IT201900015932A1 - Apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico e relativo processo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo:
“APPARATO DI FORMATURA PER FORMARE CONTENITORI A
PARTIRE DA PREFORME REALIZZATE IN MATERIALE
TERMOPLASTICO E RELATIVO PROCESSO”
La presente invenzione si riferisce ad un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico e ad un relativo processo.
Secondo la tecnica nota, una macchina per stiro-soffiaggio comprende una pluralità di stazioni di lavoro, ciascuna con uno stampo di formatura. A parte le varianti di progetto, ciascuno stampo comprende due semistampi che riproducono la forma dei lati del contenitore e un fondello inferiore che riproduce la forma della base del contenitore da ottenere.
Secondo le soluzioni note, una preforma termoplastica viene sterilizzata e riscaldata prima di essere sottoposta a stiro-soffiaggio.
In particolare, i metodi di sterilizzazione chimica noti impiegano un generatore di perossido di idrogeno vaporizzato, anche abbreviato come generatore VHP.
Diversi carrier possono essere utilizzati per il VHP, come aria e vapore acqueo.
La preforma riscaldata viene quindi introdotta in uno degli stampi e la bocca viene sigillata mediante un elemento di chiusura - il "sigillo" o ugello di soffiaggio - attraverso il quale l'aria compressa viene soffiata all'interno della preforma.
Nella fase iniziale del processo di formatura, il sigillo invia aria nella preforma a media pressione (massimo 15-16 bar) e, contemporaneamente, un'asta di stiro viene gradualmente introdotta nella preforma fino a raggiungere il fondo.
Questa fase viene generalmente definita "pre-soffiaggio".
Dopo aver toccato il fondo, l'asta di stiro continua il suo movimento lineare in modo da stirare la preforma fino a raggiungere sostanzialmente la lunghezza desiderata del contenitore da ottenere.
Successivamente, il sigillo soffia aria ad alta pressione (circa 40 bar) in modo da espandere la preforma finché aderisce alle pareti interne dei semistampi e del fondello. Questo soffiaggio ad alta pressione è la fase di "soffiaggio" vera e propria, che segue il "pre-soffiaggio".
Contemporaneamente, l'asta di stiro si ritrae finché esce dal contenitore. Al termine del processo di formatura, l'aria all'interno del contenitore viene scaricata, di nuovo attraverso il sigillo. Il sigillo viene quindi rimosso dal contenitore.
Il processo di formatura per stiro-soffiaggio comporta un elevato consumo d'aria. A volte, parte dell'aria esausta del soffiaggio viene recuperata e usata per il pre-soffiaggio nei cicli successivi.
In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è quello di proporre un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico e un relativo processo, che superino gli inconvenienti sopra menzionati della tecnica nota.
In particolare, lo scopo della presente invenzione è proporre un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico e un relativo processo, che abbiano un ridotto impatto ambientale rispetto alle soluzioni note.
Il compito tecnico dichiarato e gli scopi specificati sono sostanzialmente conseguiti mediante un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico, ciascuna preforma avendo un corpo tubolare e un collo, l'apparato di formatura comprendendo:
- un generatore VHP o perossido di idrogeno vaporizzato per sterilizzare le preforme;
- un'unità di riscaldamento per riscaldare il corpo delle preforme;
- un'unità di stiro-soffiaggio per stiro-soffiare il corpo riscaldato delle preforme iniettando aria pressurizzata al loro interno in modo da ottenere i contenitori, l'unità di soffiaggio avendo una linea di recupero (L) per l'aria esausta pressurizzata,
caratterizzato dal fatto che l'aria esausta pressurizzata proveniente dalla linea di recupero viene iniettata nel generatore VHP per agire da carrier per il perossido di idrogeno vaporizzato.
In accordo con una forma di realizzazione preferita, l’apparato di formatura comprende inoltre un riduttore di pressione configurato per ridurre la pressione dell'aria esausta tra 0,5 bar e 7 bar.
Preferibilmente, il riduttore di pressione è disposto a monte del generatore VHP.
In accordo con un aspetto dell'invenzione, l’apparato di formatura comprende inoltre uno o più filtri disposti lungo la linea di recupero per filtrare l'aria esausta.
Il compito tecnico dichiarato e gli scopi specificati sono sostanzialmente conseguiti mediante un processo per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico, ciascuna preforma avendo un corpo tubolare e un collo, il processo comprendendo le fasi di:
- sterilizzare le preforme per mezzo di VHP o perossido di idrogeno vaporizzato;
- riscaldare il corpo delle preforme;
- stiro-soffiare il corpo riscaldato delle preforme iniettando aria pressurizzata al loro interno in modo da ottenere i contenitori;
- scaricare l'aria esausta pressurizzata dopo lo stiro-soffiaggio, caratterizzato dal fatto che il VHP usato per la fase di sterilizzare è trasportato da detta aria esausta pressurizzata.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno più evidenti dalla descrizione approssimativa, e quindi non restrittiva di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico e di un relativo processo, come illustrati nell'unita figura 1 che illustra una vista in pianta di un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico, secondo la presente invenzione.
Con riferimento alle figure, il numero 1 identifica un apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico.
Una preforma comprende un corpo tubolare, che è sottoposto a formatura per stiro-soffiaggio, e un collo o finish che non viene sagomato.
L'apparato di formatura 1 comprende un generatore di perossido di idrogeno vaporizzato 5, brevemente indicato come generatore VHP, per sterilizzare le preforme.
