CN101351413B - 器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置以及在器皿玻璃制造设备中预成型时用于玻璃器皿瓶口冷却的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,用于玻璃器皿的成型,它配有至少一个带柱塞式气缸缸盖(6)的柱塞式气缸和一个坯模具(4),其中,柱塞式气缸缸盖(6)具有至少一条输送管和至少一个带有输出口的管道(PK),冷却介质(KM)通过它们输送,然后通过柱塞式气缸缸盖(6)中的管道(PK)再次输出,瓶口冷却介质(KM)的供给源和坯模具冷却介质的供给源是相互独立的,从而保证了在不受坯模具(4)冷却影响的情况下冷却待成型玻璃器皿的瓶口,本发明还涉及一种在器皿玻璃制造设备中预成型时用于玻璃器皿瓶口冷却的方法,其中,通过不受坯模具冷却的影响而单独控制或调节冷却介质(KM)的压强来冷却玻璃器皿的瓶口。
Description
技术领域
本发明涉及器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置以及在器皿玻璃制造设备中预成型时用于玻璃器皿瓶口冷却的方法。
背景技术
在机械化制造器皿玻璃的领域中,人们用一个进料器从炉中的玻璃熔液切取一个熔滴,通过流槽系统导入模具,在模具中按照重量和之后最终预想的瓶子形状制成带有某种空腔的完整坯体。它通常如此实现,即,玻璃熔液中的熔滴首先通过上面提到的流槽系统灌入坯模具,然后再从上至下向模具内壁吹气,由于在预吹过程中从下面向熔滴完整坯体中吹入了气泡,所以在坯模具的下半部分便已经形成了后来的玻璃器皿的上半部分,即瓶口。该方法被称为“吹-吹法”(blow and blow)。此外,还存在一种“压-吹法”(press and blow);采用压-吹法时,首先从瓶体下部进行预吹,然后用模具进行预压。在采用上述两种方法时,已预制好、还未完全成型、但已经具有初期内腔的玻璃器皿从坯模具中转移到成型模具的过程通常是通过一只旋转臂完成的,该旋转臂带有一个在瓶口区域将玻璃器皿箍紧的瓶口托架,将玻璃器皿坯从为此开启的坯模具中转移到同样为此打开的成型模具中,其中,玻璃器皿会沿水平轴旋转180度,使瓶口在成型模具中冲上。在成型模具中,通过自上向下往瓶口中吹气使玻璃器皿(必要时须二次加热)最终成型为预想的形状,等成型模具打开后,即可将器皿取出(此处可参考Lueger/Matthee制作工艺百科辞典,1967年斯图加特出版的第四版,第8卷,第370页,其中,从参考文献中所找到的段落通过对比明确地收录到此文的公开内容中)。
在此过程中必须进行冷却,不仅指坯模具本身,还包括瓶口托架与瓶口模具相互箍紧的玻璃器皿瓶口区域。
通常人们用专门为此设置的一个或多个喷嘴将冷却介质(例如冷却空气)喷射到瓶口区域和坯模具以达到冷却的目的。根据现有技术,类似的装置大致可参考附图1。关于细节可参照随后的附图说明。
根据现有技术产生的问题是,瓶口区域通过坯模具来冷却,因此无论如何也得不到比坯模具更强的冷却(不过可能会提高机器性能),因为在将预制好的玻璃器皿从坯模具中转移到成型模具的一瞬间,为了把瓶子转移到成型模具而用瓶口托架将瓶子箍紧的玻璃器皿瓶口区域必须已经得到足够的冷却,以便使其具备足够的稳定性,从而避免在转移过程中由于被动受力使玻璃器皿发生不理想的变形。
上述的坯模具冷却在现有技术基础上得到了以下改进:
在DE32 39 095C2中介绍了这样一种设备,它可以通过在其上方不同强度的温度影响使得在模具内室中膨胀的玻璃器皿呈现不同的壁厚。DE25 37 037也已经说明了具有类似工艺目标的坯模具冷却技术,即可以在朝向玻璃的模具表面上设定并保持任意理想温度特性。
这一技术改进在一些特殊应用情况下可能会改善坯模具冷却本身,却不能解决上面提到的问题。
即使通过提高冷却功率进行补救也具有一定极限,因为这(参见上述说明)也只会导致大家都不愿意看到的坯模具强冷却,尤其是在冷却空气压强相同的情况下。而由于过小的瓶口冷却功率又会导致机器功率过低。
另外,在现有技术上可以确定,不同改进尝试的对象不仅是坯模具冷却技术,还包括玻璃器皿瓶口冷却技术:
