CN101274482B - 处理容器的装置、方法及其密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种处理容器(10)的装置，具有以空气介质填充容器(10)的喷嘴装置(4)，其中喷嘴装置(4)可以至少部分地伸入到容器(10)的容器口(12)中。此外还设有完整地包围喷嘴装置(4)至少一部分区域的壁体(6)、用于密封容器(10)和壁体(6)之间的空间(R)的密封装置(8)。根据本发明，可以在整个径向上相对容器(10)的容器口(12)的外周挤压密封装置(8)。本发明还公开了一种用于该处理容器的装置的密封装置以及一种处理容器的方法。

Description

处理容器的装置、方法及其密封装置
技术领域
本发明涉及一种处理容器的装置，更具体地说，涉及一种吹塑成型容器的吹塑喷嘴。
背景技术
作为生产各种容器的一部分，现有技术中已知的是使用吹塑喷嘴来成型这些容器。这种方法中，相应的胚体被加热，然后通过吹塑喷嘴暴露于压力在40巴(bar)范围内的压缩空气中。由于高压，一般都会阻止用于膨胀容器的空气或者其它气体从压力舱漏出。在现有技术中，已知的装置具有密封环，在实际吹塑处理之前，其可以设置在容器的颈部，这样就创建出密封舱。然而，作为衡量成本和减轻重量的一部分，近来胚体的颈圈已经在径向上减少，以便在一些情况下，即如之前所述的情况，在容器的轴向上可不用再进行密封。
EP 0 768 944 B1公开了一种用于塑胶容器的毛坯和吹塑喷嘴之间的密封装置，以及使用该密封装置的吹塑成型机。吹塑喷嘴具有在对喷嘴应用压缩空气的过程中挤压住被充气的容器的内壁的密封圈。然而，在该实施例中，完整的密封仅在该容器中具有了特定压力时才能达到。
DE 698 00516 T2公开了一种用于塑胶容器的吹塑喷嘴和使用该吹塑喷嘴的装置。在此，密封体本身不是设在容器上，而是位于夹持毛坯的载板上。GB2 114 502 A公开了一种模塑成型空心热塑性体的方法。毛坯是以密封的方式连接到吹塑头的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种处理容器的装置，具体地说是一种充气容器的吹塑喷嘴，即使毛坯的颈圈在径向上被减小的情况下，其在吹塑处理过程中可实现完全可靠的密封。
根据本发明提出的处理容器的装置设有喷嘴，用于以气体填充容器。在本发明优选实施例中，喷嘴可以至少部分地插入容器口。词语“容器口”的意思是指毛坯上具有颈圈的区域以及在其上面沿吹塑模开口方向上延伸的区域。根据本发明优选实施例，容器口设有螺纹。词语“颈圈”指的是在至少部分外周上径向伸出的材料积聚，其优选地是环形。例如，颈圈可以形成为垫圈和锁紧环。
另外，本发明还设有壁体，其在至少一个(轴向)区域中在外周方向上完整的包围喷嘴，并具有密封装置以用于对容器和壁体之间的空间进行密封。根据本发明，密封装置本质上可以在径向上朝容器开口的外表面移动。这种移动优选意味着产生了压配连接，即密封装置和容器之间的挤压接触。密封装置紧贴容器口的外周和紧贴容器口的表面，例如紧贴颈圈，都是可以的。同样，密封装置紧贴吹塑模和颈圈，或者紧贴容器口和颈圈，都是可以的。
在本发明上下文中的喷嘴是气体介质可以通过的任何装置。气体介质具体是但不限于使容器毛坯膨胀的空气。
在本发明的构思中，壁体具体是圆柱壁体，其在容器的轴向上包围喷嘴，或者在其轴向上完整地包围喷嘴的某个区域。优选地，该壁体在充气处理之前紧靠容器毛坯的容器口，然后容器和壁体之间的空间使用密封装置进行密封。
因为密封装置可以在完全径向上相对容器口的外周进行挤压，所以能够减小前部的颈圈的半径而无需降低密封质量。词语“完全径向”意思是密封装置可以朝容器的外周在相对容器轴向的某方向上进行挤压，该方向围绕60°到120°之间的角度，优选地是70°到110°之间，更优选地是80°到100°之间，最优选地是85°到95°之间。
优选地，密封装置可以在径向上相对容器口的外周进行挤压，即使在实际充气之前也可以。这使得填充容器的实际处理可以在容器完整密封的情况下执行。然而同样，设计密封装置只有在实际填充处理开始时通过压力挤压容器的外周也是可行的。
在更进一步的优选实施例中，密封装置设置为具有可变的内横截面或内径的环状物。内横截面上的变化使密封装置的部分紧贴容器的外周，优选是全部紧贴容器的外周。密封装置的内横截面或内径可变的好处是，在容器口上具有较大的横截面，然后仅当其在容器轴向上已经到达末端位置，特别是已经推到瓶颈口上的一个螺纹处，其才收缩，即减小其横截面。
