专利名称：装配有按空气动力学成型的空气隔板的预成型件加热模块和包括至少一个这样的模块的炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及预成型件、尤其是塑料容器预成型件的改进的加热模块，本发明还涉及包括至少一个这样的模块的预成型件加热炉。
背景技术：
本发明更特别地涉及用于加热预成型件，尤其是塑料容器预成型件的模块。该模块包括纵向加热通道，该通道由两个壁的相互平行的纵向竖立内表面横向地限定。其中一个壁为加热壁，装配有加热系统，而另一个壁为通风壁，具有通风孔，这些通风孔用于使由至少一个鼓风机吹出的空气经过这些通风孔从上游加热通道外侧横向地通向下游加热通道内侧，且在该模块中，预成型件的第一部分在加热通道中被加热，而预成型件的第二部分通过一个纵向开口被保持在加热通道的外侧，该纵向开口形成在加热通道的两个壁的纵向边缘之间，该类型模块的鼓风机包括纵向变流装置，该变流装置把吹出的空气的一部分横向地向预成型件的第二部分偏转，以防止预成型件的所述下部分的组成材料被加热到其软化点。
塑料容器，尤其是例如由聚乙烯对苯二酸酯(PET)制成的瓶子通常由预成型件制成，该预成型件经由吹制操作或拉伸-吹制模制其本体和端壁而成形为瓶子。该预成型件通常具有试管的形状，其颈部已经具有瓶子的喉部的最终形状。该颈部具有例如用于接受螺杆阻塞物的螺纹。
在进行吹制模制操作之前，必须在加热炉中重新加热预成型件的包括本体和端壁的第一部分到一个高于其玻化过渡温度的温度，以软化预成型件的组成塑料。
为此目的的具有纵向加热通道的该类型的预成型件加热炉是已知的。冷预成型件由传输装置从通道的第一端被传输，然后沿通道运行，在该通道内包括本体和端壁的预成型件的第一部分被加热，而后经由通道的第二端脱出。如此被加热的预成型件就已准备就绪，可用于吹制模制操作。
加热炉可包括一个或更多加热模块或单元，每一个加热模块或单元包括通道部分并被一个接着另一个地排列，以形成具有大长度的单一通道。在下文中，术语“加热模块”将被比作术语“炉”。
为了确保预成型件的端壁和本体的圆柱形壁在整个外围上的深度加热，预成型件通常在运行穿过炉时围绕其自身旋转。而且，通道的一个壁装配有辐射加热装置，而另一个壁则设置有通风孔用于被吹出的空气的流经，以促进预成型件的本体的圆柱形壁的整个厚度均匀加热，而不过度加热形成预成型件的圆柱形壁的外表面的表面材料层。所吹出的空气带走了由加热装置引起的对流热，以促进其在本体的组成材料的厚度中产生的辐射的渗透。
但是，在加热和/或吹制操作过程中，预成型件的第二部分不应变形，其中，所述第二部分包括所述颈部，该颈部在制造、一般为对预成型件的注塑过程中具有其最终形状和最终尺寸。因此，必须使该第二部分的温度保持低于玻化过渡温度或软化点。为此，预成型件的颈部通过一个在通道中的形成纵向狭槽的开口保持在通道外侧。
为了防止热量从加热通道流通到预成型件的该第二部分，所述第二部分被鼓风机所吹出的空气冷却。
优选地，在许多装置中，预成型件在至少它们加热的一部分过程中被设置成使得颈部向下。这就可以通过使热空气的对流运动上升来防止，或限制颈部的加热。
已知使用单个鼓风机来装配加热模块，一方面，这使得被吹出的气体可以通入加热通道中，而另一方面，又可以冷却预成型件的颈部。鼓风机则装配有变流装置，该变流装置位于相对于空气的流动方向的通道和预成型件的上游。从而，该变流装置把吹出空气流的一部分偏转到预成型件的颈部上。
发明内容
本发明的目的在于改善在加热操所过程中预成型件的颈部被冷却的效力。为此，本发明提出了上述类型的加热模块，其特征在于，变流装置的上游端具有空气动力学外形。
