本發(fā)明大體上涉及從預制件液壓吹塑成型容器,其中使用最終產(chǎn)品(液體)作為吹塑成型介質。更具體地,本發(fā)明涉及防止預制件的終止部在液壓吹塑成型過程期間畸變和/或變形。
背景技術:
通過各種不同的方法制造用于液體的塑性容器。在大多數(shù)方法中,將塑性預制件加熱至用于成型的適當溫度、放置在模具中然后使其在徑向軸向地擴張以形成容器。在某些工藝中,使用空氣作為吹塑成型介質以使預制件擴張。在其他工藝中,使用液體產(chǎn)品作為吹塑成型介質。使用液體最終產(chǎn)品作為吹塑成型介質的后一工藝在本文中稱為液壓吹塑成型。
對于液壓吹塑成型,吹塑成型介質在壓力下進行注射,并且通常,在非熱填充過程中,在范圍為大約0℃至32℃(32°F至90°F)的溫度下,以及在熱填充過程中,在介于大約85℃和95℃之間(大約185°F至195°F)的溫度下。在許多實例中,從這些溫度范圍可以看出,吹塑成型介質的溫度高于環(huán)境溫度。
雖然預制件的主體在液壓吹塑成型過程期間在徑向擴張中被軸向地拉長,但預制件的頸部或終止部需保持其初始形成的形狀。由于終止部包括必須通過封閉件接合的螺紋和密封表面,所以使終止部保持其初始形成的形狀是重要的。在液壓吹塑成型期間,尤其是當吹塑成型介質相對于預制件的溫度處于高溫時,終止部暴露于吹塑成型介質的溫度或其注射壓力的結果是終止部將可能畸變和/或變形。這在試圖使所得容器更輕而使終止部的壁厚減小時將變得更有可能。
為了保護終止部,已提出多種方案。US 2013/0164404公開了在吹塑成型過程期間將反向壓力施加于終止部的外部的系統(tǒng)。WO2013/145511類似地公開了在吹塑成型過程期間將反向壓力施加于終止部的外部的系統(tǒng)。
綜上所述,很顯然需要這樣的系統(tǒng):該系統(tǒng)在液壓吹塑成型過程期間不僅保護預制件的終止部在該過程期間不受預制件的內部壓力的影響,而且也不受吹塑成型介質的溫度的影響,其中,預制件的內部壓力和吹塑成型介質的溫度會導致終止部易于變形和畸變。
技術實現(xiàn)要素:
為滿足以上需要,并克服所列舉的現(xiàn)有技術中的缺陷和其他局限,本發(fā)明的一方面提供了由預制件形成塑性容器并填充該塑性容器的方法。
在另一方面,由預制件形成塑性容器的方法包括以下步驟:提供具有主體的預制件,預制件具有限定在預制件的一個端部上的終止部;使注射噴嘴與終止部接合,以在注射噴嘴與終止部之間形成第一密封接合,第一密封接合將內部體積與終止部的外側隔開;將液體吹塑介質注射至預制件中,以預制件的主體在模具內擴張,從而利用液體同時形成并填充容器;該方法的特征在于在終止部的外側處施加冷卻介質,以比終止部的溫度低的溫度提供冷卻介質。在形成過程期間將冷卻介質施加至終止部的外側有利地減輕了終止部在形成過程中的可能變形。
由于預制件在一步式液體吹塑成型過程中形成,因而預制件已經(jīng)處于高溫,在容器的成型和填充期間,當預制件暴露于增加的壓力和可能升高的溫度中時,冷卻介質有助于冷卻終止部。一旦容器接納封閉蓋,這進一步允許更好的密封完整性。
在另一方面,至少在使注射噴嘴與終止部接合的步驟之后,開始將冷卻介質施加至終止部的步驟。在注射噴嘴與終止部接合之后將冷卻介質施加至終止部節(jié)約了在生產(chǎn)周期中所使用的冷卻介質的量,并且在更有限的空間中提供冷卻以更好地實現(xiàn)終止部的冷卻。
在又一方面,至少在使注射噴嘴與終止部接合的步驟之前,開始將冷卻介質施加至終止部的步驟。通過在終止部由注射噴嘴接合之前施加冷卻介質,冷卻在生產(chǎn)過程中較早地開始,從而允許對終止部進行更大量的冷卻。
在再一方面,在使注射噴嘴與終止部接合的步驟之前和之后,均進行將冷卻介質施加至終止部的步驟。在注射噴嘴和終止部接合之前和之后均施加冷卻介質以最大化終止部上的冷卻效果。
