CN105392611A - 阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀装置(100)，其具有带有在阀壳体(3)中导向的开关活塞(2)的主阀(1)，开关活塞相对于阀壳体(3)能够在主阀(1)闭合的第一位置和主阀(1)打开的第二位置之间移动。开关活塞(2)具有控制面(9)，所述控制面朝向阀壳体(3)的控制室(10)并且构成用于将控制力传递到开关活塞(2)上。根据本发明，设有将控制空气开关室(20)与控制室(10)流体连接的至少一个孔(21；27，28)，经由孔能够将用于闭合主阀(1)的控制空气导入到控制室(10)中，并且经由孔在主阀(1)打开时控制室(10)能够排气，其中经由通入到控制空气开关室(20)中的控制空气孔(23)能够将控制空气输送给控制空气开关室(20)，并且其中设有通入到控制空气开关室(20)中的排气孔(24)，经由排气孔在主阀(1)打开时控制室(10)能够排气。

Description

阀装置
技术领域
本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分所述的阀装置。
因此，本发明尤其涉及一种阀装置，所述阀装置具有带有在阀壳体中导向的开关活塞的主阀，所述开关活塞相对于阀壳体能够在主阀闭合的第一位置和主阀打开的第二位置之间移动。开关活塞具有控制面，所述控制面朝向阀壳体的控制室并且构成用于将控制力传递到开关活塞上。
背景技术
根据本发明的阀装置尤其适合于在吹塑工艺中气动切换吹塑空气输送。因此例如能够考虑的是：根据本发明的阀装置用作为用于控制拉伸吹塑成型机的吹塑压强的控制模块的一部分。但是显然地，也能够考虑根据本发明的阀装置的其他的应用。
开始提出类型的阀装置尤其在制造吹塑成形的容器时使用，以便能够执行与吹塑过程的执行相协调的一个或多个吹塑压强馈送。
为了制造塑料容器，尤其是PET瓶，将由热塑材料、例如PET(聚对苯二甲酸乙二酯)构成的坯件或预成型件在吹塑机之内输送给不同的处理站。
通常，这种吹塑机具有多个吹塑站，所述吹塑站设置在共同的吹塑轮上，并且所述吹塑站分别具有吹塑设备以及成形工具，在所述成形工具中将之前调温处理的预成型件通过双轴定向膨胀成容器。用于预热预成型件的加热站在此通常并不设置在吹塑轮自身上，而是设置在之前的连续炉中。
预成型件的膨胀通常借助于压缩空气(吹塑空气)进行，所述压缩空气导入到要膨胀的预成型件中，而同时移走用于引导预成型件的横杠。
关于所应用的吹塑站已知不同的实施方式。在设置在旋转的运输轮上的吹塑站中，通常要存在模具载体的书状的可翻转性。但是也可行的是：使用相对彼此可以移动空的或其他类型导向的模具载体。在尤其适合于容纳多个用于容器成形的腔的位置固定的吹塑站中，通常将彼此平行设置的板用作为模具载体。
通常，在多个步骤中将温度处理的预成型件吹塑成其最终形状。对此，预成型件主要具有制成的瓶头部或容器头部，所述瓶头部或容器头部保持在吹塑成型机的吹塑模具中并且与压缩空气系统连接。通过穿过瓶头部或容器头部来吹入压缩空气(吹塑空气)吹起预成型件并且最后置于其最终形状中。
因此，原本的吹塑过程因此在多级的尤其两级的方法中执行，其中首先经由预吹塑阀以2至20bar之间的压强值预吹塑，并且随后以15至40bar的压强值经由主阀进行完成吹塑，即将塑料容器最终成型为其最终形状。这两个阀分别与具有相应压强水平的压缩空气供应装置连接。
尤其在制造吹塑成形的容器时，时间因素是重要的。详细地，专门对于该应用不可避免的是：开关吹塑空气输送的气动阀能够快速地打开并且也能够再次快速地闭合。
发明内容
因此，本发明所基于的目的是：如下改进开始提出类型的阀装置：以尽可能小的耗费能够实现短的开关时间，尤其是在吹塑成型机中为了吹塑空气输送而期望的开关时间。
所述目的通过独立权利要求1的主题实现。根据本发明的阀装置的有利的改进形式在从属权利要求中说明。
因此，提出一种阀装置，所述阀装置具有带有在阀壳体中导向的开关活塞的主阀，所述开关活塞相对于阀壳体能够在第一位置和第二位置之间移动。在开关活塞的第一位置中主阀闭合，而在第二位置中主阀打开。
开关活塞具有控制面，所述控制面朝向阀壳体的控制室并且构成用于将控制力传递到开关活塞上。