根据本发明的其它特征[14]-所述变流装置被构形成使得上游端具有指向尖端的上游，所述变流装置的厚度向下游增加；[15]-所述变流装置下游端具有空气动力学外形；[16]-所述变流装置被构形成使得其厚度逐渐递减直至其下游端，而其下游端形成指向尖端的下游；[17]-所述变流装置是挡热板，所述挡热板防止加热系统所产生的热量通过加热通道中的开口与预成型件的第二部分流通；[18]-所述变流装置包括空调系统；[19]-所述变流装置的下游端被安装成围绕纵向轴枢转，以调节吹向通风壁的空气流；[20]-所述开口形成在加热通道的两个壁的下纵向边缘之间且其中的鼓风机包括下空气出口翼板，所述下空气出口翼板设置在所述变流装置之下，而所述变流装置的上游端安装成围绕纵向轴枢转，以把空气正好引导到位于形成在加热通道的两个壁的下纵向边缘之间的纵向开口的下方的预成型件的第二部分上；和[21]-所述开口形成在加热通道的两个壁的上纵向边缘之间且其中的鼓风机包括上空气出口翼板，所述上空气出口翼板设置在所述变流装置之上，而所述变流装置的上游端安装成围绕纵向轴枢转，以把空气正好引导到位于形成在加热通道的两个壁的上纵向边缘之间的纵向开口的上方的预成型件的第二部分上。
本发明还涉及用于加热预成型件的炉，所述炉包括多个排列形成通道的加热模块。
本发明的其它特征和优势将通过阅读下文的详细描述而更为清楚，为了理解下文的详细描述，读者应当参照附图，其中[24]-图1为侧视图，显示出吹制模制操作之后被转变成瓶子之前将要在炉中被加热的预成型件； -图2为侧视图，显示出根据本发明的技术启示制成且用于加热图1的预成型件的炉，该炉允许预成型件被加热而其颈部朝下；和[26]-图3为图2的平面3-3中的横截面图，显示出装配有鼓风机和用于引导所吹出空气的变流装置的加热炉。
具体实施例方式在下文中，将采用图2中所示的坐标系统(L，V，T)表示的纵向竖向和横向，但不限于此。
在下文中，上游-下游方向将用来描述流体流的流动。
图1显示出塑料例如聚乙烯对苯二酸酯(PET)制成的预成型件10，该预成型件将要在第一操作之后转变成容器，如瓶子，在该第一操作中，预成型件被加热以软化塑料，然后在第二吹制模制和拉伸-吹制模制操作中，把预成型件10成形为容器。
如已知的，预成型件10具有竖向轴A的试管形状。如图1中所示，预成型件10的管状主体12在其上端被球形端壁14封闭，而其下端包括形成成品容器的喉部的颈部16。
因颈部16已经具有成品容器的喉部的最终形状。因此，为了获得成品容器，只有管状本体12和其端壁14必须通过吹制模制而变形。因此，在加热过程中，很重要只加热预成型件10的管状主体12和端壁14到组成材料的玻化过渡温度以上，而保持颈部16的温度低于玻化过渡温度。
管状本体12和颈部16之间的连接处由凸缘18限定。此处，颈部的外圆柱形表面20具有螺纹，用于接受螺纹阻塞物(未示)，以密封瓶子。
图2显示出用于在加热操作过程中加热预成型件10的炉22。此处，炉22包括纵向加热通道24，通过该纵向加热通道，预成型件10将沿箭头F所示的方向移动。通道24具有在图2右边的第一端26，预成型件10从该第一端进入，和在图2左边的第二端28，预成型件10从该第二端离开。
如图2所示，加热炉22包括用于把预成型件10从加热炉24的入口26传输到出口28的传输装置30。该传输装置30包括一系列心轴32用于夹紧预成型件10，这些心轴竖向地设置在下轨34之上，该下轨在通道24下方延伸以与之平行。心轴32用于保持预成型件10在其沿通道24运行时竖立。
