应用于整体式系统的热流道缸及具有其的热流道系统的制作方法

本发明涉热流道模具技术领域，尤其涉及一种应用于整体式系统的热流道缸及具有其的热流道系统。

背景技术：

热流道缸是热流道系统中常用的动力装置，通常用热流道缸来驱动阀针做往复运动，进而来开闭热咀。气体热流道缸具有更加清洁的优点，开始得到广泛的应用，但气体热流道缸的推力往往较小。通常其结构如图1所示，包括缸体4，在缸体4中设置有活塞腔，在活塞腔中设置有活塞43，活塞43能够沿活塞腔的轴向做往复运动，并且活塞43将活塞腔分割为上活塞腔41和下活塞腔42，在上、下活塞腔的腔壁上均设置与活塞腔相连通的通孔，在使用时，通过通孔来调节上、下活塞腔中的气压来驱动活塞43在轴向上的运动。

这里，(1)上活塞腔41中的气压等于p1，下活塞腔42中的气压等于大气压pa，活塞43的横截面积为s1，活塞43下侧的活塞杆的横截面积为s2。这里，p1>大气压pa，则该热流道缸所产生的向下的推力f1＝p1*s1-pa*(s1-s2)-总摩擦力；(2)上活塞腔41中的气压等于大气压pa，下活塞腔42中的气压等于p1，活塞43的横截面积为s1，活塞43下侧的活塞杆的横截面积为s2，这里，p1>大气压pa，则该热流道缸所产生的向上的推力f2＝p1*(s1-s2)-pa*s1-总摩擦力。

可知，有两种途径来增大推力f：(1)在通孔处使用“增压泵”设备，来调节上活塞腔41中的气压p1或下活塞腔42中的气压p2，但这会增加热流道系统的成本；(2)增大s1，即增大热流道缸的横截面的面积，但在实际中，由于使用场景的限制，要求气体热流道缸的缸径较小，即要求横截面较小。

因此，如何设计一种缸径小、且推力大的热流道缸，就成为一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种应用于整体式系统的热流道缸及具有其的热流道系统。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供了一种应用于整体式系统的热流道缸，所述热流道缸用于驱动阀针运动，包括：缸体，所述缸体的内部沿着轴向设置有第一活塞腔和第二活塞腔，所述第一、第二活塞腔之间设置有用于将第一、第二活塞腔隔离的隔离板；在第一活塞腔中设置有能够沿着第一活塞腔做轴向往复运动的第一活塞，在第二活塞腔中设置有能够沿着第二活塞腔做轴向往复运动的第二活塞；第一活塞将第一活塞腔分割为第一腔体与第二腔体，第二活塞将第二活塞腔分割为第三腔体与第四腔体，且第二腔体和第三腔体分别位于隔离板的两侧面，第一腔体与第三腔体之间通过通道连通；第一活塞腔的腔壁上设置有第一通气孔和第三通气孔，且在第一活塞沿着第一活塞腔做轴向往复运动时，第一通气孔始终连通第一腔体、第三通气孔始终连通第二腔体；在第二活塞沿着第二活塞腔做轴向往复运动时，第二通气孔始终连通第四腔体；第一活塞与第二活塞固定连接、且在轴向上保持同步往复运动，并能够驱动阀针在轴向上做往复运动。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述隔离板上设置有第一贯穿孔，所述第一活塞包括相连的第一端部及第二端部，第一端部设置于第一活塞腔中，第二端部设置于第一贯穿孔中，第一端部的横截面积大于所述第二端部的横截面积，第二端部中的远离第一端部的另一端固定连接到第二活塞；当第一活塞在轴向上做往复运动时，第一端部的周缘与所述第一活塞腔内表面相匹配，所述第二端部的周缘与第一贯穿孔内表面相匹配。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一端部与第二端部的中轴线重合。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述通道在轴向上贯穿第一端部和第二端部。

作为本发明一实施方式的进一步改进，第一端部的周缘与所述第一活塞腔内表面之间和/或第二端部的周缘与第一贯穿孔内表面之间形成有弹性件。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第二活塞腔中的相对于所述隔离板设置的底座上设置有第二贯穿孔；所述第二活塞包括相连的第三端部及第四端部，第三端部设置于第二活塞腔中，第四端部设置于第二贯穿孔中，第三端部的横截面积大于所述第四端部的横截面积；当第二活塞在轴向上做往复运动时，第三端部的周缘与所述第二活塞腔内表面相匹配，第四端部的周缘与第二贯穿孔内表面相匹配。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第四端部远离第三端部的一端形成有用于连接所述阀针的阀针挂台。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第三端部与第四端部的中轴线重合。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述第一端部、第二端部、第三端部与第四端部的中轴线重合。

