CN101743114B - 空心体吹气机的阀装置和将压缩空气吹入吹气体积的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于空心体吹气机的阀装置，用于将压缩空气吹入预成型件的吹气体积中，该阀装置带有第一压力供给(P1)、第二压力供给(P2)和可通过阀关闭的通至吹气体积的输入和输出管道，该阀装置具有三个换向阀(U1、U2、U3)。具有两个输入端(U1E1、U1E2)和一个输出端(U1A)的第一换向阀(U1)设在供给区域中，其中第一输入端(U1E1)与第一压力供给(P1)连接，和第二输入端(U1E2)与第二压力供给(P2)连接，以及输出端(U1A)与第二换向阀(U2)的第一输入端(U2E1)连接，该第二换向阀的输出端(U2A)与吹气体积连接。此外，第二换向阀(U2)的第二输入端(U2E2)与第三换向阀(U3)的输出端(U3A)连接，第三换向阀的第一输入端(U3E1)与周围环境(EXH)连接，和第三换向阀的第二输入端(U3E2)与压力再循环***(REC)连接。同时，换向阀(U1、U2、U3)具有设计为空心体的阀活塞(2)，该阀活塞的空腔(3)永久打开地与各个换向阀(U1、U2、U3)的输出端(30；U1A、U2A、U3A)连接。

Description

空心体吹气机的阀装置和将压缩空气吹入吹气体积的方法

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装置，以及一种根据权利要求11的前序部分所述的方法。

背景技术

为了制造塑料瓶，尤其是聚酯瓶(PET瓶)，通常在空心体吹气机中在吹气缸中分两步将毛坯或预成型件吹制成它们最终的形状。为此，毛坯基本上已经具有完成的瓶颈部，其保持在空心体吹气机的风口中并与压缩空气***相连。通过吹入压缩空气经过瓶颈部来吹制毛坯并最后达到其最终的形状。

因此，以两阶段式方法来实施实际的吹气过程，其中首先在压力值处于2至20巴之间时通过预吹阀进行预吹气，然后在压力值处于15至40巴之间时通过主吹阀实现最终吹制，也就是说，塑料瓶的最终的形状至其成品形状。这两个阀分别与具有相应的压力势能的压力源连接。

紧接着这两个吹制阶段，在塑料瓶可以从与吹气缸连接的风口脱离之前，必须将压力从塑料瓶和输送通道中排出。该过程步骤也称为排气。这种排气传统上通过排气阀进行，该排气阀与吹气缸连接且在开启位置上将压缩空气排出到周围环境中。

由于必须借助于压力发生装置来产生用于吹气过程的压力水平和空气量，所以将这样的空气量吹入周围环境中意味着相应大的能量损失。

现在也已知了装置和方法，用于将至少一部分这种剩余空气再次回收并用作为过程空气。例如，已知阀装置，其中通过布置在吹气缸和排气阀之间的单独的阀来实现压缩空气的部分回收利用。在此，该额外的阀当然必须单独地控制并自身再次形成额外的死区，该死区必须被填满且其剩余体积必须通过排气阀排出到周围环境中。

在这种关系下确定了：在原本的阀和吹气缸之间的管道和空间，包括在吹气缸本身中的通道在内都称为死区。整个工作空间由该死区和空心体的体积一起组成，其内容物在吹气过程结束时必须与周围环境压力相适应。工作空间中的压缩空气量称为充气体积。

