CN115871205A - 带控制阀门装置的塑料预制件成型设备和方法 - Google Patents

Abstract

将塑料预制件成型为塑料容器(20)的方法，其中塑料预制件(10)沿预定的输送路径被输送，并在此输送过程中受到可流动介质的作用和膨胀，其中减压站(6)的可控阀门(65)控制压缩空气储罐(74)的加压，例如通过可流动介质控制环形通道，并预定目标压力，通过该目标压力向压缩空气储罐(74)加压，其中在减压站(6)的阀门(65)的控制中考虑该目标压力，其特征在于，确定实际压力，并将该实际压力与该目标压力进行比较，并从该比较中确定修正值，在阀门(65)的控制中考虑和/或使用该修正值。

Description

带控制阀门装置的塑料预制件成型设备和方法

技术领域

本发明涉及一种将塑料预制件成型为塑料容器的方法和装置。在饮料制造业中，塑料预制件首先被加热，然后通过供给压缩空气形成塑料容器，如成型为塑料瓶，是已知的。

背景技术

使用不同的程序来生产塑料瓶。在创建瓶子程序时，压力，特别是吹气压力，是在一个操作单元上设置的，如触摸屏。机器控制将这些参数转化为电流设定值(4-20mA)，并将其传导至相应的阀门。该阀门将电信号转化为气动压力，圆顶压力调节器的控制压力。

圆顶压力调节器调节起始压力，例如将35bar的二次压力降低到25bar，并将其送入环形通道。这个环形通道又与在每个成型站上的阀块相连。

如果需要压缩空气来吹瓶，阀块会打开各自的吹气阀，并且空气会从环形通道流向容器。在此过程中，在圆顶压力调节器能够再次平衡压力或对其做出反应之前，环形通道中的压力就会因抽气而下降或短暂地中断。

由于涉及大量的部件，出现了控制公差，即目标压力和实际压力之间的偏差。根据阀门和圆顶压力调节器的技术条件，控制公差可以达到4bar。此外，由于不同的空气要求，在压缩空气储罐中，例如在环形通道中，会出现不同大小的偏差。

例如，由于较大的内部摩擦力，新出厂的阀门比“被磨合”的阀门有更大的控制公差和反应时间。圆顶压力调节器的控制公差随设定值的高低而变化很大。在低的设定值下，例如5bar，偏差实际上比30bar的设定值高得多。

此外，阀门或圆顶压力调节器不会主动重新调整。在出现短暂的强烈空气需求时，在压力调节器对此做出反应并重新调整压力之前，压力会短暂地更强烈地中断。在发生爆瓶等破坏性影响的情况下，压力水平的波动也更大，并对吹瓶的质量影响也更大(因为材料的分布)。容器的材料分布主要由容器内的压力上升以使拉伸杆运动而决定，因此这也会随着压力的波动而发生强烈的变化。

发明内容

因此，本发明的目的是补偿这种控制公差或防止这种公差。根据本发明，这一点是通过独立专利权利要求的目的实现的。有利的实施方案和进一步发展是分项权利要求的主题。

在根据本发明将塑料预制件成型为塑料容器的方法中，塑料预制件沿着预定的输送路径进行输送，且在输送过程中使用可流动介质加压，特别是气体介质(特别是压缩空气)，并以这种方式膨胀，其中可控阀门(特别是减压站的可控阀门)通过可流动介质控制压缩空气储罐的加压，特别是环形通道，其中预定了目标压力，用该压力对压缩空气储罐加压，其中在阀门的控制中考虑该目标压力或目标压力的设定值。

根据本发明，实际压力被确定，且该实际压力与目标压力进行比较，并从该比较中确定和/或计算出修正值，在阀门(减压站)的控制中考虑和/或使用该修正值，和/或在考虑该实际压力或取决于该实际压力的情况下控制阀门。

因此，建议确定实际压力，特别是瞬时实际压力，特别是压力容器内的实际压力(特别是用压力传感器)，并与目标压力进行比较。从这个比较中可以得出阀门的相应控制。

优选的是，可流动介质是压缩空气。然而，比如用液体介质膨胀，例如待填充的产品，也是可以考虑的。

因此，优选的是，上述阀门被分配到减压站。该(至少一个)阀门优选是该减压站的组成部分，且优选控制该减压站。如上所述，减压站的作用是将起始压力降低至设备使用的二次压力。优选的是，所述阀门在可流动介质的流动方向上设置在减压站的上游，和/或其是该减压站的组成部分。优选的是，所述减压站的阀门是中央阀门，它没有被分配到确定的成型站，但影响到压缩空气向储罐的供应。

