相關(guān)申請

本申請要求2015年1月22日提交的序列號為62/106,356的美國臨時(shí)申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用并入本文，如在本文中完全闡述一樣。

本申請為2013年12月13日提交的序列號為pct/us13/75064的國際申請、2014年2月28日提交的序列號為pct/us14/19210的國際申請、2014年3月18日提交的序列號為pct/us14/31000的國際申請和2014年8月26日提交的序列號為pct/us14/52639的國際申請的部分繼續(xù)申請，并要求其優(yōu)先權(quán)。所有前述的公開內(nèi)容通過引用并入本文，如在本文中完全闡述一樣。

所有以下專利的公開內(nèi)容以全文引用的方式并入本文，如在本文中完全闡述一樣：美國專利no.5,894,025、美國專利no.6,062,840、美國專利no.6,294,122、美國專利no.6,309,208、美國專利no.6,287,107、美國專利no.6,343,921、美國專利no.6,343,922、美國專利no.6,254,377、美國專利no.6,261,075、美國專利no.6,361,300(7006)、美國專利no.6,419,870、美國專利no.6,464,909(7031)、美國專利no.6,599,116、美國專利no.7,234,929(7075us1)、美國專利no.7,419,625(7075us2)、美國專利no.7,569,169(7075us3)、2002年8月8日提交的申請序列號為10/214,118的美國專利(7006)、美國專利no.7,029,268(7077us1)、美國專利no.7,270,537(7077us2)、美國專利no.7,597,828(7077us3)、2000年10月30日提交的申請序列號為09/699,856的美國專利(7056)、2002年10月11日提交的申請序列號為10/269,927的美國專利(7031)、2000年2月15日提交的序列號09/503,832的美國申請(7053)、2000年9月7日提交的序列號為09/656,846的美國申請(7060)、2001年12月3日提交的序列號為10/006,504的美國申請(7068)、2002年3月19日提交的序列號為10/101,278的美國申請(7070)和國際申請pct/us2011/062099和pct/us2011/062096。

背景技術(shù)：

已被用于在各種環(huán)境和應(yīng)用中使用的注射成型系統(tǒng)具有流體分配閥系統(tǒng)，此流體分配閥系統(tǒng)含有比例控制閥系統(tǒng)，其中該閥系統(tǒng)包括流體閥本身和供給閥系統(tǒng)的流體歧管，該閥系統(tǒng)安裝在安裝有加熱流體分配熱流道或歧管的注射成型系統(tǒng)的熱半模空間或區(qū)域的外部。諸如在國際申請pct/us11/062099和pct/us11/062096中公開的系統(tǒng)，其有意地將致動(dòng)器安裝在遠(yuǎn)離加熱歧管室的延伸距離處或加熱歧管被安裝或設(shè)置于其內(nèi)部空間，以便保護(hù)閥的完整性，但該閥系統(tǒng)通常不能對驅(qū)動(dòng)流體的供應(yīng)反應(yīng)作出即時(shí)、快速或迅速的致動(dòng)器響應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明，提供了一種注射成型裝置(10)，包括：

加熱歧管(16)，該加熱歧管(16)從注射成型機(jī)(4)接收注射流體材料(2)，加熱歧管(16)將注射流體引導(dǎo)至流體輸送通道(18a)，流體輸送通道(18a)延伸并在注射壓力下將注射流體材料輸送至型腔(22)的澆口(12g)，

一個(gè)或多個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)，每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)分別與對應(yīng)的閥銷(21la、211b)互相連接，通過通向與型腔(22)連通的下游終端澆口(12g)的流動(dòng)通道(18a)，對應(yīng)的閥銷(21la、210b)被安裝用于往復(fù)上游-下游驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(ud)，

殼體，該殼體包括一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)，該一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)被布置形成其中安裝有加熱歧管(16)的由一個(gè)或多個(gè)金屬板限定的歧管室(208)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)安裝在歧管室(208)內(nèi)或來自所述歧管室(208)內(nèi)部的至少約一英尺內(nèi)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器為互連至比例控制閥(213a、213b、213c)的流體驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)比例控制閥安裝在歧管室(208)內(nèi)或具有與對應(yīng)的流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)的對應(yīng)的流體流動(dòng)端口(210p1、210p2)在大約一英尺內(nèi)互相連接的流體流動(dòng)端口(213p1、213p2)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)經(jīng)由流體分配歧管(310)互連至壓縮流體源(300)。

流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器優(yōu)選為氣體驅(qū)動(dòng)或氣動(dòng)致動(dòng)器，并且比例控制閥優(yōu)選為氣動(dòng)閥，并且壓縮流體源優(yōu)選為壓縮氣體源。

每個(gè)比例控制閥通常互連至控制器(16)，控制器(16)根據(jù)從控制器輸入到比例控制閥的驅(qū)動(dòng)器的電功率、電壓、電流強(qiáng)度或能量的程度可控地改變每個(gè)比例控制閥與相應(yīng)的互連致動(dòng)器之間的流體流動(dòng)程度。

每個(gè)比例控制閥具有機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件，其根據(jù)機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)程度成比例地改變閥和相應(yīng)的互連致動(dòng)器之間的流體流動(dòng)程度。

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器通常具有互連至相應(yīng)互連閥的一個(gè)或多個(gè)對應(yīng)連通端口的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)室端口，驅(qū)動(dòng)室端口和互連閥的對應(yīng)互連連通端口之間的距離小于或等于約一英尺。