发明内容

现在本发明的目的在于，获得一种阀装置，其利用尽可能少的有效部件实现了高效且快速的吹气和排气过程。

根据本发明，该目的通过具有根据权利要求1所述的特征的阀装置来实现。此外，从其它权利要求2至10的特征中得出根据本发明的实施方式。

根据本发明的实施方式涉及一种用于空心体吹气机的阀装置，用于将压缩空气吹入预成型件的吹气体积中，该阀装置具有：第一压力供给和第二压力供给，其中该第一压力供给的压力水平低于第二压力供给的压力水平；以及可通过阀关闭的、通至吹气体积的输入和输出管道。根据本发明，该阀装置具有三个换向阀，第一换向阀具有两个输入端和一个输出端，其中该第一输入端与第一压力供给连接，和第二输入端与第二压力供给连接，以及输出端与第二换向阀的第一输入端连接，第二换向阀的输出端与吹气体积连接，以及第二换向阀的第二输入端与第三换向阀的输出端连接，第三换向阀的第一输入端与周围环境连接，以及第三换向阀的第二输入端与压力再循环***连接，其中换向阀具有设计为空心体的阀活塞，该阀活塞的空腔永久打开地与各个换向阀的输出端连接。利用该布置可以利用减少至三个阀的阀装置简单地控制吹气过程的所有需要的过程步骤，也就是说，预吹气过程、主吹气过程、节约过程和排气过程。

这里，在两个可能的阀位置或切换位置中共具有三个接头的阀称为换向阀，这种阀在专业领域也称为3/2旁通阀。在这种情况下可替换地，第一输入端或第二输入端分别与输出端连接；也就是说，该阀用作转接器。在此可以明确断定，输入端和输出端的命名不是指通过阀来控制的介质的流动方向，也就是说，流动既可从输入端到输出端，也可从输出端到输入端。例如，换向阀的阀活塞设计为在各个阀体中可纵向移动的圆柱体形的活塞，该活塞具有径向向外突出且布置在活塞的两个端面之间的活塞环，该活塞环的两个端面分别位于第一控制腔和第二控制腔中。因此，可实现行动快速的换向阀，也就是说快速地从一个换向位置进入另一个换向位置的可控制的换向阀，该换向阀既可以在两个阶段中处理吹风的高的压力值，又可以控制在排气过程中使用的空气向下降至实际的周围环境压力。此外，活塞的这种设计允许了非常紧凑且节省空间的结构形式，且由于具有相对较大的控制面的位于外部的控制腔而允许了用于活塞控制的并进而用于阀自身控制的相对较小的控制压力。由于活塞的工作面的布置和尺寸，活塞在其运动时由在阀本身中的工作压力支持，这导致了非常快速的开启或关闭时间。

例如，在第一控制腔中的活塞环的第一工作面小于在第二控制腔中的活塞环的第二工作面。有利地如此选择工作面的比例，即比例达到约80％，也就是说在一个控制腔中的工作面仅占活塞环的另一控制腔中的工作面的约80％。

例如，第一控制腔通过第一控制压力管道与一个控制压力容器连接，以及第二控制腔通过控制阀可切换地或者与周围环境连接或者与控制压力容器连接。例如，控制阀设计为所谓的3/2阀，也就是说，其在两种切换状态中具有三个接头。在此有利地可以使用一种构造简单且可利用低的控制压力水平运转的阀，该阀由于小的尺寸也可以节省空间。

例如，在活塞的两个端面上分别布置了一个环状的且轴向对齐的阀密封件，该阀密封件的端面形成活塞的各个闭合面且在活塞的关闭状态下抵靠在相应的阀腔的支承面上；以及仍然在关闭状态下形成一在关闭方向的反方向上起作用的工作面，其中两个阀密封件的几何尺寸相同。通过这种结构可以通过活塞环的两个控制腔简单地控制活塞，其中控制力可以相对较小，并进而可以使用传统的简单的控制阀。因为相应的控制面从活塞径向向外突出地布置，所以控制面一方面在尽管工作面大的情况下还具有紧凑的尺寸。通过这样确定活塞的工作面的尺寸，活塞在开启时由工作压力本身支持，这获得了非常迅速的开启或关闭时间。

例如，活塞的阀密封件具有作为闭合边缘的具有基本上直的闭合面的圆的法兰，其中闭合面优选垂直于空心活塞的关闭方向对齐。因此，在开启截面大时达到良好的密封效果。同时，闭合面有利地占活塞的相应的端面的工作面的5％至25％。在阀开启时，也就是说，在将活塞或阀密封件从其支座上抬起时，实际上立即对阀完全地进行了压力补偿，这是因为活塞的两个端面的两个工作面目前实际上大小相同，由此，用于活塞的运动力减小，并进而达到高的活塞速度，也就是说高的阀的开启速度。