本发明实施例还提供了一种热流道系统，包括上述的热流道缸及热咀组件，所述热咀组件包括所述阀针及热咀本体，所述热流道缸驱动所述阀针相对所述热咀本体做轴向往复运动。

相对于现有技术，本发明的技术效果在于：本发明实施例提供了一种应用于整体式系统的热流道缸及具有其的热流道系统，所述热流道缸中的缸体的内部沿着轴向设置有第一、第二活塞腔，在第一、第二活塞腔中分别设置有能够沿着做轴向往复运动的第一、第二活塞；第一活塞将第一活塞腔分割为第一、二腔体，第二活塞将第二活塞腔分割为第三、第四腔体，第一、三腔体之间通过通道连通；在第一活塞沿着第一活塞腔做轴向往复运动时，第一活塞腔壁上的第一通气孔始终连通第一腔体、第三通气孔始终连通第二腔体；在第二活塞沿着第二活塞腔做轴向往复运动时，第二活塞腔壁上的第二通气孔始终连通第四腔体；第一、活塞固定连接、且保持同步往复运动。该热流道缸具有在模具水平面上投影面小，推力大的优点。

附图说明

图1是现有技术中的热流道缸的结构示意图；

图2a是本发明实施例中的热流道缸的俯视图；

图2b是本发明实施例中的热流道缸的立体结构示意图；

图3是图2a中的热流道缸沿剖面ee的第一剖视图；

图4是图2a中的热流道缸沿剖面ee的第二剖视图；

图5是图2a中的热流道缸沿剖面ee的剖视立体图；

图6是图2a中的热流道缸沿剖面ee的剖视爆炸图；；

图7是本发明实施例中的热流道缸的爆炸图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。

并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一活塞可以被称为第二活塞，并且类似地第二活塞也可以被称为第一活塞，这并不背离本申请的保护范围。

本发明实施例提供了一种应用于整体式系统的热流道缸，所述热流道缸用于驱动阀针运动，如图2-图4所示，包括：

缸体2，所述缸体2的内部沿着轴向设置有第一活塞腔21和第二活塞腔22，所述第一、第二活塞腔之间设置有用于将第一、第二活塞腔隔离的隔离板23；这里，在图3和图4中，轴向方向即为竖直方向，且第一、第二活塞沿着轴向方向做往复运动；可以理解的是，在实际运用中，热流道缸的安装方向是不定的，因此，在实际中轴向方向可以竖直方向，水平方向等，但第一、第二活塞能够沿着轴向方向做往复运动，即图3和图4仅仅为一个示例。这里，隔离板23将第一、第二活塞腔隔离，即气体不能沿着该隔离板23在第一、第二活塞腔之间流动。

在第一活塞腔21中设置有能够沿着第一活塞腔21做轴向往复运动的第一活塞212，在第二活塞腔22中设置有能够沿着第二活塞腔22做轴向往复运动的第二活塞222；第一活塞212将第一活塞腔21分割为第一腔体a与第二腔体b，第二活塞222将第二活塞腔22分割为第三腔体c与第四腔体d，且第二腔体b和第三腔体c分别位于隔离板23的两侧面，第一腔体a与第三腔体c之间通过通道214连通；第一活塞腔21的腔壁上设置有第一通气孔211和第三通气孔213，且在第一活塞212沿着第一活塞腔21做轴向往复运动时，第一通气孔211始终连通第一腔体a、第三通气孔213始终连通第二腔体b；在第二活塞222沿着第二活塞腔22做轴向往复运动时，第二通气孔221始终连通第四腔体d；

这里，可以理解的是，第一活塞212的周缘与第一活塞腔21的内表面相匹配，第二活塞222的周缘与第二活塞腔22的内表面相匹配。在实际使用中，第一活塞212会在第一活塞腔21中沿着轴向做往复运动，从而第一活塞212的第一侧的腔体的大小总是变化，可以理解的是，由于制作精度的原因，该第一、第二腔体总是存在的，同理，第三、第四腔体也总是存在的。

这里如图3、图4所示，第一腔体a和第二腔体b位于第一活塞212的不同侧面，第三腔体c和第四腔体d位于第二活塞222的不同侧面，也即在图3、图4中所示的方位中，第一腔体a位于第一活塞212的上侧，而第二腔体b位于第一活塞212的下侧，第三腔体c位于第二活塞222的上侧，第四腔体d位于第二活塞222的下同。

