壓力調節器的製作方法
2023-07-07 08:46:06
專利名稱：壓力調節器的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有兩部分容積的壓力調節器，該壓力調節器用於調節流體特別是粘合劑在消耗裝置的入口處的操作壓力。
當冷膠例如要分送到基片上時，在工業生產中一般使用以一定壓力將膠輸送給一個或多個分送器頭的膠泵。分送器頭是氣動或電動控制的，並如控制系統所決定的那樣分送冷膠。當正在分送膠時，通常相對於分送器頭移動基片。根據這種移動的速度，必須從分送器頭分送可預定義量的冷膠，以便在基片上產生規定層厚的冷膠。如果該速度在塗敷期間改變，或者如果膠的塗敷中斷，則必須關閉分送器頭中的閥，或者必須減小閥開口。這通常意味著在減小該速度或停止移動之前，用於冷膠的管道系統保持在分送膠所需的高壓力水平下。當例如在已經插入新基片後重新啟動設備時，迄今為止仍難以避免由於高壓力而分送過量的膠。這可能對膠合的質量是致命的，而且/或者對膠合的基片外觀的質量是不利的。迄今為止仍通過在已經關閉設備後打開截流閥來抵抗這一點，其結果是減小任何過壓並從系統排出任何剩餘的冷膠。從長遠來看發現該方法不夠理想。
因此本發明的目標是提供特別是用於所述情況的壓力調節器，當消耗流體的裝置關閉時，通過該壓力調節器在很大程度上避免流體的峰值壓力而不損失流體，而在重新啟動消耗裝置時也確保可得到最優地適應需要的流體量。
在按照權利要求1的前序部分的壓力調節器中，採用該權利要求的特徵部分中描述的裝置實現該目標。
在從屬權利要求中描述優選實施例。
對根據本發明的壓力調節器的試驗已表明它完全實現了對其的期望。在這點上應當提到的是根據本發明的壓力調節器生產相對便宜，因為其調整器部可以是可在市場上普遍得到的氣動裝置。
現在將參考附圖中所示實施例更詳細地描述本發明，在這些附圖中
圖1示出透視圖中的壓力調節器；圖2示出剖視圖中的壓力調節器；圖3示出剖視圖中的壓力調節器，其中剖面繞圖2中的垂直軸線Z-Z旋轉了90°；圖4示出圖3的剖面的放大圖。
壓力調節器10能夠用於調節不同種類流體例如冷膠、熱熔性粘合劑和其它流體的壓力；在下文中將參考冷膠壓力的調節來進行說明。
如圖1所示，壓力調節器10主要由沿著公共軸線Z-Z設置的調節器部12和調整器部90組成。調節器部12具有用於液體冷膠或類似的流體的流體入口16和流體出口26，並能夠藉助角撐架84進行安裝。設置在調節器部12上方的調整器部90能夠供應有來自壓縮空氣源連接96的壓縮空氣。
如圖2所示，壓力調節器10具有在調節器部12內與流體入口16相連的第一部分容積14和與流體出口26相連的第二部分容積24。第二部分容積24包括圓柱形部分24a、槽道24b和出口部24c。入口孔18和入口連接件20形成流體入口16，而出口孔28和出口連接件30形成流體出口26。連接槽道22從第一部分容積14導向第二部分容積24。
圖4示出了調節器部12在第一部分容積14和第二部分容積24周圍的部分的放大圖。在第一部分容積14內，具有密封體34和引導件36的兩部件式密封活塞32以可移動的方式設置在圓柱形閥引導件38內。密封體34具有密封面40，該密封面40包括密封環42。引導件36的後側插入密封體34。引導密封環44設置在密封體34和引導件36之間。引導件36的後側46面對第二部分容積24，並暴露於第二部分容積24的壓力。由於閥引導件38構造成使得閥引導件38對第二部分容積敞開，所以避免了死區。閥彈簧48在閉合方向上微弱地偏置密封體34。
