CN1156366C - 通过吹制热塑性材料毛坯制造容器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方法，在通过吹制毛坯(400)、例如热塑性预型件而制造容器(200，300)的设备(1，2，3)中，对一个容器除气而产生的高压气体得到重新利用，被注入一个此前已除气的容器中，用来例如冷却该容器，或者彻底吹洗该容器的内部，以使材料硬化。

Description

通过吹制热塑性材料毛坯制造容器的方法和设备

本发明涉及对通过在最后加工模具中吹制预先挤压或者注塑的毛坯而制造热塑性材料的容器、比如瓶子、罐子或其它任何类型的容器的过程的一些改进。所述毛坯还可以是在预吹步骤中得到的中间容器。

人们已知道各种通过吹制热塑性材料毛坯而制造容器的方法和设备。

在所谓的挤压-吹制设备中，所述称为滚料的毛坯是将材料挤压而获得的。为此，将一种挤压装置与所述设备相配合，可以顺序或连续地获得一种管形体。这种管形体被挤压出来，在重力作用下或者被导引而进入所述最后加工模具内。

然后，将特定长度的管形体封入所述最后加工模具中，再将压缩气体，通常是压缩空气，充进所述封闭部分，使其膨胀并使其贴合所述模具模腔的形状而获得所要的容器。

在所谓的注塑-吹制设备中，所述毛坯称为预型件，是将材料注入一种与所述设备相配合或者独立于所述设备的装置而获得的。所述预型件为一头开口一头封闭的管状。在预型件的温度足以进行吹制时将其置入所述模具的模腔中。因此，如果所述预型件是在一个独立于所述吹制设备的装置中注塑而成的，则所述吹制设备包括一个加热炉，用以加热所述预型件，使之软化，以能吹制容器。

还有一些设备要进行一系列相继的吹制步骤：在第一模具中使毛坯形成中间容器，然后在第二模具中继续吹制。因此对于最后的成品容器来说，所述中间容器也是毛坯。

在所述已知的设备中，无论是挤压-吹制设备还是注塑-吹制设备，它们都具有至少两个模具，这些模具在所述设备中运行，从而相继通过下述区域：将所述毛坯装到所述模具中的装料区，主要进行容器吹制的中间区，以及成品容器的排出区。

这样的设备可以有很高的生产率，因为，当一个模具进行装料时，另一个模具可同时进行吹制，同时/或者，另一个模具可以进行排出。

另外，所述设备只需要一个装料装置和一个排出装置。还有，这样的设备的制造工艺过程有重复性，避免了产品的不一致。

当然，设备中模具数目越多，生产率就可能越高。

同样，举例来说，在由本申请人制造的系列设备中，有注塑-吹制设备以及挤压-吹制设备，其中，所述模具支承在一个循环输送装置上，后者可以被驱动作连续的旋转运动。该循环输送装置的存在使得设备运转迅速；另外，这种旋转式设备技术可确保在每一台这种构造的设备中，各部件具有优异的工作同步性。

在本发明的意义上，所谓模具应当理解为具有一个或多个模腔的部件。所述模腔的形状是要制造的容器的外部形状。本申请人的公开号为2709264的法国专利申请公开了一种注塑-吹制设备，其中每一个模具都具有至少两个模腔(或者说容器型腔)。

所谓毛坯，应当理解为预型件、滚料和中间容器，也就是说，更一般地，应理解为任何可以通过吹制加工为容器(其本身可以为中间容器或者成品容器)的制件。

众所周知，制造容器时，除了毛坯的装料和成品容器的排出之外，至少还需要用高压气体、通常是空气吹制，然后在排出之前除气。

在一些改进的应用中，在部分或全部除气之后，在中间容器或者成品容器还未从吹制模具中取出来之前，要注入一个附加压缩气体流。所注入的气体的压强通常低于前述吹制压强。该附加注气尤其是在热固化吹制工艺中进行。所谓热固化吹制工艺是指在非常热的模具中吹制容器。已经证实，这种附加注气具有惊人的效果，可使所得到的容器在使用中具有更高的机械强度或者其它更好的性能。

