CN110087859A - 用于热灌装容器的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于热灌装或温灌装的设备包括压缩机，该压缩机构造成向用于液体的可塌缩热塑性容器施加轴向压缩力，该压缩机包括：至少一个下部主体(112、204、304)，其具有表面，该表面设计成是容器基部的搁置表面；至少一个上部主体(108、116、118、119、202、212、308)，其设计成接触容器的在外围凹槽(12)上方的部分，使得容器能够被该至少一个下部主体(112、204、304)和该至少一个上部主体(108、116、118、119、202、212、308)保持在直立位置；致动装置，用于致动至少一个下部主体(112、204、304)和/或至少一个上部主体(108、116、118、119、202、212、308)，以便施加所述轴向压缩力，该轴向压缩力沿平行于容器的纵向轴线(Z)的方向作用，以便使近侧直边(3)与远侧直边(4)接触，从而减小容器的内部容积。

Description

用于热灌装容器的设备

发明领域

本发明涉及一种用于塑料容器的设备和工艺，该塑料容器设计成在高于环境温度的温度下灌装液体，特别地涉及用于热塑性瓶的设备和工艺，该热塑性瓶设计成用于热灌装或温灌装。

现有技术

热灌装及温灌装工艺在食品和饮料工业中是众所周知的。在这样的工艺中，容器用温度相对较高的内容物灌装。例如，在温灌装工艺中，瓶用通常在60℃和80℃之间的温度下的液体灌装，而在热灌装工艺中，瓶用通常在80℃和92℃之间的温度下的液体灌装。灌装操作之后，瓶被加盖并倾斜，以便对瓶和盖进行高温灭菌。瓶然后被冷却。温或热的液体在其冷却时产生真空。真空压力通常与液体温度的降低有关。必须对这种真空状态进行补偿，以便避免瓶变形或收缩。该问题对于由塑料材料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的瓶来说是典型的。

因此，温-灌装瓶和热-灌装瓶通常具有所谓的真空板，该真空板对瓶进行加强以避免其不希望的变形。这种解决方案的缺点是生产瓶需要大量的塑料材料。

最近，已经提出了一种可选的解决方案，其中用于热-灌装或温-灌装的瓶设置有外围凹槽，该外围凹槽设计成当轴向压缩力施加到瓶时外围凹槽自身塌缩(collapse)。尽管这样的瓶有其优点，但它们的有效开发并不简单，特别是当需要满足大规模生产的要求时。事实上，确定何时施加这种压力、如何施加这种压力以及在何种工艺条件下应该施加这种压力也不容小觑。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种设备，该设备包括机器，该机器向设计成用于热灌装或温灌装工艺的瓶施加压缩力，特别是向设置有外围凹槽的瓶施加压缩力，当压缩力施加到瓶时该外围凹槽在其自身上塌缩或闭合。

上面提到的设备或生产设施针对热灌装或温灌装工艺的。

本发明的另一个目的是提供这样一种设备和/或这样一种机器，其是紧凑、高效到且是成本有效的。

本发明的另一个目的是提供一种有效的工艺，特别是热灌装或温灌装工艺，其包括为所述瓶施加这种压缩力的步骤。

本发明通过一种用于热灌装或温灌装的设备实现了上面提到的目的中的至少一个，该设备包括：

吹塑机、灌装机、封盖机、倾斜机、冷却通道，

其中提供了一种压缩机，该压缩机构造成沿可塌缩热塑性容器(collapsiblethermoplastic container)的纵向轴线向可塌缩热塑性容器施加轴向压缩力，

其中所述压缩机定位在吹塑机和灌装机之间或者定位在灌装机和封盖机之间，

或者其中灌装机也是所述压缩机，即构造成施加所述轴向压缩力；

或者其中封盖机也是所述压缩机，即构造成施加所述轴向压缩力；

其中可塌缩热塑性容器设计成用于热灌装或温灌装工艺，并且包括：

-设置有肩部的主体，

-颈部，其设置有圆形上端部和颈环，圆形上端部在主体的第一侧界定开口，

-基部，其在主体的与第一侧相对的第二侧处界定基部平面，

该主体沿纵向轴线在颈部和容器中部之间具有外围凹槽，

该外围凹槽包括邻近颈部的第一侧和远离颈部的第二侧，

由此当轴向压缩力沿纵向轴线施加时，第一侧与第二侧(4)接触，从而减小了容器的内部容积，

该压缩机包括：

-至少一个下部主体，该至少一个下部主体具有表面，该表面设计成用于可塌缩热塑性容器的基部的搁置表面；

-至少一个上部主体，该至少一个上部主体设计成接触可塌缩热塑性容器的在外围凹槽上方的部分；

使得可塌缩热塑性容器可以由至少一个下部主体和至少一个上部主体保持在直立位置，

-致动装置，其用于致动至少一个下部主体和/或至少一个上部主体，以便施加所述轴向压缩力，以便使第一侧与第二侧接触，从而减小可塌缩热塑性容器的内部容积。

压缩机允许以受控的方式压缩多个热塑性可塌缩容器，特别是瓶，以便实现其受控变形。瓶的压缩可以同时或顺序地进行。

压缩机也可以称为推压机。

压缩机可以是例如旋转型或直线型的。

旋转式压缩机通常允许高产能。优选地，旋转式压缩机用于其中其它机器也是旋转型的例如其中吹塑机和/或灌装机和/或封盖机是旋转型的设备或生产设施中。

线性压缩机通常允许更多的通用性。事实上，线性压缩机需要相对简单的调整以处理不同形式的瓶。

本发明还提供了一种通过根据本发明的设备进行的热灌装或温灌装工艺，该热灌装或温灌装工艺包括通过压缩机同时或顺序地为一个或更多个可塌缩容器施加所述轴向压缩力的步骤。

优选地，包括这种压缩机的设备被特别设计成使得压缩瓶，特别是闭合外围凹槽所需要的力的强度尽可能低。这有利地意味着压缩机非常紧凑和高效，因为它必须施加较小的力。当然，这也产生了一种成本有效的压缩机。事实上，为了优化瓶的压缩，已经仔细选择了压缩机在设备布局中的位置。