EP0 443 949B1(相当于德文文献中的DE691 045 13T2)中提到了一种额外为坯模具冷却设置的玻璃器皿瓶口冷却,但没有就操作方法作详细的说明;特别是文章只是描述了一个机械装置,没有给出有关两种冷却的可能的控制方法或调节方法的信息(一方面是坯模具冷却,另一方面是瓶口冷却)。除此而外,文章中介绍的瓶口冷却的冷却效果并不理想,因为热量仅能通过在瓶口区域内由外向里的吹气过程释放出去。此外,该装置的缺点是,为输送冷却介质而设置的管道总是和可自身开启和关闭的坯模具部分同时运动,造成很大程度的磨损,如果不予充分考虑,其后果是还会导致该装置较高的维修率且大大降低了它用于批量生产的可实施性。
类似的问题也存在于DE 36 37 552 C1中公知的冷却装置,该装置仅仅涉及瓶口冷却,不过是通过瓶口支架和瓶口工具(也称为瓶口模具)输送冷却介质的,因此也同样通过移动的和相对易磨损的部件输送。此文也没有给出有关可能的控制方法或调节方法或冷却方法(这里指瓶口冷却)方面的信息;特别是它没有解答关于瓶口冷却和坯模具冷却的关系的问题,且该文献本身根本没有描述坯模具冷却。然而,基于玻璃机械根据现有技术总是由单一冷却空气站压驱动的事实,我们可以十分肯定地说,使用这些设备,我们是不可能抛开坯模具冷却而单独控制或调节此处所指的瓶口冷却的。作者只是进一步说明了所述瓶口冷却可以在坯模具部分打开时或打开后通过自行打开的管道出口对瓶子颈部进行追加冷却(参见图5及其说明)。该装置的冷却效果也不理想,因为瓶口区域的热量仅通过瓶口与瓶口工具及瓶口最终与冷却介质的频繁接触而排放出去。只有瓶口以上的颈部区域可以在坯模具打开时由外面吹进来的空气冷却。
与上述几种技术相比,DE 41 18 682 C1选择了这样一种得到改善的方案,即,输送用于瓶口冷却的冷却介质时,玻璃器皿制造设备保持运转,而该装置的主要组件却都保持静止。尽管如此,冷却介质的输入也是以在结构设计上复杂的方式从一侧输入本身带有冷却管道的瓶口工具中来实现,其中,冷却管道及其侧部入口必须和输入管道位于同一条直线上,这样,冷却管道能够在任何情况下在与坯模具同直线的瓶口托架工作位置从侧部由输入管道引入冷却介质。因此,该设备还配有精确校准仪,以校准输入管道的高度,保证其与托架的(终点)位置相匹配。而这不可避免的也增加了建造成本和安装费用,相应的投资和运营成本也有所增加。此外,文章所介绍的瓶口冷却的冷却效果同样也不尽人意,因为热量同样仅能依靠瓶口与瓶口工具的频繁接触、最终通过冷却介质释放出去。此处的介绍也缺少对该装置操作方法的说明。文章也没有对用于两种冷却(一方面是坯模具冷却,另一方面是瓶口冷却,根据现有技术,两者由站压统一供给冷却介质)的可能的控制方法或调节方法进行说明。
上面提到的冷却介质从旁侧输入时需要精确校准的难题在DE 100 20431B4描述的设备中得到了克服。该设备(与EP 0 443 949 B1中类似)简单地从外部以一定间隔向瓶口区域吹冷却介质。它的优点是降低了磨损,而缺点是瓶口的冷却效果较差。但是值得一提的是,瓶口的冷却本身并不是该设备的主要用途,它的主要用途就是对瓶口一侧的坯模具区域(主要是器皿颈部)进行更好的冷却。文章虽然概括说明了冷却介质输入阀应起到调节作用,但还是没有就此进行详细的说明。也就是说,文章并没有说明,哪种用于两种冷却(一方面是坯模具冷却,另一方面是瓶口冷却)的控制或调节方法应该设置哪些冷却进程参数。此处也以采用共同的冷却介质源和共同的站压为出发点。
在WO 2002/019964 A1中描述的设备中,用于坯模具冷却和瓶口冷却的冷却气体也由同一个供给源供应。因此,该设备也无法实现在不考虑坯模具冷却介质压强的情况下单独调控瓶口冷却介质的压强,因为两个冷却介质来自同一个供应源,供应源的压强显示为2-3psi,即0.14-0.21bar。这样的气压对于由一台鼓风机产生的站压来说是十分典型的,这种站压也应用于坯模具冷却,却不适合用于独立的瓶口冷却。因此,根据WO2002/019964A1的理论,尤其不可能实现在不从坯模具中吸收大量热量而实现瓶口冷却的情况下控制或调节瓶口冷却。鉴于按照本发明的优选实施方式可以断定,根据WO2002/019964A1,冷却空气不是通过柱塞式气缸输送的,柱塞式气缸也不配备可以释放冷却空气的管道。比较常见的做法是通过安在柱塞式气缸缸盖旁边的站箱输送冷却空气,冷却空气再通过顶板上的气孔向上释放出去,而这种方法要求在转换产品时进行复杂的结构改装。
由此可见,在不影响坯模具冷却,同时还不易磨损、不需频繁调节以及维修的前提下提供尽可能有效的瓶口冷却在现有技术下不可能实现。
