用于容器預(yù)制件的加熱設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于容器預(yù)制件的加熱設(shè)備，具體地，涉及在塑料容器的吹塑步驟之前使用的加熱設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]用于塑性材料容器預(yù)制件的包括加熱設(shè)備(圖1和圖2)的吹塑機(jī)是已知的。一般來說，預(yù)制件在吹塑或拉伸吹塑步驟之前被加熱，使得預(yù)制材料達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟纫员惬@得高質(zhì)量的模制容器。
[0003]用于加熱預(yù)制件的熱能源通常由紅外輻射燈(IR)組成。通過輸送鏈移動(dòng)的預(yù)制件穿過隧道式烘爐1，多個(gè)IR燈沿該隧道式烘爐布置。通常提供風(fēng)扇2，風(fēng)扇2從環(huán)境吸入入口空氣流Fl并在交付時(shí)生成逆著穿過隧道式烘爐I的預(yù)制件定向的通風(fēng)氣流F2。因此，預(yù)制件的外表面被冷卻，從而防止在IR熱輻射穿透預(yù)制件的厚度時(shí)外表面結(jié)晶。
[0004]加熱步驟的最終目標(biāo)是獲得穿過預(yù)制件的壁的盡可能均勻的溫度分布，使得優(yōu)化連續(xù)吹塑或拉伸吹塑步驟同時(shí)確保生產(chǎn)所需質(zhì)量的容器并從而限制廢品。在已穿過預(yù)制件隧道之后，空氣以出口溫度在烘爐I外排出，出口溫度通常超出環(huán)境溫度30°C -40°C。
[0005]設(shè)有上述通風(fēng)系統(tǒng)的隧道式烘爐在EP1240807和W02012172529中詳細(xì)描述。
[0006]通風(fēng)空氣流F2的溫度根據(jù)環(huán)境溫度和IR燈產(chǎn)生的輻射功率而改變，其根據(jù)吹風(fēng)機(jī)的狀態(tài)。實(shí)際上，由于在IR燈的附近，通風(fēng)系統(tǒng)除了承受環(huán)境溫度的變化以外，還承受繼吹風(fēng)機(jī)的操作狀態(tài)之后的本地溫度的變化。例如，在容器吹塑步驟期間，IR燈產(chǎn)生的功率和由此的溫度達(dá)到最大值，而在預(yù)制件未穿過烘爐的等待步驟期間，功率值小于最大值。
[0007]從烘爐I退出的預(yù)制件的溫度由下列因素引起，其中連續(xù)模制或吹塑或拉伸吹塑步驟的性能在產(chǎn)生的容器的質(zhì)量和廢品的數(shù)量方面取決于該溫度:
[0008]-1R燈產(chǎn)生的輻射功率；
[0009]-通風(fēng)空氣流的溫度。
[0010]至于IR燈產(chǎn)生的輻射功率，爐I通常設(shè)有反饋控制設(shè)備，該反饋控制設(shè)備基于預(yù)制件在預(yù)定義區(qū)域中的溫度測(cè)量來調(diào)節(jié)IR燈的功率同時(shí)試圖保持測(cè)量溫度恒定并接近預(yù)定義值。
[0011]通風(fēng)系統(tǒng)反而不能控制通風(fēng)空氣的溫度，因?yàn)槿缟纤?，其承受環(huán)境溫度和吹風(fēng)機(jī)狀態(tài)的變化。在某些類型的生產(chǎn)中，這不危及吹塑步驟的性能。例如，當(dāng)生產(chǎn)PET容器時(shí)，相對(duì)于105-110°C的預(yù)制件溫度，預(yù)制溫度接受±3°C的變化是正常的，因?yàn)镻ET的熔化溫度等于250°C。
[0012]不過在其他情況下，預(yù)制件溫度的±3°C變化是不可接受的。例如，當(dāng)吹塑聚丙烯(PP)容器時(shí)這種情況發(fā)生，因?yàn)轭A(yù)制件在135-145°C的溫度加熱，因此非常接近等于165°C的PP熔化溫度。
