ES2354472T3

ES2354472T3 - Válvula controlada por aire.

Info

Publication number: ES2354472T3
Application number: ES07727825T
Authority: ES
Inventors: Othmar Rymann
Original assignee: Eugen Seitz AG
Current assignee: Eugen Seitz AG
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2011-03-15
Anticipated expiration: 2027-04-05
Also published as: CN101663524A; EP2142830B1; EP2142830A1; DE502007005806D1; CN101663524B; ATE489576T1; WO2008122311A1

Abstract

Válvula con una carcasa (1), con un pistón (29), que está dispuesto entre dos posiciones extremas de forma desplazable longitudinalmente en la carcasa (1), en la que la primera superficie frontal (4) del pistón (2) desemboca en un primer espacio de la válvula (6) y la segunda superficie frontal (5) del pistón (2) desemboca en un segunda espacio de la válvula (7), en la que el primero y el segundo espacio de la válvula (7; 7) se pueden conectar a través de canales de comunicación dispuestos en la carcasa (1) con conductos de presión externos o bien fuentes de presión externas (8); en la que el pistón (2) presenta un canal (3) de diámetro constante que conecta las dos superficies frontales (4; 5) y presenta un anillo de pistón (9) que se proyecta en el lado exterior en el pistón (2) radialmente hacia fuera y que está dispuesto entre las dos superficies frontales (4; 5) del pistón (2), cuyo anillo de pistón desemboca, por su parte, en una cámara (10) de la carcasa (1) y divide esta cámara (10) en una primera cámara de control (11) y una segunda cámara de control (12), caracterizada porque en uno de los dos lados frontales (5) está dispuesta una junta de obturación de la válvula (13) de forma anular alineada axialmente, cuya superficie frontal (14) forma la superficie de cierre del pistón (2) y en el estado cerrado del pistón (2) se apoya a tope contra una superficie de asiento (15) del espacio de válvula (67) correspondiente, y porque el canal (3) está dimensionado y dispuesto en el interior del pistón (2) con relación a la junta de obturación de la válvula (13) de tal forma que en el estado cerrado del pistón (2) en la zona de la junta de obturación de la válvula (13) está formada una superficie activa (16) que actúa en contra de la dirección de cierre, que es menor que la superficie activa (17) del lado frontal (4) opuesto del pistón (2), y porque en el estado abierto del pistón (2), las superficies activas frontales del pistón (2) respectivas son iguales, así como porque una primera superficie activa (23) del anillo del pistón (9) en la primera cámara de control (11) es menor que una segunda superficie activa (24) del anillo de pistón (9) en la segunda cámara de control (12), de manera que la primera cámara de control (11) está en comunicación, a través de un primer conducto de presión de control con un depósito de presión de control (21) de presión constante y la segunda cámara de control (12) está en comunicación de forma conmutable a través de una válvula de control (22) o bien con el medio ambiente o con el depósito de presión de control (21).

Description

[0001] La invención se refiere a una válvula de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, como se publica, por ejemplo, en el documento GB 1 103 143.

[0002] Para la fabricación de botellas de plástico, en particular de botellas de PP y de botellas de PET se insufla una pieza bruta o una preforma en una máquina de soplado de cuerpos huecos en un cilindro de soplado, en 5 general, en dos etapas en su forma definitiva. A tal fin, la pieza bruta presenta ya esencialmente la cabeza de botella acabada, que es retenida en el molde de soplado de la máquina de soplado de cuerpos huecos y es conectada con un sistema de aire comprimido. A través del soplado de aire comprimido a través de la cabeza de la botella se infla la pieza bruta y finalmente se lleva a su forma definitiva.

[0003] Este proceso de soplado se realiza habitualmente en un procedimiento de dos etapas, en el que como 10 primera etapa se realiza un soplado previo con un valor de la presión entre 2 y 20 bares a través de una válvula de soplado previo, y a continuación en una segunda etapa se realiza el soplado final, es decir, el moldeo de la botella de plástico hasta su forma definitiva, con un valor de la presión entre 15 y 40 bares a través de una válvula de soplado principal. Las dos válvulas están conectadas en cada caso con una fuente de presión con el potencial de presión que corresponde a la fase correspondiente del procedimiento. 15

[0004] Para garantizar una producción económica, estos procesos deben desarrollarse de la manera más rápida posible. A tal fin, se utiliza convencionalmente una disposición de válvulas que está constituida por dos válvulas, una válvula de soplado previo y una válvula de soplado, que están dispuestas, por ejemplo, sobre un bloque común.

[0005] A continuación de estas dos etapas de soplado, debe interrumpirse la conexión con las fuentes de presión 20 y se deja salir la presión desde la botella de plástico y desde los canales de alimentación, antes de que la botella de plástico pueda ser retirada desde el molde de soplado conectado con el cilindro de soplado. Esta etapa del proceso se designa también como ventilación.

[0006] Esta ventilación se realiza de manera convencional a través de una válvula de ventilación, que está conectada con el cilindro de soplado y que, en la posición abierta, cede el aire comprimido al medio ambiente. 25

[0007] Puesto que el nivel de la presión y la cantidad de aire para el proceso de soplado deben generarse por medio de una instalación de generación de presión, la salida de esta cantidad de aire al meno ambiente significa una pérdida de energía correspondientemente grande. A tal fin se conocen dispositivos y procedimientos, para recuperar de nuevo al menos una parte de este aire de salida y utilizarlo como aire de proceso.

[0008] Por ejemplo, se conocen instalaciones de válvula, en las que se lleva a cabo una recuperación parcial del 30 aire comprimido a través de una válvula separada, una llamada válvula economizadora, que está dispuesta entre el cilindro de soplado y la válvula de ventilación.

[0009] Todas estas válvulas deben activarse para el ciclo del proceso, a cuyo fin se emplean diferentes sistemas. Por ejemplo, estas válvulas son activadas magnéticamente o son activadas también reumáticamente por medio de válvulas de control separadas. Puesto que las máquinas de soplado de cuerpos huecos son accionadas de todos 35 modos con aire comprimido, este medio de trabajo se ofrece, en principio, también como medio de control para las válvulas.

