预成型件的热调节装置和方法与流程

1.本发明属于塑料材料容器的制造领域，该容器是通过吹塑操作将预成型件转变而获得的。
2.优选但非限制性地，塑料材料可以是pet(“polyt
éré
phtalate d'
é
thyl
è
he(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的缩写”)。


背景技术：

3.容器采用细颈瓶或烧瓶的形式，由刚性或半刚性的塑料材料制成。该容器旨在以非穷尽的方式用作流体、液体、粉末或颗粒的容器，尤其是专用于保养或个人卫生的农产食品、化妆品类型的流体、液体、粉末或颗粒的容器。
4.众所周知，在工业生产线中，容器能够接受几种不同的相继处理：包括从通过吹塑或拉伸吹塑操作制造容器，尤其是经过灌装、用盖封口、按单位给产品贴标签，直至成批地将成组的多个容器进行包装。在这些处理结束后，产品被称为“成品。
5.本发明尤其涉及制造这种容器的步骤。
6.塑料材料容器的制造是通过由预成型件成形来进行的。预成型件包括用于被成形的主体，主体之上安置有具有颈部和凸缘的最终部分。预成型件整体呈现类似于试管的中空圆柱形。
7.此外，容器的形成需要特别是空气的加压流体，该加压流体被吹送到被预先加热并放置在模具中的预成型件内部，以便根据所述模具的形状施加塑性变形直到获得期望的容器。通过热调节操作，对预成型件的加热必须进行直到获得高于特别是主体的组成材料的玻璃化转变温度的温度。
8.本发明具体涉及对预成型件的这种热调节。
9.该热调节是通过通常称为“炉”的专门装置进行的。这样的炉通常包括几个独立的加热模块，这些加热模块一个接一个地邻接以形成一个隧道，预成型件沿着该隧道被传输以被加热。因此，每个模块包括传输所述预成型件的壳体和至少一个用于加热壳体和从外部加热穿过壳体的预成型件的加热构件。这样的加热构件可以是任何类型的，尤其是辐射类型的，例如红外线辐射类型。加热构件能够在一侧包括灯，反射器位于灯的对面，从而确保辐射分布在待加热的预成型件主体的整个周围上。为了确保热量分布在其整个周围上，在预成型件在壳体内传输期间通常使它们绕其自身旋转。
10.更准确的说，理想地寻求在预成型件的壁中获得温度梯度，使得内表面的温度高于外表面的温度。为此目的，当预成型件穿过壳体时，必须以受控的方式冷却预成型件的外部。因此，每个模块包括壳体的冷却构件，该冷却构件指向在壳体中传输的预成型件。这种冷却是通过使从装置外部抽取并过滤的在环境温度下的空气流循环来实现的。此外，通过操控循环构件所配备的鼓风机来进行气流控制。
11.文献ep 2392442描述了一种热调节装置的示例，其中尤其是通过能够管理鼓风机转速的调速器控制鼓风机来进行热调节。因此，可以控制每个鼓风机和当预成型件在壳体
中传输时用于冷却壳体内部的每股空气流的额定流量。在这种情况下，问题在于冷却空气流的额定流量的控制，这种控制必须非常精确。特别是，随着时间的推移和鼓风机运转，鼓风机可能失去效率。同样地，过滤器也会堵塞。由此导致由每个鼓风机产生的空气流的额定流量不符合要求，在设备出口处定期观察到在吹塑之后的容器的缺陷。


技术实现要素：

12.本发明的目的是通过提出如下方式来克服现有技术的缺陷：通过检查位于循环构件和壳体之间的通道内的实际流量来以更高的精度控制空气流的额定流量。因此，在理论受控流量和测得的实际流量之间的这种不同引起差异的情况下，可以调节对鼓风机的控制，以便校正这种可能的差异。
13.为此目的，预成型件的热调节装置包括至少一个加热模块，该加热模块设有：
[0014]-壳体，限定用于传输预成型件的至少一个传输空间；
[0015]-至少一个加热构件，朝向传输空间定向；
[0016]-至少一个冷却构件，朝向传输空间定向；
[0017]-至少一个操控构件，用于至少操控加热构件和冷却构件；
[0018]
所述冷却构件包括：
[0019]-至少一个循环构件，用于使空气流以额定流量循环；
[0020]