优选地，密封装置的一个区域设置在壁体上。特别优选地，这是一个径向外部区域，其在外周方向上紧靠壁体且贴住壁体。因而容器上密封装置的挤压密封了容器和壁体之间的空间。
在更进一步的优选实施例中，密封装置由弹性材料制成。
特别优选地，密封装置设有底部和可相对该底部转动的密封部。特别优选地，该底部设置在壁体上。
通过相对于底部转动密封部，就可以使密封部的区域径向向内移动并径向上靠在容器口上。
特别优选地，壁体设有径向向内突出的固定件，密封装置附在上面。因而密封装置封住密封件和容器之间的空间。
在更进一步的优选实施例中，壁体上的凹口位于密封装置上。该凹口用于确保在密封部转动时，密封装置的一区域可以进入该凹口，这样有利于转动处理。
在更进一步的优选实施例中，壁体设有可以在容器上移动的一个或多个接触体。在壁体向下移动时，这些接触体挤压例如密封装置，使密封装置径向向内移动，因而封闭了壁体与容器之间的空间。然而，将壁体设计为整体旋转也是可行的。
此外，密封装置直接设置在一个或多个接触体上，并通过接触体的径向向内移动将密封装置挤压到容器上，也是可行的。
优选地，接触体的外周上设有沿容器的轴向逐渐变细的锥形外表面。特别优选地，该外表面逐渐向下变细，即朝容器的底部逐渐变细。在壁体向下移动时，该外表面可以和与其相对的面配合，壁体的向下移动同时径向向内挤压接触体。
在更进一步的优选实施例中，该装置设有压力管道，密封环可以依靠通过该压力管道传送的气压介质相对容器进行挤压。特别优选地，可使用与填充容器相同的压力介质。在此实施例中，只要在容器和壁体之间的空间中产生压力，该压力便可使密封装置在径向上压缩并且紧靠容器。
在更进一步的优选实施例中，密封装置设置在压力舱中，并且可以相对该压力舱移动。优选地，压力管道通向该压力舱，并且通过压力介质来给压力管道增压，压力舱同样也被增压，因而使得密封装置径向向内移动。优选地，压力管道和压力舱均设置在壁体中。
在更进一步的优选实施例中，密封装置的内横截面或内径沿容器的轴向上逐渐变小。更具体地，密封装置设有密封部，该密封部沿容器的轴向从顶部到底部逐渐变小。
根据本发明更进一步的实施例，密封装置为可以使用压缩空气充气的软管。该软管优选地位于压力舱中，其中密封装置的充气造成朝向容器口的径向移动。
本发明此外还提供针对上述类型的装置的密封装置。该密封装置为一体成型，由弹性材料制成，并具有环形底部和环形横截面。根据本发明，该密封装置在第一工作状态具有第一预定内径，在第二工作状态具有不同于第一预定内径的第二内径。此外，环状密封部设置在底部上，其中该密封部可相对底部转动，并且相对底部径向向内延伸。密封部在密封装置的第一工作状态相对密封装置的平面斜向移动。例如，密封部在一个工作状态相对底部具有圆锥形或锥形的设计。
在更进一步的优选实施例中，在底部和密封部之间还设有过渡部，特别优选地在该过渡部形成几何旋转线，密封部可绕该几何旋转线相对底部转动。
本发明此外还提供一种处理容器的方法，其中这些容器通过喷嘴填充有气体介质。优选地，该喷嘴至少部分地被引入到容器口内，这样容器毛坯在吹塑成型时便可自动对准中心。此外，壁体被推至环绕容器口的外周。
根据本发明，为了密封容器和壁体之间形成的空间，密封装置在径向上紧贴容器口外表面。与现有技术相比较，在根据本发明的方法中，密封体从外侧径向紧贴容器口，此处容器口也可以指的是容器的颈圈。
优选地，在容器被填充气体介质之前，密封装置放置在容器的外周上。容器外周和壁体之间的空间因而在容器被填充压缩空气之前被封闭。这样可防止在填充处理开始时空气漏出，造成破坏性噪声，并且增加不必要的空气消耗。
本发明优选地用于塑料瓶的生产中，优选地是PET。瓶子优选地在拉伸吹塑机中生产，特别优选地在旋转拉伸吹塑机中生产。在拉伸吹塑机中是几个吹塑置装，每个都包括至少一个吹塑模、生产瓶子的装置和至少三个用于控制吹塑空气的阀门。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是根据本发明处理容器的装置的第一实施例的结构示意图；
图2是根据本发明处理容器的装置的第二实施例的结构示意图；
图3是根据本发明处理容器的装置的第三实施例的结构示意图；
图4a是根据本发明的密封装置第一状态的结构示意图；
图4b是图4a中的密封装置第二状态的结构示意图；
图4c是图4a中的密封装置第三状态的结构示意图；
图4d是根据本发明的密封装置的三种立体状态图；
图5是生产容器的吹塑装置的结构示意图。
