CN116157247A - 用于操作流体致动器的系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种系统(MC1；MC2)，其包括具有可线性移动的活塞(14)的致动器和连接到所述活塞(14)以用于调整从喷嘴到模具中的熔融材料的注入流量的针式活门(12)。通过供应回路(30，32)将加压流体带到所述活塞(14)以使其往复移动。电磁阀(60；70)连接到所述供应回路(30，32)并且配置成在休止状态下它打开流体排放路径以将所述活门带到关闭位置。

Description

用于操作流体致动器的系统

技术领域

本发明涉及一种用于操作流体致动器的系统，特别是一种用于调节/改变流体致动器中包括的活塞的行程的系统。

背景技术

这里以注射成型机为例，熔融材料通过一个或多个注射喷嘴注入模具，注射喷嘴的开闭由一个或多个阀杆调整，阀杆由致动器控制。对于通过多次注射和/或顺序注射方法生产的复杂或大型零件，打开和关闭喷嘴的活门的位置控制对于获得高质量的表面处理、特别是对于控制熔融材料的流量以及模具型腔中的注射压力至关重要。目前，对于贵重产品的成型，活门由电动致动器控制(因为它们允许宽范围的调节和控制)，但是电动致动器需要复杂且昂贵的控制装置(电子控制单元+相关软件+传感器+复杂布线+专业操作人员)。因此，对于某些应用，流体致动器的使用对于用户来说更方便并且更熟悉，参见例如EP3490777中的图2中的系统，该系统通常使用三通电磁阀20经由流体回路来控制致动器1。

一个问题是，在电源突然断电或紧急情况下，电磁阀20移动到中央休止位置(通过弹簧220和230的作用确定/设定的位置)，从而将活门锁定在当前位置并且保持注射通道畅通。显然，这会造成潜在的危险情形并对喷射系统造成相当大的损坏。

发明内容

本发明的主要目的是改进现有技术。

另一个目的是通过使系统更安全、特别是通过在电源故障的情况下允许活门重新定位在关闭位置来改进系统，例如EP3490777中的系统。

本发明的一个方面涉及一种系统，该系统包括：

-致动器，该致动器设置有活塞，该活塞可移动地安装以通过流体的推力在由活塞分隔开的两个腔室内线性地移动，

-针式活门，该针式活门连接到活塞，以调整从一个或多个喷嘴到模具中的熔融材料的喷射流量，

使得活门可从没有熔融材料通过喷嘴的关闭位置移动到有熔融材料通过喷嘴的打开位置，

-供应回路，用于以流动方向和相反方向将加压流体从储器带到腔室，这两个流体流动方向分别对应于活塞的向前运动和向后运动，和

-电磁阀，该电磁阀连接到供应回路并且被配置成在休止状态下它打开连接腔室和储器的流体排放路径以允许流体在腔室与储器之间流动，从而致使活塞移动以便将活门带到关闭位置。

多个针式活门可以连接到活塞，以由活塞同步移动。

在一个变型中，该系统包括

-构成供电回路的主回路，和

-构成排放路径的流体旁通管道，其布置成绕过主回路，

电磁阀被插入到旁通管道的路径中，优选地包括激励位置，在该位置它关闭流体排放路径。

优选地，旁通管道的路径包括一个或多个单向阀，以确保旁通管道中流体的流动方向。

优选地，该系统包括第二电磁阀，该第二电磁阀连接到供应回路并且包括

-两个激励位置：

第一位置，在该第一位置该第二电磁阀通过对供应回路中的流体施加一流动方向来允许腔室与储器之间的流体连通，和

第二位置，在该第二位置该第二电磁阀通过在供应回路中施加与在第一位置可获得的流体流动方向相反的流体流动方向来允许腔室与储器之间的流体连通，以及

-休止位置，在该休止位置该第二电磁阀阻止腔室与储器之间的流体连通。

第二电磁阀还可以仅包括两个激励位置中的一个。为了具有两个流体流动方向，可以并联放置两个这样的电磁阀。

在一个不同的变型中，电磁阀直接插入到供应回路的路径中。

特别地，电磁阀包括两个激励位置：

-它通过在供应回路中施加与在休止位置可获得的流体流动方向相反的流体流动方向来允许腔室与储器之间的流体连通的位置，和

-它阻止腔室与储器之间的流体连通的位置。

或者可以将两个电磁阀直接插入到供应回路路径中，每个电磁阀都具有激励位置，其中它们通过在供应回路中施加与可从另一个电磁阀获得的流体流动方向相反的流体流动方向来允许腔室与储器之间的流体连通。