所述额定流量由操控所述至少一个循环构件的操控构件确定；
[0021]-至少一个通道，从所述循环构件延伸至所述壳体，并通向所述传输空间；
[0022]
其特征在于，热调节装置至少包括：
[0023]-至少一个测量构件，沿着所述通道，用于测量所述空气流的实际流量的至少一个分量；
[0024]-调节构件，用于通过控制操控循环构件的操控构件来相对于所述实际流量调节所述额定流量。
[0025]
根据附加的非限制性特征，所述测量构件可以是空气流速度传感器，尤其是风速计，例如皮托管式或热线式的风速计。
[0026]
所述测量构件可以位于通道长度的中央区段处。
[0027]
所述冷却构件能够至少包括通到传输空间的第一部分的第一通道和通到壳体的第二部分的第二通道；所述循环构件包括使第一空气流以第一额定流量向所述第一通道流通的第一鼓风构件和使第二空气流以第二额定流量向所述第二通道流通的第二鼓风构件；
[0028]
并且，所述测量构件可以沿着所述第一通道定位；
[0029]-所述调节构件控制操控第一鼓风构件的第一操控构件。
[0030]
所述热调节装置能够包括：
[0031]-第二测量构件，沿着所述第二通道定位；
[0032]-第二调节构件，用于通过控制操控第二鼓风构件的操控构件来相对于第二实际流量调节所述第二额定流量。
[0033]
本发明还涉及一种用于热调节预成型件的热调节方法，所述预成型件至少包括主体，其中至少：
[0034]-在传输空间内传输预成型件；
[0035]-在预成型件穿过所述传输空间时加热预成型件；
[0036]-通过使至少一股空气流以额定流量从循环构件向壳体流通来冷却至少所述预成型件的主体；
[0037]-通过操控所述循环构件来控制空气流的额定流量；
[0038]
其特征在于，热调节方法至少包括以下步骤：
[0039]-测量所述壳体和所述循环构件之间的空气流的实际流量的至少一个分量；
[0040]-相对于测得的所述实际流量的所述至少一个分量调节对所述循环构件的操控。
[0041]
根据附加的非限制性特征，可以通过检测空气流速度来测量实际流量的至少一个分量。
[0042]
此外，本发明还允许检测循环构件的任何故障，例如鼓风机老化或过滤器堵塞，以便发出警告，从而进行适当的维护。
附图说明
[0043]
本发明的其他特征和优点将从参考附图对本发明的非限制性实施例进行的以下详细描述中显现出来，附图中：
[0044]
图1示意性地示出了预成型件的简化侧视图；
[0045]
图2示意性地示出了预成型件热调节炉的沿其水平中间截面的简化视图，尤其示出了预成型件在由几个邻接的加热模块组成的壳体内的传输；
[0046]
图3示意性地示出了调节装置一细部的一般实施例的沿其中间截面的简化视图，尤其示出了连接空气流循环构件和装置壳体的单一通道，在通道出口附近测量空气流的流量；
[0047]
图4示意性地示出了类似于图3的第二实施例的视图，尤其示出了设有各自鼓风构件的两个不同的通道，在所述通道之一的中央处测量所述空气流的实际流量；和
[0048]
图5示意性地示出了类似于图3的第三实施例的视图，尤其示出了具有各自鼓风构件的两个不同的通道，并测量每个所述通道的所述空气流的实际流量。
具体实施方式
[0049]
本发明涉及在制造塑料材料容器的背景下对预成型件1的热调节，塑料材料容器由通过拉伸吹塑操作转变预成型件1而获得。
[0050]
优选但非限制性地，塑料材料可以是任何类型，优选pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。
[0051]
容器采用细颈瓶或烧瓶的形式，由刚性或半刚性的塑料材料制成。该容器旨在以非穷尽的方式用作流体、液体、粉末或颗粒的容器，尤其是专用于保养或个人卫生的农产食品、化妆品类型的流体、液体、粉末或颗粒的容器。
[0052]
这样的容器能够接受几种不同的相继处理：包括从利用预成型件1通过吹塑或拉伸吹塑操作制造容器，尤其是经过灌装、用盖封口、按单位给产品贴标签，直至成批地将成组的多个容器进行包装。特别地，吹塑或拉伸吹塑操作涉及预先对所述预成型件1进行热调节。
