CN101237976A - 用于生产塑料容器机器的塑料材料的干燥设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于生产PET瓶机器的PET干燥设备，包括在塑料熔化处理之前干燥原始塑料的单元，其中，利用微波能量加热PET，并且通过在吹塑吹塑处理之后恢复的排出空气流出气流来干燥PET。

Description

用于生产塑料容器机器的塑料材料的干燥设备和方法
技术领域
本发明涉及用于塑料容器生产机器的塑料材料干燥设备及其相关方法。
背景技术
一些应用最为广泛的塑料容器生产方法，特别是利用生产PET或其它热塑性聚合物制成的瓶和罐的高产率机器的方法，为结合在执行完全瓶生产循环的单一机器中的单级处理方法。其始于通常由颗粒状PET组成的原始塑料材料，其被熔化以执行接下来的预塑件注塑处理。然后，保持合适温度的预塑件直接传送到吹塑模具中，通常借助伸展-吹塑处理在该吹塑模具中形成最终的容器形状。
在瓶由PET制成的情况下，必须将该材料以其颗粒状原始状态或者在重新研磨之后进给到机器中，并且该材料具有高吸湿性，这意味着其不是特别适合于用在吹塑成型处理中来生产高质量的瓶。因此，必须烘干或干燥PET颗粒，以减少其水分。仅仅只有当PET具有正确的特性，当水分减少到20-50‰的时候，才可以开始塑化。同时干燥和加热PET，以将其升温至大于170℃的塑化温度，之后可以将其进给到挤压机中。这部分包括塑料干燥和塑化的生产过程消耗了相当多的能量。
单级瓶生产机器的下游是借助伸展-吹塑处理来生产瓶的模具。在机器这一部分中，使用高压压缩空气来使得预塑件膨胀，使其具有吹塑模具中的确定形状。两步吹塑成型处理是现有技术中公知的，其特征是在两个不同压力下快速的输入压缩空气，该第一个压力通常为大约10巴，另一个为大约40巴。
相当多的能量用来产生吹塑所需的压缩空气，特别是由于现在可获得高的瓶生产率的机器。
恢复高压下的部分压缩空气，而其仍保持很高的压力，以便接下来提供给处于较低压力下的其它吹塑阶段，这样的方法和系统是现有技术中公知的。
尽管有很好的节能方案，但是仍然浪费了相当多用于生产压缩空气的能量，因为仍然大量供给能量的空气在较低压力水平下再次使用后扩散到环境中了。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种用于干燥塑料材料的设备，其与用来生产塑料容器的吹塑成型模具机器结合使用，以获得更高能效的生产方法。
另一个目的是获得由生产塑料容器的单级机器执行的处理的更好结合，也就是，该机器执行所有的生产过程阶段，从塑化开始到吹塑成型最终产品，减少整个消耗，增大了机器效率，减小整体尺寸并增强了操作灵活性。
本发明通过用于生产塑料容器机器的塑料材料的干燥设备来达到上述目的，根据权利要求1中所述，该设备包括：用于恢复在容器吹塑机器中吹塑处理之后进行的排气处理中获取的压缩排出空气的装置；用于加热所述空气的装置，适合于加热该排出空气；用于产生电磁能量的装置，适合于加热塑料材料及其中的水分，并且适合于干燥所述塑料材料；用于利用所述排出空气的流出气流而排出从所述塑料材料中排出的水分的装置。
根据本发明的另一个方面，通过用于使用上述设备进行塑料容器生产的干燥塑料材料的方法来达到上述目的，根据权利要求7中所述，该方法包括以下步骤：
-恢复在吹塑处理之后进行的排气处理中获取的压缩排出空气，
-加热所述空气，
-借助电磁能量加热塑料材料及其中包含的水分，
-利用所述空气穿过实际塑料材料的流出气流来干燥所述塑料材料。
在该方法的最后部分，塑料材料经历其它阶段，由此转变成最终塑料容器产品。所述阶段包括：
-塑料材料在干燥之后的熔化、塑化和均质化，
-注塑成型形成预塑件，
