CN101778710B - 用于回收用于吹塑容器的吹塑机器中的能量的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于回收能量的方法以及用于吹塑塑料材料容器的相关的吹塑机器，该相关的吹塑机器包括用于回收来自所述机器的吹塑型腔的排出空气的气动能量的回收系统，其能够回收排出空气，以使其在给定的压力时可用，以便接下来吹进型腔中。

Description

用于回收用于吹塑容器的吹塑机器中的能量的方法

发明领域

本发明涉及一种用于回收排出空气（discharge air）的气动能量的方法，该排出空气来自用于塑料材料容器，比如由PET制成的瓶子的模塑机的吹塑型腔（blowing cavity），并且涉及对应的设备。

现有技术水平

存在用于从空气或其它增压气体回收能量的已知设备或系统，其用于相关设备中的各种工业工艺。

此种系统的例子被描述在文献US4488863中，在US4488863中公开了一种用于回收用于塑料容器的吹塑空气（blowing air）的系统，其包括一种具体地由气动阀和感测器形成的设备，该设备能够在型腔的排气步骤中跟踪压缩空气的压力曲线，并且使空气能够处于低压以便再次使用。

现今，在瓶子或其它塑料材料容器中，那些由PET制成的瓶子或容器分布极为广泛，在瓶子或其它塑料材料容器的生产中，吹塑工艺包括输入到单阶段机器或吹制机器的吹塑型腔中的大量的增压空气的使用。

用于生产比如瓶子、坛子等容器的单阶段机器指的是这样一种装置，其在一个单独的机器中通过注射工艺和接下来的拉伸以及吹气，导致吹制的容器中PET颗粒的转化。而吹制机器指的是这样一种装置，其通过加热工艺和接下来的拉伸和吹气，将独立地通过注射机器获得的型坯转化成吹制的容器。

在吹塑操作结束时，来自吹塑型腔的压缩空气的剩余的气动能量大致上丢失。当前已经发展了应用到此种类型的机器的系统或装置，从而允许循环以及重新使用此气动能量，例如用于吹制容器。鉴于此吹塑空气的不可忽略的残余压力以及此机器的连续操作，不回收所述气动能量意味着在这些机器的能量平衡（energy balance）中的可观的能量浪费。

依据现有技术水平的用于回收吹塑空气的工艺由图1中的图表的曲线2表示，并且该工艺按照下述方式进行。

将处于大约10巴的低压力压缩空气，即所谓的一次空气（primaryair），吹入型坯中，对应于图1中的曲线2的A-B段，其中该型坯处于某一温度以便允许其膨胀，以适合于吹塑模具的内部轮廓。

在第二步骤中，对应于曲线2的B-H段，将处于大约40巴的较高的压力值的压缩空气输入塑料容器，以便使其呈现恒定形状。此空气通过对机器供给新的空气而被压缩，从而在系统中引入大量的能量。在此步骤结束时，将吹制的塑料容器保持在高压力达一段时间，该时间取决于使用的塑料的类型以及其它已知参数。

在预定的时间，排出并回收容器中的空气，直到其达到平均压力（大约15-18巴），对应于曲线2的H-I段。如上面提到的那样，此步骤中的空气被传递进入特定的罐，以便随后在A-B段中接下来的吹塑循环中被作为一次吹塑空气（大约8到10巴）使用。

接下来，对应于曲线2的I-J段，将余留在容器中的低压空气排入大气。

因此，需要一种用于回收来自用于塑料材料容器的模制机器的吹塑型腔的排出空气的气动能量的方法，该方法改进了塑料容器生产设备的能量结余（energy balance），并且还需要制造出一种带有回收系统的对应的模制机器，以便回收排出空气的气动能量。

发明概述

本发明的主要目的是优化用于回收来自用于塑料材料容器的模制机器的吹塑型腔的排出空气的气动能量的方法，以便通过剪切压力值的预定的选择来获得更好的效率。

本发明另外的目的是做出一种用于回收来自用于塑料材料容器的模制机器的吹塑型腔的排出空气的气动能量的可选的系统，其允许吹塑空气的回收，这使得其可用于在至少一个预定压力下直接通向一次空气罐或直接通向二次空气罐（secondary air tank）或通向至少一个特定的回收罐。

因此本发明目的在于通过做出一种用于从用于吹塑塑料材料容器的吹塑机器回收吹塑空气的回收吹塑空气方法，来达到上文描述的目的，该机器包括：

模具，其设置有吹塑型腔，

第一吹制装置，其用于将一次空气吹入所述模具的型腔中，且包括一次空气罐，

第二吹制装置，其用于将二次空气吹入所述模具的型腔中，且包括二次空气罐，

回收装置，其用于回收从所述型腔离开的吹塑空气，

所述方法包括以下阶段：

a）在吹塑循环的预定的开始时间t0，通过所述第一吹制装置将空气以10巴的低压力P1吹入所述模具的型腔中所包含的容器，并且使空气在型腔中保持在此第一压力，直至第一时间t1，其中所述空气被定义为一次；

