CN108215128A - 用于实施热模制方法和冷模制方法的模制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热塑性材料制的容器的模制装置(11)，模制装置包括：‑模壳座(24)，用于接纳可更换的模壳，模壳具有支承在模壳座(24)的内支承面(26)上的外承靠面(18)，‑冷模制模壳(12A)，其外承靠面(18)成形成与内支承面(26)直接接触，‑每个模壳座(24)的冷却装置(28，30)；其特征在于，模制装置包括：‑热模制模壳(12B，12C)，配有加热装置(32)，加热其外承靠面(18)；‑隔热装置(33，34)，其布置在热模制模壳(12B，12C)的外承靠面(18)与模壳座(24)的内支承面(26)之间。

Description

用于实施热模制方法和冷模制方法的模制装置
技术领域
本发明涉及热塑性材料制的容器的模制装置，尤其通过吹制模制，模制装置包括：
-至少一个模壳座，其上用于安装可更换的模壳，模壳具有配有模腔的内端面和支承在模壳座的内支承面上的外承靠面，
-至少一个冷模制模壳，其外承靠面成形成在安装时与模壳座的内支承面直接接触，
-每个模壳座的冷却装置，能通过内支承面与外承靠面之间的热传导，冷却有关的冷模制模壳。
背景技术
公知地，这种模制装置可从热塑性材料预型件模制容器例如瓶子。预型件预先加热到玻璃化转变温度，使之足具可塑性。如此加热的预型件插入在模制装置的模壳的模腔中，然后，一个吹管在预型件中注入压力成型流体，一般是空气，以使预型件的壁贴合模壳内端面中形成的模腔。
当容器用于灌注常温的例如低于25℃的液体时，使用冷模制方法。容器一经成型，构成所述容器的壁的材料就在模型中快速冷却，直至较低的规定温度，例如在7℃至40℃之间，以最终固化形状。
但是，预先加热到高于85℃、可达130℃温度的预型件的载热，趋于提高模腔的温度，超过固化塑料所必需的规定温度。另外，当模制装置用于容器大批量生产设备时，大量吹制周期在很短的时间相继进行。两个周期之间不工作的时间远短于模壳排放蓄积热所需的时间。
因此，为避免这个问题，公知的是模制装置配有冷却装置，例如一个热交换器，其具有载热流体循环导道。
模型的制造包括这种冷却导道，其成本很高，公知的是模制装置实施成至少两个部分，即一个具有模腔的冷模制模壳和一个具有模壳冷却装置的模壳座。因此，仅更换冷模制模壳而保留模壳座，即可改变模腔规格。在冷模制模壳的外端面和与之接触的模壳座的内端面之间，热量通过传导进行排放。
当塑料容器应灌注热液体时，冷模制方法模制的容器会出现容器收缩和变形的危险。为避免收缩现象，公知的是使用热模制方法。在这种方法中，热模制模壳必须在模制操作时加热到确定的温度，例如在110℃至150℃之间，使构成容器的塑料具有耐热机构。
热模制模壳的不同加热装置已经是公知的。因此，公知地，用在模型厚度上实施的流体回路加热热模制模壳。热载热流体供给回路，以加热热模制模壳。
也是公知的，在模型厚度上布置加热电阻，对模型进行电加热。
但是，当这种热模制模壳使用在配有适于冷模制的冷却装置的模壳座上时，加热装置产生的一部分热消耗在加热冷却装置中含有的载热流体。
发明内容
本发明提出前述类型的模制装置，其特征在于，模制装置包括：
-至少一个热模制模壳，用于取代模壳座上的冷模制模壳，每个热模制模壳配有模腔的加热装置，加热其外承靠面的至少一个加热区域；
-隔热装置，其至少布置在热模制模壳的外承靠面的至少一加热区域与模壳座的内支承面之间。
根据本发明的其他特征：
-隔热装置具有被保持在热模制模壳的外承靠面的加热区域与模壳座的内支承面之间的一空气层；
-空气层通过间置在热模制模壳的外承靠面与模壳座的内支承面之间的衬垫被保持；
-每个衬垫用绝热材料例如玻璃纤维制成；
-衬垫覆盖模壳座的内支承面的不到10％的表面；
-衬垫固定至模壳座；
-冷模制模壳的外承靠面具有形状与衬垫的形状互补的槽座，以允许冷模制模壳的外承靠面与模壳座的内支承面接触，衬垫仍然固定在模壳座上；
-冷却装置用于冷却模壳座的内支承面的整个表面；
-隔热装置覆盖热模制模壳的整个外承靠面；
-热模制模壳的外承靠面具有至少一个冷却区域，所述冷却区域与模壳座的内支承面直接接触，以便由冷却装置进行冷却；
-模壳座的冷却装置由至少一个管道网络形成，载热流体在管道网络中流动；
-每个热模制模壳的加热装置由至少一个电加热电阻形成，电加热电阻被接纳在热模制模壳的厚度中。