在此例如，法兰的外表面设计成朝着闭合面径向向内倾斜。这意味着，法兰在闭合面的方向上被削角。因此，获得一个工作面，该工作面可以通过在相应的外阀腔中起控制作用的压力向活塞上施加一在开启方向上对准的力。因此，当压力水平或相对于内阀腔或活塞的通道中的压力的压力差超过规定值时，例如可以因此实现抬起活塞的过压紧急开启。

例如，活塞和阀密封件设计为由不同材料制成的两部件式，其中阀密封件优选由塑料制成。因此，活塞例如可以由具有相对较小壁厚的金属制成，且阀密封件可以简单地插在活塞的相应形成的端面上并进而连接。此外，在将活塞关闭入其各自的阀座时，阀密封件有利地因此具有非常好的阻尼特性。

例如，第一换向阀的两个输入端在没有止回阀的情况下直接与第一或第二压力供给连接。由于活塞的快速的切换时间，实际上两个输入端没有或仅有极少的重叠，也就是说，两个输入端之间的直接连接短到通常可以忽略。有利地，第一换向阀的输出端布置在较高的压力源的输入端的阀密封件的区域内，从而较高的压力在到达具有较低的压力源的第一输入端之前必须首先穿过阀活塞的空腔。

例如，空心体吹气机的延伸杆布置为穿过第二换向阀的阀活塞，该延伸杆同轴于或近似垂直于阀活塞的纵轴延伸，且穿过活塞的空腔。因此，第二换向阀可以尤其节省空间地紧邻空心体吹气机的风口布置在预成型件的区域中，这也导致用于吹风的流动通道特别短并进而导致相应小的损失。

根据本发明，该目的还通过具有根据权利要求11所述的特征的方法来实现。从其它权利要求12至14的特征中得出该方法的根据本发明的其它实施方式。

在该用于在使用压缩空气的情况下将压缩空气吹入预成型件的吹气体积中的方法中，以两个不同的压力水平来提供压缩空气，其中受控制地通过阀来向该吹气体积首先加载较低的第一压力水平，和之后加载较高的第二压力水平，以及在吹气过程结束后通过排气阀受控制地将处于吹气体积中的压力排出到周围环境中，根据本发明，通过第一换向阀控制两个不同的压力水平的压缩空气的输送。此外，通过第二换向阀控制将压缩空气输送至吹气体积以及在吹气过程结束后从该吹气体积中排出，以及由第二换向阀排出的所使用的空气通过第三换向阀控制地输送至周围环境中或压力再循环***中。同时在吹气过程开始前，该阀装置被切换成排气状态，也就是说，在第二换向阀和第三换向阀相互连接，且第三换向阀与周围环境连接以及第一换向阀与较低的压力水平连接。在阀装置的这种位置中，吹气体积是无压力的并因此例如可以将新的预成型件带到吹气站中并与阀装置连接，或将完成吹气的空心体从吹气站中移出，这是因为在该位置中该吹气站是无压力的。为了开始吹气过程，现在第二换向阀与第一换向阀被切换成连接在一起，因此将预吹气压力吹入吹气体积中。在经过一段预定或调整的预吹气时间后，第一换向阀被切换成与较高的压力水平连接，也就是说，现在吹气体积被加载较高的第二压力、主吹气压力。在经过一段预定或调整的主吹气时间后，第二换向阀被切换成与与第三换向阀连接。因此，预成型件现在已经达到其最终的形状，并且可以切断向吹气体积输送主吹气压力。在第二换向阀切换后，现在第一换向阀可以再次被切换成与较低的压力水平连接。留在阀装置的管道中的高压力部分的一部分通常在低压力水平中被容易地吸收，这是因为体积非常小。然而当然也可以在通至第一换向阀的第一输入端中布置止回阀，从而高的压力冲击不会到达预吹气***中。在经过一段预定或调整的回收时间后，第三换向阀被切换成与周围环境连接，因此阀装置被切换成排气状态。在第三换向阀的这种切换之前，使用过的压力到达压力再循环***中，因此该压缩空气部分没有消失而是可以再次用于吹气过程或用于其它过程。只有仍保留的压力部分最终排出到周围环境中。