b）将空气以为20巴到23巴的压力P5吹入所述模具的型腔中所包含的容器，并且将空气保持在所述压力P5，直到第二时间t2’，其中所述空气被定义为二次；

b’）通过所述第二吹制装置将新的二次空气以40巴的压力P2吹入所述模具的型腔中所包含的容器，以使所述容器呈现恒定形状；

c）从型腔中所包含的容器排出空气，直到在容器中达到22巴到25巴的中等压力P3，并且回收处于所述压力P3的空气以在阶段b）中的吹制工艺中使用，此第四阶段具有在0.05秒和0.10秒之间的范围中的持续时间，

c’）排出并回收来自型腔中所包含的容器的空气，直到在容器中达到具有12巴到14巴之间的值的压力P3’，此第五阶段具有在0.05秒到0.10秒之间的持续时间，以及将此空气用于接下来的阶段a）的吹制工艺；

d）排出包含在型腔中所包含的容器内的处于大气压力的剩余空气。

其中，由所述第一回收装置可以压力P3’回收的空气被直接回收在所述一次空气罐中，以便在接下来的吹塑循环的阶段a）中提供一次空气。

其中，在阶段c’），一次空气罐中的直接回收可允许在一次空气罐（13）中达到相对于在吹塑循环的开始时间（t0）存在于一次空气罐（13）中的压力P1来说基本上过量的压力ps2。

其中，可提供有所述一次空气罐（13）的预增压阶段，以便在吹塑循环的开始步骤中，在容器中保证所述第一压力P1。

其中，所述预增压阶段可包括：通过由压力传感器控制的排出阀，相对于所述第一压力P1，将过量的压力ps2减少到基本上缺乏的压力ps3，以及通过放置在罐的线内供给的入口处的压力调节器，进行可能的纠正，直到达到所述第一压力P1的值。

其中，通过开/关阀的致动，可在吹塑循环的开始时间t0，通过所述压力调节器来实现罐的线内供给的中断。

其中，所述回收装置可包括第一回收罐和第二回收罐。

其中，由所述回收装置以压力P3’回收的空气可被回收在不同于所述一次空气罐的第二回收罐中，以在接下来的吹塑循环的阶段a）中提供一次空气。

其中，在阶段（c）中以压力P3回收的空气可被回收到第一回收罐中或直接回收到所述二次空气罐中，以在吹制阶段b’）提供二次空气的一部分，直到在型腔中所包含的容器中达到压力P5。

其中，可提供有第一回收罐和第二回收罐的预增压阶段，以便在型腔中所包含的容器中分别保证用于阶段b’）的第一部分的所述压力P5以及在吹塑循环的开始步骤中的所述压力P1。

其中，在阶段c’）中，当达到12到18巴的压力P4’时，可将型腔中的空气保持在所述压力P4’，以便在型腔中实施再循环步骤，直到第三时间t4’。

依据本发明另外的方面，提供了一种用于吹塑塑料材料容器的吹塑机器，其适合于实施前述方法，该吹塑机器包括：模具，其设置有吹塑型腔；第一吹制装置，其用于将一次空气吹入所述模具的型腔中，且包括一次空气罐；第二吹制装置，其用于将二次空气吹入所述模具的型腔中，且包括二次空气罐；回收装置，其用于回收从所述型腔离开的吹塑空气；其中，所述回收装置被设置成允许在第一吹制阶段将一次空气输入到所述模具的型腔内所包含的容器中，并允许在第二吹制阶段中输入二次空气的一部分。

其中，所述回收装置可包括一次空气罐以及阀，以便将一次空气输入所述型腔内所包含的容器中，所述阀为双向类型，并且适合于允许将吹塑空气直接回收进所述一次空气罐。

其中，可设置有所述一次空气罐的预增压装置，所述预增压装置包括由压力传感器控制的排出阀，以及放置在所述一次空气罐的线内供给的入口处的压力调节器。

其中，可设置有开/关阀，所述开/关阀适合于在开始将一次空气吹入所述型腔时，通过所述压力调节器来中断所述一次空气罐的线内供给。

其中，所述回收装置可包括第一回收罐和第二回收罐，以提供一次空气和二次空气的一部分进入所述型腔内所包含的容器中，所述第一回收罐和第二回收罐与所述一次空气罐和所述二次空气罐不同。用于回收吹塑空气的设备以及与该设备相关的方法可以用于在单阶段机器中以及在吹制机器中生产塑料容器，例如由PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）热塑性聚合物制成的塑料容器，术语吹塑空气包括一次空气和二次空气，以及再循环空气，其中一次空气常规地被定义为处于大约8到10巴的压力的空气，二次空气常规地被定义为处于大约36到38巴的空气。再循环空气特别地被用在由PET制成的容器的生产中，其被用来以高温液体填充，如现有技术水平已知的那样，该方法包括：