[0013]在這些情況下，需要通風(fēng)空氣的溫度在非常小范圍例如±1°C內(nèi)擺動(dòng)。
[0014]這個(gè)問題的解決方案在EP0564354中描述，在該專利中，描述用于再循環(huán)從爐內(nèi)排出的空氣流F3的設(shè)備，該設(shè)備允許來自環(huán)境的可調(diào)節(jié)量的空氣與從爐內(nèi)排出的熱空氣混合，以便保持通風(fēng)設(shè)備空氣的溫度恒定。此類解決方案具有多個(gè)缺陷，主要的缺陷由從爐排出的空氣流F3可達(dá)到的最大溫度無論如何受到限制(比環(huán)境溫度高30°C -40°C )并因此也限制通風(fēng)空氣可達(dá)到的最大溫度這一事實(shí)引起。這可能涉及當(dāng)預(yù)制件穿過烘爐和當(dāng)在等待步驟時(shí)沒有使用IR燈卻想要保持高溫的問題。
[0015]另外的缺陷由在EP0564354中描述的混合構(gòu)件引起。事實(shí)上，此類文獻(xiàn)所提供的是，借助介于環(huán)境空氣入口與再循環(huán)管道之間的旋轉(zhuǎn)鰭狀物，環(huán)境空氣與從爐內(nèi)排出熱空氣在預(yù)制件隧道的上游彼此混合。此類阻塞流動(dòng)模式可能涉及在鰭狀物下游處的混合空氣流的湍流的不期望的水平。
[0016]因此，我們感到需要制作允許克服前述缺陷的預(yù)制件加熱設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的主要目標(biāo)是制作一種預(yù)制件加熱設(shè)備，其特征在于通風(fēng)空氣的高溫，該溫度甚至比通過混合環(huán)境空氣和預(yù)制件隧道下游的通風(fēng)空氣正?？色@得的溫度還高，并且該溫度恒定或在任何情況下在非常小的值范圍內(nèi)擺動(dòng)。
[0018]此類目標(biāo)借助塑性材料預(yù)制件加熱設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括:
[0019]-用于多個(gè)要加熱的預(yù)制件的通道的至少一個(gè)隧道；
[0020]-沿所述至少一個(gè)隧道布置的用于加熱所述多個(gè)預(yù)制件的多個(gè)紅外輻射燈；
[0021]-用于產(chǎn)生通風(fēng)空氣流的強(qiáng)制通風(fēng)裝置，所述強(qiáng)制通風(fēng)裝置被成形和布置成經(jīng)過所述至少一個(gè)隧道輸送所述通風(fēng)空氣流，
[0022]-至少一個(gè)再循環(huán)通道，其布置成接收從所述至少一個(gè)隧道排出的所述通風(fēng)空氣流，
[0023]-混合構(gòu)件，其包括用于環(huán)境空氣的至少一個(gè)第一入口、與所述再循環(huán)通道連通以用于接收從所述至少一個(gè)隧道排出的所述通風(fēng)空氣流的至少一個(gè)第二入口以及至少一個(gè)混合空氣流出口，所述混合構(gòu)件被成形和布置成朝向所述強(qiáng)制通風(fēng)裝置的吸入側(cè)輸送所述混合空氣流，
[0024]-至少一個(gè)可移動(dòng)開閉器，其用于調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)第一入口或所述至少一個(gè)第二入口的打開；特征在于所述加熱設(shè)備還包括:
[0025]-熱空氣源，
[0026]-用于向所述混合構(gòu)件輸送來自所述源的所述熱空氣的流的流動(dòng)裝置。
[0027]另外的熱空氣源的使用允許:
