CN1226134C - 用延伸吹模法制造塑料容器用的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用塑性材料制造容器用的设备，通过延伸吹制成形的方法能够使该材料成形，它的内部空间对应于成品容器，由带有气流管道的接收件在其开端上保持所述容器。轴向地引导可动延伸模(1)通过接收件，安装一点火装置以点燃容器内部的易爆气体混合物。为了生产具有较好外观、例如基本清洁透明壁的塑料容器和提高生产的可靠性，能够通过其面对容器的端部以流体密封的方式使接收件与主分配块(2)接合，沿接收件的轴向可运动地引导延伸模通过分配块。至少第一流体接口(13)设置在不面对容器的主分配块(2)的第一区域中，另一流体接口(14)设置在面对容器的主分配块的相对的第二区域内。将来自两个流体接口(13，14)的管道(26，14，15)在主分配块(2)内、在第二区域中连接在一起。单个共用液体通道(15)形成在连接位置(16)和接收件之间。

Description

用延伸吹模法制造塑料容器用的设备
技术领域
本发明涉及由塑料生产容器用的设备，通过带一模具的延伸吹模，塑料是可变形的，模具的内部空间对应于最终容器的内部空间，用带有供气管的一保持件在其开口端保持住容器，沿轴线引导一可动延伸模子通过该保持件，以及设置一点火装置以便点燃容器内的一易爆气体混合物。
背景技术
从公开号为WO98/06559的国际公开物已知由塑料制造容器的上述种类的设备，例如由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制造瓶子。首先将一坯料加热至适于延伸吹制的一温度，为约100-120℃，以及将它引入一工具模以制造这些PET瓶子。用一可动延伸模子轴向延伸该坯料。在通过将一种易爆气体混合物(例如氢氧气和惰性气体的混合物)吹入该坯产生一延伸压力时，通过点燃该易爆气体混合物产生一吹制压力，以及这吹制压力将中间坯料/部分预制的容器的壁完全压向吹制模的内壁。该易爆气体混合物是一种氧化剂和可氧化成分(例如氢、甲烷等)的混合物。
在技术方面，已经表明由已知设备制造的容器不能被工业化使用。关于形状和容积以及它们的可见外观，已不可能以较好的质量制造和再制造。例如已不能够制造出带有清洁透明壁的PET瓶子。已估计由于不可避免的温度影响造成这种有时令人不舒服的外观，不管这是否故意产生的或为了特殊原因而产生的都是不能被接受的。
已经内部提出使保持件在其不面向容器的端部处与主分配块流体介质密封接合，延伸模能够在保持件的轴向可动地通过主分配块，在主分配块上至少装配一个流动介质接口。在设备侧上形成一内部空间，能够较佳地用阀将其关闭，点火装置装配在该设备侧上的内部空间内。在生产过程中，在一阶段内使保持件与分配块密封接合，在另一阶段与分配块脱离接合。在延伸阶段延伸模通过分配块，从而也沿轴向通过保持件。
在这老方案的一型式中，由主分配器块(main distributor block)、保持件和位于模具内的容器的封闭在一起的诸设备零件形成设备侧上的内部空间。在这型式中，流体介质通过至少一个流动介质接口进入主分配器块和通过该连接件进入保持件和容器。
在另一型式中，如果例如主分配器块与保持件分离以及封闭保持件，设备侧上的内部空间仅由容器和在其上设置的保持件形成。冲压模沿轴向通过保持件。
设备侧上的诸不同内部空间的每一个(取决于实施例)能够在至少一个流动介质接口的区域内被密封。仅在设备侧上的具有小体积的一密封内部空间内，由在那里附加设置的点火装置引起燃爆，导致所需的短期高压和高温的参数。不言而喻，在生产过程完成之后能够再打开这些内部空间。在设备上的包含在封闭的燃爆空间内的体积是如此之小，以致如果使用氢氧气，例如为水时，则保留了相当少量的反应产物。
在设备侧上的小内部空间的密封尤其不允许集聚不需的反应产物(水)，由于在燃爆之后拆去了至少容器自身，较佳地甚至拆卸了容器和保持件，集聚的反应产物与其一起被去除。因此在设备侧上的留下的内部空间内则保留了难以察觉的数量的反应产物。在一连续生产过程的情况下。在一长时期之后反应产物自身仍然是可忽略的。
发明内容
本发明的目的是以这样的方式改进前述类型的设备，即能够更可靠地制造具有较好的外观，例如具有基本清洁透明壁的塑料容器。