在另一方面,在注射噴嘴與預制件和模具中的一個之間形成第二密封接合的步驟,第二密封接合沿預制件與第一密封接合軸向間隔開。通過形成與第一密封接合軸向間隔開的第二密封接合,形成圍繞終止部的閉合腔體,從而允許更好地控制冷卻介質在終止部周圍的提供和排出。
在又一方面,第二密封接合形成在注射噴嘴與模具的一部分之間。第二密封接合的形成允許更精確地控制冷卻介質的提供,以及在注射噴嘴與模具的一部分之間形成第二密封接合允許該方法應用于各種預制件設計。
在再一方面,第二密封接合形成在注射噴嘴與預制件的支承環(huán)之間。
在另一方面,該方法還包括圍繞終止部分配冷卻介質的步驟。通過圍繞終止部分配冷卻介質,實現(xiàn)終止部的均勻冷卻以防止由于終止部的局部冷卻而可能引起的變形。
在本發(fā)明的另一方面,使冷卻介質循環(huán)的步驟按照連續(xù)完成或間歇完成中的一種執(zhí)行。隨著冷卻介質的連續(xù)循環(huán),在整個生產(chǎn)周期中將始終對終止部進行冷卻。間歇冷卻允許在生產(chǎn)周期的更關鍵時刻有針對性地施加冷卻介質。
在本發(fā)明的又一方面,施加冷卻介質的步驟包括在終止部處引導冷卻介質的步驟。在終止部引導冷卻介質提高了冷卻的效率。
在本發(fā)明的另一方面,在終止部處垂直地引導冷卻介質。通過在終止部處垂直地引導冷卻介質,冷卻效果的強度增加。
在又一方面,在終止部處傾斜地引導冷卻介質。傾斜地引導冷卻介質允許在終止部完全由注射噴嘴接納之前使冷卻介質在終止部上進行沖洗,并且開始終止部的冷卻。
在本發(fā)明的又一方面,熱調節(jié)預制件的步驟發(fā)生在定位步驟之前。
在另一方面,在注射噴嘴降低期間施加冷卻介質。當注射噴嘴降低時施放冷卻介質,允許在生產(chǎn)周期中較早地開始冷卻。
在本發(fā)明的再一方面,圍繞終止部施加反向壓力。在容器成型期間,施加反向壓力減輕了由于預制件內增加的壓力所引起的終止部的變形。
在另一方面,通過限制從位于終止部周圍的接納空間中排出冷卻介質來提供反向壓力。在另一方面,限制冷卻介質的排出的步驟是通過設置排放間隙或出口通道來執(zhí)行,排放間隙或出口通道具有相對于入口通道或端口的累積橫截面面積減小的橫截面面積。通過限制冷卻介質的排出,可以在終止部周圍選擇性地建立反向壓力。
在又一方面,限制排出冷卻介質的步驟通過控制用于冷卻介質的出口通道的可變氣阻來執(zhí)行。通過使用可變氣阻,可以采用更精確的控制來對終止部提供反向壓力。
在另一方面,限制排出冷卻介質的步驟通過不提供冷卻介質的排出來執(zhí)行。在不排出冷卻介質的情況下,可以在生產(chǎn)循環(huán)中快速地建立反向壓力。
在另一方面,提供反向壓力的步驟包括提供連續(xù)的或間歇的冷卻介質流。因此,可以針對具體的生產(chǎn)周期設定反向壓力并且可以有效地應用反向壓力。
參照附加至此說明書并構成此說明書一部分的附圖和權利要求,在對以下描述進行閱讀之后,本發(fā)明的其他對象、特征及優(yōu)點對于本領域的技術人員將變得顯而易見。
附圖說明
圖1是體現(xiàn)本發(fā)明的原理的液壓吹塑成型機在注射噴嘴與預制件接合之前的剖視圖;
圖2是圖1中所示的液壓吹塑成型機在注射噴嘴與預制件接合之后的剖視圖,并且該剖視圖示出了注射噴嘴與預制件的支承環(huán)之間的空氣的排出;
圖3A是大體沿圖2中的線3-3截取的剖視圖,并且該剖視圖示出了注射噴嘴的一部分中的分支入口通道;
圖3B是大體沿圖2中的線3-3截取的剖視圖,該剖視圖示出了注射噴嘴的一部分中的多個分支入口通道;
圖4是根據(jù)第二實施方式的液壓吹塑成型機的剖視圖,并且該剖視圖示出了通過注射噴嘴的一部分限定的出口通道;
圖5A是大體沿圖4中的線5-5截取的剖視圖,并且該剖視圖示出了可如何配置入口通道和出口通道的變型;