附图说明
阅读下文为了理解而参照附图所作的详细说明的过程中，本发明的其他特征和优越性将显而易见，附图如下：
－图1是立体图，示出两个互补模壳的套件；
－图2是立体分解图，示出模壳和相关的模壳座，模壳用于以可更换地方式安装在模壳座上；
－图3是沿图2中剖面33的纵向竖直剖视图，示出安装在图2所示模壳座上的冷模制模壳，模制装置根据本发明的第一种和第二种实施方式加以实施；
－图4类似于图3，示出安装在图2所示模壳座上的热模制模壳，模制装置根据本发明的第一种、第二种或者第三种任一实施方式加以实施；
－图5类似于图3，示出安装在图2所示模壳座上的冷模制模壳，模制装置根据本发明的第三种实施方式加以实施。
－图6类似于图3，示出具有一些冷却区域的热模制模壳。
具体实施方式
在下面的说明中，非限制性地采用由附图的三面角L、V、T所示的纵向方向、竖直方向和横向方向。竖直定向作为几何参照，与重力方向无关。
在下面的说明中，具有相同结构或类似功能的构件用相同的标号标示。
图1示互补模壳12套件10，用于装备热塑性材料制的容器的吹制模制装置11。每个模壳12具有一个内端面14和一个外承靠面18，内端面14配有容器的模腔16的一部分，所述外承靠面18相对于所述内端面14。
每个模壳12尤其呈具有竖直轴线A的半圆柱形形状。套件10具有两个模壳12，这里，内端面14是横向平面。两个模壳12用于通过它们的内端面14之间的平面接触而接合，以重建容器的完整模腔。
这里，应当指出，模壳12用于通过可成型容器底部的模底模腔(未示出)而完整。
外承靠面18具有半圆柱形形状。
每个模壳12还由一个上端平面20和一个下端平面22限定。容器的模腔16通到上端面20，用于可以注入带压吹制流体，而容器的模腔16向下连通，以被模底封闭。
套件10的每个模壳12用于可更换地安装在一个相关模壳座24上，如图2所示。因此，当希望成型不同规格的容器和/或使用不同的模制方法时，易于更换模壳12套件10，如后所述。
模壳座24具有内支承面26，模壳12的外承靠面18用于纵向承靠在内支承面26上。实际上，当套件10的两个模壳12接合时和当吹制流体带压注入到待成型容器中时，流体施加的压力趋于使两个模壳12彼此纵向移开。模壳座24用于承受模壳12经受的移开的全部作用力，用于将作用力传给模壳座24的支承件(未示出)。
图2至6所示的模制装置11用于易于实施冷模制方法和热模制方法。
当容器用冷模制方法制造时，模腔16保持在较低的温度，例如在7℃至40℃之间。
为此，模制装置11具有至少一冷模制模壳12A套件10。冷模制模壳12A的外承靠面18成形成在安装时，基本上整个表面与模壳座24的内支承面26直接接触，如图3所示。因此，冷模制模壳12A中大部分的蓄热通过与外承靠面18接触的内支承面26通过传导传递给模壳座24。
因此，施加于冷模制模壳12A经受的移开作用力直接传输到模壳座24。
如图2至6所示，模壳座24还配有冷却装置，冷却装置可以排放由冷模制模壳12A传输的热。因此，每个模壳座24的冷却装置可通过内支承面26与外承靠面18之间的热传导，冷却有关的冷模制模壳12A。
这里，冷却装置用于冷却模壳座24的内支承面26的整个表面。
在附图所示的实施方式中，冷却装置由至少一个热交换器形成，热交换器具有管道28网络，载热流体在管道28网络中流动。管道28网络实施在模壳座24的厚度中，弯弯曲曲地延伸在内支承面26附近，以便于热量的排放。
当容器用热模制方法制造时，模腔16保持在较高的温度，例如在110℃至150℃之间。
为此，模制装置11具有至少一热模制模壳12B套件10。每个热模制模壳12B用于取代所述模壳座24上的冷模制模壳12A。每个热模制模壳12B配有模腔的加热装置，加热装置加热热模制模壳的外承靠面18的至少一个加热区域。
每个热模制模壳12B的加热装置由至少一个电加热电阻32形成，电加热电阻被接纳在热模制模壳12B的厚度中，如图4所示。每个电加热电阻32例如由一个竖直杆形成，竖直杆通过热模制模壳12B的上端面20被供电。
在未示出的本发明其他实施例中，加热装置由管道网络形成，管道网络实施在热模制模壳的厚度中，加热流体在管网中流动。
一般而言，由于操作成本和时间的原因，模壳座24的冷却装置的管28中含有的载热流体30不排放。不过，载热流体30存在吸收加热装置产生的一部分热的危险。因此，这引起过度消耗能量，以使热模制模壳12B保持在确定的高温。
