用于通过微波方式加热塑料预制件的装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于通过微波方式加热塑料预制件的装置。用于加热塑料预制件(10)的装置(1)具有多个谐振器单元(2a，2b，2c)，在各种情况下，能够将塑料预制件(10)引入进所述谐振器单元以加热塑料预制件；具有至少一个用于产生微波的微波产生单元(4a，4b，4c)；以及具有供给设备(6)，用于将由微波产生单元(4a，4b，4c)所产生的微波供给到至少一个谐振器单元(2a，2b，2c)；以及具有至少一个用于提供整流电压的整流器单元(12)。根据本发明，至少一个整流器单元(12)提供电压，用于操作至少两个谐振器单元(2a，2b，2c)。
【专利说明】
用于通过微波方式加热塑料预制件的装置
技术领域
[0001]本发明涉及用于加热塑料预制件的装置及方法。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，长期以来已经已知这种装置。通常，将塑料预制件移入谐振器中并通过微波的应用在该谐振器内进行加热。然后，进一步运输被如此加热的塑料预制件，例如，运输到拉伸的吹塑机，这样是为了通过压缩空气的应用来扩充以形成塑料容器，特别是塑料瓶。
[0003]最近，除了红外线辐射或代替红外线辐射，已经转变为利用微波加热塑料预制件。现有技术中已知的微波加热设备通常具有多个加热台，所述加热台是相互独立的单元。为了通过微波的方式来加热塑料预制件，通常并行操作几个独立的加工台，其中，这些独立的加工台具有相同的结构，并且也能够互相独立地操作。为了产生微波辐射，提供几个装置部件，例如，特别是高电压产生器、磁电管、用于发送微波的波导以及在其中将微波应用到塑料预制件的施加设备或者谐振器。微波产生器通常具有功能组，例如，整流器和高电压级联。该高压级联从直流DC电压产生高电压。通常，首先整流电源电压，并且然后通过所述的高电压级联的方式转而产生高电压。例如发生器、磁电管、波导和施加设备(每一个都是低功率的)的必需组件因此被安装于各独立的台中且并行操作。由于一方面成本增加并且另一方面有时结果不能令人满意，因而需要大量的功能组。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的是，在这种加热设备的情况下降低成本并且也可选地提高系统的可靠性。根据本发明通过独立权利要求的技术主题实现这一目的。有益的实施例及其进一步的发展构成从属权利要求的技术主题。
[0005]根据本发明的用于加热塑料预制件的装置具有多个谐振器单元，在各种情况下，能够将塑料预制件引入进所述谐振器单元以加热该塑料预制件。该装置还具有用于产生微波的微波产生单元以及供给设备，用于将由微波产生单元所产生的微波供给到至少一个谐振器单元。该装置还具有至少一个用于提供整流电压的整流器单元。
[0006]根据本发明，至少一个整流器单元提供用于操作至少两个谐振器单元的电压。因此，优选地，装置的整流器单元的数量小于谐振器单元的数量。可能的是，该整流器单元提供用于操作目的的所有电压。然而，还可能是，整流器单元仅提供部分电压，例如，一半电压。因此，例如，可提供两个或几个整流器单元，其中，每个整流器单元提供用于操作几个谐振器单元的部分电压。一般，例如可提供η个整流器单元，每个整流器单元传送第η个电压，其中，该电压用于供应m个谐振器单元，且m>n。
[0007]因此，在本发明的内容中提出，提供用于操作几个谐振器单元的本发明的一个特定单元，即整流电源电压的整流器单元。此处应理解，整流的电压并不意味着被完全整流及平滑的电压；如果整流的电压至少相对于交流(AC)电压或者电源电压是被整流，这也可能是足够的，其中，也可能包含电压的潜在波动。
[0008]上述的向谐振器单元供给微波的供给设备可特别是波导，例如，微波从微波产生单元(例如，磁电管)供给进入该波导并且该波导将这些微波转发至谐振器。有益地，至少一个并且优选地恰好一个波导被分配给各个谐振器单元。在这种情况下，可能是，将至少一个调谐元件(例如一个调谐针)被安排在该波导之上和/或者之内，并且能够被推入到该波导内，以通过这种方式来调节功率。