具体实施方式
图1是本发明处理容器的装置1的结构示意图。附图标记10指的是容器或者容器的颈部，其在吹塑处理过程中位于定心盘2中，定心盘2是吹塑模的一部分。更具体地，容器10的边缘或颈圈14位于定义盘2的突出部分3中形成的凹槽16中。附图标记16a指的是外围突出部分，其向上延伸定义出凹槽16。附图标记19指的是位于装置1的壁体6和突出部分3之间的O型环，其优选地不是起密封作用而是连接作用。附图标记L表示容器10的轴向或纵向。
在定心盘2下面是吹塑模(图中未示出)。附图标记4表示插入容器口12内来充气容器10的喷嘴装置(部分以虚线示出)。
壁体6与喷嘴装置4一起沿方向B向下移动。压力件7与容器10的容器口12相对设置，并在弹簧9的作用下挤压到特定停止位置。
该压力件7在容器10的轴向L上相对喷嘴装置4和壁体6是可移动的，与其对比，壁体6和喷嘴装置4一起移动，或者喷嘴装置4设置在壁体6上。压力件7随着喷嘴装置4的收回，使得容器10很容易从喷嘴装置4上分离，这是因为在弹簧9的作用下，压力件7沿轴向L向下挤压容器10的容器口12。本发明更具体地是，在喷嘴装置4的收回过程中，随其在轴向L上移动的容器10具有不能预料的结果，即图1中位于容器口12上的密封装置8的密封部也向上移动，因而可能会移动到不能预料的位置。
然后，通过喷嘴装置4以压力或者压缩空气对容器10加压。形成在容器10的容器口12和壁体之间的空间R在加压过程中是不漏气的，并且在理想的情况下没有压缩空气从壁体6中泄出。为此还设有密封装置8。该密封装置8牢牢地设置在壁体6的凹口13中，并且随壁体6沿移动方向B向下移动。
更具体地，在壁体6上设有径向向内突出的固定件11，在该固定件11中也可设置用于容置密封装置8的凹口13。在壁体6向下移动过程中，密封装置8的密封部24挤压住被突出部分16a挤压。这使该密封部24在箭头P1所示的径向上收缩，这是因为图1中的密封部24向上转动，最后紧贴凹口14a中的容器10的颈圈14之上。应注意，在本发明的该实施例中，颈圈14可以在径向上比现有技术的更小，因为密封装置8或者密封部24的径向移动不仅由颈圈14引起，还由突出部分16a引起。
通过在容器10或者凹口14a内使用密封装置8，容器10和壁体6之间的空间在容器口12的区域内就被密封了。
图2是根据本发明的装置的另一实施例的结构示意图。此处也设有喷嘴装置4，其伸入容器10的容器口12内。此外，此处还设有多个接触体20(图中只示出一个)，其包围容器口12的区域，优选地是在外周方向上等距离分布。在该接触体20上设置了密封装置8。如果接触体20沿移动方向B向下移动，即相当于容器10的轴向L，那么接触体20的倾斜表面23与形状对应的相对件25相互挤压，因而接触体20和其它没有示出的接触体与密封装置8一起径向向内移动。同样在这种情形下，密封装置8接合在颈圈14上的凹口14a中。这里的相对件25设置在定心盘的突出部分3上。这里的相对件25可以在突出部分3上形成环状，或者可以在突出部分3的设有接触体20的那部分区域中设置几个相对件25。
各个接触体20通过密封的材料(图中未示出)连接在一起。例如，可以是可扩张的软管或者可扩张的套管在喷嘴装置4的外周方向上包围住所有接触体20。同样，也可以是相应的软管紧贴各个接触体20的径向内表面上。另外，各个接触体20可以分别通过不漏气的材料件连接在一起。各个接触体20作为整体与密封材料(图中未示出)一起组成壁体6。
各个连接体20设置在管状体17的旋转点之上，这样它们可以轻微地径向(箭头P)向内移动。附图标记21表示相对件25上的倾斜面，其在壁体的向下移动过程中使密封装置8径向向容器10移动，从而达到密封的作用。在图2所示的实施例中，密封装置8不仅紧贴凹口14a，而且还紧贴容器10的容器口12。同样在这里，在容器10的容器口12和壁体6之间形成密封空间R。在图2所示的实施例中，首先壁体6的向下移动密封住空间R，然后才能将容器10装满压缩空气。
图3是根据本发明的装置1的另一实施例的结构示意图。在此实施例中，壁体6设有压缩空气管道32和连接到压缩空气管道32的压力舱34。压缩空气管道32形成在外部，而压力舱34通过管道32填装压缩空气。附图标记8这里也表示密封装置，其随着加压而径向向内移动，这样就与凹口14a接合，并且达到密封作用。同样在这里，密封装置8设有倾斜面8a，其至少部分位于容器10的容器口12上。在图3所示的实施例中，密封首先是由于加压的结果而实现的，因为只有通过加压，密封装置8被径向向内挤压，这样就完成了密封。这里的壁体6设有突出部分36或者滑动装置，可以相对密封装置8径向向内滑动。必须注意，密封装置8是作为整体在增压下移动的，而不是密封装置8的一部分径向上相对另一部分移动。