通常，所述附加注气与其说是再吹制，倒不如说是扫气，也就是说，所述附加注气在所述容器中形成气体的循环流通。为此，在扫气时，所述容器是打开的，至少是局部向外界开放的，以便形成所述循环流通。

已有技术中的设备的一个缺点是，它们的吹制气体消耗量很大。如果还进行附加注气的话，所述问题就更严重了。例如，在本申请人制造的注塑-吹制设备中，吹制空气的压强为40巴。这意味着，吹制一个容积一升的容器需要四十升的空气，若容器容积为两升，则需要空气八十升，依此类推。

所述附加注气的压强则在10到20巴，从而对于容积1升的容器需空气10到20升，对于容积为2升的容器则需要空气20到40升。然而应当知道，本申请人的所述设备的生产率约在每小时1200到5000件容器之间，从理论上说，如果用15巴的压缩空气进行附加注气，制造容积为1升的容器，则每小时需消耗压缩空气66000到2750000升。

本发明的目的是提出一种方法，按照这种方法，压缩气体的消耗量可以减少。

本发明提供了一种借助于第一压强(P1)的气体、尤其是空气在一种设备的模具内部对毛坯进行吹制而制造容器的方法，所述设备具有至少两个模具，将所述毛坯依次置入所述模具中，依次进行吹制，每一个容器的成形在一吹制步骤之后还有一个至少部分除气的步骤，以及一个用第二压强(P2)的气体注入所述容器的步骤，其特征在于，所述第二压强(P2)的气体由对所述设备中在后吹制的至少一个容器进行除气而获得的产物的至少一部分构成。

这样，压缩气体的消耗量就大大减少了。另外，如果所述附加注气是自动流水作业完成的，就没有必要提供产生附加压缩气体的设备了：只需要在各个模具之间提供匹配的连接就可以了。因此，所述设备就简化了，且成本也会大大降低。

相反地，最重要的是，设备的性能并不因此降低。事实上，如同前文举例指出的那样，在本申请人制造的所述设备中，附加注气是用压强在10到20巴之间的气体进行的，最初吹制的气体压强为40巴。假设所述附加注气是一次较低压强的再吹制，对于在40巴的压强下吹制的容器，通过将其中的气体排入另一个相同容积的已经除气的容器，则可以在每一个容器中获得20巴的剩余压强(Mariotte定律的应用)。

在最为通常的情况下，如果所述附加注气是对所述容器进行扫气，也就是说，如果所述附加注气允许气体在操作过程中向外界排放而在所述容器中形成气体的循环流通，那么，如果随后的容器完全除气以进行前一容器的扫气，所述扫气的压强就可以在扫气过程中从40巴逐渐降至零。

按照本发明的另一个特征，在一个容器中进行的附加注气，从设备中紧跟的下一个模具中被吹制的容器开始。

这样，所需的气动连接就更易于实现。

在一种实施例中，当所述设备具有至少三个模具时，所述附加注气是通过将若干容器除气的部分产物逐级注入另一个容器中而实现的。

这样就会产生一种涡旋运动，有助于改善扫气的效率。

按照本发明的另一个特征，在一种实施例中，每一个模具具有至少两个吹制模腔，在一个模具的一个模腔中制造的容器的除气产物输入前一模具的相应模腔中。

这样可为所述气动连接的安装提供方便，避免了连接管道的交叉。

通过阅读下文参照附图所作的说明，可看出本发明的其它特征和优点。附图中：

—图1是实现本发明方法的具有两个模具的设备的一种可能实施例的原理图。

—图2是具有两个以上的模具的设备的本发明原理图。

在图1所示的实施例中，设备是所谓的注塑-吹制设备，它具有一个沿着一条路径驱动两个模具2、3的机构1，所述模具沿着路径分别至少经过一个毛坯400(在这里是预型件)装料区4、一个吹制(或者拉伸-吹制)区5、一个除气区6、一个第二压强注气区7和一个成品容器(800)卸料区8。

在图示的实施例中，模具驱动机构1众所周知是一种模具支承循环输送装置，它绕着一个旋转轴100旋转。这里，模具关于旋转轴在直径方向上相对设置。通常，模具绕着该轴均匀分布。循环输送装置的旋转运动方向如图中的箭头9所示。