[0009]因此提出，从独立的微波发生器移除微波发生器的整流器部件，并且中心地产生用于这些独立的微波产生器的DC电压。通过这种方式，可提供用于供应几个谐振器单元的公共的中间电路。在这种情况下，可能的是，以固定的方式安排整流器单元，并且因此整流的电压发送至可移动的谐振器单元(更具体地，发送至高电压产生单元并且从高电压产生单元至微波产生单元，且从微波产生单元转而至谐振器单元)，例如，通过滑动环的方式。
[0010]然而，还可能是，将整流器单元安排在移动部件上，例如，旋转部件。在这种情况下，经由滑动环发送供给至整流器单元的电源电压。
[0011]如上述，如果以静止的或固定的方式分别地安排整流器单元，可能的是，经由滑动环将整流的电压或中间电路的电压发送至可移动部件，例如，旋转部件。一般能想到的是，以可移动的方式配置独立的谐振器单元，例如，将它们安排在可移动且特别是可旋转的载体上。然而，还可能的是，也以固定的方式安排谐振器单元自身。因而，例如，在各种情况下，独立的塑料预制件被推进通过固定的谐振器单元，并且这样在加工中被加热。
[0012]通过使用中心的整流器单元，能够节约安装空间并且降低独立台的生产成本。可能的是，一个整流器单元供应至少两个谐振器单元;然而，还可能的是，一个整流器单元向几个、甚至例如存在的所有谐振器单元供应DC电压。
[0013]取决于机器概念，能够选择中心的整流器单元及其功率以小于安装的台功率的总量。如果不是同时操作所有的谐振器单元或台，在中间电路中仅需提供与同时操作的微波台数量相对应的功率。例如，如果提供具有270°处理角的旋转机器，在中间电路中，仅需要提供所安装的(总计)台的功率的75%。
[0014]独立台的产生器将中间电路的电压转换为高电压，然后，该高压转递至微波产生设备，例如，磁电管。磁电管产生微波辐射，优选地经由上述的微波波导或供给设备将微波辐射发送进入施加设备，即所述的谐振器，并且从该谐振器发送至塑料预制件上。
[0015]在进一步的有益实施例中，所述装置具有运输设备(也称作移动设备)用于将塑料预制件引入到谐振器单元中和/或用于从谐振器单元中取出所述塑料预制件。
[0016]可能的是，该运输设备沿着塑料预制件的纵向方向将塑料预制件推入谐振器中。然而，还能想到是，为了引入到谐振器中，塑料预制件的移动垂直于预料预制件的纵向方向。可能的是，运输设备在一个方向上将预料预制件引入到谐振器中并且在相反的方向上将它们从该谐振器中取回。
[0017]在进一步的有益实施例中，在每个谐振器设备中提供基部反射设备，其将微波辐射反射到塑料预制件的基部区域上。
[0018]此外，还可能的是，运输设备具有旋转设备，其促使塑料预制件围绕他们的纵轴旋转。通过这种方式，相对于塑料预制件的圆周方向均匀加热塑料预制件是可能的。在这种情况下，可能的是，该旋转设备以例如20到200rpm之间的速度旋转塑料预制件。
[0019]在进一步有益的实施例中，所述装置具有至少一个高电压源(也称作高电压产生单元)，用于产生高电压或用于操作高电压的产生器。在这种情况下，特别优先的是，该高电压源由整流器单元供应电压。通过这种方式，首先整流和/或平滑电源电压，并且将因此产生的整流电压转换成高电压产生设备中的高电压。更具体地，将整流的电压供给至高电压产生设备，其中，首先，将整流的电压转换成高频AC电压，并且然后增加该高频AC电压。可能的是，一个整流器单元为几个这种高电压设备供应整流的电压。因此产生的高电压优选地转而提供给微波产生单元。
[0020]因此，一般可能的是，高电压产生单元是模块化结构的，并且具有第一模块，其首先从DC电压或大体整流的电压(即仍可能具有某些“波纹”的电压)产生高频AC电压；以及第二模块，其将该高频AC电压转换为高电压(同样是高频)。
[0021]在进一步有益的实施例中，至少一个高电压源提供用于操作至少两个谐振器单元的高电压。在该实施例中提出，不仅整流器单元而且高电压供应被中心地安排并且供应几个谐振器单元。因此，在该实施例中，提出提供公共的高电压产生器。此处，这里中心地提供整流器单元和高电压产生器，并且它们的输出在独立台的微波源之间分布。在旋转机器的情况下，可将高电压产生器安装在或者旋转部件中或者固定的部件中。在第一种情况下，经由滑动环发送电源电压，在后一种情况下，发送的是高电压。