流体可以是液体，例如油，或压缩空气。

附图说明

通过以下参考附图对优选系统的描述，本发明的优点将更加清楚，在附图中：

·图1示出了系统方案，

·图2示出了系统方案的一个变型。

图中，相同的元件用相同的标号表示。

具体实施方式

图1的系统MC1用于驱动致动器10。致动器10附接到诸如热流道(歧管)或板或模具的支承件上，并且用于借助于活塞14来移动(直接或间接地，通过介设的运动转换机构-未示出)用于注射喷嘴(未示出)的至少一个针式活门12。活塞14可在由壳体16限定的腔体内线性移动。该腔体由活塞14分为与端口22连通的第一腔室20和与端口26连通的第二腔室24。腔室20通常与腔室24隔离；然而，可能会出现需要提供用于连接两个腔室的装置的情形。

通过流体端口或入口22、26，流体(例如油或压缩空气)可分别在活塞14的相对两侧被注射到腔室20或24中或从腔室20或24中抽出，以便能够使活塞14沿相反方向线性地移动，从而相应地移动活门12。活门12的移动决定了喷嘴的打开或关闭，从而引起熔融材料的通过或阻塞。

喷嘴的打开和关闭以及因此活门(销)的移动可根据两个方向上的单次移动(具有单个打开斜坡和单个关闭斜坡的趋势)而发生，或者可包括多次不同的中间停止(根据预先设定的参数的运动暂停，之后运动根据先前的参数(速度、压力、流速等....)或根据修改后的参数重新开始)。在打开或关闭运动期间，可以根据无限位置实现无限的运动暂停。

流体回路允许通过从外部储器(未示出，例如储罐)泵送流体来将流体传送至腔室20、24和从腔室20、24中传送出来。该回路包括第一管线30和第二管线32。管线30、32中还包括任选的流量调节器40、42，除了均匀运动之外，它们还允许设置活塞14沿其行程的不同运动速度。

流量调节器40、42可以被手动或自动启动。在后一种情况下，它们可以根据预定位置或基于由用于活门或活塞的适当位置传感器(未示出)给出的位置反馈来进行调节。

具有可移位的抽屉式部件/推拉部件(drawer)52的电磁阀50用于在每个完整循环中反转管线30、32中的流体流动方向。流动方向决定了活塞14并从而决定活门12在打开或关闭期间的运动方向。

为此，电磁阀50可电气切换到两个不同的激励位置，在这两个激励位置，它允许流体从储器流到致动器10：

-在一个位置，一部分流体可沿管线32流向腔室20并且一部分流体可以流出腔室24流向管线30(活门12朝向关闭位置移动)，并且

-在另一个位置，一部分流体可沿管线30行进到腔室24并且流体可从腔室20流出到管线32(活门12朝向打开位置移动)。

在休止时，电磁阀50保持在它阻止流体在管线30、32中传输的位置，因此活塞14保持固定不动。

电磁阀50例如是具有励磁线圈和复位弹簧的市售型。

在意外电源电压故障和/或紧急情况下，电磁阀50将切换到中心位置，由此阻止流体流动并且由于阀活门12的立即停止(无论它处于什么位置)而在如在引言中所述的系统中产生临界安全状态。

为了在任何情况下都有利于关闭活门12并消除不便，系统MC1包括流体旁通管道62、64，其朝向流体储器绕过管线30、32。管道62、64终止于电磁阀60，电磁阀60带有可在两个不同位置之间进行电气切换的抽屉式部件：

-在休止位置，电磁阀60允许管线30、32中的流体从储器传输出来和传输到储器，并且

-在另一个位置，电磁阀60通电，流体流动被阻挡。

单向阀66插入到管道62、64中。

优选地，系统MC1包括电子控制单元(未示出)以至少控制电磁阀50、60和用于移动流体的泵。也可以实现流量调节器40、42的自动控制。

在系统MC1的正常运行期间，在存在电压的情况下，电子控制单元使电磁阀50、60通电。然后控制电磁阀50以调整管线30、32中的流体流量及其流动方向(以移动活塞14)，同时电磁阀60阻挡管线62、64中的流动。

在异常情况下，或在没有电压的情况下，电子控制单元使电磁阀50、60断电。然后电磁阀50阻挡管线30、32中的流动，但电磁阀60允许管线62、64中的流体流动，包括：

离开腔室24并通过管线64的流体流动，和

进入腔室20并通过管线62的流体流动。

这种流体流允许将活门12带向关闭位置，从而为活门12提供安全位置。

系统MC1的一个更紧凑和简单的变型是图2中的系统MC2。

电磁阀50和相关管道62、64被移除，并且电磁阀50被不同的电磁阀70取代，电磁阀70具有可在两个激励位置之间进行电气切换的抽屉式部件72：

-在第一位置，一些流体可沿管线30朝向腔室24行进并且一些流体可沿管线32流出腔室20，并且

-在第二位置，流体流动被抑制。

在休止时，电磁阀70保持在允许流体经管线32流到腔室20并经由管线30从腔室24流出到储器的位置。

应当理解，由于电磁阀70在异常情况下或在没有电压的情况下自动配置(或跳闸)，使得流体可以在管线30、32中流动以将活门12带到关闭位置，系统MC2本质上是安全的。