只有在纯粹的坯模具冷却中,才能在现有技术基础上找到解决上述问题的答案,它们涉及到有关低磨损、低维护成本的冷却介质输送的问题:
在DE198 19 489C2中就介绍了这样一种仅用于坯模具的冷却设备,它通过带有透气孔的推板解决了以上问题。透气孔位于同一条直线上时即可形成通道释放坯模具中的冷却介质。
在DE198 38 698A1所介绍的冷却设备中,坯模具冷却和瓶口冷却共同借助一个相连的冷却回路完成,由柱塞式气缸缸盖为该冷却回路供给能源。因此,虽然该设备解决了通过移动的和/或需调校的部件输送冷却介质时结构复杂及易磨损或需频繁调校等问题,而且也改善了冷却效果,但是并没有实现比坯模具冷却更强的瓶口冷却,因此也未能实现提高玻璃器皿制造设备的效率的瓶口冷却。与之相反:根据DE 198 38 698 A1,既对坯模具也对瓶口模具进行相同的冷却恰恰是其所述布置的目标(参见DE 19838 698 A1 Sp.1倒数第二行至Sp.2第二行),它通过该处描述的坯模具冷却和瓶口模具冷却共有的冷却回路实现。
EP 0 187 325 A2描述的是一台用于玻璃器皿成型设备的瓶口冷却装置,它配有柱塞式气缸、柱塞式气缸缸盖和一个坯模具,其中,柱塞式气缸缸盖带有用于输入冷却介质的输送管和带出口的、供冷却介质再次输出以用于瓶口冷却的管道。此处用于瓶口冷却的冷却空气也用于坯模具的冷却,也就是说,该装置中坯模具冷却和瓶口冷却也同样不是相互独立的。除此而外,EP 0 187 325 A2还揭示了另一个本质的不足之处:冷却空气是通过盖环输入的,这会产生泄露的危险,由此还可能导致将冷却空气挤入内室。如果发生这种情况,会在待加工的玻璃器皿上形成瓶口裂缝和/或残留气泡,从而再次引发玻璃器皿自身的密封性问题。而这直接导致的后果就是玻璃器皿产品质量出现严重问题,最终不能卖出,从而对生产厂家来说是不可用的。
发明内容
综上所述,本发明的目的在于,提出一种用于器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,在不会因为过强的作用而影响坯模具冷却的前提下,保证一个尽可能高效的瓶口冷却,同时还降低磨损、减少调节和由此产生的维护。
本发明的所述目的将通过具有权利要求1的特征的设备和按照权利要求28的方法来解决。按照本发明的设备的其它有利实施方式会在从属权利要求中一一阐述。
按照本发明的优选实施方式是一种用于玻璃器皿成型设备瓶口冷却的装置,它配有至少一个带有柱塞式气缸缸盖的柱塞式气缸和一个坯模具,其中,柱塞式气缸缸盖带有至少一个输送管和至少一个带出口的管道,用以输送冷却介质,而冷却介质再由柱塞式气缸缸盖中的管道输出。其按照本发明的特征在于,用于瓶口冷却的冷却介质和用于坯模具冷却的冷却介质的供应源是相互独立的,这样就保证了待成型玻璃器皿的瓶口冷却和坯模具的冷却分开进行,互不干扰。该实施方式使得冷却介质的输入变得简单易行,不再需要再像通过柱塞式气缸边上的站箱输入冷却介质时那样(WO 2002/019964 A1,参见上文),在转换玻璃产品时还要进行复杂的改装。
按照本发明的解决方案概括如下:
冷却介质——通常为冷却气体——通过柱塞式气缸进入柱塞式气缸缸盖后,由位于柱塞式气缸缸盖底部或中部位置的输送管导入,输送管优选一个环形、两个半环形或多个弓形的输送管,然后通过管道输送,管道为呈同心圆排布在柱塞式气缸里面的管道和分散布置的管道,前者优选均匀地呈弧形分布于柱塞式气缸俯视图的圆周上的管道,后者优选与气缸内壁平行的垂直方向的管道,如孔一样,特别优选的是每个瓶口22个或24个管道(即孔)。柱塞式气缸缸盖中的管道优选如此设置,即,提高冷却介质在其从柱塞式气缸缸盖(优选在其上边缘,尤其优选在此处垂直流出)流出的出口处的流速,这例如可以通过设置一个总是比管道的内部尺寸更小的出口来实现,即缩小其出口的横截面。各管道出口处冷却介质流速的提高会促使柱塞式气缸缸盖内腔内产生一个低压,因为柱塞式气缸缸盖的上边缘与瓶口托架和/或瓶口工具的下边缘之间设置了一条缝隙或者说间隙(例如优选宽度为大约0.4-0.6mm),通过该缝隙可连通柱塞式气缸缸盖内腔和外界大气。通过这样产生的低压,柱塞式气缸缸盖内腔便会通过上述缝隙或间隙向外排气。这一排气效应代表了按照本发明的一个优选希望得到的、有益于提高生产速度的附加效应,因为在柱塞式气缸缸盖内腔内还有其他器械在上下运动,因此必须保证理想的排气,以抵消通过器械引发的活塞作用而可能产生的制动压力效应。从柱塞式气缸缸盖中通过穿孔、缝隙或类似的间隙排出的气体在轴向方向对瓶口进行冷却,优选的是近似轴向方向(即“垂直吹”,简称“vertiflow”)。