同时，在老的内部方案的情况下，已经证实在容器内点火所触发的燃爆在局部特别强烈，而另方面，在离开氢气直接入口一段距离的位置处没有燃爆发生，所以希望实现燃爆和其效果的均匀性。
按照本发明的下述技术构想，才能实现上述目的：保持件在其不面向容器的端部处可以与一主分配器块保持流体介质密封接合(flow-agent-tightengagement)，延伸模可以沿着保持件的轴向延伸部可动地通过主分配器块；另外，至少一个第一流动介质接口设置在主分配器块的不面向容器的一第一区域内，一个第二流动介质接口设置在面向容器的相对的第二区域内；另外，来自至少两个流动介质接口的诸管道在主分配器块的第二区域内相互连接；另外，在连接位置和保持件之间形成一单个共用流动通道。在按照老方案的设备情况中，作为一流动介质的氢在要制造的容器上尽可能高的位置、较佳地在容器自身内、较佳地在点火装置的附近从供应管道引出。这造成作为流动介质混合物的一可氧化成份的氢与其它成份的混合物，其中，首先在出口区域，尤其首先在容器内也发现了氧化介质。因此并不能可靠地、完全地将诸成份混合物为易爆气体混合物。并不总是一种均匀混合物具有上述的局部燃爆的缺点。最佳地，当有理想配比的混合物时发生燃爆。已经试图允许例如由计时器控制触发的单个混合物流入。但是，在资源和资金方面这样的控制是昂贵的。
如果在不面向要制造的容器的主分配器块的第一区域内使用按照本发明的第一流动介质接口或若干第一流动介质接口，那么例如能够通过这接口引入氧化介质或带有氧化介质或甚至空气的一混合物。如果第二流动介质接口位于容器附近，以及如果可氧化成分(例如氢或甲烷)通过第二流动介质接口，那么可以保证几乎没有任何可氧化成份留在主分配器块的较远的第一区域内，使可氧化成分良好混和或良好混入其它流动介质，使产生均匀的和良好的燃爆。
在来自两个流动介质接口的管线相互连接的连接位置处、发生不同流动介质成份的混和，尤其当所有流动介质都必须流过的、仅仅一单个流动通道是从连接位置沿流动方前伸到容器时。它们在这流动路线上混和，其结果是对应于可氧化成份(氢或甲烷)的数量，实现了几乎在要制造的容器的整个空间内均匀的几乎理想配比的分布。
通过本发明，可氧化成份(氢、甲烷等)能够以被测数量引入一运行的流动介质流。随时间、也就是通过打开一供应管线至关闭该供应管线的期间确定各投配量。以这样一方法，即在一供应管线阀门打开之后其它流动介质流动，直到这阀门再次关闭为止，也能够较佳地随时间对其它流动介质(尤其是氧化剂)的数量进行控制。按照本发明，用于带有氧化介质的流动介质的、在打开和关闭之间的时间段比用于可氧化介质的时间段长。这保证了如果带有可氧化成份的流动介质已经被关掉，则带有氧化剂的流动介质仍然流过连接位置。这造成在连接位置的下流区域内几乎没有任何带有可氧化成份的流动介质。因此燃爆不会传播到在离开容器的一段距离处的主分配器块的区域内。
如果在某一型式中观察到延伸模的设置基本上沿垂直线方向进行，那么要制造的容器布置在顶部，主分配器块位于离开瓶子的一段距离的底部，以及也位于保持件之下，主分配器块的第一区域位于底部，第二区域位于靠近容器的顶部。在操作期间，空气可以作为一流动介质用于氧化成份。那么，空气在底部流入，并以这样的方式向上通过主分配器块，即在所有阀门关闭之后，能指的是从远离第二区域下方到达至少主分配器块的中部区域附近的一空气柱。因为在可氧化成份被关掉之后空气的流动，携带可氧化成份向上通过连接位置。从两个流动介质的流入/连接位置向上靠近至容器，不再有任何可氧化的流动介质。因此在离开容器一较大距离的下方区域内不可能产生氢氧气，从而在这里不可能发生危险的燃爆，也没有由此产生的反应产物，即在氢氧气的情况下的水。
在本发明的一较佳型式的情况中，有利的是：如果将空气作为氧化剂和将氢作为可被氧化剂，在打开空气阀之后30毫秒打开用于氢气的阀门。那么依据要制造的容器尺寸，例如一瓶形容器或一塑料瓶，在90毫秒至140毫秒内流入氢气。随后切断氢气供应，空气沿要制造的容器的方向仍然流过连接位置。空气流动250毫秒。然后也关闭这供应阀。用这些数值进行试验在要制造的容器内产生气体混合物的一均匀和良好的燃爆。并且在最后空气阀门的最后关闭之后，直接触发点火信号。