根据本发明提出：阀装置具有经由至少一个孔与主阀的控制室流体连接的控制空气开关室。经由将控制空气开关室与控制室流体连接的孔，能够将用于主阀的控制空气导入到主阀的控制室中，以便闭合主阀，即转入到其第一位置中。经由将控制空气开关室与控制室流体连接的至少一个孔还在主阀打开时能够使控制室排气。
一个控制空气孔通入到控制空气开关室中，经由控制空气孔将控制空气输送给控制空气开关室。另一方面，一个排气孔也通入到控制空气开关室中，经由所述排气孔能够在主阀打开时使控制室排气。
在控制空气开关室中以纵向移动的方式容纳闭合元件，使得闭合元件相对于控制空气开关室能够在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中通入到控制空气开关室中的控制空气孔被闭合元件封闭，并且在所述第二位置中由闭合元件封闭通入到控制空气开关室中的排气孔。
根据本发明的一个方面，设有分别将控制空气开关室与控制室流体连接的至少一个第一孔和至少一个第二孔，其中至少一个第一孔和至少一个第二孔这样设置，即在闭合元件的第一位置中，至少一个第一孔被闭合元件封闭，并且这样地露出至少一个第二孔，即排气孔流体地经由至少一个第二孔与控制室连接。相反，在闭合元件的第二位置中，这样地露出至少一个第一孔，即控制空气孔流体地经由至少一个第一孔与控制室连接。在至少一个第一孔中设置有止回配件，尤其是止回阀。在此，其为如下构件，所述构件允许仅从控制空气开关室到控制室(并且不反向地)气体流动。
此外，根据本发明的一个优选的实现方案，还设有先导阀，以开关到主阀的控制室的控制空气输送，其中先导阀流体地与控制空气孔连接，并且其中至少一个第一孔的标称宽度至少与先导阀的标称宽度一样大。
在此尤其优选的是：先导阀的标称宽度为0.4至2.0mm，并且优选为0.8至1.6mm，并且其中至少一个第二孔的标称宽度为至少2.0m并且尤其至少为2.5mm。
根据本发明的另一方面，至少一个孔这样地设置，即所述孔既不在闭合元件的第一位置中也不在第二位置中被闭合元件遮盖和封闭。更确切地说，在本发明的解决方案的该实施方式中，闭合元件不仅在其第一位置而且在其第二位置中设置在控制空气孔和至少一个孔之间。在该实施方式中，闭合元件应设计成，使得在闭合元件的第二位置中，闭合元件对于穿过控制空气孔导入到控制空气开关室中的控制空气是能经过的。
为了实现控制空气经过闭合元件，考虑不同的实施方案。例如能够考虑：闭合元件具有盖膜片。替选地或附加地能够考虑：在闭合元件中设置有穿通开孔或穿通孔，其沿着闭合元件的纵向方向延伸并且尤其设置在闭合元件的外围环周区域中。但是显然地也考虑其他的实施方式。
为了进一步降低阀装置的开关时间有利的是：控制空气开关室离主阀的控制室尽可能近地设置，以便降低控制空气开关室和控制室之间的传导路径。为了该目的有利的是：控制空气开关室构成在阀壳体中。
当开关活塞尽可能高轻质地构成，例如由塑料、尤其PETP形成时，能够实习进一步提高开关时间。
附图说明
下面，参考所附的附图描述本发明的示例的实施方式。
其示出：
图1a示出贯穿根据第一示例的实施方式的阀装置的示意竖直剖面图，其中阀装置的主阀处于其闭合状态下；
图1b示出贯穿根据图1a的阀装置的示意竖直剖面图，其中阀装置的主阀处于其打开状态下。
图2a示出贯穿根据第二示例的实施方式的阀装置的示意竖直剖面图，其中阀装置的主阀处于其闭合状态下；和
图2b示出贯穿根据图2a的阀装置的示意竖直剖面图，其中阀装置的主阀处于其打开状态下。
具体实施方式
塑料容器、尤其塑料瓶、如PET瓶能够借助拉伸吹塑成型机来制造。在此，机械地沿纵向方向拉伸加热的(温度处理的)预成型件，并且以多级吹塑成制成的产品(容器)。在该吹塑成形过程中设置的每个级对应于特定的吹塑压强。对于每个级所需的吹塑压强通过打开相应的吹塑压强阀引导至要形成的容器。
由于吹塑时间短而不可避免的是：用于吹塑空气阀的开关信号、尤其电开关信号快速地且精确地在吹塑阀的机械部件中执行。为了该目的，通常使用预先控制的阀实施方案，所述阀实施方案由先导阀和主阀组成。先导阀的标称宽度在此决定性地确定整个阀装置的开关时间。通常应用的先导阀的典型的标称宽度为大约1.0mm。该标称宽度对于期望块的切换过程不是足够的，所述切换过程尤其在拉伸吹塑过程中是必需的。
