CN102166816B - 用于生产塑料材料容器的装置、设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种将塑料材料型坯(8)成型以形成塑料材料容器的装置、设备和方法。所述装置具有所述塑料材料型坯能在其中被作用气体介质以膨胀形成塑料材料容器的吹塑模具(2)、供给气体介质到所述塑料材料型坯的供给装置(4)，及优选地沿所述塑料材料型坯的纵向(L)拉伸所述塑料材料型坯的拉伸杆，所述装置还有用于气体介质的存储器(12)及将气体介质从所述存储器(12)供给到所述供给装置(4)的供给管线(14)，在所述存储器(12)和所述供给装置(4)之间提供阀门装置(16)，以控制气体介质到所述塑料材料型坯(8)中的供给。依据本发明，在所述存储器和所述阀门装置之间提供用于气体介质的中间存储装置(10)。

Description

用于生产塑料材料容器的装置、设备及方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产塑料材料容器的装置、设备及方法。
背景技术
现有技术中长久以来已知的是，从塑料材料型坯生产塑料材料瓶子，例如PET瓶子，这些塑料材料型坯首先被加热，然后在吹塑模具内被相对前述吹塑模具的内壁膨胀。该情况下，这种膨胀特别是利用空气压力来进行。另外，也已知的是所谓的拉伸吹塑方法，其中，还借助拉伸杆沿塑料型坯的纵向将其拉伸。
该情况下，实际的膨胀过程被分成多个步骤，例如预吹塑步骤和之后的主吹塑步骤。特别地，在塑料材料容器的拉伸吹塑过程中，预吹塑过程与拉伸过程交互作用对瓶子的材料分布是至关重要的。
然而，这种交互作用总是需要相同的时间，却几乎不考虑输出速度。剩余的停留时间可以用于冷却模具壁上的材料，这对于特别是容器从吹塑模具上的尺寸稳定的移除是重要的。
近年来，人们不断地尝试提高该类型设备的输出速度。这样，在最近九年来，此类设备的输出速度已几乎翻倍。然而，这也意味着，塑料材料型坯或容器在吹塑模具内的停留时间持续变短，因此，冷却时间也被显著减少。
发明内容
因此，本发明之目的在于，特别是在容器的膨胀过程中寻求延长处理时间，并寻求加速处理。
其一例是在吹塑模具的加载和卸载中所需死角的减少。然而，在这方面提升的潜力事实上已被耗尽。
上述目的通过装置和方法的独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式和进一步的改进构成从属权利要求的主题。
依据本发明，一种将塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的装置，具有吹塑模具，在该吹塑模具内能够通过用气体介质作用到所述塑料材料型坯上来膨胀所述塑料材料型坯以形成所述塑料材料容器。
另外，提供供给装置，其供给所述气体介质到所述塑料材料型坯。也有利的是，提供沿所述塑料材料型坯的纵向拉伸它们的拉伸杆。该情况下，所述装置具有压力产生装置，例如，特别是用于所述气体介质的存储器及将所述气体介质从所述存储器供给到所述供给装置的供给管线。另外，在所述存储器和所述供给装置之间提供阀门装置，以便控制所述气体介质到所述塑料材料型坯中的供给。
依据本发明，在所述存储器和所述阀门装置之间提供用于所述气体介质的中间存储装置。
将所述气体介质供给到所述塑料材料型坯中的所述供给装置，特别可以是在所述型坯的口上方或周围使用的吹塑喷嘴，以便为型坯供给所述气体介质，所述气体介质具体为空气。该情况下，通过用压缩空气作用到所述塑料材料型坯上来相对所述吹塑模具的内壁膨胀它们。
“中间存储装置”应当理解为临时存储所述气体介质的任意装置，从而在必要时，存储在所述中间存储装置中的空气的快速流出是可能的。由于该中间存储装置的设定，实现压力的快速增加是可能的，特别是在预吹塑过程开始时，且无须同时也在预吹塑过程的后续过程中维持这种压力上的快速增加。因此，这样可能的是，减少预吹塑过程的持续时间和利用预吹塑阀门上游的中间体积(以下也称为升压体积)。