圖5B是與圖5A類似的剖視圖,并且該剖視圖示出了可如何配置入口通道和出口通道的另外的變型;
圖6是液壓吹塑成型機的剖視圖,并且示出了可如何配置出口通道以從接納空間直接抽出空氣的另一變型;
圖7是大體沿圖6中的線7-7截取的剖視圖,并且該剖視圖示出了入口通道和出口通道中的部分;
圖8是體現(xiàn)本發(fā)明原理的冷卻設備的分解側視圖,并且該冷卻設備結合在注射噴嘴的下端上;冷卻設備的一部分中的端口示出為布置成一對偏移行;以及
圖9是根據(jù)又一實施方式的液壓吹塑成型機的剖視圖。
圖10是示出了用于形成和填充容器的、包含本發(fā)明原理的方法的步驟的流程圖;
圖11是在注射噴嘴與預制件接合之前,包含本發(fā)明的原理的液壓吹塑成型機的另一實施方式的剖視圖;以及
圖12是圖11中所示的液壓吹塑成型機在注射噴嘴與預制件接合之后的剖視圖,并且該剖視圖示出了注射噴嘴與預制件的支承環(huán)之間的空氣的排出。
具體實施方式
現(xiàn)在參照附圖,在附圖中示意性地示出了用于從預制件形成容器并體現(xiàn)本發(fā)明的原理的液壓吹塑成型機,該液壓吹塑成型機通常表示為10。作為其主要部件,如圖1和圖2中所示,液壓吹塑成型機10包括具有殼體12的注射頭11,其中注射噴嘴14、密封銷16和拉伸桿18同軸地位于殼體12與注射頭11之中。
注射頭11聯(lián)接至吹塑介質22(液體,也是保留在已形成的容器之中的最終產(chǎn)品)的源,吹塑介質22用于將預制件(表示為20)擴張成與模具26的內表面24一致,模具26的內表面24將模具腔體28限定為最終容器的期望形狀。
本發(fā)明使用的預制件通常通過注塑成型工藝形成,并可由任何適當?shù)乃苄圆牧辖M成,諸如,聚酯(包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚乙烯亞胺(PEI))、聚烯烴(包括低密度聚乙烯和高密度聚乙烯(分別為LDPE和HDPE)以及聚丙烯(PP))、苯乙烯基材料(包括聚苯乙烯(PS)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS))或包括聚氯乙烯(PVC)的其他聚合物。以上列舉的材料僅用于說明的目的,并不旨在限制本發(fā)明的范圍或所使用的材料。
預制件20具有中空主體30,中空主體30從打開頸部或終止部32大體沿中心軸A延伸至封閉端(未示出)。在將預制件20成型為容器期間,拉伸桿18通過致動器31軸向地延伸以拉長主體30,以及密封銷16通過另一致動器33縮回以使得限定在密封銷16的頭部36上的密封環(huán)34脫離與密封座38的密封接合,其中密封座38設置為注射噴嘴14的一部分。隨著密封環(huán)34脫離密封座36以及密封銷16充分地縮回,吹塑介質從注射噴嘴14之中的中央通道40流過排出孔42以便被注射到預制件20的內部44。如以上所提到的,由吹塑介質施加的壓力致使預制件20的主體30擴張成與模具26的內表面24一致,導致容器的形成。
當預制件20的主體30在容器的形成期間被拉長和擴張時,終止部32被設置為其最終形式,并且終止部32通常包括螺紋46,螺紋46用于與封閉蓋(未示出)的相應螺紋接合。在液壓吹塑成型期間,吹塑介質可處于高于環(huán)境溫度的溫度,并可與終止部32的內表面接觸。由于容器的終止部被制造的越來越薄以減小容器的總重量,因此會出現(xiàn)這樣的問題:吹塑介質的高溫可使終止部的形狀發(fā)生畸變和變形(尤其是當與吹塑介質的注射壓力結合時),從而阻止由封閉蓋適當?shù)亟雍稀1疚闹泄_的液壓吹塑成型機10(更具體地,注射噴嘴14)設置有抵抗和減輕終止部32的可能的變形和畸變的特征。
如圖1和圖2中所示,注射噴嘴14的端部構造成在液壓吹塑成型過程期間提供終止部32的冷卻。就此而言,冷卻設備48被設置成注射噴嘴14的整體部分??杀环Q為噴嘴主體的冷卻設備48包括鐘形殼體50和擴散器52。
