CN103998206A - 包括形成钝角的供给管和喷嘴和吹制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吹制装置(10)，其用于利用热塑性材料预型件形成容器(24)，所述装置(10)具有：吹制喷嘴(12)，其具有使加压吹制流体沿竖直输出轴线(A2)排出的下排出孔(28)；向吹制喷嘴(12)供给吹制流体的单一的供给管(14)，其通过上供给孔(31)沿着总体上相对于吹制喷嘴(12)的输出轴线(A2)径向取向的轴线通到吹制喷嘴(12)中；其特征在于，供给管(14)的下游端部区段沿连接轴线(B)通到吹制喷嘴(12)中，所述连接轴线与吹制喷嘴(12)的输出轴线(A1)形成钝角(α)，以使从供给管(14)流出的吹制流体被向下引导。

Description

包括形成钝角的供给管和喷嘴和吹制装置

技术领域

本发明涉及一种吹制装置，其用于利用热塑性材料预型件形成容器。

本发明尤其涉及一种吹制装置，其用于利用热塑性材料预型件形成容器，所述装置具有：

-吹制喷嘴，吹制喷嘴在其下端具有沿竖直输出轴线的加压吹制流体的排出孔；

-向喷嘴供给吹制流体的单一的供给管，供给管经由上供给孔通到喷嘴的上输入区段，所述供给管的下游端部区段总体上相对于喷嘴的输入区段的输入轴线径向取向。

背景技术

已知通过吹制预先加热的预型件来制造热塑性材料容器。加热可使预型件的壁变得可延展，以使其形成为成品容器，而所述壁不裂开。

成品容器的成型由在具有符合成品容器的型腔的模具内吹制预型件而成。

这种容器的大批量生产用配有许多吹制模具的设备进行。大量模具可高速生产容器。模具例如由循环输送装置支承，所述循环输送装置旋转，以使预型件在其在输入点和脱模点之间移动的期间，相继地被高速吹制，所述输入点相应于预型件输入到相关的模具中，所述脱模点相应于成品容器退出到所述模具外。模具在其输入点及其脱模点之间的移动对应于一个吹制周期。

吹制工序一般在于用例如40巴的极高压流体充注预型件。因此，吹制流体将预型件的可延展壁推压到模具的型腔上，从而可成型成品容器。

该吹制工序有时还伴随有拉制工序，或在拉制工序之后进行，在拉制工序的过程中，预型件由通过预型件的颈部插入的轴向滑杆即所谓“延伸杆”轴向拉伸。该机械的拉制工序旨在抵靠在预型件的底部上，轴向拉伸预型件的壁，以使预型件的底部接近模具的底部。尤其在生产相对于预型件尺寸较大的容器例如瓶子时采用这种工序。

当拉制工序在吹制工序之前进行时，拉制工序一般伴随有以例如10巴的较低压力预吹制所述预型件的预吹制工序。低压流体可使预型件开始变形。低压流体还可使预型件的壁径向上相对于延伸杆分开，以免构成预型件的材料附着于延伸杆而在延伸杆滑动时破裂。

所有这些工序在持续时间很短的一个吹制周期完成，以保持容器生产的高速度。为此，吹制流体的流量需要很大，喷嘴和预型件中的流体压力需要极快速地升高。

为了解决这个问题，已知改变供给管的长度或直径，例如尽量靠近喷嘴布置供给阀，来减小需加压量。

但是，现有的解决方案并不完全令人满意，其需要大量电能以强制流体流入喷嘴中。

发明内容

本发明提出借助于前述类型的吹制装置尤其解决这些问题，其特征在于，供给管的下游端部区段沿着连接轴线通到吹制喷嘴中，所述连接轴线与吹制喷嘴的输入轴线形成钝角，以使从供给管流出的吹制流体被向下引导。