用于型坯的普通注射步骤；

拉伸和随后将型坯吹制成最终的容器；

在完成模制循环之后，在一个步骤中的在吹塑型腔内的空气再循环步骤，在该步骤中，由PET制成的容器已经完全形成，并且仍然位于模制型腔内。

在本发明的工艺的第一实施方式中，无论是直接进入一次空气罐中还是进入特定的回收罐中，回收的空气在通常为大约8到10巴的低压力时是可用的，其将被用作随后的吹塑循环中的一次空气。

具体地，将一次空气直接回收在一次空气罐中与吹塑型腔内的空气的可能的循环步骤兼容，所述步骤被提供在生产热固性（HS）容器的情况下。

此直接回收的优势包括：

设备具有高度的简单性以及成本有效性，除了一般用于一次空气和二次空气的那些罐之外，不要求使用带有对应的系统和调节装置的用于回收吹塑空气的专门的罐；

使用布置在一次空气罐的供给管路上的压力调节器的上游的开/关阀，使得能更好地控制将空气直接回收在一次空气罐中；

由于剪切压力高于标准回收方法的压力，相对于吹制时间的总体可利用性来说，回收步骤中的侵入力较少，且因此对总体工艺窗口的冲击较低；

剪切压力的选择被校准成以便相对于用作一次空气的体积来平衡回收的空气的体积，并因此降低一次空气罐中的压力振荡。

由于本发明的工艺的此第一实施方式的特征，相对于没有回收时的吹制工艺来说，空气消耗的减少以及因此能量消耗的减少等于大约15%到20%。

在本发明的工艺的第二实施方式中，通过两个步骤将回收的空气制成可用的：

处于中等压力，即，处于大约20到25巴，优选地在22巴和25巴之间，以便被用作二次空气的第一步骤，因此只在达到工艺所要求的大约36到38巴的阈值时才采用来自压缩机的高压力空气，以及

另外处于一般地为大约8到10巴的低压力，以便用作机器中的一次空气或致动空气或者作为工厂用压缩空气（plant air）被返回到客户。

因此，在此第二种情况中，本发明的回收工艺被称为中低压力回收。

由于本发明的工艺的此第二实施方式的特征，相对于不带有回收的吹制工艺来说，空气消耗的减少以及因此能量消耗的减少等于大约50%到55%，而相对于带有单步骤回收的工艺来说，空气消耗的减少以及因此能量消耗的减少为大约30%到35%。

有优势地，依据本发明的回收方法，处于中等压力的剪切压力值在20巴和28巴之间，优选地在25巴和28巴之间，或在22巴和25巴之间。

独立权利要求描述了本发明的优选实施方式。

附图简述

鉴于通过非限制性的例子以及附图的辅助示出的用于回收用于容器模制机器的排出空气的气动能量的设备的优选的、但非排他性的实施方式的详细描述，本发明另外的特征和优势将变得更加明显，其中：

图1示出了吹塑型腔中的压力曲线图，其分别涉及不带有空气回收的标准吹制工艺、带有依据现有技术的空气回收的工艺，以及带有依据本发明的空气回收的工艺的第一实施方式；

图2示出了一种适合于实施图1中示出的本发明的空气回收工艺的设备的图表的第一变化形式；

图3示出了吹塑型腔中的压力曲线图，其分别涉及不带有空气回收的标准吹制工艺、带有依据现有技术的空气回收的工艺，以及带有依据本发明的空气回收的工艺的第二实施方式；

图4示出了一种适合于实施图3中示出的本发明的空气回收工艺的设备的图表。

本发明优选实施方式的详细描述

参照图1，以比较的方式,图解性地示出了用于塑料容器的吹塑型腔中的压力曲线，这些曲线对应于：

i）使用一次空气和二次空气的不带有空气回收的标准吹制工艺：曲线A-B-C-D，其由具有参考数字1的曲线表示；

ii）依据现有技术水平的带有吹塑空气的回收的吹制工艺：曲线A-B-H-I-J，其由具有参考数字2的曲线表示；

iii）依据本发明的带有处于中等压力的空气回收的吹制工艺的第一实施方式：曲线A-B-E-F-G，其由具有参考数字3的曲线表示。

本发明的用于回收处于中等压力的吹塑空气的回收工艺如下地被执行：

将处于大约10巴的低压力P1的压缩空气，即所谓的一次空气，吹进型坯，对应于图1中曲线的A-B段，其中该型坯处于诸如允许型坯膨胀以适应吹制模具的内部轮廓的温度。

在对应于曲线3的B-E段的第二步骤中，将处于大约40巴的高压力P2的二次空气输入塑料容器，以使其呈现恒定形状。此空气通过已知类型的压缩装置产生，并且包括用于系统的新空气。