在模具2、3之间，设置有流体连通管10、11，使得当一个模具2位于除气区6时，其中的仅仅因为其压强而从模具中的被吹制容器排出的气体、通常是空气，被引入到另一模具3中预先吹制的容器当中。另外，当然地，连通管10、11的设置也要使得，在狭义的吹制步骤中，也就是当一个模具处于吹制区5时，其中的吹制气体不会向正处于除气区6和第二压强注气区7之间的前一被吹制容器泄漏。为此，所述设备具有电动的、气动的、机械的或者其它类型的阀门12、13，这些阀门设置在流体连通管路中，用来在适当的时候实现气体转移。

因此，在图1所示的实施例中，使用了一个第一连通管10，用来将模具2中的吹制容器200中的除气气体转移到模具3中的容器300中。在该连通管路上装有一个第一阀门12，该阀门由图中未示出的一些装置来控制，以使得管路10仅当模具2处于除气区6时才开放。一个第二连通管11，用来将模具3中的容器300中的除气产物转移到模具2中的容器200中。在该连通管路上装有一个阀门13，控制该阀门，使得管路11仅当模具3处于除气区6时才开放。特别地，在图1中，所示出的模具2正处于除气区6。此时阀门12是开放的，以允许在该模具中吹制的容器200中的气体通过而进入封闭在模具3中的容器300，模具3此时正处于第二压强注气区7。此时的气体转移在图中以箭头14示出。

阀门12、13的开放和关闭可以借助于探测模具2、3分别相对于设备各区域的位置的传感器进行控制。仅当一个模具处于除气区6时，通向另一个模具的连通管才开放。可使用各种类型的传感器(电动的、电子的、电磁的、机械的等等)。

在一种尤为有利的优选实施例中，对阀门12、13的控制是通过另外设置的技术上已知的除气控制机构进行的，这种控制机构在未应用本发明的设备中已存在。

另外，当通过第二压强注气而实现内部的扫气时，要使用一些装置，用以实现容器内部与外界之间的气体流通。

在注塑-吹制设备的情形下，内外部之间的气体流通是以下述已知方式实现的：在扫气过程中将吹嘴提起，从而将在吹制过程中密封支承该吹嘴的容器开口(颈部)释放。

在另一种变化的实施例中，所述吹嘴不提起，而是连接到一个连通管路，该管路在扫气过程中允许气体向外部排出。

在挤压-吹制设备的情形下，可修改现有的流体连通管路，以允许其将一个容器中的除气空气转移到另一个模具中的另一个容器中，并可通过允许气体排出而允许进行扫气。

图2示出了本发明如何应用于一个具有两个以上的模具的设备。

图中，一循环输送装置5在箭头16的方向上驱动四个吹制模具17、18、19、20，以从预型件22制得容器21。预型件在一个装料区23依次装填到模具中，成品容器则在一个卸料区24取出。

在模具之间设置了一些管道26、27、28、29：管道26连接模具17和18，管道27连接模具18和19，管道28连接模具19和20，管道29连接模具20和17，使得当一个容器进行除气时，其中的气体至少部分地转移到其前一个容器，后者本身已除气，从而允许例如对该前一容器进行扫气。

在该实施例中，一个容器30正在模具17中进行吹制；一个容器31已在模具18中结束吹制，其中的气体正在向在模具19中进行吹制的容器32中转移。在此之前，容器32中的气体已经转移到了在模具20中成形的且已到达卸料区24的容器33中。

因此，在图2中，在容器31和容器32之间正在进行气体的转移。这在图中由邻近管道27的箭头34表示。

气体从一个容器向另一个容器的转移由在适当的时候开或者关的阀门35、36、37、38许可或者禁止。

因此，在所述实施例中，在管路27上的阀门35是打开的，而在管路26、28、29上的阀门36、37、38是关闭的。

所述阀门的开放或关闭是机械(凸轮、滚轮等)控制的或者电控的。

在一种有用的实施方式中，阀门的控制是借助于本发明这种设备本身所具有但在此未示出的除气控制机构实现的。阀门35由模具18的除气控制机构控制；阀门36、37、38分别由模具17、19、20的除气控制机构控制。

