CN101242946B - 用气体吹制包装体的方法以及使用这种方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吹制方法，其用气体在模具中从坯体开始吹制包装体和回收吹制气体，其具有以下阶段：在第一压力(P1)下的气体预吹制；在大于第一压力(P1)的第二压力(P2)下的气体吹制；在部分吹制的包装体中在大于第二压力(P2)的第三压力(P3)下的气体吹制；将气体回收到一回收容腔中，直至在包装体中或者在预定的时间期间获得预定的压力；将回收的气体用于预吹制工序和第一吹制阶段；在回收阶段期间和之后，使包装体中残留的气体在大气中减压。本发明还涉及使用所述方法的装置。

Description

用气体吹制包装体的方法以及使用这种方法的装置

技术领域

本发明涉及用气体在模具中从坯体开始吹制包装体例如瓶子并回收所述吹制气体使其再利用的方法，以及使用所述方法的装置。

本发明还涉及用气体例如空气从坯体开始吹制包装体特别是瓶子并回收所述气体使其再利用的吹制装置，其至少包括以一种预吹制压力和两种吹制压力向所述装置供气的部件，所述吹制装置用于使用所述方法。

背景技术

在合成材料包装体例如瓶子的吹制设备领域存在很多问题。首先，必须具有约40巴高压的气体例如空气，以便在一模具中吹制包装体。为了压缩所需的气体，通常要使用压缩机。但是，根据某些吹制方法，首先进行坯体的预吹制，所述坯体转变成包装体，然后进行严格意义上的吹制。预吹制在约10巴的压力下进行，然后，吹制达到40巴的压力。获得这两种工作压力的第一种方式是使用两台压缩机，一台用于产生10巴的压力，另一台用于产生40巴的压力。但是，使用两台压缩机，用于其购置的最初投资和维护保养的费用都很大。

另一方式是仅使用一台压缩机，将气体压缩至40巴，然后，使一部分压缩气体减压至10巴，用于预吹制工序。这种方法同样不是很有利，因为浪费用于压缩气体的能量，其中将气体降低压力而没有在制造过程使用它。

此外，一旦包装体吹制成形，所用的压缩气体(约40巴的压力)释放到大气中，从而构成能量浪费。

因此，必须改进公知的方法和机械，以提高效率和减少能量浪费。

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)包装体特别是瓶子的制造机械和方法在现有技术中是公知的。例如，可资参照的法国专利申请FR 2 662 631提出这种机械和这种方法。根据所提出的方法，使一坯体在一模具中固定于一空气分配器，使分配器与一加压空气源相连接，所述空气被输入到坯体中，以使坯体的壁贴靠在模具的边缘上，从而形成所需的包装体。在该申请提出的方法中，还使用一拉制作动缸，其作用与加压空气的作用相结合，可自动调节坯体的轴向变形和横向变形之间的平衡状态，从而形成一种拉制与吹制相结合的方法。在该专利申请提出的机械中，吹入到坯体中的加压空气还用于操纵拉制作动缸。一旦包装体形成，吹制空气排放到大气中。

以前公开的WO 96/25285提出从坯体开始吹制包装体例如瓶子的另一种吹制方法。根据公知方法，在8至12巴的压力下进行坯体的预吹制，然后，注入40巴的空气，进行严格意义上的吹制。也是在该文献中，一旦包装体形成，吹制气体排出到大气中。

专利申请EP 0 039 929提出一种模制品吹制方法，其中，吹制气体予以回收和再循环，用于再使用。特别是，在该申请中，吹制气体还具有吹制的包装体的内表面处理作用，尤其是为了提高所述内表面的密封性，为此，它含有一种适当的反应剂。一旦进行吹制/处理，就通过一种清洁气体回收吹制气体，以便后续再利用，所述清洁气体应该由使用过的反应剂净化。

专利US 5 173 241提出一种方法和装置，其可将吹制空气回收到一塑料喷射机中，以便形成包装体。在现有技术中，一旦吹制通过抽吸结束，直至在吹制的包装体中获得负压，吹制空气就回收到一回收容腔中。