在此第二步骤的最终部分，将吹制的塑料容器保持在高压力达一段时间，该时间取决于使用的塑料的类型以及其它已知参数。

在第三步骤中，在预定的时间，排出并回收容器中的空气，直到达到大约20巴到28巴的中等压力P3，优选地为25巴到28巴，该第三步骤对应于曲线3的E-F段。

在该工艺的第一变化形式中，将在此第三步骤中回收的空气直接传递到一次空气罐，以便随后被用在接下来A-B段中的吹塑循环中。

在该工艺的第二变化形式中，将在此第三步骤中回收的空气传递到不同于一次空气罐的回收罐，以便随后被用在A-B段中的接下来的吹塑循环中，如上文提到的。

此第三步骤的持续时间在0.05秒到0.15秒的范围中。

随后实施第四步骤，在该第四步骤中，将吹制的容器中剩余的空气排进大气（曲线3的F-G段）。

值得注意的是，剪切压力值（点F）的选择被校准成以便相对于供给一次空气所需要的体积来以净效率平衡回收体积。

有优势地，在前述第四排出步骤中，可以将空气保持在压力P4，优选地等于大约4到6巴，以便在型腔中执行再循环的步骤，对应于曲线3’的K-L段。

所述再循环步骤被执行来以便在容器中保持包含在型腔内的优选大约为5巴的反压力。

有优势地，提供一次空气罐或回收罐的预增压阶段，以便在启动模制机器的步骤中保证容器中的压力P1。

图2示出了吹制设备的气动图表的第一变化形式，其使用一次空气和二次空气，在将空气直接回收到一次空气罐中的情况下，使空气以及从吹制工艺回收的空气按照上面描述的那样再循环。

此设备有优势地包括：

吹制装置，其进而包括一次空气和二次空气的吹入；

可能的再循环装置；

吹制模具的可能的温度调节装置；

用于回收吹制的和/或再循环的空气的回收系统。

吹制装置包括：一次空气罐13和二次空气罐14；用于容器中的输入的对应的输入阀13’、14’；对应的管路13’’、14’’；对应的压缩机。

再循环装置包括再循环阀5、对应的管路5’，以及相同的拉伸杆（stretching rod）15，该拉伸杆15的内部设置有通道以便将再循环空气引导进入容器4。

用于模具的温度调节装置包括，例如，具有每个型腔大约1.8kW的安装功率的油控制单元或电阻器。

用于使来自单阶段机器或吹制机器的吹塑型腔的吹塑空气以及可能的再循环空气的气动能量再循环的再循环系统进而包括：

空气再循环装置；以及

电子控制和自动化装置。

有优势地，在此第一变化形式中，用于回收吹塑空气和再循环的空气的回收装置包括与前述一次空气罐13相同的一次空气回路，使得回收的空气被直接传递到一次空气罐13。

将一次空气供给到吹塑型腔中的输入阀13’为双向阀，其在型腔开始排出气体时，将空气流朝着一次空气罐13引导回去，从而从一次空气输入结束时的压力ps1开始恢复到吹制开始时该一次空气罐13中存在的基本上过量（basically in excess）的压力ps0，即第一吹制步骤的压力P1。

当罐13中达到和压力ps0相比基本上过量的第一压力ps2时，阀13’关闭，并且同步地，打开排气阀7，以便完成型腔的排空。

可通过以下方式达到处于一次空气吹塑的开始时的精确压力ps0的罐13的最终增压，其中精度是形成吹制的容器所要求的：

借助于由来自压力传感器20的信号控制的排放阀10，来将过量的压力ps2降低到基本上缺乏的压力（pressure basically lacking）ps3，以及

最终，可能地，通过放置在罐13的线内供给（in-line feeding）的入口处的压力调节器30，来纠正初始值ps0。

然而，需要同步使用用于纠正一次空气罐13中的压力的不同仪器，以便确保可重复地从一次空气吹制结束时的压力ps1达到吹制开始时的一次空气压力ps0，而不管将被吹制的容器的工艺需要，且确保吹塑空气回收最大化，且因此确保降低消耗。

有优势地，在一次空气吹制开始时，罐13通过压力调节器30的线内供给由于操作开/关阀6而被中断，以便避免线内供给本身恢复到压力ps0，因此允许该过程以前述方式通过经由所述双向阀13’排出来自吹塑型腔的空气而被实施。

另外，由于剪切压力（图1的曲线3的点F）高于标准回收步骤的剪切压力（图1的曲线2的点I），相对于吹制时间的总的可用性来说，回收步骤的侵入力被降低了，并且对总的工艺窗口的影响也是同样。

在气动图表的第二变化形式（未示出）中，吹塑空气和再循环空气回收装置包括特定的回收罐、对应的管路以及回收阀。在此情况下，进入容器的一次空气输入阀13’可以为简单的单向阀。

有优势地，在所述回收罐的下游设置有带有另外的阀的管路，以便将一次空气输入容器4。此另外的一次空气输入阀被打开，以便在对应于曲线3的A-B段的所谓的一次空气步骤中使用回收的空气。

特定地，设置有气动阀和感测器，从而能够在吹塑型腔的排气步骤中跟踪增压空气的压力曲线。

有优势地，两种变化形式中的前述回收装置使得可以利用处于预定的压力P1（大约8巴到10巴）的回收的空气。在从容器4排气的最终步骤（F-G段）中，可以通过合适的调节装置以基本恒定的压力P4提供增压空气的调节，压力P4优选地等于大约4巴到6巴，以便在型腔中产生最佳的反压力，该最佳的反压力适合于生产具有热填充强度特征的容器。