本发明的机器、设备和工艺涉及容器，特别是热塑性瓶，例如PET瓶的热灌装或温灌装领域。

特别地，本发明的设备设计成处理用于热灌装或温灌装的热塑性瓶。这种瓶是设置有外围凹槽的类型，当轴向压缩力施加到瓶时外围凹槽在自身上塌缩或闭合。此外，这种瓶未设置有所谓的真空板。

特别地，本发明的设备设计成处理未设置有在瓶被压缩机压缩时改变其凹度的底部的热塑性瓶。

压缩机可以布置在设备或设施布局的不同位置处。作为非限制性示例，压缩机可以定位在封盖机之前；或者在吹塑机和灌装机之间；或者紧接在灌装机之后；或者在封盖机之后。

优选地，但不排他地，压缩机布置在冷却装置例如冷却通道之前，在冷却装置中，加盖的瓶被冷却。因此，压缩机有利地向仍然温或热的瓶施加力。

根据一个实施方案，压缩机布置在吹塑机和灌装机之间。具体而言，压缩机布置在吹塑机的下游，优选布置在吹塑机的正下游。

这种设施构构型特别有利，因为瓶在吹洗步骤后是温或热的。事实上，吹塑机的模具通常在105℃和110℃之间的温度下加热。这在力强度和施加时间方面都有利于推压操作。通过推压操作，瓶被压缩，使得它们的轴向高度和内部容积减小。另一个优点是聚合物链保留了对这种压缩构型的记忆。通常，在吹塑机之后，该设备包括灌装机、压盖机、倾斜装置和冷却通道。因此，压缩后的瓶被转移到灌装机，在灌装机中它们被用热的或温的液体灌装。可能发生的是，由热液体提供的热量使瓶恢复其初始形状，即压缩前的形状。此外，如果通过在颈环处保持瓶来悬挂瓶，可能发生液体的重量导致或有助于导致瓶恢复其初始形状。瓶然后通过压盖机来加盖，然后倾斜，并然后通过冷却通道。通常，在冷却通道中，瓶自发地恢复它们的压缩构型，这是由于对推压操作所赋予的这种构型的记忆，并且可能是由于瓶内部的真空压力。

根据另一个实施方案，压缩机布置在封盖机之后，优选地在倾斜装置之后。具体而言，压缩机布置在封盖机的下游，优选地布置在倾斜装置的下游。更优选地，压缩机布置在倾斜装置的正下游。

在任何情况下，压缩机可以任选地设置有冷却装置，例如喷嘴，该冷却装置适合于将冷却介质例如水和/或空气喷射到压缩后的瓶上。优选地，这种冷却装置构造成局部冷却可塌缩的外围凹槽。事实上，这种冷却稳定了瓶的压缩构型。此外，这种冷却以冷却液体出发，从而在瓶内部产生真空，这有助于在瓶被加盖时稳定压缩构型。

通常，在压缩机之后，提供冷却通道，瓶在该冷却通道中被进一步冷却。

在瓶加盖之前施加到空的或灌装后的瓶上的轴向力可以优选地施加在瓶口上，也可以施加在瓶的顶部上。施加在瓶口上是优选的，以避免污染瓶的嘴部。

作为非限制性示例，在施加到空容器上的轴向力的情况下，例如在吹塑机之后，数量级小于10千克，而在容器被加盖之后，数量级小于50千克。

有利的是，在所有实施方案中，瓶的压缩构型对于大量的瓶而言是稳定的和可再现的，这对大规模生产是至关重要的。

从属权利要求描述了本发明的优选的实施方案。

附图简述

借助于以下附图，依据通过非限制性示例说明的本发明的优选但非排他的实施方案的详细描述，本发明的进一步的特征和优点将变得更明显，在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的压缩机的示例；

图2示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图3示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图4示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图5示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图6示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图7示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图8示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图9示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图10示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图11示意性地示出了根据本发明的压缩机的另一个示例；

图12示意性地示出了根据本发明的设备布局的示例；

图13示意性地示出了根据本发明的设备布局的另一个示例；

图14示意性地示出了根据本发明的设备布局的另一个示例；

图14a示意性地示出了根据本发明的设备布局的另一个示例；

图15示出了设置有外围凹槽的瓶的细节的横截面轮廓，示出了通过施加外部压缩力塌缩的顺序；

图16示出了根据图15的瓶的一部分的纵向截面轮廓和放大细节；

图17示出了瓶的另一个示例的一部分的纵向截面轮廓和放大细节；

图18示出了根据一个示例的瓶的一部分的纵向截面轮廓和放大细节；

图19示出了根据一个示例的瓶的一部分的纵向截面和横向截面；

图20示出了根据一个示例的瓶的一部分的纵向截面和横向截面；

图21示出了根据一个示例的瓶的一部分的纵向截面和横向截面。

附图中相同的参考数字和相同的参考字母表示相同的元件或部件。

本发明的优选的实施方案的详细描述

本发明提供了一种设备，该设备包括用于容器，特别是用于优选由PET制成的瓶的压缩机，该压缩机设置有外围凹槽，该外围凹槽能够自身塌缩或闭合。

通常，压缩机包括：

-至少一个下部主体112、204、304，其具有表面，该表面设计成是容器基部的搁置表面；

-至少一个上部主体108、116、118、119、202、212、308，其设计成接触容器的在外围凹槽12上方的部分；

使得容器可以由至少一个下部主体112、204、304和至少一个上部主体108、116、118、119、202、212、308保持在直立位置，

-致动装置，用于致动至少一个下部主体112、204、304和/或至少一个上部主体108、116、118、119、202、212、308，以便施加轴向压缩力，该轴向压缩力沿平行于容器纵向轴线Z的方向作用，以便闭合外围凹槽12。当瓶，例如根据图15至图21的瓶，被压缩机处理时，轴向压缩力被施加，以便使近侧直边3与远侧直边4接触，从而减小容器的内部容积。