这种加强效应产生是因为，在设定的预吹塑压力(通常是10到16bar)下升压体积是可用的，且能够非常快迅地被引入容器中或塑料材料型坯中。因此，优选地，从所述阀门装置到吹塑杆提供相对较大的截面，以便在该区域中不会限制空气流。特别是在预吹塑过程开始时，压力的快速增加是期望的，以便同时防止因拉伸所致的塑料材料型坯的收缩，并进而防止塑料材料型坯相对拉伸杆的可能邻接。在预吹塑过程的其他时间段内，压力的快速提升不再需要，因为，否则的话，在膨胀过程中，在塑料材料型坯中可能发生气泡的形成，塑料材料型坯的一些区域可能过快地与吹塑模具内壁邻接。因此，所述中间存储装置的体积用于改变预吹塑压力，而非用于循环利用空气。
在另一有利实施方式中，所述中间存储装置具有至少相当于被膨胀的塑料材料型坯的内部体积的容纳体积。特别优选地，所述中间存储装置的所述容纳体积至少相当于型坯的三分之二的内部体积，在特别优选的实施方式中，所述容纳体积至少相当于二分之一的内部体积。在该有利实施方式中，所述中间存储装置具有至多相当于生产的容器的内部体积的容纳体积或内部体积。优选地，所述中间存储装置的最大容纳体积相当于生产的容器的二分之一的内部体积，在一特别优选实施方式中，最大容纳体积相当于生产的容器的三分之一的内部体积。
该情况下，升压体积适应所述塑料材料型坯。所述中间存储装置可以是例如管状体，在一特别优选实施方式中，其内部体积能够被改变。也有利的是，在膨胀过程中不改变所述中间存储装置的几何学内部体积。
另外，有利的是，所述装置具有用于所述气体介质的限流装置，该限流装置设置在所述存储器和所述中间存储装置之间。该限流装置用于避免吹塑过程开始时压力的过度增加，以便这样防止上述的气泡的形成。然而，同时，所述中间存储装置保证在吹塑过程开始之后压力的高增长是可达到的。
该情况下可能的是，所述中间存储装置设有仅允许空气流向容器的止回阀。
在目前的现有技术中，上述大截面的阀门是不可能的，因为所有空气必须流经预吹塑限流装置，因此产生的压力仅在吹塑空间内缓慢增加。在作为本发明基础的理念的情况下，在型坯中发生相对急剧的压力增加，而该压力根据相对小的升压体积仅到达指定水平。该压力水平取决于升压体积、预吹塑压力和预成型体积。在前述升压被均化之后，由预吹塑限流装置预先设定的预吹塑空气流非常正常地流过预吹塑限流装置，吹塑过程按照惯常情况继续。
由于依据本发明提议的装置，压力的快速增加是可能的，以便减少预吹塑过程的停滞时间(dead time)。另外，可能的是，这样可防止与拉伸杆的接触，且总的来说增加处理窗口。
在另一有利实施方式中，所述中间存储装置的容纳体积是可变化的。这样，对不同体积的型坯和容器的适应是可能的。因此，用户可以设定在过程开始时的压力增加如何进行。
本发明还涉及一种将塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的设备，具有多个上述类型的装置，至少部分的这些装置通过同一存储器提供气体介质。所述存储器可以是例如用于供给压缩空气到所述装置或多个装置的环形管道。
本发明还涉及一种将塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的方法，其中，通过用气体介质作用到所述塑料材料型坯上而在吹塑模具内膨胀所述塑料材料型坯以形成所述塑料材料容器，所述气体介质通过供给装置供给到所述塑料材料型坯，其中，所述气体介质通过供给管线从存储器供给至所述供给装置，且所述气体介质到所述塑料材料型坯中的供给通过设置在所述供给管线中的阀门装置控制。
依据本发明，所述气体介质至少部分地在膨胀过程之前被供给到设置在所述存储器和所述供给装置之间的中间存储装置。
因此，根据本发明的方法，吹塑的空气或其一部分首先被供给至前述中间存储装置，该情况下，在实际吹塑过程中，首先在开始时，通过存储在所述中间存储装置中的所述气体介质产生预吹塑气压的加速。
该情况下有利的是，所述中间存储装置中的所述气体介质在膨胀过程之前，至少临时地处在大于1bar的压力下，优选大于5bar，更优选大于7bar，在一特别优选实施方式中，大于10bar。
在另一有利方法中，在膨胀过程中通过拉伸杆在所述塑料材料容器的纵向上拉伸所述塑料材料容器。这样，该方法特别地是所谓的拉伸吹塑方法。
在另一有利方法中，在膨胀过程开始时，一定体积的气体从所述中间存储装置进入所述塑料材料型坯中，以便实现如上所述的吹塑过程开始时的更快速的压力增加。
