CN104159722B - 吹塑装置 - Google Patents

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Abstract

一种吹塑装置具有吹塑喷嘴(4)，当预成型件(31)定位在模具(1)中时，所述吹塑喷嘴紧密插入于所述预成型件(31)的嘴管部(32)。所述吹塑装置还具有加压液体供给部(22)。加压液体(L)从所述加压液体供给部(22)通过所述吹塑喷嘴(4)输送进入所述预成型件(31)，并且容器(41)以伸展形状形成以遵循模具(1)的腔体的形状。阀机构(Vm)设置在供给路径的下游端处以便能打开以及关闭所述供给路径，所述供给路径被定位在所述吹塑喷嘴(4)中并且用于供给所述液体(L)。该阀机构(Vm)被构造成使得当所述阀机构(Vm)在关闭状态时，所述液体(L)能在所述供给路径与所述加压液体供给部(22)之间循环，以及当所述阀机构(Vm)在打开状态时，所述加压液体(L)能通过所述供给路径被供给到所述预成型件(31)中。

Description

吹塑装置
技术领域
本发明涉及一种使用液体作为加压流体的合成树脂预成型件吹塑装置。
背景技术
由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制成的吹塑瓶(即塑料瓶)具有许多优良的特性并且因此广泛地作为瓶装容器使用。这样的容器通常通过如下步骤模塑而成：将预成型件喷射模塑成为有底的圆柱形，并且然后在将该预成型件加热到可以实现伸展效果的温度时将该预成型件拉伸模塑至伸展形状。
换言之，如图12所示(对应于专利文献1的图12)，加热到可以实现伸展效果的温度的预成型件31被插入吹制模101中，其中预成型件31的嘴管部32向上突出并且颈环33与颈支撑凸缘103接合，所述颈环整体地周向设置于嘴管部32的外围表面的下边缘处。在作为吹塑喷嘴104的尖端的导向管110宽松地插入预成型件31的嘴管部32中的情况下，预成型件31由拉伸杆108在轴向方向拉伸并且由空气在径向方向拉伸，所述拉伸杆插入穿过通过穿透吹塑喷嘴104的中心而形成的插入孔111中，该空气是吹过所述插入孔111的加压液体。这样模塑成瓶子41。
专利文献2公开了一种方面，其涉及使用液体替代吹动的空气作为加压流体用于吹塑预成型件的方法。如果将最终充填到产品中的内容物流体(例如饮料、化妆品、药品等)用作该液体，那么这种用于模塑的方法允许省略充填步骤并且因此简化生产线。
引用列表
专利文献
PTL 1：JP 2003-251685 A
PTL 2：JP 2000-43129 A
发明内容
(技术问题)
如专利文献2中所公开的，在使用液体作为加压流体的吹塑中，所述预成型件除了嘴管部以外均被预加热到适合于吹塑成拉伸形状的温度，加压液体供给到预成型件中，并且预成型件被拉伸成伸展形状以形成容器。然而，在液体的情况下，通过预成型件的热传递比使用气体时更大。因为由于预成型件的温度会随液体温度而大大变化，因此需要将注入到预成型件中的液体温度控制在高精确度。
如果供给的液体的温度波动，拉伸预成型件的温度由于液体的温度而变化，引起拉伸性的变化。因此可产生问题，包括性能的变化，例如容器的强度或耐热性；不能获取足够成形性等。
图13示意性示出了使用液体代替吹动的气体作为加压流体的用于吹塑预成型件的传统吹塑装置。这种装置的主部A包括模具1和吹塑喷嘴104。邻近主部A，加压液体供给部122和液体循环部123设置为用于供给加压流体的附属装备。
该加压液体供给部122成形为活塞泵，并且使用经由管道P1从加压装置121(例如压力泵、压缩机等)供给的加压流体Fp作为动力源，以经由管道P2和电磁阀V101通过吹塑喷嘴104将加压液体L供给至预成型件31内部，该预成型件紧紧地适配于吹塑喷嘴104的尖端上，因此沿着模具1的腔体将预成型件31拉伸成伸展形状以便形成容器41。
当通过管道R102和管道R103循环液体L，或者从管道R101重新补充液体L时，液体循环部123在将液体L调节至预定温度后将其输送至加压液体供给部122。然而，如上所述，因为加压液体L通过管道P2和吹塑喷嘴104供给到预成型件31中，因此其温度会由于各种各样的因素而发生变化，所述因素例如该装置所安装的场地的室内的温度、模注射数量等。吹塑包括许多步骤，例如(1)将预成型件31放置在模具1中，(2)将吹塑喷嘴104装配至预成型件31的嘴管部32上，(3)通过吹塑喷嘴104将加压液体L供给到预成型件31中以形成容器41，(4)从预成型件31的嘴管部32移除吹塑喷嘴104，(5)打开模具1以取出容器41。在这些步骤中，在步骤(3)中首次将液体L引入到吹塑喷嘴中并且然后立刻将所述液体射入预成型件或者容器41中。因此，在实际生产方面，将供给到预成型件31中的液体L保持在恒定温度下已成为困难的技术问题。
因此，在使用液体作为加压流体的吹塑装置中，通过本发明解决的技术问题，是将供给到预成型件以便将预成型件拉伸成展开形状的液体的温度控制至高精确度。