因此，已经证明，在提供压缩空气时可以节省10％至25％。对本领域技术人员来说显而易见的是，相应于空心体的材料特性以及其成型来选择或调节预吹气时间和主吹气时间，以在尽可能短的生产时间内获得最佳的成型和规定的材料特性。

例如，调整或调节第一压力水平至4到20巴之间的压力，也就是说，以这种大小提供预吹气压力。

例如，调整或调节第二压力水平至15到40巴之间的压力，也就是说，以这种大小例如通过多级式压缩设备提供主吹气压力。

例如，通过测量吹气缸内的压力以及达到或低于给定的压力值来动态地确定回收时间。也就是说，在达到或低于给定的压力极限值时，取决于充气体积的释压过程来开启排气阀。

附图说明

下面根据附图进一步阐释本发明的实施例。附图示出：

图1示意性地示出穿过根据本发明的用于塑料瓶的吹气的阀装置的纵剖面图，其中阀在排气的输出端位置A上换向；

图2示意性地示出穿过根据本发明设计的换向阀的详细的纵剖面图；

图3示意性地示出在根据本发明的阀装置的整个吹气过程中在吹气体积内的压力变化；

图4示出根据图1的纵剖面图，其中阀位置处于预吹气阶段；

图5示出根据图1的纵剖面图，其中阀位置处于主吹气阶段H；

图6示出根据图1的纵剖面图，其中阀位置处于回收阶段R；

图7示出根据图1的纵剖面图，其中阀位置处于排气阶段E；

图8示意性地示出穿过根据本发明的作为替换的用于塑料瓶的吹气的阀装置的纵剖面图，其中阀被切换到排气的输出端位置A上；

图9示出根据图8的纵剖面图，其中阀位置处于预吹气阶段V；

图10示出根据图8的纵剖面图，其中阀位置处于主吹气阶段H；

图11示出根据图8的纵剖面图，其中阀位置处于回收阶段R；

图12示出根据图8的纵剖面图，其中阀位置处于排气阶段E。

具体实施方式

从图1中清楚地看到根据本发明的阀装置的一个实施方式的基本结构的纯示意性的视图。

例如可以由塑料制成的空心体，例如PET瓶，从安置在吹气缸100中的毛坯出发，通过吹入压缩空气以及借助于导入毛坯内部的延伸芯棒或延伸杆102延伸，以已知的方式吹制为或成型为其预期的形状。

为了为吹气缸100供给对该过程来说必需的压缩空气，应用根据本发明的阀装置103，该阀装置为每个可调节的时间段在各个压力水平上提供来自压力源P1的预吹气压力和来自压力源P2的真正的工作-或主吹气压力。尤其是预吹气压力的大小和持续时间对吹气过程来说非常重要，这是因为由此进行布置在吹气缸中的毛坯的正确的材料分布。

在此，在阀装置103中布置了三个换向阀U1、U2、U3用于工作空气的相应的输入或输出。

第一换向阀U1用于压力源的切换，也就是说，从作为预吹气压力的压力源P1切换至作为主吹气压力的压力源P2。在此，第一换向阀U1的第一输入端U1E1与压力源P1连接，而第二输入端U1E2与压力源P2连接。在第一换向阀U1的示出的下部位置中，第一输入端U1E1与输出端U1A连接。该位置在本说明书中称为静止位置或关闭位置。

因此，第一换向阀U1设计为3/2旁通阀或转接阀，也就是说，在总共三个输入端和输出端的情况下可以实现两种切换状态，即或者第一输入端U1E1与输出端U1A连接(作为关闭位置)，或者第二输入端U1E2与输出端U1A连接(作为开启位置)。在此，名称输入端和输出端与介质的流动方向无关，而仅与阀的换向状态或连接状态有关。