本发明使得在不受坯模具冷却影响的前提下进行瓶口冷却成为了可能,因为考虑到在成型模具中玻璃器皿的其它待处理的成型空腔而不想进行深入的坯模具冷却,从而避免再次对玻璃器皿进行不必要的强加热。特别是进行瓶口冷却时所需冷却介质(优选冷却空气)的压强、体积流量或温度均可在不考虑坯模具冷却与之对应的参数的情况下单独设置。
为了能够实现上述对冷却介质压强和体积流量的单独控制,须分开供给坯模具冷却和瓶口冷却所需的冷却介质,且须保证能够分别满足调节阀前路所需的压强。
还有一种可能,那就是坯模具冷却和瓶口冷却共用一个冷却介质供给源,但要确保两个调节阀分别保持足够的阀权度,并且保证即便在一个控制阀完全打开的情况下另一个控制阀也不受影响。也就是说,如果您想在坯模具冷却和瓶口冷却共用一个冷却介质供给源的情况下单独调节瓶口冷却介质的压强和体积流量,则必须保证用于瓶口冷却的控制阀即使是在坯模具冷却控制阀完全打开的情况下也能满足足够的阀权度。这里,阀权度被理解为完全打开的调节阀上的压降与整个液压——此处为气压——系统(包括调节阀本身)的压降的比例(参见DIN ISO16484第二部分,3.197条,2004年10月版)。这里,阀权度的大小取决于具体情况下的比例,一般情况下对于技术上实用的调节比例建议阀权度大于0.5(参见西门子工具类出版物,Siemens Building Techinologies Landies&StaefaDivision,施泰因豪森,瑞士,1997年)。
不仅是对于瓶口冷却不可缺少的冷却介质压强、体积流量或温度可以不受坯模具冷却介质参数的影响单独设置。这也同样适用于有可能涉及的其他参数。比如在本发明的一个优选实施方式中,我们还可以测量瓶口本身的温度,并将其用作待调节的温度值。这种测量可以比如在不接触被测物表面的情况下进行,例如利用红外线热测仪(可参考德国Newport电子设备有限公司生产的仪器,OS523、OS524系列可测量-18℃—2482℃范围内的温度),红外线可由下穿过柱塞式气缸内腔和/或柱塞式气缸缸盖内腔。除此而外,也可在瓶口工具(也被称作瓶口坯模具)或瓶口托架范围内使用温度测量电路,通过使用合适的热导体获取准确的温度信息。
特别是还可以为此设置至少一个与坯模具冷却分开的控制回路或组合设置参数调节装置。
在本发明的一个优选实施方式中,冷却介质流在进一步的输送进程中还可以通过瓶口托架和/或瓶口工具中的另一个管道(优选另一个穿孔)由外向里在玻璃瓶口的高度以其仍然很高的速度流过。此外有利的是,将柱塞式气缸缸盖中的管道出口设置在相对应的瓶口托架和/或瓶口工具中的管道的入口下面。在坯模具中,出口设在瓶口托架和/或瓶口工具相应的终点位置上。因为即使在此处也可以在瓶口托架的上边缘和坯模具的下边缘中间设置至少一个出口(例如排气孔,优选孔径为大约3-10mm)且高速冷却介质流从外出口流过,所以玻璃瓶口内腔中会产生一个附加低压,它产生一个由该区域向外的另一个排气流,这样,该排气流对瓶口内腔进行额外的冷却,进一步改善了按照本发明的瓶口冷却。此外,还可以例如在额外设置的管道的出口区域中通过瓶口托架和/或瓶口工具(优选通过本文阐述的方法,如另一个喷嘴)设置进一步提高气流流速。
在本发明的另一个特别优选的实施方式中,我们借助一只喷嘴提高冷却介质流在柱塞式气缸缸盖上边缘处的速度。为了明显提高冷却介质在出口处的流速,喷嘴的横截面内壁首选为球状的。因此,这种结构是非常有利的,因为在当气流流速较高时,气流几乎只会向上从喷嘴出口方向排出,而不会向上面提到的、在柱塞式气缸缸盖上边缘和瓶口托架之间还继续向外延伸的缝隙或间隙方向逃逸。因此,如果将该实施方式和刚刚介绍的前一种实施方式结合起来是非常有利的,前一种实施方式是指冷却介质流明确导向穿过瓶口托架和/或瓶口工具的管道,其中,瓶口托架和/或瓶口工具布置于柱塞式气缸缸盖上方,无论如何位于与坯模具同直线的瓶口托架和/或瓶口工具工作位置。
不得不提的是,每一个按照本发明设置的喷嘴都可具有前面提到的球状内壁,尤其是在穿过瓶口托架和/或瓶口工具的管道的出口区域进一步设置的喷嘴。