如示出的,通過鐘形殼體50的外螺紋54與注射噴嘴14的內螺紋56的接合,鐘形殼體50被固定至注射噴嘴14的下端。諸如螺紋緊固件的其他固定工具可以可替代地用于該目的。此外,在示出的構造中,鐘形殼體50用于將密封鐘狀件58固定至注射噴嘴14,作為注射噴嘴14的整體部分。密封鐘狀件58包括協(xié)作地限定上述中央通道40和密封座38的表面。為了固定密封鐘狀件58,密封鐘狀件58的下端設置有被接納在相應形狀的上凹部60中的形狀,上凹部60形成在鐘形殼體50的上端中,通常鄰近螺紋54并朝向螺紋54以內。當鐘形殼體50被固定至注射噴嘴14時,密封鐘狀件58的中心孔62與鐘形殼體58的中心孔63對準,并從鐘形殼體58的中心孔63延伸,它們共同限定中央通道40和注射噴嘴14的排出孔42。
在鐘形殼體50的下端中,鐘形殼體50包括與上凹部60相對的下凹部64,擴散器52的一部分被接納在該下凹部64之中。擴散器52包括柱狀壁65和徑向法蘭66,其中,柱狀壁65與軸A同軸,徑向法蘭66從柱狀壁65向外延伸。在將擴散器52固定至鐘形殼體50的過程中,徑向法蘭66的上表面接合鐘形殼體50的最低表面或端面68,并通過延伸穿過徑向法蘭66進入鐘形殼體50的螺紋緊固件(未示出)或其他工具固定。柱狀壁65被接納在如上所述的鐘形殼體50的下凹部62之中,并且長度設置為使得其頂端與下凹部64的基壁70接合。柱狀壁65還設置有比限定在下凹部64的側壁72之間的寬度或內徑更小的外徑或寬度。因此,柱狀壁64、徑向法蘭66、基壁70和側壁72的部分進行協(xié)作,以在歧管48之中限定腔體74。
此外,此時應注意,端口76、端口78通過擴散器52限定以使得腔體74與接納空間80流體連通,其中接納空間80由柱狀壁64和腔體74兩者包圍和環(huán)繞。以下將進一步說明原因,端口76、端口78相對于軸A分別被徑向地以及傾斜地引導至接納空間80中,并且優(yōu)選地,通過擴散器52的柱狀壁65限定。在一個優(yōu)選的實施方式中,端口76、端口78圍繞柱狀壁64布置在兩行或多行中。端口76、端口78還可被布置成使得一行中的端口與其他行中的端口徑向對準,或與其他行中的端口徑向偏移。徑向偏移行中的端口76、端口78的布置最好見圖8,而徑向對準行中的端口76、端口78見其他圖。應理解的是,圖8中示出的擴散器52可以可替代地用于本文中所討論的所有實施方式中。
鐘形殼體50還包括入口通道82,入口通道82聯(lián)接至冷卻介質的加壓源84,并將來自源84的冷卻介質傳送至腔體74。介質優(yōu)選地為空氣或另一氣態(tài)流體,只要介質具有所需特性并滿足本文中所討論的目的。
如圖3A、圖3B以及圖5A中的變型所示,入口通道82可設置為多種配置。在一個變型中,入口通道82筆直地延伸穿過鐘形殼體50的壁并終止于腔體74中,如圖5A中所示。在另一變型中,對入口通道82進行分支(在圖中表示為86),并且在終止于腔體74中之前在直徑相反的位置處圍繞鐘形殼體50部分地延伸,如圖3A中所示。在另一變型中,入口通道84可通過多個通道82限定,入口通道84在終止于腔體74中之前以筆直方式延伸或以分支86方式延伸(后者在圖3B中示出)。當進行分支86時,優(yōu)選地,入口通道82在圍繞腔體74等距間隔的位置處終止于腔體74中。用這種方法,當冷卻介質被提供至腔體74中時,冷卻介質更均勻地分配。一旦被提供至腔體74中,冷卻介質便穿過端口76、端口78,并在位于接納空間80中的預制件20的終止部32處通過端口76、端口78引導至接納空間80中,如以下所述。