(问题的解决方案)
根据本发明的用于解决上述问题的主要结构是一种吹塑装置，所述吹塑装置包括：用于吹塑的模具；吹塑喷嘴，当有底的圆柱形形状的预成型件插入模具时，所述吹塑喷嘴紧紧插入预成型件的嘴管部中；加压液体供给部，吹塑装置通过吹塑喷嘴将来自于加压液体供给部的加压液体输送到预成型件中，以沿着模具的腔体将容器形成为展开形状；以及阀机构，设置在用于吹塑喷嘴中的液体的供给路径的下游端，构造成用于打开和关闭供给路径，以使得当阀机构处于关闭状态时，液体在供给路径和加压液体供给部之间的循环，并且当阀机构处于打开状态时，加压液体通过供给路径被供给到预成型件中。
根据具有上述结构的装置，在用于吹塑的全部步骤(从将预成型件放置到模具中的步骤到从模具中移除模塑成的容器的步骤)中，除了在通过供给路径将加压液体供给到预成型件中以形成容器的步骤期间以外，用作加压液体的液体都可在供给路径和加压液体供给部之间连续地或者依需要循环，并且被调节至预定的温度。因此，供给到预成型件中以便形成容器的液体的温度可控制为高精确度，容器能够在恒定的温度条件下稳定地成形，并且在不会削弱生产率的情况下可有效地解决上述问题，所述问题包括容器的性能(例如强度或者耐热性)变化；不能获得足够的成形性等。
通过在形成于吹塑喷嘴中且与预成型件内部相通的供给路径的下游端设置阀机构，供给路径中残留的大部分液体能循环，并且液体的温度能调节，允许液体温度以高精度保持在预定的温度下。
根据本发明的另一种结构是上述的主结构，还包括构造成将液体调节至预定温度以及将液体供给至加压液体供给部的液体循环部，其中供给路径以能打开和能闭合的方式经由在供给路径上游端处设置在吹塑喷嘴中的引入通道与加压液体供给部连通，并且以能打开和能闭合的方式经由设置在阀机构的上游侧上的位置处的下游端处的排出通道与液体循环部连通，并且液体经由液体循环部在供给路径与加压液体供给部之间循环。该结构涉及使液体在供给路径与加压液体供给部之间循环。
根据本发明的又一种结构是上述的主结构，还包括杆状密封体，所述杆状密封体插入吹塑喷嘴中以使得在吹塑喷嘴的轴向方向可位移，其中通过使密封体的尖端抵靠在吹塑喷嘴的内圆周表面上的密封阶梯上而使得供给路径处于闭合状态，并且通过密封体的尖端抵靠密封阶梯和解除密封体的尖端在密封阶梯上的抵靠来构造阀机构。
上面的结构涉及阀机构，所述阀机构打开和闭合吹塑喷嘴中的供给路径。通过使得以能够在轴向方向移位的方式插入在吹塑喷嘴中的杆状密封体移位，供给路径能容易地打开和关闭。
根据本发明的再一种结构是上述的主结构，其中密封体通过柱形杆状轴以及以液封(liquid-tight，不透液体)方式能滑动地插入轴中的杆形成。
以液封方式滑动插入柱形杆状轴的杆能以与轴的移位不同的模式移位，并且杆能被用作用于将容器中的顶部空间控制到预定量的构件，在容器中，用作用于吹塑的加压流体的液体在容器的形成过程中作为产品装入到容器中。杆也能用作用于竖直地拉伸预成型件的拉伸杆。
根据本发明的再一种结构是上述的主结构，其中杆是竖直地拉伸预成型件的拉伸杆，柱形杆状轴沿轴向方向插入吹塑喷嘴中，柱状杆导向件同轴地连接至轴的下边缘，拉伸杆插入至连接的轴和杆导向件中，拉伸杆以圆周接触的方式滑动地插入到杆导向件中，轴、杆导向件以及拉伸杆形成密封体，吹塑喷嘴的内圆周表面和密封体的外圆周表面圆柱地形成用于液体的供给路径，当阀机构处于闭合状态时，杆导向件插入到位于吹塑喷嘴的密封阶梯正下方的直径减小部分中，而当阀机构处于打开状态时，杆导向件从直径减小部分向上移除。
根据具有上面结构的装置，首先，通过以圆周接触的方式将拉伸杆滑动插入杆导向件(该杆导向件连接至轴的下边缘)，阻止拉伸杆摇动(即，抑制由于需要设置在使用金属材料的轴之间的间隙导致的晃动)，并且阻止拉伸杆的磨损性和滑脱性等方面是可能的。因此可用拉伸杆平滑地竖直地拉伸预成型件。杆导向件也可形成为短柱形，从而减小与拉伸杆的圆周接触区域并且减小拉伸杆的滑动阻力以实现平滑滑动。
此外，当在阀机构处于闭合状态中的情况下执行竖直地拉伸时，杆导向件可插入到位于密封阶梯正下方的直径减小部分中，即，杆导向件可由吹塑喷嘴的直径减小部分的周向壁支撑，使得经由杆导向件，能充分实现支撑具有直径减少部分的拉伸杆的位置的功能。该功能与上述的抑制拉伸杆晃动的效果相结合。因此可用拉伸杆竖直地拉伸预成型件而没有晃动，或者一致地且不失调地拉伸。
在用加压液体将预成型件拉伸成展开形状的步骤中，通过使阀机构处于打开状态，杆导向件从位于密封阶梯正下方的直径减小部分被移除，使得通入预成型件的液体的流动通道可通过吹塑喷嘴的内圆周表面和通过拉伸杆的外圆周表面形成。该圆柱形流动通道不具有切除部分并且具有足够的流动通道区域，并且与上述由于杆导向件的均匀竖直拉伸性结合，允许稳固的、高生产率的容器形成。