流體分配歧管(310)可設(shè)置于歧管室(208)內(nèi)。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種執(zhí)行注射循環(huán)的方法，包括將注射流體材料從注射成型機(jī)注射到如上所述的注射成型裝置中，該方法包括將注射流體注入加熱歧管和型腔中，并在型腔內(nèi)形成一零件。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種執(zhí)行注射循環(huán)的方法，包括從注射成型裝置(10)進(jìn)行注射流體材料注射，所述注射成型裝置包括：

加熱歧管(16)，該加熱歧管(16)其從注射成型機(jī)(4)接收注射流體材料(2)，加熱歧管(16)將注射流體引導(dǎo)至流體輸送通道(18a)，流體輸送通道(18a)延伸并在注射壓力下將注射流體材料輸送至型腔(22)的澆口(12g)，

一個(gè)或多個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)，每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)分別與對應(yīng)的閥銷(21la、211b)互相連接，通過通向與型腔(22)連通的下游終端澆口(12g)的流動(dòng)通道(18a)，對應(yīng)的閥銷(21la、210b)被安裝用于往復(fù)上游-下游驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(ud)，

該方法包括：

將加熱歧管安裝在包括一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)的殼體內(nèi)，該一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)被布置形成由一個(gè)或多個(gè)金屬板限定的歧管室(208)，

將每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)安裝在歧管室(208)內(nèi)或來自所述歧管室(208)內(nèi)部的至少約一英尺內(nèi)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器為互連至比例控制閥(213a、213b、213c)的流體驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)比例控制閥安裝在歧管室(208)內(nèi)或具有與對應(yīng)的流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)的對應(yīng)的流體流動(dòng)端口(210p1、210p2)在大約一英尺內(nèi)互相連接的流體流動(dòng)端口(213p1、213p2)，

將每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)經(jīng)由流體分配歧管(310)互連至壓縮流體源(300)，以及

將注射流體注入加熱歧管和型腔中，并在型腔內(nèi)形成一零件。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種注射成型裝置(10)，包括：

加熱歧管(16)，該加熱歧管(16)其從注射成型機(jī)(4)接收注射流體材料(2)，加熱歧管(16)將注射流體引導(dǎo)至流體輸送通道(18a)，流體輸送通道(18a)延伸并在注射壓力下將注射流體材料輸送至型腔(22)的澆口(12g)，

殼體，該殼體包括一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)，該一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)被布置形成其中安裝有加熱歧管(16)的由一個(gè)或多個(gè)金屬板限定的歧管室(208)，

一個(gè)或多個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)，每個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)分別與對應(yīng)的閥銷(21la、211b)互相連接，對應(yīng)的閥銷(21la、211b)安裝用于通過通向與型腔(22)連通的下游終端澆口(12g)的流動(dòng)通道(18a)往復(fù)上游-下游驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(ud)，

每個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)安裝在歧管室(208)約一英尺內(nèi)，

每個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)為互連至氣動(dòng)比例控制閥的流體驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)氣動(dòng)比例控制閥安裝在歧管室(208)內(nèi)或在相應(yīng)的與氣動(dòng)比例控制閥互連的氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的約一英尺內(nèi)，

每個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)經(jīng)由流體分配歧管(310)互連至壓縮流體源。

每個(gè)氣動(dòng)比例控制閥通常互連至控制器，控制器根據(jù)從控制器輸入到氣動(dòng)比例控制閥的驅(qū)動(dòng)器的電功率、電壓、電流強(qiáng)度或能量的程度可控地改變每個(gè)氣動(dòng)比例控制閥與相應(yīng)的互連氣動(dòng)致動(dòng)器之間的氣體流動(dòng)程度。

每個(gè)氣動(dòng)比例控制閥可具有機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件，其根據(jù)機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)程度成比例地改變閥和相應(yīng)的互連致動(dòng)器之間的氣體流動(dòng)程度。

每個(gè)氣體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器通常具有互連至相應(yīng)互連閥的一個(gè)或多個(gè)對應(yīng)連通端口的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)室端口，驅(qū)動(dòng)室端口和互連閥的對應(yīng)互連連通端口之間的距離小于或等于約一英尺。

流體分配歧管優(yōu)選設(shè)置在歧管室內(nèi)。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種執(zhí)行注射循環(huán)的方法，包括根據(jù)如上所述的裝置將注射流體材料從注射成型機(jī)注入到該裝置中，該方法包括將注射流體注入加熱歧管和型腔中，并在型腔內(nèi)形成一零件。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種注射成型裝置，包括：

加熱歧管(16)，該加熱歧管(16)從注射成型機(jī)(4)接收注射流體材料(2)，加熱歧管將注射流體引導(dǎo)至流體輸送通道(18a)，流體輸送通道(18a)延伸并在注射壓力下將注射流體材料輸送至型腔(22)的澆口(12g)，

殼體，該殼體包括一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)，該一個(gè)或多個(gè)金屬板(202a、202b、204a、204b、206)被布置形成其中安裝有加熱歧管的由一個(gè)或多個(gè)金屬板限定的歧管室(208)，

一個(gè)或多個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)，每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)分別與對應(yīng)的閥銷(21la、211b)互相連接，通過通向與型腔連通的下游終端澆口的流動(dòng)通道(18a)，對應(yīng)的閥銷(21la、210b)被安裝用于往復(fù)上游-下游驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)(ud)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)安裝在歧管室內(nèi)或至少約一英尺內(nèi)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)為互連至比例控制閥的流體驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)比例控制閥安裝在歧管室(208)內(nèi)或在相應(yīng)的與比例控制閥互連的流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器的約一英尺內(nèi)，

