閥單元的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及閥單元，其尤其用于在拉伸吹塑塑料容器時控制吹塑壓力、帶有布置成可在閥殼體中在打開位置與關閉位置之間線性移動的閥元件，該閥元件具有管狀的控制桿，控制桿利用環狀的下端面在前面伸入到閥室中，其中，下端面形成關閉面，與該關閉面沿軸向相對而置的是環狀的固定在殼體處的閥座面，其包圍在下側處通到閥室中的第一閥通道的通道開口，其中，關閉面在閥元件的關閉位置中在密封的情況下貼靠在閥座面處并且在打開位置中從閥座面提起，其中，第二閥通道通到閥室的外部區域中，該外部區域在閥元件的關閉位置中圍繞控制桿來布置、并且與第一閥通道分開、并且在閥元件的打開位置中通過沿軸向由關閉面和閥座面限制的環狀的溢流縫隙與第一閥通道相連，其中，在空心的控制桿中延伸有固定在殼體處的芯體，芯體在其面向第一閥通道的通道開口的下側處自由地終止、在閥室的與第一閥通道的通道開口相對而置的上側處閉合閥室。
【背景技術】
[0002]由文獻EP 2 105 641 BI已知的這種類型的閥單元用于在吹制塑料容器時控制吹塑壓力并且含有帶有管狀的控制桿的閥元件，控制桿從上側伸入到閥室中并且在其下端面處具有關閉面。閥元件可可選地定位在利用關閉面貼靠在相對而置的閥座面處的關閉位置中或定位在從閥座面提起的打開位置中。如果閥元件處在打開位置中，待控制的流體(尤其壓縮空氣)可通過由閥座面包圍的通道開口在兩個閥通道之間溢流。在關閉位置中，屬于通道開口的第一閥通道與第二閥通道分開，第二閥通道與閥室的圍繞控制桿布置的外部區域相連。閥室在與通道開口相反的上側處通過伸入到控制桿中的芯體閉合，其套筒狀地來構造并且形成朝閥室敞開的空腔，可沿軸向運動的單桿延伸穿過該空腔。因為待控制的流體同樣侵入到芯體中，所以閥單元特征在于相對很大的死腔容積，這不利地影響運行的效率，特別是因為待控制的流體通常處于非常高的壓力下，例如呈40bar的數量級。
[0003]文獻DE 44 16 955 Al顯示了一種減壓閥，其具有管狀的閥元件，閥元件在其關閉位置中利用端側的關閉面在前面貼靠在環狀的閥元件面處。管狀的閥元件可滑動移動地坐落在部分實心且部分管狀的引導體上，其中，引導體的管狀的區段貫穿閥室并且設有多個壁穿孔。因為壓力介質在閥元件的打開位置中受到約束、需穿流通過壁穿孔，所以流量率相對受到限制，這妨礙在帶有相應很高的流量率的高壓區域中的使用。
[0004]由文獻EP 2 176 053 BI已知可用于容器的吹模的閥單元，閥單元具有多個相繼切換的單個閥門，其相應具有帶有管狀的控制桿的閥元件。所有的閥元件被可沿軸向移動的單桿貫穿。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于提供尤其在高壓應用中改善閥單元的效率的措施。
[0006]為了實現該目的，接合開頭提及的特征設置成，芯體在控制桿中從上面至少延伸直至占據打開位置的閥元件的關閉面的軸向高度，其中，芯體在其下側端側閉合并且以其面向第一閥通道的通道開口的閉合的下端面形成導流面，導流面如此設計，即，其將在打開位置中在兩個閥通道之間溢流的流體在沒有流經芯體的情況下在下部在外側導引旁經芯體。
[0007]以這種方式在閥元件的打開位置中保證在兩個閥通道之間的高效的和渦流很少的流體流。從上面伸入到閥室中的芯體直接以其閉合的端面限制閥室，亦即以這樣的軸向高度來限制，其至少基本上與占據打開位置的閥元件的關閉面處在相同的高度上，從而擋住在兩個閥通道之間溢流的流體進入到控制桿的內部中并且積聚在該處。芯體的閉合的下端面以類似的方式關于芯體本身起作用，因為下端面防止流體穿流通過芯體。芯體的下端面設計為導流面，該導流面如此構造，即，其將在打開位置中在兩個閥通道之間溢流的流體導引旁經芯體的面向第一閥通道的通道入口的下側，而沒有為流體提供侵入到芯體的空穴中的可能性。芯體的下端面的完全閉合的實施方案具有減小死區體積的附加效果，這提升閥單元的能效且有助于在吹塑模制塑料瓶時降低生產節拍。總地來說，控制桿的管狀的優選非常薄壁的設計方案還具有這樣的優點，在閥室中作用到閥元件上的流體力相對很小，從而即使在很高的流體壓力的情況下僅必需相對很小的調節力來轉換閥元件，并且轉換時間與工作壓力的相關性極其小。
