阀制造技术

阀，尤其用于制造空心体的挤出吹塑机或拉伸吹塑机的阀，具有可运动的活塞(2)、工艺流体区(70)和补偿室(71)。活塞(2)具有朝向工艺流体区(70)的自由端面(20)，所述自由端面具有环周的外密封区(21)。至少一个连接通道(25)将工艺流体区(70)与补偿室(71)连接。活塞(2)的自由端面(20)具有提高部(204)，所述提高部被外密封区(21)包围。提高部(204)突出于环绕的外密封区(21)。所述阀实现快速且时间精确地打开。开。开。

【技术实现步骤摘要】
阀


[0001]本专利技术涉及一种阀，尤其用于在吹塑成型工艺中进行气动切换的阀，以及一种用于在这种阀中使用的活塞。阀尤其适合在用于生产由塑料构成的空心体的挤出吹塑机或拉伸吹塑机中使用。

技术介绍

[0002]吹塑装置或吹塑机用于形成空心体，尤其用于制造由PP(聚丙烯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)构成的塑料瓶。通常，预先调节温度的型坯与吹塑机的吹塑喷嘴连接。通过吹入工艺气体，优选压缩空气，所述型坯扩宽。通过使用吹塑模具能够实现所期望的形状。
[0003]借助于吹塑机，这种空心体的制造或成形在几秒钟内进行，优选在1到3秒内进行，其中吹入工艺气体经由两个或更多个级进行。各个吹塑步骤以及排气借助于阀控制。因此，对这些阀提出高的要求。所述阀必须能够尽可能精确和快速地切换。其响应时间必须尽可能短。此外，大量的切换循环从而高的使用寿命是所期望的。气动地预控制的阀已经证明是可靠的。这些阀具有主阀，所述主阀具有气动地操作的活塞。相应的控制气体，通常是控制空气，借助于两个先导阀来控制。先导阀通常是螺线管阀，即电磁阀。
[0004]空心体，尤其瓶，越来越多地被制造为具有相对薄的壁。此外，可回收的PET也越来越多地被使用，所述可回收的PET可能具有材料不均匀性。这两种情况都需要时间上非常精确地并且快速地进行切换的阀，所述阀尤其在阀打开时实现急剧的压力上升。在阀打开和/或关闭时的高流动力也会对阀的特性产生负面影响。
[0005]EP 1 574 771 A2、EP 2 142 830 B1、EP 3 530 431 A1公开了预控制的阀，所述阀能够与工艺压力无关地借助于控制压力打开和关闭。WO 2019/105783A1同样示出了一种具有压力平衡的活塞的阀，其中活塞具有朝向软的和/或弹性的座密封件突出的环绕的密封冠。密封冠具有逐渐变细的密封棱边。
[0006]具有压力平衡的活塞的阀实现非常短且精确的切换时间。虽然，由于其最小化的控制面，能够实现快速反应时间。然而，缺点是，其小控制面产生低的驱动力，由此活塞对外部影响反应敏感。
[0007]FR 3 056 670 A1还示出一种用于内燃机的液压阀，具有入口和出口，所述入口和出口径向延伸至阀活塞。在出口侧，向上突出的具有螺旋弹簧的隆起部设置在活塞下方，所述隆起部用于打开阀。