图4a是图1所示装置1的密封装置8的结构示意图。该密封装置8设有环状底部22，其上设置了密封部24。在图4a中，所示为密封装置8的第一状态，更具体地说是在无负荷状态或者在没有挤压的状态。这种状态在密封装置8降到容器10或者定心盘2上面或外围之前出现。密封部24在此倾斜地向下延伸或者密封部24作为整体形成锥台形截面。附图标记D1指的是无负荷的密封装置8的内径。附图标记h表示弯曲端28相对底部22向下突出的高度。在底部22和密封部24之间是凹口27，其有利于密封部24相对于底部22的转动。区域28贴住容器10的外周或外表面上。图4a到4c中所示密封装置8用于图1所示装置1。附图标记E指的是密封装置8所在的平面。
图4b是图4a中密封装置第二状态的结构示意图，在此状态将某种挤压施加到密封部24上。在此挤压的作用下，直径D1减少为D2。此处直径上的变化范围是1mm到4mm之间，优选地是1.5mm到3.5mm之间，更优选地是在1.5mm到2.5mm之间。在此，密封部24几乎与底部22成直线，即马上到其最高点。
图4c是图4a中密封装置8在最高点的结构示意图，即密封部24完全水平设置，从而确定在此位置密封装置8的最小直径。密封部24和底部22之间的高度h在此小于1mm，优选地是小于0.5mm，更优选地是小于0.3mm。图1中的高度h是3mm左右。这意味着作为向下移动的一部分，密封部24的弯曲端28可以相对底部22在2mm到4mm之间移动，优选地是2.5mm到3.5mm之间，更优选地是2.7mm到3.1mm之间。根据本发明，这些尺寸对密封装置8的作用特别有用，而这些尺寸是基于长期复杂的实验得出的。图4a和4c中所示状态之间的高度差Δh太大就意味着密封部24和容器10之间的区域不能完全被密封。而高度差太小也会导致缺少密封。
图4d是根据本发明的密封装置8的三种立体状态图。在这里可以看到底部22和设置在底部上的密封部24。另外也能看到过渡部26，密封部24可绕其相对于底部22转动。
密封装置8在此是由弹性材料制成的，具体地说是聚氨酯系。
图5是在此未示出的旋转拉伸吹塑机中的吹塑成型装置40的结构示意图。吹塑成型装置40包括带有定心盘2的吹塑模42。设有颈圈14的容器10放置在吹塑模42中，以便颈圈14位于定心盘2上。吹塑成型装置40此外还设有阀块45，其上装配了四个阀门(在此仅示出两个)41和45。阀门对引入容器10的吹塑空气进行开关控制。吹塑活塞46移动通过阀块45，并且可依靠沿箭头43的调节装置44进行高度调节。在吹塑活塞46的下端是喷嘴装置4和壁体6。吹塑活塞46沿箭头43方向上的运动带动壁体6在容器10的容器口12和密封装置8(在此未示出)之移动，形成相对于周围环境的密封。如此可以对容器10充气。根据本发明的优选实施例，在吹塑活塞46中有一拉伸杆，在此并没有示出，其被引进容器10内以在吹塑处理过程中对其进行拉伸。
在本申请文件中公开的所有特征作为本发明的实质要求被保护，这些特征单独地或结合地相对现有技术来说具有新颖性。

Claims (24)

1.一种处理容器(10)的装置，包括以空气介质填充容器(10)的喷嘴(4)、在外周方向上完全包围喷嘴(4)的至少一个区域的壁体(6)、用于密封容器(10)和壁体(6)之间的空间(R)的密封装置(8)，其特征在于，所述密封装置(8)可以在径向上移动以紧贴容器(10)的容器口(12)的外表面。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述喷嘴(4)至少部分地伸入到容器(10)的容器口(12)中。
3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述密封装置(8)为具有可变内径(D1、D2、D3)的环状。
4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述密封装置(8)的一区域设置在壁体(6)上。
5.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述密封装置(8)由弹性材料制成。
6.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述密封装置(8)包括底部(22)和相对底部(22)可转动的密封部(24)。
