CN103826972B

CN103826972B - 压力液体注入装置

Info

Publication number: CN103826972B
Application number: CN201280036689.2A
Authority: CN
Inventors: G·弗约莱
Original assignee: Nestec SA
Current assignee: Nestec SA
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2015-07-22
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: CN103826972A; US20140157723A1; WO2013014062A1; US9079676B2; EP2736808A1; FR2978371B1; EP2736808B1; FR2978371A1

Abstract

本发明涉及将不可压缩的压力液体注入到热塑性材料容器（18）中以成型容器（18）的注入装置（31），注入装置（31）具有：液体供给管（30），用于使液体源（40）与容器（18）相连接；泵送部件（42），用于使液体在供给管（30）中以第一压力（P1）向容器（18）流动；加压部件（44），用于暂时提高容器（18）中容纳的液体的压力，直至大于第一压力（P1）的第二压力（P2）；其特征在于，加压部件（44）由可变容量工作室（48）形成，工作室在泵送部件（42）和容器（18）之间仅连接于供给管（30）。

Description

压力液体注入装置

技术领域

本发明涉及用于热塑性材料容器成型的压力液体注入装置。

本发明尤其涉及一种注入装置，所述注入装置将不可压缩的压力液体注入到在粗坯状态下的预热过的热塑性材料容器中，以通过变形形成呈最终状态的容器，注入装置具有：

-液体供给管，用于使液体源与容器相连接；

-泵送部件，用于使液体以第一压力在供给管中向容器流动；

-加压部件，用于暂时提高容器中容纳的液体的压力，直至大于第一压力的第二压力。

背景技术

热塑性材料容器例如细颈瓶、烧瓶等的制造，通过使在粗坯状态的有时称为预型件的容器成型来进行。

在实施成型方法之前，处于粗坯状态的容器在热调节炉中被加热，以使容器具有用于成型方法的充分可延展的结构。

然后，这些处于粗坯状态的容器被引入到模塑单元中，吹制部件或拉伸吹制部件通常与模塑单元相连接。

在成型方法结束后，进行灌注工序。在该灌注工序的过程中，呈最终状态的容器一般被液体灌注，该液体用于在成品容器中运输或销售。

文献EP-A-2 143 544提出通过将液体用于容器定形来改进成型方法。因此，根据该现有技术的方法包括：通过吹入低压吹制气体来使容器从其粗坯状态部分地膨胀到中间状态的第一道工序，然后是用灌注液体灌注呈所述中间状态的容器的第二道工序，最后是第三道定型工序，在第三道定型工序的过程中，将容器中容纳的液体置于高压，以使容器具有其最终形状。

灌注液体一般被视为相对于气体是不可压缩的。因此，这样可快速而有效地升高压力。

有利地，在第三道定型工序时所用的液体是用于在最终状态容器中运输的液体。因此，这种方法允许在成型方法期间用所述液体灌注容器。这样尤其可通过避免在成型方法之后再增加一道灌注工序而节省了时间。

文献WO-A1-03/095179中提出通过缸筒将液体注入到容器中，所述缸筒具有工作室，活塞在工作室中滑动。工作室的容积至少等于待灌注容器的容积。因此，当缸筒被致动时，液体在压力下被注入到预型件中。为了在灌注结束时获得高压，大作用力施加于活塞。

