将至少两种加压流体注入容器颈部以使容器成形的注入装置

摘要

本发明涉及注入装置（24），用于注入至少两种加压流体于呈毛坯状态的容器（18）的轴向朝向的颈部（20）中，以便通过相继注入第一加压流体然后第二加压流体来使容器（18）变形而形成最终容器，装置（24）包括：供应第一加压流体的第一供应管；供应第二加压流体的第二供应管（30），第二供应管（30）通到轴向的喷嘴（32）中，喷嘴用于在颈部（20）内以径向间隙（j）同心地布置，以允许第一加压流体穿过径向间隙（j）注入容器（18）；其特征在于，使容器（18）成型所用的第二加压流体由不可压缩的充填液体构成。

说明书

技术领域

本发明涉及将至少两种加压流体注入预型件颈部的注入装置。

本发明更特别地涉及一种注入装置，其用于将至少两种加压流体注入 毛坯状态容器的轴向朝向的颈部中，以便通过相继注入第一加压流体、然 后注入第二加压流体使所述容器变形而形成最终容器，所述注入装置包 括：

–供应第一加压流体的第一供应管；

–供应第二加压流体的第二供应管。

背景技术

热塑性材料容器如细颈瓶、小瓶等的制造，通过使毛坯状态容器成型 进行，毛坯状态容器有时被称为预型件。

在实施成型方法之前，将毛坯状态容器在热调节炉中加热，以赋予其 以对于成型工艺足够可延展的结构。

然后，将这些毛坯状态容器引入到一般与吹塑或拉伸吹塑部件结合的 模塑单元中。

在成型方法后，实施充填步骤。在该充填步骤的过程中，最终状态的 容器一般被充填以用于在最终容器中销售或运输的液体。

文献EP-A-2.143.544提出通过使用一种液体以使容器最终成型来改 变成型方法。因此，根据该现有技术的方法包括：通过吹注低压吹塑气体 使容器从其毛坯状态直到中间状态局部膨胀的第一步骤；然后是用充填液 体充填处在中间状态的容器的第二步骤；最后是第三模压（prise  d'empreinte）步骤，在该第三模压步骤的过程中，使容纳在容器中的液 体置于高压，以便赋予容器以其最终形状。

相对于气体，充填液体一般是不可压缩的。因此，这样可以使压力迅 速和有效地上升。

有利的是，第三模压步骤时使用的液体是用于在最终状态容器中运输 的液体。因此，这种方法可以在成型过程中用液体充填容器。通过避免在 成型方法后增加充填作业，这样尤其可节省时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种注入装置，用于更迅速并更有效地注入吹塑 气体和充填液体，以生产质量更好的最终容器。

为此，本发明提出上述类型的注入装置，其特征在于，所述第二供应 管通到轴向的喷嘴中，所述喷嘴用于带有第一径向间隙地在所述颈部内同 心布置，以允许所述第一加压流体穿过所述第一径向间隙在所述容器与所 述第一供应管之间通过。

根据本发明的其它特征：

-第一供应管通到密封围绕预型件颈部的钟形罩中；

-所述注入装置包括密封机构，所述密封机构能够被控制在开放位置 与关闭位置之间转换，在所述开放位置，所述第一加压流体能够穿过所述 第一径向间隙，而在所述关闭位置，密封垫密封堵塞所述喷嘴与所述容器 的颈部之间的所述第一径向间隙；

-所述密封垫能够径向插置到所述喷嘴与所述颈部的内壁之间的所述 第一径向间隙中；

-所述密封垫呈环形，围绕所述喷嘴在外侧布置，所述密封垫能在收 缩状态与膨胀状态之间弹性变形，在所述收缩状态，所述第一加压流体能 够通过所述密封垫与所述颈部的内壁之间保留的第二径向间隙流向所述容 器的内部，而在所述膨胀状态，所述密封垫径向贴靠所述容器的颈部的内 壁，以密封堵塞所述第一径向间隙；