Dopo la sterilizzazione, le preforme vengono alimentate a un'unità di riscaldamento 2 per riscaldare il corpo delle preforme e a un'unità di stirosoffiaggio 3 per stiro-soffiare il corpo riscaldato delle preforme.
Ad esempio, l'unità di riscaldamento 2 include un sistema di lampade in modo tale che le preforme siano riscaldate per irraggiamento. In alternativa o in aggiunta alle lampade, il riscaldamento avviene mediante convezione forzata d'aria calda. L'unità di riscaldamento 2 (o forno) ha preferibilmente una configurazione lineare.
Le preforme sono riscaldate nel forno 2 in modo tale che quando lasciano lo stesso hanno un profilo termico predefinito atto a consentire la formatura mediante stiro-soffiaggio.
L'unità di stiro-soffiaggio 3 comprende una pluralità di stazioni, ognuna delle quali è dotata di uno stampo avente una cavità per alloggiare una preforma e un ugello di soffiaggio che è configurato per iniettare aria pressurizzata nella preforma.
In particolare, l'unità di stiro-soffiaggio 3 è configurata per eseguire due iniezioni d'aria nel corpo delle preforme, che sono:
- pre-soffiaggio: iniezione a una pressione massima di circa 15-16 bar; - soffiaggio: iniezione a una pressione massima di circa 40 bar.
Al termine di queste fasi, l'aria viene scaricata attraverso gli ugelli di soffiaggio in una linea di recupero L.
Nelle forme di realizzazione descritte e illustrate nel presente documento, l'unità di stiro-soffiaggio 3 è preferibilmente del tipo giostra rotante. In alternativa, può essere del tipo lineare.
Tra l'unità di riscaldamento 2 e l'unità di stiro-soffiaggio 3 è interposta un'unità di trasferimento 4, preferibilmente una stella di trasferimento.
La stella di trasferimento 4 è dotata di mezzi per afferrare le preforme per il loro collo.
L'aria esausta nella linea di recupero L ha solitamente una pressione compresa tra 3 bar e 16 bar, che può essere alimentata al generatore VHP 5. In particolare, l'aria esausta agisce da vettore per il VHP da dirigere sulle preforme.
Preferibilmente, prima di alimentare il generatorem VHP 5, la pressione dell'aria esausta viene ridotta mediante un riduttore di pressione 6. In particolare, il riduttore di pressione 6 è configurato per fornire aria avente una pressione compresa tra 0,5 bar e 7 bar.
Secondo forme di realizzazione alternative, lungo la linea di recupero L possono essere presenti uno o più filtri per filtrare l'aria esausta.
Il processo per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico, secondo la presente invenzione, è descritto sotto. Il processo comprende le fasi di:
- sterilizzare le preforme per mezzo di VHP o perossido di idrogeno vaporizzato;
- riscaldare il corpo delle preforme;
- stiro-soffiare il corpo riscaldato delle preforme iniettando aria pressurizzata al loro interno in modo da ottenere i contenitori;
- scaricare l'aria esausta pressurizzata dello stiro-soffiaggio.
Originalmente, l'aria esausta viene recuperata, ovvero usata come carrier per il VHP.
L'aria esausta è già compressa (tra 3-16 bar) e può essere collegata direttamente al riduttore di pressione 6.
Dalla descrizione proposta, le caratteristiche dell'apparato di formatura per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico e di un relativo processo secondo la presente invenzione sono chiaramente evidenti, così come lo sono i vantaggi.
In particolare, la soluzione proposta consente di recuperare l'aria esausta dalla fase di soffiaggio e di usarla come carrier per il VHP durante la sterilizzazione delle preforme.
Ciò riduce l'impatto ambientale rispetto alle soluzioni note.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparato di formatura (1) per formare contenitori a partire da preforme realizzate in materiale termoplastico, ciascuna preforma avendo un corpo tubolare e un collo, detto apparato di formatura (1) comprendendo: - un generatore VHP o perossido di idrogeno vaporizzato (5) per sterilizzare le preforme; - un'unità di riscaldamento (2) per riscaldare il corpo delle preforme; - un'unità di stiro-soffiaggio (3) per stiro-soffiare il corpo riscaldato delle preforme iniettando aria pressurizzata al loro interno in modo da ottenere detti contenitori, detta unità di soffiaggio (3) avendo una linea di recupero (L) per l'aria esausta pressurizzata, caratterizzato dal fatto che l'aria esausta pressurizzata proveniente da detta linea di recupero (L) viene iniettata nel generatore VHP (5) per agire da carrier per il perossido di idrogeno vaporizzato.
- 2. Apparato di stampaggio (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre un riduttore di pressione (6) configurato per ridurre la pressione dell'aria esausta tra 0,5 bar e 7 bar, detto riduttore di pressione (6) essendo disposto a monte del generatore VHP (5).
- 3. Apparato di formatura (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, comprendente inoltre uno o più filtri disposti lungo detta linea di recupero (L) per filtrare l'aria esausta.
- 4. Processo per formare contenitori a partire da preforme realizzati in materiale termoplastico, ciascuna preforma avendo un corpo tubolare e un collo, detto processo comprendendo le fasi di: - sterilizzare le preforme per mezzo di VHP o perossido di idrogeno vaporizzato; - riscaldare il corpo delle preforme; - stiro-soffiare il corpo riscaldato delle preforme iniettando aria pressurizzata al loro interno in modo da ottenere detti contenitori; - scaricare l'aria esausta pressurizzata dopo lo stiro-soffiaggio, caratterizzato dal fatto che il VHP usato per la fase di sterilizzare è trasportato da detta aria esausta pressurizzata.
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