下面根据图2进一步描述换向阀U1的结构，以及原则上的两个另外的换向阀U2和U3的结构。在壳体1中纵向可移动地布置活塞2，该活塞设计为具有布置在中心且穿过活塞2的两个端面4和5之间的通道3的环形活塞。

活塞2的上端面4通入第一阀腔6，该第一阀腔同样设计在壳体1中且通过作为输入端的压力管道8′与外部压力源8连接。该压力源8例如在第一压力水平P1上。

活塞2的下端面5通入第二阀腔7，在该第二阀腔中例如在中心布置了输出端通道30，该输出端通道形成换向阀U1的输出端U1A。

在侧面，阀腔7通过作为第二输入端U1E2的压力管道31与另一个压力源32连接，该压力源例如设定在第二压力水平P2上。

此外，活塞2在其中部的区域具有径向向外突出的活塞环9，该活塞环通入壳体1的环形空腔10中，且将该环形空腔10分为两个控制腔，即第一上控制腔11和第二下控制腔12。

在活塞2的外侧上或在壳体1的相应的活塞孔的内壁上布置了多个密封环或密封填料(出于简明的原因在图中未示出)，以便使阀腔6或7相对彼此密封或相对控制腔11或12密封。

有利地，活塞2设计为环形活塞的形状，从而使通道3具有尽可能大的直径并使得通道3的横截面在两个端面4或5之间不变，且直线地、有利地与活塞2的纵轴同轴地延伸。

此外，在活塞2的上端面4和下端面5上分别布置了阀密封件13。该阀密封件13在其端面上分别具有闭合面14，该闭合面在活塞2的每个关闭状态中密封地抵靠在各个阀腔6或7的底面上的相应形成的支承面15上。在示出的阀的关闭位置中，活塞2在其下止挡部上，也就是说，端面5的阀密封件抵靠在下阀腔7的底面上的支承面15上并因此密封了通道3以及也进而相对下压力管道31密封了输出端通道30。与此相反，输出端通道30通过通道3与上阀腔6连接并进而与压力管道8′连接，并因此具有压力水平P1。

现在，阀密封件13还具有工作面16，也就是说布置在闭合面14的内壁和通道3的内壁之间的面，该面小于活塞2的端面4的上阀密封件13的整个工作面，该工作面由工作面16和闭合面14组成。因此，由于在两个端面4或5之间的差别，活塞2由在第一阀腔6内的压力向下压，并进而也由在通道3内起作用的压力向下压，并保持在关闭位置上。

对本领域技术人员来说显而易见的是，该静止位置例如可以通过布置一个在关闭方向上起作用的弹簧来支持，从而即使在无压状态下，阀也可靠地保持在关闭位置上。

有利地，阀密封件13由低磨损且尽可能刚性的材料制成，并作为单独部件布置在活塞2上。

例如，一种高强度且尽可能耐热的塑料可以考虑用作材料，作为另外的优点，该塑料在活塞2的快速的关闭运动的情况下具有缓冲作用，并因此一方面允许高的关闭速度，以及另一方面具有高的耐磨损性。

作为替换，阀密封件13也可以作为集成的组成部件直接设计在活塞2的下端面5上。

对本领域技术人员来说显而易见的是，对应于活塞2的形状和结构，壳体1可以设计为一件式或多部件式，仅仅出于简便所以在附图中所示壳体1为一件式。

为了控制活塞2，两个控制腔11和12与控制压力源21连接。那么例如上控制腔11直接与控制压力源21连接，而下控制腔12通过控制阀22与控制压力源21连接。在阀的关闭位置中，控制阀22关闭并设计为使得在该关闭位置中，下控制腔12与周围环境相通地连接，也就是说被排气。因此上控制腔11处于压力之下而下控制腔12被排气，这样由于控制腔11中的压力而通过第一工作面23将活塞2保持在其关闭位置上。