-所述密封垫的膨胀，通过具有轴向轴线的环状的锥形楔子相对于所 述密封垫的相对轴向滑动被控制；

-环形的密封垫安装成在以下位置之间相对所述喷嘴轴向滑动：退出 上位，在所述退出上位，所述密封垫竖直地布置在所述颈部上方；和插入 所述颈部内第一径向间隙中的插入下位，在所述插入下位，所述密封垫径 向插置在所述喷嘴与所述颈部之间；

-所述锥形楔子由所述喷嘴的外壁承载，所述喷嘴相对所述密封垫轴 向滑动安装，以便在所述密封垫处于它的插入下位时将该密封垫控制到它 的膨胀状态；

-所述锥形楔子与所述喷嘴一体形成；

-所述喷嘴的滑动由能在缸中轴向活动的活塞控制；

-所述第一加压流体由可压缩的吹塑气体如压缩空气构成；

-第二流体由不可压缩的充填液体构成；

-该装置在等待上位与注入下位之间轴向滑动安装，在等待上位，装 置在容器颈部上方隔开一段距离布置，在注入下位，装置可以注入第一加 压流体和/或第二加压流体。

附图说明

在阅读下面的详细描述的过程中，本发明的其它特征和优点将体现出 来，为理解所述描述，将参照附图，附图中：

-图1是表示注入装置的轴向剖面图，该注入装置布置在容器颈部上 方的等待上位，容器布置于模具中，并且容器为毛坯状态；

-图2是与图1类似的图，其中，注入装置处于注入下位，密封机构 的密封垫处于退出上位；

-图3是与图1类似的图，其中，密封机构的密封垫处在插入下位和 收缩状态；

-图4是与图3类似的图，其中，密封垫处在膨胀状态，以堵塞吹塑 气体供应孔。

具体实施方式

对于下面的描述，非限定性地采用图中箭头“V”指示的从下到上朝 向的竖直方向、和从容器的轴线“A”向外正交指向的径向方向。

对于下面的描述，具有相似、相同或相近功能的零件用相同的参考数 字表示。

图1上示出能够实施成型方法的模塑单元10，该方法至少包括：

-吹注第一加压流体的第一步骤，这里第一加压流体是可压缩的吹塑 气体，如空气；然后

-用第二加压流体充填的第二步骤，这里第二加压流体是不可压缩的 充填液体，如水，其用于包装在容器中。

模塑单元10包括一般以多个部分实现的模具12，所述多个部分可以 被分开，以便在容器成型前和成型后引入和/或取出容器。

下面，在提到模具12而没有其它明确说明时，则理解为模具12处在 它的组装好的位置。

这里，模具12由两个可互相径向分开的部分形成。每个部分包括要 得到的最终容器的一个凹形的半型腔（底部、壁、肩部）。因此，当两个 部分组装在一起以形成模具12时，两个半型腔形成由最终状态容器的最 终形状的型腔限定的空腔14。

作为变型，模具包括三个部分：一个带有容器底部型腔的部分和用于 构成容器壁和容器肩部的两个部分。

空腔14通过上孔16竖直向上开放，上孔16在模具12的水平上表面 17中形成。

模具12用于容纳热塑性材料容器18。这种毛坯状态容器18一般被 称为预型件。毛坯状态容器18预先经过热调节，以使热塑性材料可足够 延展，以便容器18能够被吹塑或者膨胀，以形成形状与空腔14相同的最 终容器，如图4所示。

容器18一般具有空心的本体19，本体19通过由具有竖直轴线“A” 的颈部20径向限定的孔向上开放，颈部20又被称为细颈。

已知的是，在容器18处在毛坯状态时，容器18的颈部20一般已经 具有它的最终形状。因此，在成型过程中，颈部20的尺寸不应改变。为 此，毛坯状态容器18的仅本体19被容纳于模具12的空腔14中，颈部 20通过经上孔16伸出而在空腔14外延伸，以避免任何意外变形。