[0010] Un problema que se plantea en las válvulas controladas por aire convencionales de este tipo consiste en que, por una parte, el tiempo de reacción de tales válvulas depende de la altura de la presión de la válvula de control y, por otra parte, la función de la válvula depende de la presión de trabajo del flujo de presión a controlar. 40 Es decir, que tales válvulas no se pueden activar en la práctica en vacío, es decir, sin la presencia de tal presión de trabajo.

[0011] Por ejemplo, se conoce a partir del documento DE 1 142 938 una válvula neumática de conmutación rápida, que puede interrumpir la alimentación de un conducto de alta presión y en el estado cerrado ofrece al mismo tiempo una ventilación del conducto de salida de aire interrumpido. Un inconveniente de esta instalación de 45 válvula consiste en que están presentes espacios muertos relativamente grandes, que son llenados con aire comprimido durante la activación de la válvula y finalmente son descargados de nuevo al medio ambiente.

[0012] El cometido de la presente invención consiste ahora en encontrar una válvula controlada por aire con un tiempo de reacción lo más corto posible para niveles de presión prácticamente discrecionales, que presenta espacios muertos lo más pequeños posible. 50

[0013] Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de una válvula con las características según la reivindicación 1. Otras formas de realización de acuerdo con la invención se deducen a partir de las características de las otras reivindicaciones 2 a 13.

[0014] A través de esta estructura se puede realizar un control sencillo del pistón a través de las dos cámaras de control del segmento del pistón, pudiendo ser las fuerzas de control relativamente pequeñas y pudiendo empelarse, por lo tanto, una válvula de control sencilla convencional. Puesto que las superficies de control correspondientes están dispuestas de manera que se proyecta radialmente desde el pistón hacia el exterior, presentan, por una parte, dimensiones compactas con superficies activas a pesar de todo grandes. A través del 5 dimensionado de las superficies activas del pistón, éste es apoyado a través de la presión de trabajo incluso durante la apertura, lo que conduce a tiempos de apertura y de cierre, respectivamente, muy rápidos.

[0015] Las relación entre las superficies activas se selecciona de manera ventajosa de tal forma que cuando la válvula está abierta, es decir, cuando la junta de obturación de la válvula del pistón ha sido desprendida desde el asiento de la válvula, casi se compensa o bien son casi de la misma magnitud. De esta manera, prácticamente no 10 actúan fuerzas en la dirección longitudinal sobre el pistón y solamente requiere para su movimiento unas fuerzas de control relativamente pequeñas. En el estado cerrado de la válvula, es decir, cuando la junta de obturación de la válvula del pistón se apoya a tope contra el asiento de la válvula, se pretende una relación de las superficies activas de aproximadamente 80%, es decir, que la superficie activa en la zona de la junta de obturación de la válvula es solamente aproximadamente el 80% de la superficie activa del otro lado frontal del pistón. 15

[0016] Por ejemplo, la junta de obturación de la válvula presenta como canto de cierre una pestaña redonda con superficie de cierre esencialmente recta, de manera que la superficie de cierre está alineada con preferencia perpendicularmente a la dirección de cierre del pistón. De esta manera se consigue una buena acción de obturación con una sección transversal de abertura grande. La superficie de cierre está en este caso de manera ventajosa entre 5 % y 25 % de la superficie activa del lado frontal correspondiente del pistón. Durante la apertura 20 de la válvula, es decir, cuando se eleva el pistón o bien la junta de obturación de la válvula desde su asiento, se comprensa completamente, de manera prácticamente inmediata, la presión de la válvula, puesto que las dos superficies activas de los dos lados frontales del pistón son ahora prácticamente del mismo tamaño, con lo que se reduce la fuerza de movimiento para el pistón y de esta manera se consigue una velocidad alta del pistón, es decir, una velocidad alta de apertura de la válvula. 25

[0017] Por ejemplo, la superficie exterior de la pestaña de la junta de obturación de la válvula hacia la superficie de cierre está realizada de forma biselada radialmente hacia dentro. Esto significa que la pestaña está biselada en la dirección de la superficie de cierre. De esta manera, se crea una superficie activa, que puede ejercer a través de la presión que predomina en el espacio correspondiente de la válvula, una fuerza dirigida en la dirección de apertura sobre el pistón. De esta manera, se puede realizar, por ejemplo, una apertura de emergencia de 30 sobrepresión, que eleva el pistón, cuando el nivel de la presión o bien la diferencia de la presión con relación a la presión en el otro espacio de la válvula o bien en el canal del pistón excede un valor determinado.

[0018] Por ejemplo, el pistón y la junta de obturación de la válvula están configurados en una sola pieza de un material, con preferencia de plástico. De esta manera se puede fabricar el pistón fácilmente como pieza individual y se puede realizar también para diámetros relativamente pequeños. 35

[0019] De manera alternativa, el pistón y la junta de obturación de la válvula están configurados de dos partes de diferentes materiales, estando constituida la junta de obturación de la válvula con preferencia de plástico. De esta manera, se puede fabricar el pistón, por ejemplo, de metal con espesores de pared relativamente reducidos y se puede acoplar la junta de obturación de la válvula fácilmente sobre la superficie frontal correspondiente del pistón y se puede conectar con él. 40

[0020] Por ejemplo, el canal entre las dos superficies frontales del pistón está configurado recto y con sección transversal constante. De esta manera, se crea un canal más favorable desde el punto de vista de la técnica de la circulación, que solamente presenta pérdidas de presión mínimas.

[0021] Por ejemplo, la sección transversal del canal corresponde a la sección transversal del canal de entrada en el primer espacio de la válvula. De esta manera, en esta zona no se producen modificaciones de la velocidad de la 45 circulación, lo que reduce al mínimo igualmente las pérdidas de la circulación o bien las pérdidas de presión.

