КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ЖИДКОГО ПОЛИМЕРНОГО КОМПОНЕНТА Российский патент 2019 года по МПК B29C45/23 B29C45/28 F16K25/00 

Изобретение относится к клапанному механизму с признаками ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, дозировочному клапану с таким клапанным механизмом и к дозировочному устройству с таким клапанным механизмом и/или таким дозировочным клапаном.

Такие клапанные механизмы, дозировочные клапаны, соответственно, дозировочные устройства служат предпочтительно для оказания влияния на прохождение потоков жидкой пластмассы или жидких компонентов пластмассы. Дозировочные клапаны являются, например, частью дозировочных устройств, которые служат для изготовления клеевых слоев, заливочных нанесений или, в частности, вспененных уплотнений.

До настоящего времени как игла, так и седло изготавливались из металла, при этом было уже известно изготовление седла из более мягкого металла, чем игла. После нескольких сотен процессов закрывания более мягкое седло пластично принимало форму контура иглы. Однако при замене иглы и/или седла надежный процесс закрывания больше не обеспечивался. Кроме того, требуется много времени для проведения перед вводом в эксплуатацию клапанного механизма необходимых нескольких сотен процессов закрывания. Если происходит зажимание посторонних тел между иглой и седлом, то постороннее тело может вызывать в седле надрез или углубление, так что больше не обеспечивается надежное закрывание. Хотя, естественно, также при металлической игле или металлическом седле также происходит определенная деформация, это не удается определять с помощью измерительной техники.

Задача данного изобретения состоит в создании клапанного механизма, дозировочного клапана или дозировочного устройства, в которых не возникают указанные недостатки.

Эта задача решена с помощью клапанного механизма с признаками пункта 1 формулы изобретения, дозировочного клапана с таким клапанным механизмом и дозировочного устройства с таким клапанным механизмом и/или таким дозировочным клапаном. Предпочтительные варианты выполнения данного изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение позволяет, при обеспечении износостойкости,

- прижимать иглу и седло друг к другу так, что также без требующих больших затрат времени подготовительных действий выполняется сразу надежное закрывание;

- если необходимо, пережимать иглу и седло, т.е. обеспечить возможность перемещения иглы относительно седла за собственно точку уплотнения;

- выполнять, на основании податливости и связанного с этим относительного движения иглы и седла, измерение, которое обеспечивает возможность оценки состояния закрывания.

В первом варианте выполнения игла и/или седло сами выполнены податливыми. Например, может быть предусмотрено, что игла и/или седло по меньшей мере на отдельных участках состоят из пластмассы. Эта пластмасса может быть в принципе пластично деформируемой. Однако предпочтительно предусмотрено, что эта пластмасса деформируема эластично или по меньшей мере частично эластично. Частично эластичная деформируемость понимается так, что лишь небольшая зона выполнена также пластично деформируемой. Таким образом, пластмасса не должна быть эластично деформируемой по всей длине. Таким образом, могут быть прежде всего краевые зоны или частичные зоны частично пластично деформируемыми. Однако надрезы или углубления в седле и/или игле выравниваются за счет давления прижимания. Предпочтительно предусмотрено, что пластмасса иглы и/или седла является РЕК (полиэфиркетон), предпочтительно РЕЕК (полиэфирэфиркетон).

Во втором варианте выполнения, который можно при необходимости использовать совместно с первым вариантом выполнения, предпочтительно предусмотрено, что игла с помощью опоры иглы и/или седло с помощью опоры седла установлены податливо, при этом опора иглы и/или опора седла имеют аккумулятор энергии или эластично или частично эластично деформируемый участок.

Особенно предпочтительно дополнительно предусмотрен по меньшей мере один датчик для предпочтительно без соприкосновения контролирования положения иглы и/или седла и/или опоры иглы и/или опоры седла, сигналы которого предназначены для передачи в блок оценки, в котором из сигналов определяется характеризирующий закрывание сигнал. Например, может быть предусмотрено, что в блоке оценки хранятся по меньшей мере два положения, которые являются характерными для заданных состояний закрывания запирающего устройства.

В дозировочном клапане, согласно изобретению, может быть предусмотрена возможность закрывания выпускного отверстия дозировочного клапана с помощью по меньшей мере одного клапанного механизма. В качестве альтернативного решения или дополнительно может быть предусмотрена возможность закрывания входного отверстия трубопровода рециркуляции с помощью упомянутого по меньшей мере одного клапанного механизма.