在图1和2中，示出容器18处于毛坯状态。在图3中，示出容器18 处于中间状态。在图4中，示出容器18处在其最终状态。可理解的是， 在将容器18成型成最终容器的过程中，颈部20会保持它的初始形状。

容器18的本体19通过径向朝外突出延伸的环箍22，与颈部20分 开。这里，环箍22通过靠置于模具12的上表面17上，将颈部20保持在 模具12的空腔14外。

模塑单元10包括注入装置24，注入装置24用以注入至少两种加压 流体于容器18的轴向朝向的颈部20中，以便通过相继注入第一加压流 体、然后注入第二加压流体使所述毛坯状态容器18变形，来形成最终容 器。

在图中，所示的注入装置24总体上具有相对颈部20的轴线“A”的 回转对称性。

如前面解释的，第一流体由10巴的吹塑气体如压缩空气构成，而第 二流体由能够例如被压缩到40巴的压力的不可压缩液体如水构成。

装置24能够被控制在以下位置之间转换：

-如图1上所示的等待上位，在该等待上位，所述装置布置在模具12 的上表面17上方隔开一段距离，以便允许引入毛坯状态容器18或取出最 终容器；

-如图2-4上所示的注入下位，在注入下位，装置24能够注入加压吹 塑气体和/或加压充填液体。

装置24包括至少一与受控的压缩空气源（未示出）连接的第一供应 管25。第一供应管25通到钟形罩26中，当喷管24处在它的注入下位 时，钟形罩26能够密封覆盖颈部20。

钟形罩26形成于装置24的箱壳27中。

钟形罩26的下端边缘配有密封垫28，密封垫28用于竖直地向下紧 靠模具12的上表面17或者紧靠颈部20的环箍22。在图中所示的例子 中，这涉及刃口密封垫28，该刃口密封垫用于通过可供给钟形罩26的压 缩空气的压力贴靠模具12的上表面17。

装置24另外包括与受控的加压充填液体源（未示出）连接的第二供 应管30。第二供应管30的形成于箱壳27中的部分具有竖直轴线“A”的 朝向。第二供应管30的下端通到注入喷嘴32，喷嘴32的竖直轴线与容 器18的颈部20的轴线“A”共轴。

喷嘴32具有向下开通的圆柱管形状。

当装置24处于它的注入下位时，喷嘴32用于同心地布置于颈部20 内。喷嘴32具有的外径使得，在该注入下位，存在围绕喷嘴32的第一环 形径向间隙“j1”，该第一径向间隙径向地延伸在喷嘴32的圆柱形外表 面与颈部20的圆柱形内表面之间。该第一径向间隙“j1”使容器18的内 部与钟形罩26连通。因此，穿过该第一径向间隙“j1”实现吹塑气体注 入到容器18中和从容器18排出。

注入装置24还包括受控的密封机构34，该密封机构34能够被控制 在开放位置与封闭位置之间转换，在开放位置，吹塑气体能够通过第一径 向间隙“j1”，以进到容器18中和从该容器排出，而在封闭位置，密封 垫36密封地堵塞喷嘴32与容器18的颈部20之间的第一径向间隙 “j1”。

该受控的密封机构34尤其用于允许使容纳在容器18中的充填液体的 压力上升到高于吹塑气体压力的高压，例如40巴，而不会使所述充填液 体穿过第一径向间隙“j1”向钟形罩26泄漏。这样尤其可以使颈部20的 外部保持干燥，以便于把塞子固定到容纳充填液体的最终容器18上。

环形的密封垫36围绕喷嘴32在外侧布置。密封垫36是可在如图2 和3上所示的收缩状态与如图4上所示的膨胀状态之间弹性变形的，收缩 状态对应于密封机构34的开放位置，而在膨胀状态，环形的密封垫36径 向贴靠容器18的颈部20的内壁，以密封堵塞第一径向间隙“j1”，膨胀 状态对应于密封机构34的封闭位置。