需要强调的是,除了用于玻璃器皿制造设备的瓶口冷却外,本发明还涉及相应的柱塞式气缸缸盖、瓶口托架和/或瓶口工具的结构(带有孔和/或冷却介质出口,优选缝隙或间隙)或其它此处公开的装置以及本文介绍的按照本发明的、用于玻璃器皿制造设备的瓶口冷却装置和按照本发明的柱塞式气缸缸盖、瓶口托架和/或瓶口工具的结构(带有孔和/或冷却介质出口,优选缝隙或间隙)以及其它此处公开的装置的操作方法。特别是穿过瓶口托架、尤其是穿过瓶口工具的冷却介质输送也可以按照本发明不借助通过柱塞式气缸和/或柱塞式气缸缸盖的输送管完成,而是通过例如站箱等其它输送管完成。同样的道理也适用于借助柱塞式气缸缸盖上边缘和瓶口托架下边缘之间的缝隙或间隙形成的低压排气结构以及借助瓶口托架上边缘和坯模具下边缘之间、连通瓶口内腔的出口完成的瓶口内腔排气过程。
现在,借助于本发明,在相应布置的实施方式中实现下列目标:
-与坯模具冷却分开控制或调节冷却参数(如压强、体积流量、温度),从而能够在不过度吸取(整个)坯模具热量的情况下实现高效的瓶口冷却,
-通过轴向冷却介质流实现对玻璃瓶口的圆周式冷却、优选360℃冷却,这使得对玻璃器皿在瓶口区域的冷却尽可能做到低张力,在理想状态下甚至可以实现无张力。这也避免了——至少可以减少——所生产玻璃器皿可能出现的质量问题,
-通过流经的冷却介质产生的喷射效果完成坯模具中玻璃瓶口内腔的排气和冷却。
借助本发明,一方面可使玻璃瓶口的热量被均匀吸收,即尽可能实现低张力,在理想状态下实现无张力。另一方面,也能比坯模具更加迅速地冷却瓶口,而无需在整个坯模具上、尤其是在坯模具上半部分过度吸收热量,这样,从本质上提高了玻璃器皿的生产效率,因为对玻璃器皿的瓶口快速冷却后,便可将玻璃器皿更快地交付成型工序。按照这种方式,生产效率可以提高3%-8%,在生产投入基本相同的情况下便可大大提高机器利用率,从而节约成本。
根据目前的认知,借助图3b所示的实施方式可使该发明发挥最大作用,在该操作模式下,冷却介质流经瓶口工具中的管道并通过另一个排气流冷却瓶口内腔。
如果冷却介质管道穿过瓶口工具本身,则可产生较大的冷却表面积,优选的表面积是每个瓶口约22000mm2。即使是在这种情况下,冷却效果也优于冷却介质管道穿过瓶口托架的冷却效果,因为热量过渡不受不必要的边缘面积的干扰。
在这种优选的实施方式下,如果将用作冷却介质的冷却空气的参数设定为160°(备注:这里涉及的是一个关于时间说明的参数,而且是一个相对时间,取决于机器循环周期的持续时间即360°。160°相当于160°/360°,即机器循环一周所需时间的4/9)和3bar,则瓶口温度可下降30-35℃。在这个过程中,坯模具冷却完全独立于瓶口冷却且冷却空气仅用于坯模具的冷却。如果当坯模具打开时,瓶口冷却还保持运行状态,则会影响到坯模具温度。为了避免这一情况的发生,必须在坯模具打开之前、最晚于坯模具打开时关停瓶口冷却,并在坯模具关闭后、最早于坯模具关闭时再启动瓶口冷却。
按照本发明,用于瓶口冷却的气压也可升高到4bar。相反,如将冷却空气气压降至2bar,则瓶口的温度与气压为3bar时相比会呈现出十分明显的升高现象。如果您想以较低的气压,如2bar、1.5bar、1.0bar甚至0.5bar达到较高的冷却效率,则可通过增大冷却介质管道和/或冷却介质输入管的横截面积来实现。
按照本发明,单独的瓶口冷却介质源可以优选在所有上述压力范围内或在所有上述压力下(例如通过调节或控制)工作。
按照本发明的设备的另一个优点是,在冷却介质经过至少一个柱塞式气缸缸盖中的管道输送的过程中,持续产生的风力可吹走管道中的脏物,从而产生“自洁效应”,这能够有助于降低按照本发明的设备的故障率。
附图说明
下面的图1和图2分别描述了一个从现有技术出发的例子,随后的附图则描述了非局限性的本发明的实施方式,具体如下:
图1:现有技术下玻璃器皿制造设备的截面图,展示了包括坯模具、瓶口工具、瓶口托架、柱塞式气缸缸盖、坯模具冷却喷嘴和带有冷却空气流的瓶口冷却喷嘴在内的重要区域。
图2:现有技术下瓶口托架的俯视图,从下面看:位于与成型模具同直线的瓶口托架(终点)位置上,从上面看:位于与坯模具同直线的(终点)位置上。
图3:按照本发明的一个实施方式的玻璃器皿制造设备的截面图,展示了包括瓶口区域、瓶口工具、瓶口托架和柱塞式气缸缸盖在内的重要区域。其中,冷却介质通过瓶口托架中的管道输送。
图3a:这是图3的局部区域放大图,进一步展示了柱塞式气缸缸盖上边缘和瓶口托架下边缘之间的缝隙或间隙以及由此流过的排气流。