因此，压缩机构造成向瓶施加轴向压缩力，即沿每个瓶的纵向轴线作用的力。特别地，压缩机构造成使外围凹槽自身塌缩或闭合。因此，压缩机用于改变瓶的构型或形状。每个瓶从其初始构型变为压缩构型。初始构型是紧接在吹塑操作后瓶所呈现的构型，而压缩构型是在外围凹槽自身塌缩情况下的构型。这意味着处于压缩构型的瓶的高度或轴向长度和内部容积小于它们在初始构型中的高度和容积。特别是，处于压缩构型的瓶的总高度小于它们在初始构型中的总高度。

压缩机可以是例如旋转型或直线型的。

通常，旋转式压缩机适合于在瓶被上部主体和下部主体保持在直立位置时绕大体上平行于瓶的纵向轴线Z的旋转轴线旋转。

图1中示出了旋转式压缩机的示例。注意，以下附图仅示出了有助于理解本发明的部件。

旋转式压缩机包括两个平行且间隔开的支撑件，特别是上部支撑件102和下部支撑件104。例如，支撑件102、104是盘形形状的。上部支撑件102设置有以圆形图案布置的多个通孔106。杆108或心轴布置在每个通孔106中，并且从上部支撑件102朝向下部支撑件104突出。可选地，代替通孔，可以提供线性导引件。每个杆108设置有远离上部支撑件102的端部110，该端部110可以抵靠瓶50的嘴部的圆形上端部。下部支撑件104设置有以圆形图案布置的多个基部板112。每个基部板112与相应的杆108对齐，并且基部板112的数量等于杆108的数量。基部板112从下部支撑件104朝向上部支撑件102突出。每个基部板112具有远离下部支撑件104的表面114，该表面114是瓶50的基部的放置表面。每个瓶50可以被布置并保持在相应的杆108和基部板112之间的适当位置中。

旋转式压缩机被设计和构造成依次推压瓶，即向瓶施加轴向压缩力。具体而言，旋转式压缩机围绕竖直的旋转轴线在箭头R的方向上旋转。设置了凸轮机构(未示出)，该凸轮机构致动杆108和/或基部板112的竖直移动，如下面所说明的。

一些瓶(左手侧)以其初始构型即施加压缩力或推压力之前的构型示出，而一些瓶(右手侧)以压缩构型即施加闭合外围凹槽的推压力之后的构型示出。

如上面所提到的，为了顺序地推压瓶50，杆108和/或基部板112可以移动。例如，基部板112可以朝向上部支撑件102竖直向上移动，而杆108固定在适当位置中，从而反作用基部板112施加的推压力。可选地，杆108可以朝向下部支撑件104竖直向下移动，而基部板112被固定在适当位置中。可选地，杆108和基部板112可以朝向彼此移动。通常，杆108和/或基部板112被设计成移动预定长度。例如，当仅提供杆108的移动或仅提供基部板112的移动时，杆108或基部板112设计成行进包括在4mm和8mm之间的长度。当提供杆108和基部板112两者的移动时，杆108和基部板112各自设计成行进包括在5mm和7mm之间的长度。

压缩机还包括用于致动杆和/或基部板移动的合适的致动装置。特别地，可以提供用于致动凸轮机构的致动装置，凸轮机构进而致动杆和/或基部板的移动。

图1所示的压缩机被示出正在推压空瓶。可选地，如图2中所示，相同的压缩机可以推压灌装后的瓶。

图3示出了图1的旋转式压缩机的可选变型。图3的压缩机另外包括用于每个瓶50的夹持件116或夹子。具体而言，每个夹持件116设计成夹持瓶的位于颈环52正上方的部分。注意，技术人员可以很容易地理解颈环的含义。夹持件116可以任选地向下移动，作用在颈环52上，以便施加轴向压缩力。在图4中所示的变型中，图3的压缩机未设置有杆108。当未设置杆108时，避免了瓶50的嘴部受到任何可能的污染。每个瓶50的压缩可以通过相应基部板112和/或夹持件116的竖直移动来实现。当夹持件116设计成作用在颈环52上移动，特别是向下移动时，提供合适的致动装置来致动夹持件116的移动。

图5示出了图4的旋转式压缩机的可选变型。图5的压缩机还包括用于每个瓶50的夹持件118。每个夹持件118设计成夹持每个瓶50的颈环52。特别地，每个夹持件50设计成夹持的瓶的位于瓶环52正上方的部分和瓶的在瓶环52正下方的部分。每个瓶的压缩可以通过相应的基部板112和/或夹持件118的竖直移动来实现。当夹持件118设计成移动，特别是向下移动时，提供了合适的致动装置来致动夹持件118的移动。

图6示出了图1的旋转式压缩机的可选变型。图6的压缩机另外包括布置在上部支撑件102和下部支撑件104之间的轮120。轮120设置有多个凹槽122或座。每个凹槽122可以容纳瓶50，并且有助于将瓶50保持在直立位置，特别是在施加推压力期间。通常，轮120也与上部支撑件102和下部支撑件104一起旋转。

图7示出了图3的旋转式压缩机的可选变型。图7的压缩机也包括用于每个瓶50的夹持件119。每个夹持件119设计成在颈环52的下方接触每个瓶50的肩部。对每个瓶50的压缩可以通过相应的基部板112和/或杆108的竖直移动来实现。作用在每个瓶的肩部上的夹持件119设计成导引瓶。特别是，夹持件119有助于保持瓶的直立位置。当夹持件119设计成移动，特别是向下移动时，提供了合适的致动装置来致动夹持件119的移动。

注意，在不包括杆的变型中，上部支撑件不是必需的。在这种情况下，夹持件或夹子可以被限制在下部支撑件上。例如，设置有夹持件的中心支撑结构可以被限制到下部支撑件。

图8示出了线性压缩机的示例。线性压缩机包括下部输送带204，多个瓶50可以放置在该输送带204上。具体而言，每个瓶的基部放置在下部输送带204的上表面上。线性压缩机还包括上部输送带202。上部输送带202和下部输送带204是电动的。优选地，上部输送带202和下部输送带204同步，即以相同的速度移动。上部输送带202和下部输送带204在使用中为瓶界定相同的行进方向T。注意，在包括线性压缩机的实施方案中，上部输送带和/或下部输送带也可以是不同类型的输送机，例如链式输送机或类似的输送机。