Другие подробности и преимущества данного изобретения поясняются ниже на основании примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично показан клапанный механизм 1 с отверстием 3 клапана. Предусмотрено запирающее устройство 2 для закрывания клапанного отверстия 3 с седлом 4 и иглой 5. В показанном примере выполнения игла 5 может быть выполнена полностью податливой, например, состоять из соответствующей пластмассы, или она может быть выполнена, как обозначено штриховыми линиями, лишь на определенных участках (например, в передней зоне 51 или в задней зоне 52) податливой. Седло 4 может состоять либо из неподатливого материала, такого как, например, металл, либо из податливого материала, например, подходящей пластмассы. Можно видеть, что седло 4 имеет (окружную) фаску 17 для уменьшения поверхностного напряжения в зоне места контакта с иглой 5. В показанном примере выполнения клапанное отверстие 3 полностью открыто, и игла 5 не имеет контакта с седлом 4. Это соответствует положению РО иглы 5.

На фиг.2 показан клапанный механизм 1 согласно фиг.1, в измененном состоянии. В этом состоянии игла 5 перемещена относительно седла 4 настолько, что игла 5 находится в контакте с седлом 4 без давления прижимания. Давление прижимания (равное силе F прижимания, поделенной на площадь фаски 17) создается, например, пневматически, гидравлически или на основе аккумулятора энергии, с помощью не изображенного здесь приводного приспособления. Это соответствует положению Р1 иглы 5.

На фиг.3 показан клапанный механизм 1 согласно фиг.1 и фиг.2 в состоянии, в котором игла 5 прижата с заданным давлением прижимания к седлу 4. Это соответствует положению Р2 иглы 5.

На фиг.4 показан клапанный механизм 1 согласно фиг. 1, 2 и 3 в состоянии, в котором игла 5 пережата (избыточно прижата) к седлу 4. За счет податливого выполнения иглы 5 происходит преувеличенно изображенная деформация иглы 5. Возможные надрезы или углубления в игле 5 и/или в седле 4 могут за счет этого выравниваться, что обеспечивает надежное закрывание клапанного отверстия 3 с помощью запирающего устройства 2. Это соответствует положению Р3 иглы 5.

Вызываемое за счет пережатия иглы 5 изменение положения с Р2 на Р3 можно хорошо измерять, например, с помощью показанного в качестве примера датчика 10, который соединен с блоком 11 оценки. Если происходит процесс калибровки, то в блоке 11 оценки известно, какое из положений иглы 5 соответствует надежному закрыванию запирающего устройства 2, и может также оцениваться посредством применения закона пружины при известной жесткости пружины, насколько большой является соответствующая сила F прижимания, соответственно, давление прижимания. Однако может быть также достаточным знать, что Р3 на заданную меру больше Р2 (без определения также силы F прижимания).

Числовой (не имеющий ограничительного характера) пример:

- Р0=-2 мм

- Р1=0 мм

- Р2=0,05 мм

- Р3=0,10 мм

- Внутренний диаметр фаски=2 мм

- Толщина (диаметр) иглы=5 мм

- Длина иглы=20 мм

Альтернативные варианты выполнения седла 4 и/или иглы 5 показаны на фиг.5, на которой клапанный механизм 1 показан в не изображенном корпусе.

На левой стороне совместно показаны возможные варианты податливого выполнения седла 4 и/или податливой опоры 7 седла. Показанные варианты выполнения можно использовать также по отдельности или в любой комбинации.

Можно видеть:

- расположенные друг за другом ослабления 18 поперечного сечения для податливого выполнения седла 4;

- податливый, частично эластичный или эластичный слой 19 для податливой опоры 7 седла, например, содержащий РЕК. РЕЕК, PU (полиуретан), резину, силикон и т.д.;

- аккумулятор 8 энергии в виде пружины сжатия и изображенный лишь на отдельных участках, предпочтительно эластичный, деформируемый участок 9, который может быть предусмотрен в качестве альтернативы или дополнительно к аккумулятору 8 энергии, для податливого выполнение седла 4 и/или податливой опоры 7 седла.

Показанные и поясненные меры для опоры 7 седла можно использовать в качестве альтернативы или дополнительно также для изображенной лишь схематично опоры 6 иглы.

На фиг.6а показано дозировочное устройство 16 с запасным резервуаром 20 для жидкой пластмассы или жидкого полимерного компонента и с дозировочным клапаном 12. Через трубопровод 21 жидкая пластмасса или жидкий полимерный компонент может подаваться из запасного резервуара 20 с помощью насоса 22 к дозировочному клапану 12. Дозировочный клапан 12 может иметь клапанный механизм 1 согласно изобретению (см. фрагмент на фиг.6b). В показанном на фиг.6b фрагменте имеются два клапанных механизма 1: один для закрывания выпускного отверстия 13 дозировочного клапана 12 и один для запирания ведущего обратно к запасному резервуару 20 трубопровода 15 рециркуляции. Другой клапанный механизм 1 изображен в качестве примера в трубопроводе 15 рециркуляции. Другие клапанные механизмы 1 могут использоваться при необходимости в требуемых положениях.