-利用干燥后的压缩空气对预塑件进行吹塑，使其形成塑料容器的形状。
预塑件成型步骤之后可以是中间冷却处理，接下来在预塑件吹塑成型的时候进行再次加热。这是多级机器的情况。另一种情况是来自注塑过程的仍然热的预塑件直接传送到吹塑机器。这是单级机器的情况。
附图说明
从以下优选但非唯一的塑料材料干燥设备实施例的详细说明中，借助所附的附图，本发明进一步的特征和优点将会变得清楚，该实施例仅仅只是示例性的而非限制性的，其中：
图1a为根据本发明的具有干燥设备的单级机器示意图；
图1b为根据本发明的具有干燥设备的多级机器示意图；
图2为利用根据本发明的干燥设备生产塑料容器的方法的步骤方块图。
具体实施方式
参考图1a中的示意图，其示出了利用单级处理生产塑料瓶的机器，也简称为单级机器，与根据本发明的塑料材料干燥设备10结合。最常用到这类机器的一类容器是PET瓶，但是除了PET容器，所述机器也可以用来生产其它类型的塑料容器。
用来生产PET瓶的机器包括PET进给系统和PET颗粒处理单元，该PET颗粒处理单元加热颗粒来使材料干燥。这个单元实际中可以由工艺管道组成，依次分为第一预加热部分和微波馈给部分，该微波馈给部分由动力单元、发生器(通常也称为磁控管)、发射器、波导和谐振腔组成。这部分机器执行并控制微波的使用来加热PET，以及促进其水分的蒸发。PET受到两种同时的加热处理，也就是对塑料进行水分加热的间接效果和微波在树脂分子链的偶极上作用的直接效果的组合。
还有一种系统，在所述加热处理之后，将水分从塑料中强制排出。用来执行该操作的空气由吹塑单元12通过合适的通道14提供。在下述瓶吹塑阶段中用到的空气在吹塑之后从成型的瓶中排出，并且仍然具有极高的压力，具有特别有利于用来干燥PET的特征。所述空气实际上已经被干燥了，从而特别适合于用来排出水分。这些空气通常为最大压缩到40巴的干燥空气。
所述空气在离开吹塑单元12之后、进给到机器的PET干燥设备或单元10之前受到加热处理。在这一伸展段中的加热处理使得空气的温度超过大约60℃，从而有助于PET的预加热，其效果与微波的加热效果结合。
在包含微波系统的部分之后的部分中，温度进一步提升而使得PET加热到大约170℃温度，以使其通过通道13进给到挤压机中，材料在该挤压机中混合并均质化。可以利用加热到合适预定温度的排出的空气来获得这种温度的增加。
当使用微波加热系统的时候，PET在加热期间必须不能保持静止，并且从机器启动开始必须保持连续运动。这样做的一个结果是，当开始瓶的生产循环时，PET在材料处于固定操作状态并且可以被送到挤压机出口之前多次穿过挤压机。
从而挤压机将塑化(plasticized)的PET推向注塑模具11来进行预成型处理，其是采用本领域公知的技术来进行的。
干燥单元10与旁路通道结合，该旁路通道用于在瓶生产循环启动步骤期间对工艺管道中的塑料进行再循环。在启动期间或在任何情况下，当机器从静止状态启动的时候，附加的压缩机或与中心压缩空气系统的特定连接提供气动系统。
然后从模具中移除预塑件，并将其在仍旧热的且处于半塑料状态的时候向吹塑单元12传递。
实际的吹塑单元为本领域中已知的机器单元，其中进行伸展和吹塑以便将预塑件转变成具有特定最终形状的瓶。
伸展-吹塑处理为本领域中已知的类型，这里就不再进一步详细说明了。这是PET瓶的生产中非常普遍的技术，通常由两个处于不同压力下的吹塑步骤组成，第一个处于低压下，第二个处于高压下。
在这个吹塑处理之后，空气恢复原状，而不是扩散到环境中，并且如上所述进给到通道14中送到PET干燥设备10中。
该机器还结合有用于控制各种执行所有这里描述的操作所需的构成元件和单元的系统。有利的是，该机器还结合有将程序设置成随待制造的产品变化的处理控制和自动管理系统。