上部输送带202设置有倾斜部分206或台阶。特别地，上部输送带202设置有由倾斜部分206连接的两个大体上直的部分208、210。任选地，不提供第一部分208，即仅提供倾斜部分206和第二直部分210。

第一部分208和上部部分210的下表面大体上平行于下部输送带204的上表面。第一部分208的下表面(左手侧，图8)与下部输送带204的上表面之间的距离大于第二部分210的下表面(右手侧，图8)与下部输送带204的上表面之间的距离。此外，在倾斜部分206处，上部输送带202的下表面和下部输送带204的上表面之间的距离逐渐减小。例如，台阶206与第一部分208的下表面—或者等同地与第二部分210的下表面—形成锐角β，该锐角β优选小于60°，例如包括在1°和45°之间的范围内，包括端值。台阶206防止瓶的倾斜。举例来说，当必须压缩具有189mm的高度(初始构型)的容器时，第一部分208(当提供时)的下表面与下部输送带204的上表面之间的距离大于189mm；且第二部分210的下表面与下部输送带204的上表面之间的距离包括在177-179mm之间。

一般来说，优选的是，初始构型和压缩构型之间的高度差为10-12mm，优选地最大15mm，特别是对于具有500ml最终容积的瓶而言。

线性压缩机设计成在从第一部分朝向第二部分的方向上运输瓶50，如箭头T所示。因此，处于其初始构型的瓶在第一部分的下方或左侧被放置在下部输送带204上，使得每个瓶的嘴部或盖(如果瓶被加盖)的圆形上端部靠近，而不接触第一部分208的下表面。

当瓶50到达台阶206时，瓶的压缩开始。第二部分210的长度和输送带202、204的行进速度可以设计成实现瓶的最佳压缩，这确保了当瓶离开线性压缩机时构型稳定。事实上，可能需要压缩后的瓶在第二部分210处保持一定时间，以确保瓶50的稳定构型。例如，线性压缩机可以设计成使得每个瓶在第二部分210处保持包括在1至5分钟之间的时间。例如，当容器的最终温度低于45℃时，2分钟是足够的。例如，当行进速度是约10瓶/秒时，第二部分的长度是约10-20米。图9示出了线性压缩机的变型。在该变型中，上部输送带212是大体上直的，即未设置有台阶。瓶的压缩通过上部输机带212的竖直移动而被同时实现。

图10和图11示出了线性压缩机的另一个示例，其包括下部支撑件304和杆308。瓶的基部可以搁置在下部支撑件304的上表面上。杆308延伸并构造成竖直移动，即沿大体上垂直于下部支撑件304的上表面的方向移动。注意，可以提供一个以上的杆，并且在这种情况下，杆彼此平行布置，并且可以同时移动。杆308设有端部310，该端部310可以抵靠在瓶50的嘴部的圆形上端部上。杆308的竖直移动导致对齐布置的并位于杆308下方的瓶压缩。优选地，下部支撑件是输送带。可选地，杆308也可以水平移动，以便与待压缩的每个瓶顺序地对齐。

图10中所示的瓶是空瓶，并且图11中所示的瓶被灌装并被加盖。

注意，在所有实施方案中，不管在附图中具体示出了什么，根据压缩机在设备布局中的位置，由压缩机处理的瓶也可以是空的和未加盖的瓶或者灌装后的和未加盖的瓶。

在所有实施方案中，压缩机可以任选地设置有冷却装置，例如喷嘴，其适合于将冷却介质例如水和/或空气喷射到压缩后的瓶上。优选地，这种冷却装置构造成局部冷却可塌缩的外围凹槽。事实上，这种冷却稳定了瓶的压缩构型。此外，这种冷却以冷却液体出发，从而在瓶内部产生真空，这有助于稳定压缩构型。

本发明还提供了热灌装或温灌装类型的设备或生产设施。该设备因此构造成执行热灌装或温灌装工艺。图12、13、14和图14a示意性地示出了根据本发明的设备的示例。

该设备通常包括至少：吹塑机B、灌装机F、封盖机C、倾斜装置T和冷却通道CT。

吹塑机B、灌装机F和封盖机C可以是旋转型或直线型的。例如，这些机器可以以圆盘传送带或轮的形式构造，圆盘传送带或轮围绕相应的竖直旋转轴线旋转。一个或更多个传送装置TW，例如传送轮，可以设置在这些机器之间。此外，可以提供本领域技术人员公知的装载轮和卸载轮。

优选地，吹塑机B是注射拉伸吹塑成型机(Injection Stretch Blow Mouldingmachine)。吹塑机B包括多个模具，并通过吹塑预成型件来生产瓶。模具被加热，例如在包括在105和110℃之间的温度下被加热。通常，模具的加热在主体区域处进行。因此，在吹塑工艺之后，吹塑的瓶仍然是温的。通常，但不排他地，在吹塑工艺之后，瓶处于包括在30℃和60℃之间的温度下。

灌装机F在每个瓶中注入热的或温的液体。例如，在温灌装工艺中，瓶用通常在60℃和75℃之间的温度下的液体灌装，而在热灌装工艺中，瓶用通常在85℃和92℃之间的温度下的液体灌装。

封盖机C将盖施加到瓶。

加盖后，瓶通过倾斜装置T或倾斜机器或站旋转或倾斜。通常，倾斜装置T包括线性输送机。举例来说，倾斜操作包括将瓶旋转约90°的步骤，并且该位置保持约30秒。然后，使瓶再次旋转，使得它们直立，即处于盖朝上的竖直位置。倾斜装置T在本领域中是众所周知的，并因此不再进一步描述。这种倾斜装置(未示出)通常布置在封盖机C之后。

