[发明专利]空气控制阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的阀。 

背景技术

对于制造塑料瓶、特别是PP瓶和PET瓶来说，坯料或预加工料在空心体吹气机的吹气缸中通常在两个步骤中被充气制成其最终的形状。为此，坯料已经基本上具有完成的瓶头部，其保持在空心体吹气机的风嘴中并且与压缩空气系统连接。通过吹入压缩空气经过瓶头部，坯料被充气并最后变为其最终的形状。 

这种充气过程通常在一种分为两个阶段的方法中实施，其中预吹气作为第一阶段以在2至20bar之间的压力值通过预吹气阀来进行，并且随后在第二阶段里，最终吹气，也就是说使塑料瓶成形为其最终形状，以在15至40bar之间的压力值通过主吹气阀来进行。这两个阀分别与一个具有与相应的方法阶段相对应的压力势的压力源连接。 

为了确保经济的生产，这种过程必须尽可能快速地进行。为此，通常应用一种由两个阀(一个预吹气阀和一个吹气阀)所组成的阀设置，其例如设置在一个共同的组件上。 

紧接着在这两个充气阶段之后，必须在可以将塑料瓶从与吹气缸连接的风嘴移开之前，断开与压力源的连接并将压力从塑料瓶和从输送通道里排出。这个过程步骤也称为排气。 

这种排气通常通过排气阀来实现，该排气阀与吹气缸连接并在开启状态下将压缩空气排到周围环境中。 

由于用于吹气过程的压力水平和空气量必须借助于压力产生装置形成，因此，将该空气量排出到周围环境意味着相应的大的能量损失。为此，公开了一些装置和方法，用于重新回收至少一部分的这种排出的空气并将其作为过程空气来使用。 

例如已知了阀门装置，其中压缩空气的部分回收通过一个单独的阀、一个所谓的节气阀来实现，该阀设置在吹气缸与排气阀之间。 

所有这些阀都必须为了流程而受到控制，为此采用了各种不同的系统。例如磁性地操纵这些阀或者也借助于单独的控制阀气动地操纵这些阀。由于空心体吹气机无论如何都要利用压缩空气来实现运转，这种工作介质基本上也适合于作为用于阀的控制介质。 

在这种传统的空气控制的阀中的一个问题在于，即一方面这种阀的动作时间取决于控制阀的压力的水平，而且另一方面阀的功能取决于需要控制的流量。也就是说，这种阀实际上不能空转地，也就是说在没有这种工作压力的情况下被控制。 

由DE 1 142 938例如已知了一种气动的快速开关阀，其可以断开高压管路的输送，并且在关闭的状态下同时提供了断开的排气管路的排气。该阀门装置的一个缺点在于，即存在着比较大的死区，其在对阀进行操纵时充满了压缩空气并最终又排放到周围环境中。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种空气控制阀，该阀具有尽可能短的动作时间以用于实际上任意的压力水平，该阀具有尽可能小的死区。 

根据本发明，该目的通过一种具有根据权利要求1所述的特征的阀得以实现。其它的根据本发明的实施例由其它的权利要求2至12的特征得出。 

因此，根据本发明的阀设计为，具有：壳体；活塞，该活塞在两个终端位置之间可纵向移动地设置在壳体中，其中活塞的第一端面通入第一阀室并且活塞的第二端面通入第二阀室，其中第一和第二阀室可以通过设置在壳体中的连接通道与外部的压力管路或者说压力源连接；其中活塞具有连接两个端面的直径不变的通道并具有在外部在活塞上径向向外凸出的、设置在活塞的两个端面之间的活塞环，该活塞环通入壳体的腔，并且该腔分成第一控制腔和第二控制腔。根据本发明，在两个端面中的一个上设置有环形轴向地指向的阀密封件，该阀密封件的端面形成了活塞的封闭面并在活塞的关闭状态下抵靠于相应的阀室的座面。此外，通道在活塞以及阀密封件的内部中这样来确定尺寸和设置，即在活塞的关闭状态下在阀密封件的区域中形成了逆向于关闭方向起作用的作用面，该作用面小于活塞的处于对面的端面的作用面；以及在活塞的开启状态下，活塞的各个端面的作用面相同，以及活塞环在第一控制腔中的第一作用面小于活塞环在第二控制腔中的第二作用面，其中第一控制腔通过第一控制压力管路与控制压力存储容器压力不变地连接以及第二控制腔通过控制阀可控制地或者与周围环境或者与控制压力存储容器连接。通过这种结构可以实现一种通过活塞环的两个控制腔来对活塞的简单的控制，其中控制力可以相对较小地取消并因此 可以采用传统的、简单的控制阀。由于相应的控制面径向从活塞向外凸出地设置，因此，其一方面在尽管是大的作用面的情况下仍具有紧凑的尺寸。通过确定活塞的作用面的尺寸，在开启的情况下，该活塞由工作压力自身来支撑，这促成了非常快速的开启和关闭时间。