[0022] Por ejemplo, el diámetro exterior del pistón en la zona de sus superficies activas es de la misma magnitud. De esta manera, se crean superficies activas unívocas y definidas claramente en cuanto a la geometría, que pueden ejercer, incluso con diferencias de presión pequeñas entre los dos espacios de la válvula una fuerza sobre el pistón. 50

[0023] Por ejemplo, el asiento de la válvula está dispuesto en el lado frontal superior de un pistón auxiliar, que está dispuesto con preferencia coaxialmente al pistón de forma móvil en el segundo espacio de la válvula y es desplazable en la posición final superior del pistón contra la junta de obturación de la válvula a tope. Este pistón auxiliar se puede emplear de esta manera como seguro de retención o bien como válvula de retención. Es decir, que a través del movimiento del pistón auxiliar se puede cerrar la válvula también en la posición abierta del pistón. 55 En este caso, se consigue una estructura sencilla y economizadora de espacio, que se puede integrar fácilmente en la carcasa de la válvula.

[0024] Por ejemplo, el lado frontal inferior del pistón auxiliar desemboca en un espacio de la válvula, que está en comunicación con el canal de conexión del segundo espacio de la válvula. De esta manera, se crea una válvula de retención que actúa de forma automática a través de la presión que predomina en el segundo espacio de la válvula. A través de la diferencia de la presión también sólo reducida entre este espacio de la válvula del pistón auxiliar y el segundo espacio de la válvula que se encuentra encima, provocada por el conducto de alimentación 5 hacia el segundo espacio de la válvula, se consigue ya una fuerza de cierre suficiente, que presiona el pistón auxiliar hacia arriba, tan pronto como se forma sobre este lado una presión más alta que en la zona del primer espacio de la válvula o bien del canal del pistón y, por lo tanto, se activa el seguro de retención, es decir, que se cierra la válvula de forma automática.

[0025] Por ejemplo, la superficie activa en el lado frontal inferior del pistón auxiliar en su posición final inferior es 10 de la misma magnitud o inferior que la superficie activa del lado frontal superior. De esta manera, el pistón auxiliar, cuando las relaciones de la presión están compensadas, permanece con seguridad en su posición final inferior y de esta manera permite que se la válvula se abra y permanezca abierta. Solamente en caso de presencia de una diferencia de presión más elevada que la que corresponde a la relación de estas dos superficies, se mueve el pistón auxiliar hacia arriba y cierra la válvula. 15

[0026] Por ejemplo, en el espacio de la válvula del lado frontal inferior del pistón auxiliar está dispuesto un medio de resorte, que se apoya a tope elásticamente contra el lado frontal inferior del pistón auxiliar. Para el apoyo de la acción de cierre del pistón auxiliar, es decir, el movimiento en la dirección del pistón, se puede montar adicionalmente un muelle, que mantiene la válvula cerrada de forma fiable especialmente en el estado sin presión, independientemente de la posición del pistón. 20

[0027] Por ejemplo, en el conducto de alimentación hacia el primer espacio de la válvula está dispuesta una válvula de retención, con preferencia una válvula de retención controlada puramente con presión. También en la zona del primer espacio de la válvula puede estar dispuesta una válvula de retención.

[0028] De acuerdo con la invención, las válvulas se utilizan como válvula de soplado previo, válvula de soplado principal, válvula economizadora o válvula de ventilación de máquinas de moldeo de cuerpos huecos por soplado. 25 En este caso, se puede aplicar el mismo principio para las diferentes funciones de la válvula, lo que simplifica la estructura de los bloques de soplado, es decir, disposiciones de válvulas agrupadas en un bloque. De manera ventajosa, estas válvulas pueden estar equipadas con conductos de entrada y salida, respectivamente, que se extienden paralelos entre sí, con preferencia en la misma dirección.

[0029] A continuación se explican en detalle ejemplos de realización de la presente invención con la ayuda de 30 figuras. En este caso:

La figura 1 muestra de forma esquemática la sección longitudinal a través de una válvula de acuerdo con la invenció para el empleo como válvula de alta presión, en posición cerrada.

La figura 2 muestra de forma esquemática la curva de la presión sobre el tiempo del proceso

La figura 3 muestra la sección longitudinal simplificada de una válvula de soplado previo para un proceso 35 de acuerdo con la figura 2 en posición cerrada.

La figura 4 muestra la sección longitudinal según la figura 3 en posición abierta con válvula de retención desactivada.

La figura 5 muestra la sección longitudinal según la figura 3 en posición abierta con válvula de retención activada. 40

La figura 6 muestra de forma esquemática la sección longitudinal simplificada a través de una válvula de acuerdo con la invención para el empleo como válvula de alta presión en posición cerrada.

La figura 7 muestra la sección longitudinal según la figura 6 en posición abierta.

La figura 8 muestra de forma esquemática la sección longitudinal simplificada a través de la válvula de acuerdo con la invención para el empleo como válvula economizadora con válvula de retención adicional, en 45 posición cerrada.

La figura 9 muestra la sección longitudinal según la figura 8 en posición abierta con válvula de retención abierta.

La figura 10 muestra la sección longitudinal según la figura 9 en posición abierta con válvula de retención cerrada. 50

La figura 11 muestra de forma esquemática la sección longitudinal simplificada a través de una válvula de acuerdo con la invención como válvula de ventilación en posición cerrada.

La figura 12 muestra la sección longitudinal en posición abierta.

La figura 13 muestra de forma esquemática la sección longitudinal simplificada a través de una forma de realización alternativa de una válvula de acuerdo con la invención en posición cerrada.

La figura 14 muestra la sección longitudinal según la figura 13 en posición abierta; y

La figura 15 muestra de forma esquemática la sección longitudinal a través de la zona inferior de una 5 junta de obturación de válvula según la figura 1 en una forma de realización especial.