冷却通道CT通常包括运输装置，例如输送带，以运输瓶。冷却通道还包括适合于将冷却介质例如水喷射到瓶上的一系列喷嘴。优选地，当瓶沿通道向前移动时，水以渐降的温度被喷射。

此外，该设备包括压缩机P，也称为推压机。压缩机构造成向瓶施加轴向压缩力，即施加沿每个瓶的纵向轴线作用的力。特别地，压缩机构造成使外围凹槽自身塌缩或闭合。因此，压缩机用于改变瓶的构型或形状。每个瓶从其初始构型变为压缩构型。初始构型是在吹塑操作后瓶所呈现的构型，而压缩构型是外围凹槽自身塌缩的构型。这意味着处于压缩构型的瓶的高度或轴向长度和容积小于它们在初始构型中的高度和容积。压缩机P可以是旋转型或直线型的。例如，但不限于，压缩机可以是图1至图11中所示的压缩机中的一个。

根据第一实施方案(图12)，压缩机P布置在吹塑机B和灌装机F之间。具体地，压缩机P布置在吹塑机B的下游，优选地布置在吹塑机B的正下游。可以设置装载轮和卸载轮(未示出)，以便将瓶布置在压缩机P中。

在该实施方案中，优选地，压缩机P构造成施加包括在10N和60N之间，优选地在20N和50N之间的力。优选地，施加这种力的时间在0.1秒和6秒之间。

该设备还可以任选地包括一个或更多个传送轮TW，以将瓶从一台机器传送到另一台机器，例如从吹塑机B传送到灌装机F。传送装置可以是旋转型或直线型的。

根据另一个实施方案，如图13中所示，压缩机P布置在封盖机C之后，优选地布置在倾斜装置T之后。特别地，压缩机P布置在封盖机C的下游，优选地布置在倾斜装置T的下游。更优选地，压缩机P布置在倾斜装置T的正下游。

在该实施方案中，优选地，压缩机P构造成施加包括在10N和600N之间，优选地在300N和500N之间的力。优选地，施加这种力的时间包括在60秒和300秒之间。

根据另一实施方案(未示出)，压缩机布置在冷却通道之后。具体而言，压缩机布置在冷却通道的下游，优选地布置在冷却通道的正下游。

在该实施方案中，优选地，压缩机构造成施加包括在100N和300N之间，优选地在120N和280N之间的力。优选地，施加这种力的时间包括在10秒和120秒之间。

根据图14中所示的另一实施方案，压缩机P布置在封盖机C之后和倾斜装置T之前。

根据图14a中所示的另一实施方案，压缩机P布置在灌装机F之后和封盖机C之前。

根据另一个实施方案，封盖机也用作压缩机。

根据另一个实施方案，灌装机也用作压缩机。事实上，在这种情况下，灌装机构造成向瓶施加轴向压缩力。因此，同一机器既可以既灌装瓶又压缩瓶。瓶的压缩可以在灌装操作之前、期间或之后进行。

根据其它实施方案，作为非限制性示例，设备构型或布局使得压缩机布置在封盖机之前或封盖机之后。此外，压缩机可以在吹塑机和灌装机之间或者在灌装机和封盖机之间的任何中间星形轮上实现。

根据又一实施方案，吹塑机不同于包括压缩机的系统或设备。优选地，在这种情况下，参照图12-14，吹塑机B被冲洗器或冲洗机替换，并且瓶优选地使用空气输送机供应到灌装机，瓶通过吹塑机或理瓶机来供应。

可选地，提供一线路，在该线路中，压缩机定位在冲洗器之前，并集成在压缩/冲洗/灌装/加盖设备中，或者作为独立设备集成在冲洗/灌装/加盖设备之前，这两种构型均通过布置在灌装机和鼓风机或理瓶机之间的空气输送机来供应瓶。

可选地，本发明提供了一种用于热灌装或温灌装的设备，该设备包括：

吹塑机B、筒仓和/或理瓶机，筒仓和/或理瓶机适合于被吹塑机B供应瓶，

其中提供了压缩机P，该压缩机构造成沿可塌缩的热塑性容器的纵向轴线Z向该热塑性容器施加轴向压缩力，

其中所述压缩机P定位在吹塑机之后，例如吹塑机和筒仓和/或理瓶机之间，优选地，压缩机直接连接到吹塑机，其中可塌缩的热塑性容器设计成用于热灌装或温灌装工艺，并且该可塌缩的热塑性容器包括：

-设置有肩部的主体，

-颈部13，其设置有圆形上端部和颈环52，圆形上端部在主体的第一侧界定开口，

-基部，其在主体的与第一侧相对的第二侧处界定基部平面，

该主体沿纵向轴线Z在颈部13和容器中部之间具有外围凹槽12，

包括邻近颈部13的第一侧3和远离颈部13的第二侧4，

由此当轴向压缩力沿纵向轴线Z施加时，第一侧3与第二侧4接触，从而减小了容器的内部容积，

该压缩机P包括：

-至少一个下部主体112、204、304，该至少一个下部主体112、204、304具有表面，该表面设计成是可塌缩热塑性容器的基部的搁置表面；

-至少一个上部主体108、116、118、119、202、212、308，其设计成接触可塌缩热塑性容器的在外围凹槽12上方的部分；

使得可塌缩热塑性容器可以由该至少一个下部主体112、204、304和该至少一个上部主体108、116、118、119、202、212、308保持在直立位置，

-致动装置，用于致动该至少一个下部主体112、204、304和/或该至少一个上部主体108、116、118、119、202、212、308，以便施加所述轴向压缩力，以便使第一侧3与第二侧4接触，从而减小可塌缩热塑性容器的内部容积。

优选地，但不排他地，在本发明的所有实施方案中，瓶被灌装成使得顶部空间容积是瓶处于其初始构型的总容积的4％至8％。

本发明还提供了一种其中提供有根据本发明的设备的热灌装或温灌装工艺，该热灌装或温灌装工艺包括通过压缩机同时地或顺序地为一个或更多个可塌缩的容器施加所述轴向压缩力的步骤。

