旋转压力分配器及安装该旋转压力分配器的用于处理中空本体的转盘式机器

摘要

一种用于在多个相同的处理工位处理中空本体的转盘式机器的旋转压力分配器(1)，其包括两个环，固定环(2)和旋转环(3)，二者密封接触。环(3)具有孔(6)，每一孔(6)适于与工位相连，并通向环(3)的接触面(5)。环(2)具有至少一个可与压力源相连并通过位于孔(6)的通路上通向接触面(4)的开口(7)；润滑脂在两个环(2、3)的各自接触面(4、5)之间分散以提供密封；至少一个环状通道(13)覆盖接合面(P)的环状开口(19)并与大气相连；通道内的凸缘(14)相互交错而相互不接触、并形成路卡；通道充满润滑脂。

说明书

技术领域

本发明总体涉及的领域是在多个相同的处理工位处理中空本体， 尤其是瓶子，每一处理工位旨在处理至少一个中空本体。其中，对于 至少一个处理步骤中，处理工位通过密封的旋转压力分配器与压力源， 尤其是基本小于大气压的压力源相连。

更具体地，本发明涉及对用于处理中空本体的转盘式机器的旋转 压力分配器的改进。该转盘式机器包括多个相同的处理工位，每一处 理工位旨在处理至少一个中空本体。所述分配器包括两同轴的环，一 个环固定，另一个环旋转，二者通过各自相对的、限定了接合面的接 触面相互密封地接触。所述旋转环包括连通孔，每一连通孔能够与至 少一个处理工位相连，并通向所述旋转环的接触面。所述固定环包括 至少一个适于与机器的压力源相连并通向所述固定环的接触面的开 口，从而位于所述旋转环的孔的通路上，使得当相应的孔与开口重合 时，至少一个处理工位与所述压力源相连，润滑脂在两个环的各自接 触面上分散，以提供对于压力的密封。

背景技术

本申请人的FR2791598文献中公开了这种类型的旋转分配器。 参见附图中的图1，标号1表示其整体的旋转分配器包括两个同轴的 环2、3，如图1所示，在使用状态下环2、3大体上具有基本垂直的 轴线A。两个环中的一个(图1中位于下部的环2)固定，而另一个 (图1中位于上部的环3)旋转。二者通过各自相对的、限定了接合 面P的接触面4、5相互密封地接触。旋转环3包括通常由标号6表示 的连通孔，连通孔均适于与容器的至少一个单独的处理工位相连，并 通向所述旋转环3的接触面5。所述固定环2包括至少一个通常由标 号7表示的开口，该开口适于在标号8处与机器的压力源相连，并通 向所述固定环2的接触面4，从而位于所述旋转环3的孔6的通路上。 通过这种方式，当相应的孔6与开口7重合时，处理工位与压力源相 连。最后，润滑脂在两个环2、3的各自接触面4、5上分散，从而防 止旋转环3的表面5在固定环2的表面4上的干摩擦，还主要是提供 两个接触面4、5接触的密封，从而提供开口7和连续孔6之间的连接 对于压力的密封。

在文献FR2791598公开和示出的设计中，旋转分配器6设计为 具有与处理工位相连的孔6和用于与至少一压力源相连的至少两开口 7e、7i。所述孔6分布于不同直径的两个通常由标号9表示的圆周上 (位于所述各自两个圆周9e、9i上的孔分别由6e、6i表示)，所述至 少两开口7e、7i位于与所述孔6e、6i直径相同的两圆周上。从附图2 中可清楚地看出这种布置，图2是旋转环3的仰视图。

在这种公知的布置中，环2的孔6和环3的开口7分别与两环2、 3各自的外部和内部周缘10e、10i；11e、11i径向隔开。在图1中示 出的旋转分配器的实施方案中，两个环2、3具有基本相同的直径，并 且旋转环3的孔6具有基本相同的直径，或者至少具有与固定环2的 开口7相同的径向尺寸。因此，孔6和开口7位于分别与环3、2的边 缘11e、10e相同的径向距离De和分别与环3、2的边缘11i、10i相同 的径向距离Di处。在示出的实例中，正如从图2提供的旋转环3的仰 视图中可清楚看出那样，径向距离De和Di基本相等。此外，在该实 例中，如图2所示，距离De和Di与旋转环3的开口6的内径尺寸相 同。