根据吹制装置的其它特征：

-供给管的下游端部区段具有直线形的轴线；

-输入轴线相对于输出轴线倾斜一角度；并且，吹制喷嘴具有与输出轴线同轴的下输出区段；

-输入轴线、输出轴线和连接轴线布置在同一平面中；

-吹制喷嘴的输出轴线被包含在吹制喷嘴的输入区段内、直至其顶部件；

-在供给孔的高度，吹制喷嘴的截面的中心相对于吹制喷嘴的输出轴线横向地朝供给孔偏移；

-排出孔具有基本上呈圆形的截面，该截面的中心与吹制喷嘴的输出轴线同轴；

-吹制喷嘴向上由顶部件限定，供给管至少部分地穿过所述顶部件，通到吹制喷嘴中；

-供给管至少部分地穿过吹制喷嘴的侧壁，通到吹制喷嘴中；

-所述装置具有竖直的延伸杆，延伸杆通过至少部分地穿过顶部件制成的通道在吹制喷嘴中能竖直滑动地安装，延伸杆布置成与输出轴线同轴；

-延伸杆的通道至少部分地穿过与供给孔相对的壁制成；

-延伸杆布置成供给管所输送的吹制流体流直接被引向延伸杆上；

-吹制喷嘴的截面的面积随着沿输出轴线从供给孔下行而逐渐减小；

-延伸杆由至少一个上环和至少一个下端环引导滑动，下端环竖向地布置在供给孔上方；

-密封件插置在延伸杆的通道中且在供给孔上方，以防吹制流体向上泄漏；

-测压孔与供给孔径向相对地布置在通道的壁上且在密封件的下方。

附图说明

通过阅读接下来的详细描述，吹制装置的其它特征和优点将得到展示，为理解所述描述将参照附图，附图中：

-图1是根据本发明教导实现的吹制装置的示意图；

-图2是轴向剖面图，示出图1的吹制装置的喷嘴；

-图3类似于图2，其中，延伸杆和钟形罩未被示出；

-图4是沿图2中剖面4-4的水平剖面图，示出喷嘴在与供给管的连接点的高度处的截面；

-图5是沿图2中剖面5-5的水平剖面图，示出喷嘴总体上在其输入区段的半高处的截面；

-图6是沿图2中剖面6-6的水平剖面图，示出喷嘴在其输入区段下端的高度处的截面；

-图7A是正视图，示意地示出根据本发明教导布置的输入轴线及输出轴线；

-图7B是侧视图，示意地示出根据本发明的一变型布置的输入轴线及输出轴线。

具体实施方式

下面非限制性地采用以下方向：

-纵向“L”，其由后往前取向；

-竖直方向“V”，其自下而上取向；

-横向“T”，其自左向右取向。

下面，具有相同结构或类似作用的构件用相同的标号标示。尤其是，预型件24和利用所述预型件24吹制而成的成品容器24用相同的标号标示。

图1中示出根据本发明教导实施的吹制装置10。吹制装置10主要具有喷嘴12、向喷嘴12供给流体的单一的供给管14、以及三个受控阀16A、16B、16C构成的块体16。

第一阀16A允许以受控的方式使例如40巴的高压流体源18与供给管14连接，以进行吹制工序。

第二阀16B允许以受控的方式使例如10巴的低压流体源20与供给管14连接，以进行预吹制工序。

高压流体和低压流体这里由可压缩气体例如空气形成。下文中，术语“吹制流体”不加区别地指高压流体或低压流体。

第三阀16C能以受控的方式使供给管14与吹制流体贮存部件22和/或与排出部件(未示出)进行连接。

由于供给管14连接于不同的源18、20，因此其有时被称为“分配器”。

吹制装置10用于利用热塑性材料预型件24形成成品容器24。这种预型件24如图1所示。预型件24呈试管形，具有竖直主轴线“A2”。

预型件24被引入模具26的凹形型腔中，以便预型件24的颈部竖直地向上凸伸于模具26外。

预型件24在被插入到模具26中之前由未示出的部件预先加热。因此，构成预型件24的壁的材料可进行拉制和吹制。

如图1至3中所示，吹制喷嘴12是总体上竖直的导管。喷嘴12的上端区段12A称为输入区段12A，实施在金属材料块体25中，而喷嘴12的下端区段12B称为输出区段12B，实施在固定于块体25下的管27上。