图3b:按照本发明的另一个实施方式的玻璃器皿制造设备的一个截面图,展示了包括瓶口区域、瓶口工具、瓶口托架和柱塞式气缸缸盖在内的重要区域。其中,冷却介质通过瓶口工具中的管道输送,并可形成进一步的排气流,以释放瓶口内腔内的气压。
图3c:如图3b所示实施方式中的玻璃器皿制造设备的一个截面图,展示了包括瓶口区域、瓶口工具、瓶口托架和柱塞式气缸缸盖在内的重要区域。其中,冷却介质通过瓶口工具中的管道输送,但此处没有进一步的瓶口内腔排气过程。
图4:按照本发明的一个瓶口托架的实施方式的俯视图,从下面看:位于与成型模具同直线的瓶口托架(终点)位置上,从上面看:位于与坯模具同直线的(终点)位置上。
图5:本发明中柱塞式气缸缸盖从上而下的俯视图,带有冷却介质通道的喷嘴出口,此处显示为同样呈环形、规则排布的孔洞。
图6:按照本发明的柱塞式气缸缸盖截面图,展示了冷却介质通道(此处为孔洞)和位于各通道出口处的球形喷嘴。
具体实施方式
图1示出了现有技术下玻璃器皿制造设备的截面图,展示了包括坯模具4、瓶口工具5、瓶口托架1、柱塞式气缸缸盖6、坯模具冷却喷嘴2和带有冷却空气流的KM的瓶口冷却喷嘴3在内的重要区域。
图2示出了现有技术下瓶口托架1的俯视图,从下面看:位于与成型模具同直线的瓶口托架(终点)位置上,从上面看:位于与坯模具同直线的(终点)位置上。
图3示出了按照本发明的一种实施方式的玻璃器皿制造设备的截面图,详细展示了包括瓶口区域、瓶口工具5、瓶口托架1和柱塞式气缸缸盖6在内的重要区域。其中,冷却介质KM通过瓶口托架1中的管道MK输送。
此处冷却介质KM,例如冷却空气从冷却介质源(优选与用于坯模具冷却的介质源分开)通过管道PK(优选呈同心圆、规则、等距排布的管道,参见图5,尤其优选24个孔PK)进入柱塞式气缸缸盖6。紧接着,冷却空气KM又通过管道MK(同样优选呈同心圆、规则、等距排布的管道,参见图4,再次优选每个瓶口24个孔)流经瓶口托架1。在此过程中,如果瓶口托架位于与坯模具同一条直线的运行位置上,则瓶口托架中的管道MK的入口便布置于柱塞式气缸中管道PK的出口之上。通过减小柱塞式气缸缸盖中的管道PK的出口横截面积(此处可使用带有球形内壁W的喷嘴D)可以优选大幅度提高冷却介质流KM在管道PK(位于柱塞式气缸缸盖6的上边缘PO处)出口处的流速。再加上位于柱塞式气缸缸盖6上边缘PO和瓶口托架1下边缘MU之间的缝隙或间隙的作用,就会在柱塞式气缸缸盖内腔PI中形成一个低压,且使得排气流ES(第一次排气)通过缝隙(或间隙)S内的区域SI流向从喷嘴D中快速逸出的冷却介质流KM。管道PK出口处喷嘴的球形内壁W大大提高了气流KM的流速,该气流在此也通过缝隙区域或间隙区域SI抽吸排气流ES,这就使得所形成的整个气流KM近乎仅能向上被吹入穿过瓶口托架1的管道MK,而不是通过缝隙或间隙S向外延伸的区域SA逃逸到大气中。
气流KM继续轴向流经管道MK,可能位于管道中的瓶口托架弹簧MF也被同时冷却,以预防瓶口托架弹簧MF的提前焙烧。瓶口托架弹簧MF有助于瓶口工具5在瓶口托架1中的对中,可能会由于弹簧MF焙烧引起单侧磨损而导致对中偏差,从而导致例如玻璃器皿出现裂痕等质量问题。通过下面介绍的本发明的实施方式也可避免上述问题的发生。之前提到的气流KM流经瓶口区域的外层和瓶口工具5,由于此处的孔洞(优选排气孔S2)和之前第一次排气时已采用的文杜力原理,气流会在瓶口内腔MI内再次产生一个低压。因此,此处的追加排气(第二次排气)便会借助接下来的排气流ES2促使瓶口工具5区域内(优选缸盖环区域,缸盖环未示出)强制排气,从而再次使本发明得到优化。值得注意的是,如之前在概述部分中所述,冷却介质流KM从外部流经瓶口区域与瓶口工具5的过程按照本发明也当然可以独立于冷却介质KM流经下一个管道或下一个孔洞(例如此处流经瓶口托架1中或可能情况下瓶口工具5中的管道MK)的过程实现。
图3a是图3的局部区域放大图,即更详细地示出了柱塞式气缸缸盖6上边缘PO和瓶口托架1下边缘MU之间的缝隙或间隙以及由此流过的排气流ES。继续采用的附图标记与已经在图3中给出的含义一致。
图3b示出了按照本发明的另一个实施方式的玻璃器皿制造设备的一个截面,展示了包括瓶口区域、瓶口工具5、瓶口托架1和柱塞式气缸缸盖6在内的重要区域。其中,冷却介质KM是通过瓶口工具5中的管道MK输送的,并可形成进一步的排气流ES2,以释放瓶口内腔MI内的气压。