请注意，为了获得活门12的相同动态曲线，发送到电磁阀50或70的命令顺序是不同的。特别是，在图2中：

为了升起活门12并打开用于熔融材料的通道，电磁阀70被通电以将电磁阀置于第一位置；

为了降低活门12并关闭通道，电磁阀70断电；

为了将活门12保持在中间位置，电磁阀70通电以将电磁阀移动到第二位置。

一般来说，使电磁阀70通电是为了

将活门12保持在中间位置，以及

仅在一个方向上移动活门12。

在图1和2中，电磁阀50或70可以由一对具有相同休止配置的双向电磁阀代替。

在这两种情况下，通过适当管理活塞的供应回路的打开或关闭位置，从而管理电磁阀的不同位置并且可能对流量调节器进行调节，如上所述的发明允许制作/实施在以下文献中描述和示出的打开和/或关闭曲线中的一个或多个：

PCT/IB2019/053936、IT102017000037002、IT102016000080198、IT102016000055364、IT102015000008368、ITTO2014A001030、ITTO2014A001021、ITTO2014A000701、WO2012/074879A1、WO2012/087491A1和WO2018/020177A1。

Claims (8)

1.一种系统(MC1；MC2)，包括：

-致动器(10)，该致动器设置有活塞(14)，该活塞(14)可移动地安装以通过流体的推力在由所述活塞(14)分隔开的两个腔室(20，24)内线性地移动，

-连接到所述活塞(14)的针式活门(12)，用于调整从喷嘴到模具中的熔融材料的注入流量，

使得所述活门能从没有熔融材料通过所述喷嘴的关闭位置移动到有熔融材料通过所述喷嘴的打开位置，以及从所述打开位置移动至所述关闭位置；

-供应回路(30，32)，用于以流动方向和相反方向将加压流体从所述储器带到所述腔室(20，24)，两个流体流动方向分别对应于所述活塞(14)的向前运动和向后运动；和

-电磁阀(60；70)，该电磁阀连接到所述供应回路(30，32)并且被配置成在休止状态下它打开连接所述腔室(20，24)和所述储器的流体排放路径以允许流体在所述腔室(20，24)与所述储器之间流动，从而确定所述活塞的将所述活门带到关闭位置的运动。

2.根据权利要求1所述的系统(MC1)，包括：

-构成所述供应回路的主回路(30，32)，和

-构成所述排放路径的流体旁通管道(62，64)，其布置成绕过所述主回路，

所述电磁阀(60)被插入到所述旁通管道的路径中。

3.根据权利要求2所述的系统(MC1)，其中，所述旁通管道的路径包括一个或多个单向阀(66)。

4.根据权利要求2或3所述的系统(MC1)，包括第二电磁阀(50)，该第二电磁阀连接到所述供应回路并且包括：

-两个激励位置：

第一位置，在所述第一位置该第二电磁阀通过对所述供应回路中的流体施加一流动方向来允许所述腔室(20，24)与所述储器之间的流体连通，和

第二位置，在所述第二位置该第二电磁阀通过在所述供应回路中施加与在所述第一位置可获得的流体流动方向相反的流体流动方向来允许所述腔室(20，24)与所述储器之间的流体连通，以及

-休止位置，在所述休止位置该第二电磁阀阻止所述腔室(20，24)与所述储器之间的流体连通。

5.根据权利要求1所述的系统(MC2)，其中，所述电磁阀(70)被直接插入所述供应回路(30，32)的路径中。

6.根据权利要求5所述的系统(MC1；MC2)，其中，所述电磁阀(70)包括两个激励位置：

-其通过在所述供应回路中施加与在所述休止位置可获得的流体流动方向相反的流体流动方向来允许所述腔室(20，24)与所述储器之间的流体连通的位置，和

-其阻止所述腔室(20，24)与所述储器之间的流体连通的位置。

7.根据任一前述权利要求所述的系统(MC1；MC2)，其中，所述流体是液体，例如油。

8.一种用于控制根据前述权利要求中任一项所述的系统的方法，其中:

为了升起所述活门(12)并打开用于熔融材料的通道，使所述电磁阀(60；70)通电，

为了降下所述活门(12)并关闭用于熔融材料的通道，使所述电磁阀(60；70)断电，并且

为了将所述活门(12)保持在中间位置，使所述电磁阀(60；70)通电。

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