技术实现思路

[0008]因此，本专利技术的目的是实现一种阀，所述阀实现快速且时间精确地打开。
[0009]根据本专利技术的阀具有可运动的活塞，工艺流体区和补偿室。活塞具有朝向工艺流体区的自由端面，所述自由端面具有环绕的外密封区。活塞还具有至少一个连接通道，所述连接通道将工艺流体区与补偿室连接。根据本专利技术，活塞的自由端面具有被外密封区包围的提高部，其中所述提高部突出于环绕的外密封区。
[0010]工艺流体通常是压缩空气。
[0011]根据本专利技术的阀具有端面，替代于通常平坦的构成方案，所述端面具有凸起部。因此，阀具有流动优化的活塞几何形状。由于凸起部，外部影响能够被更好地补偿。因此，该阀不那么容易受外部影响。
[0012]在打开阀时，凸起部引起工艺流体的流动转向。由此影响在至少一个连接通道的区域中的压力均衡，使得在该区域中产生负压，所述负压在活塞的打开方向上将力施加到活塞上。这种打开趋势还通过补偿室中的压力影响而提高，所述压力影响通过连接通道实现。这些由流动转向和压力影响产生的力具有如下大小，所述大小补偿如下力，所述力在阀打开时因伯努利效应在阀棱边处产生并且将活塞沿着关闭方向牵拉。伯努利效应尤其在密封区中出现。由流动转向和压力影响产生的力优选至少补偿由伯努利效应引起的力。
[0013]通过选择凸起部的高度和/或选择凸起部的形状，尤其其外侧面的倾斜度和形状，能够影响相互反作用的力的大小。
[0014]优选地，阀设计为，使得该阀平衡这三种效应，即两个打开趋势和一个关闭趋势。这除了快速且时间精确的打开外也实现尽可能快地关闭阀。
[0015]在优选的实施例中，凸起部的高度和/或形状因此被选择为，使得沿着打开方向起作用的力与由伯努利效应引起的沿着关闭方向起作用的力近似相同或完全相同。由此，不仅实现快速且时间精确的打开特性，而且也保证在流体工艺气体大地流动时，阀能够可靠地关闭。当工艺流体不能流走时，例如在瓶爆裂或坯件缺失的情况下，尤其可能会发生这种情况。
[0016]阀优选是吹塑机的吹塑阀，例如主吹塑阀或预吹塑阀。
[0017]根据本专利技术的阀实现快速和时间精确地打开。因此能够提高吹塑机的生产率。吹塑成型的瓶的产量能够增加。因此，CO2平衡得到改善，因为通过相同的基础设施能够生产更多的瓶。
[0018]根据本专利技术的阀由于其改进的精度能够提高具有材料不均匀性的回收PET的使用从而需要较窄的生产过程窗口。CO2平衡和生态平衡因此提高，因为需要更少的新料。
[0019]此外，瓶能够更薄壁地构成，这又节省了材料并且改善了CO2平衡。
[0020]工艺流体，通常是吹塑空气，能够在更大程度上被回收，这又对CO2平衡有积极影响。
[0021]优选地，至少一个连接通道设置在提高部的区域中。优选地，至少一个连接通道穿过提高部。这优化了流动转向从而改善了阀的打开特性。
[0022]优选地，环绕的外密封区形成密封冠。密封冠优选具有环绕的密封棱边。由此使密封面最小化。能够使用最小的控制面。优选地，存在密封冠和座密封件，如在WO 2019/105783 A1中所描述的那样。
[0023]优选地，提高部居中地设置在环绕的外密封区中。由此，即使在活塞旋转时，也能优化流动转向。
[0024]凸起部能够不同地构成。优选地，其外侧面旋转对称地构成。例如，凸起部能够截锥状地构成有直线的外侧面，优选呈直的截锥体的形式。然而，优选地，所述凸起部是具有凹状弯曲或向内弯曲的外侧面的截锥体，其中在此直的截锥体的形状也是优选的。
[0025]至少一个连接通道的在工艺流体侧的入流口能够设置在不同的地点处。例如，所
述入流口能够设置在凸起部的侧面中。然而，优选地，所述入流口居中地设置在提高部中。
[0026]阀能够用不同的方式操作。优选地，阀是通过先导阀控制的。活塞在此借助于第一控制压力和第二控制压力来操作，其中所述活塞为此具有用于被加载有第一控制压力的第一控制面和用于被加载有第二控制压力的第二控制面。优选地，活塞关于工艺压力是压力平衡的，使得阀仅能够借助于控制压力来操作。根据一个实施方式，第一控制压力用于关闭阀而第二控制压力用于打开阀，其中每个控制压力由单独的先导阀控制。在其他实施方式中，第一控制压力在时间上是恒定的并且用作为空气弹簧，而第二控制压力是变化的。这样的阀在申请人尚未公开的EP 21 171 205.4中描述。
[0027]在优选的实施方式中，阀具有引入工艺流体区中的工艺流体入口和从工艺流体区引出的工艺流体出口。在此，工艺流体入口和工艺流体出口近似彼此垂直地设置。
[0028]优选地，工艺流体入口的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有可运动的活塞(2)、工艺流体区(70)和补偿室(71)的阀，a)其中所述活塞(2)具有朝向所述工艺流体区(70)的自由端面(20)，所述自由端面具有环绕的外密封区(21)，并且其中所述活塞(2)具有至少一个连接通道(25)，所述连接通道将所述工艺流体区(70)与所述补偿室(71)连接，其特征在于，a)所述环绕的外密封区形成密封冠，所述密封冠具有逐渐变尖的环绕的密封棱边，或者所述外密封区平坦地并且以垂直于通过所述活塞(2)限定的纵向中轴线(L)伸展的方式构成，和b)所述活塞(2)的自由端面(20)具有提高部(204)，所述提高部由所述外密封区(21)包围，以及c)所述提高部(204)突出于所述环绕的外密封区(21)。2.根据权利要求1所述的阀，其中所述至少一个连接通道(25)穿过所述提高部(204)。3.根据权利要求1或2所述的阀，其中在所述提高部(204)和所述环绕的密封区(21)之间的区域相对于所述提高部(204)和所述环绕的密封区(21)凹陷地设置。4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀，其中所述提高部(204)居中地设置在所述环绕的外密封区(21)中。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的阀，其中所述提高部(204)截锥状地构成。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的阀，其中所述提高部(204)具有向内弯曲的环绕的外侧面(202)。7.根据权利要求1至6中任一项所述的阀，其中所述至少一个连接通道(25)具有居中地设置在所述提高部(204)中的入流口(250)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的阀，其中所述活塞(2)能借助于第一控制压力和第二控制压力操作，并且其中所述活塞(2)具有用于被加载有第一控制压力的第一控制面(23)和用于被加载有第二控制压力的第二控制面(24)。9.根据权利要求1至8中任一项所述的阀，其中所述活塞(2)具有朝向所述补偿室(71)的补偿面(22)，其中所述自由端面(20)和所述补偿面(22)近似相同大小从而所述活塞(2)关于工艺压力是压力平衡的。10.根据权利要求1至9中任一项所述的阀，其中所述阀包括引入到所述工艺流体区(70)中的工艺流体入口(90)和从所述工艺流体区(70)引出的工艺流体出口(91)，并且其中所述工艺流体入口(90)和所述工艺流体出口(91)彼此近似垂直地设置。11.根据权利要求10所述的阀，其中所述工艺流体入口(90)限定流入方向，所述流入方向近似垂直于所述活塞(2)的纵轴线，并且所述工艺流体出口(91)限定流出方向，所述流出方向近似平行于所述活塞(2)的纵向中轴线(L)伸展。12.根据权利要求1至11中任一项所述的阀，其中所述纵向中轴线(L)在至少一个连接通道(25)中伸展。
13.根据权利要求12所述的阀，其中存在至少两个连接通道(25)，并且其中所述至少两个连接通道(25)相对于所述纵向中轴线(L)以不等于0
°
的角度伸展。14.根据权利要求1至13中任一项所述的阀，其中在所述凸起部(204)和所述环绕的密封区(21)之间的自由端面(20)具有垂直于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约阿希姆，
申请(专利权)人：欧根赛驰股份公司，
类型：发明
国别省市：