针阀制造技术

本发明专利技术涉及一种针阀，所述针阀用于控制涂覆系统中的涂覆剂(H，SL)的流体流动，尤其用于控制由两种涂覆剂组分(H，SL)构成的双组分混合物、尤其是由母料(SL)和固化剂(H)构成的双组分漆料的流动，所述针阀具有：阀座(7)和具有针杆和针头(5)的可移位的阀针(4)，其中，针头(5)在阀针(4)处于关闭位置时关闭阀座(7)，而针头(5)在阀针(4)处于打开位置时释放阀座(7)。根据本发明专利技术，柔性的膜(18)被设置，所述膜(18)在针头(5)上游以环形且密封的方式环绕阀针(4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针阀
本专利技术涉及一种用于控制涂覆系统中的涂覆剂的流体流动、尤其用于控制由两种涂覆剂组分(例如母料和固化剂)组成的双组分混合物的流动针阀。
技术介绍
由两种组分、即固化剂(例如异氰酸酯)和母料组成的双组分漆料(2K漆料)从现有技术知晓。在喷漆系统中传输这种2K漆料时，具有可移位的阀针的针阀传统地用作关断阀。阀针在此延伸穿过阀腔，所述阀腔在运行过程中填充有2K漆料，阀腔通过密封环相对于作用在阀针上的阀驱动部密封。密封环以它的内侧相对于阀针的外侧向表面滑动并以它的外周靠置在阀腔的内侧壁上。在此的一个问题是：固化剂(例如异氰酸酯)通常与水反应并然后固化。甚至极为少量的水也足以触发固化过程，从而例如甚至是普通的大气湿度下也会引发固化。这是一个问题，原因在于：所使用的2K漆料或固化剂具有非常良好的蠕动性并具有低粘度并且由此能够在密封环下方绕着阀针迁移，从而使得2K漆料或固化剂可以从填充有漆料的阀腔逃逸到阀驱动部的区域中。尤其在停机时间相对较长的情况下(例如在周末时)，这会导致2K漆料或固化剂的不想要的固化。例如，固化的2K漆料可能将阀针粘在阀座中。此外，2K漆料可能粘至阀针并然后在固化状态下损坏环绕的密封环，这会引起泄漏。此外，阀座中固化的沉积物会使得阀无法再次关闭。固化的沉积物还可能具有以下后果：使得阀更慢地关闭。在阀无法再次打开时阀故障是尤为有问题的，原因在于：在阀的上游可能存在过压故障，这在极限状况下可能导致进料软管的爆裂，从而使得2K漆料或固化剂可能逃逸，这将涉及用于清洁和修复工作的可观的停机时间。另外的问题在于：传统的2K漆料在现下通常包含有磨损性的纳米颗粒，这会导致由密封环实现的针密封的过早磨损。最后，化学反应可能在针末端的区域中发生于介质(2K漆料或固化剂)与针末端或阀座的材料之间，这同样可能导致粘住以使得阀无法再次打开。
技术实现思路
由此，本专利技术的目的是提供一种对应地改进的针阀。该目的是通过根据本专利技术依据主权利要求的针阀来实现的。本专利技术涉及没有或至少不仅仅像上文中所描述的现有技术那样通过滑动密封环来密封填充有介质的阀腔的通用技术教导。而是，本专利技术提供在针头的上游以环形且密封的方式环绕可移位的阀针的柔性膜。由此，本专利技术主要包括一种用于控制涂覆系统中的涂覆剂的流体流动的改进的针阀。根据本专利技术的针阀尤为适于控制由两种涂覆剂组分组成的、例如由母料和固化剂(例如异氰酸酯)组成的双组分混合物的流动。然而，根据本专利技术的针阀也适于控制单一涂覆剂、例如固化剂(例如异氰酸酯)的流动。此外，根据本专利技术的针阀广泛地适于控制涂覆剂(例如漆料)或涂覆系统中的其它运行介质(例如冲刷介质)的流体流动。根据本专利技术的针阀首先沿循现有技术而具有阀座和可移位的阀针，所述阀针具有针杆和针头。阀针能够在关闭位置与打开位置之间移位。在关闭位置处，阀针的针头关闭阀座并由此阻断流体流动。在另一方面，在打开位置处，阀针从针头抬升并由此能够实现流体流通。在本专利技术的一变型例中，可以在打开位置与关闭位置之间连续地设定阀针的多个中间位置，从而可以不仅定性地(打开/关闭)而且还定量地、也即利用可调的流动阻力控制流体流动。在另一方面，在本专利技术的另一变型例中，针阀仅仅定性地控制流体流动，流体流通要么被实现或要么被阻断。本专利技术提供：围绕阀针并在运行过程中填充有介质的阀腔被柔性膜密封，所述柔性膜在针头上游以环形且密封的方式环绕阀针。柔性膜可靠地阻止涂覆剂(例如固化剂)从填充有介质的阀腔朝向阀驱动部地逃逸并在那里固化。在本专利技术的一优选的实施例中，阀针可移位地布置在阀腔中，所述阀腔至少部分地是圆柱形的。膜然后在它的中心处、优选地以密封的方式靠置在阀针的针杆上并固定至阀针的针杆。