[0030] En la figura 1 se representa de forma puramente esquemática la sección longitudinal a través de una válvula de acuerdo con la invención. En la carcasa 1, un pistón 2 está configurado de forma desplazable longitudinalmente como pistón anular con canal 3 dispuesto en el centro y que pasa entre los dos lados frontales 4 y 5, respectivamente, del pistón 2. 10

[0031] El lado frontal superior 4 del pistón 2 desemboca en un primer espacio de válvula 6, que está configurado igualmente en la carcasa 1 y que está conectado, por ejemplo, a través de un conducto de presión 7 con una fuente de presión externa 8.

[0032] El lado frontal inferior 5 del pistón 2 desemboca en un segundo espacio de válvula 7, que está conectado, por ejemplo, a través de un canal de comunicación 8 dispuesto igualmente en la carcasa 1 con un dispositivo 15 activado con aire comprimido, por ejemplo el cilindro de soplado de una máquina de moldeo de cuerpos huecos por soplado (no representada).

[0033] Además, el pistón 2 presenta un anillo de pistón 9 que se distancia radialmente hacia fuera, que desemboca en un espacio anular 10 de la carcasa y divide este espacio anular 10 en dos cámaras de control, una primera cámara de control superior 11 en la figura 1 y una segunda cámara de control inferior 12 en la figura 1. 20

[0034] En el lado exterior del pistón 2 o bien de la pared interior del orificio del pistón correspondiente de la carcasa 1 están dispuestos varios anillos de obturación o empaquetaduras de obturación, para cerrar herméticamente los espacios de la válvula 6 ó 7 entre sí o bien contra las cámaras de control 11 y 12, respectivamente.

[0035] El pistón 2 está configurado de forma ventajosa como pistón anular, de tal forma que el canal 3 presenta un 25 diámetro lo más grande posible y de tal modo que la sección transversal del canal 3 es constante entre las dos superficies frontales 4 y 5, respectivamente, y se extiende linealmente, de manera ventajosa coaxialmente al eje longitudinal del pistón 2.

[0036] En la forma de realización representada en la figura 1, en la superficie frontal inferior 5 del pistón 2está dispuesta una junta de obturación de válvula 13. Esta junta de obturación de válvula 13 presenta en su lado frontal 30 una superficie de cierre 14, que está cerrada herméticamente a tope contra una superficie de asiento 15 configurada de forma correspondiente en el fondo del espacio inferior de la válvula 7. De esta manera se interrumpe la comunicación entre el espacio inferior de la válvula 7 y, por lo tanto, el canal de comunicación 8 y el espacio superior de la válvula 8 o bien el conducto de presión 7 y se cierra la válvula.

[0037] La junta de obturación de la válvula 13 presenta ahora, además, una superficie activa 16, es decir, una 35 superficie dispuesta entre la pared interior de la superficie de cierre 14 y la pared interior del canal 3, que es menor que la superficie activa 17 del lado frontal superior 4 del pistón 2. De esta manera, el pistón 2 es presionado hacia abajo a través de la diferencia entre las dos superficies activas 16 y 17 a través de la fuerza de la presión que predomina en el primer espacio de la válvula 6 y, por lo tanto, también en el canal 3 y es retenido de forma automática en la posición cerrada. 40

[0038] Está claro para el técnico que esta posición de reposo puede ser apoyada, por ejemplo, a través de la disposición de un muelle que actúa en la dirección de cierre, de manera que la válvula permanece de manera fiable en la posición cerrada también en el estado sin presión.

[0039] La junta de obturación de la válvula 13 está fabricada de manera ventajosa de un material sin desgaste, lo más rígido posible y está dispuesta como pieza separada en el pistón 2. 45

[0040] Como material se contempla, por ejemplo un plástico de alta resistencia y lo más resistente posible a la temperatura, que presenta como otra ventaja una amortiguación en el caso de un movimiento de cierre rápido del pistón 2 y de esta manera permite, por una parte, una velocidad de cierre alta y, por otra parte, presenta una alta resistencia al desgaste.

[0041] De manera alternativa, la junta de obturación de la válvula 13 puede estar configurada también como 50 componente integrado directamente en la superficie frontal inferior 5 del pistón 2.

[0042] Para limitar el movimiento del pistón 2 durante la apertura, de manera ventajosa en el lado exterior del pistón 2 está configurado un canto de tope 18, por ejemplo como superficie anular, que se puede mover en un espacio ventilado, es decir, un espacio, que está en comunicación con el medio ambiente y de esta manera está en comunicación con el medio ambiente, hacia una superficie de tope 20.

[0043] Está claro para el técnico que la carcasa 1 puede estar configura, de acuerdo con la forma y la estructura 5 del pistón 2, de una o de varias pares, pero para mayor simplificad se representa la carcasa 1 de una sola pieza en las figuras.

[0044] Para la activación del pistón 2, las dos cámaras de presión de control 11 y 12 están conectadas con una fuente de presión de control 21. Así, por ejemplo, la cámara de control superior 11 está conectada directamente con la fuente de presión de control 21 y la cámara de control inferior 12 está conectada a través de una válvula de 10 control 22 con la fuente de presión de control 21. En la posición cerrada de la válvula, la válvula de control 22 está cerrada y está diseñada de tal forma que en esta posición cerrada, la cámara de control inferior 12 está conectada en comunicación con el medio ambiente, es decir, que está ventilada. De esta manera, la cámara de control superior 11 está bajo presión y la cámara de control inferior 12 está ventilada, lo que retiene al pistón 2 a través de la primera superficie activa 23 en su posición cerrada. 15

[0045] La primera superficie activa 23 es geométricamente menor que la segunda superficie activa 24 del anillo del pistón 9 en la cámara de control inferior 12.

