CN101642739A - 供给装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于向大量的消费者工作站(2)供给预定量的过程媒介的装置(1)，尤其是用于容器(3)的涂覆装置，包括用于所述过程媒介的供给管道(14，15)和在所述消费者工作站(2)处的联结部(7a)。为了从结构的观点上看使这样的装置更简单和成本更低，指出应当使用单元(16)，其保持预定流量恒定并且包括在每个联结部(7a)之前延伸并且根据过程媒介的预定的量来制定尺寸的毛细路径(14a，15a)，以及与多个联结部(7a)关联并且用于沿所述毛细路径(14a，15a)保持限定的流速的单元。

Description

供给装置
技术领域
本发明涉及一种用于向大量的消费者工作站供给预定量的过程媒介，尤其是在权利要求1的前序部分中指定的类型的用于容器的涂覆装置。
背景技术
这样的装置能从US2005/0233077获知。已知的装置用于涂覆容器，尤其是用于容装饮料的瓶子，的内表面。在这种情形的涂覆时间内，所述装置被集成在沿其长度适合必需的过程时间的过程路径引导容器的旋转式传送带中。处理容器所需要的一种或多种过程媒介通过阀被供给。每个消费者工作站和每个过程媒介需要自己的阀。为了减小阀的数量，在这个参考文献中已经提出在每个消费者工作站中，两个容器应当连接至过程媒介的联结点，使得只需要一半数量的阀。然而，仍需要大量的阀，其使得系统非常昂贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种向大量的消费者工作站供给预定量的过程媒介的、结构简单、价格合理的装置。
通过在权利要求1中指定的特征来实现所述目的。
在根据本发明的实施例的基础上，可能完全不需要使用阀或只需要一个单过程媒介阀。这样，根据本发明的装置从结构的观点上来看将变得更加简单，并且制造成本将在很大程度上被减小。
本发明的有利的进一步的拓展可从附属权利要求中获得。
毛细路径实现为塑料管的事实进一步地简化了制造，因为适当的塑料管尺寸可被轻易地建立。
为了保持限定的流动条件，流过毛细路径的过程媒介的温度应当以可再生产的方式保持恒定，并且这优选地通过热量储存装置来完成，其中毛细路径容纳在热量储存装置中。另外，可提供加热单元。
限定的流动条件还可被保持在毛细路径连接至作为缓冲器的压力室中。
在压力差以自调节的方式保持恒定时，可进一步简化所述装置。
在根据本发明的实施例的基础上，所有的消费者工作站可被供给以过程媒介。它将满足为每个消费者工作站和每个过程媒介提供一个毛细路径。
可以在下面的情形中看到使用毛细路径的另一非常重要的优点，其中，过程媒介设置成液态，但需要成为气态，毛细管道在真空中终止的点处作为蒸发器，该蒸发器转换作为液体供给的过程媒介成气态，而不需采取任何特殊的措施。
附图说明
在下文中，在附图的基础上将对本发明的一个实施例进行更加详细的说明，其中：
图1以高度示意图显示出穿过根据本发明的装置的横截面，
图2显示了在封闭的情形中的消费者工作站，和
图3显示用于引入过程媒介的消费者工作站。
具体实施方式
图1显示用于向大量的消费者工作站2供给预定量的过程媒介的装置1的高度示意图。在显示的实施例中，装置1实现为等离子体涂覆系统，其用于为布置在消费者工作站2中的容器3提供能够改善气密性、抗UV性、UV屏蔽效应或类似的效应的涂层，图1中显示的容器是塑料瓶子。在显示的实施例中，这种涂层被应用于容器3的内侧。
装置1包括旋转式传送带4，即从收集工作站(未显示)将容器3围绕轴线4’沿中间处理路径传送至递送工作站(未显示)。旋转式传送带4包括第一压力室5和第二压力室6，通过第一压力室对容器3的外侧施加作用，第二压力室6与容器3的内侧连通并且被布置在第一压力室5中。压力室5和6保持在不同的压力下，它们都被配置成真空室。为了涂覆内表面，第二压力室6被保持在等离子体可轻易地点燃的压力(通常小于1毫巴)下，但是等离子体不能点燃的更高或更低的压力存在于压力室5中。
每个消费者工组站2设置有气压阀7。另外，每个消费者工作站2设置有用于容器3的保持装置，通过所述保持装置可将容器3的开口按压到阀7上。用于通过阀7关闭容器3的开口的这种移动优选地通过凸轮随动件或类似装置来执行，其提升容器3并且将其按压到位于容器上方的阀。每个消费者工作站2还包括可以例如成环形或U形的电极8。
虽然在示出的实施例中仅显示两个消费者工作站2，但是显而易见地围绕轴线4’可分布大量的消费者工作站2。另外，每个消费者工作站2可容纳多于一个的容器3。
等离子体涂覆所需要的一种或多种过程媒介通过旋转的馈入装置(feedthrough)9被供给至旋转式传送带4，优选地在旋转轴线4’的区域内。旋转的馈入装置9通过一个或多个供给源10、11来供给。为了提供氧化硅的涂层，在显示的实施例中这些供给源是用于气体过程媒介(尤其是氧气)的第一存贮器10和用于液体过程媒介(例如诸如六甲基二硅醚(HMDSO)或一些其它硅烷的液体单质)的第二存贮器11。
这些存贮器10、11中的每一个通过各自的阀12、13连接至分别设置在旋转的馈入装置9中的压力室9a和9b。阀12和13可被配置成例如质量流控制器。质量流控制器优选地被调整，使得发生恒定的媒介流动。