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器(210a、210b)經(jīng)由流體分配歧管(310)互連至壓縮流體源，

閥銷互連至一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，并具有可沿驅(qū)動(dòng)路徑驅(qū)動(dòng)的頂端，驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置、第二位置和第三位置之間延伸，在第一位置處，閥銷的頂端阻塞第一澆口以阻止注射流體材料流入型腔，第二位置位于第一位置上游，其中閥銷的頂端沿在第一位置和第二位置之間延伸的驅(qū)動(dòng)路徑的長度的至少一部分限制注射流體通過第一澆口的流動(dòng)，第三位置位于第二位置上游，在第三位置處，注射流體材料自由流過第一澆口，而不受銷的頂端的限制，

一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器和對應(yīng)的閥銷通過對應(yīng)的比例控制閥以可控的行進(jìn)速率平移地被驅(qū)動(dòng)，該比例控制閥在起始位置、一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置和高驅(qū)動(dòng)率位置之間可控地調(diào)節(jié)，當(dāng)對應(yīng)的比例控制閥處于一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置時(shí)，一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器以一個(gè)或多個(gè)中間行進(jìn)速率被驅(qū)動(dòng)上游，當(dāng)對應(yīng)的比例控制閥處于高驅(qū)動(dòng)率位置時(shí)，一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器以比一個(gè)或多個(gè)中間行進(jìn)速率更高的行進(jìn)速率被驅(qū)動(dòng)上游；

該裝置包括控制器，該控制器命令對應(yīng)的比例控制閥驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器和對應(yīng)的閥銷，從起始位置連續(xù)上游到第二位置，然后至第三位置；

控制器包括指令，該指令命令對應(yīng)的比例控制閥從起始位置移動(dòng)到一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置，并且隨后在控制器接收到來自位置傳感器的指示閥銷已達(dá)到第二位置的信號時(shí)，或經(jīng)過預(yù)定量的時(shí)間后，從一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置移動(dòng)到高驅(qū)動(dòng)率位置。

在本發(fā)明的另一方面，提供了一種執(zhí)行注射循環(huán)的方法，包括將注射流體材料從注射成型機(jī)注入到如上所述的裝置中，該方法包括將注射流體注入加熱歧管和型腔中，并在型腔內(nèi)形成一零件。

附圖說明

結(jié)合附圖并參考以下描述可更好地理解本發(fā)明的上述以及進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，其中：

圖1為比例定向控制閥和相關(guān)的致動(dòng)器的布置的一個(gè)實(shí)施例的示意性剖視圖，其全部設(shè)置在其中設(shè)置有加熱歧管的封閉空間或封閉室內(nèi)，其中對閥進(jìn)行供給的流體分配歧管設(shè)置在歧管室的外部；

圖1a為本發(fā)明的一實(shí)施例的示意性側(cè)面剖視圖，其與圖1的實(shí)施例相似，其中流體分配歧管也設(shè)置在歧管室內(nèi)；

圖1b為本發(fā)明的一實(shí)施例的示意性側(cè)面剖視圖，其與圖1、圖1b的實(shí)施例相似,其中系統(tǒng)的致動(dòng)器之一設(shè)置在歧管室的完全封閉空間的外部，但仍設(shè)置在與其相關(guān)的致動(dòng)器的約一英尺內(nèi)，使得當(dāng)閥口打開以與致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)室連通時(shí)，致動(dòng)器的活塞對離開閥的輸出端口的壓縮流體的反應(yīng)時(shí)間是即時(shí)的，沒有任何實(shí)質(zhì)的延遲動(dòng)作；

圖2為本發(fā)明的一實(shí)施例的示意性剖視圖，其示出了設(shè)置在歧管室的延伸空間中的致動(dòng)器和可選擇安裝的閥，包括一個(gè)完全安裝在歧管室內(nèi)的閥和安裝在致動(dòng)器大約一英尺內(nèi)的可選擇地互連至致動(dòng)器的可選擇閥；

圖3為比例控制閥的現(xiàn)有技術(shù)典型布置的示意圖，該比例控制閥設(shè)置在歧管室的外部并且互連至設(shè)置在歧管室內(nèi)的距離超過約一英尺的對應(yīng)相連致動(dòng)器；

圖4為設(shè)置在歧管室內(nèi)的多個(gè)比例控制閥的示意圖，其雙雙安裝在并且互連至同樣設(shè)置在歧管室內(nèi)的對應(yīng)致動(dòng)器；

圖5為本發(fā)明的示意圖，其中多個(gè)比例控制閥與其對應(yīng)的致動(dòng)器一起設(shè)置在歧管室內(nèi)，閥未安裝在致動(dòng)器上，并且流體分配歧管安裝在歧管室外部；

圖6為本發(fā)明的示意圖，其與圖5相似，除了流體分配歧管安裝在歧管室內(nèi)；

圖5c為圖5a的部件的側(cè)剖視圖，示出了在注射循環(huán)結(jié)束時(shí)設(shè)置在關(guān)閉的澆口的下游位置處的閥銷；

圖6為閥噴嘴內(nèi)的注射流體壓降的示意圖，其相對于閥銷的位置具有如圖5a-5c所示的配置，閥銷的零位為圖5a所示的位置；

圖7a和7b示出了錐形端閥銷在各個(gè)時(shí)間的位置，以及在如圖7a中的起始關(guān)閉位置與各上游打開位置之間的多個(gè)位置，rp表示可選擇的路徑長度，在rp中，銷從澆口關(guān)閉位置向上游抽出至打開位置的速度相對于當(dāng)液體壓縮時(shí)閥銷在不受控制的速度路徑fov上向上游運(yùn)動(dòng)時(shí)通常是(通過可控限流器來)減小的；