在两种变化形式中，电子控制以及自动化装置包括：

连接到输电干线（electric mains）的元件；

用于设备的装备的机电控制和保护装置，比如开关、绝缘器、保险丝等等；

电子控制卡以及对应的软件。

图1和图2显示了本发明的第一变化形式的设备的主阀在完全额度值（full rating）下工作时的致动次序：

在第一方向上打开双向阀13’，以便输入处于压力P1的一次空气（段A-B），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t1；

打开输入阀14’，以便输入处于压力P2的二次空气（段B-E），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t2；

在与第一方向相反的第二方向上重新打开双向阀13’，以便将从容器4出来的吹塑空气直接回收到一次空气罐13中（段E-F），直到时间t3；

关闭双向阀13’，并且同步地，打开减压阀或排气阀7，直到空气被完全排进大气（段F-G）。

在气动图表的第二变化形式（未示出）的情况下，当以完全额度值工作时，设备的主阀的致动次序如下：

打开输入阀13’，以便输入处于压力P1的一次空气（段A-B），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t1；

打开输入阀14’，以便输入处于压力P2的二次空气（段B-E），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t2；

打开回收阀，以便将已经用在容器中的吹塑空气输入到回收罐（段E-F）中，直到时间t3；

关闭回收阀，并且同步地，打开减压阀，直到空气完全从型腔排进大气（段F-G）。

可选择地，在两种变化形式中，在生产热固性塑料容器的情况下，当在时间t4（点K），吹塑型腔中达到压力P4时，沿着段F-G提供：

打开再循环阀5，以便将再循环空气输入容器4，排气阀7在相同的时间保持打开；以及

将容器中的反压力保持在值P4，直到时间t4’（段K-L）。

在此情况下，残余空气从型腔完全排进大气（段L-M）是通过关闭再循环阀5并使减压阀7保持一直打开来实现的。

时间t1、t2、t3、t4以及t4’为循环的决定时间，并且取决于多种因素。

在t1和t2的情况下，相对于吹塑循环的开始时间t0来说，t1和t2是基于存在于容器内的压力的探测来界定的，该压力优选地必须达到预定的稳定水平。

而时间t3是基于容器壁的厚度界定的，容器壁必须受到调节工艺（conditioning process），而该调节工艺在与模具的热壁接触时发生。

t2和t3之间的范围在0.05秒和0.15秒之间的范围中取值。

t4和t4’之间可能的范围在0.3秒和1秒之间的范围中取值。

参照图3，以比较的方式,图解性地示出了用于塑料容器的吹塑型腔中的压力曲线，这些曲线对应于：

i）使用一次空气加上二次空气，但不具有空气回收的标准吹制工艺：曲线A-B-C-D，其由具有参考数字1的曲线指示；

ii）现有技术水平的带有吹制空气的回收的吹制工艺：曲线A-B-H-I-J，其由具有参考数字2的曲线指示；

iii）依据本发明的带有处于中等压力的空气回收的吹制工艺的第二实施方式：曲线A-B-E’-E-F-F’-G，其由具有参考数字31的曲线指示。

在此第二实施方式中，吹塑空气回收工艺提供了处于中等压力和低压力的双回收，并且按如下方式实施。

将处于大约10巴的低压力的压缩空气，即所谓的一次空气，吹进型坯中，对应于图1中曲线的A-B段，其中该型坯处于例如允许该型坯膨胀以适应吹制模具的内部轮廓的温度。

在第二步骤中，对应于曲线31的段B-E’，引入具有大约为20巴到23巴的较高值的压力P5的压缩空气。此即所谓的处于中等压力的二次空气，在模制工艺结束时，在容器的排空步骤的一部分中，将从包含回收空气的空气罐中取得该所谓的处于中等压力的二次空气。

在由曲线31的E’-E段代表的第三步骤中，随后将处于大约40巴的高压力P2的二次空气输入塑料容器，以使其呈现恒定形状。此空气由已知类型的压缩装置产生，并且包括用于系统的新空气。在此第三步骤的最终部分，吹制的塑料容器被保持在高压力达一段时间，该时间取决于使用的塑料的类型以及其它已知参数。

在第四步骤中，在预定的时间，排出并回收容器中的空气，直到达到中等压力P3（大约22巴到25巴），该第四步骤对应于曲线31的E-F段。如上文已经提到的那样，该第四步骤中的空气被传递到第一专用的回收罐或者直接进入二次空气罐，以便稍后被用在B-E’段中的随后的吹塑循环中。该第四步骤的持续时间在0.05秒到0.10秒的范围中。

随后是来自容器的空气的第二排出步骤，对应于曲线31的F-F’段，在该第二排出步骤中，以低压力P3’（大约12巴到14巴）回收空气，并将其传递到第二回收罐或其它合适的专用储存装置中。此另外的排出步骤的持续时间在0.05秒和0.10秒之间的范围中。