在一个优选的方法中，实际压力是在膨胀过程中连续确定的。然而，也可以考虑，实际压力是在膨胀过程中的预定时间确定的。

在另一个优选的实施方案中，通过拉伸杆使容器在其纵向上膨胀。这种拉伸杆被插入塑料预制件的内部。特别优选的是，塑料预制件在吹塑模具的内部被成型为容器。

在另一个优选方法中，调节阀门。优选地，用于将塑料预制件成型为塑料容器的相应设备具有可移动的，特别是可旋转的支撑体，特别是所谓的吹气轮，在其上排列着多个成型站。

在另一个有利的方法中，目标压力是由用户设定的，例如通过操作装置，如触摸板。然而，也可以考虑，目标压力是由机器控制器设定的，例如，根据瓶子程序，塑料预制件由其应被膨胀。

在一个优选的方法中，修正值来自于实际压力和目标压力之间的差异。通过这种方式，阀门的控制就可以考虑到这种差异。优选的是，从这些值或差值中计算出偏移量，在阀门的控制过程中将其考虑在内。这种偏移量可以根据时间计算和考虑。

通过实际压力(例如通过压力传感器确定)和目标值(例如通过操作装置或触摸板设定)的差异，可以由控制装置，特别是电子控制装置计算和/或主动抵消偏移量。

优选的是，这个偏移量是在操作设备上用输入的目标值计算得到，并转发给阀门。有利的是，该阀门是一个比例阀。

在另一个优选的实施方案中，控制装置已知成型站的各个阀块的吹气阀何时被打开和启动，因此有可能在规定的时间内提前抵消减压站中必要的压力增加(通过减压站的阀门的相应启动)。

优选的是，将上述吹气阀分配给各个成型站，而将上述阀门分配给减压站。

在一个优选的方法中，比例阀和/或减压站，如圆顶压力调节器，计算得到目标值。通过这种方式，可以在环形通道等压缩空气储罐中保持理想的目标压力。

另一种可能性是，代替或附加地，在压缩空气储罐中的压力传感器，如在环形通道中的压力传感器，在各个阀块中的压力传感器被用来形成抵消。在另一种方法中，持续时间和压力增加是通过控制回路确定的。这里，如下面更详细的描述，有可能在控制装置或更高层次的控制装置中提供人工智能功能。通过这种方式，可以提供或支持必要的工艺参数的确定。

因此，有可能的是，特别在较长的一段时间内，实际压力被记录和存储。特别是，记录和存储可以通过分配给各个成型站来进行。此外，这些压力值可以和与阀门有关的其他数据联系起来，例如阀门的制造商、阀门的使用寿命等等。比如，通过评估这些数据，可以预测未来阀门的剩余寿命。

另外，根据大量的记录数据(特别是上述分配给各个成型站的吹气阀)，可以启动相应的反作用，例如，改变吹气阀的打开或关闭时间点。此外，还可以记录测量值，如目标压力，并通过这种方式，例如通过人工智能可以确定，特定的变化产生了什么影响。

在另一个优选方法中，还记录了对膨胀过程重要的其他数据，如拉伸杆的位置和速度，或相关成型站沿其输送路径的位置。

由于上述参数通常每个瓶子程序只需要一次，这也可以在机器控制之外确定，然后优选储存在机器控制的工艺参数中。此外，也有可能这些参数是在线存储的，据此，机器根据机器参数和/或工艺参数从数据库中选择和/或改变这些值。通过环形通道或阀块中的压力测量装置，可以检测到所有的偏差(即使是那些不定期发生的偏差)，且通过这种方式，可以立即抵消和/或通过控制回路以最佳方式进行补偿。