为了也在吹塑阀中能够使用大约1.0mm标称宽度的商用的先导阀能够考虑：相对低成本的先导阀设有所谓的放大级，以便能够实现用于激发主阀的大约2.5mm的期望的大标称宽度和相应短的开关时间。
借助下面参考附图中示出的示例的实施方式详细描述的本发明，也能够在不设置具有预先控制的阀的相对耗费的放大级的情况下，对于在吹塑成型机中应用能够实现期望快的开关时间，其中在所述预先控制的阀中使用具有例如大约1.0mm的标称宽度的价格适宜的先导阀。
在此，本发明尤其基于如下知识：为了缩短吹塑阀的开关时间，尤其依靠：为了接入吹塑压强，即为了将主阀转入其打开状态下，设有相对大的标称宽度，而为了切断吹塑压强，即为了将主阀转入其闭合状态，例如1.0mm的通常使用的廉价先导阀的相对小的标称宽度已经足够，而无需放大级。
为了将该知识转换成事实，能够考虑不同的方案。
下面，参考图1a和1b详细描述第一方面。在此，图1a示出贯穿第一示例的实施方式的根据本发明的阀装置100的示意竖直视图，其中阀装置的主阀1处于闭合状态下。在图1b中同样示出具有处于其打开状态下的主阀1的根据第一示例的实施方式的阀装置100的示意竖直视图。
阀装置100主要由主阀1和先导阀22构成。先导阀用于：对需要用于操作主阀1的控制压强进行开关。
主阀1具有开关活塞2，所述开关阀容纳在阀壳体3中。开关阀2主要由活塞杆4和活塞头5构成。在附图中示出的示例的实施方式中，活塞杆4和活塞头主要对称地沿着活塞纵轴线L延伸，并且共同地构成开关活塞2的在竖直剖面中T形的基本结构。
活塞杆4延伸穿过与阀底座6连接的活塞套7，并且相对于活塞套7借助密封件8密封。密封件8例如能够构成为O形环。
活塞头5具有控制面9，所述控制面为了将开关活塞2在阀壳体3之内定位能够加载控制压强。邻接于开关活塞2的控制面9构成有控制室10，所述控制室局部地由阀壳体头11限界。阀壳体头11是阀壳体3的一部分并且与阀底座6连接。活塞头相对于阀壳体头11的内壁借助密封件12密封。为了确保在定位开关活塞2时的冲击减震，将减震元件(未示出)装入到活塞头5中。
在阀底座6中构成吹塑空气输入通道14以及吹塑空气输出通道13，其中这两个通道在阀壳体内室15中通过阀底座6的内壁部16限界。在朝向阀壳体内室15的扩展的区域中，吹塑空气输送通道14为要开关的吹塑压强提供主流动路径。
图1a示出根据示例的实施方式的处于其闭合状态下、即主流动路径封闭的状态下的阀装置100的主阀1。在此，开关活塞2相对于阀底座17或主流动路径的围边挤压，并且相对于主流动路径密封阀壳体内部室15。
在构成在阀壳体3的上部分中的控制室10中能够施加控制压强，所述控制压强随后加载活塞头5的控制面9并且产生作用于开关活塞2的力，所述力设计得大于由主压强(吹塑压强)作用于开关活塞2的或活塞杆4的经受吹塑压强的面上的力。以该方式引起主阀1的闭合。
在降低控制压强时，开关活塞通过起作用的高压沿朝活塞纵轴线L的方向移动，由于此开关活塞2不再挤压到阀座17上并且来自主流动路径18的高压(吹塑压强)穿过阀壳体内室15能够转入到吹塑空气导出通道13的区域中。主阀由此处于打开状态下。
在重新提升控制压强的情况下，开关活塞2返回其第一位置，在所述第一位置中主阀1闭合或者在所述第一位置中开关活塞2压向阀座1。
为了能够将主阀1转入到其打开状态下(参见图1b)而需要提供控制室10的适当的排气。为了该目的，至少一个孔(在根据图1a和1b的视图的示例的实施方式中刚好一个孔21)通入到控制室10中，经由所述孔为了闭合主阀1将对此所需的控制压强导入到控制室10中，并且为了打开主阀1通过所述控制压强对控制室10相应地排气。
在根据图1a和1b的根据本发明的阀装置100的示例的实施方式中，孔21用于：将主阀1的控制室10流体地与控制空气开关室20连接。控制空气开关室20优选紧邻控制室10设置，以便将控制空气开关室20和控制室10之间的流体连接保持得尽可能短，这降低死体积进而优化可借助主阀1实现的开关时间。为了该目的，控制空气开关室20优选构成在阀壳体头11之内。
同样构成在阀壳体头11中的控制空气孔23以及排气孔24通入到控制空气开关室20中。如所示出的那样，控制空气孔23和排气孔24在控制空气开关室20的两个相对置的侧面处通入到控制空气开关室20中。