在接下来的吹塑循环中，此空气将在段A-B作为一次空气（大约8巴到10巴）来使用。此处于低压力的回收的空气的另外的用途是，在吹制机器的操作中用于气动致动吹制机器，或者，如果该低压力空气的产量相对于前面所述的用途来说是过量的，则其可以被用作，例如，工厂用压缩空气。

有优势地，在上文所述的第二排出步骤中，可以将空气保持在压力P4’，优选地等于大约12巴到18巴，以便在型腔中执行对应于曲线31’的K-L段的循环步骤。所述回收步骤被执行来以便在容器中保持包含在型腔内的反压力，该反压力处于13巴和17巴之间的范围中，优选地为大约15巴。然而，此值可以作为将被调节的容器壁的厚度的函数而在最小值10巴和最大值30巴之间变化。

有优势地，提供有第一回收罐和第二回收罐或者二次空气罐和第二回收罐的预增压阶段，以便在模制机器的启动步骤中，分别在容器中确保压力P5和压力P1。

与现有技术水平的设备中排出到大气中的空气的压力相比（曲线2的I-J段），吹制的容器中的剩余空气以较低的压力排进大气（曲线31的F’-G段）。这允许另外的节省，因为被排放到大气中的空气具有较低的能量含量。

应注意，剪切压力值（点F，F’）的选择被设定成以便相对于供给一次空气和供给二次空气（点B、E’）的第一步骤所需的体积来以净效率平衡回收体积。

图4示出了吹制设备的气动图表的第三变化形式，如该第二实施方式中描述的那样，该第三变化形式使用一次空气和二次空气、再循环空气以及来自吹制工艺的回收的空气，在该情况下，提供了两个专用的回收罐。

在此图表中，处于中等压力和低压力的空气的回收罐由对应的数字8和9指示。

此种设备，如图2中示出的设备，有优势地包括：

吹制装置，其进而包括一次空气和二次空气的吹入；

可能的再循环装置，相对于已知设备来说，该可能的再循环装置能恰当地适合于增加的流动速度；

可能的温度调节装置，其用于具有增加的功率的吹制模具，该增加的功率大约两倍于已知设备；

回收系统，其用于吹制和/或再循环空气。

吹制装置包括一次空气罐13和二次空气罐14；用于容器中的输入的对应的输入阀13’、14’；对应的管路13’’、14’’；对应的压缩机。

再循环装置包括再循环阀5、对应的管路5’以及相同的拉伸杆15，该拉伸杆15的内部设置有通道，以便将再循环空气引入容器4中。

用于模具的温度调节装置包括，例如，具有每个型腔大约1.8KW的安装功率的油控制单元或电阻器。

最后，用于回收来自单阶段机器或者吹制机器的吹塑型腔的吹塑空气以及可能的再循环的气动能量的回收系统进而包括：

空气回收装置；以及

电子控制和自动化装置。

用于吹塑空气和再循环空气的回收装置有优势地包括：

第一回收罐9、对应的管路9’以及回收阀9’’；

第二回收罐8、对应的管路8’以及回收阀8’’。

有优势地，在所述第一罐9的下游设置有带有另外的输入阀14’’’的管路，以便将二次空气输入到容器4。此阀14’’’被打开，以便执行对应于曲线31的B-E’段的二次空气的所谓的第一步骤。

特定地，设置有气动阀以及感测器，从而能够在吹塑型腔的排气步骤中跟踪增压空气的压力曲线。

有优势地，所述回收装置使得可以利用处于预定压力P3（大约22巴到25巴）；以及处于另外的预定压力P3’（大约12巴到14巴）的回收的空气，以便可能地通过合适的调节装置在实质上恒定的压力P4’来调节，该压力P4’优选地等于大约12巴到18巴，以便在型腔中产生适合于生产具有热填充和长寿命强度特征的容器的最佳的反压力。

可选择地，在图4中的气动图表的变化形式（未示出）中，发生将吹塑空气直接回收进入二次空气罐的第一步骤。如针对直接回收进入一次空气罐的步骤所类似地描述的那样，在此情况下，将二次空气供给到吹塑型腔中的输入阀14’为双向阀，该双向阀在型腔排气开始时，将空气流朝着二次空气罐14引导回去，从而从二次空气输入结束时的压力ps1’开始恢复到吹制开始时该二次空气罐14中存在的基本上过量的压力ps0’，即二次空气的第一吹制步骤的压力P5。

当在罐14中达到和压力ps0’相比基本上过量的此第一压力ps2’时，阀14’关闭，并且同步地，打开回收罐8的回收阀8’’。

因此，可通过以下方式达到罐14在二次空气吹制开始时的精确压力ps0’下的最后的增压：

借助于由来自压力传感器的信号控制的排出阀，来将过量的压力ps2’降低到基本上缺乏的压力ps3’，以及

最终，可能地，借助于放置在二次空气罐的线内供给的入口处的压力调节器来纠正初始值ps0’。

然而，需要同步使用用于纠正二次空气罐14中的压力的不同仪器，以便确保可重复地从二次空气吹制结束时的压力ps1’达到吹制开始时的二次空气压力ps0’，而不管将被吹制的容器需要的工艺，且确保吹塑空气回收最大化，并因此确保降低消耗。