如果最终填充入产品的液体(例如饮料、化妆品、药品等)最终用作填充所制造的产品的加压液体，然后同时用作模塑，则填充有内容流体的容器中的顶部空间需要控制到高精度以达到预定量。顶部空间由残留在供给路径内的液体决定，该液体以与吹塑的最后步骤中从嘴管部移除的拉伸杆的部分相对应的量流入容器中。在上述结构中，用于暂停输送液体的阀机构设置在吹塑喷嘴中。因此，阀机构可设置在预成型件的嘴管部正上方，并且能够以高精确度减小和测量残留在从阀机构正下方到预成型件嘴管部的上边缘的供给路径部分内的液体的量，从而允许以高精确度控制顶部空间。
根据本发明的另一种结构是上述的主要结构，其中杆导向件由聚醚醚酮(PEEK)树脂制成。
杆导向件实现抑制拉伸杆晃动的功能，并且由于使用金属的拉伸杆以圆周接触且高速反复滑动的状态插入，因此杆导向件是具有阻热、耐用、耐磨以及防滑的构件。在工程塑料和超级工程塑料之中，可使根据用途结合考虑食品卫生等选择合适的塑料。这些之中，聚醚醚酮树脂是一种超级工程塑料，其可充分地实现这些性能并且是用于杆导向件的合适材料。用于杆导向件的其他合适材料的实例包括工程塑料聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂等，以及超级工程塑料聚砜(PSF)树脂、聚酰亚胺(PI)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂等。
根据本发明的又一种结构是上述的主要结构，进一步包括具有比轴更大直径的短柱形密封管，该密封管共轴地安置在轴的下边缘上，其中密封管的外周边缘抵靠密封阶梯，并且杆导向件连接至密封管的下边缘并且具有比密封管更小的直径。
根据上面的结构，通过将具有比轴更大直径的短柱形密封管共轴地安装至轴的下边缘，轴的下边缘的直径可调节至更大，增加了设计具有密封体的阀机构的结构的自由度。因此可充分地实现密封功能。通过增加轴的下边缘的直径，杆导向件的直径可相应增加，并且直径减小部分的直径也可增加。因此可大幅增加根据使用目的的用于设计用于液体的流动通道的自由度。
根据本发明的再一种结构是上述的主要结构，还包括将在吹塑喷嘴的下边缘处插入预成型件的嘴管部中的插入管，其中在直径上朝向尖端减小的圆周阶梯设置在插入管的外围壁上，并且通过圆周阶梯抵靠嘴管部的上边缘(它们之间具有密封构件)，吹塑喷嘴与嘴管部紧密连通。
上面的结构涉及用于吹塑喷嘴与嘴管部紧密连通的密封方法。该结构允许以简单的结构稳定地保持密封性能，实现高速插入预成型件中以及从预成型件中高速移除，并且进一步允许包括更换密封构件的容易维护。当然，上面的涉及密封方法的结构仅是一个实例，并且考虑到密封性能、生产效率等可采用适合的密封方法。
(本发明的有利效果)
根据本发明的吹塑装置具有上述的结构，并且根据本发明的具有主要结构的装置，在用于吹塑的所有步骤(从将预成型件放置到模具中的步骤到从模具中移除模塑成的容器的步骤)中，除了在通过供给路径将加压液体供给到预成型件中以形成容器的步骤期间以外，用作加压液体的液体都可在供给路径和加压液体供给部之间连续地或者依需要循环，并且被调节至预定的温度。因此，供给到预成型件中以便形成容器的液体的温度可控制为高精确度，容器能够在恒定的温度条件下稳定地成形，并且在不会削弱生产率的情况下可有效地解决上述问题，所述问题包括容器的性能(例如强度或者耐热性)变化；不能获得足够的成形性等。
附图说明
图1示意性示出了本发明实施方式1的吹塑装置的整体结构的实例；
图2是示出了图1中装置的主要部分的下半部的放大截面图；
图3是示出了在通过图1中的装置的模塑步骤中，使用加压液体通过将预成型件拉伸成伸展形状而形成容器的状态的截面图；
图4示出了在通过图1中的装置的模塑步骤中，杆已经从图3中的状态移除的状态的截面图；
图5示出了本发明实施方式2中的吹塑装置的整体结构的实例；
图6示出了图5中的装置的主要部分的下半部的放大截面图；
图7示出了在通过图5中的装置的模塑步骤中，预成型件已从图6中的状态使用拉伸杆被竖直地拉伸的状态的截面图；
图8示出了在通过图5中的装置的模塑步骤中，在从图7的状态使用加压液体将预成型件拉伸成伸展形状的步骤中紧接着完成容器的成形前的状态的截面图；
图9示出了在通过图5中的装置的模塑步骤中，完成容器的成形且拉伸杆已经从图8中的状态撤回至预定的高度的状态，；
图10示出了在通过图5中的装置的模塑步骤中，拉伸杆已经从图9状态中从容器中移除的状态的截面图；
图11示出了模塑步骤的另一实例的截面图；
图12示出了使用吹气的传统吹塑装置的实例的主要部分的截面图；以及
图13(a)示意性示出了使用加压液体的吹塑装置的传统实例，以及图13(b)是杆导向件沿图13(a)中的C-C线的俯视截面图。
具体实施方式
参照附图，现在结合实例说明本发明的实施方式1。图1至图4示出了根据本发明的吹塑装置以及用于使用该装置进行吹塑的方法的实例。首先，参照图1和图2描述装置的整体结构。图1示意性示出了本发明的吹塑装置的整体结构的实例，以及图2是示出了通过图1的竖直截面图示出的装置的主要部分的下半部的放大截面图。参考图2描述主要部分中的详细部件。