[0022]还可想到的是，部分地中心呈现高电压产生单元。例如，可提供中心的高频产生单元，其产生高频电压并且然后供应多个变换单元，所述变换单元增加高频电压并因此将该高频电压转换成(高频)高电压。
[0023]在独立的微波产生设备(例如磁电管)中，经由适当的开关设备优选地打开或关闭高电压，到独立的磁电管的电流也经由该磁电管上的适当的组件来控制。在后一种情况下，高电压源优选地提供稳定的高电压电路，然后，以预定的方式，经由功率控制器将功率从该高电压电路供给至独立的磁电管。
[0024]因此，在进一步有益的实施方式中，所述装置具有控制设备，其控制到独立的微波产生设备的高电压的供给。在这种情况下，该控制设备可根据载体的旋转位置，控制或调节高电压的供给，在所述载体上安排独立的谐振器单元。所述控制和/或调节也可取决于塑料预制件相对于谐振器单元的相对位置而发生。例如，所讨论的谐振器单元只要其中没有放置塑料预制件就可被关闭。
[0025]通过使用中心的高电压产生单元，能够降低安装空间和独立台的生产成本。此处，也取决于机器概念，可能的是，中心的高电压供应设备被选择为小于所安装的台的功率总和。如果不是同时操作所有的台，还可想到的是，通过高电压产生设备仅提供与同时操作的微波台或微波产生设备相对应的功率。此处，例如，再次可能的是，在旋转机器具有270°处理角的情况下，仅提供所安装的台的功率的75%作为高电压。
[0026]此处，微波产生设备也可从所提供的高电压为独立台产生微波辐射，该微波辐射经由微波波导发送进入施加设备中并从施加设备到塑料预制件上。
[0027]也可以固定的或可移动的方式安排高电压产生单元。
[0028]在进一步有益的实施例中，至少一个微波产生设备产生微波，用于操作至少两个谐振器单元。在此实施例中提出，不仅提供公用的整流器和公用的高电压供应设备，而且提供公用的微波产生器，所述微波产生器的微波和功率在几个谐振器单元之间分布。因此，在此实施例中，整流器单元、高电压产生设备以及微波产生设备中心地呈现，并且微波辐射分布在在独立台之间。
[0029]如上述，在旋转机器的情况下，在这种情况下，高电压产生设备可安装在固定部件上或旋转部件上。在第一种情况下，经由滑动环发送高电压，并且在后一种情况下，发送电源电压。然而，此处，每个微波产生单元优选地安排在可移动部件上，并且以可移动的方式安排中心的微波产生设备，特别是通过与谐振器单元共同移动的方式。中心的微波产生设备从高电压产生微波功率用于整个系统。经由适当的开关设备打开或关闭到独立台的微波辐射。通过使用中心的微波产生单元，能够降低独立台的生产成本和安装空间。
[0030]取决于机器概念，中心的微波产生设备也可选择为小于所安装的台的功率的总和。如果不是同时操作所有的台，通过微波产生设备仅需要提供与同时操作的微波台的数量相对应的功率。具有270°处理角的旋转机器仅需要能够提供所安装的台的功率的75%作为高电压。
[0031]为独立台提供微波辐射，经由微波波导将所述微波辐射发送进入施加设备并从该施加设备进入塑料预制件。
[0032]在进一步有益的实施例中，所述装置具有运输设备，其沿着预定的运输路径运输谐振器单元。有益地，这是环形的运输路径。在进一步有益的实施例中，运输设备具有可旋转的载体。独立的谐振器单元优选地安排在所述载体上。
[0033]在进一步有益的实施例中，为每个谐振器单元分配一个上述的移动设备，其将塑料预制件引入到谐振器单元中。该移动设备可具有电力马达驱动且特别是线性马达，其促使塑料预制件相对于谐振器单元移动。
[0034]在进一步有益的实施例中，所述装置具有供给设备，用于将这些塑料预制件供给至独立的运输设备以运输塑料预制件。用于将塑料预制件供给至谐振器单元中的各个独立的设备可具有啮合元件，其能够支撑所述的塑料预制件。这些啮合元件例如可以是支撑芯轴，其导引进入塑料预制件的口部。