同时，第一工作面23的几何尺寸小于在下控制腔12中的活塞环9的第二工作面24。

如果现在控制阀22开启，下控制腔12同样与控制压力源21连接，由此随着向上的作用，控制腔12和11之间出现力差。如果现在该力差由于活塞2的端面4和5的工作面的挤压力差而克服了活塞的保持力，那么活塞2或闭合面14与下阀腔7中的支承面15脱离，且活塞2向上运动。由于活塞2的端面4和5的几何布置或相应的工作面的几何布置，现在在抬起下阀密封件13之后立即形成同样大小的工作面。因此，仅需要投入很小的力用于快速完全地开启阀，也就是说使活塞2完全运动至其上部终端位置上，如图2所示。

在该开启的位置上，输出端通道30通过下阀腔7与压力管道31连接并进而与处于压力水平P2上的压力源32连接。因此，该阀作为两个压力水平P1和P2之间的换向阀来工作。由于阀的换向时间很短，也就是说活塞2在其两个位置之间的快速运动，所以通常在压力管道31或8′中可以放弃布置止回阀。此外，活塞2具有非常好的阻尼特性，这是因为活塞在其两个端面4或5上通过阀密封件13得到非常好的缓冲。

由于活塞环9的工作面23或24的外部布置以及活塞2的通道3的尽可能大的横截面的外部布置，因此可以以相对较小的控制压力水平来控制活塞2。这也允许了使用小的以及因此而价廉的控制阀22用于控制具有高压力水平的压力源8或32的快速关闭的阀。

这种阀布置的另一优点在于，不需要来自外部压力源8或32的工作压力，以用于换向阀的可靠的功能，即用于活塞2的开启和关闭，也就是说阀本身以非常小的控制压力水平来工作。因为不需要第一阀腔6和第二阀腔7之间的压差，所以当两个阀腔6和7实际上不具有压力或具有同样的压力水平时，也可以对阀进行控制。

图1所示的根据本发明的阀装置在供给区域中具有第一换向阀U1，其中输出端U1A布置在第二输入端U1E2的阀腔的区域中，该第二输入端与压力源P2连接。由此尤其实现了用于主吹气过程的短的连接距离，这导致小的损失并进而实现高效率。

第二换向阀U2紧邻吹气缸100的区域布置，其中输出端U2A直接通入吹气缸100的吹气体积中。在此，输出端U2A有利地布置在第一输入端U2E1的阀腔的区域中，该第一输入端与第一换向阀U1的输出端U1A连接。对于空心体的制造过程所必需的延伸杆102被与第二换向阀U2的活塞2同轴地引导。第二输入端U2E2用作排气输出端并与第三换向阀U3的输出端U3A连接。

第三换向阀U3的第一输入端U3E1例如通过***与周围环境EXH连接，而第二输入端U3E2与压力再循环***REC连接。在剩余空气被排出到周围环境中之前，在高的压力水平上的使用过的压缩空气在吹气过程之后在该压力再循环***REC中被回收，作为节省过程。在第三换向阀U3中，输出端U3A布置在第二输入端U3E2的阀腔的区域中，由此可以由于短的连接行程同样非常高效地进行节省过程。

通过这种阀布置，可以实现图3所示的用于单个空心体的整个吹气过程的吹气曲线。在沿着时间轴线T的压力曲线之下示出三个换向阀U1、U2和U3的阀运动，其中各条曲线指示了对应于图1的图示的活塞的下部或上部位置。如已经断定的，活塞的下部位置分别表示静止位置或关闭位置，以及上部位置表示换向阀的开启位置。

在示出的例子中，在预吹气压力P1为10巴和主吹气压力P2为40巴的情况下工作。在预吹气阶段V中，在开启第二换向阀U2后达到预吹气压力P1，并保持直到预吹气时间Tv结束。之后通过开启第一换向阀U1来开始具有约40巴的工作压力P2的主吹气阶段，并保持直到主吹气时间Th结束。在该主吹气阶段H结束前，开启第三换向阀U3，以准备与REC的连接。在主吹气阶段结束时，再次关闭第二换向阀U2，这通过压力再循环***REC导致吹气缸100中的压力下降。在该节省阶段S中，也准备着再次关闭第一换向阀U1。在经过回收时间Tr后，第三换向阀U3也再次关闭，因此在排气阶段E中，吹气缸100中的压力以及因此空心体中的压力迅速下降至周围环境压力，并因此使该空心体排气。但是在此仅将仍残留的剩余空气量排出到周围环境中