这里，如图3和图4所示，在第一活塞212的上表面设置一个向上的凸起，该凸起的横截面积小于第一活塞212的横截面积，可以理解的是，当第一活塞212运动到第一活塞腔21的顶部的时候，在第一活塞212与顶部之间会形成有空隙，该空隙即为第一腔体a，与此类似，在第一活塞212的下表面也可以设置有一个凸起，从而保证即使第一活塞212运动到第一活塞腔21的底部时，第一活塞212与底部之间也有空隙，该空隙即为第二腔体b。

这里，如图3和图4所示，在第二活塞222的上表面设置一个向上的凸起，该凸起的横截面积小于第二活塞222的横截面积，可以理解的是，当第二活塞222运动到第二活塞腔22的顶部的时候，在第二活塞222与顶部之间会形成有空隙，该空隙即为第三腔体c，与此类似，在第二活塞222的下表面也可以设置有一个凸起，从而保证即使第二活塞222运动到第二活塞腔22的底部时，第二活塞222与底部之间也有空隙，该空隙即为第四腔体d。

综上所述，在任何时候，气体都能够沿着所述通道214在第一腔体a与第三腔体c之间流动。在实际中，可以用多种方式来设置通道214，例如，如图3，图4所示，可以在第一活塞212上设置；还可以在缸体2的缸壁上设置通道214，该通道214的两端分连通这两个腔体。

第一活塞212与第二活塞222固定连接、且在轴向上保持同步往复运动，并能够驱动阀针在轴向上做往复运动。这里，可以有多种方式来实现第一活塞212与第二活塞222之间的固定连接，例如，如图3、图4所示，第一活塞212具有一个突出的端部，该端部穿过隔离板23上的贯穿孔，然后与第二活塞222固定连接，可以理解的是，该端部的周缘与该贯穿孔的内表面相配合，从而阻止气流沿着该贯穿孔在第一、第二活塞腔之间流动。

可以理解的是，第一活塞腔21除了第一通气孔211和第三通气孔213之间，与该热流道缸外部空间是不连通的；第二活塞腔22除了第二通气孔213之外，与该热流动缸外部空间是不连通的。

在实际运用中，热流道缸的作用通常都是利用活塞的往复运动带动阀针的往复运动，从而可以开闭热咀，即该热流道缸还需要设置有连接活塞(第一活塞212或第二活塞222)与阀针的装置。

优选的，所述隔离板23上设置有第一贯穿孔231，所述第一活塞212包括相连的第一端部2121及第二端部2122，第一端部2121设置于第一活塞腔21中，第二端部2122设置于第一贯穿孔231中，第一端部2121的横截面积大于所述第二端部2122的横截面积，第二端部2122中的远离第一端部2121的另一端固定连接到第二活塞222；

当第一活塞212在轴向上做往复运动时，第一端部2121的周缘与所述第一活塞腔21内表面相匹配，所述第二端部2122的周缘与第一贯穿孔231内表面相匹配。

优选的，所述第一端部2121与第二端部2122的中轴线重合。

优选的，所述通道214在轴向上贯穿第一端部2121和第二端部2122。这里，如图4所示，在第一活塞212的上表面设置有凸起，该通道214的一端可以设置于该凸起的上表面，可以理解的是，可以根据需要在凸起的上表面设置有一些凹槽，在使用中，该凸起有可能与第一活塞腔21顶部密封连接，则该凹槽可以连通第一腔体a；类似的，该通道214的另一端可以设置于第二端部2122的底部，如图3和图4所示，在第二端部2122与第二活塞222之间可以设置有连通第三腔体c与通道214的一些管道或空隙等。即无论何时，该通道214都将第一腔体a与第三腔体c连通。

优选的，第一端部2121的周缘与所述第一活塞腔21内表面之间和/或第二端部2122的周缘与第一贯穿孔231内表面之间形成有弹性件1。可以理解的是，该弹性件1可以加强第一端部2121的周缘与第一活塞腔21内表面之间的密封性，也可以提高第二端部2122的周缘与第一贯穿孔231内表面之间的密封性。如图3和图4所示，在第一端部2121的周缘可以设置有环形的凹槽，在该凹槽中设置有弹性件1，第一贯穿孔231内表面可以设置有环形的凹槽，在该凹槽中设置有弹性件1。

优选的，所述第二活塞腔22中的相对于所述隔离板23设置的底座223上设置有第二贯穿孔2232；这里，如图3-图7所示，隔离板23构成了第二活塞腔22的顶部，底座223构成了第二活塞腔22的底部。

所述第二活塞222包括相连的第三端部2223及第四端部2224，第三端部2223设置于第二活塞腔22中，第四端部2224设置于第二贯穿孔2232中，第三端部2223的横截面积大于所述第四端部2224的横截面积；

