[发明专利]压力补偿阀

说明书

技术领域

本发明涉及阀，并且更具体地涉及改进的压力补偿阀。

背景技术

吹塑是用于将预成形部件模塑成期望产品的熟知工艺。预成形件是处于管的大致形状，其中一端是敞开的以用于引入加压气体，通常是空气；不过，可以使用其它流体。吹塑的一个典型类型是拉伸吹塑（SBM）。在SBM应用中，阀块提供了低压和高压气体以将预成形件膨胀到模具腔中。模具腔包括期望产品的外部形状。SBM可被用在各种应用中；不过，被最广泛使用的一个应用是在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）产品的生产中，例如饮料瓶。通常，SBM工艺使用低压供应以及拉伸杆，所述拉伸杆被插入到预成形件中以在纵向方向上并且径向向外地拉伸该预成形件并且此后使用高压供应来将预成形件膨胀到模具腔内。可使用一个或多个吹塑阀控制低压和高压供应。所得到的产品通常是中空的，其外形与模具腔的形状一致。预成形件中的气体此后通过一个或多个排放阀被排放。在每个吹塑循环中重复该过程。

如所能意识到的，由于目前所能实现的模塑循环的较高速度，即使是在每个模塑循环中的能量的小增加都会导致操作成本的大大提高。与SBM系统和整个吹塑相关联的主要成本之一是被用于膨胀预成形件的压缩气体。所需要的气体量和加压所述气体所需要的能量量可能是显著的。另外，由于在低压和高压吹塑阶段中要求的高压，目前要求显著数量的能量来操作吹塑阀，这是由于高先导压力要求。

例如，现有技术吹塑阀可能或者是先导致动的或者是电致动的。如果吹塑阀都是先导致动的，那么阀通常要求大横截面以供先导流体进行作用或者替换地，要求高先导压力。如果阀的横截面较大，那么该阀的“脚印”，即由该阀占据的区域会显著地增加阀块的整体尺寸。替换地，如果阀的由先导压力作用的横截面面积较小，那么就会要求显著更高的先导压力，这导致操作成本的增加。

如果在另一方面，吹塑阀是电致动的，例如螺线管致动的阀，那么强力偏置构件，例如强力弹簧就是必需的以克服作用在该阀的密封表面上的吹塑工艺流体压力。随着弹簧强度的增加，螺线管为克服弹簧力所要求的能量也同样增加。这种能量的增加会显著地增加阀块的操作成本。

图1示出了现有技术吹塑阀块组件100的一部分的截面图。阀块组件100包括阀块壳体101、位于壳体101中的阀102、和拉伸杆103。虽然仅示出了一个阀102，但是应该意识到的是，阀块组件100通常包括多于一个的阀。通常，与阀102类似的三个或更多的阀被设置在阀块组件中，其中第一阀提供低压供应到预成形件，第二阀提供高压供应到预成形件，而第三阀被设置以对预成形件进行排放。在一些现有技术阀块组件中，还提供第四阀，其在排放阶段期间对被模塑的产品中的气体的一部分进行再循环。

拉伸杆103包括细长杆，其延伸通过拉伸杆孔104并在被延伸时接触预成形件（未示出），这是本领域熟知的。拉伸杆103的位置可由单独的设备（未示出）控制，这在SBM工业中是熟知的并且对于本发明的理解是不重要的。

每个阀102被构造成控制进和/或出预成形件的加压气体流，从而对预成形件进行模塑并且在模塑循环结束时将气体从预成形件排出。为了控制加压气体流，每个阀102包括可移动的活塞105。可移动的活塞105被定位在控制腔106中。控制腔106适合于通过先导压力端口107接收先导压力。先导压力作用在活塞105上以将活塞105如图所示地向上移动。控制腔106还包括通风口108，其阻止在活塞105在控制腔106中移动时形成真空。

如所示，活塞105还包括从活塞105延伸的活塞杆109。活塞杆109包括密封表面110，其适合于在先导压力作用在活塞105上时密封在形成于本体101中的阀座111上。

当阀102处于打开位置时，如在图1中所示，工艺空气通过工艺空气供应端口112被供应。工艺空气可向着形成在拉伸杆103中以与预成形件连通的开口113行进。在其它的现有技术阀块组件中，开口113可被形成在拉伸杆103和拉伸杆通道104之间。