其它包装体吹制装置和方法在专利公开文本US 5 648 026、US 5585 066和US 3 400 636中是公知的。

专利公开文本WO 03/009993也提出另一种可回收吹制空气的方法和装置。在这种吹制机和方法中，工序如下：

-预吹制；

-吹制；以及

-卸载，回收吹制气体。

最后，在专利文献EP-A-1518658中，使用第一压力进行预吹制，使用第二压力进行吹制。吹制成形结束时，在低于吹制压力的压力下，在包装体内进行清扫。吹制结束时，一部分气体可回收到一回收容腔中，以备后用。

气体通过一回收阀回收到一回收容腔中，用于操纵拉制作动缸、包装体生产机械的耗能设备，或者再送到车间的一压缩空气回路中。

使用专利文献WO 03/009993的回收系统，唯有预吹制气体例如空气由回收系统提供，所述回收系统涉及回收压力大于预吹制压力的事实。这样，一旦释出，即可在预吹制压力下提供空气。

由于吹制压力始终大于回收压力，因此，不能一开始就将回收的空气用于吹制。

发明内容

本发明旨在改进公知的装置和方法。

特别是，本发明旨在提出操作简单且易于调节的吹制与吹制气体回收机械。

本发明还旨在使机械中吹制空气的回收最佳化，降低其能量消耗，减少必要的维护保养。

本发明还旨在改进吹制气体的再循环。

本发明提出将回收的气体例如空气仅仅用于预吹制工序和吹制工序，而不像现有技术中提出的那样用作其它用途。

本发明的方法包括以下阶段：

-首先进行预吹制阶段，其在第一吹制压力下用气体进行预吹制；

-其次进行第一吹制阶段，其在大于第一吹制压力的第二吹制压力下用气体进行吹制；

在第三阶段，在大于第二吹制压力P2的第三吹制压力下用气体进行吹制；

-在第三阶段之后，进行回收阶段：将所述气体回收到一回收容腔中直到在所述包装体中获得预定的压力为止，或者，在一预定的时间期间将所述气体回收到一回收容腔中；并将所述回收的气体用于进行所述预吹制阶段工和所述第一吹制阶段，其中，所述回收容腔在循环过程中压力渐渐上升，从而使所述回收容腔中的压力足以进行上述第一吹制阶段；

-在回收阶段期间和之后，将所述包装体中的残留的气体向大气中释出。

因此，在本发明的回收系统中，提供回收的气体同时用于预吹制工序和用于一部分吹制工序。实际上，对于该部分吹制工序来说，吹制气体的压力最大等于回收压力。然后，“补足”高压吹制气体，以达到所需的吹制压力。

换句话说，预吹制压力以类似于WO 03/009993提出的方式获得，然后，在预吹制结束时，一第一吹制阀开启，用于第一吹制阶段的空气是一回收贮存器中的空气。一旦在包装体中达到预定的吹制压力，或者在一定的时间之后，打开一第二吹制阀，吹制品中的压力增大，以达到形成所述制品所需要的最终压力。

本发明的方法和系统的优越性在于，回收系统所提供的吹制空气或气体的量不仅用于预吹制，而且用于进行一部分吹制。因此，回收空气得到良好利用，所述回收空气不减压到用于例如在车间的管路中再循环或用于操纵拉制工具的低压，而是减少达到确定的最终压力所需要的高压空气数量，因为代替将预吹制压力过渡到最终吹制压力，在预吹制之后，进行一中间吹制阶段，该中间吹制阶段由回收气体产生。

另一优越性在于，可将本发明安装在现有的机械上，从而降低改进成本。

通常，要考虑的本发明的压力值为：

-第一压力P1，其用于预吹制，为4巴至16巴；

-第二压力P2，其用于第一吹制阶段(回收压力)，约为18巴(P2＝最大回收压力)；

-第三压力P3，其用于最终吹制阶段，约为30巴至40巴。

如前所述，必须提供加压吹制气体，以便将预吹制压力P1改变到最终压力P3。这种气体要使用购置费用和维护保养费用很大的高压压缩机才能获得。

使用本发明的系统，不需要在仅由回收气体就能达成的第一吹制阶段和约为30至40巴的最终压力之间进行“补足”。在给定的设备中，这可降低耗电量，甚至减少所用的压缩机数量，从而大大节能。