另外，为避免冷却流体因过热而变相，冷却流体在管道28中保持流动。这会加重前述过度消耗作用。
另外，加热装置产生的热易于输送到安装有模制装置11的设备的不同部件，会使设备的某些元部件质量下降，例如确保模制装置开模和合模的轴承，和/或存在对设备操作人员造成危险。
为了可以在与冷模制模壳12A相同的模壳座24上使用热模制模壳12B，模制装置11配有隔热装置，隔热装置间置在热模制模壳12B的外承靠面18的至少加热区域与模壳座24的内支承面26之间。
在附图所示的实施例中，隔热装置由一惰性空气层33形成，惰性空气层被保持在热模制模壳12B的加热区域与模壳座24的内支承面26之间。
在其他实施例中，空气层33在热模制模壳12B的加热区域与模壳座24的内支承面26之间运动，以便放热。
在未示出的本发明的另一个实施例中，空气层填充有隔热材料。
为使热模制模壳12B的支承作用力传输到相关的模壳座24，空气层33通过衬垫34被保持，衬垫34间置在热模制模壳12B的外承靠面18与模壳座24的内支承面26之间。因此，由热模制模壳12B经受的移开作用力通过衬垫34传输到模壳座24。衬垫34允许热模制模壳12B的外承靠面18与模壳座24的内支承面26纵向移开。
每个衬垫34用绝热材料例如玻璃纤维制成。这种材料具有例如小于约1W.m-1.K-1的导热系数。
在其他实施例中，每个衬垫可用与模壳和/或与模壳座相同的材料制成，例如在模壳的外承靠面处或者在模壳座24的内支承面处机加工而成。这种机加工可减小接触表面，因而减少热交换。
因此，隔热装置覆盖热模制模壳12B的整个外承靠面18，因为外承靠面18的每个部分或者与空气层33进行接触，或者与隔热衬垫34进行接触。
每个衬垫34呈例如节段的形式，贴合内支承面26的形状。如附图所示，这里，衬垫34以完全横向的三排竖直地分布，即上排、中排和下排。有利地，每排具有若干分开的衬垫34，以减小这些衬垫34覆盖的表面。例如，每排具有彼此横向分开的三个衬垫34。
根据图3和4所示的本发明的第一种实施方式，衬垫34由每个热模制模壳12B的外支承面18承载。因此，当一个冷模制模壳12A安装在模壳座24中时，其整个表面与内支承面26接触。
当配有衬垫34的热模制模壳12B安装在模壳座24上时，其外承靠面18与内支承面26被分开，以保持空气隔层33。因此，加热电阻32产生的热大部分用于加热模腔16。
根据第一种实施方式实施的模制装置11通过简单更换模壳12A、12B，可以容易地改变模制方法。
但是，该第一种实施方式要求所有热模制模壳装备衬垫34，因此，当容器生产厂家可以用热模制方法制造多种规格的容器时，和/或当设备具有多种模制装置时，例如旋转式吹制机的情况，成本很高。
根据本发明的第二种实施方式，衬垫34可拆卸地固定在热模制模壳12B的外承靠面18上。
因此，不同规格的热模制模壳的每个系列可仅使用一组或两组衬垫34。
在其他实施例中，衬垫可拆卸地固定在模壳座24的支承面26上。
在该第二种实施方式中，模制装置11的安装和工作与所述第一种实施方式中描述的相同，不同之处在于，在冷模制方法与热模制方法之间改变时，需要安装或拆下衬垫34。
因此，该第二种实施方式可降低模制装置11的制造成本，但是，需要进行衬垫的安装和拆卸操作。
根据图4和5所示的本发明的第三种实施方式，衬垫34由模壳座24的内支承面26予以支承。
这里，衬垫34牢固地固定在模壳座24上。因此，在模壳12的更换操作时，衬垫34用于保持固定于模壳座24，不管是热模制模壳还是冷模制模壳。
当热模制模壳12B安装在模壳座24上时，如图4所示，其外承靠面18与内支承面26通过空气层33隔热。
两个第一种实施方式的不同之处在于，冷模制模壳12A的外承靠面18具有槽座36，槽座36的形状与衬垫34的形状互补，以便冷模制模壳12A的外承靠面18与模壳座24的内支承面26进行接触，而不取下衬垫34，如图5所示。
如同在前述实施方式中那样，每个衬垫34用隔热材料制成。为使冷模制模壳12A的外承靠面18与内支承面26之间具有足够的接触表面，衬垫34最好覆盖小于或等于内支承面26的表面的约10％的表面。
因此，该实施方式允许由冷模制模壳12A取代热模制模壳12B，无需拆下衬垫34。此外，该实施方式仅需一组衬垫34。
根据图6所示的适用于前述任一种实施方式的本发明的一个实施例，热模制模壳12C设计成其外承靠面具有冷却区域18A和加热区域18B。为此，冷却区域18A成形成与模壳座24的内支承面26直接接触，而加热区域18B成形成与模壳座24的内支承面26隔热。