该解决方案在技术上是令人满意的。但是，所用的缸筒体积尺寸非常大。

发明内容

本发明旨在提供性能更为良好、体积较小的液体注入装置。

为此，本发明提出前述类型的注入装置，其特征在于，加压部件由具有可变容量工作室的缸筒形成，工作室在泵送部件的下游仅连接于供给管。

根据本发明的其它特征：

-工作室的最大容积显著小于呈最终状态的容器的总容积；

-工作室具有用于液体输入及输出的单一孔口，所述单一孔口分接于供给管；

-工作室插置在供给管中，工作室具有：

--第一输入孔口，其连接于供给管的上游段；

--以及第二输出孔口，其连接于供给管的下游段；

-防回流部件在泵送部件和工作室之间插置在供给管中；

-防回流部件布置在工作室附近；

-当工作室的容积正减小直至其最小容积时，第一输入孔口可被封闭；

-泵送部件以基本恒定的压力将液体在供给管中压送；

-泵送部件由电动泵形成，电动泵的工作容积(cylindrée)小于呈最终状态的容器的总容积；

-工作室布置在容器附近。

附图说明

在阅读下面的详细说明的过程中，本发明的其它特征和优越性将体现出来，将参照附图以理解所述详细说明，附图中：

-图1是轴向剖面图，示出注入装置的喷注头，该喷注头布置于在安设在模具中的容器的颈部上方的备用高位，该容器处于粗坯状态；

-图2类似于图1，其中，喷注头处于注入低位，密封机构的密封圈处于收缩高位；

-图3类似于图1，其中，密封机构的密封圈处于插入下位且处于收缩状态；

-图4类似于图3，其中，密封圈处于膨胀状态，以密封地封闭容器；

-图5是示意图，示出根据本发明的第一实施方式实施的压力液体注入装置；

-图6是示意图，示出根据本发明的第二实施方式实施的压力液体注入装置；

-图7是示意图，示出根据本发明的第三实施方式实施的压力液体注入装置。

具体实施方式

在本说明书的下文中，具有相同、相似或类似功能的构件用相同的标号标示。

图1中示出模塑单元10，其适于使用成型方法，该成型方法包括：

–吹送第一压力流体的第一道工序，所述第一压力流体这里是可压缩的吹制气体，如空气，然后是，

-灌注第二低压流体的第二道工序，所述第二低压流体这里是不可压缩的灌注液体，如水，用于包装在容器中；

-最后一道所谓定型工序，在该定型工序的过程中，容器中容纳的液体被提升到高压，以使容器壁强力压靠在模具型腔的内表面上。

模塑单元10具有模具12，该模具一般以多个部分制成，所述多个部分可分开，以便在容器成型之前和之后引入和/或取出容器。

模具具有型腔14，型腔通过实施在模具12的水平的上表面17中的上孔口16向上竖直敞开。

模具12用于接纳热塑性材料容器18。这种处于粗坯状态的容器18一般称为预型件。处于粗坯状态的容器18预先进行热调节，以使热塑性材料充分可延展，以便容器18可鼓起或膨胀，来形成具有与型腔14相同的形状的成品容器，如图4所示。

容器18一般具有中空的主体19，主体通过由具有竖直轴线的颈部20径向界定的也称为嘴口的孔口向上敞开。主体19和颈部20由外环箍22分开。处于粗坯状态的容器18的唯有主体19被容置在模具12的型腔14中，颈部20在型腔14外延伸，由上孔口16伸出。

模塑单元10具有喷注头24，喷注头将至少两种压力流体注入到容器18的轴向取向的颈部20中，用以通过相继注入第一压力流体然后第二压力流体使所述处于粗坯状态的容器18变形，而形成成品容器。

如附图所示，喷注头24相对于颈部20的竖直轴线总体上回转对称。

如前所述，第一流体由压缩到10巴的吹制气体如空气构成，而第二流体由不可压缩的液体如水构成，可被压缩到40巴的压力。

喷注头24可在以下位置间受操纵：

-备用高位，如图1所示，在该备用高位，喷注头在模具12的上表面17上方离开一定距离布置，以便允许引入处于粗坯状态的容器18或者允许取出成品容器；以及

-注入低位，如图2至4所示，在该注入低位，喷注头24可注入压力吹制气体和/或压力灌注液体。

喷注头24具有至少一个第一气动管25，第一气动管连接于受操纵的压缩空气源(未示出)。第一气动管25开通到钟形罩26中，当喷注头24处于其注入低位时，钟形罩26可密封地罩覆颈部20。

钟形罩26的下端边缘配有密封圈28，密封圈用于竖直地向下压紧在模具12的上表面17上或颈部20的环箍22上。

喷注头24还具有第二供给管30，第二供给管连接于受操纵的压力灌注液体注入装置31。第二供给管30的形成于壳体27中的部分具有竖直轴线“A”的朝向。第二供给管30的下端开通到注入喷嘴32中，注入喷嘴32的竖直轴线与容器18的颈部20的轴线“A”同轴。喷嘴32的直径小于颈部20的内径，以便当喷嘴32插入到颈部20中时，在颈部20和喷嘴32之间存在环形间隙“j1”。

喷注头24还具有受操纵的密封机构34，密封机构可在开启位置和关闭位置间受操纵，在所述开启位置，吹制气体可通过第一径向环形间隙“j1”，以便进入或离开容器18，在所述关闭位置，密封圈36在喷嘴32和容器18的颈部20之间密封地封闭第一径向间隙“j1”。