这种布置的一大优点在于，通过三个换向阀或转接阀U1、U2或U3的这种布置可以简单且以短的连接行程实现所有的阀功能，因此避免了由于额外的阀或管道而产生的有害的死区，特别是通常可以放弃使用止回阀。因此可以由于高压力值和通常大的生产体积有利地节约相当多的压缩空气。

图4至7还示意性地示出在不同的过程阶段V、H、S和E中三个阀U1、U2和U3的相应的活塞位置。

图8以纵剖面图示意性地示出根据本发明的阀装置的作为替换的实施方式。与根据图1的实施方式的区别在于第二换向阀U2的输出端U2A的不同布置，另外两个换向阀U1和U3的布置相同且如图1所示和所描述的那样设计。

在根据图8的布置中，输出端U2A布置在换向阀U2的中心区域中且从活塞轴离开径向通向吹气缸100。延伸杆102同样与输出端U2A同轴地布置，并因此实际上垂直于换向阀U2的活塞轴。因此延伸杆102垂直地且非同轴地穿过换向阀U2的活塞腔。为此，换向阀U2的活塞具有两个径向面对的狭缝或凹处，延伸杆102穿过狭缝或凹处引导，且压力可以从活塞的空腔出来经过狭缝或凹处涌入输出端U2A中。基本上，在此换向阀U2的阀功能也与根据图1的前面已经描述过的功能相同。在此，图9至12也示出在过程阶段V、H、R和S中，换向阀U1、U2和U3的活塞的各个位置。

Claims (14)

1.一种用于空心体吹气机的阀装置，用于将压缩空气吹入预成型件的吹气体积中，所述阀装置具有：第一压力供给(P1)和第二压力供给(P2)，其中所述第一压力供给(P1)的压力水平低于所述第二压力供给(P2)的压力水平；以及可通过阀关闭的、通至所述吹气体积的输入和输出管道，其特征在于，所述阀装置具有第一换向阀(U1)，第二换向阀(U2)和第三换向阀(U3)，其中，所述第一换向阀(U1)具有第一输入端(U1E1)和第二输入端(U1E2)和一个输出端(U1A)，其中所述第一输入端(U1E1)与所述第一压力供给(P1)连接，和所述第二输入端(U1E2)与所述第二压力供给(P2)连接，以及所述输出端(U1A)与所述第二换向阀(U2)的第一输入端(U2E1)连接，所述第二换向阀的输出端(U2A)与所述吹气体积连接，以及所述第二换向阀(U2)的第二输入端(U2E2)与第三换向阀(U3)的输出端(U3A)连接，所述第三换向阀(U3)的第一输入端(U3E1)与周围环境(EXH)连接，和所述第三换向阀(U3)的第二输入端(U3E2)与压力再循环***(REC)连接，其中所述换向阀(U1、U2、U3)具有设计为空心体的活塞(2)，所述活塞的空腔(3)永久打开地与各个所述换向阀(U1、U2、U3)的所述输出端(30；U1A、U2A、U3A)连接。

2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，第一换向阀(U1)，第二换向阀(U2)和第三换向阀(U3)的所述活塞(2)设计为在各个阀体(1)中可纵向移动的圆柱体形的活塞，所述活塞具有径向向外突出且布置在所述活塞(2)的上端面(4)和下端面(5)之间的活塞环(9)，所述活塞环具有第一工作面(23)和第二工作面(24)，所述第一工作面(23)和所述第二工作面(24)分别位于第一控制腔(11)和第二控制腔(12)中。

3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于，在所述第一控制腔(11)中的所述活塞环(9)的所述第一工作面(23)小于在所述第二控制腔(12)中的所述活塞环(9)的所述第二工作面(24)。