因此，由位于接合面P的外周和内周的润滑剂形成的密封的各宽 度De、Di足以提供所需的密封。

这种公知的布置当前用于通常具有20个处理工位的旋转机构中， 并完全令人满意。

然而，容器，尤其是瓶子的制造商希望持久地提高生产速度。对 某些处理(例如，通过采用低压等离子体，将碳阻挡层沉积于由热塑 性材料如PET制成的容器的内表面)，在每个工位区域的处理过程的 运行速率可能不能显著提高。因此，只有期望通过增加处理工位的数 量来大幅度提高生产速率。正是通过这种方式申请人考虑开发一种新 的机器，这种机器的处理工位的数量显著提高，通常几乎翻倍。

就旋转分配器而言，这可以通过相应地增加所提供的连接来表达， 例如，通常使在旋转环上所提供的连通孔的数量翻倍。

然而，旋转分配器的环是大尺寸且重量很重的片。通常，在当前 配备有20个处理工位的机器中，这些环的直径大约0.60米并且单个 重量为110kg。尽管还可以进一步略微扩大外径，但用于制造这些环 所需的机器的容量强加了一个不可能超过的限度，然而有必要将增加 数量的连通孔分布在相同数量(通常为两个)的不同直径的圆周上。 由于这些环大体保持其当前的直径，因而有必要在更大数量(通常为 三个，甚至四个)的不同直径的圆周上分布连通孔。

该目的可通过以下方式实现，例如，减小环2、3的中心凹腔12 的直径d并通过在环中最大程度占据可用表面。这使得将分别位于各 自外部末端圆周9e和内部末端圆周9i的孔6和开口7，与环2、3各 自内部和外部周缘10e、11e；10i、11i尽可能接近地进行布置。图3 通过示例方式示出了按照这种结构设计的旋转环3的仰视图，该旋转 环3的孔6分布成分别位于外部、中间和内部的三个圆周9e、9m、9i 上的三组6e、6m、6i。

然而，在这种情况下，孔6e的外边缘和环3的外边缘11e之间的 距离De’和位于孔6i的内边缘和环3的内边缘11i之间的距离Di′(对 固定环2也类似)大大减小(通常在当前的机器上减小大约49mm)。 因此在接合面的外部和内部周缘的润滑结合宽度变得不足以提供所需 的密封。

发明内容

本发明的目的是，提出一种旋转分配器的改进布置，其可响应压 力存在下的密封要求，尤其是在比大气压低得多的压力下，而基本不 增加环的外径，没有进行旋转分配器广泛的结构改进，也不会显著增 加旋转分配器的制造和维修成本。

为此目的，本发明提供一种前叙部分公开的用于处理中空本体类 的转盘式机器的加压流体旋转分配器。按照本发明设计的该旋转分配 器的特征在于，其包括至少一个覆盖接合面的环状开口并与大气相连 的环状通道；还在于该通道内提供了相互交错而相互不接触、并形成 路卡的凸缘，以及还在于通道充满润滑脂。

还提供旋转分配器，其包括覆盖接合面的外部环状开口的外部环 状通道，或者其包括覆盖接合面的内部环状开口的内部环状通道。在 优选实施方案中，旋转分配器组合两种布置并且包括覆盖接合面的外 部环状开口的外部环状通道和覆盖接合面的内部环状开口的内部环状 通道。

因此，这种结构提供用于持久供应两个环之间交界面的可用润滑 脂的储存区，尤其是当结合部旨在分配低于大气压的压力，甚至比大 气压低得多的压力时，其趋于从旋转结合部“抽吸”润滑脂。

在优选实施方案中，提供包括两个不接触的壳体板的环状通道， 两个不接触的壳体板分别与两个环连接，并从两环近似地径向延伸、 并大约相互平行。因此，有利地，相互交错的凸缘可分别与所述两板 连接，可基本成呈旋转圆柱状，以及可基本垂直于接合面延伸。尤其 是，提供了如此形成的环状通道是外部环状通道。