图1示出了预成型件31插入模具1中并且吹塑喷嘴4的尖端插入预成型件31的嘴管部32中的状态。使用的预成型件31的整体形状是有底的圆柱形试管，具有竖直设置在上边缘处的嘴管部32。颈环33设置在嘴管部32的下边缘处，并且预成型件31以嘴管部32突伸到外部的方式(在图1和图2中向上)插入到模具1中。
该装置的主要部分包括模具1、间隔件11以及吹塑喷嘴4。加压装置21、加压液体供给部22和液体循环部23设置为附属装备。如图2所示，间隔件11设置在模具1上方以便包围预成型件31的嘴管部32的外围表面，所述嘴管部在模具1上方突伸出，在嘴管部32和间隔件11之间留下空间S。根据需要，入口孔13设置在间隔件11中以输送加压的气体至空间S。圆周地设置在间隔件11的下边缘处的支撑凸缘12从上方紧密抵靠预成型件31的颈环33并且将预成型件31保持在插入位置中。
吹塑喷嘴4整体是圆柱形的并且由通过密封构件7b紧密连接的插入管5和供给管6形成。插入管5中具有柱形腔，并且如图2所示，直径朝向尖端减小的圆周阶梯5a设置在外围壁上。圆柱形尖端插入到预成型件31的嘴管部32中，并且通过使圆周阶梯5a抵靠嘴管部32的上边缘表面(它们之间具有密封构件(O形环)7a)，吹塑喷嘴4和嘴管部32以连通状态紧密连接。
供给管6是其中整体具有柱形腔的构件，并且如图1所示，用于液体L的引入通道6a设置在上边缘处，贯通穿过外围壁。用于液体L的排放通道6b设置在下边缘附近，同样贯通穿过外围壁。进一步地，在该排放通道6b下面，密封阶梯6s圆周地设置在供给管6的下边缘处的圆周内表面上。密封阶梯6s是倾斜的以便向下减小直径。在密封阶梯6s下面，入口孔6c设置成用于供给管6的内部与外部之间的连通。
通过沿轴向方向(图1中的竖直方向)插入到如上述由插入管5和供给管6形成的吹塑喷嘴4中而提供了细长杆状密封体(密封销)9。通过将细长柱形杆8以不透液方式滑动插入到细长柱形杆状轴9a中而形成密封体9。短柱形密封管9t通过同轴装配在轴9a的尖端上而组装在柱形杆状轴9a上。密封管9t的下边缘表面的外围边缘被斜切以形成锥形边缘9ta。
吹塑喷嘴4和密封体9在吹塑喷嘴4内沿着吹塑喷嘴4的轴向方向形成柱形供给路径Fs，与预成型件31的内部连通。通过降低密封体9，密封管9t的锥形边缘9ta抵靠密封阶梯6s，所述密封阶梯圆周地设置在供给管6的下边缘处的内部圆周表面上，如图1和图2所示，允许将供给路径Fs进入预成型件内的连通处于闭合状态。此外，如图3所示，通过提升密封体9，连通可处于打开状态。因此，该锥形边缘9ta在密封阶梯6s上的抵靠和抵靠的解除形成了阀机构Vm。上述的引入通道6a安置在供给路径Fs的上游端处，而排放通道6b安置在供给路径Fs的下游端处，位于密封阶梯6s的正上游。
如下文所述的，杆8用于实现将容器中的顶部空间控制为预定量的功能，在所述容器中用作用于吹塑的加压流体的液体L在容器的形成过程中作为产品注入容器内。杆8也可用作用于竖直地拉伸预成型件31的拉伸杆。
接下来，加压装置21、加压液体供给部22以及液体循环部23作为附属装备而设置。加压装置21对传统吹塑来说是必需的并且是大型部件，例如压力泵、压缩机等。通过管道P1从加压装置21输送的加压流体Fp成为加压液体供给部22的动力源，该加压液体供给部形如活塞泵并且输送该加压液体L。当然，除了所示的泵形(例如活塞)外，例如，加压液体供给部22可以是具有拥有两个腔室的活塞的缸体。
当从管道R1新补充液体L时液体循环部23将液体L调节至预定温度，并且通过管道R2输送液体L至加压液体供给部22。液体循环部23还具有在将液体L调节至预定温度时使得液体L在加压液体供给部22与吹塑喷嘴4中的供给路径Fs之间循环的功能。换言之，液体L可依需要沿着循环线路CR循环，所述循环线路的次序为供给路径Fs、排放通道6b、管道R3、液体循环部23、管道R2、加压液体供给部22、管道P2、引入通道6a以及供给路径Fs。
用于在整个吹塑过程中依需要打开和关闭流动路径的多个阀门设置在循环线路CR中。图1中示出了四个电磁阀V1、V2、V3和V4。
接下来，参照图1至图4描述使用上述吹塑装置来制造合成树脂容器的方法，也就是用于吹塑的方法。为完成吹塑，按列出的次序执行步骤(1)到(6)。
(1)首先，预成型件31(除了其嘴管部32之外)被加热到用于吹塑的合适温度并且被插入并夹紧在模具1中以进行吹塑，同时嘴管部32向上突伸出。
(2)接下来，牢固组装的间隔件11和吹塑喷嘴3从嘴管部32上方降低，并且插入管5的尖端插入到嘴管部32中以达到图1和图2所示的状态。密封管9t的锥形边缘9ta(该锥形边缘形成密封体9的尖端)抵靠供给管6的密封阶梯6s以使阀机构Vm处于闭合状态，并且然后杆8降低使得其尖端的预定长度插入预成型件31中。阀门V1、V2和V3均处于打开状态，并且当液体L的温度通过液体循环部23调节的同时，液体L沿着上述的循环线路CR循环。
