CN106079376A - 包括中间减压作业的容器制造方法及机器 - Google Patents

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Abstract

由塑料坯件(3)通过在模型(11)中的吹制来制造容器(2)的方法，包括：使坯件(3)进入模型(11)的作业；吹制作业，通过输入吹制压力下的气体使坯件(3)增压；吹制作业后的扫气作业，通过输入低于吹制压力的扫气压力下的气体，使容器(2)局部增压；容器的至少部分的减压作业，直至低于扫气压力的压力值，该减压作业在吹制作业之后且在扫气作业之前。

Description

包括中间减压作业的容器制造方法及机器
本申请是名称为“包括中间减压作业的容器制造方法及机器”、国际申请日为2008年9月24日、国际申请号为PCT/FR2008/001326、国家申请号为200880108481.0的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及由塑料材料、如PET的坯件通过吹制或拉伸吹制而进行的容器制造。
背景技术
为了根据吹制技术制造容器，首先将坯件(预形件或从预形件已经过初次吹制作业的中间容器)加热到高于坯件构成材料的玻璃转变温度的温度。
然后使坯件进入模型中，然后通过注入高压(大于20巴，通常大于34巴)气体(一般为空气)进行坯件的吹制。拉伸吹制的技术在于，除了吹制，通过一个滑杆拉伸坯件，以尤其减小容器的偏心，并使材料的分布尽可能地均匀。
为了得到热充填时耐热的容器(这些容器称为HR，Heat Resistant的缩写)，可以另外考虑加热模型壁，吹制结束时，容器暂时保持与这样加热的壁接触，这样以热的方式增加容器的结晶度。
一旦吹制结束，容器经过除气作业，该作业在于将容器放到自由空气中，使其减压。为了使容器内壁一侧更好地冷却，以更快固化，通常在除气作业前进行扫气作业，该作业在于在容器中引入压力低于吹制压力的气体，同时使容器置于自由空气中，以产生有利于温度更快降低的气体(在大约15巴的压力下)的循环运动。
该制造技术(示于图3的计时图及图5和7的曲线上的虚线)已达到成熟，其应用广泛，尤其在装瓶领域。但本发明人希望对其进行完善。
发明内容
为此，提出一种由塑料材料的坯件通过在模型中的吹制来制造容器的方法，该方法包括：
－使坯件进入模型的作业；
－吹制作业，通过输入吹制压力下的气体使坯件增压；
－扫气作业，在吹制作业之后，通过输入压力低于吹制压力的扫气压力下的气体，使容器局部增压；
－容器的至少部分的减压作业，在吹制作业之后，并且在扫气作业之前开始。
附图说明
通过下面参照附图进行的描述，可以了解本发明的其它目的和优点，附图中：
－图1是容器制造机器的示意图；
－图2是图1机器内的模制单元的局部剖视示意图；
－图3是根据传统方法制造容器所实施的作业顺序的计时图；
－图4是根据本发明方法的第一实施例的容器制造的作业顺序的计时图；
－图5是曲线图，其中有两条表示容器制造过程中的坯件内的压力变化的曲线：实线为根据本发明的方法，如图4所示的方法，虚线为传统方法；
－图6是根据本发明方法的第二实施例的容器制造的作业顺序的计时图；
－图7是曲线图，其中有两条表示容器制造过程中的坯件内的压力变化的曲线：实线为根据本发明的方法，如图6所示的方法，虚线为传统方法。
具体实施方式
图1示出由塑料材料、如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的坯件3制造容器2的机器1。根据一个优选实施例，坯件3是一些预形件，从它们直接得到最终的容器2，而不经过一个中间容器。每个预形件3包括颈部4(在容器2的形成过程中不经受变形)和柱形本体5，本体的末端是半球冠形的底部6。
机器1包括一个隧道型的炉7，预形件3在炉中列队行进，并加热到高于其构成材料的玻璃转变温度的温度。在玻璃转变温度约为70℃的PET的情况下，加热的温度最好在100℃和140℃之间。
机器1还包括安装在旋转转台9上的多个模制单元8，转台位于炉7的出口，并且间置一个传送轮10，确保预形件3的加热和模制作业的同步。
每个模制单元8具有一个钢或铝合金制成的模型11，该模型包括两个半模12、13和一个模型底部14，它们一起限定用于接纳来自炉7的预形件3的内腔15。
每个模制单元还包括：
－伸长杆16，沿模型11的主轴线X(通常为回转轴线)相对模型滑动安装，并可在一个高位(图2)与一个低位之间滑动，在高位，预形件3能够进入，在低位，预形件3的拉伸结束后，杆16到达模型底部14，使预形件3的底部6贴靠模型底部；
－壳体17，限定一个管18，杆16在管18中滑动，在制造容器2时，壳体与预形件3的颈部4配合。
模制单元8还包括多个流体回路，通过壳体17通向管18中，即：
－中压(5－16巴)的预吹制空气回路19，该回路19包括预吹制空气源20和将该空气源20连接到管18的管道21(该管道可以至少部分地在壳体17中形成)，并且中间设有一个第一电动阀22，称为预吹制电动阀；
－高压(34－39巴)的吹制空气回路23，包括吹制空气源24和将空气源24连接到管18的管道25(该管道可以至少部分地在壳体17中形成)，并且中间设有一个第二电动阀26，称为吹制电动阀；
－扫气回路27，包括中－高压(15－20巴)的扫气空气源28和将空气源28连接到管18的管道29(该管道可以至少部分地在壳体17中形成)，并且中间带有一个第三电动阀30，称为扫气电动阀；
