90、500的速度和驱动速率或位置具有相同的功能。位置感测系统在销或其它部件的运动过程中多次感测销或其它部件的位置，且控制器110计算出实时速度，程序或指令可替代线圈610中产生的预定电压或电流，用于接收用户向控制器110输入作为变量而被存储和处理的速度数据。
还可以上述关于销45、1041的向上游抽出的相同的方式实施本发明的系统和方法，以当销从上游的最大注射流体流位置(如图5C或5D)向下游的浇口完全关闭位置(如图6A、7A)受驱动时控制销45、1040、1041的位置和速度，以便将销的速度可控地减小至在路径RP、RP2、RP3的部分或全部中注射流体流减小至小于最大流量时的小于最大速度的选定速度。因此，本文所讨论的关于在注射循环中向上游的抽出部分中控制阀90、550以控制销的速度和位置同样应用于在注射循环中向下游的关闭部分中控制销的速度和位置。
本发明的另一方面，用户通过用户界面上的数据输入对控制器110进行编程，以命令系统90、500以相对于驱动系统90、500、120能够驱动销45、1041移动的最大速度而言减小的上游移动速度驱动销45、1041经过预定的时间量。执行这样的减小的销抽出速率或速度经过小于整个注射循环时间的预选的时间量，以更高的速度抽出销45、1041执行注射循环的后部分。命令销以减小的速度从浇口关闭位置或从上游的浇口完全打开位置抽出的时间量通常在约0.25秒至约10秒之间，更通常在约0.5秒至约5秒，整个注射循环时间通常在约2秒至约30秒之间，更通常在约1秒至约12秒之间。
在这种实施方案中，销45、1041以减小的速度抽出所历经的时间段通常通过试验和错误运行根据经验确定。进行一个或多个，通常是多个注射循试试验运行来用模具制造样品部件。使用不同的时间段来进行每个注射循环试验运行，在试验期间以一个或多个减小的速度抽出销，并将这种试验运行期间生产的部件的质量进行对比以确定以减小的速度抽出销的最佳质量的生产时间。当最佳时间确定后，控制器110被编程以命令阀系统90、500进行注射循环，其中以一个或多个预定的抽出(向上游)或关闭(向下游)的速率使销45、1041的销抽出或关闭速度减小经过预定时间量。
RP的长度可以是大约1-8毫米，更通常为大约2-6毫米，更通常为2-4毫米。控制器110命令阀系统90、500控制阀销45、1041从其浇口关闭位置至其上游的完全打开位置开始的移动速度(向上游移动的速度)至少选择以选定的减小速度或速率抽出(向上游)或关闭(向下游)销的预定的时间量。在这一实施例中，预定销45、1041向上游或下游移动的速度出现在选定时间段，而不是从销的浇口关闭位置开始至小于100％打开。

Claims (11)

1.一种在注射成型装置内进行注射成型循环的方法，所述注射成型装置包括：
歧管，其容纳注射流体成型材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器的最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器可驱动地与具有顶端的阀销相互连接，具有顶端的阀销能够沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游受驱动，所述行程长度在所述阀销的顶端阻挡浇口以防止所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置、一个或多个位于所述第一位置上游的第二位置以及选定的位于所述一个或多个第二位置上游的完全上游位置之间延伸，
所述方法包括：
以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向下游的速度可控地连续向下游方向驱动所述阀销，和，
以一个或多个可选择的减小的向下游的速度在选定行程长度的选定部分或整个行程长度上从完全上游位置连续向下游方向驱动所述阀销。
2.如权利要求1所述的方法，其中在部分行程长度中以所述一个或多个可选择的向下游的速度从完全上游位置的一下游位置开始将所述阀销驱动至所述第一位置。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用在第一位置的所述致动器开始注射循环，
以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向上游的速度连续向上游方向驱动所述阀销，
以所述一个或多个可选择的减小的向上游的速度在所述选定行程长度的选定部分或整个行程长度上连续向上游方向驱动所述致动器。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括经由一控制器驱动所述致动器，所述控制器包括指令，所述指令根据由所述控制器从位置传感器接收的一个或多个指示所述阀销的预选位置的信号或根据预定的时间量或经过的时间自动命令所述致动器以一个或多个可选择的减小的向下游的速度受驱动。
5.用于控制流体成型材料从注射成型机至模具型腔的流速的装置，所述装置包括：
歧管，其容纳注射流体成型材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道，
气动驱动致动器，其能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器，