如圖1所示,在液壓吹塑成型過程的開始,注射頭11最初與預制件20和模具26間隔開。在被引入模具26中之前,預制件20的主體30已被熱調節(jié)(加熱)至這樣的溫度:該溫度將允許主體30在吹塑介質被注射到預制件20的內部44中時由拉伸桿18實際地拉伸并徑向擴張。在液壓吹塑成型中,吹塑介質是液體,并且在本文中,該術語旨在包括非氣體、可流動介質。吹塑介質可具有低粘度(如水或酒精)、中粘度(如食用油或湯)或高粘度(如番茄醬或酸奶)。此外,吹塑介質可以是同質的或非同質的,并且吹塑介質并非旨在限于飲料或食品。可使用的其他液體的非限制性說明示例包括清潔產(chǎn)品(用于身體護理、房屋保養(yǎng)或汽車護理)、醫(yī)用流體、工業(yè)流體、汽車流體以及農(nóng)業(yè)流體。
在非熱填充應用中,吹塑介質可在范圍為大約0℃至32℃(32°F至90°F)的溫度處被提供至預制件中,但一般在高于環(huán)境溫度和/或高于預制件20的主體30的溫度處提供以在拉伸和擴張期間使塑性材料的凝固最小化。在熱填充應用期間,吹塑介質22在大約85℃和95℃之間(大約185°F至195°F)的溫度處被提供至預制件20中。作為以上高溫和提供吹塑介質時的壓力的結果,預制件20的終止部32在液壓吹塑成型過程期間發(fā)生變形或畸變的可能性是存在的,尤其是當終止部具有更薄的壁厚時。
此外,在液壓吹塑成型循環(huán)的開始,注射噴嘴14通過其致動器90下降,直到預制件20的終止部32被接納至接納空間80之中并且注射噴嘴接合預制件20。更具體地,鐘形殼體50的基壁70的表面(第一密封表面)與終止部32的端部表面88密封接合,從而在它們之間形成第一密封。由注射噴嘴14施加的向下的力在端部表面88與支承環(huán)92之間向終止部32施加壓縮負荷,其中支承環(huán)92與模具26的頂部表面接合。如下面更進一步地討論,該頂部負荷的壓縮力還可潛在地促成終止部32的畸變和/或變形。
為了補償和抵抗終止部32的變形,通過端口76、端口78提供的冷卻介質可起作用以使終止部32冷卻,并抵抗注射的吹塑介質的溫度的影響,和/或提供抵抗由吹塑介質和/或頂部負荷施加于終止部32上的壓力的反向壓力。
如圖1中所示,可在注射噴嘴14完全下降并與終止部32的端部表面88接合之前,通過端口76、端口78開始提供空氣。因此,隨著注射噴嘴14下降并且終止部32被接納在接納空間80之中,終止部32將由來自端口76、端口78的空氣流(表示為94)沖洗和冷卻。隨著端口78中的一些相對于軸A傾斜地定向,并且因此相對于終止部32傾斜地定向,冷卻介質在終止部被完全接納在接納空間80之中之前開始流過終止部32,從而進一步加強整體冷卻效果。為了進一步增強冷卻效果,可在比環(huán)境溫度、終止部32溫度、主體30溫度或吹塑介質溫度更低的溫度處提供空氣流94。
在圖1和圖2中示出的一個優(yōu)選的實施方式中,提供空氣流94主要是為了實現(xiàn)終止部32的冷卻。如其中所示,隨著注射噴嘴14完全下降,在擴散器52的徑向法蘭66與支承環(huán)92之間提供有間隙96。間隙96形成為排氣通路,從而允許空氣流94基本上不受限制地離開接納空間80。從而,在該實施方式中,在接納空間80中建立了最小反向壓力。
在圖4中示出的另一優(yōu)選的實施方式中,歧管48在軸A方向的長度使得擴散器52的徑向法蘭66的表面97(限定第二密封表面)密封接合支承環(huán)92,并形成沿終止部32與第一密封軸向間隔的第二密封。隨著第二密封的形成,接納空間80被限制,并且如果待通過終止部32之上的空氣流實現(xiàn)冷卻,則接納空間80需要出口通道98。出口通道98的不同變型在圖5A、圖5B、圖6以及圖7中示出。