当第二活塞222在轴向上做往复运动时，第三端部2223的周缘与所述第二活塞腔22内表面相匹配，第四端部2224的周缘与第二贯穿孔2332内表面相匹配。

可选的，第三端部2223的周缘与所述第二活塞腔22内表面之间和/或第四端部2224的周缘与第二贯穿孔2232内表面之间形成有弹性件1。可以理解的是，该弹性件1可以加强第三端部2223的周缘与第二活塞腔22内表面之间的密封性，也可以提高第四端部2224的周缘与第二贯穿孔2232内表面之间的密封性。如图3和图4所示，在第三端部2223的周缘可以设置有环形的凹槽，在该凹槽中设置有弹性件1，第二贯穿孔2332内表面可以设置有环形的凹槽，在该凹槽中设置有弹性件1。

优选的，所述第四端部2224远离第三端部2223的一端形成有用于连接所述阀针的阀针挂台2221。

优选的，所述第三端部2223与第四端部2224的中轴线重合。

优选的，所述第一端部2121、第二端部2122、第三端部2223与第四端部2224的中轴线重合。

这里，在实际的制造过程中，可以将该热流道缸分成几个部件来制造，然后进行组合，例如，如图3-图7所示，包括，设置有第一活塞腔21的第一部件、设置有第二活塞腔22的第二部件和底座223，这两个部件中都设置有活塞腔，且底部开口；该热流道缸从上往下依次为第一部件、第二部件和底座223，则第二部件的顶部就作为隔离板23，且底座223密封第二部件的底部开口，可以理解的是，在这三个部件的连接处可以设置有密封装置，为为了提高紧固程度，可以使用第二紧固件24从上之下依次穿过第一部件和第二部件，并且在第二部件下面还可以设置有水板3，并且第二紧固件24在穿过第二部件之后，再连接到水板3上，这里，第二紧固件24可以一个螺栓，在水板3上可以设置有与该螺栓相配合的螺孔。

这里，如图3-图7所示，可以使用第一紧固件2123来固定连接第一活塞212和第二活塞222，如图6和图7所示，该第一紧固件2123的中轴线与第一、第二活塞222的中轴线相同。在生产时为了便于第一部分和第二部分之间的定位，可以为第一部分的底部和第二部分的顶部设置有对称的定位孔251，在生产时，可以在第二部分的定位孔251中插入定位柱，然后将第一部分中的定位孔251对准定位柱即可。

本发明实施例还提供了一种热流道系统，包括上述的热流道缸及热咀组件，所述热咀组件包括所述阀针及热咀本体，所述热流道缸驱动所述阀针相对所述热咀本体做轴向往复运动。

这里假设，第一活塞212中的第一端部2121的面积为s1、第二端部2122的面积为s2,第二活塞222中的第三端部2223的横截面积等于s4、第四端部2224的横截面积等于s5，其中，s1>s2>s5，s4>s2>s5，。

该热流道缸的工作原理为：

(1)当需要第一、第二活塞做朝向下的运动时，如图3所示，则可以通过第一通气孔211向第一腔体a输送压强为p1的气体，该腔体a中的气体会沿着通道214流入到第三腔体c中，则第三腔体c的压强也为p1，第二腔体b和第四腔体d中的压强为大气压强pa。

如图2所示，在第一腔体a中，气体会对第一活塞212产生朝下的压力，且压力为p1*s1；在第二腔室b中，气体会对第一活塞212产生朝上的压力，且压力为pa*(s1-s2)；在第三腔体c中，气体会对第二活塞222产生朝下的压力，且压力为p1*(s4-s2)；在第四腔室d，气体会对第二活塞222产生朝上的压力，且压力为pa*(s4-s5)；。则第一、第二活塞的朝向下的推力为f1’＝p1*s1+p1*(s4-s2)-pa*(s1-s2)-pa*(s4-s5)-总摩擦力＝p1*(s1+s4-s2)-pa*(s1-s2+s4-s5)-总摩擦力。

(2)当需要第一、第二活塞做朝向上的运动时，如图4所示，则可以通过第二通气孔221向第四腔体d输送压强为p1气体。则第一腔体a、第二腔体b和第三腔体c中的气体压强等于大气压pa。

如图3所示，在第一腔体a中，气体会对第一活塞212产生朝下的压力，且压力为pa*s1；在第二腔室b，气体会对第一活塞212产生朝上的压力，且压力为pa*(s1-s2)；在第三腔体c中，气体会对第二活塞222产生朝下的压力，且压力为pa*(s4-s2)；在第四腔室d，气体会对第二活塞222产生朝上的压力，且压力为p1*(s4-s5)；则第一、第二活塞朝上的推力为f2’＝p1*(s4-s5)-pa*(s4-s2)-pa*s1+pa*(s1-s2)-总摩擦力＝p1*(s4-s5)-pas4-总摩擦力。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。