[0053]
为此，本发明首先涉及用于热调节预成型件1的热调节装置2，以下称为“装置2”。
[0054]
参考图1，预成型件1包括用于在吹塑或拉伸吹塑时成形的主体100。该主体100包括封闭的底部104，在与所述底部104相反的一侧，主体之上安置有具有颈部101和凸缘102的最终部分。此外，颈部101能够包括外螺纹103，外螺纹用于与布置在堵塞未来容器的塞元件内的互补内螺纹配合。预成型件1整体呈类似于试管的中空圆柱形。
[0055]
出于附图易读性的原因，在图2至图5中仅标示预成型件1。
[0056]
装置2包括至少一个加热模块3。优选地，如图2所示，装置2包括几个加热模块3，这些加热模块彼此连接，从而确定隧道型的炉30。这样的炉30确保加热通过尤其是链条31形式的合适输送构件穿过炉的模块3的预成型件1。该链条31包括设计成旋转的芯轴32，芯轴形成用于特别是通过在预成型件颈部101的内壁处保持来接收预成型件1的支撑件。这样的芯轴32通常被称为“旋转器”。因此，保持在每个芯轴32上的预成型件1在其在炉30内输送时旋转，从而确保在每个预成型件1整个周围上加热均衡分布。所述链条31沿着一条路径穿过炉30，该路径的一个示例在图2中示出，该路径尤其包括穿过不同加热模块3的去程路段和回程路段。
[0057]
如此一来，每个加热模块3允许根据特定的和可配置的特征加热预成型件1。
[0058]
为此目的，每个加热模块3设有限定用于传输所述预成型件1的至少一个传输空间40的壳体4。
[0059]
因此，这种传输空间40被承载预成型件1的链条31穿过。
[0060]
根据一种可能的构型，如图3所示，预成型件1以其颈部101向上定向的方式竖直或基本竖直地进行传输。根据另一种可能的构型，如图4和图5所示，预成型件1以其颈部101向下定向的方式竖直或基本竖直地进行传输。
[0061]
每个加热模块3还包括朝向传输空间40定向的至少一个加热构件5。加热构件5允许通过对流加热空间40的内部及空间中的物体、特别是被传输的预成型件1，加热构件还允许加热壳体4的内壁以及链条31和链条的芯轴32。
[0062]
加热构件5可以是任何类型的。
[0063]
优选地，如图4和图5所示，加热构件5能够包括热辐射件如灯50，例如红外线类型的灯。这些灯50可以位于壳体4内壁处。
[0064]
优选地，灯50能够仅位于相对于预成型件1的输送方向的右侧或左侧的壳体4一侧，以加热预成型件。这些横向定位的灯50尤其允许在预成型件的主体100处加热预成型件1。
[0065]
此外，在与灯50相对的横向相反侧上，加热构件5能够包括反射器51，这些反射器能够通过反射返回由灯50发出的热量的一部分。
[0066]
灯50也可以布置在壳体4的下部或上部，与预成型件1的主体100的底部104相对。
[0067]
每个加热模块3还包括朝向传输空间40定向的至少一个冷却构件6。这种冷却允许避免在加热作用下尤其是预成型件1、但也包括上述各种物体有害的温度升高。此外，有必要冷却芯轴32，以避免与预成型件1接合时可能使颈部101变形的任何膨胀，或者在接合预成型件1之前冷却芯轴以防止这种接合无法实现。
[0068]
为此，所述冷却构件6包括至少一个用于使空气流循环的循环构件7。
[0069]
将会注意到，空气优选在室温下从装置2的外部抽取，如图3至图5中所示。抽取的空气可以被过滤。
[0070]
此外，冷却构件6包括至少一个通道8。这样的通道8通常被称为“veine(静脉式)”。该通道8从所述循环构件7延伸至所述壳体4，并通向所述传输空间40。
[0071]
特别地，通过在所述反射器51之间设置的适当开口，通道8可以在反射器51处连接到壳体4。
[0072]
因此，空气流在所述通道内沿着所述通道8流通，以将新鲜空气吹向壳体4和吹向在壳体中传输的预成型件1，尤其是吹向预成型件的主体100处。
[0073]