密封垫36在它的膨胀状态对颈部20的内壁施加向外的径向力。该径 向力由图4中的箭头“F2”表示。为保持颈部20的整体性，有利的是将 密封垫36布置在颈部20的环箍22处。环箍22实际上形成加强颈部20 在此处的刚性的肋，因此避免了密封垫36膨胀所导致的可能的塑性变 形。

在图上所示的例子中，环形的密封垫36有利地在以下位置之间相对 喷嘴32轴向滑动安装：

-如图2上所示的退出上位，在该退出上位，当装置24处在它的注入 下位时，密封垫36在竖向上布置于颈部20上方，以便不减小吹塑气体穿 过第一间隙“j1”的通过截面，而无论是朝注入到容器18内的方向还是 朝排向钟形罩26的方向；

-如图3和4上所示的插入到颈部20内第一径向间隙“j1”中的插入 下位，在该插入下位，密封垫36径向插置在喷嘴32与颈部20之间。

因此，当密封垫36处于它的退出上位时，穿过第一径向间隙“j1” 的吹塑气体流量不受密封垫36存在的限制。

当容器18几乎充满时，例如充填到80%时，密封垫36例如向它的 插入下位下降，以保证在容器18充满液体时第一径向间隙“j1”被密封 堵塞。

当密封垫36处于其插入下位并在它的收缩状态时，第一径向间隙 “j1”减小成第二环形径向间隙“j2”，该第二径向间隙围绕密封垫36 存在于该密封垫36与颈部20的圆柱形内表面之间，以允许吹塑气体最终 排出。

第二径向间隙“j2”当然小于第一径向间隙“j1”。在该形态中，吹 塑气体的流量受密封垫36存在的限制，但排出吹塑气体是始终可以的。 因此，即便在密封垫36的插入下位，密封机构24仍处在开放位置。

另外，能够控制密封垫36在其收缩状态竖向滑动的事实，可以避免 密封垫36在其移动期间接触颈部20。因此，颈部20和密封垫36都不会 受到损坏。

密封垫36由可弹性变形的弹性体材料形成。这里，环形的密封垫36 由轴向套筒40的自由下端形成，轴向套筒40围绕喷嘴32在外侧布置。 套筒40固定安装在能围绕喷嘴32竖向滑动的环39中。密封垫36的向下 竖向滑动，受环39竖向挡靠于颈部20的上端边缘限制。

环形的密封垫36的膨胀，由具有轴向轴线的锥形楔子38相对环形的 密封垫36轴向滑动控制。楔子38具有外径基本等于套筒40内径的环形 形状。楔子38由喷嘴32的圆柱形外壁以固定的方式承载。

这里，楔子38与喷嘴32一体形成。

喷嘴32在箱壳27中滑动安装，以允许楔子38滑动。

另外，通过喷嘴32的竖向滑动实现密封垫36在它的两个位置之间的 竖向滑动。

以装置24的注入下位作为基准，喷嘴32因此安装成在箱壳27中以 下位置之间竖向滑动：

-如图1和2上所示的极端上位，在该极端上位，喷嘴32的下端布置 于颈部20中，密封垫36处在它的收缩状态；

-如图3上所示的插入密封垫36的中间位置，在该中间位置，喷嘴 32将密封垫36向它的插入下位带动；和

-如图4上所示的极端堵塞下位，在该极端堵塞下位，楔子38将密封 垫36向它的膨胀状态控制。

在它的极端堵塞下位，喷嘴32的下端布置在颈部20附近，以便更靠 近容器的颈部20而不是容器18的底部。

环形的密封垫36的内表面沿图4的箭头“F1”从上到下而具有向轴 线“A”倾斜的斜面。楔子38的外表面具有与密封垫36的斜面相类似的 斜面。因此，楔子38从息止上位向膨胀下位的滑动控制密封垫36在其两 个状态之间转换：