本发明的用气体从坯体开始在模具中吹制包装体和回收吹制气体的方法，至少具有以下阶段：

-在坯体中在第一气体压力下预吹制；

-在坯体中在第二和第三气体压力下吹制，以获得包装体；

-在第二压力下回收气体，直至在包装体中获得预定的压力；

-使回收的气体保持在回收压力；

-使包装体中残留的气体在大气中减压；

-使用减压的气体，用于预吹制和用于进行第一吹制阶段。

预吹制阶段持续0.1秒至0.3秒。

在第二压力下的吹制阶段持续到0.3秒。

在第三压力下的吹制阶段持续0.2秒至2秒。

本发明还提出使用通过气体和回收所述气体在模具中从坯体开始吹制包装体特别是瓶子的方法的装置，至少包括：第一供给部件，其用于在第一吹制压力和第三吹制压力下向所述装置供给气体；

所述包装体的成型部件的拉制部件；

所述气体的回收部件，其至少包括与回收阀相连接的回收容腔；

所述回收部件的和所述阀的控制部件；

以及可调节所述控制部件的工作的调节部件：

其特征在于，所述装置还包括：第二吹制供给部件，其在第二吹制压力P2下从所述回收容腔向所述装置进行吹制供给；

并且，所述回收容腔在循环过程中压力渐渐上升，从而使所述回收容腔中的压力足以进行所述第一吹制阶段。

根据一实施例，所述装置的特征在于，所述在第二吹制压力下从所述回收容腔向所述装置进行吹制供给的第二供给部件包括阀和导道。

附图说明

通过参照附图对其实施方式的说明，本发明将得到更好的理解，附图如下：

图1是现有技术中公知机械的原理示意图；

图2示意地示出本发明的方法的吹制曲线图；

图3是本发明的方法的方框示意图；

图4示出本发明的吹制机。

具体实施方式

首先，吹制机的原理参照图1予以说明。在该图中，吹制机是现有技术中本身公知的机械，例如在专利公开文本WO 03/009993中述及。在该机械中，如上所述，在4至16巴的第一预吹制压力下提供气体例如空气，通过一预吹制阀103在模具102中对一坯体101进行预吹制，然后，在约为25至40巴的第二吹制压力下供给气体，通过一吹制阀104对模具102中的包装体本身进行吹制。吹制压力尤其取决于待吹制包装体的复杂性：形状越简单且无特殊细部，吹制压力可越小。一旦包装体吹制完毕，包装体中处于吹制压力的气体通过一卸载阀105和一回收阀106回收到一回收容腔107中。该回收容腔107可由一个贮存器或多个贮存器构成，或者由具有贮存器功能的一适当的容腔的导道构成。为了不放慢机械生产周期的速度，仅仅回收一部分具有吹制压力的气体，剩余的气体通过阀106的一消音排气管113排放到大气中。

在公知的机械中，回收吹制气体，直至在吹制的包装体中达到约17巴的压力，剩余的减压气体通过排气管113排放到大气中。

在现有技术中，该回收气体作不同用途的再循环。可进行的第一种用途是将该压缩气体再使用于预吹制工序。因此，回收容腔一方面可连接于预吹制回路--其用术语“预吹制”示意地表示，另一方面连接于出口108，所述出口108例如布置在一预吹制贮存器中，所述预吹制贮存器在图中未示出，其在机械的回路中位于预吹制阀103之前。根据获得的平均回收压力和机械工作的预吹制压力，必须在回收容腔107和预吹制贮存器之间间置一减压器，以使再循环气体减压至有效的预吹制压力。这些参数常常取决于生产机械，且必须根据情况加以调节。

回收气体可进行的第二种用途是操纵坯体的拉制作动缸110。如上所述，一般通过所述拉制作动缸110同时使预吹制和/或吹制与坯体101的纵向拉制相结合，以使坯体的横向变形和轴向变形结合进行。这些作动缸通过一凸轮或者通过具有约7至10巴压力的气体施加机械作用。因此，回收容腔还可连接于拉制作动缸110的控制回路，可选地通过一减压器(未示出)进行连接，以便输送压力气体用于操纵作动缸110。该用途由回收容腔107的出口109和作动缸110示意地示出。