如圖5A中所示,入口通道82和出口通道98二者以筆直的方式延伸穿過鐘形殼體50的壁。入口通道82終止于腔體74處,但出口通道98被限定為與接納空間80連通并從接納空間80直接抽出冷卻介質。由此,密封件、壁或阻塞件100以以下方式設置在側壁72與柱狀壁65之間的腔體74中:密封件、壁或障礙件100將出口通道98與腔體74的其余部密封地間隔開,并通過一個或多個端口76、端口78使出口通道98直接與接納空間80連通。雖然入口通道82在圖5A中示出為筆直地延伸穿過鐘形殼體50的壁,但應理解的是,與圖3A和圖5B中示出的變型的入口通道82類似,可以可替代地對入口通道82進行分支86。
出口通道98還可通過與圖5A中示出的構造不同的可替代構造限定。如圖5B中所示,出口通道98可由徑向延伸穿過鐘形殼體50、腔體74以及擴散器52的柱狀壁64并終止于接納空間80的管或導管102限定。與前面討論的入口通道82的分支構造類似,出口通道98也可設置有分支構造。
在又一構造中,出口通道98可經(jīng)由端口延伸穿過鐘形殼體50和擴散器52兩者。在圖6和圖7的實施方式中,出口通道98由一系列周向間隔的端口104(示出一個)部分地限定,端口104從接納空間80徑向地延伸穿過徑向法蘭66然后軸向地延伸穿過徑向法蘭66的上表面,在此處端口104與限定在鐘形殼體50中的流道106連通。如圖7中所示,流道106周向地并且至少部分地圍繞鐘形殼體50延伸,并通過排出端口108與鐘形殼體50的外界連通,某種程度上與入口通道82及其相關的分支86相似。用這種方式設置的流道106通過允許簡單加工來促進制造,并確保出口通道98可以以分配方式從接納空間80抽取冷卻介質,尤其是當端口104以間隔的布置設置在擴散器52的徑向法蘭66中時。
如圖7中所示,入口通道82以與圖3B中示出的實施方式類似的方式配置,并包括分支86。然而,明顯的是,其他實施方式中的任何一個的入口通道82可與圖7中示出的出口通道98一起采用。
在各種實施方式中,這種冷卻空氣流94通過限定在鐘形殼體50中的入口通道82從介質源84釋放出來。空氣流94從入口通道82進入如前所述的限定在鐘形殼體50與擴散器52之間的腔體74中。由于腔體74通常環(huán)繞擴散器52,因此空氣流94基本上完全分配在擴散器52周圍,并為終止部32提供基本均勻的冷卻。無論空氣流94是通過單個入口被提供至腔體74中(如圖4和圖5A中)還是通過分支和多個入口被提供至腔體74中(如圖1至圖3B、圖5B、圖6、圖7和圖9中所示),上述情況都會發(fā)生。然而,在后一實例中,會更均勻??諝饬?4從腔體74穿過限定在擴散器52的柱狀壁64中的端口76、78,端口76、78在終止部32處垂直地或傾斜地引導空氣流94。如果實施方式在擴散器52的徑向法蘭66與預制件20的支承環(huán)92之間設置有空隙96,則空氣流94可通過空隙96連續(xù)地排出以提供所需的冷卻量。
如果需要對內部壓力和施加于預制件20的終止部32的力進行抵抗,那么可利用包括出口通道98的實施方式中的一個來提供冷卻和/或反向壓力兩者。在如圖4至圖7中所示的這些實施方式中,出口通道98聯(lián)接至閥110和可變氣阻112,閥110和可變氣阻112可被集成到單個單元中??赏ㄟ^適當?shù)目刂破?未示出)對閥110和可變氣阻112進行控制,以開始允許圍繞終止部32的自由空氣流94來實現(xiàn)冷卻。一旦注射噴嘴14已接合終止部32的端部表面88且吹塑介質的注射已開始,則閥110和可變氣阻112可用于通過出口通道98部分地限制和控制空氣流94,從而在終止部32的外部周圍建立期望的反向壓力。可能的是,空氣流可在這種反向壓力的建立期間完全地停止。然而,隨著空氣流94的停止,也將停止對終止部32的冷卻。如果可變氣阻112不完全關閉,則空氣流94將不會被完全阻塞并且將允許有限的循環(huán)量,從而允許可以以受控的方式將反向壓力和冷卻兩者施加于終止部32。優(yōu)選地,就壓力的幅值和其持續(xù)時間而言,通過可變氣阻112來控制反向壓力的施加以使得反向壓力與液壓吹塑成型過程的峰值壓力和持續(xù)壓力對應,并與液壓吹塑成型過程的峰值壓力和持續(xù)壓力協(xié)調。由于預制件20內的注射壓力的建立非常迅速,因此可實用的是,在實際峰值壓力到達之前,在預制件20的初始形成和擴張開始期間開始反向壓力的發(fā)展,并且然后使反向壓力與峰值壓力和持續(xù)壓力協(xié)調。