圖8為典型的氣動(dòng)閥組件的側(cè)面剖視圖，改氣動(dòng)閥組件可用作圖1-6注射系統(tǒng)實(shí)施例中的高精度氣動(dòng)比例流量控制閥。

具體實(shí)施方式

圖1、1a、1b示出了一種注射成型裝置10，包括加熱歧管16，加熱歧管16從注射成型機(jī)4接收注射流體材料2，具有流體分配通道16a的加熱歧管16將注射流體2引導(dǎo)至一個(gè)或多個(gè)流體輸送通道18a，一個(gè)或多個(gè)流體輸送通道18a延伸并在注射壓力下將注射流體材料輸送至型12腔22的澆口12g。該裝置包括殼體200，殼體200包括一個(gè)或多個(gè)金屬板，該一個(gè)或多個(gè)金屬板包括一個(gè)或多個(gè)頂部夾板202a、202b、間隔板或安裝板204a、204b、和安裝板206，他們被共同布置形成為其中安裝有加熱歧管16的由一個(gè)或多個(gè)金屬板202a、202b、204a、204b、206限定的封閉歧管室208。該裝置包括一個(gè)或多個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b，每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b分別與對應(yīng)的閥銷21la、211b互相連接，對應(yīng)的閥銷21la、211b安裝用于通過通向與型12腔22連通的下游終端澆口12g的下游噴嘴18流動(dòng)通道18a往復(fù)上游-下游ud驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b完全安裝在歧管室208內(nèi)或至少約一英尺內(nèi)。

經(jīng)由管道或一些其它的密封的端口到端口連接件210c，每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b流體密封地驅(qū)動(dòng)互連至比例控制閥21a3、213b，每個(gè)比例控制閥完全安裝在歧管室208內(nèi)或在與比例控制閥213a、213b互連的相應(yīng)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b的大約一英尺內(nèi)。每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b經(jīng)由流體分配歧管310互連至壓縮流體源300。

本文所描述的“比例控制閥”是指與壓縮流體源互連的氣體或其它流體流量控制閥，其具有機(jī)械活動(dòng)構(gòu)件，其根據(jù)機(jī)械構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)程度或速度，成比例地改變流出所述閥的流體的流速。機(jī)械構(gòu)件可通過根據(jù)可控施加的電流、電壓、電流強(qiáng)度、電阻等可控變化的電能驅(qū)動(dòng)來靈活地控制運(yùn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)或線性行進(jìn))的選定程度，或如下面參照圖8所示和描述的比例閥的示例。

閥銷18a、18b互連至對應(yīng)的致動(dòng)器210a、210b，并具有可沿驅(qū)動(dòng)路徑驅(qū)動(dòng)的頂端1142，驅(qū)動(dòng)路徑在第一位置gc、第二位置cop、cop2和第三位置eos之間延伸，在第一位置gc處，閥銷18a的頂端1142阻塞第一澆口12g以阻止注射流體2的材料流入型腔22，第二位置cop、cop2位于第一位置gc上游，其中閥銷211a、211b的頂端1142沿在第一位置gc和第二位置cop、cop2之間延伸的驅(qū)動(dòng)路徑的長度的至少一部分rp、rp2限制注射流體2通過澆口12g的流動(dòng)，第三位置eos位于第二位置上游，在第三位置eos處，注射流體材料2自由流過澆口12g，而不受銷211a、211b的頂端1142的限制。一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器210a、210b和對應(yīng)的閥銷211a、211b通過對應(yīng)的比例控制閥213a、213b以可控的行進(jìn)速率平移地被驅(qū)動(dòng)，該比例控制閥213a、213b在起始位置、一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置和高驅(qū)動(dòng)率位置之間可控地調(diào)節(jié)，當(dāng)對應(yīng)的比例控制閥213a、213b處于一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置時(shí)，以一個(gè)或多個(gè)中間行進(jìn)速率往上游驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器210a、210b；當(dāng)對應(yīng)的比例控制閥210a、210b處于高驅(qū)動(dòng)率位置時(shí)，以比一個(gè)或多個(gè)中間行進(jìn)速率更高的行進(jìn)速率往上游驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器210a、210b。

該裝置可包括控制器16，該控制器16命令一個(gè)或多個(gè)比例控制閥213a、213b、213c驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b和對應(yīng)的閥銷，從起始位置gc連續(xù)上游到第二位置cop、cop2，然后至第三位置eos。控制器包括指令，該指令命令比例控制閥從其起始位置移動(dòng)到一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置，并且隨后在控制器16接收到來自位置傳感器400的指示閥銷已達(dá)到第二位置cop、cop2的信號時(shí)，或從閥銷211a、211b首次從其初始起始位置gc上游撤出之后經(jīng)過預(yù)定量的時(shí)間，從其一個(gè)或多個(gè)中間驅(qū)動(dòng)速率位置移動(dòng)到高驅(qū)動(dòng)率位置。