[0046] Cuando se abre ahora la válvula de control 22, se conecta la cámara de control inferior 12 igualmente con la fuente de presión de control 21, con lo que se ajusta una fuerza diferencian entre las cámaras de control 12 y 11 con acción hacia arriba. 20

[0047] Cuando esta fuerza diferencial supera ahora la fuerza de retención del pistón a través de la presión de apriete de la diferencia de las superficies activas 16 y 17 de los lados frontales 4 y 5 del pistón 2, el pistón 2 o bien la superficie de cierre 14 se desprende de la superficie de asiento 15 y el pistón 2 se mueve hacia arriba. A través del diseño geométrico de las superficies frontales 4 y 5 del pistón 2 o bien de las superficies activas correspondientes se forman ahora inmediatamente después de la subida de la junta de obturación de la válvula 13 25 superficies activas prácticamente de la misma magnitud. De esta manera, solamente se necesita un gasto de fuerza pequeño para una apertura rápida completa de la válvula, es decir, el movimiento completo del pistón 2 a su posición final superior.

[0048] Por lo tanto, a través de la disposición exterior de las superficies activas 23 y 24, respectivamente, del anillo del pistón 9 y de la sección transversal grande posible del canal 3 del pistón 2 se puede realizar el control 30 del pistón 2 con nivel relativamente bajo de la presión de control. Esto permite de nuevo el empleo de válvulas de control pequeñas y, por lo tanto, se puede prescindir de válvulas de control 22 de coste favorable para la activación de válvulas de cierre rápido con fuentes de presión 8 con nivel de presión alto.

[0049] Otra ventaja de esta disposición de válvula consiste, además, en que para una función fiable de la válvula, es decir, para la apertura y cierre del pistón 2, no es necesaria ninguna presión de trabajo por parte de la fuente 35 de presión externa 8, es decir, que la válvula trabaja siempre con nivel muy bajo de la presión de control. Puesto que no es necesaria ninguna diferencia de la presión entre el primer espacio de la válvula 6 y el segundo espacio de la válvula 7, se puede controlar la válvula también cuando los dos espacios de la válvula 6 y 7 están prácticamente sin presión o presentan el mismo nivel de la presión.

[0050] Esta propiedad hace que el empleo sea especialmente adecuado precisamente para máquinas de moldeo 40 de cuerpos huecos por soplado, como se representa todavía en detalle en los siguientes ejemplos de realización. En la figura 2 se muestra la curva típica de la presión sobre el tiempo para un proceso de soplado, por ejemplo para la fabricación de botellas de PET.

[0051] Durante un primer periodo de tiempo T1 se insufla a través de una válvula de soplado previo una presión de soplado previo (intervalo típico entre 2 y 20 bares) hasta el nivel P1 en el cilindro de soplado y se mantiene 45 durante corto espacio de tiempo. A continuación se insufla durante el periodo de tiempo T2 a través de la válvula de soplado principal la presión de soplado principal (típicamente hasta 40 bares; pero siempre más alta que la presión de soplado previo P1) hasta el nivel P2 y se mantiene de la misma manera durante un periodo de tiempo corto. La salida de la presión se realiza ahora igualmente en dos etapas, a saber, en una primera etapa durante el periodo de tiempo T3, por decirlo así, como ahorro o reparación, donde la presión es expulsada en el sistema de 50 presión de soplado previo u otro sistema de presión con nivel de la presión más bajo que P2 y a continuación se expulsa directamente la presión residual en el periodo de tiempo T4 al medio ambiente, para hacer que el cilindro de soplado y la botellas estén libres de presión.

[0052] Estas cuatro etapas son controladas de manera convencional con frecuencia a través de cuatro válvulas diseñadas de manera especial para ello, las cuales se agrupan en un llamado bloque de soplado y están 55 dispuestas de la manera más próxima posible al cilindro de soplado. La válvula de acuerdo con la invención se puede emplear ahora universalmente solamente con pequeñas modificaciones para todas las cuatro fases, como

se representa todavía con la ayuda de la siguiente descripción. Puesto que la válvula presenta tiempos de cierre y de apertura muy cortos y se puede conectar también sin diferencia de la presión entre la entrada y la salida, el proceso de ahorro se puede llevar hasta cerca de la presión de soplado previo P1 y se puede influir positivamente sobre la duración total del proceso, es decir, se puede acortar a través de las secciones transversales de apertura grandes y los tiempos de conmutación rápidos. 5

[0053] Además, la válvula se puede accionar con una válvula de control sencilla 22, que o bien es alimentada con la presión de soplado previo P1 o con una presión de control PP independiente de ella, que puede presentar un nivel más reducido que la presión de soplado previo P2. Tales válvulas se pueden obtener a partir de producción en serie y tienen, por loo tanto, una influencia positiva sobre los costes generales del bloque de soplado.

[0054] Otra ventaja grande se puede ver en que la válvula presenta también propiedades de emergencia 10 claramente definidas, es decir, que incluso en el caso de interrupción de la presión de control PP se mantiene ajustada una posición abierta o cerrada definida del pistón 2 o se ajusta de forma automática en el caso de una subida de la presión en el sistema de presión de trabajo, de manera que no pueden aparecer situación es peligrosas de sobrepresión. Puesto que la presión de control PP se reduce, en general, en dispositivos de este tipo por medio de reguladores de presión desde la presión de soplado principal P2, se mantiene predeterminada y 15 definida la posición de la válvula correspondiente en el caso de un fallo completo de la presión de soplado principal P2. Éste puede ser el caso, por ejemplo, en una desconexión de emergencia del dispositivo o en el caso de una rotura del conducto de abastecimiento de la presión de soplado principal.

[0055] La figura 3 muestra ahora de manera puramente esquemática en la sección longitudinal una variante de realización de la válvula de acuerdo con la invención, que es adecuada como válvula de soplado previo durante el 20 periodo de tiempo T1 según la figura 2.

[0056] A diferencia de la forma de realización según la figura 1, la válvula en la zona inferior de la carcasa 1 presenta un pistón auxiliar 30 móvil coaxialmente al pistón 2.

[0057] Este pistón auxiliar 30 presenta en su lado frontal superior 31 el asiento de la válvula 15 para la junta de obturación de la válvula 13. El lado frontal inferior 32 desemboca en un espacio de la válvula 33 y está apoyado, 25 por ejemplo, contra un muelle de compresión 34. El espacio de la válvula 33 está unido, por su parte, a través de un canal 33’ con el espacio inferior de la válvula 7.