空气流的循环在图3至图5中用箭头突出显示。
[0074]
如此一来，至少一股空气流在所述至少一个循环构件7的作用下产生。因此，气流流量根据所述循环构件7的运行值而变化。
[0075]
在本发明的含义内，流量对应于“体积流量”。
[0076]
因此，根据所述循环构件7的运行值确定所谓“额定流量”的流量。这些运行值可以由操控所述循环构件7的操控构件9修改。因此，可以通过改变对循环构件7的操控来增加或减少额定流量。
[0077]
如此一来，根据一个实施例，循环构件7包括至少一个鼓风机，鼓风机特别配备有调速器。操控构件9于是能够管理调速器，因而改变所述鼓风机的转速，从而影响循环中的气流的额定流量。
[0078]
总之，循环构件7的操控构件9允许确定所述额定流量。
[0079]
然而，如前所述，这样的额定流量只是设想的，取决于装置2的各种部件，例如过滤器的堵塞状态、鼓风机的良好运行状态等。
[0080]
因此，该额定流量可能随着时间而波动。
[0081]
为了补偿可能观察到的波动，本发明提出对该额定流量状态进行监控。
[0082]
为此目的，装置2至少包括沿着所述至少一个通道8的至少一个测量构件10，其用于测量所述空气流的实际流量的至少一个分量。简而言之，本发明提出在通道8内测量实际流量是否确切对应于由循环构件7产生的气流的额定流量。这样便可以调节循环构件7的运行，以便补偿测得的差异或者改善冷却条件。
[0083]
因此，装置2还包括调节构件11，用于通过控制所述循环构件7的操控构件9来相对于所述实际流量调节所述额定流量。简而言之，控制对循环构件7的操控，例如控制每个鼓风机的调速器的强度，从而根据与制造过程相关的特性，使实际流量尽可能接近相对于预成型件加热来说最佳冷却理论上所需的流量。简而言之，通过了解气流的实际流量，可以调节设定值以保持在容器制造的先决条件内。
[0084]
将注意到，每个加热模块3包括至少一个操控构件9，用于至少操控所述加热构件5和所述冷却构件6。所述操控构件9允许管理冷却构件6的循环构件7的运行。
[0085]
此外，该操控构件9可以为呈电子部件、例如电连接到鼓风机的调速器或开关的形式的任何类型。操控构件9也可以是在计算机终端上执行的软件，装载于装置2内或尤其是在中央单元处远程外置。
[0086]
此外，测量构件10可以位于通道8的整个长度上。测量构件10允许在通道8内检测与空气流相关的特征，例如空气流的实际流量。
[0087]
根据一个优选实施例，所述测量构件10位于所述通道8的长度的中央区段12处。因此，测量构件10可以位于其中的这种区段12一方面远离循环构件7，另一方面远离尤其是在
反射器51处通到壳体4的通道8的出口。这种特定的定位尤其允许防止实际流量的测量受到例如鼓风机附近的湍流或壳体4加热的干扰。通过沿着通道8的区段12定位测量构件10，则能够有规律地或近似有规律地、或者在时间上基本恒定地获得气流的测量值。简而言之，测量构件10位于通道8的选定位置处，在该选定位置，气流稳定化并且是尽可能均匀的。因此，该选定位置取决于所述通道8固有的构型。
[0088]
如前所述，实际流量的测量主要针对在通道8中循环的空气流的至少一个分量。正是基于这个分量，直接地或通过计算获得所述气流的实际流量。
[0089]
根据一个实施例，所述测量构件10是空气流速度传感器。测量的分量则是速度。
[0090]
这样的传感器则可以是风速计。这样的风速计能够包括旋转件，例如螺旋桨式、所谓的“robinson”杯式或所谓的“byram”风车式的风速计。所述风速计也可以是超声波型或激光型的。
[0091]
优选地，风速计可以是热线式的。
[0092]
根据另一实施例，所述测量构件10是空气流压力传感器，于是类似于压力计。测量的气流分量则是压力。
[0093]
这样的传感器则是板式、球式或所谓的“dines”管式的风速计。
[0094]
优选地，风速计是所谓的“皮托管”式风速计或“皮托管探测器”。
[0095]