(3)接下来，从图1中的状态，如图3所示的，密封管9t连同形成密封体9的柱形杆状轴9a一起被提升以使阀机构Vm处于打开状态，阀门V1、V2和V3处于闭合状态，并且暂停液体L沿着循环线路CR的循环。加压液体供给部22的增压功能开始操作，并且加压液体L通过供给路径Fs经由嘴管部32供给到预成型件31中。预成型件31被拉伸成伸展形状，并且沿模具1的腔体2形成容器41。在该步骤中，当嘴管部32由于液体L的压力而在直径方面伸展时，通过从设置在间隔件11中的入口孔13经由管道P3将加压气体引入到间隔件11中并且对围绕嘴管部32的外围表面的空间S进行压缩可有效抑制这种在直径上的伸展。
(4)接下来，如上所述的，在容器41形成后，柱形杆状轴9a如图4所示的降低以使阀机构Vm处于闭合状态，阀门V1、V2和V3处于打开状态，并且液体L再一次沿循环线路CR循环。
(5)与步骤(4)同时，或者略微在步骤(4)之后，杆8的尖端从容器41移除，如图4所示。随同移除杆8的尖端一起，残留在阀机构Vm下面的供给路径Fs中的所有液体L流入容器41。然后容器41中的液面Ls降低，允许调节至预先设定的预设顶部空间Hs，如图4所示。此外，在移除杆8的尖端的时候，当容器41进入减压状态时，通过体积的减小引起容器41的变形，然后可通过使用阀门V4来释放容器41中的减压状态，使设置在吹塑喷嘴4的供给管6中的入口孔6c处于开放状态，从而有效防止容器41的这种变形。
(6)虽然图中省略了，但吹塑喷嘴4和容器41的嘴管部31随后被移除、模具1打开、填充有液体L的容器41被取出，并且嘴管部31用盖子密封以生产最终的产品。
在上述的吹塑装置中，或者在使用该装置进行模塑的方法中，已经描述了使用加压液体L通过将预成型件31拉伸成伸展形状而形成和模塑容器41的实例。然而，可替换地，杆8可用作拉伸杆以竖直地拉伸预成型件31，并且可通过使用该杆8竖直地拉伸并使用加压液体L拉伸成伸展形状而执行所谓的双轴拉伸吹塑。
接下来，参照附图，利用实例描述本发明的实施方式2。
图5至图11用于描述根据本发明的实施方式2的吹塑装置以及用于使用该装置生产合成树脂容器的方法。主要使用图5和图6在下面描述根据本发明实施方式2的吹塑装置的整体结构的实例，并且使用图5和图10描述使用该装置来生产合成树脂容器的方法的实例，也就是，使用液体作为承压媒介用于吹塑的方法中的步骤的实例。注意的是，在图5至图11中使用相同的参考标记来标示与先前描述过的部件相对应的部件，并且省略重复的描述。
如图5和图6示出的，在本发明的实施方式中，插入管5的上部形成为锥形缸体，并且下部形成为圆柱形。具有比其正上方的部分更小直径的直径减小部分6d设置在供给管6的密封阶梯6s的正下方。此外，杆8形成为拉伸杆8。
在本发明实施方式中，通过将细长柱形拉伸杆8插入柱状杆导向件9g和细长柱形杆状金属轴9a中而形成密封体9，短柱状密封管9t通过同轴地装配在下边缘上而组装在柱形杆状轴9a上。杆导向件9g同轴地连接在密封管9t的下边缘上。柱形杆状轴9a的下边缘具有通过同轴地装配而组装在其上的短柱状密封管9t。
从耐磨、防滑性等观点来看，拉伸杆8以它们之间具有微小间隙的方式插入到柱形杆状轴9a中。另一方面，杆导向件9g构造成使得拉伸杆8以圆周接触状态滑动地插入。拉伸杆8在供给管6的上边缘处以圆周接触状态滑动地插入顶部杆导向件6tg中(可见图5)。
杆导向件9g布置为允许能滑动地插入到直径减小部分6d中以及从该直径减小部分6d中移除。
此处，杆导向件9g是这样的构件，拉伸杆8以圆周接触的状态插入到所述杆导向件中并且高速地反复滑动，并且对于杆导向件来说，在与直径减小部分6d圆周接触的状态下高速重复滑动插入或移除操作。在本发明的实例中，从耐热性、耐用性、耐磨性以及防滑性的观点，杆导向件9g用聚醚醚酮(PEEK)树脂制造。当然，考虑到使用条件等，可用其它工程塑料或者超级工程塑料中选择合适的合成树脂。注意的是，通过将具有密封管9t的杆导向件9g注塑成型为插入材料，密封管9t与杆导向件9g能够以底切形状牢固的接合。
在阀机构Vm的闭合状态中，杆导向件9g插入到位于喷嘴导向件4的密封阶梯6s正下方的直径减小部分6d中，然而在阀机构Vm的开放状态中，杆导向件9g从直径减小部分6d向上移除，因此打开液体L的流动通道。
如上所述，拉伸杆8和柱形杆状轴9a均是使用金属的部件。为防止这些部件磨损，以及为了使得这些部件平滑的相对运动，拉伸杆8插入到包括密封管9t的柱形杆状轴9a中，从而允许少量的间隙。在竖直拉伸步骤中，存在拉伸杆8晃动的风险。
相对于该点，在本实施方式的结构中，拉伸杆8以圆周接触状态滑动地插入杆导向件9g中。如图8示出的，甚至当阀机构Vm处于开放状态并且杆导向件9g从直径减小部分6d向上移除以使得直径减小部分6d不再支撑杆导向件9g时，由于拉伸杆8与包括密封管9t的柱形杆状轴9a之间的间隙，也仍然至少能够抑制拉伸杆8的晃动。