－除气回路31，包括通向自由空气的气孔32和将管18连接到该气孔32的管道33，中间设有一个第四电动阀34，称为除气电动阀；
－空气回收回路35，包括将管18连接到预吹制回路19(更确切地说是连接到预吹制空气源20)的管道36，中间设有一个第五电动阀37，称为回收电动阀，及一个减压器38。作为变型，空气回收回路35可以使管18与用于其它应用的一个压缩空气回路连接，如控制缸(特别是机器1的伸长杆16的控制缸)的压缩空气的供给。
电动阀22、26、30、34、37和减压器38与控制单元39电连接，控制单元操纵开启和关闭(如下面将看到的，适当考虑它们的响应时间)。
现在参照图4－7描述从预形件3制造容器2的方法。图4和6画出表示该方法的不同阶段的计时图，并示出控制预吹制、吹制、扫气、除气及图6中的回收的电动阀的状态(O－开启；F－关闭)。
安装在传送器上的预形件3首先进入炉7，在其中列队被加热(通常颈部4朝下)，从炉7出来后，预形件3由传送轮10的夹子抓住，并且在翻转使颈部4向上后，进入到预先开启的模型11中。在该位置，管18和伸长杆16都处于高位。
一旦模型11关闭，管18和伸长杆16开始共同下降到模制腔15中，管18以密封方式罩住模型11，而控制单元39在时刻t1操纵预吹制电动阀22的开启，使预形件3的内部与预吹制空气源20连通，使空气以预吹制压力进入预形件3。
在伸长杆16到达模型11的底部14后，控制单元39在时刻t2操纵预吹制电动阀22的关闭，并同时开启吹制电动阀26(可能通过电动阀22和26的响应时间的一个提前量，使得一个阀的关闭有效地对应另一个阀的开启)，使得预形件3的内部与吹制空气源24连通，并且通过输入高于预吹制压力的吹制压力的空气，使预形件3增压。
预形件3中的压力迅速达到吹制压力，但是预形件承受一个径向膨胀，直到达到模型11的壁，如图2所示，模型设有加热回路40，加热回路包括流体(如油或水)流经的管道，流体保持高温(即高于90℃左右)，温度在90℃和160℃之间。
一旦达到模型11的壁，预形件中的压力保持恒定(等于吹制压力)，吹制电动阀26在十分之几秒的时间内保持开启，以使预形件3保持贴靠模型11的壁。这样形成的容器2在其外壁(与模型11的壁接触)经受加热，这样增加它的结晶度，因此使其在热充填时具有最好的抗收缩性(这类容器称为HR，即耐热)。
根据图4和5所示的第一实施例，控制单元39在时刻t3操纵吹制电动阀26的关闭，同时操纵除气电动阀34的开启(可能通过电动阀响应时间的一个提前量)，使容器2的内部与通向自由空气的气孔32连通。
这样，容器2中的压力从吹制压力突然下降，直至达到接近预吹制压力的值(图5)，并低于扫气压力。
容器2的这种部分减压伴随着容器2中存在的空气的突然膨胀和同时的温度降低，这保证了容器2内壁一侧的迅速冷却。
在0.01秒到0.30秒之间且最好为0.05秒到0.30秒之间的一个预定持续时间后，控制单元39在时刻t4开启扫气电动阀30(除气电动阀34保持开启)，以便把扫气压力的空气吹入容器，并且使空气在容器中流动，这有助于容器2内壁的冷却，同时使容器在一定的压力下保持与模型11的壁接触。
在预定的时刻t5，控制单元39操纵扫气电动阀30的关闭，除气电动阀34保持开启。因此残余空气完全通过气孔32排出。
一旦容器2中的压力达到大气压，控制单元最终操纵除气电动阀34的关闭。
随后的作业根据传统方式为从模型11取出容器2并装载后面的预形件3。
因此，可以通过以下的连续作业顺序来概括根据第一实施例的容器制造：
t1－t2：预吹制
t2－t3：吹制
t3－t4：减压(至少部分)
t4－t5：扫气
t5－t6：除气
已经看到，该顺序具有通过减压作业加速容器2内壁一侧的冷却的优点，减压作业可以使吹制后的容器2中存在的空气迅速膨胀。
根据图6和7所示的第二实施例，控制单元在时刻t3关闭吹制电动阀26，同时操纵回收电动阀37的开启(可能通过电动阀响应时间的一个提前量)，以便通过减压器38使容器2的内部与预吹制空气回路19连通，因此至少部分地使预形件3减压。
这样，容器2内的压力从吹制压力突然下降，直至达到预先判定的足以进行压缩空气的回收和再循环的平台值。
在0.01秒到0.20秒之间且最好为0.05秒到0.20秒之间的一个预定持续时间后，控制单元39在时刻t′4操纵回收电动阀37的关闭，及扫气电动阀30和除气电动阀34的同时开启，以便把扫气压力的空气吹入容器2，并且使空气在容器中流动，以加速容器2内壁的冷却。
在时刻t′5，控制单元39关闭扫气电动阀30，除气电动阀34保持开启。这样残余的空气完全通过气孔32排出。
一旦容器2中的压力达到大气压，控制单元在时刻t′6最终关闭除气电动阀34。
随后的作业根据传统方式为从模型11取出容器2，并装载后面的预形件3。
因此，可以通过以下的连续作业顺序来概括根据第二实施例的容器制造：
t1－t2：预吹制
t2－t3：吹制
t3－t′4：减压/回收
t′4－t′5：扫气
t′5－t′6：除气
借助减压/回收作业，该顺序使得可以循环使用一部分来自吹制的空气，尤其是作为预吹制空气，通过减压/回收作业，吹制结束时容器2中存在的空气通过回收电动阀37被回收到预吹制空气回路20中。
其结果是降低压力空气的消耗，一部分预吹制空气(及可能的机器1运行所需的其它应用中使用的压缩空气)来源于制造时容纳在容器中的压力空气的再循环。