此外，在压力波动过大的情况下，也可以改变吹气阀的切换时间点和开启时间，作为适当的对策，以尽量减少储存装置的波动。稳定的容器质量是要实现的效果。

在另一个优选方法中，控制设备可以将偏移参数转发到存储设备。因此，可以存在在线连接到预定的云和/或在线网站和/或系统，通过它转发这些数据。通过这种方式，参数可以在整个生命周期内且全面地被控制、监测和评估。因此，有可能在容器质量、能源消耗、产量等方面，对来自全球多台机器和生产基地的容器(瓶)的程序进行相互比较和优化。

在一个优选的方法中，定义了极限值(例如目标压力的极限值)。当超过了这些预定的极限值时，可以向机器操作员提供反馈。此外，可以自动订购所需的备件，并要求进行有计划的维护。信号也可以被发送到控制站的线路诊断系统。此外，还可以考虑改变吹气阀的切换时间点和开启时间作为适当的对策，以保证容器质量的稳定。

在另一个的优选方法中，在考虑修正值的情况下，至少确定一个阀门被驱动的时间点，特别是减压站的阀门被驱动的时间点，并且特别是确定一个阀门(特别是减压站的阀门)在打开位置和关闭位置之间切换的时间点。

有可能由用户或控制器指定某个时间点，并在考虑到所述修正值的情况下改变这个时间点。特别是，阀门(特别是减压站的阀门)被驱动以从关闭状态变为打开状态，或者反过来，从打开状态变为关闭状态。

在另一个优选方法中，提供多个成型站用于将塑料预制件成型为塑料容器，其中为每个成型站确定实际压力，特别是通过测量装置。特别优选的是，每个这种成型站都具有一个带有至少一个可控制吹气阀的阀块。有利的是，考虑到实际压力和/或目标压力，每个这种吹气阀都被单独控制。因此，这些阀门优选分配给各自的成型站，其中上述阀门是分配给减压站的阀门。

在另一个优选方法中，成型站通过压缩空气储罐，如环形通道，共同提供压缩空气。特别优选的是，提供多个储罐，特别是多个环形管道，其中可以储存吹塑空气的不同压力等级。

在另一个有利的方法中，用多个压力等级对塑料预制件加压，使其膨胀，优选在至少一个等级下确定实际压力。优选的是，针对多个压力等级确定实际压力。特别优选的是，分别响应于确定的实际压力重新调整。

在一个优选的方法中，用多个压力等级依次对塑料预制件加压。优选用至少两个压力等级，优选是至少三个压力等级，对塑料预制件加压。特别优选的是，压力在塑料预制件的膨胀过程中增加。

在一个优选的方法中，首先用预吹气压力，(直接或间接)然后用中间吹气压力(特别地高于预吹气压力)，最后用最终吹气压力(特别地高于中间吹气压力)对塑料预制件加压。此外，在预吹气压力和最终吹气压力之间还可以提供另一个的压力等级。

压力测量优选至少进行一次，特别是优选在至少两个压力等级的加压过程中至少进行一次，优选是每个压力等级至少进行一次。

在另一个优选的方法中，上述阀门，即分配给减压站的阀门是比例阀。此外，还可以考虑，分配给成型站的一个或多个阀门是比例阀。

在另一个优选的方法中，在压力条件下可流动的介质通过压缩空气源提供，特别优选的是，降低源自减压站的该压缩空气源的压力，特别优选的是，压缩空气进入压缩空气储罐。特别是，该减压站是圆顶压力调节器。特别优选的是，压缩空气源是压缩机、制冷干燥器和/或管网，或者例如可能在公司中存在的压力连接。

优选的是，减压站的阀门(也)是根据实际压力来控制的。

在另一个有利的方法中，通过压力测量装置确定实际压力，该装置被设置在压缩空气储罐中。另外或附加地，也可以通过多个压力测量装置确定实际压力，这些测量装置分别被分配给各个成型站。

在另一个优选的方法中，连续记录实际压力。例如，这可以在预定的时间段内进行，或者也可以在不同的压力等级进行。此外，还可以为每个成型站提供多个压力传感器。这些压力传感器可以一次或连续地记录压力。

在另一个有利的方法中，实际压力、目标压力和/或修正值优选通过一个(电子)储存装置连续记录。这些值可以被用于控制阀门。如上所述，这种存储优选是以分配给各个成型站的方式进行。