4.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于，所述第一控制腔(11)通过第一控制压力管道与第一控制压力容器(21)连接，以及所述第二控制腔(12)通过控制阀(22)可切换地或者与周围环境连接或者与所述控制压力容器(21)连接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的阀装置，其特征在于，在所述活塞(2)的所述上端面(4)和所述下端面(5)上分别布置了一个环状的且轴向对齐的阀密封件(13)，所述阀密封件的端面形成所述活塞(2)的各个闭合面且在所述活塞(2)的关闭状态下抵靠在相应的阀腔(6，7)的支承面(15)上；以及仍然在关闭状态下形成一在关闭方向的反方向上起作用的工作面(16)，其中所述两个阀密封件(13)的几何尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于，所述活塞(2)的所述阀密封件(13)具有作为闭合边缘的、带有基本上直的闭合面的圆的法兰，其中所述闭合面垂直于所述活塞(2)的所述关闭方向对齐。

7.根据权利要求6所述的阀装置，其特征在于，所述法兰的外表面设计成朝着所述闭合面径向向内倾斜。

8.根据权利要求5所述的阀装置，其特征在于，所述活塞(2)和所述阀密封件(13)设计成由不同材料制成的两部件式，其中所述阀密封件(13)由塑料制成。

9.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述第一换向阀(U1)的第一输入端(U1E1)和第二输入端(U1E2)在没有止回阀的情况下直接与所述第一或第二压力供给(P1、P2)连接。

10.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述空心体吹气机的延伸杆(102)布置为穿过所述第二换向阀(U2)的所述活塞(2)，且同轴于或近似垂直于所述活塞(2)的纵轴延伸，且穿过所述活塞(2)的所述空腔(3)。

11.一种在根据权利要求1-10中任一项所述的阀装置中用于在使用压缩空气的情况下将压缩空气吹入预成型件的吹气体积中的方法，通过第一压力水平(P1)和第二压力水平(P2)来提供所述压缩空气，其中受控制地通过阀向所述吹气体积首先加载较低的所述第一压力水平(P1)，和之后加载较高的所述第二压力水平(P2)，以及在吹气过程结束后通过排气阀受控制地将处于所述吹气体积中的压力排出到周围环境中，其特征在于，

-通过第一换向阀(U1)控制所述第一压力水平(P1)和所述第二压力水平(P2)的压缩空气的输送；

-通过第二换向阀(U2)控制将所述压缩空气输送至所述吹气体积以及在吹气过程结束后从所述吹气体积中排出；以及

-由所述第二换向阀(U2)排出的所使用的空气通过第三换向阀(U3)控制地输送至周围环境(EXH)中或压力再循环***(REC)中，其中

-在所述吹气过程开始前，所述阀装置被切换成排气状态(E)，其中所述第二换向阀(U2)和所述第三换向阀(U3)连接，且所述第三换向阀(U3)与周围环境(EXH)连接以及所述第一换向阀(U1)与所述第一压力水平(P1)连接；

-为了开始所述吹气过程(V)，所述第二换向阀(U2)和所述第一换向阀(U1)被切换成连接在一起；

-在经过一段预定或调整的预吹气时间(Tv)后，所述第一换向阀(U1)被切换成与所述第二压力水平(P2)连接；

-在经过一段预定或调整的主吹气时间(Th)后，所述第二换向阀(U2)被切换成与所述第三换向阀(U3)连接，以及之后所述第一换向阀(U1)又被切换成与所述第一压力水平(P1)连接；

-在经过一段预定或调整的回收时间(Tr)后，所述第三换向阀(U3)被切换成与周围环境(EXH)连接，因此所述阀装置被切换成排气状态(E)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，调整或调节所述第一压力水平(P1)至4到20巴之间的压力。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，调整或调节所述第二压力水平(P2)至15到40巴之间的压力。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，通过测量所述吹气体积内的压力以及达到或低于给定的压力值来动态地确定所述回收时间。

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