同样,此处的冷却介质KM,例如冷却空气也从冷却介质源(优选与用于坯模具冷却的介质源分开)通过管道PK(优选呈同心圆、规则、等距排布的管道,参见图5,尤其优选24个孔PK)进入柱塞式气缸缸盖6。紧接着,冷却空气KM又通过管道MK(同样优选呈同心圆、规则、等距排布的管道,再次优选每个瓶口24个孔)流经瓶口工具5,而不是瓶口托架1。在此过程中,瓶口工具5(不是瓶口托架1)中的管道MK的入口布置于柱塞式气缸中管道PK的出口上方。可通过减小柱塞式气缸缸盖中的管道PK的出口横截面积(此处也是使用一个喷嘴)优选大幅度提高冷却介质流KM在管道PK(位于柱塞式气缸缸盖6的上边缘)出口处的流速。再加上位于柱塞式气缸缸盖6的上边缘与瓶口工具5和/或瓶口托架1下边缘之间的缝隙或间隙的作用,就会在柱塞式气缸缸盖内腔PI中形成一个低压,且使得排气流ES(第一次排气)通过缝隙(或间隙)内的区域流向从喷嘴中快速逸出的冷却介质流KM。管道PK出口处的喷嘴大大提高了气流KM的流速,该气流在此也通过缝隙区域或间隙区域抽吸排气流ES,这就使得所形成的整个气流KM几乎仅能向上被吹入穿过瓶口工具5的管道MK(在按照本发明的该实施方式中,此处为穿过瓶口工具5,而不是瓶口托架1),而不是通过缝隙或间隙向外延伸的区域逃逸到大气中。
气流KM继续轴向流经管道MK,即穿过瓶口工具5中的孔洞或其他管道装置。之前提到的气流KM流经瓶口区域的外层,由于此处的孔洞(优选排气孔S2)和之前第一次排气时已采用的文杜力原理,气流会在瓶口内腔MI内再次产生一个低压。此处的追加排气(第二次排气)通过接下来的排气流ES2使得瓶口工具5区域内(优选缸盖环区域,缸盖环未示出)强制排气,从而再次使本发明得到优化。值得注意的是,如之前在概述部分中所述,冷却介质流KM从外部流经瓶口区域的过程按照本发明也可以独立于冷却介质KM流经下一个管道或下一个孔洞(例如此处流经瓶口工具5中的管道MK)的过程实现。
图3c示出了如图3b所示实施方式中的玻璃器皿制造设备的一个截面,展示了包括瓶口区域、瓶口工具5、瓶口托架1和柱塞式气缸缸盖6在内的重要区域。其中,冷却介质KM通过瓶口工具5中的管道MK输送,但此处没有进一步的瓶口内腔M1通过瓶口区域的气孔、借助之后的排气流追加排气的过程。继续采用的附图标记与已经在图3中给出的含义一致。
图4示出了按照本发明的一个瓶口托架1的实施方式的俯视图,从下面看:位于与成型模具同直线的瓶口托架1(终点)位置上,从上面看:位于与坯模具同直线的(终点)位置上。而且瓶口托架1的管道MK设有用于冷却介质流出的上出口(“上”出口位于与坯模具同直线的瓶口托架1(终点)位置上),此处为孔洞,除了位于12点位和6点位的孔洞外,其余则呈环状、规则、等距排布。
图5是本发明中柱塞式气缸缸盖从上而下的俯视图,带有冷却介质通道PK的喷嘴出口,此处显示为孔洞。同样呈环形、规则地排布且优选定位于瓶口托架管道的下出口的下面,其前提是瓶口托架位于与坯模具同直线的操作位上。此处标出的A-A段详见图6。
图6放大了图5中标示的A-A段截面。按照本发明,这是柱塞式气缸6的截面图,展示了冷却介质通道PK,此处显示为同样呈环形、规则排布的孔洞(参见图5)和位于各自管道出口处、配有环形内壁的喷嘴D。
Claims (15)
1.器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,用于玻璃器皿的成型,具有至少一个坯模具(4)和至少一个带柱塞式气缸缸盖(6)的柱塞式汽缸,其中,柱塞式气缸缸盖(6)带有至少一个输送管和至少一个带出口的第一管道(PK),冷却介质(KM)通过所述输送管输入用于瓶口冷却,并再次从柱塞式气缸缸盖(6)中的第一管道(PK)排出,且允许用于瓶口冷却的冷却介质(KM)的压强和/或体积流量和/或温度均可在不考虑坯模具冷却的情况下单独设置,从而在不受坯模具(4)冷却的影响下对待成型玻璃器皿的瓶口进行冷却。
2.如权利要求1所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,用于瓶口冷却的冷却介质(KM)的压强调节为至少0.5bar。
3.如权利要求1所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述器皿玻璃制造设备还配有至少一个瓶口托架(1),且所述托架带有至少一个第二管道,通过所述第二管道输送用于冷却瓶口的冷却介质(KM)。