第一部分容積14在底部處通過中間底座50與第二部分容積24隔離，並通過底座密封環52密封。
連接槽道22經過陶瓷嵌件23，該陶瓷嵌件23與密封環42相對地設置，與其一起形成閥。
工作活塞54以能夠沿著軸線Z-Z(圖2)移動的方式設置在缸25內部，並在背離其流體出口26的端部處封閉第二部分容積24。活塞杆56經過工作活塞54，延伸穿過連接槽道22，並能夠擱在密封體34的密封面40上。工作活塞54還具有前活塞盤58和後活塞盤60，這些活塞盤藉助於鎖緊螺母62緊固到工作活塞54上。用於將工作活塞密封在缸25的壁上的圓周唇形密封64設置在前活塞盤58和後活塞盤60之間。
圖2示出了調節器部12的總體構造設計。第一部分容積14和第二部分容積24大致形成在調節器殼體66內。該調節器殼體66在底部處被調節器底座68封閉，該調節器底座68與中間密封70一起連接到調節器殼體66上。蓋板72形成調節器殼體66的上端，用六個六角凹頭螺釘74將該蓋板72螺釘緊固到調節器殼體66上。蓋板72設有通孔76，該通孔76用於通過活塞杆56的後部引導工作活塞54，所述通孔具有滑動軸承78。
如從圖3所能看到的那樣，在活塞杆的後端處有與Z-Z軸線垂直地延伸的螺紋孔55，指示器螺釘57緊固到該螺紋孔55內。根據圖1，從外部能夠看到，指示器螺釘57以可移動的方式設置在缸套106中的狹槽內，從而能夠從指示器螺釘57讀取工作活塞54的位置。還能夠看到系統中是否存在氣泡。同樣在圖3中能夠看到缸25在工作活塞54的後部處具有帶有保護蓋82的壓力補償孔80，所述蓋用於在運輸期間的保護。在調節器起動時，通過壓力補償孔80使調節器部12的缸25供應有潤滑劑。
根據圖2，調整器活塞92設置在調整器部90中的調整缸93內部，並形成壓力室94的可變邊界，壓縮空氣源連接器96導入該壓力室94。調整器活塞92具有帶有軸向螺紋孔102的調整器活塞杆100，螺旋塞104擰入該軸向螺紋孔102的前端。調整器活塞92能夠通過螺旋塞104和活塞杆100對工作活塞54施加力。具有螺旋塞104的調整器活塞杆100部分地被缸套106包圍。藉助於拉伸彈簧112在壓力室94的方向上微弱地偏置調整器活塞92。
壓力室94能夠通過壓縮空氣源連接96供應有壓縮空氣，壓縮空氣源連接96包括壓縮空氣連接器114和壓縮空氣孔116。調整缸93位於殼體118內。在調節器部12的方向上，通過底座124封閉殼體118。在殼體118內，在底座124上方設置壓力補償孔126，用於平衡底座124與調整器活塞92之間的室128的壓力。
調整器部90和調節器部12通過柱螺栓130相互連接，這些柱螺栓130由四個螺帽緊固。
為了描述根據本發明的壓力調節器的功能操作，首先參考圖3，並且假設閥23、32相對於該圖是關閉的。該閥設置是可行的如果壓力室94中沒有壓力而且調整器活塞92因此能夠在彈簧112的偏置力下移動到其在殼體118中的上端擋，於是壓力室具有其最小容積，而且因為具有螺旋塞104的調整器活塞杆100因此與調節器部12中的工作活塞54的活塞杆56分開，從而閥彈簧48將工作活塞54升起一點，而密封體34與嵌件23之間的間隙由於閥彈簧48的偏置而關閉。
指示器螺釘57使得工作活塞54的該升起的位置對外部可見。