[0058] Cuando la válvula de control 22 está cerrada, el pistón 2está posicionado en su posición final inferior cerrada y la junta de obturación de la válvula 12 está apoyada a tope contra el asiento de la válvula 15. De esta manera, se cierra herméticamente la presión de soplado previo P1, que se apoya en el lado de entrada de la 30 válvula contra el espacio de la válvula 7.

[0059] Cuando ahora se abre la válvula de control 22, como se representa en la figura 4, se desplaza el pistón 2 a su posición abierta superior, puesto que a través de la presión de control PP se forma una fuerza diferencial entre las dos cámaras de control 11 y 12. De esta manera, la presión de soplado previo P1 puede circular a través del pistón 2 hacia el espacio de la válvula 7 y finalmente puede llegar hacia el cilindro de soplado (no representado). 35 El pistón auxiliar 30 permanece en su posición inferior, puesto que el lado frontal superior 31 presenta una superficie mayor que el lado frontal inferior 32, con lo que con la misma presión reinante en el espacio de la válvula 7 y en el espacio de la válvula 33 resulta una fuerza que actúa hacia abajo. El muelle de compresión 34 está diseñado de tal forma que su fuerza de compresión es menor que esta fuerza de compresión resultante mencionada sobre el pistón auxiliar 30. 40

[0060] Si se inicia ahora el proceso de soplado principal T2 después del final del tiempo de soplado previo T1, entonces se eleva la presión en el conducto de alimentación hacia el espacio 7 de la válvula de soplado previo, como se representa en la figura 5. Evidentemente, no se aplica inmediatamente toda la presión de soplado principal P2, pero la presión se eleva por encima de la presión P1.

[0061] Puesto que el canal 33’ del espacio de la válvula 33 es impulsado en primer lugar con esta presión 45 elevada, resulta en el espacio de la válvula 33 una sobrepresión más pequeña frente al espacio de la válvula 7 que, en la configuración representada, eleva desde su posición inferior junto con el muelle al pistón auxiliar 30 desde su posición inferior y lo mueve hacia arriba. De esta manera se incrementa ahora también la superficie activa del lado frontal inferior 32, por ejemplo en la misma magnitud que la superficie frontal superior 31, con lo que el pistón auxiliar 30 se mueve solamente en virtud de la fuerza de resorte del muelle de compresión 34 hacia 50 arriba a tope contra el pistón 2 y de esta manera cierra la válvula.

[0062] Este movimiento de cierre se realiza sin activación, es decir, sin cerrar la válvula de control 22 de forma automática en virtud de la curva de la presión según la figura 2.

[0063] Cuando ahora se activa la válvula de control 22, es decir se cierra y de esta manera el espacio inferior de control 12 está sin presión, la válvula se cierra independientemente de la posición del pistón 2, al menos mientras 55 el espacio inferior de la válvula 7 o bien el espacio de la válvula 23 no se quedan totalmente sin presión o bien

mientras predomina aquí una sobrepresión con respecto a P1. Además, el pistón 2 se desplaza junto con el pistón auxiliar 30, como anteriormente a la posición cerrada, hacia abajo a la posición de partida según la figura 3, tan pronto como la presión de control PP que predomina en el espacio de control 11 supera la presión de la cámara de la válvula 33, apoyada adicionalmente por la presión de soplado previo P1 en el espacio de la válvula 6.

[0064] El pistón auxiliar 30 trabaja, por lo tanto, como válvula de retención automática con relación al conducto de 5 alimentación hacia el espacio de la válvula 7.

[0065] La figura 6 muestra ahora de forma esquemática la sección longitudinal simplificada de una válvula de acuerdo con la invención de forma similar a la figura 1 para el empleo como válvula de soplado principal. Esta válvula de soplado principal controla la alimentación de la presión de soplado principal P2 por ejemplo hacia el cilindro de soplado de una máquina de moldeo de cuerpos huecos por soplado de acuerdo con el periodo de 10 tiempo T2 según la figura 2.

[0066] Como ya se ha descrito con la ayuda de la figura 1, se interrumpe la alimentación de la presión de soplado principal P2 al espacio de la válvula 7 a través del pistón 2, esto cuand9o la válvula de control 22 está cerrada.

[0067] La figura 7 muestra ahora la válvula de acuerdo con la figura 6 en el estado abierto. A través de la apertura de la válvula de control 22, como ya se ha representado en la descripción de la figura 4, el pistón 2 es movido 15 hacia arriba a su posición superior abierta y la presión de soplado principal P2 puede circular a través de la válvula hasta el espacio de la válvula 7 y, por lo tanto, hasta el cilindro de soplado (no representado) conectado con él. Debido a los tiempos rápidos de abertura y de cierre del pistón, se pueden conseguir curvas de soplado muy empinadas (según la figura 2) y de esta manera se puede acortar el tiempo de soplado T2.

[0068] En la figura 8 se representa, además, de forma simplificada esquemática la sección longitudinal de una 20 válvula de acuerdo con la invención de forma similar a la figura 1 para el empleo como válvula económica. Tal válvula sirve para reducir la presión que se encuentra en el cilindro de soplado y en la botella de una máquina de moldeo de cuerpos huecos por soplado desde el nivel de la presión de soplado principal P2 hasta la zona del nivel de la presión de soplado previo P1 y o bien alimentarla a un depósito de aire económico separado o bien sistema de aire económico PS o para retornarla de forma automática directamente al sistema de soplado previo. 25

[0069] Puesto que tal válvula debe permanecer cerrada durante el proceso de soplado previo y durante el proceso de soplado principal, se emplea aquí de nuevo la misma disposición que ya se ha presentado en la figura 1, es decir, un pistón 2 cerrado cuando la válvula de control 22 está cerrada. El pistón 2 permanece cerrado en este caso también cuando está presente la presión de soplado principal alta P2 en el espacio inferior de la válvula 7.