可以添加和设想其他测量构件10，尤其是用以获得与气流相关的其他实际信息例如气流的密度或温度。
[0096]
根据图4所示的第二实施例，所述冷却构件6至少包括通到空间40的第一部分的第一通道80和通到壳体4的第二部分的第二通道81。特别地，第一通道80的出口能够面向在壳体4的空间40中传输的预成型件1的主体100定位，而第二通道81的出口面对传输的预成型件1的颈部101和芯轴32定位(反之亦然)。因此，第一通道80和第二通道81是分开的，各自专用于对壳体4、特别是传输空间40的上部或下部进行目标冷却。
[0097]
此外，所述循环构件7则包括使第一气流以第一额定流量向所述第一通道80流通的第一鼓风构件70和使第二气流以第二额定流量向所述第二通道81流通的第二鼓风构件71。
[0098]
在这种构型中，本发明提出只控制其中仅一个通道的气流流量。
[0099]
为此目的，所述测量构件10沿着所述第一通道80定位。
[0100]
此外，所述调节构件11控制操控所述第一鼓风构件70的第一操控构件90。
[0101]
因此，优选地，该实施例提出在通到预成型件1的主体100处的第一通道80中安装传感器和控制对第一鼓风构件70的操控，以便修改和补偿这样观察到的任何差异。
[0102]
根据图5所示的具有第一通道80和第二通道81的第三实施例，装置2包括沿着所述第二通道81定位的第二测量构件13。于是可以测量在该第二通道81中循环的、尤其针对预成型件1的颈部101的第二气流的至少一个分量，并对该第二气流进行控制。
[0103]
因此，装置2包括第二调节构件14，该第二调节构件用于通过控制操控第二鼓风构件71的第二操控构件91来相对于第二实际流量调节所述第二额定流量。
[0104]
因此，该实施例允许独立地控制沿着第一通道80、第二通道81中的一个或另一个循环的气流。
[0105]
本发明还涉及一种热调节预成型件1的热调节方法，以下称为“方法”。
[0106]
这种方法特别适合于使用如前所述的装置2。
[0107]
如前所述，所述预成型件1至少包括主体100。
[0108]
通常，在传输空间40内、尤其是在加热模块3的壳体4内传输预成型件1。因此，在预成型件穿过所述空间40时，加热所述预成型件1。
[0109]
同时，通过使至少一股空气流以额定流量从循环构件7向壳体4流通来冷却至少所述预成型件1的主体100。
[0110]
此外，通过操控所述循环构件7来控制所述空气流的额定流量。特别地，通过定义应用于循环构件7的运行值来确定额定流量。
[0111]
有利地，测量所述壳体4和所述循环构件7之间的所述空气流的实际流量的至少一个分量。
[0112]
因此，基于对实际流量的了解，相对于测得的实际流量的所述至少一个分量来调节对所述循环构件7的操控。
[0113]
如前所述，能够测量空气流的速度或压力。
[0114]
优选地，通过检测所述空气流的速度来测量实际流量的至少一个分量。
[0115]
于是可以通过直接操作的控制或者在适当转换测量值、特别是将从来自传感器的模拟值转换到可通过适当的计算机部件处理、传输和记录的数字值之后，来调节对循环构件7的操控。
[0116]
因此，这种控制允许解译操控信号并将操控信号发送到循环构件7，以便实时调节循环构件的运行，以尽可能接近制造方法所需的理论约束。
[0117]
因此，根据本发明的预成型件1的热调节，通过测量循环的冷却气流的实际情况，而允许补偿可能的变化并识别部件的可能故障，例如过滤器堵塞或鼓风机老化。
[0118]
本发明不仅允许检查与冷却相关的鼓风性能，还能够识别在通道8的上游和下游之间产生压降的变化源或干扰源。
[0119]
于是可以根据这样观察到的故障，发出通知以警告操作者或可以安排特定和适当的维护。因此，本发明通过直接在热调节装置2内部识别并定位问题，而提供了在问题解决中的预测特性和预见性。
[0120]
以相关的方式，本发明特别是通过以最接近于形成容器的方法的规范优化鼓风来允许节约能量。