在本发明的又一有利型式的情况下，第二流动介质接口具有一带有一牢固装配的控制阀的短的刚性连接管。用于可氧化流动介质(例如氢气或甲烷)的供应管线是不可动的，虽具有高度安全性。铺设的诸刚性管子可以通过焊接相互连接，产生最高的安全标准。如果不用柔性管子而使用短的刚性连接管，能够精确地形成封闭容积，因此能够较精确地确定所备制的混合物的诸成份的数量。在本发明的一特别较佳的型式中，从主分配器块至控制阀的连接管长5至20毫米，如果它的长度接近10毫米，就是特别好的结构。
按照本发明，如果在一较佳地固定的主分配器块内设置一被动的中空活塞也是很有利的，该活塞可相对主分配器块轴向运动，该活塞在它的面向保持件的外端具有与保持件配合的一环形锁紧垫圈面。主分配器块还可被设计成一个零件，并以这样一方式与一相应地运动的保持件连接，即保持件和主分配器块之间的连接能够以一受控制的方式被松开。但是这样的松开是特别可取地借助于带有中空活塞的以上措施而进行的。为了将主分配器块连接于保持件以将它从保持件松开，主分配器块或保持件实际上都不需要沿轴向-近似为中空延伸模的方向运动，这是因为中空活塞被可动地沿轴向驱动，较佳地被气动驱动。在它的外端部处，中空活塞带有配合保持件的一锁紧垫圈表面，在保持件连接于主分配器块的时期该面与保持件的密封表面密封接合。在吹制和消毒过程之后中空活塞逆向运动，该密封表面与锁紧垫圈面脱开，然后能够以上述方式将保持件垂直移到它的纵向轴线的方向。在按步就班进行的生产过程的一吹制/消毒过程之后进行这每次的移动。
而且，按照本发明有利的是主分配器块由一分配器块和一中空接头组成。可以将该接头放置在主分配器块的面向容器的侧面上，并被紧固在那里，从而两个零件(分配器块和接头)形成一牢固的似单件(quasi-single-part)主分配器块，但是，在用于氧化成份的供应管线的一改型的情况下，仅需要接头被改型或重新构造，为此目的需从分配器块拆下接头并进行调换。
本发明的另一有利设计是保持件为中空的，以在它在不面向容器的端部有一密封表面，延伸模沿保持件的轴向可动地通过保持件。保持件较佳地是中空的，从而延伸模能够沿轴向地从其一端到它的相对端运动通过整个细长设计的保持件。然而，该保持件能够借助于围绕用于延伸模的和因此成环形的空间延伸的密封表面以流体介质密封的方式与分配块连接。最好延伸模以液体介质密封的方式通过这环形密封表面，从而保持件能够可选择地将流体介质(较佳的是气体)推出分配器块进入要制造的容器，而不会使气体逸出设备之外。由于保持件的中空设计，因此不仅延伸模能够通过进入容器，以及再次从容器缩回，而且液体介质也能够在延伸模的外表面和进入容器的保持件的内表面之间通过，此外，保持件内部的体积被保持得较小。尤其是，用于燃爆所提供的空间可被限制于在设备侧上的所述内部空间，从而在供应管线中能够安全地防止产生反应产物的化学反应。
按照本发明，还最好在面向容器的中空冲压模的区域内装配一点火装置，并较佳地由通过中空冲压模的电缆电气连接于一控制单元。对于这样的中空延伸模的设计，能够几乎在要制造的容器的中央进行易爆的流动介质混合物的点火。然后加工过程能够脱开或封闭位于容器外部较远的设备零件。藉助延伸模的中空设计的结构有利地通过电缆或印刷电路板的印刷电路接通点火装置。
按照本发明，有利的是垂直于其纵向中心轴线可动地驱动保持件。其结果，在每次延伸和吹制过程之后，即尤其在每次燃烧之后，惊奇的可以从别的固定装置，例如带有中孔活塞的主分配器块，分离地拆除设备侧上的内部空间的大部分和粘附于壁的反应产物。所有这些反应产物不再发生在延伸和吹制的下一过程，以及尤其在化学燃烧过程中。从而将能够有选择地粘附反应产物的设备侧上的内部空间限制于中空模内和主分配器块内的空间。如果使用氢氧气，几乎没有作为反应产物的水被带入下一个燃烧过程，在燃爆之后容器的内壁不会受到负面影响的危险。
并且，按照本发明可在主分配器块内与中空活塞对齐地装配一密封导管，用于引导延伸模。这允许延伸模沿轴向运动通过主分配器块、它的中空活塞、下游保持件和进入保持件，然后走出这些零件，而设备侧上的内部空间保持气体密封状态。
也可以注意到，在该设备中的许多位置可以设置压力传感器和温度测量设备，较佳地在分配器块的区域内，但也可以在中空延伸模内。
显然点火装置可以基于不同的物理原理。在最简单的情况下电气地通过一火花放电器或通过静电放电装置产生介质混合物的点火，火花放电器例如包括一火花塞，火花塞可以装配在延伸模或分配器上。此外，其它的点火方法也是可用的，例如通过电磁能量、近似呈激光形式、高频或微波脉冲的辐射，不然就籍助催化过程的方法。