有优势地，在二次空气吹制开始时，罐14通过压力调节器30的线内供给由于操作开/关阀而被中断，以便防止相同的线内供给恢复到压力ps0’，因此允许其以前述方式通过使来自吹塑型腔的空气经由双向阀14’排出而被实施。

同样，在这些其它的两种变化形式中，电子控制以及自动化装置包括：

连接到输电干线的元件；

用于该设备的装备的机电控制和保护装置，比如开关、绝缘器、保险丝等等；

电子控制卡以及对应的软件。

图3和图4显示了当以完全额度值工作时本发明的设备的主阀的致动次序：

打开用于处于压力P1的一次空气的输入阀13’（段A-B），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t1；

打开输入阀14’’’，以便输入处于压力P5的二次空气（段B-E’），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t2’；

打开输入阀14’，以便输入处于压力P2的二次空气（段E’-E），直到用于稳定容器中的压力所需的时间t2；

打开回收阀9’’，以便将已经用在容器中的吹塑空气输入到第一回收罐9中（段E-F），直到时间t3；

打开回收阀8’’，以便将已经用在容器中的吹塑空气输入到第二回收罐8中（段F-F’），直到时间t5；

关闭回收阀8’’，并且同步地，打开减压阀7，直到空气完全从型腔排进大气（段F’-G）。

在气动图表的另外的变化形式的情况（未示出）中，在二次空气罐中提供有第一直接回收，当以完全额度值工作时，设备的主阀的致动次序如下：

打开输入阀13’，以便输入处于压力P1的一次空气（段A-B），直到用于稳定容器内的压力所需的时间t1；

在第一方向上打开双向阀14’，以便引入处于压力P5的二次空气（段B-E’），直到时间t2’，以及随后引入处于压力P2的二次空气（段E’-E），直到用于稳定容器内的压力所需的时间t2；

在与第一方向相反的第二方向上，重新打开双向阀14’，以便将从容器4离开的吹塑空气直接回收进入二次空气罐14（段E-F），直到时间t3；

关闭双向阀14’，并同步地打开回收阀8’’，以便将已经用在容器中的吹塑空气输入到第二回收罐8中（段F-F’），直到时间t5；

关闭回收阀8’’，并同步地打开减压阀7，直到空气从型腔完全排进大气（段F’-G）。

可选择地，在生产热固性耐老化塑料容器的情况下，当在时间t4（点K），在吹塑型腔中达到压力P4’时，沿着段F-F’提供：

打开再循环阀5，以便将再循环空气输入容器4，回收阀8’’在相同的时间保持打开，以及

保持容器中的反压力处于值P4’，直到时间t4’（段K-L）。

在此情况下，型腔的残余空气完全排进大气（段L-M）是通过关闭回收阀8’’以及再循环阀5并且同步地打开减压阀7来实现的。

时间t1、t2’、t2、t3以及t5或t4以及t4’为循环的决定时间，并且取决于各种各样的参数。

在t1和t2的情况下，相对于循环开始时间t0来说，t1和t2是基于存在于容器内部的压力的探测而被界定的，该压力优选地必须达到预定的稳定水平。

而且，时间t3和t5是基于容器壁的厚度而被界定的，容器壁必须受到调节工艺，而该调节工艺在与模具的热壁接触时发生。

t2和t3之间的范围以及t3和t5之间的范围在0.05秒和0.10秒之间的范围中取值。

t4和t4’之间的可能的范围在0.2秒和1.5秒之间的范围中取值。

因为压力P4’可以与压力P3’一致，进而时间t4和t5可以一致。

在每次吹塑操作结束时，储存在回收罐8中的空气可以有优势地被重新使用，以便供给一次空气罐13，或者其可以被引导到第一处理空气输送管11，或引导到第二空气输送管12，以便在设备的不同部分中被重新使用。

有优势地，在二次空气的第一步骤（段B-E’）中，储存在回收罐9中的空气被重新使用，以便供给容器4。

在上文描述的所有变化形式中，为了依据这里描述的模式允许吹塑空气的回收，而针对用于生产由PET制成的容器的机器的设备调节，既可以被施加到单阶段机器也可以被施加到吹制机器。

Claims (16)

1.一种回收吹塑空气的方法，其用于从用于吹塑塑料材料容器的吹塑机器回收吹塑空气，所述机器包括：

模具，其设置有吹塑型腔，

第一吹制装置（13，13’），其用于将一次空气吹入所述模具的型腔中，所述第一吹制装置（13，13’）包括一次空气罐（13），

第二吹制装置（14，14’），其用于将二次空气吹入所述模具的型腔中，所述第二吹制装置（14，14’）包括二次空气罐（14），

回收装置，其用于回收从所述型腔离开的吹塑空气，

所述方法包括以下阶段：

a）在吹塑循环的预定的开始时间t0，通过所述第一吹制装置将空气以10巴的低压力P1吹入所述模具的型腔中所包含的容器，并且使空气在型腔中保持在此第一压力，直至第一时间t1，其中所述空气被定义为一次；