该受操纵的密封机构34尤其用于允许容器18中容纳的灌注液体的压力升高至高压如40巴，而不会使所述灌注液体通过第一径向间隙“j1”向钟形罩26泄漏。这样尤其可通过防止灌注液体由于与颈部20的外部、壳体27和/或模具12接触而受到污染，符合卫生约束条件。

环形密封圈36围绕喷嘴32布置在外部。密封圈36在收缩状态和膨胀状态之间可弹性变形，所述收缩状态如图2和3所示，相应于密封机构34的开启位置，所述膨胀状态如图4所示，在该膨胀状态，环形密封圈36通过活塞38被径向紧压靠在容器18的颈部20的内壁上，以密封地封闭第一径向间隙“j1”，所述膨胀状态相应于密封机构34的关闭位置。

这种密封机构的结构和运行更详细地描述于法国专利申请No.1055883中。

现在来详述液体注入装置31。

灌注液体是视为不可压缩的液体如水。

不可压缩的液体的注入装置31具有液体供给管30，液体供给管30使液体源40与容器18的内部相连通。

泵送部件42插置在液体供给管30中。泵送部件42可使液体在供给管中从上游向下游朝容器18的方向流动。

泵送部件42抽吸液体源40中的不可压缩的液体，将所述液体以基本恒定的第一压力在供给管30中朝容器18的方向压送。第一压力“P1”称为“低压P1”，例如为5巴至20巴之间。

图3示出正在用流经过喷嘴32的低压液体进行灌注的容器18。

泵送部件42由电动泵形成，电动泵的工作容积小于呈最终状态的容器18的总容积。因此，泵送部件42外形尺寸小。这样可获得结构非常紧凑的注入装置31。例如，这涉及活塞泵或叶片泵。

此外，注入装置31还具有加压部件44，加压部件用于使容器18中容纳的液体的压力暂时提高到大于第一压力“P1”的第二压力“P2”。第二压力此后表示为“高压P2”。当密封圈36处于其膨胀状态时，液体在容器18中被置于高压“P2”。这样可使容器18的壁紧压靠在型腔14的表面上，以使容器18具有容器最终形状。

加压部件44由不同于泵送部件42的构件形成。

加压部件44配有缸筒46，缸筒46具有容量可在最大容量到最小容量之间变化的可变容量工作室48。工作室48仅连接于供给管30。

工作室48在泵送部件42的下游和容器18的上游连接于供给管30。

这里，缸筒46由活塞缸形成。因此，工作室48由一缸径向地和竖直地向下界定。工作室还由活塞50竖直地向上界定，所述活塞50安装成在缸中滑动，以改变工作室48的容量。

作为变型，将明白的是，缸筒可以是本领域技术人员公知的其它类型，如柔性缸筒或回转活塞缸。

工作室48的最大容积明显小于成品容器18的总容积。实际上，液体用于仅在最后的成型工序时被压缩到高压“P2”，如图4所示。

当该工序启动时，容器18的容积非常接近容器最终容积。此外，容器18和供给管30已经用低压“P1”液体进行了灌注。因此，当致动活塞50来增大液体压力以达到高压“P2”时，容器18的容积相对于容器最终容积增加非常小，例如为1％至10％之间。例如，对于容量为1升的成品容器来说，缸筒46应注入到容器18中的水量将为1厘升至10厘升之间。因此，缸筒46外形尺寸非常小。

防回流部件52在工作室的上游和泵送部件42的下游插置在供给管30中。该防回流部件52可避免高压“P2”液体压送回泵送部件42和液体源40。

这里，防回流部件52由单向阀形成。但是，可明白的是，可以使用本领域技术人员公知的用于防止高压液体压送回液体源的任何其它部件。

有利地，防回流部件52布置在工作室48附近。这样可避免供给管30的位于工作室48上游的管段承受高压“P2”。实际上，供给管30有发生变形的危险。一方面，这会导致供给管30断裂的危险，另一方面，会无效地增大缸筒46的容积。

出于相同的原因，工作室48布置在容器18附近，即模具12附近，以缩短供给管30的连接工作室48与容器18的管段长度。

在图5所示的本发明的第一实施方式中，工作室48具有用于液体输入及输出的单一孔口54。单一孔口54分接于供给管30。因此，泵送部件42所压送的液体在到达容器18之前不流经工作室48。有利地，单一孔口54与活塞50相对布置。