按照本发明的一实用型的另一特征在于点火装置装配在主分配器块上。那么延伸模就被主分配器块中的空间、延伸模和中空活塞之间的空间以及延伸模和离开一段距离处的保持件之间的空间包围。这距离表示能够被认为是一流动介质通道和相应被设计的一环形空间。在一大结构情况下，能够沿相反方向将大量流动介质泵送进入容器。然后主分配器内的点火装置所触发的燃爆迅速传播至充满流动介质和水的整个空间。由主分配器块上的管道上的单向阀将空间限制在外侧上。
利用按照本发明的措施，可以仅由所引入的混合物的可氧化成份的数量控制燃爆。实现了气体混合物的诸成份的均匀分布。在允许空气作为带有氧化剂的一流动介质混合物流入期间，在较迟的打开和较早的关闭的一较短的时间内引入氢或甲烷，以致由于来自引入或连接位置，涡流保证了良好混和，从而到达要制造的容器内的诸气体被良好地和均匀地混和。在不面向容器的主分配器块的区域内，几乎没有易爆混合物的任何可氧化成份，从而燃爆不会被引入主分配器块内。
从以下结合示出较佳型式的附图的叙述中可得知本发明的其它优点、特征和可能的应用。
附图说明
图1是主分配器块剖视图，其中延伸模子从中央通过该分配器块，第二流动介质接口与它垂直，通过其可以供应可氧化的成份；以及
图2是通过图1中的线“II-II”的剖视图。
具体实施方式
要制造的容器没有被图示出来，在这情况下是例如PET的塑料制取的瓶状容器。可以想像PET容器的开口端是向下的，以密封的方式它与没有示出的保持件的顶缘连接，以及由保持件保持它。保持件呈套筒形状，并相对供应管线和垂直通过延伸模子1的一方向的其它工具零件可自由移动，模子1示为一细的空心管并通过总的标号为“Z”的主分配器块的中央。延伸模子1不仅沿轴向通过没有示出的保持件，而且通过一密封导管3、在设备侧上的内部空间4和与此空间有一点间隔的一中空活塞5，该活塞以密封方式位于分配器块7的垂直连续孔6内和接头9的垂直连续孔8内。例如，在此图中能够看到在分配器块7的中部内的活塞密封件10和在主分配器块2的上方第一区域内(在接头9中)的活塞密封件10′。
设计为中空的分配器块7和也是中空的接头9的一起形成总的标号为“Z”的主分配器块。分配器块7和接头9相互牢固地装配在一起。另一方面，相对这些零件在这型式中、中空活塞5可以平行于延伸模子1的纵向垂直上下运动。中空活塞5的这可能的运动由双箭头“11”表示。气动连接件12允许控制对应于双箭头“11”的中空活塞5的运动。
主分配器块2在一第一区域(其不朝向以上想像的垂直瓶形容器)内具有一第一流动介质接口13，通过该接口例如空气被推动通过带有可控制的阀的、没有示出的一供应管线进入设备侧上的内部空间4。
在面向以上容器的主分配器块2的相对的第二区域内提供第二流动介质接口14(例如用于可氧化的流动介质、氢或甲烷)。
中空圆筒体5设置有一中空的通道15，该通道代表用于被吹入下方区域的空气和用于在上方区域的空气与氢的混合物的导管。在靠近瓶子的主分配器块2的上方区域这些导管14和15相互连接。相应的连接位置处于图1中以虚线表示的水平面17的高度，也是图2观测的水平面。在图1和2中的第二流动介质的导管14从左至右连通到连续垂直孔8，以及开放进入一环形间隙18，该间隙在外部完全包围中空活塞5。孔19从这环形间隙18延伸到达中央流动通道15。在那里具有相互间隔90°设置的四个孔19，使流动介质从第二流动介质接口14通过环形间隙18和孔19尽可能均匀地到达中央流动通道15。连接位置16也是孔19和中央流动通道15之间的接触面。
图2示出了将中空接头9固定于分配器块7的四个固定螺钉20，这样就形成了主分配器块2。还示出了在外侧的将主分配器块2固定于机器上的四个螺孔21。
在图2的底部右侧还示出了一压力传感器22。
在这两附图中，接头9内的第二流动介质接口14向左与一单向阀23相连接。对于后者，朝外部左侧连接于一第一螺纹管接头24，然后进一步连接于一第二螺纹管接头25。藉助这些结构，形成一供应管线26，该管线将第二流动介质接口14连接到带有磁线圈28的控制阀27。
在图1中，通过沿箭头“11”的方向朝上提升中空圆筒体5，使以上已提到的、设想的保持件经过锁紧垫圈表面29进入密封接合。
在中空冲压模1上、没有示出的点火装置通过图2中可见到的电缆与没有示出的一控制单元电气相连。