控制空气孔23与阀装置100的先导阀22流体连接。经由该先导阀，开关需要用于操作开关活塞2的控制压强。
通入到控制空气开关室23中的排气孔24经由孔21与控制室10能流体连接，以便实现在打开主阀1时使控制室10排气。
在控制空气开关室中设置有闭合元件25，所述闭合元件沿着闭合元件25的纵轴线能够相对于控制空气开关室20纵向移动。详细地，闭合元件25能够在第一位置和第二位置之间移动。在闭合元件25的第一位置中，通入到控制空气开关室20中的控制空气孔23被闭合元件25封闭(参见图1b)。在闭合元件25的图1a中示出的第二位置中，闭合元件25相反封闭通入到控制空气开关室20中的排气孔24，而控制空气孔23与控制空气开关室20的内部流体地连接。
在图1a和1b中示意示出的根据本发明的阀装置100的实施方式中重要的是：孔21设置成，使得所述孔既不在闭合元件25的第一位置中也不在第二位置中被闭合元件25遮盖和封闭。为了该目的，排气孔24经由伸入到控制空气开关室20中的闭合元件26通入到控制空气开关室20中。
此外，在图1a和1b中使出的示例的实施方式中重要的是：闭合元件25不仅在其第一位置而且在其第二位置中设置在控制空气孔23和孔21之间，并且设计成，使得在闭合元件25的第二位置中(参见图1a)闭合元件25对于控制空气是可经过的，所述控制空气经由控制空气孔23导入到控制空气开关室20中。
特别地，在此能够考虑的是：闭合元件25具有盖膜片，所述盖膜片实现：经由控制空气孔23导入到控制空气开关室20中的控制空气能够在控制空气开关室20的内壁部和闭合元件25之间流动。如在图1a借助箭头表明，因此，控制空气经由孔21到达主阀1的控制室10中。
孔21具有至少2.5mm的标称宽度(直径)，以便为了接入吹塑压强，即在打开主阀1时能够提供所需要的大标称宽度。因此，在没有耗费的放大转换装置的情况下，以可简单实现但是仍有效的方式技术上能够实现用于接入吹塑压强的大的标称宽度和为了切断吹塑压强的小的标称宽度的组合。
详细地，在图1a中示出如下状态，在所述状态下接通先导阀并且闭合元件25压向闭合元件座26。在图1b中相反，先导阀切断，其中闭合元件25通过在控制室10中充斥的压强压向控制空气孔23。如借助图1b的箭头表明，经由相对大的孔21于是能够实现控制室10的快速排气。
在图2a和2b中示出根据本发明的阀装置100的另一示例的实施方式，其中图2a示出阀装置100的示意的竖直剖面图，其中图2a示出阀装置100的示意的竖直剖面图，其中主阀1处于其闭合状态下。在图2b中相反，主阀1处于其打开状态下。
图2a和2b中使出的根据本发明的解决方案的另一实施方式与之前描述的实施方式的区别如下：
代替将控制空气开关室20与控制室10流体连接的(唯一的)孔21，在图2a和2b中示出的实施方式中使用第一孔27和第二孔28。这两个孔27、28将控制空气开关室20与控制室10流体连接。在此，第一孔27用于将由控制空气孔23提供的控制空气输送到控制室10中(参见图2a)。第二孔28相反用作为快速排气孔，如其能够在图2b的视图中得出。
详细地，一旦经由先导阀输送控制空气，闭合元件25就压向闭合元件座26并且由此由闭合元件25封闭排气孔24。通过闭合元件25相对于控制空气开关室20移动并且尤其相对于第一孔27移动，第一孔27在闭合元件25的第二位置中(参见图2a)并不被闭合元件25遮盖，使得控制空气直接地能够流入到控制室10中。
当关断先导阀时，由于设置在第一孔27中的止回阀29使控制空气孔23中的压强下降，以至于闭合元件25转入到其在图2b中示出的状态下并且可以经由第二孔28快速排气。
本发明不限制于根据本发明的阀装置100的在附图中示出的示例的实施方式，而是也从全部在此公开的特征的总览中得出本发明。

Claims (12)

1.一种阀装置(100)，尤其是用于在吹塑工艺中气动开关吹塑空气输送的阀装置，其中所述阀装置(100)具有带有在阀壳体(3)中导向的开关活塞(2)的主阀(1)，所述开关活塞相对于所述阀壳体(3)能够在所述主阀(1)闭合的第一位置和所述主阀(1)打开的第二位置之间移动，其中所述开关活塞(2)具有一个控制面(9)，所述控制面朝向所述阀壳体(3)的控制室(10)并且构成用于将控制力传递到所述开关活塞(2)上，
其特征在于，