–所述息止上位对应于喷嘴32的中间位置，在该息止上位，楔子布 置在密封垫36上方；

–所述膨胀下位对应于喷嘴32的极端下位，在该膨胀下位，密封垫 36通过所述斜面之间的接触膨胀。

根据本发明的一未示出的变型，是环形的密封垫相对固定的楔子竖向 滑动安装。

布置在喷嘴32上端的活塞41控制楔子38滑动。

根据本发明的其它变型，可理解的是，楔子可以通过其它部件如电气 部件、机械部件或磁部件被移动。

喷嘴32同心地布置在套筒40内。

喷嘴32在管30内向上延伸直到在环39上方隔开一段距离的活塞41 处。另外，喷嘴32轴向向上开通，以便允许充填液体通过。

活塞41在箱壳27中所形成的缸42中竖向滑动安装。因此，活塞41 以密封方式将缸42分为上室42A和下室42B。每个密封室42A、42B只 包括一个相关的供应孔（未示出）。

因此，活塞41、喷嘴32和楔子38形成在息止上位与膨胀下位之间 一体滑动的组件。

为允许喷嘴32和密封垫36共同滑动，例如，压缩弹簧（未示出）竖 向地间插在活塞41与环39之间。因此，当环39挡靠于颈部20时，活塞 41的向下滑动通过压缩所述弹簧而将喷嘴32带向它的极端下位。

作为变型，环在颈部附近挡靠在钟形罩的阻挡零件上。

每个孔与受控的加压流体源连接，这里所述流体源由与吹塑气体相同 的源形成。每个孔配有加压流体供应阀（未示出）。阀能够被控制，以改 变每个室42A、42B中的压力。

现在描述设有受控的密封机构34的注入装置24的运行。

当注入装置24处在图1上所示的其等待上位时，容器18被引入模具 12中。然后，注入装置24被控制到图2上所示的其注入下位，在该注入 下位，钟形罩26密封覆盖颈部20，并且喷嘴32插在颈部20内。

喷嘴32则处在它的极端上位。活塞41则处于它的息止上位。为此， 下室42B被保持在大于上室42A压力的压力。密封垫36处在它的退出上 位，因此使第一径向间隙“j1”开放，以使来自钟形罩26的吹塑气体以 最佳流量通过。

在用充填液体充填容器18的期间，活塞41保持在该息止上位。因 此，随着充填液面上升，容纳在容器18中的吹塑气体能够通过第一径向 间隙“j1”排向钟形罩26。

当容器18被充填有确定百分比容量、例如80%时，活塞41将喷嘴 32控制到其在图3上所示的使密封垫36插入颈部20的中间位置。此时 存在第二径向间隙“j2”，用于允许残余吹塑气体排出。

根据本发明的一未示出的变型，喷嘴早得多地、例如自用充填液体充 填开始时，就被控制到它的中间位置。

当需要使充满充填液体的容器18增压到高压、例如40巴时，将活塞 41控制到它的极端下位，如图4上所示。为此，操纵阀，以使上室42A 中的压力大于下室42B中的压力。

楔子38于是在密封垫36上施加向外的径向膨胀力。则密封垫36向 它的膨胀位置变形，在膨胀位置，第二径向间隙“j2”完全被堵塞。

容器18中的高压于是直接在套筒40上施加向外的径向力，以完成楔 子38的动作。

因此，根据本发明教导实现的注入装置24，允许注入两种不同流体 到同一容器18中，第二流体通过中心喷嘴32，而第一流体通过容器18 的颈部20与中心喷嘴32之间留出的第一径向间隙“j1”。