[0070] Por encima del espacio superior de la válvula 6 está dispuesta ahora una válvula de retención, por ejemplo 30 en forma de un pistón auxiliar 40 dispuesto en un espacio de la válvula 41, que está conectado, por ejemplo, con el sistema de aire económico PS. El pistón auxiliar 40 se representa aquí de forma puramente esquemática como pistón cerrado dispuesto desplazable coaxialmente al pistón 2 en la posición cerrada. El pistón auxiliar 40 se mantiene en esta posición cerrada a través de la presión PS predominante del sistema de aire económico. Evidentemente, esta posición cerrada se puede apoyar también por medio de un muelle (no representado). 35

[0071] Al final del proceso de soplado principal se abre ahora en el periodo de tiempo T3 según la figura 2 esta válvula económica a través de la apertura de la válvula de control 22, como se representa en la figura 9.

[0072] El proceso de apertura es en este caso idéntico al proceso de apertura ya descrito de la válvula de acuerdo con la invención. De esta manera, la presión de soplado principal P2 llega ahora al espacio superior de la válvula 6 y de esta manera presiona el pistón auxiliar 40 hacia arriba, de manera que se abre la comunicación hacia el 40 sistema de aire económico PS. De este modo, la presión P2 puede circular ahora al sistema de aire económico PS, hasta que se cierra de nuevo el pistón auxiliar 40.

[0073] En la figura 10 se representa este estado después del cierre de nuevo del pistón auxiliar 40, que se consigue cuando la fuerza de cierre del pistón auxiliar 40 excede la fuerza de apertura de la presión que se reduce a través de la salida del flujo desde el cilindro de soplado y el volumen de la botella en el espacio superior de la 45 válvula. Con ventaja, el pistón auxiliar 40 está diseñado de tal forma que éste es el caso con una diferencia de la presión de aproximadamente 1 bar entre la presión de soplado principal reducida y la presión económica PS. También aquí el movimiento del pistón auxiliar 40 se realiza de forma automática e independiente de la válvula de control 22.

[0074] En la figura 11 se representa de nuevo de forma esquemática la sección longitudinal simplificada de una 50 válvula de acuerdo con la invención para el empleo como válvula de ventilación. A diferencia de las funciones de la válvula representadas hasta ahora, esta válvula debe estar abierta cuando la válvula de control 22 está cerrada. De este modo se consigue una abertura de emergencia de la válvula de ventilación, por ejemplo, en el caso de una pérdida de presión del suministro de presión de control PP.

[0075] Para conseguirlo, se invierte la disposición de las cámaras de control 11 y 12 con relación a la junta de obturación de la válvula 13 del pistón 2, es decir, que la superficie activa mayor de la cámara de control 12 está dispuesta en la figura 11 por encima de la cámara de control 11, de manera que cuando la válvula de control 22 está abierta, es decir, con suministro simultáneo de las dos cámaras de control 11 y 12 con la presión de control PP, se mantiene el pistón 2 en la posición inferior cerrada. De esta manera, la presión que predomina en el 5 espacio de la válvula 7, por ejemplo la presión de soplado previo P1 o la presión de soplado principal P2, no puede llegar a través del pistón 2 y a través del espacio superior de la válvula 6, por ejemplo, a través de un aislamiento acústico 45 al medio ambiente.

[0076] Tan pronto como se cierra ahora la válvula de control 22, en general durante el periodo de soplado T2 según la figura 2, se abre la válvula, como se representa en la figura 12. A través de la presión de control PP que 10 predomina en el espacio de control 11 se mueve el pistón 2, en todo caso apoyado por la presión en el espacio de la válvula 7 sobre una superficie que se extiende inclinada hacia dentro en el lado exterior de la junta de obturación de la válvula 13 hacia arriba a su posición abierta y la presión en el espacio de la válvula 7 se puede ceder a través del canal 3 en el pistón al medio ambiente.

[0077] Pero esta apertura se realiza también en un caso de emergencia, cuando falla, por ejemplo, la activación 15 de la válvula de control 22.

[0078] Como se deduce claramente para el técnico a partir de la representación de las dos figuras 11 y 12, esta válvula se puede realizar disponiendo la junta de obturación de la válvula 13 en el lado frontal superior 4 del pistón 2 según la figura 1 y sustituyendo las conexiones de las dos cámaras de control 11 y 12 en la válvula de control 22. De esta manera, se pueden realizar todas las variantes de la válvula representadas en principio con la misma 20 estructura de la carcasa 1 o bien del pistón 2, lo que hace especialmente ventajosa su disposición en un bloque de válvula, por ejemplo para el empleo en una máquina de moldeo de cuerpos huecos por soplado, puesto que solamente se necesitan pocas piezas diferentes.

[0079] En la figura 13 se representa de nuevo de forma esquemática otra variante de realización de una válvula de acuerdo con la invención en la sección longitudinal simplificada. La estructura del pistón 2 y de sus cámaras de 25 control 11 y 12, respectivamente, está realizada de nuevo idéntica a la forma de realización según la figura 1. A diferencia de ella, aquí el espacio superior de la válvula 6 está configurado como espacio cerrado, cuyo fin se encuentra debajo del pistón 2, opuesto al lado frontal inferior 5, un espacio adicional de la válvula 6’, que está conectado con la fuente de presión externa 8.

[0080] El espacio de la válvula 6 está conectado a través del canal 3 del pistón 2 con el espacio de la válvula 6’ y, 30 por lo tanto, con la fuente de presión 8. Las relaciones geométricas en el lado frontal superior 4 y en el lado frontal inferior 5 del pistón 2 son de nuevo idénticas a la forma de realización según la figura 1. De esta manera, se mantiene el pistón 2 de en la posición cerrada de manera correspondiente a la posición cerrada de la válvula de control 22.

[0081] Cuando se abre la válvula de control 22, se desplaza de nuevo el pistón 2 de manera similar a su posición 35 superior abierta, como se representa en la figura 14. De esta manera, se abre el recorrido desde el espacio de la válvula 6’ directamente hacia el espacio de la válvula 7. Tampoco aquí el espacio superior de la válvula 5 se cierra completamente, de manera que en el pistón 2 predominan relaciones de presión similares, como ya se ha descrito en la forma de realización según la figura 1.

