[发明专利]电磁体辅助的压力致动阀

说明书

技术领域

下文描述的实施例涉及压力致动阀，并且更具体地涉及电磁体辅助的压力致动阀。

背景技术

先导致动阀系统是本领域中普遍公知的并且能够在广泛的应用中被使用。在一些应用中，先导阀被用于控制先导流体，所述先导流体被用于致动压力致动的主控制阀。压力致动阀通常包括偏置活塞或其他元件，当加压流体源作用在其上时所述偏置活塞或其他元件致动所述阀。大体而言，先导阀控制处于比由主控制阀所控制的操作工艺流体的压力小得多的压力下的先导流体。先导流体可以包括气动流体、液压流体等等。用作先导流体的具体流体可以取决于具体应用。

先导致动阀系统的一种具体用途是用于控制用于吹塑系统的工艺气体。吹塑是用于将预制件模制成所需产品的普遍公知工艺。预制件是大体管形且在一端具有开口，以用于引入加压气体（通常是空气）；但是可以使用其他气体。一种特定类型的吹塑是拉伸吹塑成型（SBM）。在SBM应用中，阀块提供低压和高压气体二者以便使预制件膨胀到模具腔内。模具腔包括所需产品的外部形状。SBM能够被用于广泛应用；但是，最广泛使用的应用中的一种应用是聚对苯二甲酸乙二酯（PET）产品（如饮料瓶）的生产。通常，SBM工艺使用低压流体源以及拉伸杆，该拉伸杆被插入到预制件内以便沿纵向方向和径向向外地拉伸预制件，并且之后SBM工艺使用高压流体源以便使得预制件膨胀到模具腔内。在许多设计中，能够使用压力致动阀来控制低压和高压流体源中的每个。最终产品是大体中空的且具有符合模具腔形状的外部形状。之后，在预制件内的气体通过一个或更多个排气阀被排出。在每次吹塑循环期间重复该工艺。

如能够意识到的，针对模制循环的每个阶段，通常需要尽可能地增大致动速度。能够被改进的模制循环的一个领域是用于加压预制件且随后排出模制产品的吹塑阀的转换速度。如上所述，在许多情况下，吹塑阀包括压力致动阀。在图1中示出了这样的阀。

图1示出了根据现有技术的压力致动阀100。压力致动阀100包括外壳101，其包括三个端口102、103和104。第一端口102包括先导流体压力端口。先导流体压力端口102经由先导阀122和流体管线125与先导流体压力源112选择性流体连通。先导阀122被弹簧124或类似件沿第一方向偏置以便向先导端口102供应先导流体压力。一旦给先导阀122的螺线管123充能，则先导阀122致动到第二位置以便排出先导室132内的压力。

第二端口103包括工艺流体入口端口并且第三端口104包括工艺流体出口端口。第二端口103能够经由流体管线114与工艺流体源113流体连通。第三端口104能够与终端用户流体连通，该终端用户例如是保持预制件（未示出）的SBM系统的模具腔。

提升构件105在外壳101内可动。提升构件105包括多个密封构件106、107。提升构件105能够与外壳101形成防流体泄漏密封以便将第二端口103隔离于第三端口104。与提升构件105一起，压力致动阀100还包括浮动活塞108。浮动活塞108包括密封构件109、110，其与密封活塞105形成防流体泄漏密封。能够包括浮动活塞108以减少工艺流体作用在其上的一些横截面面积D₁。这种减少允许较低的先导流体压力作用在横截面面积D₂上并且仍然克服较高的工艺流体压力。

供应给先导端口102的先导流体压力通常处于比被控制且供应到预制件的工艺流体源113的压力小得多的压力。例如，在模制循环的吹制阶段期间，供应到工艺流体入口端口103的工艺流体通常达到约40bar（580psi），而用于控制阀的先导流体压力仅大约近似7bar（102psi）。虽然通常通过与工艺流体所作用的横截面面积D₁相比增加先导流体压力所作用的提升构件105的横截面面积D₂来应对这种压力差别，但是仍存在改进空间。更具体地，需要增加能够致动压力致动阀所处的速度而不必增加先导流体压力（否则这会导致过度成本）。虽然增加横截面面积D₂可以增加施加给提升构件105的力和压力，但是较大的横截面面积导致用于加压的先导流体压力的较大区域，这会占用过量时间。

下文描述的实施例克服了这些和其他问题，并且实现了本领域的进步。下文描述的实施例提供了一种压力致动阀，其包括永磁体和电磁体，其被构造成除了按压力之外还提供在阀的提升构件上的磁性偏置力。因此，能够显著增加致动速度而不会显著增加操作成本。

发明内容