在一个优选的方法中，各个数值被永久地记录，特别优选地被储存起来。通过这种方式，可以确定阀门的性能，特别是可以预先确定。这个方法也可以对许多机器或机器延伸进行。优选的是，该存储设备是一个云。优选的是，在机器的整个生命周期内确定数据。可以使用人工智能使用这些数据，例如，用于预测阀门即将发生的故障。

本发明还涉及一种将塑料预制件成型为塑料容器的设备。该设备具有输送装置，其沿预定的输送路径输送塑料预制件。此外，该设备具有加压装置，如吹嘴，在输送过程中用可流动的，特别是气态介质对塑料预制件加压，以使其膨胀。

此外，该设备具有可控阀门，其采用可流动介质控制压缩空气储罐的加压，其中指定目标压力，用其对压缩空气储罐加压。此外，控制装置在单阀门或各阀门的控制中考虑该目标压力。

根据本发明，该设备至少具有测量装置，用于确定实际压力，和一个比较装置将该实际压力与目标压力进行比较。此外，处理器装置从这种比较中确定修正值，考虑或可以考虑在单阀门或各阀门的控制中的该修正值。

因此，在设备方面也建议确定压力，并与目标压力进行比较，从中确定修正值。如上所述，修正值可以是时间值。

优选的是，在考虑修正值的情况下，控制装置适合并用于改变减压站阀门的启动时间点。因此，在该实施方案中，建议阀门切换的时间点，例如打开的时间，特别是响应修正值，从而也响应测量的实际压力而改变。

优选的是，该设备具有减压站，该减压站适合并用于降低来自压力源的压力。也可以说，该减压站也是由控制装置和/或根据测量的实际压力来控制。优选的是，上述阀门是该减压站的组成部分。

本发明允许对通过例如密封圈的磨损而导致的控制公差的(特别是长期)变化的补偿。这不再需要通过改变瓶子程序来补偿。如果控制公差在短期内发生变化，例如由于大厅温度的上升，这也会通过控制自动补偿。将瓶子程序从一台机器转移到另一台机器也变得更容易，因为机器的偏差(比例)会自动互相调整。操作员具有不仅在视觉上使用相同的机器，而且在工艺技术上使用相同的机器的印象。

此外，可以使用智能控制系统得出关于使用寿命、磨损、工艺控制等方面的结论，并进行可能的工艺调整以补偿这些偏差或公差。

这个想法可以应用于任何容器处理机器，即循环机和冲程机，其中利用压缩空气来执行工艺步骤或其功能。

此外，吹塑容器的质量提高，有缺陷的容器数量减少。此外，材料的分布可以得到更好的调整和/或影响。必要的工艺压力的变化，例如由于密封圈的磨损、瓶子的爆裂以及由于吹气过程中必要的空气量的减少，会被自动抵消或减少到最低限度和/或补偿。

附图说明

进一步的优点和实施方案可以在附图中看到。该图显示：

图1显示了根据本发明的装置的示意图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的设备1的大致示意图，该设备用于将塑料预制件10成型为塑料容器，特别是塑料瓶。特别是，该设备是拉伸吹塑机。附图标记2表示输送装置，如所谓的吹气轮，在其上排列着多个成型站25。这些成型站优选以相同的方式设计，或具有相同的组件。然而，出于清楚的原因，只显示了两个成型站的情况。

附图标记32表示送料装置，如将塑料预制件10送入成型装置1的输送星，且附图标记34表示移除装置，将吹塑的塑料容器从成型装置1中移除。

附图标记5表示压缩空气源，如压缩机，其提供压缩空气并通过管道52供应给设备。附图标记7表示一个旋转式分配器，其最终将供应的压缩空气分配到各个成型站25。

附图标记72表示连接线，其将压缩空气储罐，如环形通道74，与旋转式分配器连接起来。优选地，该设备具有至少两个，优选是至少三个这样的环形通道。附图标记6表示减压站，如圆顶压力调节器，其降低来自压缩空气源5的压力。附图标记65表示该减压站的阀门。这个阀门优选在根据本发明的工艺中被控制。

每个成型站具有加压装置14，例如吹嘴，用压缩空气对塑料预制件加压。附图标记12示意性地表示了一个阀门，其控制塑料预制品10的压缩空气供应。

附图标记8大致上表示了一个(可选择的)测量装置，更确切地说，是一个压力检测装置，其记录实际的(空气)压力(特别是在待膨胀的容器内)。附图标记75表示一个压力测量装置，其被分配到环形通道74，并确定在环形通道74内可流动介质的压力。