如圖1a、1b、2、4-6所示，該裝置包括歧管16，歧管16通常被加熱到超過300度f的高溫。歧管16通常與其相關(guān)的熱流道部件一起安裝在注射成型機(jī)的固定模板上，該相關(guān)的熱流道部件可包括頂部夾板202a、202b、間隔板或安裝板204a、204b以及一個(gè)或多個(gè)其它設(shè)置于下游安裝板或模板，例如，金屬板206。這些金屬板202a、202b、204a、204b、206的共同布置通常被配置為使得特殊加熱歧管或熱流道16被封閉在這些板之間的封閉或部分封閉的空氣室208內(nèi)，該空氣室208被由金屬歧管16產(chǎn)生的熱量加熱。流體供應(yīng)300遠(yuǎn)程安裝在外部并且遠(yuǎn)離密封室208的加熱空間209，使得空間209不被導(dǎo)電空氣與歧管16或由板202a、202b、204a、204b、206限定的空氣空間208接觸而顯著加熱。

如圖所示，致動(dòng)器210a、210b等通常安裝在(圖1、1a、1b)加熱歧管16上或緊鄰加熱歧管，使得致動(dòng)器也完全或基本上部分地設(shè)置在由板形成的室208內(nèi)。

比例控制閥213a、213b、213c也完全安裝在室208的空氣空間內(nèi)，或者安裝在室28內(nèi)的對應(yīng)互連致動(dòng)器的至少約一英尺(見圖1b中的d或圖2中的x、y)內(nèi)。

在圖2的示例中，致動(dòng)器210a安裝在由設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)頂部夾板202a、202b中的凹部或凹槽形成的室208的延伸空間208a內(nèi)。

因此，圖1、1a、1b、2、4、5和6均示出了各種布置，其中比例控制閥被安裝或設(shè)置在歧管室208內(nèi)或者設(shè)置在致動(dòng)器的至少約一英尺內(nèi)與致動(dòng)器流體連接，而致動(dòng)器本身設(shè)置在封閉的加熱歧管室208內(nèi)。

每個(gè)流體驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器210a、210b優(yōu)選地具有一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)室端口210p1、210p2，其互連至相應(yīng)的互連閥(例如，圖1b的閥213b)的一個(gè)或多個(gè)對應(yīng)的連通端口213p1、213p2，驅(qū)動(dòng)室端口210p1、210p2和互連閥213a、213b、213c的對應(yīng)互連連通端口213p1、213p2之間的距離(圖1b中的d或圖2中的x、y)小于或等于約一英尺。因此，盡管如圖1b所示的閥213b或圖2所示的閥213c未完全設(shè)置或安裝在加熱歧管室208內(nèi)，但是閥可被安裝為使得其流體端口213p1、213p2流體連接和設(shè)置在距離致動(dòng)器的相關(guān)連接端口210p1、210p2大約一英尺或更小的范圍內(nèi)。

圖7a-7b示出了錐形端閥銷在各個(gè)時(shí)間的位置以及在如圖7a中的起始關(guān)閉位置與各上游打開位置之間的位置，rp表示可選擇的路徑長度，在rp表示的路徑長度中，相對于當(dāng)液體壓縮時(shí)閥銷在不受控制的速度路徑fov上向上游運(yùn)動(dòng)時(shí)通常具有的速度，銷從澆口關(guān)閉位置向上游抽出至打開位置的速度(通過可控限流器)減小。

優(yōu)選地，閥銷和澆口構(gòu)造成或適于彼此配合，以在閥銷的頂端行進(jìn)經(jīng)過速度受限制路徑rp的過程中限制并改變流體材料流1153(圖3a-3b、圖4a-4b)的速率。更通常地，如圖3a、圖3b所示，銷1041、1042的端部1142的徑向頂端表面1155為圓錐形或錐形，且銷表面1155意在與其配合的澆口1254的表面與圓錐形或錐形構(gòu)造互補(bǔ)。替代地，如圖4a、圖4b所示，銷1041、1042的頂端1142的徑向表面1155可為圓柱形構(gòu)造，且澆口可具有互補(bǔ)的圓柱形表面1254，當(dāng)銷1041處于下游澆口關(guān)閉位置時(shí)，圓柱形表面1254與頂端表面1155配合將澆口34關(guān)閉。在任何實(shí)施例中，銷1041的頂端1142的徑向表面1155在頂端1142通過并沿受限流動(dòng)路徑rp行進(jìn)的長度上形成受限流動(dòng)通道1154，受限流動(dòng)路徑rp相對于銷1041、1042處于澆口完全打開位置時(shí)(即當(dāng)銷1041的頂端1142已行進(jìn)至或超出受限流動(dòng)路徑rp的長度時(shí))限制或減小流體材料流1153的流量或速率，受限流動(dòng)路徑rp為例如圖5a-5c中的向上游行進(jìn)4毫米的位置。

在一個(gè)實(shí)施例中，隨著銷1041的頂端1142繼續(xù)從澆口關(guān)閉位置gc(如圖3a、4a中所示)向上游行進(jìn)通過路徑rp的長度(即行進(jìn)預(yù)定時(shí)間量的路徑)，流體材料流1153通過限制間隙1154并通過澆口34進(jìn)入型腔30的速率從澆口關(guān)閉gc位置處的0持續(xù)增大至銷的頂端1142到達(dá)圖5a-5d中的位置fop(完全打開位置)時(shí)的最大流速，在位置fop，銷不再限制注射成型材料流動(dòng)通過澆口。在這種實(shí)施例中，當(dāng)銷頂端1142到達(dá)圖5a、圖5b中的fop(完全打開)位置，預(yù)定時(shí)間量結(jié)束時(shí)，液壓系統(tǒng)立即以通常最大速度fov(完全打開速度)驅(qū)動(dòng)銷1041，以便限制閥600打開至100％完全打開。