由于上述特征，用来生产塑料瓶、设置有根据本发明的塑料干燥设备1 0的机器，比如单级机器，具有优于现有技术中机器的多个优点：当生产被中断，然后在使该机器进入静止状态之后再次恢复的时候，其消耗更少的能量并具有更短的启动时间。最后，因为不再需要现有技术的机器中常常用于干燥PET的一些更庞大的器件或组件，所以减小了整体尺寸。
这种类型的单级机器，其获得根据本发明的干燥设备的最佳组合，包括原始(raw)塑料干燥单元，塑料熔化、塑化和均质化单元，预塑件注塑成型单元，塑料容器吹塑单元，产生并干燥压缩空气用来在吹塑单元中进行吹塑处理的单元，用于在吹塑处理之后恢复排出的压缩空气的装置，用于产生适合于加热树脂或原始塑料且适合于干燥所述塑料的电磁能量的装置，用于利用所述排出空气的流出气流来排出从所述塑料中提取的水分的装置。
如上所述，根据本发明的干燥设备可以与用于特定领域中技术上熟知的单级机器生产塑料容器的机器结合使用。其也可以与采用多级方式生产瓶的机器结合使用，该机器在注塑预塑件和对容器进行吹塑之间的生产循环中提供中断，但是仍然能够将空气吹塑复原，使其可以在预塑件的注塑成型之前的步骤中再次使用。
图2为塑料容器生产方法中不同步骤的方块图，包括使用根据本发明的设备进行干燥处理的方法。
所述方法包括：
-步骤1，其中，PET颗粒被干燥，依次包括使用热空气流和微波的组合进行的预加热和干燥处理，
-步骤2，其中，借助热空气流排出从PET中提取的水分，
-步骤3，其中，PET的温度再次增大，或进行改进(refine)，以获得用于挤压的理想条件，
-步骤4，其中，挤压PET，包括塑料材料的熔化、塑化和均质化，
-注塑成型步骤5，获得预塑件，
-吹塑步骤6，将预塑件转变成容器，
-步骤7，其中，在吹塑处理之后恢复排出的空气，
-步骤8，其中，排出的空气被加热，接下来这些热空气在步骤1、2中再次使用，并且在进一步的加热步骤9之后还在步骤3中再次使用。
步骤1、2和3可以在单体干燥设备中同时进行，或者在都布置在挤压机上游的多个器件中分开进行。

Claims (9)

1、一种用于生产塑料容器机器的塑料材料的干燥设备，包括：用于恢复从在容器吹塑吹塑机器中吹塑处理之后进行的排气处理中获取的压缩排出空气的装置；用于加热所述空气的装置，适合于加热该排出空气；用于产生电磁能量的装置，适合于加热塑料材料及其中的水分，并且适合于干燥所述塑料材料；用于利用所述排出空气的流出气流而排出从所述塑料材料中排出水分的装置。
2、根据权利要求1所述的设备，其中，用于产生电磁能量的装置包括微波发生器。
3、根据权利要求2所述的设备，其中，该吹塑机器包括一个或多个用于容器的吹塑模具。
4、根据权利要求3所述的设备，其中，该吹塑机器包括用于在两种不同气压下进行吹塑处理的装置，两种不同气压为第一较低气压和第二较高气压。
5、根据权利要求4所述的设备，其中，该吹塑机器包括在较高压力下恢复排出空气以供较低压力下在吹塑处理中进行再利用的装置。
6、根据上述权利要求中任一个所述的设备，其中，其适合于供用于生产PET容器的机器使用。
7、一种用于生产塑料容器机器的塑料材料的干燥方法，借助根据权利要求1的设备来执行该方法，包括以下步骤：
-恢复来自在吹塑处理之后的排气处理中获取的压缩排出空气，
-加热所述空气，
-借助电磁能量加热塑料材料及其中包含的水分，
-利用所述空气穿过实际塑料材料的流出气流来干燥所述塑料材料。
8、根据权利要求7所述的方法，其中，在干燥处理之后，再次加热排出空气气流，以使塑料材料加热到合适的温度来用于挤压。
9、根据权利要求8所述的方法，其中，以颗粒的形式使用塑料材料。
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