喷嘴12在其下端具有沿竖直输出轴线“A2”排出加压吹制流体的排出孔28。当预型件被接纳在模具26中时，该输出轴线“A2”与预型件24的主轴线“A2”重合。

喷嘴12的输入区段12A由顶部件32向上竖直限定，且由内壁34A沿所有方向侧向地限定。输入区段12A向下通到块体25的下表面。

输出区段12B由内壁34B朝所有方向侧向地限定，该内壁34B在输入区段12A的壁34A的延续部分中延伸。一般来说，形成喷嘴12的导管不具有任何凸肩面。

喷嘴12的排出孔28用于与预型件24的内部进行密封连接。为此，在图1和2所示的实施例中，喷嘴12的排出孔28配有钟形罩30，钟形罩30用于密封地贴靠在模具26的上表面上，环绕预型件24的颈部。

显然，可设置密封连接喷嘴12与预型件24的其它密封连接件。

例如，根据本发明的一未示出的变型，喷嘴的下端被引入预型件的颈部内，在颈部的圆柱形内表面和吹制喷嘴的圆柱形外表面之间径向间置有密封圈。

吹制装置10具有竖直的延伸杆29，延伸杆的下端区段布置在喷嘴12内。延伸杆29的竖直轴线与喷嘴12的输出轴线“A2”同轴。延伸杆29在喷嘴的整个高度上竖向穿过喷嘴12。

延伸杆29安装成在喷嘴12内在高位和低位之间竖直滑动，在所述高位，延伸杆29的下端用于竖直地布置在预型件24的底部上方，在所述低位，延伸杆29向模具26的底部拉伸预型件24。

在预吹制工序时，第二阀16B首先被控制处在开启位置，以通过供给管14和喷嘴12向预型件24供给低压吹制流体。

拉制工序与预吹制工序同时或差不多同时启动。在所述拉制工序时，延伸杆29受控向其低位滑动，以便向下竖直拉伸预型件。

在预吹制工序结束后，第二阀16B关闭。

于是启动吹制工序。此时，第一阀16A受控处于开启位置，以便通过供给管14和喷嘴12向预型件24供给高压流体。然后，第一阀16A关闭。

最后，在排气或脱气工序时，第三阀16C受控处于开启位置，以使成品容器24中容留的残余吹制流体通过喷嘴12和供给管14排出。该道工序可使成品容器24内的压力与大气压相等，以便能够分开喷嘴12与成品容器24，而不产生由于残余吹制流体的非控制排出所造成的很大的噪音。

根据本发明的吹制装置10实施成方便吹制流体以亚音速流动，尤其是以便避免形成冲击波，及减小压损。喷嘴12的容积也减小，以免无益消耗能量来使喷嘴12内的吹制流体压力升高。

现在参照图2和3来说明喷嘴12和供给管14的布置。

向喷嘴12供给吹制流体的单一的供给管14通过上供给孔31在顶部件32附近通到喷嘴12的上部分中。喷嘴12具有单一的供给孔31。供给管14的下游端部区段沿着连接轴线“B”通到喷嘴12中，所述连接轴线“B”相对于喷嘴12的输入轴线“A1”总体上呈径向延伸。轴线“B”尤其在通过喷嘴12的输入轴线“A1”的竖直横向平面中延伸。

供给管14的下游端部区段这里实施在与喷嘴12一体的块体25中。

如图2和3所示，输入区段12A不与输出区段12B同轴布置。喷嘴12的输入区段12A沿输入轴线“A1”延伸，所述输入轴线“A1”在竖直横向平面中朝供给孔31的方向、相对于与输出轴线“A2”同轴的位置倾斜一角“β”。因此，输入轴线“A1”在由输出轴线“A2”和连接轴线“B”限定的平面中延伸。角“β”为非零角。