此外，当在阀机构Vm处于闭合状态的情况下执行竖直拉伸时，杆导向件9g可插入位于密封阶梯6s正下方的直径减少部分6d中，也就是，杆导向件9g可由吹塑喷嘴4中的直径减小部分6d的外围壁支撑。经由杆导向件9g，有效实现了用直径减小部分6d支撑拉伸杆8的位置的功能，并且该功能与上述的杆导向件9g抑制拉伸杆8晃动的效果相结合。预成型件因此通过拉伸杆8被竖直地拉伸，无晃动或者没有失调地均匀拉伸。
接下来，参考图5至图10，描述使用实施方式2的上述吹塑装置来吹塑合成树脂容器的步骤的实例。在图5至图10中，图6、图7和图8示出了该装置的主部的下半部分的放大截面图。为完成吹塑，按列出的次序执行步骤(1)到(7)。
(1)首先，预成型件31(除了其嘴管部32之外)被加热到用于吹塑的合适温度并且该预成型件被插入并夹紧在模具1中以进行吹塑，嘴管部32向上突伸出。
(2)接下来，牢固组装的间隔件11与吹塑喷嘴4从嘴管部32上方降低，并且插入管5的尖端插入到嘴管部32中以达到图5和图6示出的状态。
密封管9t的锥形边缘9ta(该锥形边缘形成密封体9的下边缘)抵靠供给管6的密封阶梯6s，并且阀机构Vm处于闭合状态。此外，拉伸杆8插入到预成型件31中。在该状态，杆导向件9g插入到喷嘴导向件4的密封阶梯6s正下方的直径减小部分6d中。阀门V1、V2和V3均处于开放状态，并且当液体L的温度通过液体循环部23调节的同时，液体L沿着上述的循环线路CR循环。
(3)接下来，从图6中的状态，预成型件31通过拉伸杆8竖直地拉伸，并且预成型件31的底壁的中心区域夹在拉伸杆8的下边缘和模具1的底壁1b之间，如图7示出的。在该竖直地拉伸步骤过程中，拉伸杆8的位置通过定位在顶部的顶部杆导向件6tg以及通过由直径减小部分6d支撑的杆导向件9g被更加可靠的支撑。因此预成型件31可在没有拉伸杆8晃动或变得偏离方向的状态下均匀竖直地拉伸。
在本实施方式中，预成型件31的底壁35由拉伸杆8竖直地拉伸直到抵靠至模具底壁1b。然而，考虑到诸如吹塑的生产率以及模塑好的容器的厚度分布等因素，可采用将预成型件31竖直地拉伸至中间高度的结构。
(4)接下来，从图7的状态中，通过提升形成密封体9的柱形杆状轴9a，使阀机构Vm处于开放状态(如图8示出的)，杆导向件9g从直径减小部分6d移除以使得通过吹塑喷嘴4中的供给管6和插入管5的内圆周表面以及通过拉伸杆8的外圆周表面形成进入预成型件31中的液体L的流动路径。该流动路径形成为具有足够流动区域的圆柱形、光滑的流动路径。然后阀门V3处于关闭状态，与阀门V1一样，并且来自加压液体供给部的加压液体L经由吹塑喷嘴4中的供给路径Fs从嘴管部32供给到预成型件31。因此容器41沿模具1的腔体2拉伸成展开的形状以便形成容器41。
在图8的状态中，容器41处于即刻完成成形之前的状态，如通过与腔体2的靠近肩部43与底部45的表面的间隙示出的。在该种状态中，瓶体外围壁轻触腔体2的表面。
如上所述，在本实施方式的装置中，液体L进入预成型件31中的供给路径可形成为具有足够的流动路径区域的圆柱形、光滑的流动路径，并且与常规装置相比，预成型件内部由于加压液体L所导致的压力上升时间可缩短，使得生产率可提高。如上述的使用图5中的吹塑装置的吹塑步骤，具有液体L的预成型件31的压力上升时间是334.23毫秒。因此证实，与如图13示出的将杆导向件104g(在所述杆导向件中通过切除而形成流动路径Fc)布置在预成型件31的嘴管部32内部的情况下的433.17毫秒的时间相比较，压力上升时间可大幅减小。由于该流动路径为圆柱形的和光滑的，且具有无切除截面，该流动路径同样解决涉及产生气泡的问题。
(5)接下来，加压液体L充分注入，并且在容器41完成成形(图8中的状态)前的预定时间，拉伸杆8被抽出以使其尖端处于容器41内部的预定高度位置Htp处，如图9示出的。
随着拉伸杆8被抽出，容器41被填充以与拉伸杆8的提升相对应量的加压液体L。因此，在防止由于拉伸杆8的抽出而导致的容器41的体积减小变形的同时，沿模具1的腔体2完成了容器41的成形，如图9示出的，并且此外通过加压液体L将容器41的外围壁抵靠腔体2的表面压紧，允许保持压力以及用于冷却。
(6)接下来，在抽出拉伸杆8之后的预定时间，柱形杆状轴9a从图9中的状态降低，供给路径Fs通过阀机构Vm处于闭合状态，并且拉伸杆8从容器41移除，如图10示出的。在该点处，阀门V3处于开放状态，并且液体L再一次沿着循环线路CR循环。另外，随着拉伸杆8的移除，残留在阀机构Vm下面的供给路径Fs中的全部液体L流入容器41中。然后容器41中的液面Ls降低，允许调节至预先设定的预定底部空间Hs，如图10示出的。
在本实施方式中，用于暂停液体L的输送的阀机构Vm设置在吹塑喷嘴4的下边缘的附近。因此，可将残留在从设置有阀机构Vm＝的位置处到预成型件的嘴管部上边缘的供给路径Fs部分中的液体L的量减小和测量至高精度，因此允许将顶部空间Hs控制为高精度。相反，通过如图13示出的传统装置，液体L的输送通过设置在吹塑喷嘴104外侧的阀门V101暂停，使得难以将顶部空间控制为高精度。