每一个心轴32以已知方式竖向延伸，且包括强制地保持预成型件就位的装置(未示)，如弹簧垫圈，当心轴32被引入颈部16中时，该装置可通过颈部16的内圆柱形表面被牢固地夹紧。
所给出的图2中所示的通道24的纵向直线形形状是一个示例，不具有限定性。本发明当然适用于圆形的炉，或者“履带似轨道”类型的其它炉，这些炉包括在其中预成型件10的颈部以上被加热的部分，和在其中预成型件的颈部以下被加热的另一部分。后一种类型的炉装配申请人的某些机器。
图3显示了通道24的一部分。通道24由两个相互平行的分别属于第一壁40和属于第二壁42的竖直纵向内表面36和38限定。该第一壁位于图3中的右侧，该第二壁位于左侧。
此处，通道24在顶部和底部都没有封闭。从而，内表面36和38的下纵向边缘限定了纵向狭槽形式的下开口41。
第一壁40装配有用于加热通道24的加热器46。在图3中所示的示例中，加热器46包括八个红外线灯，此处，该八个红外线灯标记为IR1至IR8，且具有一个水平地设置在另一个上的纵向管的形状。使用装置，此处为竖向分布的纵向导槽48将灯由其每一个的端部保持靠近第一壁40的内表面36，每一个导槽48用于容纳红外线灯IR1至IR8的一个端部。
此处，第二壁42包括横向穿过其厚度的孔50，以允许气流渗透入通道24中。从而，如前言所述，气流使得由加热器46引起的对流热被从通道24去除，以促进辐射渗透入组成预成型件10的圆柱形壁的本体的材料的厚度中。
为此，炉22设置有鼓风机52，该鼓风机包括离心型风扇54，该风扇设置在通道24外侧，在图3中第二壁42的左边。
风扇54包括叶轮56，该叶轮安装成围绕竖向轴B旋转，例如被电机(未示)驱动。风扇54通过在风扇54的下方延伸的竖向轴的进口管58输入空气。风扇54的叶轮56把气流径向地传送入横向下游出口或输送管60直至第二壁。
如图3中所示，预成型件10的管状本体12和端壁14被保持在加热通道24的内侧，而颈部16和凸缘18被保持在通道24的外侧，正好位于通道24的下开口41之下。
根据已知的变型，预成型件10定向成使得颈部朝上，且纵向开口41由通道24的两个壁36和38的上纵向边缘限定。从而，预成型件10的颈部16被保持就位在横穿上开口的通道24之上。
为了保持颈部16的温度低于其玻化过渡温度，气流被横向地吹向颈部16和凸缘18。该气流是由单个鼓风机52产生的，该单个鼓风机为通道24供应空气。从而，鼓风机52的空气出口管60包括变流装置62，该变流装置62用于把原来吹向第二壁42的气流的一部分向颈部16偏转。
变流装置62形成大体纵向的斜坡，其横截面是水平的。它被垂直地设置在第二壁42的内表面38的纵向下边缘之下。这样，变流装置62的上游部分64横向地延伸进入鼓风机52的出口管60中，以把空气的流出流分成两份。但是，变流装置62的上游部分64不在其整个长度上而只是在出口管60的下游部分上把出口管60分成两个室。
变流装置62的下游部分66横向地延伸在通道24的下开口41之下直至预成型件10的颈部16。从而，变流装置62的下游端与颈部16齐平，正好位于凸缘18的上方。
有利地，变流装置62还形成防护物，该防护物防止由灯IR1至IR8发出的红外线辐射到达颈部16。
根据本发明的技术启示，变流装置62的上游部分64的横截面具有空气动力学外形，从而，被变流装置62朝向颈部16和凸缘18偏转的气流经历层流。在图3中所示的实施例中，变流装置62的中心部分具有厚度，该厚度变窄，直至形成上游尖端。
有利地，变流装置62的下游部分66的横截面具有空气动力学外形，从而，空气流是层流，且如果可能的话，朝向颈部16和凸缘18加速。从而，变流装置62的横截面类似于飞机机翼的横截面或类似于水滴的下半部分，其尖端横向地指向预成型件10的颈部16和凸缘18。