在其它优选实施方案中，提供了环状通道包括圆柱状隔板，圆柱 状隔板限定了与接合面的环状开口相对的环状空腔；当环的轴线基本 垂直时，隔板具有与环连接的一环状边缘，尤其与固定环连接，以及 与另一环不接触的另一环状边缘。

因此，有利的是，所述相互交错的凸缘可径向地延伸，并可与两 个所述环和所述隔板连接。尤其是，还可提供了，如此形成的环状通 道是内部环状通道：这种通道具有相对小的径向尺寸，并在环的中部 凹腔仅仅占用较小的径向空间，而且其由多个连接贯穿。

从上述说明可清楚看出，按照本发明设计的旋转分配器可以尤其 是最有利的方式应用于在实践中非常普通的这种情况：两同轴环具有 基本垂直的轴线，并一个位于另一个上方进行布置，且下部环固定而 上部环旋转。类似地，本发明的布置尤其特别有利的应用涉及这样情 况：两个固定和旋转环分别具有分布于多组，尤其是至少三组布置于 不同直径的圆周上的孔和开口。同时，本发明的布置尤其特别有利的 应用涉及这种情况：旋转压力分配器用于分配低于大气压的压力，尤 其是比大气压低得多的压力。

按照本发明的上述旋转分配器，可以尤其特别有利的方式应用于 用于处理中空本体的转盘式机器，其包括多个相同的能够处理至少一 个中空本体的处理工位，所述机器为至少一个处理步骤配备有单独的 旋转分配器，以连续地将每一处理工位与至少一个压力源相连，尤其 是在压力低于大气压，甚至比大气压还低得多时。在优选的应用中， 其可以是一种通过低压等离子体，将阻挡层，尤其是由碳制成阻挡层 沉积于中空本体的内表面，尤其是由热塑性材料，特别是是PET制成 的瓶子的内表面，例如本申请人的FR2776540号文献公开了这种机 器的基本设计。

附图说明

在阅读了下述通过完全示例性的方式给出的某些优选实施方案 后，可更好地理解本发明。在本说明书中，参考以下附图，其中：

图1是本申请人的FR2791598号文献中公开的现有技术中的旋 转分配器的沿直径的剖视图；

图2是图1的旋转分配器的旋转环的仰视图；

图3是用于连接增加数量的处理工位的改进的旋转分配器的旋转 环的仰视图；

图4是按照本发明布置的旋转分配器的局部剖视侧视图；以及

图5和图6是用于能够配备图4的旋转分配器的润滑剂通道的两 种可能实施方案的横剖和放大示意图。

具体实施方式

下面更具体地参考图4，图4中的元件及与图1中类似的部分由 相同的标号标出。

本发明的内容不考虑分别固定和旋转的环2、3的具体设计，除非 如图3所示，环的几何设计分别使得外部和内部周边润滑脂结合部没 有足够宽度以提供所需的密封，尤其是当旋转分配器旨在分配低于大 气压的压力，甚至比大气压力低得多的压力时。

按照本发明，旋转分配器1制成包括至少一个通常由标号13表示 的环状通道，该环状通道覆盖接合面P的环状开口并与大气相连。通 道13内提供相互交错而相互不接触、并形成路卡的凸缘14，并且通 道13内充满润滑脂。正如从图4的左右两侧可以看出的那样，所述通 道可以是覆盖接合面P的外部环状开口的外部环状通道13e。正如从 图4的中部可以看出的那样，所述通道可以是覆盖接合面P的内部环 状开口的内部环状通道13i。在图4示出的优选实施方案中，旋转分配 器1组合了两种布置，并具有覆盖接合面P的外部环状开口的外部环 状通道13e和覆盖接合面P的内部环状开口的内部环状通道13i。

可以考虑制造通道13的不同的技术方案。

在第一实施方案中，从图4中可见并在图5中以大比例示出的那 样，环状通道13包括两个不接触的壳体板，分别为附着于固定环2 上的下板15和附着于旋转环3上的上板16。两板15、16分别从两环 2、3近似地径向延伸并且两板15、16近似地相互平行。在图5示出 的实例中，上板16是近似平面的，而下板15形成为L形部分的弯曲 部分，L形部分以一体成形的方式形成通道的周壁17。上板16的自 由边缘和周壁17的自由边缘延伸至相互邻近但不接触，因而限定了用 于将通道的内部体积与大气连接的槽18。考虑到在该实例中，旋转分 配器1具有基本垂直的轴线，因而槽18位于通道13的上部。