在图6所示的本发明的第二实施方式中，工作室48插置在供给管30中。因此，工作室48具有第一输入孔口56和第二输出孔口58，第一输入孔口56连接于供给管30的上游段，第二输出孔口58连接于供给管30的下游段。因此，泵送部件42所压送的液体在到达容器18之前流经工作室48。

输出孔口58与活塞50相对布置，而输入孔口布置在工作室48的圆柱形壁中。

第三实施方式示于图7中。该第三实施方式非常类似于本发明的第二实施方式。下面将只说明这两种实施方式之间的不同之处。

在该第三实施方式中，输入孔口56布置成，当活塞50处于相应于工作室48最大容积的位置时，该输入孔口开通到工作室48，而在活塞滑动直至相应于工作室48最小容积的位置时，该输入孔口由活塞50的壁封闭。

因此，所述活塞的所述壁形成防回流部件52。不再需要在工作室48的上游布置单向阀，因为活塞50在滑动时防止了液体向液体源40回流。

在根据所述实施方式中的任一实施方式的装置工作时，当活塞朝相应于工作室48最大容积的活塞位置的方向滑动时，液体被抽吸到工作室48中。有利地，该抽吸操作在成型方法的第一道工序期间进行，以便不干扰在第二道成型工序时液体向容器18的流动。

前述注入装置还适用于仅通过液体注入进行模塑的模塑装置。在这种情况下，模塑装置没有吹制气体注入部件。灌注工作室48的操作则在卸载呈最终状态的容器与装载处于粗坯状态的新一容器之间的时间间隔中进行。

本发明可获得很小尺寸的注入装置31，用以增大容器中液体的压力直至高压“P2”。

Claims

1.压力液体注入装置(31)，用于将不可压缩的压力液体注入到预热的处于粗坯状态的热塑性材料容器(18)中，以通过变形来形成呈最终状态的容器(18)，所述压力液体注入装置(31)具有：

-液体供给管(30)，用于使液体源(40)与容器(18)相连接；

-泵送部件(42)，用于使液体以第一压力(P1)在所述液体供给管(30)中流向容器(18)；

-加压部件(44)，用于暂时提高容器(18)中容纳的液体的压力，直至大于所述第一压力(P1)的第二压力(P2)；

其特征在于，所述加压部件(44)由可变容量的工作室(48)形成，所述工作室在所述泵送部件(42)的下游仅连接于所述液体供给管(30)。

2.根据权利要求1所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)的最大容积明显小于呈最终状态的容器(18)的总容积。

3.根据权利要求1所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)具有用于液体输入及输出的单一孔口(54)，所述单一孔口(54)分接于所述液体供给管(30)。

4.根据权利要求1所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)插置于所述液体供给管(30)中，所述工作室(48)具有：

-第一输入孔口(56)，其连接于所述液体供给管(30)的上游段；

-以及第二输出孔口(58)，其连接于所述液体供给管(30)的下游段。

5.根据前述权利要求中任一项所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，防回流部件(52)在所述泵送部件(42)和所述工作室(48)之间插置于所述液体供给管(30)中。

6.根据权利要求5所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述防回流部件(52)布置在所述工作室(48)附近。

7.根据权利要求4所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，当所述工作室(48)的容积正减小直至该工作室的最小容积时，所述第一输入孔口(56)会被封闭。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述泵送部件(42)将液体以基本恒定的压力(P1)在所述液体供给管(30)中进行压送。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述泵送部件(42)由电动泵形成，所述电动泵的工作容积小于呈最终状态的容器(18)的总容积。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)布置在容器(18)附近。

11.根据权利要求2所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)具有用于液体输入及输出的单一孔口(54)，所述单一孔口(54)分接于所述液体供给管(30)。

12.根据权利要求11所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述泵送部件(42)由电动泵形成，所述电动泵的工作容积小于呈最终状态的容器(18)的总容积。

13.根据权利要求11或12所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)布置在容器(18)附近。

14.根据权利要求2所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)插置于所述液体供给管(30)中，所述工作室(48)具有：

-第一输入孔口(56)，其连接于所述液体供给管(30)的上游段；

15.根据权利要求14所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，当所述工作室(48)的容积正减小直至该工作室的最小容积时，所述第一输入孔口(56)会被封闭。

16.根据权利要求14或15所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述泵送部件(42)由电动泵形成，所述电动泵的工作容积小于呈最终状态的容器(18)的总容积。

17.根据权利要求14或15所述的压力液体注入装置(31)，其特征在于，所述工作室(48)布置在容器(18)附近。