通过控制阀27的计时器控制，对引入的氢气或甲烷的投配数量进行计时器控制。从连接位置16，携带这可氧化的成份(氢气或甲烷)进入中央流动通道15内向上运送的空气流之中，与空气流混合，成为一均匀混合物。即使在控制阀27关闭之后，空气继续向上流动进入中央流动通道，直到它也最后被切断。这就保证在中空活塞15的中心之下和对于连接位置16之下的绝大部分没有或几乎没有来自第二流动介质接口14的可氧化成份。
                        标号表
1.         延伸模
2.         主分配器块
3.         密封导管
4.         设备侧上的内部空间
5.         中空活塞
6.         垂直连续孔
7.         分配器块
8.         垂直连续孔
9.         接头
10、10′   活塞密封件
11.        双箭头(中空活塞可以进行的运动)
12.        气动连接
13.        第一流动介质接口(用于空气)
14.        第二流动介质接口(用于氢气；可氧化成份)
15.        中央流动通道
16.        连接位置
17.        水平平面
18.        环形间隙
19.        孔
20.        固定螺钉
21.        螺孔
22.        压力传感器
23.        单向阀
24.        第一螺纹接头
25.        第二螺纹接头
26.        供应管线
27.        控制阀
28.        磁线圈
29.        锁紧垫圈表面
30.        点火电缆

Claims (9)

1.一种用于用塑料制造容器的设备，通过利用一模具进行的延伸吹模，塑料是可变形的，模具的内部空间对应于成品容器的内部空间，该容器在其开口端处由带有气体供应管线的一保持件保持住，沿轴向引导一可动延伸模(1)通过保持件，设置一点火装置以便点燃容器内部的一易爆气体混合物，其特征在于，保持件在其不面向容器的端部处能与一主分配块(2)流动介质密封接合，延伸模(1)能够沿保持件的轴向通过主分配块运动，其中至少一个第一流动介质接口(13)装配在不面向容器的主分配器块(2)的第一区域内，还有一流动介质接口(14)装配在面向容器的主分配器块(2)的一相对区域内，来自至少两个流动介质接口(13，14)的供应管线(26，14，15)在主分配器块(2)内在第二区域内相互连接，其中在连接位置(16)和保持件之间形成一单个共用的流动通道(15)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，第二流动介质接口(14)具有一刚性、短的连接管(24，25)，并带有牢固安装的控制阀(27)。
3.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在所述主分配器块(2)内设置一可沿该主分配器块的轴向移动地被驱动的一空心活塞(5)，在该活塞的面向保持件的外端上具有与保持件配合的一环形锁紧垫圈表面(29)。
4.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，主分配器块(2)由一分配器块(7)和一空心接头(9)组成。
5.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，保持件是空心的，在它的不面向容器的端部处具有一环形密封面，沿保持件的轴向延伸方向延伸模(1)可运动地通过该密封面。
6.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在面向容器的中空延伸模(1)的区域内，一点火装置装配在其中，并电连接于一控制单元。
7.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，保持件可被驱动而垂直于其纵向中心轴线运动。
8.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在主分配器块(2)内，与中空活塞(5)对齐地装配一密封导管(3)，以引导延伸模(1)。
9.按照权利要求1或2所述的设备，其特征在于，在主分配器块(2)内装配点火装置。
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