角“β”例如为1°至70°之间。优选地，角“β”小于或等于50°。根据优选设计，角“β”小于或等于30°。

在图7示意地示出的变型中，除其横向倾斜外，轴线“A1”还在纵向竖直平面中相对于轴线“A2”倾斜一角“γ”，以使输出轴线“A2”不在由连接轴线“B”和输入轴线“A1”限定的平面中。角“γ”例如为0°至70°之间。优选地，角“γ”小于50°。

为了最大限度地减少吹制流体流动中的紊流，连接轴线“B”不布置成与输入轴线“A1”成直角。连接轴线“B”与喷嘴12的输入轴线“A1”形成钝角“α”，以使从供给管14排出的吹制流体向下。因此，在吹制流体流从供给管14流向喷嘴12时，这种具有钝角“α”的连接减小、甚至消除紊流和/或压损和/或冲击波。

在排出工序中，当压力流体从容器24流向贮存部件22时，紊流、压损和冲击波也被减小、甚至消除。

阀16A、16B、16C布置在供给管14的下游端部区段的上游。

在图2和3所示的实施方式中，供给管14的下游端部区段具有直线形的轴线“B”，且其具有基本上呈圆形的截面。

特别是，供给管14部分地穿过图2和3右部所示的顶部件32的一横向端部分，通到喷嘴12。供给管14也部分地穿过喷嘴12的输入区段12A的圆柱形壁34A，通到喷嘴12中。因此，供给孔31跨接喷嘴12的顶部件32和圆柱形壁34A。

连接轴线“B”和输入轴线“A1”不同轴。因此，轴线“B”与输出轴线“A2”形成角度“α-β”(角“α”减角“β”)。轴线“B”相对于输入轴线“A1”的倾斜、然后是输入轴线“A1”相对于输出轴线“A2”的倾斜，允许沿输出轴线“A2”的方向逐渐输送吹制流体流，压损、紊流和冲击波极小。

角“α-β”例如大于或等于110°，小于或等于160°。优选地，角“α-β”大于或等于130°。

输入区段12A和输出区段12B两者都具有外径相同的通过截面，所述通过截面分别正交于它们各自的轴线“A1”和“A2”截取。

在未示出的变型中，输入区段的直径不同于输出区段的直径。在这种情况下，为了避免形成紊流和冲击波，收敛部或扩散部插置在输入区段及输出区段这两个区段之间。

如图6所示，位于输入区段12A下端的截面的中心与输出轴线“A2”同轴，而如图4所示，位于输入区段12A上端的截面的中心“A1”相对于输出轴线“A2”向左横向偏移。

角“β”这里限定成输出轴线“A2”包含在输入区段12A内，至少直至供给孔31的高度。这里，输出轴线“A2”穿过顶部件32，超出输入区段12A。

延伸杆29穿过通道36竖直滑动地安装在喷嘴12中，通道36至少部分地穿过顶部件32实施。通道36是其竖直轴线与输出轴线“A2”同轴的导道的形式。

由于延伸杆29的直径，所述通道也部分地实施在输入区段12A的壁34A的与供给孔31径向相对的一部分中。如图3所示，通道36和输入区段12A的壁34A之间的相交部从顶部件32延伸直至输入区段12A的高度的差不多一半处。

如图4至6所示，延伸杆29的下端部区段具有直径恒定的圆形截面。延伸杆29的直径小于输出孔28的直径，以使吹制流体流经过延伸杆29和输出区段12B的圆柱形内壁34B之间径向保留的环形间隙。