图6示出该实施例应用于本发明的第三种实施方式。加热区域18B在这里位于模壳12C的下部部分，而冷却区域18A在这里位于上部部分。外承靠面的冷却区域18A具有用于接纳相对置的衬垫34的槽座36，以便外承靠面18与内支承面26之间直接接触。相反，外承靠面18的加热区域18B布置在与冷却区域18A的槽座36的底部相同处。因此，外承靠面的该加热区域18B与内支承面26分开，以保持空气层33。
因此，根据本发明实施的模制装置可使用冷模制方法，也可使用热模制方法，模壳座配有冷却装置。
本发明尤其可使热模制模壳与模壳座隔热而节能。
第三种实施方式尤其可最大限度地减少改变方法时要进行的操作次数，同时限制装备模制装置的构件的数量。

Claims (12)

1.热塑性材料制的容器的模制装置(11)，尤其通过吹制模制，模制装置包括：
-至少一个模壳座(24)，其上用于安装可更换的模壳(12A，12B，12C)，模壳具有配有模腔(16)的内端面(14)和支承在模壳座(24)的内支承面(26)上的外承靠面(18)，
-至少一个冷模制模壳(12A)，其外承靠面(18)成形成在安装时与模壳座(24)的内支承面(26)直接接触，
-每个模壳座(24)的冷却装置(28，30)，能通过内支承面(26)与外承靠面(18)之间的热传导，冷却有关的冷模制模壳(12A)；
其特征在于，模制装置包括：
-至少一个热模制模壳(12B，12C)，用于取代模壳座(24)上的冷模制模壳(12A)，每个热模制模壳(12B，12C)配有模腔(16)的加热装置(32)，加热外承靠面(18)的至少一个加热区域；
-隔热装置(33，34)，其至少布置在热模制模壳(12B，12C)的外承靠面(18)的至少一个加热区域与模壳座(24)的内支承面(26)之间。
2.根据权利要求1所述的模制装置(11)，其特征在于，隔热装置具有被保持在热模制模壳(12B，12C)的外承靠面(18)的加热区域与模壳座(24)的内支承面(26)之间的一空气层(33)。
3.根据权利要求2所述的模制装置(11)，其特征在于，空气层(33)通过间置在热模制模壳(12B，12C)的外承靠面(18)与模壳座(24)的内支承面(26)之间的衬垫(34)被保持。
4.根据权利要求3所述的模制装置(11)，其特征在于，每个衬垫(34)用绝热材料例如玻璃纤维制成。
5.根据权利要求3或4所述的模制装置(11)，其特征在于，衬垫(34)覆盖模壳座(24)的内支承面(26)的不到10％的表面。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，衬垫(34)固定至模壳座(24)。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，冷模制模壳(12A)的外承靠面(18)具有形状与衬垫(34)的形状互补的槽座(36)，以允许冷模制模壳(12A)的外承靠面(18)与模壳座(24)的内支承面(26)接触，衬垫(34)仍然固定在模壳座上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，冷却装置用于冷却模壳座(24)的内支承面(26)的整个表面。
9.根据前述权利要求中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，隔热装置覆盖热模制模壳(12B)的整个外承靠面(18)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，热模制模壳(12C)的外承靠面(18)具有至少一个冷却区域(18A)，所述冷却区域与模壳座(24)的内支承面(26)直接接触，以便由冷却装置进行冷却。
11.根据前述权利要求中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，模壳座(24)的冷却装置由至少一个管道(28)网络形成，载热流体(30)在管道网络中流动。
12.根据前述权利要求中任一项所述的模制装置(11)，其特征在于，每个热模制模壳(12B，12C)的加热装置由至少一个电加热电阻(32)形成，电加热电阻被接纳在热模制模壳(12B，12C)的厚度中。
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