Claims (13)

1.由塑料材料的坯件(3)通过在模型(11)中的吹制制造容器(2)的制造方法，该制造方法包括：
－使坯件(3)进入模型(11)的作业；
－关闭模型；
－在关闭模型之后，管和伸长杆共同下降到模制腔中，管以密封方式罩住模型，而控制单元操纵预吹制电动阀的开启；
－在伸长杆到达模型的底部后，控制单元操纵预吹制电动阀的关闭，并同时开启吹制电动阀；
－吹制作业，其在于通过输入吹制压力下的气体使坯件(3)增压；
－扫气作业，在吹制作业之后，扫气作业通过输入低于吹制压力的扫气压力下的气体，使容器(2)局部增压；
该制造方法的特征在于，它还包括容器的至少部分的减压作业，直到低于扫气压力的一个压力值，该减压作业在吹制作业之后，且在扫气作业之前开始。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，减压作业保持到扫气作业之后。
3.由塑料材料的坯件(3)通过在模型(11)中的吹制制造容器(2)的制造方法，该制造方法包括：
－使坯件(3)进入模型(11)的作业；
－吹制作业，其在于通过输入吹制压力下的气体使坯件(3)增压；
－扫气作业，在吹制作业之后，扫气作业通过输入低于吹制压力的扫气压力下的气体，使容器(2)局部增压；
－除气作业；
该制造方法的特征在于，它还包括容器的部分的减压作业，该减压作业在吹制作业之后且在扫气作业之前。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，减压伴随着排出气体的至少部分的回收。
5.如权利要求4所述的制造方法，其特征在于，它包括预吹制作业，通过输入低于吹制压力的预吹制压力下的气体，使坯件(3)增压，并且减压时回收的至少一部分气体被回收作为预吹制气体。
6.如权利要求1至5之一所述的制造方法，其特征在于，所述减压作业通过使容器的内部与自由空气连通来进行。
7.如权利要求1至6之一所述的制造方法，其特征在于，扫气作业在减压作业开始后的0.01－0.30秒之间开始。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，扫气作业在减压作业开始后的0.05－0.30秒之间开始。
9.如权利要求1至8之一所述的制造方法，其特征在于，吹制压力大于或等于20巴。
10.如权利要求1至9之一所述的制造方法，其特征在于，扫气压力在15和20巴之间。
11.如权利要求1至10之一所述的制造方法，其特征在于，为了制造耐热的容器(2)，模型(11)保持高温。
12.如权利要求11所述的制造方法，其特征在于，模型(11)保持在90℃和160℃之间的温度。
13.由塑料材料的坯件(3)制造容器(2)的制造机器，该制造机器包括：
－模型(11)，其上装有管(18)；
－预吹制空气回路(19)，包括预吹制空气源(20)和将空气源(20)连接到管(18)的管道(21)；
－吹制空气回路(23)，包括吹制空气源(24)和将空气源(24)连接到管(18)的管道(25)；
－空气回收回路(35)，包括将管(18)连接到吹制空气回路(23)的管道(36)，中间设有阀(37)和减压器(38)。
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