b）将空气以为20巴到23巴的压力P5吹入所述模具的型腔中所包含的容器，并且将空气保持在所述压力P5，直到第二时间t2’，其中所述空气被定义为二次；

b’）通过所述第二吹制装置将新的二次空气以40巴的压力P2吹入所述模具的型腔中所包含的容器，以使所述容器呈现恒定形状；

c）从型腔中所包含的容器排出空气，直到在容器中达到22巴到25巴的中等压力P3，并且回收处于所述压力P3的空气以在阶段b）中的吹制工艺中使用，此第四阶段具有在0.05秒和0.10秒之间的范围中的持续时间；

c’）排出并回收来自型腔中所包含的容器的空气，直到在容器中达到具有12巴到14巴之间的值的压力P3’，此第五阶段具有在0.05秒到0.10秒之间的持续时间，以及将此空气用于接下来的阶段a）的吹制工艺；

d）排出包含在型腔中所包含的容器内的处于大气压力的剩余空气。

2.如权利要求1所述的方法，其中，由所述第一回收装置以压力P3’回收的空气被直接回收在所述一次空气罐（13）中，以便在接下来的吹塑循环的阶段a）中提供一次空气。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在阶段c’），一次空气罐（13）中的直接回收允许在一次空气罐（13）中达到相对于在吹塑循环的开始时间（t0）存在于一次空气罐（13）中的压力P1来说基本上过量的压力ps2。

4.如权利要求3所述的方法，其中，提供有所述一次空气罐（13）的预增压阶段，以便在吹塑循环的开始步骤中，在容器中保证所述第一压力P1。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述预增压阶段包括：通过由压力传感器（20）控制的排出阀（10），相对于所述第一压力P1，将过量的压力ps2减少到基本上缺乏的压力ps3，以及通过放置在罐（13）的线内供给的入口处的压力调节器（30），进行可能的纠正，直到达到所述第一压力P1的值。

6.如权利要求5所述的方法，其中，通过开/关阀（6）的致动，在吹塑循环的开始时间t0，通过所述压力调节器（30）来实现罐（13）的线内供给的中断。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述回收装置包括第一回收罐（9）和第二回收罐（8）。

8.如权利要求7所述的方法，其中，由所述回收装置以压力P3’回收的空气被回收在不同于所述一次空气罐（13）的第二回收罐（8）中，以在接下来的吹塑循环的阶段a）中提供一次空气。

9.如权利要求7所述的方法，其中，在阶段（c）中以压力P3回收的空气被回收到第一回收罐（9）中或直接回收到所述二次空气罐（14）中，以在吹制阶段b’）提供二次空气的一部分，直到在型腔中所包含的容器中达到压力P5。

10.如权利要求9所述的方法，其中，提供有第一回收罐和第二回收罐（9、8）的预增压阶段，以便在型腔中所包含的容器中分别保证用于阶段b’）的第一部分的所述压力P5以及在吹塑循环的开始步骤中的所述压力P1。

11.如在先权利要求中任一权利要求所述的方法，其中，在阶段c’）中，当达到12到18巴的压力P4’时，将型腔中的空气保持在所述压力P4’，以便在型腔中实施再循环步骤，直到第三时间t4’。

12.一种吹塑机器，其用于吹塑塑料材料容器（4），并适合于执行依据权利要求1到11中的任一权利要求所述的方法，所述吹塑机器包括：

模具，其设置有吹塑型腔，

第一吹制装置（13，13’），其用于将一次空气吹入所述模具的型腔中，所述第一吹制装置包括一次空气罐（13），

第二吹制装置（14，14’），其用于将二次空气吹入所述模具的型腔中，所述第二吹制装置（14，14’）包括二次空气罐（14），

回收装置，其用于回收从所述型腔离开的吹塑空气，

其中，所述回收装置被设置成使得允许在第一吹制阶段将一次空气输入到所述模具的型腔内所包含的容器中，并允许在第二吹制阶段中输入二次空气的一部分。

13.如权利要求12所述的机器，其中，所述回收装置包括一次空气罐（13）以及阀（13’），以便将一次空气输入所述型腔内所包含的容器中，所述阀（13’）为双向类型，并且适合于允许将吹塑空气直接回收进所述一次空气罐（13）。

14.如权利要求13所述的机器，其中，设置有所述一次空气罐（13）的预增压装置，所述预增压装置包括由压力传感器（20）控制的排出阀（10），以及放置在所述一次空气罐（13）的线内供给的入口处的压力调节器（30）。

15.如权利要求14所述的机器，其中，设置有开/关阀（6），所述开/关阀（6）适合于在开始将一次空气吹入所述型腔时，通过所述压力调节器（30）来中断所述一次空气罐（13）的线内供给。

16.如权利要求12所述的机器，其中，所述回收装置包括第一回收罐（9）和第二回收罐（8），以提供一次空气和二次空气的一部分进入所述型腔内所包含的容器中，所述第一回收罐（9）和第二回收罐（8）与所述一次空气罐（13）和所述二次空气罐（14）不同。

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