(7)虽然从附图中省略，但吹塑喷嘴4与容器41的嘴管部32随后被移除，模具1打开，填充有液体L的容器41被取出，并且嘴管部32用盖子密封以生产最后的产品。
已利用实例描述了根据本发明的吹塑装置的实施方式，然而本发明当然不限于以上实例。在上述的实例中，在锥形边缘9ta的密封阶梯6s上的抵靠和解除抵靠构成了阀机构Vm，然而考虑到密封性能、与打开与闭合相关的可操作性等，例如可采用多种阀机构。
在实施方式1的实例中，杆8用来调节用于填充容器41的液体L的顶部空间Hs，然而根据使用目的，可采用没有杆8的结构。
在用于实施方式2的步骤的实例中，用于从容器内竖直地拉伸至预定高度位置后的位置抽出拉伸杆8的下边缘的时间恰在容器41完成成形之前，如图8示出的。然而该时间没有特别的限制，并且可以是不同的时间，例如通过利用加压液体L拉伸成伸展形状的容器的形成过程中，与成形完成的时间相同，或者在成形完成后的预定时间，并且可结合考虑可吹塑性(包括生产能力)而适当地决定；是否存在体积减小形变；在模塑好的容器中是否存在残余应变；外围壁的均匀性；以及其他这样的因素。
在用于实施方式2的步骤的实例中，首先执行通过拉伸杆8的竖直拉伸，并且然后在阀机构Vm处于打开状态下的情况下加压液体L供给到预成型件31中。然而，如图11示出的，可与通过拉伸杆8的竖直拉伸一起地执行加压液体L到预成型件中的输送。图11中的状态是如下状态：阀门V3与V1从图6中的状态处于闭合状态中，柱形杆状轴9a被提升以使阀机构Vm处于打开状态，并且与加压液体L供给到预成型件31中同时地执行通过拉伸杆8的竖直拉伸，使得竖直拉伸完成。
在图11示出的步骤中，随着杆导向件9g从直径减小部分6d向上移除而执行竖直拉伸，然而如上所述，即使不存在通过直径减小部分6d对于杆导向件9g的支撑的情况下，可至少通过杆导向件9g的作用抑制拉伸杆8的晃动。
工业适用性
如上所述，根据本发明，使用加压液体的吹塑装置将输送到预成型件中的液体的温度控制到高精确度，且没有减小生产率。从改进模塑好的容器的质量以及提高生产率的前景来看，因此预期该吹塑装置广泛应用于使用加压液体的吹塑领域中。
参考符号列表
1：模具
1b：底壁
2：腔体
4：吹塑喷嘴
5：插入管
5a：圆周阶梯
6：供给管
6a：引入通道
6b：排放通道
6c：入口孔
6s：密封阶梯
6d：直径减小部分
6tg：顶部杆导向件
7a、7b：密封构件
8：杆
9：密封体
9a：柱形杆状轴
9t：密封管
9ta：锥形边缘
9g：杆导向件
11：间隔件
12：支撑凸缘
13：入口孔
21：加压装置
22：加压液体供给部
23：液体循环部
CR：循环线路
Fc：流动路径
Fs：供给路径
Hs：顶部空间
L：液体
Ls：液面
P1、P2、P3：管道
R1、R2：管道
S：空间
V1、V2、V3、V4：阀门
Vm：阀机构
31：预成型件
32：嘴管部
33：颈环
35：底壁
41：容器
43：肩部
44：体
45：底部
101：模具
103：颈部支撑凸缘
104：吹塑喷嘴
104g：杆导向件
108：杆
110：导向管
111：插入孔
R101、R102、R103：管道
V101:阀门

Claims (15)

1.一种吹塑装置，包括：
模具(1)，所述模具用于吹塑；
吹塑喷嘴(4)，当有底的圆柱形的预成型件(31)插入到所述模具(1)中时，所述吹塑喷嘴紧紧地插入到所述预成型件(31)的嘴管部(32)中；
加压液体供给部(22)，所述吹塑装置通过所述吹塑喷嘴(4)将来自所述加压液体供给部(22)的加压液体(L)输送到所述预成型件(31)中，以沿所述模具(1)的腔体将容器(41)成形为展开形状；以及
阀机构(Vm)，所述阀机构位于用于所述吹塑喷嘴(4)中的所述加压液体(L)的供给路径(Fs)的下游端，所述阀机构构造成打开与闭合所述供给路径(Fs)，以使得当所述阀机构(Vm)处于闭合状态时，所述加压液体(L)在所述供给路径(Fs)与所述加压液体供给部(22)之间循环，并且当所述阀机构(Vm)处于打开状态时，所述加压液体(L)通过所述供给路径(Fs)供给到所述预成型件(31)中。
2.根据权利要求1所述的吹塑装置，进一步包括液体循环部(23)，所述液体循环部构造成将所述加压液体(L)调节至预定温度并且将所述加压液体(L)输送至所述加压液体供给部(22)，其中所述供给路径(Fs)以能打开和能闭合的方式通过引入通道(6a)与所述加压液体供给部(22)连通，所述引入通道设置在所述吹塑喷嘴(4)中且位于所述供给路径(Fs)的上游端处，并且所述供给路径以能打开和能闭合的方式通过排放通道(6b)与所述液体循环部(23)连通，所述排放通道设置在所述阀机构(Vm)上游侧上的位置处的下游端处，并且所述加压液体(L)通过所述液体循环部(23)在所述供给路径(Fs)与所述加压液体供给部(22)之间循环。