在替代實(shí)施例中，當(dāng)以減小的速度驅(qū)動(dòng)銷的預(yù)定時(shí)間已經(jīng)結(jié)束并且頂端1142已到達(dá)受限流動(dòng)路徑rp2的末端，頂端1142可以無需處于流體流1153不再受限制的位置。在這種替代實(shí)施例中，當(dāng)銷已到達(dá)銷1041以更高通常為最大上游速度fov受驅(qū)動(dòng)的切換位置cop2時(shí)，流體流1153可仍被限制成低于最大流量。在3b、圖4b示例中所示的替代示例中，當(dāng)銷已以減小的速度行進(jìn)預(yù)定路徑長度，且頂端1142已到達(dá)切換點(diǎn)cop時(shí)，銷1041的頂端1142(及其徑向表面1155)不再限制流體材料流1153通過間隙1154的速率，這是因?yàn)殚g隙1154已增大至不再將流體流1153限制為低于材料流1153的最大流速的尺寸。因此，在圖3b所示的一個(gè)示例中，注射材料流1153在頂端1142的上游位置cop達(dá)到最大流速。在圖3b、圖4b所示的另一個(gè)示例中，可在較短的路徑rp2以減小的速度驅(qū)動(dòng)銷1041，該較短的路徑rp2小于受限成型材料流動(dòng)路徑rp的整個(gè)長度，且可在較短受限路徑rp2的末端cop2處將銷1041的速度切換至更高或最大速度fov。在圖5a、5b的示例中，上游fop位置分別距澆口關(guān)閉位置大約4mm和5mm。圖5c、圖5d示出了其它替代上游fop位置。

在圖4b所示的另一個(gè)替代實(shí)施例中，可驅(qū)動(dòng)且可命令以減小的或小于最大速度的速度驅(qū)動(dòng)銷1041較長的具有上游部分ur的路徑長度rp3，在上游部分ur處注射流體成型材料的流動(dòng)不受限制，但以對于給定注射成型系統(tǒng)而言的最大速率流動(dòng)通過澆口34。在該圖4b的示例中，銷1041的速度或驅(qū)動(dòng)速率未改變，直至銷1041的頂端或致動(dòng)器941已到達(dá)轉(zhuǎn)換位置cop3。如在其它實(shí)施例中，位置傳感器感測閥銷1041或關(guān)聯(lián)的部件已行進(jìn)了路徑長度rp3或已到達(dá)選定路徑長度的末端cop3，控制器接收并處理這種信息，且命令驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以更高的通常為最大的速度向上游驅(qū)動(dòng)銷1041。在另一個(gè)替代實(shí)施例中，可在從澆口關(guān)閉位置gc直至行程末端eos位置的注射循環(huán)期間，以減小的或小于最大速度的速度驅(qū)動(dòng)銷1041通過銷的整個(gè)行進(jìn)路徑，控制器16被編程為命令致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在整個(gè)關(guān)閉gc至完全打開eos循環(huán)的時(shí)間段或路徑長度以一個(gè)或多個(gè)減小的速度進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

在圖5a至圖5d的示例中，fov為100毫米/秒。通常，當(dāng)以減小的速度驅(qū)動(dòng)銷1041的時(shí)間段或已結(jié)束，且銷頂端1142已到達(dá)位置cop、cop2時(shí)，限制閥600打開至100％完全打開速度fov位置，以便以液壓系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器941、942的最大行進(jìn)速度或速率驅(qū)動(dòng)銷1041、1042。替代地，可以小于最大速度的預(yù)選fov速度驅(qū)動(dòng)銷1041、1042，當(dāng)限制閥600完全打開時(shí)，該預(yù)選fov速度能夠驅(qū)動(dòng)銷，其大于在通過路徑rp、rp2至cop、cop2位置的過程中驅(qū)動(dòng)銷的選定減小速度。

在預(yù)定的減小速度驅(qū)動(dòng)時(shí)間結(jié)束時(shí)，通常進(jìn)一步向上游驅(qū)動(dòng)銷1041、1042越過cop、cop2位置至最大行程末端eos位置。上游cop、cop2位置位于銷的頂端1142的最大上游行程末端eos打開位置的下游。路徑rp或rp2的長度通常在大約2毫米至大約8毫米之間，更通常地在大約2毫米至大約6毫米之間，最通常地在大約2毫米至大約4毫米之間。實(shí)際上，銷1041、1042的最大上游(行程末端)打開位置eos在從澆口關(guān)閉位置gc向上游的大約8毫米至大約18英寸的范圍內(nèi)。

控制器16包括處理器、存儲器、用戶接口以及電路和/或指令，其接收并執(zhí)行使用者輸入的最大閥開度的百分比、輸入電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以打開和關(guān)閉限制閥的最大電壓或電流的百分比、用于以選定的閥開度和減小的速度驅(qū)動(dòng)閥銷的持續(xù)時(shí)間。

圖8示出了比例控制閥500的一個(gè)實(shí)施例，其可用作上述示例中的比例控制閥213a、213b、213c。在圖8中，閥總成500包括閥芯700，閥芯700具有閥芯頭540、550、560，閥芯頭540、550、560具有各自的外圓周閥芯頭表面hs1、hs2、hs3。氣缸505的各個(gè)內(nèi)界面表面cs被機(jī)加工成緊公差，以便于在各閥芯頭的閥芯頭表面hs1、hs2、hs3與氣缸505的內(nèi)壁表面cs的鄰近相對著的表面之間的界面is處形成1-10微米范圍內(nèi)的微間隙，從而避免在這種表面的界面is之間或界面is處使用單獨(dú)的流體密封，例如聚合物材料層。這種避免在界面is處使用單獨(dú)的流體密封，減小了界面處的摩擦，使閥芯700能夠更快地響應(yīng)由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)600、610施加的力，其中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)600、610驅(qū)動(dòng)閥芯以在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)610的激勵(lì)下側(cè)向a行進(jìn)。