[0028]-達(dá)到通風(fēng)空氣的溫度值，該溫度值高于通過完全回收從爐內(nèi)排出的熱空氣可獲得的溫度值。此類特征特別地但不排他地適合于聚丙烯預(yù)制件吹塑的情況，在此情況下，通風(fēng)空氣的足夠高溫度允許吹塑過程更加獨(dú)立于環(huán)境溫度的變化；
[0029]-在爐中保持通風(fēng)空氣的高溫，而且在等待步驟中，仍沒有預(yù)制件要加熱并且因此IR燈的功率在最小操作值，從而在吹塑機(jī)的瞬態(tài)步驟(從等待傳送到容器吹塑)期間，將通風(fēng)空氣中的溫度變化減到最小。
[0030]從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
【附圖說明】
[0031]借助于附圖，依據(jù)通過非限制性示例示出的預(yù)制件加熱設(shè)備的優(yōu)選但不排他的實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，其中:
[0032]圖1描繪根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的加熱設(shè)備的軸測(cè)視圖；
[0033]圖2描繪圖1中的設(shè)備的橫截面；
[0034]圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的加熱設(shè)備的軸測(cè)視圖；
[0035]圖4描繪圖1中的設(shè)備的俯視圖；
[0036]圖5描繪沿圖4的截面線V-V截取的圖1中的設(shè)備的橫截面；
[0037]圖6描繪源自圖3中的軸測(cè)視圖的軸測(cè)視圖，其示出在其第一操作配置中的根據(jù)本發(fā)明的加熱設(shè)備的多個(gè)內(nèi)部部件；
[0038]圖7描繪圖6中的細(xì)節(jié)VII的放大視圖；
[0039]圖8描繪在根據(jù)本發(fā)明的加熱設(shè)備的第二操作配置中的在圖6中的軸測(cè)視圖；
[0040]圖9描繪圖8中的細(xì)節(jié)IX的放大視圖；
[0041]圖10描繪在根據(jù)本發(fā)明的加熱設(shè)備的第三操作配置中的在圖6中的軸測(cè)視圖；
[0042]圖11描繪圖10中的細(xì)節(jié)XI的放大視圖；
[0043]圖12描繪沿對(duì)稱面XZ截取的圖3中的設(shè)備的橫截面。
[0044]附圖中的相同標(biāo)記和相同參考字母識(shí)別相同元件或部件。
【具體實(shí)施方式】
[0045]參考圖3-12，其描繪用于容器預(yù)制件的加熱設(shè)備的實(shí)施例，該加熱設(shè)備由標(biāo)記10全局表示。要加熱的預(yù)制件通常由塑性材料例如PET、PP、PLA、PVC制成，但是本發(fā)明的設(shè)備也可以用于加熱由不同塑性材料或這些材料中的某些材料的組合制成的模制預(yù)制件或容器。參考圖1和圖2，本發(fā)明的加熱設(shè)備10與已在上面提到的已知加熱設(shè)備I部分相同。為此，在圖1和圖2中的已知設(shè)備的描述中使用的相同標(biāo)記也將在加熱設(shè)備10的描述中使用。
[0046]在圖3-12中的實(shí)施例中，設(shè)備10相對(duì)于縱向平面XZ大致對(duì)稱，縱向平面XZ平行于預(yù)制件的運(yùn)動(dòng)的縱向方向X和與縱向方向X正交并且正常根據(jù)豎直軸線定向的方向Z。
[0047]未描繪的實(shí)施例是可能的，而不偏離本發(fā)明，其中，加熱設(shè)備包括與下面描述的設(shè)備10相同并沿縱向方向X并排連續(xù)布置的多個(gè)模組。
[0048]設(shè)備10包括加熱體11，其允許接收以預(yù)定的和均勻的溫度穿過預(yù)制件20的厚度加熱的多個(gè)預(yù)制件20。