4.如权利要求3所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述冷却介质(KM)从柱塞式气缸缸盖(6)中流出后通过所述瓶口托架(1)中的第二管道被输送,然后在玻璃器皿瓶口区域的高度由外流过。
5.如权利要求4所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述器皿玻璃设备还配有至少一个瓶口工具(5),且冷却介质(KM)在玻璃器皿瓶口区域的高度能够流经瓶口工具(5)。
6.如权利要求5所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述器皿玻璃设备还配有至少一个瓶口托架弹簧(MF),所述弹簧用于瓶口托架(1)中瓶口工具(5)的对中,其位于瓶口托架(1)的相应的第二管道中。
7.如权利要求1至6中任一项所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述器皿玻璃制造设备还配有至少一个瓶口工具(5),且所述瓶口工具(5)带有至少一个第三管道,通过所述第三管道输送用于冷却瓶口的冷却介质(KM)。
8.如权利要求7所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述冷却介质(KM)从柱塞式气缸缸盖(6)中流出后通过瓶口工具(5)中的第三管道进行输送,然后在玻璃器皿瓶口区域的高度由外流过。
9.如权利要求7所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,在所述瓶口托架(1)中至少有一条第二管道或在瓶口工具(5)中至少有一条第三管道,所述第二管道或第三管道带有至少一个出口,且所述出口的设置方式可提高冷却介质(KM)在此处的流速。
10.如权利要求7所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,在所述柱塞式气缸缸盖(6)中至少一个第一管道(PK)的至少一个出口布置于柱塞式气缸缸盖(6)的上边缘(PO)处。
11.如权利要求10所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述柱塞式气缸缸盖(6)中的第一管道(PK)在缸盖(6)的上边缘(PO)处设有多个出口,且这些出口呈同心圆排布,从俯视图上看均匀地呈弧形分布于柱塞式气缸圆周上。
12.如权利要求10所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,所述柱塞式气缸缸盖(6)中至少一个第一管道(PK)的至少一个出口的设计需使得,冷却介质(KM)在此处的流速增加。
13.如权利要求12所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,当瓶口托架(1)或瓶口工具(5)位于和坯模具(4)相对应的操作位置时,所述柱塞式气缸缸盖(6)中相应的第一管道(PK)的出口设置在瓶口托架(1)中相应的第二管道或瓶口工具(5)中相应的第三管道的入口的下面。
14.如权利要求13所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,当瓶口托架(1)或瓶口工具(5)位于和坯模具(4)相对应的操作位置时,所述柱塞式气缸缸盖(6)上边缘(PO)和瓶口托架(1)或瓶口工具(5)下边缘(MU)之间形成了一条缝隙或间隙(S),由于冷却介质(KM)在柱塞式气缸缸盖(6)相应的第一管道(PK)出口处的流速得到提高,因此形成一个低压,从而在柱塞式气缸缸盖内腔(PI)内通过缝隙或间隙(S)形成排气流(ES)。
15.如权利要求8所述的器皿玻璃制造设备的瓶口冷却装置,其特征在于,在所述瓶口托架(1)上边缘和坯模具(4)下边缘之间设置了一个通向瓶口内腔(MI)的开口(S2),由于冷却介质(KM)在瓶口托架(1)相应的第二管道或瓶口工具(5)相应第三管道的出口处的流速提高,因此形成一个低压,从而在瓶口内腔(MI)内通过所述开口(S2)形成排气流(ES2)。
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