[0035]在进一步有益的实施例中，从包括磁电管、速调管(klystron)或固态源的微波产生单元组中选择至少一个微波产生单元。简言之，速调管是使用电子传播时间以产生和放大高频辐射的电子管。在速调管中，高电压引起加速的电子流上的速度调制。为此目的，所述电子流传递经过腔谐振器，高频信号供给至该腔谐振器。在给定的传播时间之后，速度调制引起密度调制。调制的电子流能够传递经过一个或几个其他的腔谐振器，并且在最后的谐振器，其能量的一部分被抽出作为高频能量。
[0036]本发明还涉及用于加热塑料预制件的方法。将塑料预制件引入到谐振器单元中并在这些谐振器单元中通过微波的应用来加热。通过至少一个微波产生单元来产生微波，并且至少一个整流器单元提供电压，用于操作至少一个微波产生单元。根据本发明，至少一个整流器单元提供电压，用于为至少两个谐振器单元产生微波或用于操作至少两个谐振器单元(优选几个谐振器单元)。优选地，整流器单元提供整流的电压，然后，该整流的电压转换为(高频)高电压，并且该高电压转而供给至微波产生单元，所述微波产生单元产生用于供应谐振器单元的微波。还可能的是，提供几个整流器单元，然而，该整流器单元操作甚至更多数量的谐振器单元。
[0037]因此，关于该方法提出，至少一个整流器单元最终供应至少两个且优选地几个谐振器单元。
[0038]在进一步优选的方法中，至少一个整流器单元为至少一个高电压源供应电压并且该至少一个高电压源转而供应至少两个谐振器单元且优选地几个谐振器单元。
[0039]在进一步有益的实施例中，整流器单元提供整流的电压或功率，其小于所有谐振器单元所需的功率的总和。
【附图说明】
[0040]进一步的优势和实施例将从附图中变得明显。
[0041 ]在附图中:
[0042]图1示出了根据现有技术的装置。
[0043]图2示出了根据本发明的在第一实施例中的装置。
[0044]图3示出了根据本发明的在第二实施例中的装置。
[0045]图4示出可根据本发明的在第三实施例中的装置。
【具体实施方式】
[0046]图1示意性示出了用于加热塑料预制件10的装置I。此处，提供总数为η的台20，每个台各自分离地呈现。每个独立台具有谐振器单元2a、2b、2c，在各种情况下，该谐振器单元从微波产生单元4a、4b、4c经由波导6被供应微波。优选地，以可移动的方式安排这些谐振器单元。独立台20可以安排在公用的载体上(也如在下面讨论的实施例)，特别是可旋转的载体(未示出)上。
[0047]参考标号12表示整流(DC)电源电压(AC)的整流器单元。该整流的高电压分别供应至高电压源或高电压产生单元8a、8b、8c，并且这些高电压产生单元转而产生高压HV。该高电压被发送至或供应至独立的微波产生设备4a、4b、4c。
[0048]图2示出了根据本发明的装置的第一实施例。代替图1示出的三个分离的整流器单元之外，这里仅提供一个整流器单元12，在这种情况下，该整流器单元为所有的高电压产生设备8a、8b、8c供应高电压。此处，可能的是，以固定的方式安排整流器单元，因此，其输出电压经由旋转式分配器(例如滑动环)供给至独立的高电压源8a、8b、8c。参考标号16表示这种旋转式分配器。可以看出，此处能够想到该旋转式分配器的两种位置。
[0049]将塑料预制件沿着它们的纵向方向L推进到谐振器单元2a、2b、2c中并且也沿着它们的纵向方向L从谐振器单元中取出塑料预制件。参考标号18表示移动设备，其促进塑料预制件10沿着它们的纵向方向L的该运动。优选地是，各个台20具有这种移动设备18(例如，以线性马达的形式)。因此，能够为独立的台独立地控制塑料预制件10相对于谐振器单元2a、2b、2c的运动。此外，如上述，塑料预制件1也能够围绕此纵向方向L旋转。
[0050]图3示出了根据本发明的装置的另一个实施例。在此实施例中，不仅提供中心的整流器单元，而且提供中心的高电压源。该中心的高电压源为各个独立的微波产生单元4a、4b、4c供应高电压。在此实施例中，能够想象出旋转式分配器16的总计三个位置，通过虚线矩形分别示出其中两个位置。因此，所有示出的单元能够安排在旋转部件上，然而，也能想到的是，中心地且以固定的方式安排整流器单元12以及高电压源8。