通过输入装置28，用户可以为机器指定目标压力。比较装置22将测得的实际压力(优选是为每个成型站分别指定)与目标压力进行比较，优选是确定这些压力之间的差异。

处理器装置30从这个差异中确定修正值，通过控制装置16使用该处理器装置来控制成型站的各个阀门。

优选地，还提供存储装置26，其-优选地为每个单独的成型站-存储每种情况下的测量压力，优选地分配给各个成型站，优选地也与时间值一起。

附图标记6表示(大致示意)减压站，如圆顶压力调节器，其降低了来自压缩空气源5的空气压力。

如果申请文件中披露的所有特征与现有技术相比单独或组合都是新的，则申请人保留要求将其作为发明的基本特征的权利。进一步指出的是，各个数字也描述了本身可能是有利的特征。技术人员立即认识到，图中描述的某个特征也可以是有利的，而不需要从这个图中采用进一步的特征。此外，技术人员认识到，将单个图或不同图中所示的几个特征结合起来，也能产生优势。

Claims (14)

1.将塑料预制件成型为塑料容器(20)的方法，其中所述塑料预制件(10)沿预定的输送路径输送，且在所述输送的过程中使用可流动介质加压并膨胀，其中，减压站(6)的可控阀门(65)通过可流动介质控制压缩空气储罐(74)的加压，例如环形通道，并且其中预定目标压力，用所述压力对所述压缩空气储罐(74)加压，其中在所述减压站(6)的所述阀门(65)的控制中考虑所述目标压力，

其特征在于，

确定实际压力，并将所述实际压力与所述目标压力进行比较，从所述比较中确定修正值，在所述阀门(65)的控制中考虑和/或使用所述修正值。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述修正值来自于实际压力和目标压力之间的差异。

3.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在考虑所述修正值的情况下，确定所述减压站(6)的阀门(65)被驱动的时间点，特别是确定所述减压站(6)的阀门(65)在打开位置和关闭位置之间切换的时间点。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

提供多个成型站用于成型塑料预制件，并为每个所述成型站确定实际压力。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

用多个压力等级对所述塑料预制件加压而膨胀，优选为所述压力等级中至少一个等级确定实际压力。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

所述减压站的阀门(65)是比例阀。

7.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在压力条件下处于流动的介质通过压缩空气源提供，优选在所述压缩空气进入所述压缩空气储罐(74)之前，降低源自减压站(6)的所述压缩空气源的压力。

8.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

通过至少一个压力测量装置，所述压力测量装置被设置在压缩空气储罐中，和/或通过多个压力测量装置，所述测量装置被分配给各个成型站，确定所述实际压力。

9.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

连续记录所述实际压力。

10.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

实际压力、目标压力和/或修正值通过储存装置连续记录。

11.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

人工智能被用来确定设备的特征值。

12.将塑料预制件(10)成型为塑料容器(20)的设备，带有输送装置(2)，所述设备沿预定的输送路径输送塑料预制件(10)，并带有加压装置(14)，所述加压装置在输送过程中用可流动介质对塑料预制件(10)加压，以便使所述塑料预制件膨胀，其中所述设备具有可控制的阀门(65)，控制可流动介质对压缩空气储罐的加压，特别是环形通道，并且其中可以预设目标压力，使用所述目标压力对压缩空气储罐(74)加压，其中控制装置(16)在所述阀门(65)的控制中考虑所述目标压力，

其特征在于，

所述设备具有测量装置(8)，用于确定实际压力，并且比较装置(22)将所述实际压力与目标压力进行比较，处理装置(30)从所述比较中确定修正值，在所述阀门(65)的控制中考虑所述修正值。

13.根据权利要求12所述的设备，

其特征在于，

所述控制装置(16)适合并用于，在考虑所述修正值的情况下改变减压站(6)的所述阀门(65)的控制时间点。

14.根据权利要求12所述的设备，

其特征在于，

所述设备具有减压站(6)，所述减压站适合并用于降低来自压力源的压力，且所述阀门(65)优选是所述减压站(6)的组成部分。

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