現(xiàn)在參考圖9,其中示出了具有與圖1和圖2中所示的構造大致相同的構造的注射頭11的實施方式。圖9的實施方式與先前的實施方式的不同之處在于,鐘形殼體50包括套環(huán)114,套環(huán)114軸向延伸并限定排出孔42的一部分。當注射噴嘴14與預制件20接合時,套環(huán)114緊鄰終止部32延伸至預制件20的內部44中。以這種方式,套環(huán)114從內部支承終止部32并且限制終止部32暴露于注入的吹塑介質的溫度下。應當理解的是,套環(huán)114可以結合至本文所討論的任意實施方式中。
從上述討論可以看出,在另一方面,本發(fā)明提供了在由預制件20形成容器的同時利用終止部32的外部周圍和之上的空氣流94冷卻預制件20的終止部32的方法。示出體現(xiàn)本發(fā)明的原理的方法的流程圖大致在圖10中列出。
現(xiàn)參考圖10,該方法通過首先提供預制件20在框120處開始進行。如上所述,預制件20包括具有封閉端和開口端的主體30,并且終止部32限定在開口端處。如框124所示,在將預制件20插入至用于容器的模具26中之前,如果初始沒有將預制件20設置在適于容器成型的溫度,則可以將預制件20熱處理/加熱至適于成型的溫度。這在框122中示出。
如框126所示,在預制件20適當?shù)匚挥谀>?6中并且預制件20的主體30懸置在模具26的腔體28中的情況下,注射噴嘴14下降。隨著注射噴嘴14下降(框128),冷卻介質流94可選地從源84提供并且被引導至接納空間80、180中并且被引導至終止部32處。當終止部32接納于接納空間80、180中時,根據(jù)端口76、端口78的定向,可以引導冷卻介質以使冷卻介質傾斜于和/或垂直于軸線A并沿著預制件20流入接納空間80中。
沿傾斜方向提供冷卻介質允許冷卻介質在終止部32上沖洗并且甚至在終止部32完全接納于接納空間80、180中之前開始冷卻。
接下來,如框130所示,注射噴嘴14繼續(xù)降低,直到噴嘴主體48、148或更具體地鐘形殼體50、150接合預制件20。注射噴嘴14的降低在噴嘴14與預制件20之間產(chǎn)生至少一個密封接合。至少在端表面88與噴嘴主體48、148之間形成密封接合。替代地,可在與端表面88軸向間隔開的位置處與終止部的另一部分(例如支承環(huán)92)或與模具26的一部分形成第二密封接合。
如果尚未施加冷卻介質,如在框132中所示,則現(xiàn)在通過用于此目的而設置的端口76、端口78將冷卻介質施加至終止部。如果已經(jīng)施加了冷卻介質,如在框128中,則在注射噴嘴14與預制件20接合之后,繼續(xù)向終止部32施加冷卻介質。如各圖中所示,冷卻介質可以通過噴嘴主體48、148與預制件20之間或者噴嘴主體489、148與模具26之間的間隙96排出。替代地,冷卻介質可以通過限定在噴嘴主體48、148中的出口通道98排出。在任一情況下,可以連續(xù)地提供或間歇地提供冷卻介質。
與冷卻介質開始施加至終止部32(框135)同時,或在冷卻介質開始施加至終止部32之后(當根據(jù)框132進行冷卻時),吹塑介質被注入至預制件20中(框134);吹塑介質的注入導致預制件20的徑向擴張以及容器的形成。一旦形成容器,在框138處將所得容器從模具26去除。