3.根据权利要求2所述的吹塑装置，进一步包括杆状密封体(9)，所述杆状密封体插入到所述吹塑喷嘴(4)中以便在所述吹塑喷嘴(4)的轴向方向能移位，其中，通过将所述杆状密封体(9)的尖端抵靠在所述吹塑喷嘴(4)的内圆周表面上的密封阶梯(6s)上而使得所述供给路径(Fs)处于闭合状态中，并且通过所述杆状密封体(9)的尖端在所述密封阶梯(6s)上的抵靠和解除抵靠而构造所述阀机构(Vm)。
4.根据权利要求3所述的吹塑装置，其中，所述杆状密封体(9)由柱形杆状轴(9a)以及以不透液体方式滑动插入到所述柱形杆状轴(9a)中的杆(8)形成。
5.根据权利要求4所述的吹塑装置，其中，所述杆(8)是竖直地拉伸所述预成型件(31)的拉伸杆，所述柱形杆状轴(9a)在轴向方向插入所述吹塑喷嘴(4)中，柱形杆导向件(9g)共轴地连接至所述柱形杆状轴(9a)的下边缘，所述拉伸杆插入到所述柱形杆状轴(9a)和所述杆导向件(9g)中，所述拉伸杆以圆周接触的方式滑动地插入到所述杆导向件(9g)中，并且所述柱形杆状轴(9a)、所述杆导向件(9g)以及所述拉伸杆形成所述杆状密封体(9)，所述吹塑喷嘴(4)的内圆周表面与所述杆状密封体(9)的外圆周表面圆柱地形成用于所述加压液体(L)的所述供给路径(Fs)，当所述阀机构(Vm)在闭合状态中时，所述杆导向件(9g)插入到位于所述吹塑喷嘴(4)的密封阶梯(6s)的正下方的直径减小部分(6d)中，并且当所述阀机构(Vm)在开放状态中时，所述杆导向件(9g)从所述直径减小部分(6d)向上移除。
6.根据权利要求5所述的吹塑装置，其中，所述杆导向件(9g)由聚醚醚酮树脂制成。
7.根据权利要求5所述的吹塑装置，进一步包括短柱形密封管(9t)，所述短柱形密封管具有比所述柱形杆状轴(9a)更大的直径，所述短柱形密封管共轴地适配在所述柱形杆状轴(9a)的下边缘处，其中，所述短柱形密封管(9t)的外围边缘抵靠所述密封阶梯(6s)，并且所述杆导向件(9g)连接至所述短柱形密封管(9t)的下边缘，并且所述杆导向件具有比所述短柱形密封管(9t)更小的直径。
8.根据权利要求1所述的吹塑装置，进一步包括杆状密封体(9)，所述杆状密封体插入到所述吹塑喷嘴(4)中以便在所述吹塑喷嘴(4)的轴向方向能移位，其中，通过将所述杆状密封体(9)的尖端抵靠在所述吹塑喷嘴(4)的内圆周表面上的密封阶梯(6s)上而使得所述供给路径(Fs)处于闭合状态中，并且通过所述杆状密封体(9)的尖端在所述密封阶梯(6s)上的抵靠和解除抵靠而构造所述阀机构(Vm)。
9.根据权利要求8所述的吹塑装置，其中，所述杆状密封体(9)由柱形杆状轴(9a)以及以不透液体方式滑动插入到所述柱形杆状轴(9a)中的杆(8)形成。
10.根据权利要求9所述的吹塑装置，其中，所述杆(8)是竖直地拉伸所述预成型件(31)的拉伸杆，所述柱形杆状轴(9a)在轴向方向插入所述吹塑喷嘴(4)中，柱形杆导向件(9g)共轴地连接至所述柱形杆状轴(9a)的下边缘，所述拉伸杆插入到所述柱形杆状轴(9a)和所述杆导向件(9g)中，所述拉伸杆以圆周接触的方式滑动地插入到所述杆导向件(9g)中，并且所述柱形杆状轴(9a)、所述杆导向件(9g)以及所述拉伸杆形成所述杆状密封体(9)，所述吹塑喷嘴(4)的内圆周表面与所述杆状密封体(9)的外圆周表面圆柱地形成用于所述加压液体(L)的所述供给路径(Fs)，当所述阀机构(Vm)在闭合状态中时，所述杆导向件(9g)插入到位于所述吹塑喷嘴(4)的密封阶梯(6s)的正下方的直径减小部分(6d)中，并且当所述阀机构(Vm)在开放状态中时，所述杆导向件(9g)从所述直径减小部分(6d)向上移除。
11.根据权利要求10所述的吹塑装置，其中，所述杆导向件(9g)由聚醚醚酮树脂制成。
12.根据权利要求10所述的吹塑装置，进一步包括短柱形密封管(9t)，所述短柱形密封管具有比所述柱形杆状轴(9a)更大的直径，所述短柱形密封管共轴地适配在所述柱形杆状轴(9a)的下边缘处，其中，所述短柱形密封管(9t)的外围边缘抵靠所述密封阶梯(6s)，并且所述杆导向件(9g)连接至所述短柱形密封管(9t)的下边缘，并且所述杆导向件具有比所述短柱形密封管(9t)更小的直径。
13.根据权利要求7所述的吹塑装置，其中，所述杆导向件(9g)由聚醚醚酮树脂制成。
14.根据权利要求12所述的吹塑装置，其中，所述杆导向件(9g)由聚醚醚酮树脂制成。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的吹塑装置，进一步包括插入管(5)，所述插入管在所述吹塑喷嘴(4)的下边缘处插入到所述预成型件(31)的所述嘴管部(32)中，其中，在直径方面向下减小的圆周阶梯(5a)设置在所述插入管(5)的外围壁上，并且通过所述圆周阶梯(5a)在所述嘴管部(32)的上边缘表面上的抵靠，所述吹塑喷嘴(4)与所述嘴管部(32)紧密连通，其中在所述圆周阶梯与所述上边缘表面之间具有密封构件(7a)。
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