有利地，变流装置62还形成挡热板，该挡热板防止热量通过传导或辐射从通道24的内侧传播直至颈部16和凸缘18。从而，变流装置62被空调系统冷却，此处，该空调系统由两个形成在变流装置62的厚度中的纵向管68组成。一种热传递流体，例如水，循环在管68中，以带走变流装置62的上表面所接受的热量。
出口管60包括下翼板70，该下翼板形成出口管60的下壁。下凸缘70的上游端72安装成围绕纵向轴C枢转。从而，翼板70可定向成引导由风扇54输出的空气流朝向颈部16和凸缘18，而与颈部16和凸缘18的尺寸无关。该优势使得可以优化出口管60的几何形状，以使各种尺寸的预成型件10的颈部16和凸缘18可被最佳地冷却。
在本发明的变型(未示)中，变流装置62的下游部分66安装成围绕纵向轴枢转，从而，可根据变流装置62的角度方向控制被朝向颈部16和朝向凸缘18偏转的空气量。
在炉22的操作中，被心轴32保持就位的预成型件10通过进口端26被引入通道24中。使预成型件10朝向通道24的出口28平移，且同时围绕其竖向轴A旋转，从而，预成型件10的整个外围被设置在加热壁36的灯IR1至IR8加热。预成型件10的颈部16和凸缘18位于变流装置62之下。
鼓风机52的风扇54把气流吹入朝向第二壁42的出口管60。气流的一部分被变流装置62偏转，经历层流，朝向颈部16和凸缘18。
从而，把气流朝向颈部16和凸缘18偏转，以经历层流，这就使得其可能保持快速和有效气流，以驱赶经炉22的下开口41的上通道下来的热空气。从而，由于根据本发明的变流装置62，颈部16和凸缘18的冷却得以改善。
根据本发明的另一个优势，变流装置62的存在，其上游端64具有空气动力学外形，显著地改善了预成型件10地颈部16在加热操作中被冷却的有效性，无论预成型件10被定向成使得颈部16如图中所述位于最下方，或者使得颈部16位于最上方。
在本发明的一个变型(未示)中，在用于加热被设置成颈部朝上的预成型件10的炉的情况中，图2和3中的竖向V与所示相对。从而，变流装置62被设置在颈部16和凸缘18的下方，而心轴32则被竖向地设置在轨道34的下方，该轨道则延伸在通道24之上。开口41则是通道24的上开口。
在一个变型(未示)中，炉可以已知方式包括多个模块，如上所述，每一个模块包括通道部分，加热装置和鼓风机。这些模块一个接着另一个地排列，以形成单个加热通道24，该单个加热通道由每一个模块地通道部分构成。在该配置中，炉包括单个运输装置30。变流装置62可由数个变流装置部分形成或由具有相应于通道24的总长度的尺寸的单个部件形成。
权利要求
1.加热模块(22)，其用于加热预成型件(10)，尤其是塑料容器的预成型件，所述加热模块包括一纵向加热通道(24)，所述通道由两个壁(40，42)的相互平行的纵向竖立内表面(36，38)横向地限定，其中一第一加热壁(40)装配有加热系统(46)，而另一通风壁(42)具有通风孔(50)，这些通风孔用于使由至少一个鼓风机(52)吹出的空气从上游所述加热通道(24)外侧横向地通向下游所述加热通道内侧，且在所述加热模块中，所述预成型件(10)的第一部分(12，14)在所述加热通道(24)中被加热，而所述预成型件(10)的第二部分(16)通过一纵向开口(41)被保持在所述加热通道(24)的外侧，所述纵向开口(41)形成在所述加热通道(24)的所述两壁(36，38)的纵向边缘之间，所述类型的加热模块的鼓风机(52)包括纵向变流装置(62)，所述变流装置把吹出的空气的一部分横向地向所述预成型件(10)的所述第二部分(16)偏转，以防止所述下部分(16)的组成材料被加热到其软化温度，其特征在于，所述变流装置(62)的所述上游端(64)按空气动力学方式成型。