圖8的閥以美國專利no.5,960,831中所示及所描述的閥的相同的方式工作，其公開內(nèi)容通過引用并入本文，如在本文中完全闡述一樣。閥芯700由電磁體600和相關(guān)聯(lián)的極構(gòu)件驅(qū)動(dòng)，所述極構(gòu)件與安裝在閥芯的端部570上的線圈610相互進(jìn)行電磁作用以平移地驅(qū)動(dòng)閥芯a。閥芯700側(cè)向且平移地受驅(qū)動(dòng)，不產(chǎn)生任何由于與另一物體接合或互相連接產(chǎn)生的摩擦，諸如如果閥芯700與活動(dòng)機(jī)械物體如電機(jī)的軸或連接器、套管、螺桿、螺栓、滾珠軸承、支撐軸承或其它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)互相連接將產(chǎn)生摩擦那樣，閥芯700可滑動(dòng)地受到支撐，用于僅通過表面hs1、hs2和hs3與氣缸505的內(nèi)壁表面cs的接合而在氣缸505內(nèi)受驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行側(cè)向運(yùn)動(dòng)ls。

如圖8所示，閥總成500包括滑閥構(gòu)件700，包括并配置為末梢軸凸起570、閥芯頭540、550、560及位于閥芯頭之間的凹部和密封氣缸505的形式。滑閥構(gòu)件700在氣缸505的內(nèi)部可滑動(dòng)地受驅(qū)動(dòng)，氣缸505的內(nèi)壁表面cs形成為具有基本上分別與閥芯頭540、550、560的外圓周表面hs1、hs2、hs3的外直徑相同的直徑。閥芯頭540、550、560的外表面hs1、hs2、hs3彼此一體成形，使得在閥芯頭540、550、560和氣缸505的內(nèi)壁表面cs與表面hs1、hs2、hs3的界面之間沒有設(shè)置其它的材料，以形成密封防止加壓氣體沿著或通過界面流動(dòng)。

滑閥構(gòu)件700能夠沿其軸sa側(cè)向往復(fù)l受驅(qū)動(dòng)ls，且取決于構(gòu)件700的精確側(cè)向位置l。閥芯頭540、550、560相對于氣缸外殼504、505中的流動(dòng)端口或孔cp1、cp2的精確側(cè)向位置l決定了至致動(dòng)器210a、210b的氣體驅(qū)動(dòng)室和從其中輸出的壓縮氣體往復(fù)200、300的流動(dòng)方向和程度。此外，根據(jù)滑閥構(gòu)件700的精確側(cè)向定位l，壓縮氣體將通過兩個(gè)通風(fēng)口e1、e2中的一個(gè)被釋放或逸出至外界氣體貯存器a，諸如環(huán)境空氣或外界大氣或其它氣體的貯存罐。

通過電磁激勵(lì)線圈610與磁場發(fā)生器600的相互作用，以預(yù)定的速率驅(qū)動(dòng)滑閥構(gòu)件700側(cè)向往復(fù)ls至預(yù)定的側(cè)向位置。如圖所示，線圈610經(jīng)由支架607固定安裝在或至閥芯700的終止端570上。線圈通常延伸并圍繞閥芯軸構(gòu)件570沿圓周方向安裝。安裝件607適于定位線圈610以產(chǎn)生相對于磁體600產(chǎn)生的場在空間上鄰近和設(shè)置的場，使得在當(dāng)受到激勵(lì)時(shí)由線圈610產(chǎn)生的場和由磁體600產(chǎn)生的場之間產(chǎn)生一個(gè)力，使經(jīng)由安裝件607將線圈610固定互相連接的閥芯被可控地側(cè)向l驅(qū)動(dòng)ls，如圖3所示。線圈610經(jīng)由導(dǎo)電線(未示出)與電源輸入的外部源互相連接，該電源輸入通常包含于控制器110并與其安裝在一起，如本文所述。電磁場由線圈610通過自遠(yuǎn)程互相連接的電源的電能或功率的可控輸入而可控地產(chǎn)生。這種在磁場發(fā)生器或磁體600與線圈610內(nèi)產(chǎn)生的電磁場之間的電磁相互作用使閥芯700經(jīng)由控制器110以預(yù)定的速率可控地側(cè)向l運(yùn)動(dòng)ls至精確的預(yù)定側(cè)向位置，閥芯540、550、560相對于氣缸殼體504、505中的流動(dòng)口cp1、cp2的精確的側(cè)向定位決定致動(dòng)器80、20'及閥銷45、1041的驅(qū)動(dòng)方向和驅(qū)動(dòng)速度。