所述气动致动器可驱动地与具有顶端的阀销相互连接，具有顶端的阀销能够沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游受驱动，所述行程长度在所述阀销的顶端阻挡浇口以防止所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置、一个或多个位于所述第一位置上游的第二位置以及选定的位于所述一个或多个第二位置上游的完全上游位置之间延伸，
控制器，其与所述气动致动器相互连接，
所述控制器包括指令，命令所述气动致动器以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向下游的速度连续向下游方向驱动所述阀销，
所述控制器包括指令，命令所述气动致动器以一个或多个可选择的减小的向下游的速度在选定行程长度的选定部分或整个行程长度上连续向下游方向驱动所述致动器。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述控制器包括指令，命令所述致动器以所述一个或多个可选择的向下游的速度在部分行程长度中从所述完全上游位置的下游的一位置开始将所述阀销驱动至所述第一位置。
7.如权利要求5所述的装置，其中所述控制器包括指令，命令所述致动器以处于第一位置的所述阀销开始驱动所述阀销，以便：
以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的向上游的速度连续向上游方向驱动所阀销，
以所述一个或多个可选择的减小的向上游的速度在所述选定行程长度的选定部分或整个行程长度上连续向上游方向驱动所述致动器。
8.用于进行注射成型循环的装置，包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定的最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于所述第一位置和所述最大流量位置之间的一个或多个可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从驱动室中输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，气缸外壳具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从气体驱动室中输出的流体输送口，以及阀芯，其能够在气缸外壳内可控且平移地驱动，以选择性地打开和关闭流体输送口至选定程度以控制压缩气体至驱动室和从驱动室输出的流动，
所述阀总成包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件可沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动且仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑，
控制器，包含指令，命令所述气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速减小的速度向上游或向下游驱动阀销通过选定的中间位置。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述阀总成包括至少两个排气口，排出气缸内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体。
10.用于进行注射成型循环的装置，包括：
歧管，其容纳注射流体材料，所述歧管具有在注射压力下将所述注射流体成型材料输送至型腔浇口的输送通道或与所述通道连通，
气动致动器，其由具有能够以一个或多个最大速度驱动所述致动器及与其互连的阀销的选定的最大压力的压缩气体源驱动，所述气动致动器包括一对相对的第一气体驱动室和第二气体驱动室，
所述致动器沿具有选定行程长度的移动路径向上游和下游驱动阀销，所述行程长度在所述阀销阻挡所述注射流体材料流入所述型腔的第一位置与一个或多个选定的注射流体材料流以最大速率通过浇口进入型腔的最大流量位置之间延伸，
所述阀销和所述流体输送通道适于当所述阀销位于所述第一位置和所述最大流量位置之间的一个或多个可选择的中间位置时将注射流体材料的流速变为小于最大速率，
所述气动致动器能够可控地驱动，以低于所述一个或多个最大速度的一个或多个可选择的减小的速度向上游驱动所述阀销，
气动阀总成，其控制压缩气体从所述源至所述气动致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的输送速率以可控地向上游和下游驱动所述致动器和所述阀销，其中所述气动阀总成包括气缸外壳，气缸外壳具有用于输送压缩气体至致动器的气体驱动室和从气体驱动室输出的流体输送口，由内壁限定的内孔腔以及阀芯，其具有一个或多个阀芯头及设置在阀芯头之间的凹槽，
所述阀总成包括至少两个排气口，排出气缸的内孔腔内的阀芯进行选择性的滑动运动时自相应的气体驱动室逸出至外界气体源的压缩气体，
控制器，包括指令，命令气动阀总成以一个或多个选定的相对于一个或多个最大速度减小的减小速度向上游或向下游驱动所述阀销一个或多个预选时间段。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述阀总成包括安装至所述阀芯的驱动件，所述驱动件能够可控地激励，以使所述阀芯沿侧向移动的往复路径可控地滑动，所述驱动件能够沿侧向移动的往复路径连同所述阀芯一起平移地运动且仅通过安装至所述阀芯而在运动期间受到支撑。
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