[0082] Una ventaja de esta forma de realización se puede ver en que el canal 3 del pistón 2 se puede dimensionar 40 más pequeño que en la variante según la figura 1, puesto que no sirve como canal de circulación sino solamente como canal de compensación de la presión hacia el espacio de la válvula 6. De esta manera se pueden reducir también los diámetros del pistón 2, lo que conduce, en general, a dimensiones más pequeñas de la estructura de la válvula.

[0083] La figura 15 muestra finalmente todavía una sección de la zona de cierre de una junta de obturación de la 45 válvula 13 en la forma de realización con superficie exterior de la pestaña 13’ inclinada en la dirección de la superficie de cierre 14 radialmente hacia dentro.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Válvula con una carcasa (1), con un pistón (29), que está dispuesto entre dos posiciones extremas de forma desplazable longitudinalmente en la carcasa (1), en la que la primera superficie frontal (4) del pistón (2) desemboca en un primer espacio de la válvula (6) y la segunda superficie frontal (5) del pistón (2) desemboca en un segunda espacio de la válvula (7), en la que el primero y el segundo espacio de la válvula (7; 7) se pueden 5 conectar a través de canales de comunicación dispuestos en la carcasa (1) con conductos de presión externos o bien fuentes de presión externas (8); en la que el pistón (2) presenta un canal (3) de diámetro constante que conecta las dos superficies frontales (4; 5) y presenta un anillo de pistón (9) que se proyecta en el lado exterior en el pistón (2) radialmente hacia fuera y que está dispuesto entre las dos superficies frontales (4; 5) del pistón (2), cuyo anillo de pistón desemboca, por su parte, en una cámara (10) de la carcasa (1) y divide esta cámara (10) en 10 una primera cámara de control (11) y una segunda cámara de control (12), caracterizada porque en uno de los dos lados frontales (5) está dispuesta una junta de obturación de la válvula (13) de forma anular alineada axialmente, cuya superficie frontal (14) forma la superficie de cierre del pistón (2) y en el estado cerrado del pistón (2) se apoya a tope contra una superficie de asiento (15) del espacio de válvula (67) correspondiente, y porque el canal (3) está dimensionado y dispuesto en el interior del pistón (2) con relación a la junta de obturación de la 15 válvula (13) de tal forma que en el estado cerrado del pistón (2) en la zona de la junta de obturación de la válvula (13) está formada una superficie activa (16) que actúa en contra de la dirección de cierre, que es menor que la superficie activa (17) del lado frontal (4) opuesto del pistón (2), y porque en el estado abierto del pistón (2), las superficies activas frontales del pistón (2) respectivas son iguales, así como porque una primera superficie activa (23) del anillo del pistón (9) en la primera cámara de control (11) es menor que una segunda superficie activa (24) 20 del anillo de pistón (9) en la segunda cámara de control (12), de manera que la primera cámara de control (11) está en comunicación, a través de un primer conducto de presión de control con un depósito de presión de control (21) de presión constante y la segunda cámara de control (12) está en comunicación de forma conmutable a través de una válvula de control (22) o bien con el medio ambiente o con el depósito de presión de control (21).
2.- Válvula de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la junta de obturación de la válvula 25 (13) presenta como canto de cierre una pestaña redonda (13’) con superficie de cierre (14) esencialmente recta, en la que la superficie de cierre (14) está alineada con preferencia perpendicularmente a la dirección de cierre del pistón (2).
3.- Válvula de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la superficie exterior de la pestaña (13’) está realizada inclinada hacia la superficie de cierre (14) radialmente hacia dentro. 30
4.- Válvula de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el pistón (2) y la junta de obturación de la válvula (13) están configuradas de una sola pieza de un material, con preferencia de plástico, o porque el pistón (2) y la junta de obturación de la válvula (13) están configurados de dos piezas de diferentes materiales, de manera que la junta de obturación de la válvula (13) está constituida con preferencia de plástico.
5.- Válvula de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el canal (3) está 35 configurado recto entre las dos superficies frontales (4; 5) del pistón y con sección transversal constante.
6.- Válvula de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque la sección transversal del canal (3) corresponde a la sección del canal de entrada en el primer espacio de la válvula.
7.- Válvula de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el diámetro exterior del pistón (2) es de la misma magnitud en la zona de sus superficies frontales. 40
8.- Válvula de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el asiento de válvula (15) está dispuesto en el lado frontal superior (31) de un pistón auxiliar (30), que está dispuesto con preferencia coaxialmente al pistón (2) de forma móvil en el segundo espacio de la válvula (7) móvil en la carcasa (1) y es desplazable a tope en la posición final superior del pistón (2) contra la junta de obturación de la válvula (13).
9.- Válvula de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el lado frontal inferior (32) del pistón 45 auxiliar (30) desemboca en un espacio de la válvula (33), que está en comunicación con el canal de comunicación (33’) del segundo espacio de la válvula (7).
10.- Válvula de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque la superficie activa en el lado frontal inferior (32) del pistón auxiliar (30) en su posición final inferior es del mismo tamaño o menor que la superficie activa del lado frontal superior (31). 50
11.- Válvula de acuerdo con la reivindicación 9 ó 10, caracterizada porque en el espacio de la válvula (33) del lado frontal inferior (32) del pistón auxiliar (30) está dispuesto un medio de resorte (34), que se apoya a tope contra el lado frontal inferior (32) del pistón auxiliar (30).
12.- Válvula de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque en el conducto de alimentación hacia el primer espacio de la válvula (6) está dispuesta una válvula de retención (40), con preferencia una válvula de retención (40) controlada por presión.
13.- Utilización de una válvula de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12 como válvula de soplado previo, válvula de soplado principal, válvula económica o válvula de ventilación de cilindros de soplado de 5 máquinas de moldeo de cuerpos huecos por soplado