在另一有利方法中，所述气体介质到所述塑料材料型坯中的供给通过设置在所述存储器和所述中间存储装置之间的限流装置来限流。这样，特别是在存储在所述中间存储装置中的所述气体介质排空之后，借助所述限流装置来进行膨胀过程。该限流装置可以是例如挡板。
因此，在膨胀过程开始时利用所述中间存储装置(以依赖时间的方式)增加所述塑料材料型坯中所述气体介质的压力，是有好处的。这样，特别是在时间方面缩短了整个膨胀步骤，从而允许更多时间用于干燥在吹塑模具内吹塑而成的容器。
附图说明
其他优点和实施方式可从附图得知，附图中：
图1是依据本发明的将塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的装置的示意图；
图2是用于解释依据本发明的原理的示意图；
图3是解释依据本发明而变化的压力曲线的示意图；
图4a是解释中间存储装置的可变体积的示意图；
图4b是解释中间存储装置的可变体积的示意图。
标号清单：
1         装置
2         吹塑模具
2a、2b    侧部
2c        底部
4         吹塑喷嘴
6         拉伸杆
8         塑料材料型坯
8a        口
10        中间存储装置
12        存储器
14        管线
16        阀门装置
18        限流装置
22        吹塑模具支承件
26        活塞
28        腔室
42、44    区域
K1、K2    压力曲线
L         纵向
T         时间轴
V         体积
VT        中间存储装置的体积
具体实施方式
图1示出了依据本发明的将塑料材料型坯成型以形成塑料材料容器的装置。图1中，标号2是吹塑模具，其由两个侧部2a、2b及底部2c形成。在闭合状态下，该吹塑模具在其内部形成腔室28，其用于膨胀塑料材料型坯以形成塑料材料容器。为此目的，借助吹塑喷嘴通过塑料材料型坯的口8a供给压缩空气，以相对吹塑模具的内壁膨胀塑料材料型坯。
另外，该装置具有拉伸杆6，其也在塑料材料型坯的纵向L上移动，以便这样在纵向L上拉伸塑料材料型坯。该情况下，吹塑空气的供给和拉伸杆的移动可以同时发生，但优选地，拉伸步骤先开始，紧接着供给吹塑空气。
标号22是吹塑模具支承件，该情况下，两吹塑模具部分2a和2b设置在各自的支承件上，这样它们可以相互转出。以同样的方式，可将底部2c向下拉开，以便打开吹塑模具。
图2是解释依据本发明的装置的粗略的示意图。其中，也示出了塑料材料型坯8，借助供给装置或吹塑喷嘴4将气体介质作用到该塑料材料型坯8上，以便以这种方式膨胀。标号16是阀门装置，特别是预吹塑阀门，其控制尤其是膨胀过程开始时压缩空气的供给。该阀门装置16由存储器12供给，存储器12可以是例如存储吹塑空气的导管。本申请中，“存储器”应当理解为适于提供压缩空气的任意装置，即，例如压缩装置和类似装置。
限流装置18相对存储器12设置在下游，其限制预吹塑空气到型坯8中的供给。这样可能的是，在整个预吹塑过程中，预吹塑压力不是以急剧变化的方式被供给，而是被抑制或限流。
在阀门装置16和限流装置18之间提供用于吹塑空气的中间存储装置10。标号14整体是指从存储器12传送压缩空气到吹塑喷嘴4的管线。该情况下有利的是，该中间存储装置10可在实际的吹塑过程之前被装满，或者吹塑空气可以特定的压力引入该中间存储装置10。在吹塑过程开始时，中间存储装置10的气体体积被排空到塑料材料型坯中，并仅在此之后，利用限流装置18持续吹塑过程。
图3是解释依据本发明的装置的概略性示意图。该情况下，标号K1是没有依据本发明的装置时发生的标准压力曲线。标号K2是在利用中间存储装置10时的压力曲线。明显的是，特别是在区域42中，压力的增加比标准压力曲线的情况下急剧。另外，在时间轴T上的曲线被整体地向左偏移，这表明，相比现有技术，整个吹塑过程可被略微缩短。然而，同时也明显的是区域44中压力的下降，这是因利用吹塑限流装置所致的。
图4a和4b示出了装置的两种不同状态。其中，这些图示尤其是在中间存储装置10的状态上不同。在图4a所示的状态中，活塞在箭头P2方向上被引导，以形成中间存储装置的小体积V。在右侧的图示中，活塞26被移出，从而该情况下中间存储装置10的体积VF相对较大。这样，对不同边界条件的体积适应是可能的。尽管如此，实际工作过程中体积VT优选是恒定的。