另外，受控的密封机构34可以很容易和完全堵塞第一径向间隙 “j1”，以便使第二流体的压力上升而没有泄漏危险。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.注入装置（24），用于将至少两种加压流体注入呈毛坯状态的容器 （18）的轴向朝向的颈部（20）中，以便通过相继注入第一加压流体然后 第二加压流体来使所述容器（18）变形而形成最终容器，所述注入装置 （24）包括：

-供应第一加压流体的第一供应管（25）；

-供应第二加压流体的第二供应管（30），所述第二供应管（30）通 到轴向的喷嘴（32）中，所述喷嘴用于在所述颈部（20）内以第一径向间 隙（j1）同心地布置，以允许所述第一加压流体穿过所述第一径向间隙 （j1）在所述容器（18）与所述第一供应管（25）之间通过；

用于使所述容器（18）成型的所述第二加压流体由不可压缩的充填液 体构成；

其特征在于，所述注入装置包括密封机构（34），所述密封机构能够 被控制在开放位置与关闭位置之间转换，在所述开放位置，所述第一加压 流体能够穿过所述第一径向间隙（j1），而在所述关闭位置，密封垫 （36）密封堵塞所述喷嘴（32）与所述容器（18）的颈部（20）之间的所 述第一径向间隙（j1）。

2.如权利要求1所述的注入装置（24），其特征在于，所述第一供应 管（25）通到密封环围预型件的颈部（20）的钟形罩（26）中。

3.如权利要求1或2所述的注入装置（24），其特征在于，所述密封 垫（36）能够径向插置在所述喷嘴（32）与所述颈部（20）的内壁之间的 所述第一径向间隙（j1）中。

4.如权利要求3所述的注入装置（24），其特征在于，所述密封垫 （36）呈环形，围绕所述喷嘴（32）在外侧布置，所述密封垫（36）能在 收缩状态与膨胀状态之间弹性变形，在所述收缩状态，所述第一加压流体 能够通过所述密封垫（36）与所述颈部（20）的内壁之间留有的第二径向 间隙（j2）流向所述容器（18）的内部，而在所述膨胀状态，所述密封垫 （36）径向贴靠所述容器（18）的颈部（20）的内壁，以密封堵塞所述第 一径向间隙（j1）。

5.如权利要求4所述的注入装置（24），其特征在于，通过具有轴向 轴线的环状的锥形楔子（38）相对于所述密封垫（36）的相对轴向滑动， 控制所述密封垫（36）膨胀。

6.如权利要求5所述的注入装置（24），其特征在于，环形的所述密 封垫（36）安装成在以下位置之间相对所述喷嘴（32）轴向滑动：

-退出上位，在所述退出上位，所述密封垫（36）竖向布置在所述颈 部（20）上方；和

-插入所述颈部（20）内所述第一径向间隙（j1）中的插入下位，在 所述插入下位，所述密封垫（36）径向插置在所述喷嘴（32）与所述颈部 （20）之间。

7.如权利要求6所述的注入装置（24），其特征在于，所述锥形楔子 （38）由所述喷嘴（32）的外壁承载，所述喷嘴相对所述密封垫（36）轴 向滑动安装，以便在所述密封垫（36）处于它的插入下位时将该密封垫 （36）控制到它的膨胀状态。

8.如权利要求7所述的注入装置（24），其特征在于，所述锥形楔子 （38）与所述喷嘴（32）一体形成。

9.如权利要求8所述的注入装置（24），其特征在于，所述喷嘴 （32）的滑动由能在缸（42）中轴向活动的活塞（41）控制。

10.如上述权利要求中任一项所述的注入装置（24），其特征在于， 所述第一加压流体由可压缩的吹塑气体如压缩空气构成。

11.如上述权利要求中任一项所述的注入装置（24），其特征在于， 所述注入装置（24）安装成在以下位置之间轴向滑动：

-等待上位，在所述等待上位，所述注入装置在所述容器（18）的颈 部（20）上方隔开布置；

-注入下位，在所述注入下位，所述注入装置（24）能够注入所述第 一加压流体和/或所述第二加压流体。