喷嘴12的输入区段12A具有水平的流体通过截面，该截面的面积从供给孔31直至输入区段12A的半高处逐渐减小。实际上，如图4所示，在供给孔31的高度，延伸杆29的圆形截面的一部分，这里基本上是所述圆形截面的一半，与输入区段12A的水平截面重叠。随着沿输入区段12A下降，延伸杆29的截面越来越多地重叠于水平的流体通过截面，直至在输入区段12A的半高处被完全包含在流体通过截面内，如图5所示。

因此，由于存在延伸杆29，流体通过截面减小。通过截面的这种逐渐减小，可平稳地加快吹制流体从上部向下排出孔28的流速。此外，这样还可使吹制流体流围绕延伸杆29逐渐分布，避免紊流。

由于存在延伸杆29，如图2所示，吹制流体流直接通到延伸杆29，延伸杆基本平行于喷嘴12的输出轴线“A2”，而直接布置在供给孔31下面的壁部分34A相对于喷嘴12的输出轴线“A2”具有为角“β”的斜度。因此，在输入区段12A的上半部分，吹制流体流无障碍地通到自由空间中。

直接布置在供给孔31之下的壁部分34B在其上部分横向远离延伸杆29，以向下下行直至输入区段12A的下端而靠近。

喷嘴的输出区段12B的水平截面的形状和面积，在其整个高度上保持不变。因此，流体通过截面呈与输出轴线“A2”同轴的、围绕延伸杆29的环形。

由供给管14输送的吹制流体流以角度“α-β”直接引向延伸杆29。因此，吹制流体流利用输入区段12A的壁34A和延伸杆29之间的自由空间，沿延伸杆29向下滑行。

延伸杆29通过至少一上环38和至少一下端环40被引导进行竖直滑动。

一般来说，在根据本发明教导实施的喷嘴12中，下端环40竖直布置在供给管14的供给孔31与喷嘴12的上方。因此，下端环40没有布置在吹制流体流的路径上。这避免了压损、紊流和其它冲击波。

为此，喷嘴12具有足够短的长度，以使延伸杆29可被引导，避免其下端部区段在受压弯曲的作用下弯曲，特别是当延伸杆29拉伸预型件24时。

在附图所示的本发明的实施方式中，下端环40布置在喷嘴12的顶部件上方。座槽形成在块体25的上表面中，以接纳所述下端环40。

已知将密封件42与导向环38或40相关联，其旨在防止吹制流体从喷嘴12向上排出。

测压孔44与供给孔31径向相对地布置在延伸杆29的通道36的壁中。测压孔44布置在密封件42的下方，以使吹制流体能进入径向保留在通道36和延伸杆29之间的滑动间隙中。因此，延伸杆29插置在供给孔31和测压孔44之间。意想不到地发现：这种布置可测定发生压力，该发生压力大约等于喷嘴12内吹制流体的平均发生压力。

此外，测压孔44布置成与吹制流体流分开。有利地，这种布置可防止测压孔44干扰吹制流体流的流动。

在吹制工序或预吹制工序时，吹制流体通过供给管14被注入喷嘴12中。吹制流体流沿延伸杆29竖直下行，以便以略低于声速的极高速度到达排出孔28。

在喷嘴12的上部分，吹制流体流所处的空间位于输入区段12A的壁34A和延伸杆29之间。吹制流体流在到达排出孔28时，均匀地占据喷嘴12的整个截面。

除延伸杆29以外，在供给孔31和排出孔28之间，喷嘴12没有任何可能干扰吹制流体流动的障碍。这尤其是因为下端环40布置在供给孔31的上方。因此，没有任何棱边或没有任何弯曲部会在喷嘴12内引起膨胀或直的、斜的冲击波。

由于下端环40布置在供给孔31上方，因此喷嘴12沿竖向很短。有利地，这样允许以较小容积设置喷嘴12，从而使吹制流体在喷嘴12中可极快速地升压。

另外，有利地，供给管14连接于阀16A、16B、16C，提供减少对吹制流体流动产生干扰的路线，避免压损和冲击波。供给管14例如具有直线形的中央轴线，或可选地，供给管具有曲线形的中央轴线，其中，最小曲率半径设计成确保不同导管的流体连接，以使吹制流体均匀流动。