两壳体板15、16分别以适当的方式与环2、3固定，所述方式例 如通过焊接或螺栓连接。

在壳体板15、16各自朝向通道内部的表面上，壳体板15、16支 撑所述偏斜的凸缘14，凸缘14是同心的，并通过例如焊接交替地与 两壳体板连接，因而相互交错，并基本垂直于接合面P延伸。因此在 槽18和接合面P的外部开口19e之间限定了具有路卡的通路。

通道13的内部体积充满润滑剂，由于槽18内的大气压和位于接 合面P区域低于大气压的压力之间的压力差，润滑剂可在接合面P的 交界面自由地流动。

参考图5的上述通道13的实施方案有基本径向空间的需求。并且， 在图4示出的旋转分配器的优选实施方案中，由于旋转分配器周围的 有足够可用的径向空间，所以如图5所示形成了外部通道13e。

作为另一技术方案，可以借助于通道13其它实施方案。然而，应 当理解，所述其它实施方案并不排除下文描述的用于在中部凹腔12 中对旋转分配器进行的布置，并且所述其它实施方案能够以外部通道 的方式实现。

正如从图4中可见以及图6以更大比例示出的那样，环状通道13 包括圆柱状隔板20，圆柱状隔板20限定了与接合面P的环状开口19i 相对的环状空腔。最简单的技术方案在于，如图所示，隔板20以任何 合适的方式与固定环2连接。特别地，其可焊接于固定环2上，例如 焊接于固定环2的内侧面。作为一种变换，在图6中示出了隔板20 延伸至固定环2的下表面，并弯曲成重叠部分21，重叠部分21通过 例如示出的螺栓连接22与所述下表面连接。

隔板20的上部23向旋转环3的方向弯曲。具体考虑到本实例， 旋转分配器1具有基本垂直的轴线，旋转环3位于顶部，隔板20的上 部23的边缘与环3的侧壁不接触，从而限定了用于将该通道的内部体 积与大气相连的槽24。

当然，作为一种变换，隔板20也可与旋转环3连接。然而，旋转 环3具有相当复杂的结构，以提供隔板20的下边缘与固定环2的密封 连接。

在隔板20和环2及环3的侧面相对的表面上，隔板20和环2及 环3的侧面支撑，例如通过焊接支撑交替地位于所述接合面P的内部 开口19i两侧上的所述偏斜的凸缘14。凸缘14相互交错并基本径向地 延伸。因此，一方面在槽24和开口19i之间，另一方面在通道的内部 体积的底部和接合面P的开口19i之间形成具有路卡的通路。通道的 内部体积形成润滑剂的主要储存区。

通道13的内部体积充满润滑剂，由于槽24内的大气压和位于接 合面P区域低于大气压的压力之间的压力差，润滑剂能够自由地流动 至接合面P的交界面。

考虑到其相对较小的径向延伸，如此形成的环状通道完全适合于 形成内部环状通道13i。

从上述说明可清楚看出，当固定环2和旋转环3分别具有分布于 多组布置在不同直径的同心圆周9上的孔6和开口7时，和/或当旋转 分配器旨在分配较低于大气压的压力，甚至比大气压低得多的压力时， 配备本发明具有至少一个通道的旋转分配器是非常有利的。

在这些情况下，很显然，本发明优选地但不限于应用于这样一种 转盘式机器中：其用于处理中空本体，包括多个相同的、能够处理至 少一个中空本体的处理工位，所述机器为至少一个处理步骤配备有单 独的旋转分配器，以连续地将每一处理工位与至少一个压力源相连。 并且该旋转分配器按照本发明如上所述进行设计。

一种更具体的以本文的本发明为目标的应用涉及上文指出的转盘 式机器，该机器通过低压等离子体，将阻挡层尤其是由碳制成的阻挡 层沉积在位于中空本体的内表面，尤其是由热塑性材料特别是PET制 成的瓶子内表面。