例如，本发明提供了一种热灌装或温灌装工艺，其依次包括以下步骤：

-通过吹塑机B生产多个可塌缩热塑性容器；

-通过压缩机P同时或依次向可塌缩热塑性容器施加所述轴向压缩力；

-通过灌装机F灌装可塌缩热塑性容器。

根据另一个示例，本发明提供了一种热灌装或温灌装工艺，其依次包括以下步骤：

-通过吹塑机B生产多个可塌缩热塑性容器；

-通过灌装机F灌装可塌缩热塑性容器；

-通过压缩机P同时或依次向可塌缩热塑性容器施加所述轴向压缩力；

-通过封盖机C对可塌缩热塑性容器加盖。

作为非限制性示例，下面描述了适合由本发明的压缩机和设备处理的容器的示例。

该容器是一种用于液体的可塌缩热塑性容器，该容器适合于非碳酸液体的热灌装、温灌装或冷灌装工艺，界定纵向轴线(Z)，并且包括：

-主体，

-颈部，其在主体的第一侧处设置有开口，

-基部，其在主体的与第一侧相对的第二侧处界定基部平面，

主体具有两个大体上截头圆锥形的或截头棱锥形的部分，这两个部分具有其彼此相对的较小的基部，以在容器的颈部和中部之间沿纵向轴线Z构成外围凹槽，该外围凹槽在其在与纵向轴线Z共面的第一平面上的投影上具有V形轮廓；

该V形轮廓具有：指向纵向轴线Z的顶点；邻近颈部的近侧直边，该近侧直边具有相对于垂直于纵向轴线Z的第二平面成第一角度的第一斜面，并且具有第一长度；和远离颈部的远侧直边，该远侧直边具有相对于所述第二平面成第二角度的第二斜面，并且具有第二长度，

其中第二长度小于第一长度，

并且其中第一角度大于第二角度，

由此，当沿纵向轴线Z施加大于由大气压力产生的力的压缩力时，任选地仅当这样的压缩力被施加时，近侧直边与远侧直边接触，从而减小容器的内部容积。

容器，尤其是瓶，由热塑性材料(例如PET)制成。瓶被设计成用于避免由于压力变化引起的不受控制的收缩效应。

为了补偿瓶中的内部压力变化，瓶被设计成使得通过施加轴向外力，即沿瓶的纵向轴线Z作用的力，瓶的内部容积和高度以受控的方式减小。这种由于瓶的高度的减小而造成的容积的减少引起内部压力的增加，内部压力的增加可以补偿由于在包装产品的寿命周期的各个阶段中所容纳液体的温度或容积变化可能发生的任何压力降低。如果没有压力降低，如前所描述，则瓶可以承受由于这种容积减小造成的更高的竖直顶部载荷。这种瓶可以具有横向于瓶纵向轴线Z的不同横截面，例如圆柱形、正方形、八边形、多边形横截面等。作为非限制性示例，瓶可以具有500ml至1000ml的容积。例如，本发明的容器可以具有500ml的容积和18g至22g，优选地18g至20g，例如19g的重量。

在本文件中，以下描述的部分将参考在平面上特别是在与纵向轴线Z共面的平面上的投影来进行。

参考图15和图16，根据第一示例，瓶界定纵向轴线Z并且包括主体和基部，主体具有在一侧具有开口的颈部13，基部封闭瓶并且界定与颈部13相对的基部平面。主体具有邻近颈部13的部分9和远离颈部13的部分10。在近侧部分9和远侧部分10之间具有主体的两个大体上截头圆锥形的部分，该两个部分具有其彼此相对的较小的基部。换句话说，邻近颈部13的截头圆锥形部分的较大的基部指向近侧部分9，并且远离颈部13的截头圆锥形部分的较大的基部指向远侧部分10。以这种方式，形成外围凹槽12，在该示例中外围凹槽12是周向凹槽，在与纵向轴线Z共面的平面上的投影上具有V形轮廓并且其顶点5指向纵向轴线Z。优选地，该外围凹槽位于容器的“肩部”处，即在瓶的邻近于其颈部的弯曲部分中。V形轮廓具有两个直边，即邻近颈部13的第一直边3和远离颈部13的第二直边4。因此，外围凹槽12是具有从瓶的外侧面减小到顶点5的沿纵向轴线Z的长度的间隙。在该示例中，顶点是界定环的内部肋5，该内部肋5成形为在与纵向轴线Z共面的平面上的其投影上具有包括在0mm和3mm之间的半径Ri的圆弧。

近侧边3具有与垂直于纵向轴线Z的平面X成角度α2的斜面7，并且远侧边4具有与平面X成角度α1的斜面8。例如，平面X是包含内部肋5的圆弧的中点的平面。

外围凹槽的开度角由α表示，并通过以下等式确定：

α＝α1+α2

其中α2>α1

如所提到的，近侧边3和远侧边4是直的；近侧边具有长度d₁，远侧边具有长度d₂，并且d₂小于d₁。长度d₁和d₂是直边的实际长度，即图16中所指示的直边。外围凹槽沿垂直于纵向轴线Z的方向上的深度大体上由d₂和d₁确定。

近侧部分9和远侧部分10通过弯曲部分连接到优选地直接连接到主体的相应的截头圆锥形部分，弯曲部分在图16中示出为圆弧。在远侧部分10和其相应的截头圆锥形部分之间的弯曲部分由参考数字6指示。在近侧部分9和其相应的截头圆锥形部分之间的弯曲部分由参考数字6’指示。优选地，弯曲部分6’的平行于纵向轴线Z的切线与弯曲部分6或远侧直边4相交。