本申请文件中公开的所有特征对本发明而言均是必要的，不论是单独或相互结合，相比于现有技术均是新颖的。

Claims (9)

1.一种将塑料材料型坯(8)成型以形成塑料材料容器的装置，具有吹塑模具(2)，在该吹塑模具(2)内能够通过用预吹塑空气作用到所述塑料材料型坯上来膨胀所述塑料材料型坯以形成所述塑料材料容器；具有供给装置(4)，其供给所述预吹塑空气到所述塑料材料型坯；具有沿所述塑料材料型坯的纵向(L)拉伸所述塑料材料型坯的拉伸杆；其中，所述装置具有用于所述预吹塑空气的存储器(12)及将所述预吹塑空气从所述存储器(12)供给到所述供给装置(4)的供给管线(14)，且在所述存储器(12)和所述供给装置(4)之间提供预吹塑阀门(16)，以便控制所述预吹塑空气到所述塑料材料型坯(8)中的供给，其特征在于，在所述存储器和所述预吹塑阀门之间提供用于所述预吹塑空气的中间存储装置(10)；其中所述装置(1)具有用于限制所述预吹塑空气到所述型坯(8)中的供给的预吹塑限流装置(18)，所述预吹塑限流装置(18)相对所述存储器(12)设置在下游；
其中，在吹塑过程开始时，所述中间存储器(10)的气体体积被排空到塑料材料型坯(8)中；并仅在此之后，利用所述预吹塑限流装置(18)持续吹塑过程；
其中，所述中间存储装置用于仅在预吹塑过程开始时提供升压体积；在设定的预吹塑压力下，所述升压体积是可用的；其中，所述中间存储装置用于改变预吹塑压力。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述中间存储装置(10)具有至少相当于被膨胀的塑料材料型坯的二分之一的内部体积的容纳体积。
3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述中间存储装置(10)具有至多相当于生产的容器(20)的内部体积的容纳体积(V)。
4.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述中间存储装置(10)的容纳体积是可变化的。
5.一种设备，其特征在于，具有多个依据任意一项前述权利要求所述的装置，其中，至少部分的这些装置通过同一存储器供给预吹塑空气。
6.一种将塑料材料型坯(8)成型以形成塑料材料容器的方法，其中，通过用预吹塑空气作用到所述塑料材料型坯(8)上而在吹塑模具(2)内膨胀所述塑料材料型坯(8)以形成所述塑料材料容器，所述预吹塑空气通过供给装置(4)供给到所述塑料材料型坯(8)，其中，所述预吹塑空气通过供给管线(14)从所述存储器(12)供给到所述供给装置(4)，所述预吹塑空气到所述塑料材料型坯(8)中的供给通过设置在所述供给管线(14)中的预吹塑阀门(16)控制，其特征在于，所述预吹塑空气至少部分地在膨胀过程之前被供给到设置在所述存储器(12)和所述供给装置(4)之间的中间存储装置(10)；其中所述装置(1)具有用于限制所述预吹塑空气到所述型坯(8)中的供给的预吹塑限流装置(18)，所述预吹塑限流装置(18)相对所述存储器(12)设置在下游；其中，在吹塑过程开始时，所述中间存储器(10)的气体体积被排空到塑料材料型坯(8)中；并仅在此之后，利用所述预吹塑限流装置(18)持续吹塑过程；
其中，所述中间存储装置用于仅在预吹塑过程开始时提供升压体积；在设定的预吹塑压力下，所述升压体积是可用的；其中，所述中间存储装置用于改变预吹塑压力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在膨胀过程中通过拉伸杆在所述塑料材料容器的纵向(L)上拉伸所述塑料材料容器。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在膨胀过程开始时，一定体积的气体从所述中间存储装置进入所述塑料材料型坯中。
9.根据任意一项前述权利要求所述的方法，其特征在于，在膨胀过程开始时，利用所述中间存储装置增加所述塑料材料型坯中所述预吹塑空气的压力。
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