Claims (16)

1.吹制装置(10)，所述吹制装置用于利用热塑性材料预型件形成容器(24)，所述吹制装置(10)具有：

-吹制喷嘴(12)，所述吹制喷嘴在其下端具有沿竖直输出轴线(A2)排出加压吹制流体的排出孔(28)；

-向所述吹制喷嘴(12)供给加压吹制流体的单一的供给管(14)，所述供给管经由上供给孔(31)通到所述吹制喷嘴(12)的上输入区段(12A)，所述供给管(14)的下游端部区段总体上相对于所述吹制喷嘴(12)的上输入区段(12A)的输入轴线(A1)径向取向；

其特征在于，所述供给管(14)的下游端部区段沿连接轴线(B)通到所述吹制喷嘴(12)中，所述连接轴线与所述吹制喷嘴(12)的输入轴线(A1)形成钝角(α)，以使从所述供给管(14)流出的加压吹制流体被向下引导。

2.根据权利要求1所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述供给管(14)的下游端部区段具有直线形的轴线(B)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述输入轴线(A1)相对于所述输出轴线(A2)倾斜一角度(β，γ)；并且，所述吹制喷嘴(12)具有与所述输出轴线(A2)同轴的下输出区段(12B)。

4.根据权利要求3所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述输入轴线(A1)、输出轴线(A2)和连接轴线(B)布置在同一平面中。

5.根据权利要求4所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述吹制喷嘴(12)的输出轴线(A2)被包含在所述吹制喷嘴(12)的上输入区段(12A)内，直至所述吹制喷嘴的顶部件(32)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，在所述上供给孔(31)的高度，所述吹制喷嘴(12)的截面的中心相对于所述吹制喷嘴(12)的输出轴线(A2)横向地朝向所述上供给孔(31)偏移。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述排出孔(28)具有基本上呈圆形的截面，所述排出孔的基本上呈圆形的截面的中心与所述吹制喷嘴(12)的输出轴线(A2)同轴。

8.根据前述权利要求中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述吹制喷嘴(12)向上由顶部件(32)限定；并且，所述供给管(14)至少部分地穿过所述顶部件(32)，通到所述吹制喷嘴(12)中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述供给管(14)至少部分地穿过所述吹制喷嘴(12)的侧壁(34B)，通到所述吹制喷嘴(12)中。

10.根据前述权利要求中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述吹制装置具有竖直的延伸杆(29)，所述延伸杆安装成穿过通道(36)在所述吹制喷嘴(12)中能竖直滑动，其中所述通道至少部分地穿过顶部件(32)制成，所述延伸杆(29)布置成与所述输出轴线(A2)同轴。

11.根据权利要求10所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述延伸杆(29)的通道(36)至少部分地穿过与所述上供给孔(31)相对的壁(34B)制成。

12.根据权利要求11所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述延伸杆(29)布置成使得由所述供给管(34)输送的加压吹制流体流直接被导到所述延伸杆(29)上。

13.根据前述权利要求中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述吹制喷嘴(12)的截面的面积随着从所述上供给孔(31)沿所述输出轴线(A2)下行而逐渐减小。

14.根据权利要求10至12中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，所述延伸杆(29)通过至少一个上环(38)和至少一个下端环(40)被引导滑动，所述下端环(40)沿竖向布置在所述上供给孔(31)的上方。

15.根据权利要求10至13中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，密封件(42)在所述上供给孔(31)的上方被插置于所述延伸杆(29)的通道(36)中，以防加压吹制流体向上泄漏。

16.根据前述权利要求中任一项所述的吹制装置(10)，其特征在于，测压孔(44)与所述上供给孔(31)径向相对地布置在通道(36)的壁中并在密封件(42)的下方。