[0049]加熱體11包括中間部16和兩個(gè)側(cè)部17。側(cè)部17相對(duì)于對(duì)稱面XZ是對(duì)稱的，并分別包括兩個(gè)隧道3、3’，該兩個(gè)隧道彼此平行以用于要加熱的預(yù)制件20的通道。隧道3、3’界定縱向方向X并相對(duì)于對(duì)稱面XZ對(duì)稱布置。預(yù)制件20由設(shè)有平板(未示出)的輸送鏈沿隧道3、3’運(yùn)送。通過沿兩個(gè)隧道3、3’中的一個(gè)隧道行進(jìn)，預(yù)制件20進(jìn)入加熱體11，在該隧道的端部處設(shè)有彎曲段(未描繪)，其連接所述隧道3、3’的位于加熱體11的一個(gè)相同縱向端部處的兩個(gè)相應(yīng)端部。預(yù)制件在彎曲連接段的端部處傳到兩個(gè)隧道3、3’中的另一個(gè)。因此，預(yù)制件20根據(jù)相應(yīng)的平行和不一致的穿越方向按順序穿過兩個(gè)隧道3、3’。
[0050]用于加熱穿過相應(yīng)隧道3、3’的預(yù)制件的相應(yīng)的多個(gè)紅外輻射燈6沿每個(gè)隧道3、3’布置。隧道3、3’的構(gòu)造和燈6及其在隧道3、3’內(nèi)的布置本身是已知的和常規(guī)的，并且因此未更詳細(xì)描述。
[0051]加熱部16大致放置在加熱體11的中間，在側(cè)部17之間，并且包括內(nèi)腔18，強(qiáng)制通風(fēng)裝置容納在該內(nèi)腔內(nèi)，該強(qiáng)制通風(fēng)裝置由風(fēng)扇2構(gòu)成，該風(fēng)扇設(shè)有葉輪5，該葉輪具有相對(duì)于對(duì)稱軸線Z平行的軸線。風(fēng)扇2吸入入口空氣流量Fl以在交付時(shí)生成通風(fēng)空氣流F2。入口空氣流量Fl差不多根據(jù)對(duì)稱軸線Z。風(fēng)扇2在中間部16中被成形并布置成引導(dǎo)從葉輪5排出的通風(fēng)空氣流F2流向隧道3、3’中的每個(gè)隧道。通風(fēng)空氣流F2根據(jù)橫向于縱向方向X的相應(yīng)方向穿過隧道3、3’。
[0052]燈6的作用允許穿過隧道3、3’中的每個(gè)的預(yù)制件20被加熱。通風(fēng)空氣流F2的作用允許預(yù)制件的表面被強(qiáng)制通風(fēng)冷卻，從而防止所述表面結(jié)晶。因此，當(dāng)穿過隧道3、3’時(shí)，預(yù)制件20在其大多數(shù)內(nèi)部零部分中也被加熱而沒有損壞最外部分。燈6和通風(fēng)空氣流F2的組合作用允許在預(yù)制件20按順序穿過隧道3、3’后在加熱設(shè)備10的出口處以穿過其厚度盡可能均勻的溫度獲得預(yù)制件20。預(yù)制件在加熱設(shè)備10的出口處進(jìn)入模壓機(jī)，該模壓機(jī)用于容器的連續(xù)吹塑或拉伸吹塑步驟。既未示出也未描述模壓機(jī)，因?yàn)槠洳皇潜景l(fā)明的目標(biāo)。
[0053]在穿過隧道3、3’并接收通過接觸預(yù)制件20獲得的熱量和由燈6產(chǎn)生的熱輻射后，通風(fēng)空氣流F2在相對(duì)于對(duì)稱面XZ的兩個(gè)相應(yīng)的且相對(duì)的對(duì)稱的出口通道21處從加熱體11排出。每個(gè)出口通道21相對(duì)于對(duì)稱面XZ傾斜且面向?yàn)槭沟酶鶕?jù)具有相對(duì)于進(jìn)入加熱體11中的空氣流Fl平行且不一致的分量的方向與通風(fēng)空氣相交。
[0054]設(shè)備10包括相對(duì)于對(duì)稱面XZ對(duì)稱并布置成分別接收兩個(gè)再循環(huán)空氣流F3的一對(duì)再循環(huán)通道15、15’，兩個(gè)再循環(huán)空氣流