压力室9a、9b中的每一个通过各自的管道14和15与所有的消费者工作站2连通。管道14、15终止在阀7的联结部7a处，而没有任何另外的过程媒介阀设置在联结部7a和各个压力室9a和9b之间。在每个消费者工作站2的阀7的各自的联结部7a之前，管道14、15被配置成各自的毛细路径14a和15a(图2和3)。毛细路径14a、15a优选地被配置成毛细管，其由适合的塑料材料构成。它们可轻易地制成需要的尺寸。两个毛细路径14a、15a共同终止到联结部7a中。
毛细路径14a、15a是通常由参考标记16指定的并且用于保持预定的流动条件恒定的单元的一部分，以便实现和保持预定的流量恒定，其替换现有技术中的每个消费者工作站所需要的分离的过程媒介阀。除了提供尽可能小的限定的流动横截面的毛细路径14a、15a之外，用于保持通过毛细路径14a、15a的流速恒定的单元被额外提供。依赖于装置1的结构特点，单元16例如可包括用于保持毛细路径14a、15a的温度大致恒定的测量，和适当时在偏离周围温度的值上的测量。在显示的实施例中，毛细路径14a、15a容纳在热量储存装置17中，其可以例如是具有充足的热量储存质量的铝块。为了升高温度，热量储存装置17可包括例如温度控制器的加热装置18和作为热量载体的水。虽然这没有在附图中显示，但是热量储存块17可以是环形，并且它可以包括所有消费者工作站2的毛细路径中的多个(优选地是全部)。
单元16另外提供在各自的存贮器10、11和如在下文将要详细描述的第二压力室6之间的管道14、15中限定的压力降。因为在第二压力室6中建立了限定的压力，其允许等离子体在等离子体涂覆期间被点燃，并且因为这种压力被保持，这还可被用于保持毛细路径14a、15a内的流速恒定，由于质量流控制器12和13被分别设定至预定的恒定流量。这具有这样的效果，即特定的媒介压力将在各自的压力室9a、9b中增大，其分别与通过毛细路径14a、15a流走的媒介和通过质量流控制器12和13供给的媒介平衡。这样，系统是自调节的，并且在压力室9a、9b中引入的过程媒介将均匀地分布至所有连接的消费者工作站2的所有毛细路径14a、15a。这表明压力室9a、9b用作缓冲器。
这样，可以保证相同预定量的过程媒介将被供给至所有的消费者工作站2。
在使用虽然需要处于气态中但是在液态中可更有效且更容易处理和储存的过程媒介时，将获得根据本发明的毛细路径14a、15a的使用的另一优点。根据本发明的单元允许通过各自的毛细管传送最初处于液态的这种过程媒介，并且在过程媒介从毛细管排放进入(存在于处理室6中的)真空时，它将会蒸发，并且因此以气体形式存在于容器3中。
阀7包括大致圆柱形阀体19，活塞20在所述阀体19的内部可轴向移动。管子21固定在所述活塞20中的合适位置处，并且能够与其一起移动。所述管子21可例如实现为管状微波导体或实现为管状电极。阀体19和活塞20具有设置在它们之间的弹簧22，弹簧22的偏置外力朝向容器3驱动活塞20，以便关闭所述容器3的开口。管21具有形成在其中的进入通道23，进入通道23具有过程媒介通过其可从毛细路径14a、15a进入的进入开口23a和通过其过程媒介将流入容器3中的出口开口23b。
阀块19在其中形成进入通道19a，进入通道19a与联结部7a连通并且被布置，使得在活塞20占据其最高的位置时它与通道23的进口23a对齐。
阀体19在其中另外地形成第一排放通道19b和第二排放通道19c，它们都终止在处理室6中。第一排放通道19b被实现使得在管子21占据由压缩弹簧22确定的(和可能是止点的)最底下的位置时它与进入通道19a对齐用于流动连通。第二排放通道19c适合使得与设置在活塞20中并且终止于容器3中的溢出通道20a对齐。在第二排放通道19c与溢出通道20a连通时，在处理室6和容器3之间将产生压力补偿。
图3显示在等离子体涂覆过程开始时阀7的位置。如图所示的，容器3被按压在活塞20(例如通过凸轮随动件)上，容器的开口被实现为密封表面的活塞20的下表面密封。提升运动被指定尺寸，使得活塞20被迫使进入阀体19中，其中它压缩弹簧22，直到处理室6和容器3的内部通过溢出通道20a连通。由于处理室6中的真空，容器3被抽空。同时，管21建立从联结部7a经过进入通道19a到通道23中并且从通道23到容器3的流动连接，通过该流动连接，涂覆所需要的一种或多种过程媒介引入到容器3中。这通过在抽空的容器3内部分别和压力室9a和9b之间的压力差来实现，压力室的压力依次经由质量流控制器12和13以及存贮器10和11以自调节的方式保持恒定。由此可知，在容器3通过凸轮随动件围绕轴线4’被移动预定长度和以预定速度移动时，足够建立需要的涂层的预定量的过程媒介被传送至容器3。
在完成涂覆过程时，容器3优选地再次通过使得凸轮随动件降低，向下移动，活塞20通过弹簧22施加的压力随后仍然与容器的开口密封接触。这具有这样的作用，即通过联结部7a的供给被中断，并且溢出通道与处理室6的连接分离，使得在处理室6中存在的压力(真空)将再次通过通道19b和19a被施加至毛细路径14a、15a的端部，并且因此产生预定的压力差。图2中显示了这样的位置。随后，容器3可被从旋转式传送带4上移除。