從圖4能夠看到，當閥關閉時，具有其密封面40和密封環42的密封體34密封在陶瓷嵌件23上。閥彈簧48使密封活塞32移動進入關閉位置並保持在該位置。
如果壓力室94中沒有壓力而且冷膠因此在壓力下通過流體入口16(圖2)送入第一部分容積14，而閥23、32在關閉位置，則在閥彈簧48的偏置力下的密封體34另外被冷膠壓力壓在陶瓷嵌件23上。因此增強了閥23、32的密封效果。在閥23、32的該關閉位置，第一部分容積14內的冷膠未到達第二部分容積24，因此在啟動該裝置時第二部分容積24處於無壓力和無冷膠的狀態。
如果現在通過壓縮空氣連接96給壓力室94供應處於預定義壓力的空氣以便開始操作，則在調整缸93中產生推動調整器活塞92向下(在附圖中)的調節力。該移動和該調節力通過螺旋塞104傳遞給活塞杆56，而且還通過移動工作活塞54傳遞給密封體34，從而克服閥彈簧48的力而打開閥23、32，並形成用於密封體34的端擋(endstop)，該端擋決定密封體34和嵌件23之間間隙的大小。
圖4中的放大剖面圖示出處於打開位置的閥23、32。當閥23、32打開時，通過泵(未示出)在恆定初壓下泵入第一部分容積14的冷膠經過密封環42和陶瓷嵌件23之間的間隙、然後經過連接槽道22進入第二部分容積24、並經過流體出口26前進到分送器頭(同樣未示出)。因此第一部分容積14中的冷膠壓力在第二部分容積24中同樣有效，因而還遠到這些分送器頭。分送器頭對冷膠的需求尤其取決於向其上分送冷膠的基片的進給速度。在分送器頭處通過例如壓縮空氣控制分送的量。根據基片的進給速度，在該實例中，比例閥將壓縮空氣供應給調整器部90的壓力室94。
在調節器部12內部，在閥23、32打開後，冷膠壓力不僅作用於密封活塞32的密封面40，而且作用於密封活塞32的引導件36的後側46。作用於密封活塞32的壓力大致衡消。作用在閉合方向上的力僅由閥彈簧48的偏置力引起；但是，比較起來彈簧的力較小。因此，僅用微小的力將密封體34壓在由活塞杆56形成的端擋上。前述間隙沒有減小到任何可察覺的程度。
冷膠壓力不僅作用於密封活塞32，而且作用於工作活塞54的前端59(在附圖中面向下)，特別是作用於工作活塞54的活塞盤58，從而該壓力對準由壓力室94內的壓縮空氣產生的調節力。
如果由於第二部分容積24內的冷膠壓力引起的作用於工作活塞54的力的大小超過調節力，這導致工作活塞54在圖4中的向上方向上的移動，從而導致前述端擋的移動。因此，具有密封體34的密封活塞32也在閉合方向上移動，使得密封環42和陶瓷嵌件23之間的間隙或排出孔在尺寸上減小。結果，從第一部分容積14進入第二部分容積24的冷膠流動被制動，使得第二部分容積24內的冷膠壓力不能維持從而減小。還發生的是工作活塞54的移動導致第二部分容積24的圓柱形部分24a的膨脹，從而對第二部分容積24內的壓力減小提供附加支撐。
然而，第二部分容積24內的冷膠壓力的減小也導致抵抗調節力的力的減小，所述力由也施加於工作活塞54的前側59的壓力產生。這意味著工作活塞54的移動同樣被抵抗，直到調節力與工作活塞54上的由第二部分容積24內的壓力產生的力之間存在平衡。然後第二部分容積24內的冷膠壓力與所述調節力成正比。
圖2圖解如何產生該調節力。圓柱形壓力室94能夠通過壓縮空氣連接96供應有壓縮空氣，壓縮空氣連接96包括壓縮空氣連接器114和壓縮空氣孔116。結果在壓力室94中建立的調整壓力因此作用於調整器活塞92的調整器活塞頭98，並導致在工作活塞54方向作用的調節力。如果所述調節力在強度上等於工作活塞54上的由第二部分容積24內的壓力產生的力，則產生平衡狀態。