设有将所述控制空气开关室(20)与所述控制室(10)流体连接的至少一个孔(21；27，28)，经由所述孔能够将用于闭合所述主阀(1)的控制空气导入到所述控制室(10)中，并且经由所述孔在所述主阀(1)打开时所述控制室(10)能够排气，其中经由通入到所述控制空气开关室(20)中的控制空气孔(23)能够将控制空气输送给所述控制空气开关室(20)，并且其中设有通入到所述控制空气开关室(20)中的排气孔(24)，经由所述排气孔在所述主阀(1)打开时所述控制室(10)能够排气。
2.根据权利要求1所述的阀装置(100)，其中设有在所述控制空气开关室(20)中导向的闭合元件(25)，所述闭合元件能够相对于所述控制空气开关室(20)在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中由所述闭合元件(25)封闭通入到所述控制空气开关室(20)中的所述控制空气孔(23)，在所述第二位置中由所述闭合元件(25)封闭通入到所述控制空气开关室(20)中的所述排气孔(24)。
3.根据权利要求2所述的阀装置(100)，其中设有将所述控制空气开关室(20)与所述控制室(10)流体连接的至少一个第一孔(27)和将所述控制空气开关室(20)与所述控制室(10)流体连接的至少一个第二孔(28)，其中至少一个所述第一孔和至少一个所述第二孔(27，28)设置使得：在所述闭合元件(25)的第一位置中，至少一个所述第一孔(27)由所述闭合元件(25)封闭并且如下地露出至少一个第二孔(28)，即所述排气孔(24)流体地经由至少一个所述第二孔(28)与所述控制室(10)连接；并且在所述闭合元件(25)的第二位置中，如下地露出至少一个所述第一孔(27)，即所述控制空气孔(23)流体地经由至少一个所述第一孔(27)与所述控制室(10)连接。
4.根据权利要求3所述的阀装置(100)，其中还设有先导阀，用于开关到所述主阀(1)的所述控制室(10)的控制空气输送，其中所述先导阀流体地与控制空气孔(23)连接，并且其中至少一个所述第一孔(27)的标称宽度至少与所述先导阀的标称宽度一样大。
5.根据权利要求4所述的阀装置(100)，其中所述先导阀的标称宽度为0.4至2.0mm，并且优选为0.8至1.6mm，并且其中至少一个所述第二孔(28)的标称宽度为至少2.0m并且尤其至少为2.5mm。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的阀装置(100)，其中在至少一个孔中设置有止回配件(29)，所述止回配件允许仅从控制空气开关室(20)到控制室(10)的气体流动。
7.根据权利要求2所述的阀装置(100)，其中至少一个所述孔(21)设置使得所述孔既不在所述闭合元件(25)的第一位置中也不在第二位置中由所述闭合元件(25)遮盖和封闭，并且其中所述闭合元件(25)不仅在所述闭合元件的第一位置而且在所述闭合元件的第二位置中设置在所述控制空气孔(23)和至少一个孔(21)之间，并且所述闭合元件设计使得在所述闭合元件(25)的第二位置中所述闭合元件(25)对于穿过所述控制空气孔(23)导入到所述控制空气开关室(20)中的控制空气是能经过的。
8.根据权利要求7所述的阀装置(100)，其中所述闭合元件(25)具有盖膜片。
9.根据权利要求7或8所述的阀装置(100)，其中所述闭合元件(25)具有穿通开孔，所述穿通开孔沿着所述闭合元件(25)的纵向方向延伸并且设置在所述闭合元件(25)的外围环周区域中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的阀装置(100)，其中所述开关活塞(2)具有活塞杆(4)，并且其中所述控制开关活塞(2)的所述控制面(9)设计得大于所述活塞杆(4)的横截面。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的阀装置(100)，其中所述开环活塞(2)至少局部地由塑料、尤其PETP形成。
12.根据权利要求1至13中任一项所述的阀装置(100)，其中所述控制空气开关室(20)构成在所述阀壳体(3)中。
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