回收气体的第三种用途是操纵吹制机的其它耗能构件，其在图1中用“耗能设备”和回收容腔107的出口111示意地示出。

回收气体可进行的第四种用途是将回收气体输送到公共供气的尤其是供空气的导道中，安装这种机械的场所，且因此用于供给吹制机的压缩机，所述压缩机将气体压缩至40巴。实际上，这种工业场所始终将加压气体用于操纵各种不同的机械和装置，以致压缩气体始终有用。该用途用回收容腔的出口112和图1中的用词“贮存器0-10”示意地示出。

在公知的吹制方法中，有以下几个阶段(参照图1)：

-打开预吹制阀103，在第一气体压力(例如4至16巴)下在坯体101中进行预吹制并且关闭阀103；

-打开阀104，在第二气体压力(例如25至40巴)下在坯体中进行吹制，以获得包装体并且关闭吹制阀104；

-打开卸载阀105，在第二压力下在一回收容腔107中，通过回收阀106回收气体，直至在吹制的包装体中获得预定的第三压力；

-一旦达到预定的第三压力，就关闭回收阀106，包装体中仍为加压的吹制气体的其余部分被排放到大气中。

然后，吹制的包装体从吹制机取出，且继续其生产周期。

如上所述，在本发明的方法中，回收的气体具有两个用途：预吹制和一部分吹制。为此，回收吹制气体，直至在回收容腔中获得约20巴的压力，以便可使该气体再用于一部分吹制，与现有技术中相反，不使之浪费于其它用途。

本发明的方法以曲线图示意地示于图2，以方框图示意地示于图3，在图2中，示出本发明的机械的吹制压力/时间特性曲线。

首先，如上所述，从预吹制开始本发明的方法，直至在包装体中获得约4至16巴的压力P1。该阶段一般持续约t1＝0.1秒至0.3秒。

然后，一旦该阶段完成，就用所述回收的气体进行第一部分吹制，直至获得约20巴的压力P2，所述回收的气体由一回收容腔提供。该阶段一般至多持续t2＝0.3秒。当达到一定的压力(例如20巴)时，或经过一定的时间之后，可选择终止该阶段。

最后，提供高压气体，以达到约36至40巴的最终吹制压力P3，完成包装体的吹制。该第三阶段一般持续约t3＝0.2秒至2秒。

一旦获得吹制压力P3，或者在一定的时间之后，排放包装体中存在的气体，且通过例如专利申请WO 03/009993中提出的回收部件回收气体，以便如上所述将其用作吹制气体。

现在，参照图4说明使用本发明的方法的吹制机。

这种机械包括包装体2在其中吹制而成的一模具1、回收吹制气体的一回收容腔3以及一高压气体的供给部件40。下文中，认为机械在工作且回收容腔含有压缩气体。对于预吹制来说，一预吹制阀4打开，回收容腔3中的气体通过一减压器6经导道5流入到将变成为包装体2的坯体中。

当预吹制工序结束时，关闭预吹制阀4，打开一第一吹制阀7，使回收容腔3中的气体经导道8而不通过一减压器流入到将变成包装体2的已部分吹制的包装体中。一旦该第一吹制部分结束，就打开吹制阀9，高压气体(例如40巴)从供给部件40吹入到将变成包装体2的部分吹制的包装体中。

当吹制工序结束时，关闭阀7和9，打开排气阀10和回收阀10′，从而以专利公开文本WO 03/009993中所述的方式，经导道11将吹制气体回收到回收容腔3中。一旦压力在包装体2中降低到所需的数值，或者在一定的时间之后，其余部分的气体经消音导道12排放到大气中。