这意味着膜没有相对于阀针滑动但是执行阀针在打开位置与关闭位置之间的位移运动。这意味着阀针的位移会引起膜的对应的轴向偏转。反过来，膜的例如由于作用在膜的一侧上的压力所引起的轴向偏转也会引起阀针的对应的位移。在另一方面，在膜的周向边缘处，膜以密封的方式固定至阀腔的内侧壁。膜由此允许在中心处具有轴向冲程，所述轴向冲程至少像阀针在关闭位置与打开位置之间的轴向距离一样大，以使得膜没有妨碍阀针的运动。在本专利技术的该优选的实施例中，针阀具有用于使阀针移位的阀驱动部，其中，阀驱动部可以呈具有活塞的气动式阀驱动部的形式，所述活塞例如可以从现有技术知晓并由此无需在此予以更详细地说明。此外，根据本专利技术的针阀优选地具有用于供应涂覆剂(例如2K漆料或固化剂)的涂覆剂入口，其中，涂覆剂入口优选地在膜的背离阀驱动部的一侧上通向阀腔，从而膜使得阀驱动部相对于填充有涂覆剂的阀腔密封。根据本专利技术的针阀优选地还包括用于排出涂覆剂的涂覆剂出口，其中，涂覆剂出口优选地通向阀座，以使得在阀针处于打开位置时涂覆剂能够穿过阀座流向涂覆剂出口。在上文中已经提及的是，根据本专利技术的针阀可以具有用于使阀针移位的阀驱动部。在本专利技术的该优选的实施例中，阀驱动部包括可移位的活塞，所述活塞作用在阀针上以使得阀针移位。活塞优选地被气动地驱动。为此，针阀优选地具有用于供应控制空气的控制空气入口，其中，控制空气作用在活塞上以使活塞并由此也使得阀针移位。根据本专利技术的针阀优选地还包括阀弹簧，所述阀弹簧以弹簧力作用在活塞或阀针上。阀弹簧和控制空气优选地在相反的方向上作用。还应当说明的是，阀弹簧的弹簧力优选地为至少20N、40N或至少80N和/或不大于400N、200N或100N，该弹簧力优选地适用于阀弹簧的关闭位置和打开位置两者。在本专利技术的该优选的实施例中，阀弹簧沿着朝向关闭位置的方向推压阀针，而控制空气通过活塞沿着朝向打开位置的方向推压阀针。阀弹簧和针头优选地布置在活塞的相反的侧上。在此应当是说明的是，活塞优选地具有相对较大的活塞直径，以在向着打开位置移动阀针时产生尽可能大的打开力。由此应当考虑的是，所述打开力与有效活塞面积并由此也与活塞直径并且还与控制空气的气动压力有关。活塞由此优选地具有至少5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、32mm或甚至35mm的活塞直径。优选地，活塞直径足够大以使得可以利用小于6bar的传统的控制空气压力产生充分大的打开力。这是有益的，因为传统的6-bar压缩空气网已经存在于大多数喷漆系统中并且然后还可以用于致动根据本专利技术的针阀。采用这种方式，由此不需要用于致动针阀的单独的压缩空气网。在上文中已经提及的是，阀弹簧优选地沿着朝向关闭位置、也即利用一定的关闭力推压阀针。在另一方面，气动式阀驱动部在被气动地致动时沿着朝向打开位置的方向利用一定的打开力推压阀针。气动式阀驱动部的打开力由此应当比关闭力大出一定的打开力超出量，以使得针阀可以在针头粘附至阀座时被可靠地打开。针阀由此优选地设计成使得所述打开力超出量大于20N、40N、60N、80N、100N、120N或甚至180N。然而，作为替代，阀弹簧还可能沿着朝向打开位置的方向推压阀针。控制空气则优选地沿着朝向关闭位置的方向推压阀针。在本专利技术的该变型例中，阀弹簧和针头优选地布置在活塞的同一侧上。在现有技术的说明中，在本文的开头已经提及这样的风险：在针阀的上游由于不正确的操作或对过压故障的误解而导致的过压故障的情况下涂覆剂软管可能会爆裂，由此2K漆料或固化剂可能逃逸，这会由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针阀，所述针阀用于控制涂覆系统中的涂覆剂(H，SL)的流体流动，尤其用于控制由两种涂覆剂组分(H，SL)构成的双组分混合物、尤其是由母料(SL)和固化剂(H)构成的双组分漆料的流动，所述针阀具有：a)阀座(7)，和b)具有针杆和针头(5)的可移位的阀针(4)，b1)针头(5)在阀针(4)处于关闭位置时关闭阀座(7)，b2)针头(5)在阀针(4)处于打开位置时释放阀座(7)，其特征在于，所述针阀还具有：c)柔性的膜(18)，所述膜(18)在针头(5)上游以环形且密封的方式环绕阀针(4)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.03 DE 102015008661.81.