在一种实施例中，所述方法包括一个借助于拉伸装置、比如拉杆对毛坯或者吹制过程中的容器进行拉伸及吹制的阶段，第二压强的气体的注入也是通过所述装置进行，因此这些装置上设置有气体的流通管和流通孔。

此时，拉伸装置可这样设置，使之基本上成为接受气流的容器的底座。

本发明当然并不限于前述各实施例。相反，本发明还包括各种变型。

Claims (16)

1.通过吹制制造容器(200，300，800)的方法，它借助于压缩气体在一设备的最后加工模具(2，3，17…20)内部对热塑性材料的毛坯(22，400)进行，所述设备具有至少两个最后加工模具，将所述毛坯依次置入所述模具中，依次进行吹制，每一个容器的吹制在一借助于第一压强(P1)气体进行的吹制步骤(5)之后还有一个至少部分除气的步骤，以及一个用低于所述第一压强(P1)的第二压强(P2)的气体注入所述容器的步骤，其特征在于，所述注入相应容器的第二压强(P2)的气体由对所述设备中在后吹制的至少一个容器进行除气而获得的产物的至少一部分构成。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，注入到一个模具中形成的一个容器中的所述第二压强(P2)的气体，是在所述设备中紧接着的下一个模具中形成的容器的除气步骤的产物。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备具有至少三个最后加工模具，在一个模具中加工的一个容器的除气产物逐级注入到所述设备的所述模具之前的至少两个模具中吹制的至少两个容器中。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二压强气体的注入步骤在于对所述容器的内部进行扫气，也就是说允许所述气体在所述容器内自由流通，在所述扫气过程中，从容器内部向外部，实现气体向外界的排放。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二压强气体的注入步骤的功能是逐级对所述容器的内部进行扫气，即允许所述气体在所述容器内自由流通，在所述扫气过程中，从容器内部向外部，在离所述除气步骤开始的地方最远处，逐级实现气体向外界的排放。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，每一个模具具有至少两个吹制模腔，从而使得可以在其中吹制至少两个容器，在一个模具的一个模腔中制造的容器的除气产物输入到前一模具的相应模腔中加工的至少一个容器中。

7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当所述除气产物不需要从一个模腔向另一个模腔转移时，相继两模具的相应模腔是隔离的。

8.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，它包括一个借助于拉伸装置对毛坯或者吹制过程中的容器进行拉伸的阶段，所述第二压强(P2)的气体的注入也是通过所述装置进行，这些装置上设置有所述气体的流通管和流通孔。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述拉伸装置由一个拉杆构成。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述拉伸装置这样设置，使之基本上成为接受所述气流的容器的底座。

11.实施权利要求1到10之一所述方法的容器制造设备，其特征在于，它包括至少两个吹制模具和设置在所述模具之间的流体连通管路(10，11)，这些管路的设置使得，当在一个模具中吹制的容器在除气时，其中的至少部分气体引入到另一模具中预先吹制的容器当中，另外，所述连通管路的设置也要使得，当一个容器正在吹制时，吹制气体不会向前面已吹制的容器泄漏。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备具有至少一个循环输送装置(1，15)，其上装有至少两个用来吹制容器的模具(2，3，17，18，19，20)，在加工容器时，驱动所述循环输送装置作连续的旋转运动(9，16)；所述设备还包括一个向所述模具中装填所述毛坯的区域(4，23)、一个以第一压强(P1)吹制容器的区域(5)、一个对所述容器至少部分除气的区域(6)、一个将在一模具中加工的容器的至少部分除气产物注入到另一个模具中加工的容器内部的区域(7)、以及一个容器(21)卸料区(8，24)。

13.如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述毛坯是挤压形成的滚料，所述设备具有一个所述滚料的挤压装置。

14.如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述毛坯是注塑而得到的预型件，所述设备具有一个将所述预型件置入所述模具中的装置。

15.如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述毛坯是通过吹制预先注塑的预型件而得到的中间容器。

16.如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述毛坯是通过吹制预先挤压形成的滚料而得到的中间容器。

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