图15示出了当外部压缩力沿纵向轴线Z中心地施加在例如颈部13处时瓶的塌缩。瓶的初始位置或初始构型由参考数字1、实线指示，并且最终位置或最终构型由参考数字2、虚线指示。通过施加该压缩力，外围凹槽12改变位置和形状。特别地，在最终位置2中，外围凹槽12在自身上塌缩。通过施加约90N至130N的外部力，优选地外部力与内部肋5的形状有关，近侧边3和远侧边4结合，即彼此接触，如在图1中以参考数字11示出的。外部压缩力的施加确保了外围凹槽12的塌缩是受控的。当外部力逐渐施加到瓶时，塌缩顺序开始于远侧边4，远侧边4朝向瓶的基部弯曲，使其初始斜面从反转点开始反转，其中内部肋5以较快的速度移动并且在移动结束时达到最低允许位置，即相对于其塌缩前的初始位置，处于沿纵向轴线Z的离颈部13更远的高度处。近侧边3向下移动，几乎保持其形状和斜面。通过近侧边3推压，弯曲部分6相对于其初始位置径向远离纵向轴线Z移动同时减小其曲率半径，并且以这种方式改变其形状，如在图15中由参考数字56所示，以这种方式有助于给予瓶更多的稳定性和刚性。外围凹槽12的结构和所施加的力导致突动动作(snap action)，该突动动作激起自身闭合的凹槽间隙突然塌缩，如在图15中通过最终位置2、虚线所示出的。该最终位置2处于稳定平衡，并且只有外部力，即牵引力可以使瓶呈现其初始位置1。凹槽的闭合是通过外部力以连续的向下运动即朝向容器基部的运动平滑地实现的，容器从初始位置1朝向位置2转变，直到发生突然塌缩。该塌缩通常是不可逆的并且在消除轴向载荷(即压缩力)之后仍然保持。当施加外部压缩力时，凹槽塌缩并且破坏聚合物的所谓的“记忆”，在反方向上的另一个外部力即牵引力不介入的情况下，这不允许凹槽恢复到初始形式。显然，如果瓶中压力降低，要重新获得初始形状而必须的力施加将更大。

值得注意的是，有利地可以通过邻近弯曲部分的直边来实现有效的突动机构，如在本发明的可压缩瓶中，例如邻近弯曲部分6的直边4。实际上，在最终位置2中呈现的构型中由参考数字56(图1)指示的弯曲部分6，在结合的直边(图1中参考数字11)上施加这样的力使得通常仅牵引力可以使瓶回到其初始位置1。此外，因为直边11是直的，所以这些结合的直边11可以承受弯曲部分(该弯曲部分由参考数字56指示)所施加的力。使弯曲部分6’邻近直的部分3也是有利的。

参考图17，根据本发明的第二示例，瓶界定纵向轴线Z并且包括主体和基部(未示出)，主体具有颈部13，颈部13在一侧处具有开口，基部封闭瓶并且界定与颈部13相对的基部平面。主体具有邻近颈部13的部分9和远离颈部13的部分10。在近侧部分9和远侧部分10之间具有主体的两个大体上截头圆锥形的部分，该两个部分具有彼此相对的其较小的基部。换句话说，邻近颈部13的截头圆锥形部分的较大的基部指向近侧部分9，并且远离颈部13的截头圆锥形部分的较大的基部指向远侧部分10。以这种方式，形成外围凹槽32，在该示例中外围凹槽32是周向凹槽，在其在与纵向轴线Z共面的平面上的投影上具有V形轮廓，其顶点25指向纵向轴线Z。优选地，外围凹槽位于容器的“肩部”处，即位于瓶的邻近于其颈部的弯曲部分中。V形轮廓具有两个直边，即邻近颈部13的第一直边23和远离颈部13的第二直边24。因此，外围凹槽32是具有从瓶的外侧面减小到顶点25的沿纵向轴线Z的长度的间隙。在该示例中，顶点是界定环的内部肋25，该内部肋25成形为在与纵向轴线Z共面的平面上的其投影上是长度hi包括在0mm和3mm之间的直线段，从而赋予外围凹槽32类似于梯形的一部分的横截面形状。

近侧边23具有与垂直于纵向轴线Z的平面X成角度α4的斜面27，并且远侧边24具有与平面X成角度α3的斜面28。

外围凹槽的开度角由α10表示，并通过以下公式确定：

α10＝α3+α4

其中α4>α3

如所提到的，近侧边23和远侧边24是直的；近侧边具有长度d₃，远侧边具有长度d₄，并且d₄小于d₃。长度d₃和d₄是直边的实际长度，即图17中所指示的直边。外围凹槽沿垂直于纵向轴线Z的方向上的深度大体上由d₄和d₃确定。

近侧部分9和远侧部分10通过弯曲部分连接到优选地直接连接到主体的相应的截头圆锥形部分，弯曲部分在图16中示出为圆弧。在远侧部分10和其相应的截头圆锥形部分之间的弯曲部分由参考数字26指示。在近侧部分9和其相应的截头圆锥形部分之间的弯曲部分由参考数字26’指示。优选地，弯曲部分26’的平行于纵向轴线Z的切线与弯曲部分26或远侧直边4相交。

该塌缩机构与瓶的第一示例中的大体上相同。

优选地，在第一描述示例和第二描述示例中，凹槽位于由以下表达式给出的高度h处：

h_Tot/2<h<4/5h_Tot

其中h表示所测量的外围凹槽的位置距离瓶的基部平面的高度，且h_Tot表示在由于所施加外部力而导致瓶塌缩前的瓶的初始总高度。

优选地，外围凹槽位于颈部和瓶的最大直径的部分之间。

参考图18，根据瓶的第一示例和第二示例的变型，将远侧部分10连接到截头圆锥形部分的弯曲部分36是波纹状的，以便促进外围凹槽从远侧边开始塌缩。

参考图19，根据第一实施方案和第二实施方案的变型，近侧边33和远侧边34是滚花的。例如，可以提供多个突出的肋，使得近侧直边的表面大体上是起伏的。近侧边和远侧边的肋是直的并且可以配合在一起。