一种针阀，所述针阀用于控制涂覆系统中的涂覆剂(H，SL)的流体流动，尤其用于控制由两种涂覆剂组分(H，SL)构成的双组分混合物、尤其是由母料(SL)和固化剂(H)构成的双组分漆料的流动，所述针阀具有：a)阀座(7)，和b)具有针杆和针头(5)的可移位的阀针(4)，b1)针头(5)在阀针(4)处于关闭位置时关闭阀座(7)，b2)针头(5)在阀针(4)处于打开位置时释放阀座(7)，其特征在于，所述针阀还具有：c)柔性的膜(18)，所述膜(18)在针头(5)上游以环形且密封的方式环绕阀针(4)。2.根据权利要求1所述的针阀，其特征在于，a)阀针(4)可移位地布置在阀腔(17)内，其中，所述阀腔(17)至少部分地是圆柱形的，b)膜(18)在中间处以密封的方式固定至阀针(4)的针杆，并且c)膜(18)通过它的周向边缘以密封的方式固定至阀腔(17)的内侧壁。3.根据权利要求2所述的针阀，其特征在于，所述针阀还具有：a)阀驱动部(8)，所述阀驱动部用于使阀针(4)移位，所述阀驱动部尤其呈具有活塞(12)的气动式阀驱动部(8)的形式，b)用于供应涂覆剂的涂覆剂入口(1，2)，其中，所述涂覆剂入口(1，2)在膜(18)的背离阀驱动部(8)的一侧上通向阀腔(17)，由此膜(18)将阀驱动部(8)相对于填充有涂覆剂的阀腔(17)密封，以及c)用于排出涂覆剂的涂覆剂出口，其中，涂覆剂出口通向阀座(7)，以便在阀针(4)处于打开位置时涂覆剂能够穿过阀座(7)流向涂覆剂出口。4.根据权利要求3所述的针阀，其特征在于，所述阀驱动部(8)具有：a)可移位的活塞(12)，所述活塞作用在阀针(4)上以使阀针(4)移位，b)用于供应控制空气的控制空气入口，所述控制空气作用在活塞(12)上以使活塞(12)并由此还使阀针(4)移位，c)阀弹簧(13)，所述阀弹簧以弹簧力作用在活塞(12)或阀针(4)上，d)阀弹簧(13)在关闭位置处和打开位置处的弹簧力优选为至少20N、至少40N或至少80N、和/或不大于400N、不大于200N或不大于100N。5.根据权利要求4所述的针阀，其特征在于，a)阀弹簧(13)朝向关闭位置推压阀针(4)，并且b)控制空气通过活塞(12)朝向打开位置推压阀针(4)，c)阀弹簧(13)和针头(5)优选地布置在活塞(12)的相反的侧上，d)活塞(12)优选地具有至少5mm、至少10mm、至少15mm、至少20mm、至少25mm、至少30mm或至少35mm的活塞直径，以便在阀针(4)移向打开位置时产生较大的打开力，e)控制空气优选地需要小于6bar、尤其5.5bar的控制空气压力来将阀针(4)移向打开位置，从而能够从传统的6-bar压缩空气网获取所述控制空气。6.根据权利要求5所述的针阀，其特征在于，a)阀弹簧(13)以一定的关闭力朝向关闭位置推压阀针(4)，b)气动式阀驱动部(8)在被气动地致动时以一定的打开力朝向打开位置推压阀针(4)，c)所述打开力比所述关闭力大出一定的打开力超出量，从而在针头(5)粘附至阀座(7)时也能够打开所述针阀，d)所述打开力超出量优选地大于20N、大于40N、大于60N、大于80N、大于100N、大于120N或大于180N。7.根据权利要求4所述的针阀，其特征在于，a)阀弹簧(13)朝向打开位置推压阀针(4)，并且b)控制空气通过活塞(12)朝向关闭位置推压阀针(4)，c)阀弹簧(13)与针头(5)优选地布置在活塞(12)的同一侧上。8.根据权利要求4至7中任一项所述的针阀，其特征在于，a)涂覆剂入口(1，2)处的涂覆剂压力在大于一定的打开压力时通过膜(18)将阀针(4)从关闭位置推向打开位置，b)膜(18)优选地具有至少3mm、至少6mm或至少9mm、和/或不大于40mm、不大于20mm或不大于11mm、尤其是10mm的膜直径，c)涂覆剂入口(1，2)处的涂覆剂的打开压力优选地为至少8bar、至少10bar、至少12bar或至少14bar、和/或不大于35bar、不大于22bar、不大于18bar或不大于16bar。9.根据前述权利要求中任一项所述的针阀，其特征在于，a)阀座(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·赫勒，M·米歇尔菲尔德，M·鲍曼，R·梅尔歇尔，T·布克，
申请(专利权)人：杜尔系统股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE