CN105383046A - 用于加热塑料型坯的设备和加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于加热塑料型坯(10)的设备(1)和加热装置(4)，用于加热塑料型坯的设备具有：输送装置(2)，输送装置沿着预定的输送路径(P)输送所述塑料型坯(10)；以及至少一个加热装置(4)，其中，所述加热装置(4)具有至少一个第一辐射源(42)以及至少一个反射器装置(44)，所述第一辐射源发射热辐射，所述反射器装置在所述塑料型坯(10)的方向上反射由所述辐射源(42)发射的至少一部分热辐射。根据本发明，反射器装置(44)可以附接至辐射源(42)并且具有支架(442)以及反射元件(444)，反射元件在至少一个区域上支承抵靠于支架(442)并适于反射辐射。

Description

用于加热塑料型坯的设备和加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于加热塑料容器的设备，尤其涉及一种加热塑料型坯的设备。现有技术已知的是，特别由PET制成的所谓的塑料型坯首先在窑炉内加热，然后在吹塑工艺(尤其是拉伸吹塑工艺)的情况下被变形或膨胀成具有期望的最终形式的塑料容器。红外辐射器通常用作加热部件。

背景技术

为了提高由所使用的辐射进行加热的效率，现有技术已知的是使用反射器。为此，这些反射器设置成使得这些反射器反射不在待加热的塑料型坯的方向上朝向塑料型坯传播的辐射。通过使用反射器，不仅能够增大加热设备的总体效率，而且能够相对于所需要的温度调节以针对性的方式更精确地区分塑料型坯的单独的区域。

为了后续成功并有效地进行拉伸吹塑工艺，在加热设备中以针对性的方式将增大的辐射应用于塑料型坯的单独区域中是非常重要的，但是将衰减的辐射仅应用于其他区域中。因此，例如，塑料型坯通常具有在顶部打开的嘴部区域，该嘴部区域通常形成为外螺纹，并且在塑料型坯的生产过程中已经需要制成的容器的嘴部区域的形状。因此，精确地，在吹塑过程中，这个区域不应膨胀并因此而变形。为此，需要在加热系统中应用辐射时省略塑料型坯的嘴部区域。

现有技术中反射器是众所周知的，其中，由加热部件发射的辐射可通过反射器的反射表面的特定曲率聚焦。从DE102010049136A1中已知用于加热型坯的加热系统，其中，提供了背反射器(backreflector)，该背反射器具有露出的区域或凹部，以便能够设置为尽可能接近IR辐射器。从EP2110225A1中已知一种用于加热用于生产容器的型坯的灯具装置，该装置具有弯曲成圆弧形状的反射器。此外，已知涂覆的辐射源。

从已知的专利申请中获知的一种加热系统具有反射器装置，该反射器装置具有：第一区段，其具有大体上抛物线形弯曲的构造；以及第二区段，其具有弯曲的构造，该构造的曲率与第一区段的曲率不同。

此外，已知透镜辐射器或抛物线形辐射器，该辐射器的具有圆形或椭圆形截面的玻璃管被改变成使得玻璃管的内壳表面的大部分设置有反射涂层。

现有技术不利地表明，由于大幅远离辐射源并且因此需要大的安装宽度，因此远离辐射源的单独安装的反射器需要大的安装空间。另一方面，涂覆辐射器始终具有圆形截面。因此，本发明的目的是设计一种用于塑料型坯的加热系统，通过该加热系统实现缩小的安装空间。

发明内容

根据本发明实现了这个目的。

根据本发明的用于加热塑料型坯的设备具有输送装置，该输送装置沿着预定的输送路径输送所述塑料型坯。此外，该设备具有至少一个加热装置，其中，所述加热装置具有至少一个第一辐射源，其发射热辐射，并且该加热装置具有至少一个反射器装置，其在塑料型坯的方向上反射由所述辐射源发射的至少部分的热辐射。

根据本发明，反射器装置可附接至辐射源和/或辐射源的至少一个辐射源座架，并且反射装置具有支架以及反射元件，反射元件在至少一个区域上支承抵靠于支架，并适于反射辐射。

优选地，反射器装置的反射元件相对于辐射源和/或塑料型坯或塑料型坯的输送路径设置，以使得由该反射元件反射的辐射分量直接到达塑料型坯。这里重要的是，由辐射源发射的至少一部分辐射直线地冲击在反射元件上。

在这种情况下，可附接至辐射源或辐射源座架的反射器装置要理解为表示反射器装置例如仅一次附接至辐射源或辐射源座架，然后，在这个辐射源或辐射源座架上保持固定。然而，可附接的反射器装置还可多次附接至相同或者不同的辐射源或辐射源座架，并且可再次拆除。这种情况下，可附接的反射器装置可以直接附接至辐射源，这尤其表示发射器装置支承抵靠于辐射源上的至少一个接触区域上，或紧固至该接触区域。

因此，本发明提出了一种用于加热塑料型坯的设备，其中，反射器装置可以附接至辐射源或附接至辐射源，而不像例如现有技术中所述的远离辐射源。

反射器装置优选地构造成使得反射器装置适于附接至标准的辐射源。标准的辐射源是通常在加热塑料型坯的情况下使用的辐射源。因此，具有这种标准的辐射源的设备可用根据本发明的反射器装置改装。

因此，根据本发明的反射器装置构成加热设备的元件，与根据现有技术的隔开的反射器装置相比，根据本发明的反射器装置与辐射源分开并且可设置为更接近辐射源。

优选地，反射元件和支架不由相同的材料制成，而是由不同的材料制成。在这种情况下，支架材料优选地具有高耐热性。

反射元件优选地具有非常好的反射性能。由于反射元件的横截面轮廓的设计，即，由于反射表面的设计，所以辐射可以特别地定向、集中或聚焦。反射元件优选地由支架的至少一个区域的涂层生成。因此，特别优选地，由具有金和/或陶瓷的涂层或处理表面(例如，抛光面)设置反射元件。

由于反射器装置可以直接附接至辐射源，所以反射元件位于辐射源附近。因此，实现了高水平的效率。对于与辐射源相距更大距离的反射元件，需要更大的反射表面以便能够覆盖与具有更小距离的反射元件相同的相对于反射辐射的立体角。一方面，这导致更低的材料成本，并且另一方面，与远离辐射源的相似横截面轮廓的反射器装置相比，使用根据本发明的反射器装置只需更小的安装空间。因此，与现有技术相比，具有相应合适的反射器装置的更多个辐射源可以优选地设置在加热箱内。

此外，在优选地可以使用条形轮廓的范围内，根据本发明的设备具有成本效益的目标。

此外，在所描述的反射器装置内能够无需单独的冷却系统，然而，例如在现有技术中，在铝反射器的情况下，需要空气和/或水冷却系统。

优选地，辐射源主要发射红外辐射。然而，还可以使用发射的辐射有利地包括在近红外范围(NIR)内的部分和/或在远红外范围(FIR)内的部分的辐射源。

通常在加热源中使用细长的、条形辐射源。由这个细长形状的辐射源确定的方向称为纵向方向。纵向方向优选地与塑料型坯的输送方向对应。

在优选的实施方式中，反射元件在垂直于辐射源的纵向方向的平面中具有预定的横截面，该预定的横截面偏离(deviatefrom，背离，不同于)圆环形部段形状的横截面。因此，由于反射元件的横截面轮廓具有合适的构造，所以在特定的区域内能够进行反射的辐射得特定的聚焦和/或能够减小反射的辐射的能量密度。在这种情况下，可以独立于辐射源的横截面形状选择反射元件的横截面轮廓并且尤其选择其反射表面所产生的曲率，与现有技术形成对比。因此，例如具有直线反射区段的反射器装置可以附接至具有圆形横截面的常规的条形辐射源。通过这种方式，由于反射元件定位成非常接近辐射源，所以不仅能够具有节省空间的构造，而且反射元件也能够具有各种不同的横截面轮廓或曲率。

在另一有利的实施方式中，反射元件的面向辐射源的表面构造成使得该表面至少部分地沿循抛物线形弯曲的构造。抛物线形弯曲的构造优选地位于垂直于塑料型坯的输送方向的平面内。在输送时，塑料型坯优选地是竖直的，即，塑料型坯的嘴部在顶部处。因此，可附接的反射器装置优选地构造成至少在部分区段内为抛物线形的反射器。

在另一有利的实施方式中，反射元件的面向辐射源的表面构造成使得该表面至少部分地沿循椭圆形弯曲的构造。椭圆形弯曲的构造优选地位于垂直于塑料型坯的输送方向的平面内。因此，可附接的反射器装置优选地构造成至少在部分区段内为椭圆形反射器。

在另一有利的实施方式中，所述辐射源设置在反射器装置的焦点中。在这种设置中，由辐射源发射的并冲击在具有抛物线形弯曲的构造的反射元件上的辐射被均匀地反射在塑料型坯的方向上。如果辐射源位于具有椭圆形弯曲的构造的反射元件的焦点中，那么反射的辐射能以针对性方式被聚焦在塑料型坯的壁上的一点内，该点位于椭圆形构造的第二焦点上。

在另一有利的实施方式中，通过在纵向方向上横向地推动反射器装置和/或在垂直于辐射源的纵向方向的方向上装配反射器装置和/或优选地通过耐热胶粘剂粘附反射器装置，可将反射器装置放置在辐射源上。

通过这种方式，可根据需要改装先前使用的或常规的辐射源，和/或可由例如具有另一横截面轮廓的反射元件代替反射器装置。此外，根据本发明的反射器装置的构造具有以下优点：例如，如果辐射源具有缺陷，那么可以更换辐射源，并且可以重新使用反射器装置。

辐射器装置可优选地附接至辐射源以使得在附接状态中具有一个或两个运动自由度，并且例如，能围绕辐射源的纵向轴线旋转和/或能沿着纵向轴线移动。例如，这能够在稍后的阶段进行调节。

在另一有利的实施方式中，加热装置具有至少一个辐射源座架，并且优选地具有至少两个辐射源座架，至少一个第一辐射源，尤其是辐射源的一端(在相对于辐射源的纵向方向观察时)设置在辐射源座架上。反射器装置可以优选地附接(直接)至少一个辐射源座架、优选地装配或夹持(直接)在至少一个辐射源座架上。通过这种方式，反射器装置可以优选地间接地附接至辐射源。因此，甚至可想象的是，待设置在辐射源上的反射器装置使得反射器装置优选地不与辐射源接触，而是仅通过辐射源座架间接地连接至辐射源。然而，优选地，反射器装置可以附接至或设置在至少一个辐射源座架上，以使得反射器装置因此能被保持在预定的位置中或被保持在预定的位置中(通过稳定的方式)，尽管只在至少部分区段上接触辐射源。因此，还可以优选地将反射器装置或反射器夹持到位于辐射源端部上的座架上，而非直接夹持到辐射源本身上。

优选地，辐射源的两端均设置在至少一个辐射源座架上(在相对于辐射源的纵向方向观察时)，并且优选地，每个端部分别设置在单独的辐射源座架上。在这种情况下，多个辐射源或者尤其是辐射源的端部可以有利地设置在辐射源座架上，优选地彼此层叠。

在另一有利的实施方式中，支架的材料具有相对于设置成用于加热塑料型坯的至少部分的热辐射的辐射可透性。反射元件优选相对于支架位于面向辐射源的侧部上。因此，这种内部反射元件更接近辐射源。然而，反射元件还可以相对于支架有利地位于远离辐射源的侧部上。通过这种方式位于外部的反射元件可以更容易冷却，或者可以更好地传输吸收的辐射。

在另一有利的实施方式中，支架由石英玻璃制成，或者支架包括石英玻璃。这种材料的特征在于高耐热性，这有利于在支架通过吸收辐射的加热期间保持反射器装置的尺寸的稳定性。此外，石英玻璃相对于红外光透明，这确保了高度的辐射可透性。

在另一有利的实施方式中，反射元件构造成使得反射元件在垂直于辐射源的纵向方向的平面内具有非对称的横截面。反射元件的非对称的横截面要理解为，是指在垂直于辐射源的纵向方向的平面内附接至辐射源的反射元件的反射表面是相对于通过辐射源的中心点的任何直线非轴向对称。

因此，加热装置在垂直于辐射源的纵向方向的平面内具有非对称的发射特征，在该反射装置中，反射器装置具有反射元件，反射元件构造成附接至辐射源。通过这种方式，能够几乎不向塑料型坯的壁的区域应用辐射，并且同时，能够在与其相邻的区域内施用非常高的能量密度。如在前言中所述的，这种特征特别与用于在塑料型坯的嘴部区域内加热塑料型坯相关。然而，应主要从辐射应用中省略这个区域，位于嘴部区域下方的颈部区域应以能够最大限制的方式被加热，以便能够获得平整的颈部延伸。由于反射元件的非对称的构造，所以一部分反射元件可主要使辐射保持远离塑料型坯的区域，从而可以使辐射器场变窄，然而，辐射元件的另一部分主要将以针对性方式反射的辐射导向在塑料型坯的另一区域上，并且在该区域处大幅增大能量密度。

反射元件还可优选地在垂直于辐射源的纵向方向的平面中对称地构造，并且支架可非对称地构造。

在另一有利的实施方式中，反射器装置支承于辐射源上的至少两个区域上。在支架与辐射源之间的距离优选地是恒定的，尤其是在位于反射元件的外部中。然而，还可有利的是在支架的至少一个区域内设置与辐射源相距更大的距离，尤其是在位于内部的反射元件的情况下，并且尤其优选地在正好位于内部的反射元件支承于支架上的区域内。

可替代地或者此外，辐射源本身可以由具有反射涂层的石英玻璃制成，并且可以具有相应的横截面轮廓。通过这种方式，辐射源和反射器装置可以构造成整体。在这种情况下，横截面轮廓可以有利地设计为与在描述的反射元件的实施方式中一样，以通过针对性方式将反射的辐射导向或聚焦到型坯的限定的区域上。在这种情况下，辐射源和/或反射器装置的横截面轮廓可以大体上是V形的、W形的、U形的、星形的、三角形的、矩形的、圆形的或多边形的，并且有利地，可以另外具有凹部。还可设想这些横截面的组合。

在另一有利的实施方式中，加热装置可具有第二辐射源。这优选地设置为在待加热的塑料型坯的纵向方向上相对于第一辐射源偏移。有利地，根据本发明，第二辐射源还装配有根据本发明的反射器装置。在这种情况下，特定的实施方式可以不同，尤其在反射元件的横截面轮廓上不同。

支架和反射元件还可有利地构造成整体，并且例如，这种情况下，反射元件可以在垂直于辐射源的纵向方向的平面内具有预定的横截面，该预定的横截面偏离圆环形部段形状的横截面，或者可以具有上述的横截面轮廓。

在另一有利的实施方式中，根据本发明的设备还具有用于冷却反射器装置的冷却装置(尤其优选地在位于内部的反射元件的情况下)，和/或具有用于冷却塑料型坯的冷却装置，尤其是塑料型坯的嘴部区域。这种冷却装置优选地是空气和/或水冷却装置。此外，还可以提供冷却装置，该冷却装置例如通过向塑料型坯的表面应用冷却空气而冷却塑料型坯的表面。

此外，本发明涉及一种用于加热塑料型坯的加热装置，其中，加热装置具有：至少一个第一辐射源，其发射热辐射；以及至少一个反射器装置，其反射由所述辐射源发射的至少一部分热辐射。此外，反射器装置可附接至辐射源并且具有支架以及反射元件，反射元件在至少一个区域上支承抵靠于支架并且适于反射辐射。

在这种情况下，加热装置可具有在加热设备的背景下的上述所有的特征。

附图说明

通过附图，本发明进一步的优点和实施方式显而易见。在附图中：

图1示出了用于加热塑料型坯的设备；

图2a至图2c示出了附接至辐射源的根据本发明的反射器装置的三个横截面图示；以及

图3示出了根据图2b的反射器装置的可能有利地使用的横截面图示。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的设备1的示意性图示。在这种情况下，通过传送装置32首先将塑料型坯10传送至分离装置34，该分离装置例如可以包含锯齿状星形部件，并且塑料型坯在此处分离。然后，分离的塑料型坯10沿着输送路径T被引导通过相对于输送的塑料型坯10横向设置的加热装置4。在这种情况下，参考符号2总体上表示在输送路径T上传送塑料型坯10的输送装置。参考符号26表示偏转装置，例如偏转轮，围绕该偏转装置引导塑料型坯10，然后，再次沿着直线路径逐段地输送塑料型坯，加热装置4设置在该直线路径上方。参考数字22表示旋转装置，旋转装置用于围绕自身的纵向轴线旋转塑料型坯10。参考数字28表示保持装置，保持装置用于保持塑料型坯。这些保持装置可以具有心轴，该心轴接合在塑料型坯的嘴部内。

图2a至图2c示出了根据本发明的反射器装置44的横截面，该反射器装置在不同实施方式的每种情况下均安装在辐射源42上。在这种情况下，示出的辐射源42在与绘图平面垂直的纵向方向L上延伸。因此，示出的横截面平面(即，绘图平面)对应于与辐射源42的纵向方向L垂直的平面E。

反射器装置44具有支架442以及支承于支架442上的反射元件444。在这种情况下，支架442可以相对于反射元件444设置在面向辐射源42的侧边上(参照图2a和图2b)并且还可设置在背向辐射源42的侧边上(参照图2c)。在两个第一实施方式中，由辐射源42在反射器装置44的方向上发射的辐射首先穿过对于至少一部分发射光谱透明的支架442，并且然后，在反射元件444上反射到塑料型坯10的方向上。

与根据现有技术的远离辐射源42的反射器装置相比，基于反射器装置与辐射源42的小的距离，根据本发明的反射器装置44的特征在于一非常狭窄的实施方式。此外，虽然这个是非常狭窄的实施方式，但是适于专用的横截面轮廓的构造具有足够的设计自由，以使得相对于反射的辐射的特定方向和/或聚焦，并且因此关于辐射场的特定的设计比根据现有技术的涂覆的辐射源(具有预定的圆形或椭圆形横截面轮廓)更优选。

图2a示出了根据本发明的反射器装置44，该反射器装置的反射元件444具有逐个区段的平面表面，这些平面表面的横截面图示对应于直线的逐个区段的构造。在图2b中示出的反射器装置44装配有具有非对称横截面的反射元件444。根据本发明的反射器装置44的另一实施方式的特征在于反射元件444的主椭圆形或抛物线形构造，并且在图2c中示出。

图3示出了根据图2b的反射器装置的可能有利使用。除了具有该反射器装置44的辐射源42以外，所描述的加热装置4还包含多个辐射源42，这些辐射源可以同样装配有根据本发明的反射器装置44。为了尽可能能够防止由最近的辐射源42发射的辐射直接应用于塑料型坯10的嘴部区域10a，例如，根据本发明的反射元件444的上部分与反射元件444的下部分相比，可以在辐射源42上被进一步地向前拉伸。

申请人保留要求保护在申请文件中公开的所有对本发明必不可少的特征的权利，只要这些特征单独地或相结合地相对于现有技术具有新颖性。而且，需要指出的是，在单独的示图中，还描述了本身可以是有利的特征。本领域的技术人员直接认识到，在附图中描述的特定特征在不结合附图中另外的特征的情况下也可以是有利的。此外，本领域的技术人员认识到，在单个附图中或在不同附图中示出的多个特征的组合也可具有优点。

Claims (14)

1.一种用于加热塑料型坯(10)的设备(1)，所述设备具有：输送装置(2)，所述输送装置沿着预定的输送路径(P)输送所述塑料型坯(10)；以及至少一个加热装置(4)，其中，所述加热装置(4)具有至少一个第一辐射源(42)以及至少一个反射器装置(44)，所述第一辐射源发射热辐射，所述反射器装置在所述塑料型坯(10)的方向上反射由所述第一辐射源(42)发射的至少一部分热辐射，其特征在于，所述反射器装置(44)能附接至所述第一辐射源(42)或能附接至所述第一辐射源(42)的至少一个辐射源座架，并且所述反射器装置具有支架(442)以及反射元件(444)，所述反射元件在至少一个区域上支承抵靠于所述支架(442)并且适于反射辐射。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述反射元件(444)在与所述第一辐射源(42)的纵向方向(L)垂直的平面(E)中具有预定的横截面，所述预定的横截面偏离圆环形部段形状的横截面。

3.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述反射元件(444)的面向所述第一辐射源(42)的表面至少部分地沿循抛物线形弯曲的路径。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述反射元件(444)的面向所述第一辐射源(42)的表面至少部分地沿循椭圆形弯曲的构造。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述第一辐射源(42)设置在所述反射器装置(44)的焦点中。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述反射器装置(44)能在所述第一辐射源(42)的纵向方向上被横向地推动到所述第一辐射源(42)上，或者所述反射器装置能在垂直于所述第一辐射源的纵向方向上装配在所述第一辐射源上或被粘附。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备，其特征在于，所述加热装置(4)具有至少一个辐射源座架，所述至少一个第一辐射源(42)设置在所述辐射源座架上。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述第一辐射源(42)的一端设置在所述辐射源座架上。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述反射器装置(44)能附接至所述至少一个辐射源座架，或能装配在所述至少一个辐射源座架上，或能夹持在所述至少一个辐射源座架上。

10.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述支架(442)的材料对于用于加热所述塑料型坯(10)的热辐射的至少一部分是能透辐射的。

11.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述支架(442)由石英玻璃制成。

12.根据前述权利要求中的一项所述的设备(1)，其特征在于，所述反射元件(444)在与所述第一辐射源(42)的纵向方向(L)垂直的平面(E)中具有非对称的横截面。

13.根据前述权利要求中的至少一项所述的设备(1)，其特征在于，所述反射器装置(44)在至少两个区域上支承抵靠于所述第一辐射源(42)。

14.一种用于加热塑料型坯(10)的加热装置(4)，所述加热装置具有：至少一个第一辐射源(42)，所述第一辐射源发射热辐射；以及至少一个反射器装置(44)，所述反射器装置反射由所述第一辐射源(42)发射的至少一部分热辐射，其特征在于，所述反射器装置(44)能附接至所述第一辐射源(42)，并且所述反射器装置具有支架(442)以及反射元件(444)，所述反射元件在至少一个区域上支承抵靠于所述支架(442)并适于反射辐射。