在用于供给在旋转式传送带上的消费者工作站的根据本发明的装置1被用于容器(内表面)的等离子体涂覆时，等离子体可点燃的压力被建立和保持在处理室6中，处理室6可经由通道19c和20a被连接至容器3的内部，而等离子体不可能点燃的压力可建立和保持在与容器3的外侧连通的处理室5中。在过程被执行时，0.1毫巴的压力应当存在于在约50sccm的过程气体负载下的容器的内部中。所使用的过程媒介是氧气和六甲基二硅醚(HMDSO)。HMDSO以液体形式存在，而氧气以气态供给。为了通过各自的毛细路径实现50sccm氧气的气体流，需要约600毫巴的压力差。在具有各自的过程媒介(气态/液态)的压力室中的压力相对于毛细管的端部，并因此相对于处理室6中的压力以600毫巴建立，使得多个毛细管被从所述室平行地供给。
用于气态氧的毛细路径优选地具有600mm的长度和0.25mm的内径。用于液体HMDSO的毛细路径优选地具有1000mm的长度和0.10mm的内径。毛细路径的温度通过将它们连接至热量储存装置(热量浴)来稳定，所述热量储存装置被加热至60℃并且通过加热装置(温度控制器和作为热量载体的水)来稳定。质量流控制器被在大约2巴的压力下用各自的媒介进给。这种动作过程对于液体和气态过程媒介被同样地采用，仅有的区别在于液体过程媒介在它被排放到容器3的内部中的真空中时蒸发，其中它之后还将以气态形式出现。
在上文中描述并且显示的实施例的修改形式中，本发明还可用于其它的装置，在上述的情形中，大量的消费者被供给相同的较小量的过程媒介。构造用于涂覆系统的旋转式传送带也不是关键的，使得本发明可以在所有的涂覆系统中使用。

Claims (12)

1.一种用于向大量的消费者工作站(2)供给预定量的过程媒介的装置(1)，尤其是用于容器(3)的涂覆装置，包括用于所述过程媒介的供给管道(14，15)和在所述消费者工作站(2)处的联结部(7a)，
其特征在于，还包括用于保持预定流量恒定的单元(16)，所述单元(16)包括在每个联结部(7a)之前延伸并且根据过程媒介的预定的量来制定尺寸的毛细路径(14a，15a)；以及与多个联结部(7a)公共关联并且用于沿所述毛细路径(14a，15a)保持限定的流速的单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述毛细路径(14a，15a)包括由塑料材料制成的毛细管。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述毛细路径(14a，15a)具有0.25mm的内径和100mm的长度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述毛细路径(14a，15a)容纳在热量储存装置(17)中。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，大量的毛细路径(14a，15a)容纳在所述热量储存装置(17)中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述毛细路径(14a，15a)包括加热装置(18)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述用于保持限定的流量的单元包括具有连接至其上的大量的毛细路径(14a，15a)的压力室(9a，9b)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述用于保持限定的流量的单元包括沿流动的方向观看时位于所述毛细路径(14a，15a)的前面的压力室(9a，9b)和沿流动的方向观看时位于所述毛细路径(14a，15a)之后的压力室(6)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述用于保持限定的流量的单元实现为自调节的单元。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述消费者工作站(2)被布置在旋转式传送带(4)上并且被连接至过程媒介存贮器(10，11)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，为了向所述消费者工作站(2)供给多个过程媒介，为每一过程媒介提供用于保持预定的流动条件的单元(16)，所述单元(16)包括在每一联结部(7a)之前延伸并且根据过程媒介的预定量制定尺寸的毛细路径(14a，15a)，并且进一步包括对于每一过程媒介与多个联结部(7a)关联并且用于沿所述毛细路径(14a，15a)保持限定的流速的单元。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，为了向所述消费者工作站(2)提供气态的过程媒介，用于保持预定的流动条件恒定的所述单元(16)适合于液态的过程媒介和被实现成使得流过所述毛细路径(14a，15a)的液态的过程媒介在从所述毛细路径(14a，15a)中排放时能够蒸发。
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