[0008]由從屬權利要求得到本實用新型的有利的改進方案。
[0009]導流面優選地如此設計，S卩，如果閥元件占據打開位置，至少該導流面的沿徑向布置在外部的邊緣區域至少基本上沿軸向與控制桿的關閉面處在相同的高度上。以這種方式可實現在閥室的處在控制桿之外與處在控制桿之內的區域之間的未受阻礙的流體轉移。渦流可被降低到最小程度上。
[0010]已經證實為有利的是，在端側構造在芯體處的導流面設有中央的面區段，其比導流面的包圍中央的面區段的邊緣區段(其適宜地沿徑向延伸直至芯體的周圍的側面)沿軸向朝第一閥通道的通道開口的方向上更遠地突出。
[0011]導流面的外置的環狀的邊緣區段可如此設計，即，其具有凹形的彎曲部，以便有利于流體流的換向。
[0012]優選地，導流面如此設計，S卩，在閥室中確定在芯體與閥殼體之間的最大的流體流量的流截面與在閥元件的打開位置中由溢流縫隙限定的流截面至少基本上一樣大。適宜地，在芯體與閥殼體(尤其閥殼體的限定閥座面的組成部分)之間每時間單位可穿流與通過在關閉面與閥座面之間在閥元件的打開位置中限定的環狀的溢流縫隙至少基本上相同量的流體。以這種方式得到最佳設計的流動系統。
[0013]確定在芯體與閥殼體之間的最大的流體流量的流截面適宜地處在導流面的沿徑向布置在外部的邊緣區域與閥殼體的包圍第一閥通道的通道開口的組成部分之間。閥殼體的該組成部分可尤其為限定閥座面的組成部分。閥座面例如可構造在閥殼體的分開的閥座體處，其固定在閥殼體的殼體本體處。
[0014]如果管狀的控制桿在位于閥室之內的區域中的壁厚度最大為管狀的控制桿的內徑的10%，且適宜地為3%至6%，這在力爭達到的最小化閥切換時間的壓力相關性方面已經證實為特別有利的。以這種方式，在控制桿的同時仍然足夠高的結構剛度的情況下，控制桿的由在閥室中存在的流體壓力加載的關閉面非常小。
[0015]為了實現芯體的閉合的下端面，如果作為芯體使用實心的無空腔的物體，這是有利的。尤其可使用由實心材料構成的物體。
[0016]閥元件適宜地被中央的空腔貫穿，該空腔沿軸向在兩側通入，從而閥元件為具有很輕的重量的空心體。閥元件以其中央的空腔同軸地放置到芯體上，其中，在芯體與閥元件之間適宜地存在密封器件，其防止通過空腔的流體穿透，從而可沿軸向在閥元件的兩個側部存在不同的壓力，而沒有對此發生影響。
[0017]沿軸向貫穿閥元件的芯體適宜地以固定在殼體處的方式固定在其與導流面沿軸向相反的端側處。原則上，芯體可與閥殼體構造成一體，然而，尤其出于更簡單的制造和裝配的原因推薦相對于閥殼體分開的設計方案。在這種情況下，芯體優選地通過螺旋連接固定在閥殼體處，其中，然而，附加地或備選地還可選擇其他的固定方式。
[0018]芯體適宜地構造在閥殼體的環狀的閥座體處，其作為獨立的物體固定在閥殼體的限制閥室的殼體本體處。閥座體例如可夾緊和/或粘住在相關聯的殼體本體處，壓入固定同樣是可行的。
[0019]優選地，閥單元構造成借助于流體力且尤其借助于壓縮空氣控制閥元件在打開位置與關閉位置之間的轉換。關于此點，閥元件適宜地具有驅動活塞，其布置在閥殼體的與閥室密封流體地分開的驅動室中且具有驅動面，驅動面可借助于驅動流體加載以用于閥元件的轉換。驅動活塞適宜地位于控制桿的與關閉面沿軸向相反的端部區段處。優選地，驅動活塞為相對于控制桿分開的構件。
[0020]在閥元件的一優選的構造中，驅動活塞從與關閉面沿軸向相反的側部沿軸向松動地、但同時沿徑向無游隙地放置到控制桿上。驅動活塞在此支撐在構造在控制桿處的止擋凸肩處，從而驅動活塞可將作用到其驅動面上的流體力作為朝關閉位置的方向上作用的推力傳遞到控制桿上。適宜地作用在控制桿處的、優選地為彈力的回位力負責回位到打開位置中。
[0021]閥單元優選地配備有回位彈簧器件，通過其將閥元件在閥單元的運行期間持久地預緊到打開位置中，并且回位彈簧器件優選地為空氣彈簧器件。備選地，機械的回位彈簧器件同樣是可行的。回位彈簧器件在閥元件方面優選地與其控制桿協作。
[0022]適宜地，閥殼體具有如此多件式的構造，即，閥殼體具有限制閥室的下部的殼體本體和放置在該處的限制驅動室的上部的殼體本體。這兩個殼體本體共同限制殼體內腔，在其中置入有分開閥室與驅動室的劃分體，其不僅由閥兀件而且由芯體貫穿。劃分體靜態密封地與一個或兩個殼體本體協作并且此外動態密封地與貫穿其的控制桿協作。適宜地，劃分體還