Перечень ссылочных позиций

1 Клапанный механизм

2 Запирающее устройство

3 Клапанное отверстие клапанного механизма

4 Седло запирающего устройства

5 Игла запирающего устройства

51 Передняя зона иглы

52 Задняя зона иглы

6 Опора иглы

7 Опора седла

8 Аккумулятор энергии

9 Эластично деформируемый участок

10 Датчик

11 Блок оценки

12 Дозировочный клапан

13 Выпускное отверстие

14 Входное отверстие

15 Трубопровод рециркуляции

16 Дозировочное устройство

17 Фаска

18 Ослабление поперечного сечения седла

19 Частично эластичный или эластичный слой

20 Запасный резервуар

21 Трубопровод

22 Насос

Р0,Р1,Р2,Р3 Положения иглы

F Сила прижимания

Изобретение относится к клапанному механизму, дозировочному клапану с таким клапанным механизмом и к дозировочному устройству с таким клапанным механизмом и/или таким дозировочным клапаном. Дозировочные клапаны являются частью дозировочных устройств, которые служат для изготовления клеевых слоев, заливочных нанесений или, в частности, вспененных уплотнений. Клапанный механизм (10) для по меньшей мере одного жидкого полимерного компонента или жидкой пластмассы содержит запирающее устройство, которое для закрывания клапанного отверстия клапанного механизма имеет прижимаемую к седлу (4) иглу (5), при этом игла (5) и/или седло (4) выполнены или установлены податливо. Изобретение обеспечивает износостойкость. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Клапанный механизм (10) для по меньшей мере одного жидкого полимерного компонента или жидкой пластмассы, содержащий запирающее устройство (2), которое для закрывания клапанного отверстия (3) клапанного механизма (1) имеет прижимаемую к седлу (4) иглу (5), причем игла (5) и/или седло (4) выполнены или установлены податливо,

отличающийся тем, что игла (5) выполнена с возможностью перемещения относительно седла (4) за собственно точку уплотнения, причем предусмотрен по меньшей мере один датчик (10) для контролирования положения иглы (5) и/или седла (4) и/или опоры (6) иглы и/или опоры (7) седла, сигналы которого предназначены для передачи в блок (11) оценки, в котором из указанных сигналов определяется характеризирующий закрывание сигнал.

2. Клапанный механизм по п.1, отличающийся тем, что игла (5) и/или седло (4) состоят по меньшей мере на определенных участках из пластмассы.

3. Клапанный механизм по п.2, отличающийся тем, что пластмасса иглы (5) и/или седла (4) является деформируемой эластично или по меньшей мере частично эластично.

4. Клапанный механизм по п.2 или 3, отличающийся тем, что пластмасса иглы (5) и/или седла (4) является РЕК, предпочтительно РЕЕК.

5. Клапанный механизм по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что игла (5) с помощью опоры (6) иглы и/или седло (4) с помощью опоры (7) седла установлены податливо, при этом опора (6) иглы и/или опора (7) седла имеют аккумулятор (8) энергии или эластично или, предпочтительно эластично, деформируемый участок (9).

6. Клапанный механизм по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что упомянутый по меньшей мере один датчик (10) выполнен в виде бесконтактного датчика.

7. Клапанный механизм по п.1, отличающийся тем, что в блоке (11) оценки хранятся по меньшей мере два положения (Р1, Р2), которые являются характерными для заданных состояний закрывания запирающего устройства (2).

8. Дозировочный клапан (12) для дозированного выпуска по меньшей мере одного жидкого полимерного компонента или жидкой пластмассы, содержащий по меньшей мере один клапанный механизм (1) по любому из пп.1-7.

9. Дозировочный клапан по п.8, отличающийся тем, что предусмотрена возможность закрывания выпускного отверстия (13) дозировочного клапана (12) с помощью по меньшей мере одного клапанного механизма (1).

10. Дозировочный клапан по п.8 или 9, отличающийся тем, что предусмотрена возможность закрывания входного отверстия (14) трубопровода (15) рециркуляции с помощью указанного по меньшей мере одного клапанного механизма (1).

11. Дозировочное устройство (16), содержащее запасный резервуар (20) для жидкой пластмассы или по меньшей мере одного жидкого полимерного компонента и по меньшей мере один клапанный механизм (1) по любому из пп.1-7 и/или дозировочный клапан (12) по любому из пп.8-10.