可選地,該方法可以包括將反向壓力施加至終止部的外部。這在框136表示。在提供反向壓力的情況下,冷卻介質的排出是受控的而不是允許冷卻介質的排出自由地發(fā)生。完成排出的控制以實現(xiàn)期望的反向壓力,并且可以通過各種技術完成。例如,用于控制冷卻介質的排出的一種技術是限制排出間隙96或出口通道98相對于用于冷卻介質的入口通道/端口82、76、78的總面積。如果排出間隙96或出口通道98具有比入口通道/端口82、76、78的累積面積小的累積面積,則將在預制件20的終止部32周圍產(chǎn)生反向壓力。通過控制這些累積面積之間的差值,以及提供吹塑介質的壓力,可以控制施加至終止部的反向壓力。替代地,出口通道可包括閥110和/或可變氣阻112,閥110和/或可變氣阻112用于控制排出冷卻介質的排出以實現(xiàn)相同的效果。在另一替代方案中,冷卻介質不通過任何方式排出。對于后一種技術,施加至終止部32的反向壓力是供給冷卻介質的壓力。
上述討論詳述了將本方法結合至系統(tǒng)10中,其中注射噴嘴14包含歧管形式的噴嘴主體48。然而,該方法可以用于噴嘴主體48不是歧管的形式的系統(tǒng)100中。這種系統(tǒng)在圖11和12中示出。在這些圖中,來自先前實施方式中的共同元件用相同的附圖標記表示,并且以與前述方式相同的方式進行操作/運行。因此,將不結合圖11和圖12進一步討論這些共同元件。替代地,現(xiàn)在僅討論圖11和圖12的不同特征。
如圖11和圖12中所示,注射噴嘴14的端部構造成在液壓吹塑成型過程期間提供對終止部32的冷卻。與先前的實施方式相似,冷卻裝置或噴嘴主體148設置作為注射噴嘴14的整體部分。與先前的實施方式不同,噴嘴主體148不是設置為歧管,而是包括鐘形殼體150和端板152。
如圖所示,通過鐘形殼體150的外螺紋54與注射噴嘴14的內螺紋56的接合,將鐘形殼體150固定至注射噴嘴14的下端。諸如螺紋緊固件的其它固定方式也可替代地用于這個目的。鐘形殼體150還用于以與先前實施方式中所討論的方式相同的方式將密封鐘狀件58固定至注射噴嘴14作為注射噴嘴14的整體部分。
在鐘形殼體150的下端中,鐘形殼體150包括與上凹部60相對的下凹部164,下凹部164由基壁170和柱狀壁172形成,柱狀壁172從基壁170延伸并且與軸線A同軸?;?70和柱狀壁172共同協(xié)作以限定接納空間180,預制件被接納在接納空間180中。
形成在柱狀壁172中的是端口176、178,端口176、178相對于軸線A分別徑向地和傾斜地指向。端口176、178圍繞柱狀壁172布置成兩排或更多排,如先前的實施方式以類似于圖8中所示的方式,端口176、178還可以布置成使得一排中的端口與另一排的端口徑向地對準,或布置成使得一排的端口從另一排的端口徑向地偏移。
鐘形殼體150還包括入口通道182,入口通道182聯(lián)接至冷卻介質84的加壓源。如前所述,介質優(yōu)選地為空氣或另一種氣態(tài)流體。入口通道182可以設置為多種構造。在所示的變型中,入口通道182筆直地延伸穿過鐘形殼體150的壁并且分支成圍繞柱狀壁172和接納空間180的圓周通路184。上述端口176、端口178延伸穿過柱狀壁172,并使接納空間180與圓周腔體186連通。接納至圓周通路184中的空氣穿過端口76、78并由端口76、78引導至接納空間80中,并且如上所述,在位于其中的預制件20的終止部32處。
出于制造的目的,圓周通路184可以至少部分地形成為鐘形殼體150中的開口圓周凹槽;該凹槽通過鐘形殼體150端部的端面68開口。為了形成圓周通路186并且封閉該凹槽,上述端板152可以與端面68共同延伸并且在凹槽之上附接至鐘形殼體150。
本領域技術人員將容易地理解,上述描述旨在作為本發(fā)明原理的實施例的說明。該描述并非旨在限制本發(fā)明的范圍或應用,而是在不脫離由所附權利要求限定的、本發(fā)明的精神的情況下,允許對本發(fā)明進行修改、變型和改變。