2.按照权利要求1所述的模块(22)，其特征在于，所述变流装置(62)成型为上游端(62)具有一指向上游的尖端，所述变流装置(62)的厚度向所述下游增加。
3.按照上述权利要求中任一项所述的模块(22)，其特征在于，所述变流装置(62)的所述下游端(66)按空气动力学方式成型。
4.按照权利要求3所述的模块(22)，其特征在于，所述变流装置(62)成型为其厚度逐渐递减直至其下游端，而其下游端形成指向下游的尖端。
5.按照上述权利要求中任一项所述的模块(22)，其特征在于，所述变流装置(62)是一挡热板，所述挡热板防止所述加热系统(46)所产生的热量通过所述加热通道(24)中的开口(41)传递至所述预成型件(10)的所述第二部分(16)。
6.按照权利要求5所述的模块(22)，其特征在于，所述变流装置(62)包括一空调系统(68)。
7.按照上述权利要求中任一项所述的模块(22)，其特征在于，所述变流装置(62)的下游端(64)被安装成围绕一纵向轴枢转，以调节吹向所述通风壁(42)的空气流。
8.按照上述权利要求中任一项所述的模块(22)，其特征在于，所述开口(41)形成在所述加热通道(24)的两个壁(36，38)的下纵向边缘之间；且其中的鼓风机(52)包括一下空气出口翼板(70)，所述下空气出口翼板设置在所述变流装置(62)之下，而所述一下空气出口翼板(70)的上游端(72)安装成围绕一纵向轴(C)枢转，以把空气引导直至所述预成型件(10)的所述第二部分(16)，在设置在所述加热通道(24)的所述两个壁(36，38)的所述下纵向边缘之间的所述纵向开口的下方。
9.按照上述权利要求中任一项所述的模块(22)，其特征在于，所述开口(41)设置在所述加热通道(24)的所述两个壁(36，38)的所述上纵向边缘之间；且所述鼓风机(52)包括一上空气出口翼板(70)，所述上空气出口翼板设置在所述变流装置(62)之上，而所述上空气出口翼板(70)的上游端(72)安装成围绕一纵向轴(C)枢转，以把空气引导直至所述预成型件(10)的所述第二部分(16)，在位于安设在所述加热通道(24)的所述两个壁(36，38)的所述上纵向边缘之间的所述纵向开口(41)的上方。
10.预成型件(10)的加热炉，所述加热炉包括多个根据权利要求1至9中任一项所述的加热模块(22)，所述加热模块整齐排列，以形成一通道(24)。
全文摘要
本发明涉及一种加热塑料容器预成型件(10)的模块(22)，所述模块包括纵向加热通道(24)，所述通道由两个壁(40，42)的纵向竖立内表面(36，38)横向地限定，其中一个壁为加热壁(40)，装配有加热系统(46)，而另一个壁为通风壁(42)，具有通风孔(50)，这些通风孔用于使由鼓风机(52)吹出的空气从上游经过这些通风孔，且在所述模块中，预成型件(10)的第一部分(12，14)在加热通道(24)中被加热，而预成型件(10)的第二部分(16)通过一个纵向开口(41)被保持在加热通道(24)的外侧，所述类型模块的鼓风机(52)包括变流装置(62)，所述变流装置把吹出的空气的一部分向预成型件(10)的第二部分(16)偏转，以防止其被加热到其软化点，其特征在于，所述变流装置(62)的所述上游端(64)具有空气动力学外形。
文档编号B29C35/08GK1894085SQ200480037790
公开日2007年1月10日 申请日期2004年11月19日 优先权日2003年12月19日
发明者C·杜代芒特 申请人:西德尔合作公司