彈簧112的力較小，而且特別是在不加壓狀態中處於更小的壓力。在所述平衡狀態中，圓柱形壓力室94內的調整壓力與第二部分容積24內的壓力之間的壓力比基本等於工作活塞54的前側59的有效表面與調整器活塞92的調整器活塞頭98的有效表面之間的面積比。在所示實施例中，該比例是1∶3，因此壓力室94內的一巴壓力能夠導致第二部分容積24內具有三巴壓力的冷膠。因此，藉助於調整缸93內的壓力形成第二部分容積24內的冷膠壓力及從而在分送器頭處的冷膠壓力。通過形成適合具體情況的面積比，能夠在第二部分容積24內直接使用分送器頭的氣動控制壓力來將調整器部設置成所需的壓力。
如果在塗敷過程期間停止冷膠的塗敷，或者如果必須大大減小分送的容積，例如在緊急停止時，從而使圓柱形壓力室94(圖2)內的調整壓力減小。這可以包括例如從6到1.5巴的減小。該減小導致調整器活塞92、同樣導致具有前述端擋的工作活塞54在附圖中的向上方向上移動。具有密封體34的密封活塞32然後在關閉位置的方向上跟隨該端擋。
如果調整缸內的空氣壓力減小到足夠大的程度，則第一部分容積14和第二部分容積24之間的連接中斷。在這種情況下，第二部分容積24內的冷膠壓力同樣下降。由於工作活塞54的移動，圓柱形部分24a導致第二部分容積24的增大。在該擴大的空間內能夠臨時存儲冷膠，所述冷膠由於分送過程停止(或制動)而積累在導向分送器頭的送膠管內，而且到目前為止已經使用排出閥排出到外部。該臨時存儲的結果是系統內的冷膠壓力因此減小；而且，當重新啟動分送器頭時，在分送器頭的流體入口處沒有處於過壓狀態的冷膠。
為了在分送中斷後再次開始分送，增大壓力室94(圖2)內的調整壓力。這導致調節力的相應增大，從而導致調整器活塞92在附圖中的向下移動，然後是具有前述端擋的工作活塞54的向下移動。該移動首先導致圓柱形部分24a內的第二部分容積24在尺寸上減小，從而導致第二部分容積24內部的壓力增大。在第二部分容積24內臨時存儲的液體冷膠因此被通過流體出口26壓出第二部分容積24，並立即可用於分送器頭。工作活塞54的所述移動也通過端擋導緻密封體34向打開位置移動。液體冷膠現在能夠再次從第一部分容積14流出到第二部分容積24中。
通過釋放存儲在圓柱形部分24a內的冷膠來激發從第二部分容積24到分送器頭的冷膠流動，通過冷膠從第一部分容積14進入第二部分容積24的隨後流動來維持該冷膠流動。然後用泵通過流體入口16輸送隨後需要的任何冷膠。
因此，通過根據本發明的壓力調節器10，能夠容易地將液體冷膠在分送器頭的入口處的操作壓力調整到所需值。同樣，採用根據本發明的壓力調節器，能夠以簡單和有益的方式執行對材料分送過程的中斷和重新啟動，而沒有不想要的峰值壓力。
權利要求
1.具有多個部分容積的壓力調節器，用於調節流體特別是粘合劑在消耗裝置的入口處的操作壓力，第一部分容積(14)能夠與流體源相連，而第二部分容積(24)能夠與該消耗裝置的流體入口相連，其特徵在於該第二部分容積具有可變大小的圓柱形部分(24a)、連接第一和第二部分容積的連接槽道(22)、設置在第一部分容積內用於打開和關閉該連接槽道的閥，所述閥具有嵌件(23)和可移動密封活塞(32)，該可移動密封活塞(32)的前端即密封區域(40)形成用於關閉連接槽道的密封體(34)，而該可移