7.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述壁体(6)设有径向向内突出的固定件(11)，密封装置(8)附在固定件(11)上。
8.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述壁体(6)设置有凹口。
9.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述壁体(6)包括可以移动到容器(10)的至少一个接触体(20)。
10.根据权利要求9所述的装置(1)，其特征在于，所述接触体(20)在其外周上具有沿容器(10)的轴向(L)逐渐变小的外表面。
11.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)包括压力管道(32)，其中依靠通过压力管道(32)发送的气压介质，密封装置(8)被挤压紧贴容器(10)。
12.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述密封装置(8)设置在压力舱(34)中，并且可以相对压力舱(34)移动。
13.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述密封装置(8)的内径(D1、D2、D3)在容器(10)的轴向(L)上逐渐变小。
14.根据权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)是容器(10)的吹塑成型装置(40)的一部分，所述吹塑成型装置(40)包括至少三个阀门(41、51)以控制气体吹塑介质。
15.根据权利要求14所述的装置(1)，其特征在于，所述吹塑成型装置(40)是吹塑机的部分，吹塑机围绕中心机轴旋转，包括设置在机传送带上间隔距离相等的多个吹塑成型装置(40)。
16.用于权利要求1到3中任一项权利要求所述的装置(1)的密封装置(8)，其中密封装置(8)一体成型并由弹性材料制成，密封装置(8)具有环形横截面和环形底部(22)，其特征在于，所述密封装置(8)在第一工作状态具有第一预定内径(D1)，在第二工作状态具有不同于第一预定内径(D1)的第二内径(D2)，在底部(22)上设有环形密封部(24)，其相对底部(22)可转动并且相对底部(22)向内延伸，所述密封部(24)在密封装置(8)的第一工作状态下相对密封装置(8)的平面(E)倾斜延伸。
17.根据权利要求16所述的密封装置(8)，其特征在于，在底部(22)和密封部(24)之间设有过渡部(26)。
18.根据权利要求17所述的密封装置(8)，其特征在于，在过渡部(26)中形成有几何旋转线，密封部(24)可以围绕所述几何旋转线相对底部(22)转动。
19.一种处理容器(10)的方法，其中依靠喷嘴(4)以气体介质填充容器(10)，且围绕容器(10)的容器口(12)的外周推动壁体(6)，其特征在于，在容器(10)的容器口(12)的外表面上径向设有密封装置(8)以用于密封容器(10)和壁体(6)之间形成的空间(R)。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，当在容器(10)的容器口(12)的外周上推动时，装置(4)至少部分地被伸入到容器口(12)内。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，用于密封目的的密封装置(8)径向移动，以便其至少接触到容器(10)的颈圈(14)。
22.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，用于密封目的的密封装置(8)径向移动，以便其接触到定心盘和容器(10)的容器口(12)的外表面。
23.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，在以气体介质填充容器(10)之前，密封装置(8)紧贴在容器(10)的外周上。
24.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于，所述密封装置(8)的密封作用仅在容器(10)的填充开始之后产生。
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