参考图20，根据瓶的第一示例和第二示例的变型，近侧边43和远侧边是分段的。例如，可以提供多个肋，使得在近侧直边的表面上界定多个大体上矩形形状的区域。

参考图21，根据瓶的第一示例和第二示例的变型，外围凹槽的内部肋42在垂直于纵向轴线Z的平面上的其投影上成形为波状圆圈。

在图19至图21中示出的这些不同的构型有助于赋予刚性该，刚性需要外部力来实现瓶在外围凹槽处的塌缩。

值得注意的是，本发明的机器和设备可以与设置有一个或更多个外围凹槽的其它瓶一起使用，这些凹槽设计成当压缩力施加到瓶上时塌缩或闭合。

Claims (14)

1.一种用于热灌装或温灌装的设备，包括：

吹塑机(B)、灌装机(F)、封盖机(C)、倾斜机(T)、冷却通道(CT)，

其中提供了压缩机(P)，所述压缩机(P)构造成沿可塌缩热塑性容器的纵向轴线(Z)向所述可塌缩热塑性容器施加轴向压缩力，

其中所述压缩机(P)定位在所述吹塑机(B)和所述灌装机(F)之间或者定位在所述灌装机(F)和所述封盖机(C)之间，

或者其中所述灌装机也是所述压缩机，

或者其中所述封盖机也是所述压缩机，

其中所述可塌缩热塑性容器设计成用于热灌装或温灌装工艺，并且包括：

-设置有肩部的主体，

-颈部(13)，其设置有圆形上端部和颈环(52)，所述圆形上端部在所述主体的第一侧界定开口，

-基部，其在所述主体的与所述第一侧相对的第二侧处界定基部平面，

所述主体具有沿所述纵向轴线(Z)在所述颈部(13)和所述容器的中部之间的外围凹槽(12)，

所述外围凹槽(12)包括邻近所述颈部(13)的第一侧(3)和远离所述颈部(13)的第二侧(4)，

由此当所述轴向压缩力沿所述纵向轴线(Z)施加时，所述第一侧(3)与所述第二侧(4)接触，从而减小所述容器的内部容积，

所述压缩机(P)包括：

-至少一个下部主体(112、204、304)，其具有表面，所述表面设计成是所述可塌缩热塑性容器的所述基部的搁置表面；

-至少一个上部主体(108、116、118、119、202、212、308)，其设计成接触所述可塌缩热塑性容器的在所述外围凹槽(12)上方的部分；

使得所述可塌缩热塑性容器能够由所述至少一个下部主体(112、204、304)和所述至少一个上部主体(108、116、118、119、202、212、308)保持在直立位置，

-致动装置，其用于致动所述至少一个下部主体(112、204、304)和/或所述至少一个上部主体(108、116、118、119、202、212、308)，以便施加所述轴向压缩力，以便使所述第一侧(3)与所述第二侧(4)接触，从而减小所述可塌缩热塑性容器的所述内部容积。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述压缩机是旋转型的，适合于围绕旋转轴线旋转，并且设置有多个下部主体(112)和多个以圆形图案布置的上部主体(108、116、118、119)，其中每个上部主体(108、116、118、119)大体上与相应的下部主体(112)对齐。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，设置有第一致动装置和/或第二致动装置，所述第一致动装置构造成沿平行于所述旋转轴线的方向顺序地升起所述下部主体(112)，所述第二致动装置构造成沿所述方向顺序地降低所述上部主体(108、116、118、119)，以便施加所述轴向压缩力。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一致动装置和/或所述第二致动装置包括相应的凸轮机构。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的设备，其中，每个上部主体包括适合于接触所述容器的所述圆形上端部的杆(108)，或者其中每个上部主体包括夹持装置(116、118)，所述夹持装置(116、118)适合于接触所述容器的所述颈环(52)或所述肩部以便施加所述轴向压缩力。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，设置有定位装置(119、120)，以有助于保持所述容器的所述直立位置。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个下部主体是一个下部输送机(204)，并且所述至少一个上部主体是一个上部输送机(202、212)，所述下部输送机(204)和所述上部输送机(202、212)在使用中界定多个可塌缩热塑性容器的行进方向(T)。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述上部输送机(202)设置有平行于所述下部输送机(204)的直部分(210)，以及设置有相对于所述直部分(210)倾斜且相邻的倾斜部分(206)，所述倾斜部分(206)构造成使得所述下部输送机(204)和所述上部输送机(202)之间的距离在所述倾斜部分(206)处逐渐减小，以在所述直部分(210)处达到最小距离，由此当容器到达所述直部分(210)时，所述轴向压缩力被施加；所述致动装置是致动所述上部输送机和所述下部输送机的马达。

9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述致动装置设计成沿大体上垂直于所述行进方向(T)的方向降低所述上部输送机(212)，以便同时向多个可塌缩热塑性容器施加所述轴向压缩力。

10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个下部主体是一个输送机(304)，

并且所述上部主体包括杆(308)或者夹持件，所述杆(308)适合于抵靠在所述容器的所述圆形上端部或所述容器的盖上，所述夹持件适合于接触所述颈环(52)或所述容器的所述肩部以便施加所述轴向压缩力。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述压缩机包括冷却所述外围凹槽(12)的冷却装置。

12.一种热灌装或温灌装工艺，其中，提供了根据权利要求1至11中任一项所述的设备，所述热灌装或温灌装工艺包括通过所述压缩机(P)同时地或顺序地向一个或更多个可塌缩容器施加所述轴向压缩力的步骤。

13.根据权利要求12所述的热灌装或温灌装工艺，包括以下步骤：

-通过所述吹塑机(B)生产多个可塌缩热塑性容器；

-通过所述压缩机(P)同时地或顺序地向所述可塌缩热塑性容器施加所述轴向压缩力；

-通过所述灌装机(F)灌装所述可塌缩热塑性容器。

14.根据权利要求12所述的热灌装或温灌装工艺，包括以下步骤：

-通过所述吹塑机(B)生产多个可塌缩热塑性容器；

-通过所述灌装机(F)灌装所述可塌缩热塑性容器；

-通过所述压缩机(P)同时地或顺序地向所述可塌缩热塑性容器施加所述轴向压缩力；

-通过所述封盖机(C)对所述可塌缩热塑性容器加盖。