動密封活塞(32)的後端相對於第一部分容積封閉；工作活塞(54)設置在該圓柱形部分(24a)內用於改變圓柱形部分(24a)的容積，該工作活塞(54)具有面對圓柱形部分和密封活塞的前端(59)，並具有用於移動密封活塞的活塞杆(56)，所述活塞杆與密封活塞的前端接合，並形成密封活塞的端擋；密封活塞的後端和工作活塞的前端暴露於第二部分容積內的流體壓力；而且設置可移動調整器活塞(92)，能夠向該可移動調整器活塞(92)施加壓縮空氣，而且該可移動調整器活塞(92)與端擋相連，端擋決定閥在其關閉位置與其打開位置之間的打開程度。
2.根據權利要求1的壓力調節器，其特徵在於通過拉伸裝置特別是通過彈簧(48)將密封活塞(32)偏置在關閉位置。
3.根據前述權利要求中任一項權利要求的壓力調節器，其特徵在於通過拉伸裝置特別是通過彈簧(112)將調整器活塞(92)偏置在關閉位置。
4.根據前述權利要求中任一項權利要求的壓力調節器，其特徵在於為了將來自調整器活塞(92)的調整力傳遞給密封活塞(32)，設有調整器活塞杆(100)和活塞杆(56)，該調整器活塞杆(100)固定連接到調整器活塞上，該活塞杆(56)與調整器活塞分開並固定連接於工作活塞(54)；兩個活塞杆都能夠沿著公共軸線(Z-Z)移動；而且活塞杆(56)穿過工作活塞(54)，在遠離調整器活塞杆(100)的端部處伸出到工作活塞(54)之外，活塞杆(56)在該處形成用於密封體的端擋。
5.根據權利要求4的壓力調節器，其特徵在於活塞(56)的遠離調整器活塞杆(100)的所述端部穿過連接槽道(22)。
6.根據前述權利要求中任一項權利要求的壓力調節器，其特徵在於顯示裝置即指示器螺釘(57)設置在活塞(56)上，而且設置在能夠從壓力調節器的外側讀數的位置。
7.根據前述權利要求中任一項權利要求的壓力調節器，其特徵在於壓力調節器的氣動調整器部(90)與壓力調節器的液壓調節器部(12)的有效活塞面積處於預定比例特別是1∶3。
全文摘要
具有多個部分容積的壓力調節器，用於調節流體特別是粘合劑在消耗裝置的入口處的操作壓力，第一部分容積(14)能夠與流體源相連，而第二部分容積(24)能夠與該消耗裝置的流體入口相連，其中該第二部分容積(24)具有可變大小的圓柱形部分(24a)、連接第一部分容積(14)和第二部分容積(24)的連接槽道(22)、設置在第一部分容積內用於打開和關閉該連接槽道的閥，所述閥具有嵌件(23)和可移動密封活塞(32)，該可移動密封活塞(32)的前端形成用於關閉連接槽道的密封體(34)，而該可移動密封活塞(32)的後端密封在第一部分容積上。工作活塞(54)設置在該圓柱形部分(24a)內用於改變圓柱形部分(24a)的容積，該工作活塞(54)具有面對圓柱形部分和密封活塞的前端(59)，並具有用於移動密封活塞的活塞杆(56)，所述活塞杆(56)與密封活塞的前端(59)接合，並形成密封活塞的端擋。密封活塞的後端和工作活塞的前端暴露於第二部分容積(24)內的流體壓力，同時設置可移動調整器活塞(92)，能夠向該可移動調整器活塞(92)施加壓縮空氣，而且可移動調整器活塞(92)與決定閥在其關閉位置及其打開位置之間打開程度的端擋相連。
文檔編號B05C11/10GK1812847SQ200480018513
公開日2006年8月2日 申請日期2004年7月6日 優先權日2003年7月14日
發明者維克託·德萊烏 申請人:諾信公司