滑閥構(gòu)件700優(yōu)選地安裝并支撐于氣缸505內(nèi)，僅僅且主要是通過滑閥構(gòu)件700的表面hs1、hs2、hs3及與其互補(bǔ)的氣缸505的內(nèi)表面cs之間的安裝接合或接觸。因此，線圈610連同閥構(gòu)件570、700的運(yùn)動(dòng)一起側(cè)向ls運(yùn)動(dòng)，除外表面hs1、hs2、hs3與氣缸內(nèi)表面cs之間的滑動(dòng)接合外無阻力或摩擦。在通常的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)600、610包含安裝在或至凸起570的導(dǎo)電線圈610。安裝永久磁體及相關(guān)極片600用于在線圈610的軸向中心內(nèi)或鄰近產(chǎn)生場，以使當(dāng)以上面已引用的以全文通過引用并入本文的美國專利no.5,960,831中所描述的方式施加電流至線圈610時(shí)，線圈610側(cè)向運(yùn)動(dòng)。閥芯570、700僅僅在閥氣缸505內(nèi)(上)的安裝和支撐，減小了如果閥芯機(jī)械互相連接或安裝至另外的機(jī)構(gòu)如軸承上或經(jīng)由萬向接頭至轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)軸時(shí)將施加在閥芯570、700上的摩擦或阻力的量。類似地，在閥芯的凸起570上的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)610自身的安裝而不是閥芯570、700至驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械互連，減小了否則通過這樣的互相連接可能將施加在閥芯570、700上的摩擦或阻力的量。因此，最優(yōu)選地，工作閥構(gòu)件700安裝為僅通過構(gòu)件700作為其自身的用于在工作位置之間的側(cè)向及任何轉(zhuǎn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)的軸承而在氣缸505內(nèi)它的工作流體流動(dòng)位置之間側(cè)向運(yùn)動(dòng)。線圈610經(jīng)由導(dǎo)線或其它電源傳輸機(jī)構(gòu)至電源的物理互連在與閥芯700的接合上或?qū)﹂y芯700在氣缸505內(nèi)的平移運(yùn)動(dòng)不會產(chǎn)生任何顯著的機(jī)械阻力或摩擦阻力。

優(yōu)選的氣動(dòng)閥500還可適于實(shí)施液壓或壓縮流體系統(tǒng)，其中壓縮流體的供給為油、水或其它液壓流體。這種液壓閥總成500可結(jié)合具有類似氣體驅(qū)動(dòng)室的流體驅(qū)動(dòng)室的液壓致動(dòng)器使用來以關(guān)于氣動(dòng)系統(tǒng)所描述的同樣的方式構(gòu)造及使用上述的系統(tǒng)和方法。

比例控制閥非常適合需要改變流量或壓力以減少?zèng)_擊(lunge)和震動(dòng)(shock)的回路。通常與這些閥一起使用的電磁閥根據(jù)施加到比例電磁閥的電壓多少來移動(dòng)閥芯。它們可以改變閥芯移動(dòng)的速度或其行進(jìn)距離。因?yàn)楸壤y中的閥芯不會一直移動(dòng)，所以比例控制閥可以同時(shí)控制致動(dòng)器的加速和減速。通常，改變閥芯的位移時(shí)間來控制加速和減速。改變線圈電壓來限制閥芯的行進(jìn)以控制致動(dòng)器的最大速度。計(jì)算機(jī)、pc、可編程邏輯控制器或甚至簡單的變阻器可產(chǎn)生可變的電信號。

直動(dòng)閥比電磁導(dǎo)閥更小，成本更低。然而，電磁導(dǎo)比例控制閥可處理更高的流量，某些可超過200gpm。

如圖9a所示，一種簡單的比例控制閥，通常使用并依靠對彈簧作用的電磁閥力來定位閥芯。由于流量、壓力、溫度和流體清潔度不斷變化，給定的選定比例輸入電壓(或電流或功率)可能并不總是產(chǎn)生相同的閥芯位置。為了解決閥芯位置的精度問題，可采用如圖9a所示的線性可變差動(dòng)變壓器(lvdt)，將輸入信號與閥芯位置以電子方式進(jìn)行比較，并修改電壓(或電流或功率)，以提供相同的閥芯位置，而不管系統(tǒng)如何變化。雖然lvdt增加了閥門和電子設(shè)備的成本，但除了簡單的加速/減速電路之外，其為優(yōu)選的方案。

具有l(wèi)vdt的直動(dòng)電磁比例閥的閥流量通常不具有重復(fù)性，因?yàn)榱髁繛閴航岛土黧w粘度以及孔口尺寸的函數(shù)。壓力或流體濃度的變化會改變致動(dòng)器的速度。為了減少速度變化，可以從致動(dòng)器添加反饋信號(類似于伺服閥電路)。雖然致動(dòng)器反饋將有助于改善問題，但仍然不是非常準(zhǔn)確的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)比例閥不能快速響應(yīng)以克服突然而來的系統(tǒng)變化。

圖9c示出了可用于本發(fā)明的具有l(wèi)vdt和壓力補(bǔ)償器的直動(dòng)電磁比例閥。如圖所示，入口管路中的壓力補(bǔ)償閥(壓力補(bǔ)償器)可減小系統(tǒng)壓力變化而引起的流量波動(dòng)。壓力補(bǔ)償器在閥芯孔口處保持恒定的壓降，以保持入口或工作壓力變化時(shí)的流量恒定。壓力補(bǔ)償器為具有固定彈簧設(shè)定(例如，150psi)的減壓閥。換向閥提供從每個(gè)氣缸端口到減壓閥的遠(yuǎn)程控制端口的壓力反饋。隨著工作端口的壓力變化，它會改變減壓閥的壓力，以保持比例閥閥芯上的恒定的150-psi的壓降。

圖9d示出了可用作本發(fā)明中的閥的比例泄壓閥。將電信號施加到比例電磁閥以改變對提升閥或孔口的力允許無級可變地控制壓力。圖9d的示出了無級變速的泄壓閥和減壓閥的符號。使用pc或plc產(chǎn)生可變信號，以便在機(jī)器工序需要時(shí)改變壓力。具有比例壓力閥的壓力補(bǔ)償泵的遠(yuǎn)程控制使得這些泵也更加的通用。