导道5、8、11还包括止回阀13、14和15，以便万一阀不同时工作时，适当地阻止吹制气体通过。

为了起动机械，当回收容腔3不含有具有足够压力的吹制气体时，或者当回收系统不工作时，用于预吹制工序和吹制工序的供给部件通过经导道17与导道5相连接的减压器16，直接从高压的供给部件40供给气体。该导道17还包括一止回阀18。该进行方式可使整个系统加压，或者，即使不使用回收部件，也可使机械保持工作。减压器输出端的压力约8巴，从而可在减压器6的输出端获得预吹制所需要的约7巴的压力。在这种工作方式中，吹制只用一道工序吹制。

然后，当机械在工作时，回收系统，特别是回收容腔3，在循环过程中压力渐渐上升，回收容腔中的压力足以进行上述第一部分吹制。

图4中，用于吹制的具有中间压力和最终压力的阀7和9示出为串接式。在一实施例中，如虚线所示，阀7和9也可并联布置。

原则上，系统的不同的阀具有同步作用。这些阀是标准阀，在现有技术中是公知的。此外，阀10′可以是例如专利公开文本WO 03/009993中所述的阀。

这些阀由本身公知的机械部件控制，所述机械部件例如包括一凸轮，所述凸轮操纵一分配器，所述分配器控制所述阀的位置。

这些控制部件可以是机械部件和/或与电气部件和传感器相连接的部件。

类似地，拉制部件和从坯体开始成型包装体的成型部件在有关现有技术中本身是公知的。

显然，上述实施方式是作为非限制性实施方式给出的，在权利要求保护范围内可以通过等同件方式实施其它实施变型。

例如，用于预吹制和吹制的压力可以相对于给出的数值进行改变。对于预吹制来说，可考虑约4巴至16巴的数值，对于在压力P1下的吹制来说，可考虑约14巴至22巴的数值，对于在压力P3下的吹制来说，可考虑约30巴至40巴的数值。

Claims (8)

1.吹制和回收方法，其用气体在模具中从坯体开始吹制包装体，并回收吹制气体，其具有以下阶段：

-首先进行预吹制阶段，其在第一吹制压力(P1)下用气体进行预吹制；

-其次进行第一吹制阶段，其在大于第一吹制压力(P1)的第二吹制压力(P2)下用气体进行吹制；

-在第三阶段，在大于第二吹制压力(P2)的第三吹制压力(P3)下用气体进行吹制；

-在第三阶段之后，进行回收阶段：将所述气体回收到一回收容腔中直到在所述包装体中获得预定的压力为止，或者，在一预定的时间期间将所述气体回收到一回收容腔中；并将所述回收的气体用于进行所述预吹制阶段工和所述第一吹制阶段，其中，所述回收容腔在循环过程中压力渐渐上升，从而使所述回收容腔中的压力足以进行上述第一吹制阶段；

-在回收阶段期间和之后，将所述包装体中的残留的气体向大气中释出。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一吹制压力在4巴至16巴之间取值，所述第二吹制压力为18巴，所述第三吹制压力在30巴至40巴之间取值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预吹制阶段持续0.1秒至0.3秒。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在第二吹制压力下的吹制阶段持续直至0.3秒。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在第三吹制压力下的吹制阶段持续0.2秒至2秒。

6.用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的装置，其旨在使用气体在模具(1)中从坯体开始吹制包装体(2)，并回收所述气体，所述装置至少包括：

第一供给部件(3，4，5，6，8，9，40)，其用于在第一吹制压力(P1)和第三吹制压力(P3)下向所述装置供给气体；

所述包装体(2)的成型部件的拉制部件；

所述气体的回收部件(3，10，10′，11)，其至少包括与回收阀(10′)相连接的回收容腔(3)；

所述回收部件的和所述阀的控制部件；

以及可调节所述控制部件的工作的调节部件：

其特征在于，所述装置还包括：第二吹制供给部件(3，7，8)，其在第二吹制压力(P2)下从所述回收容腔(3)向所述装置进行吹制供给；

并且，所述回收容腔在循环过程中压力渐渐上升，从而使所述回收容腔中的压力足以进行所述第一吹制阶段。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述在第二吹制压力(P2)下从所述回收容腔(3)向所述装置进行吹制供给的第二吹制供给部件包括阀(7)和导道(8)。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述包装体(2)是瓶子。

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