[0051]图4示出了根据本发明的装置的另一个实施例。在该实施例中，提供中心的整流器单元和中心的高电压供应设备以及中心的微波产生设备。该中心的微波产生设备产生微波，微波经由几个波导6分别地分布在独立的谐振器2a、2b和2c之间。参考标号16再次示出了旋转式分配器的可能位置。此处，也可想到的是，或者以固定位置或者以可移动和/或可旋转地安排高电压产生设备和微波产生设备。
[0052]本
【申请人】保留将本申请文献中所公开的所有特征作为本发明的重点的权利，只要它们相对于现有技术单独地及组合地是新颖的。还应指出的是，可能单独地有益的其他特征已在独立的附图中进行了描述。本领域的技术人员应直接意识到，一副图中所描述的特别特征即使在不与该图中的其他特征相结合的情况下也可能是有益的。本领域的技术人员也应知道，通过单独的附图或在不同的附图中所示出的多个特征的组合也可能产生优点。
[0053]参考标号列表
[0054]I:用于加热塑料预制件的装置
[0055]2a，2b，2c:谐振器单元
[0056]4a，4b，4c:微波产生单元
[0057]6:供给设备，波导
[0058]8a，8b，8c:高电压产生单元
[0059]10:塑料预制件
[0060]12:整流器单元
[0061]16:旋转式分配器
[0062]18:移动设备
[0063]20:台
[0064]L:纵向方向
【主权项】
1.一种用于加热塑料预制件(10)的装置(I)，具有多个谐振器单元(2a，2b，2c)，在各种情况下，能够将塑料预制件(10)引入进所述谐振器单元以加热塑料预制件;具有至少一个用于产生微波的微波产生单元(4a，4b，4c);以及具有至少一个供给设备(6)，用于将由微波产生单元(4a，4b，4c)所产生的微波供给到至少一个谐振器单元(2a，2b，2c);以及具有至少一个用于提供整流电压的整流器单元(12)，其特征在于，至少一个整流器单元(12)提供电压，用于操作至少两个谐振器单元(2a，2b，2c)。2.根据权利要求1的装置(I)，其特征在于，所述装置(I)具有运输设备(18)，用于将所述塑料预制件(10)引入进所述谐振器单元(2a，2b，2c)和/或用于将所述塑料预制件(10)从所述谐振器单元(2a，2b，2c)中取出。3.根据前述权利要求中的至少一项所述的装置(I)，其特征在于，所述装置(I)具有至少一个高电压产生单元(8&，813，8(3)，用于操作高频电压产生器。4.根据权利要求3的装置(I)，其特征在于，至少一个高电压产生单元(8a，8b，8c)提供高电压，用于操作至少两个谐振器单元(2a，2b，2c)。5.根据前述权利要求中的至少一项的装置(I)，其特征在于，至少一个微波产生设备(4a，4b，4c)产生微波，用于操作至少两个谐振器单元(2a，2b，2c)。6.根据前述权利要求中的至少一项的装置(I)，其特征在于，所述装置(I)具有至少一个运输设备，该运输设备沿着预定的运输路径来运输所述的谐振器单元(2a，2b，2c)。7.根据前述权利要求中的至少一项的装置(I)，其特征在于，从包括磁电管、速调管或固态源的微波产生单元组中选择至少一个微波产生单元(4a，4b，4c)。8.—种用于加热塑料预制件(10)的方法，其中，所述塑料预制件(10)被引入进谐振器单元(2a，2b，2c)并且通过微波的应用在这些谐振器单元(2a，2b，2c)中被加热，其中，通过至少一个微波产生单元(4a，4b，4c)来产生这些微波，以及至少一个整流器单元(12)提供用于操作所述至少一个微波产生单元(4a，4b，4c)的电压，其特征在于，至少一个整流器单元(12)提供电压，用于操作至少两个谐振器单元(2a，2b，2c)。9.根据权利要求8的方法，其特征在于，至少一个整流器单元(12)为至少一个高电压产生单元(8a，8b，8c)供应电压，并且所述至少一个高电压产生单元(8a，8b，8c)供应至少两个谐振器单元(2a，2b，2c)。
【文档编号】B29C35/08GK106042235SQ201610236026
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】马丁·卡莫尔, 安德里亚斯·库尔萨维, 康拉德·塞恩, 约翰·齐莫莱尔
【申请人】克隆尼斯股份有限公司