玻璃制造装置和方法与流程

玻璃制造装置和方法
1.本专利申请为分案申请；其原申请的申请日为2019年05月02日，申请号为201980007114.x，发明名称为“玻璃制造装置和方法”。原申请是国际申请，其国际申请号为pct/us2019/030402，国际申请日为2019年05月02日，进入中国国家阶段日为2020年06月30日。
技术领域
2.本发明涉及玻璃制造领域，并且尤其涉及在熔融形成并从退火窑中卸下后用于处理玻璃容器的装置和方法，其中容器在退火窑中冷却和退火。所述装置经过特殊设计，可确保单独处理容器以避免在检验和包装期间玻璃与玻璃的接触。


背景技术：

3.在以热成形工艺制造玻璃容器的过程中，要么从模制成型的熔融玻璃料开始，要么从加热到熔融状态然后形成容器形状的管状玻璃体开始，热玻璃通常通过退火炉或退火窑消除成型或成型过程中的应力。
4.过去，使用上述工艺制造大容量玻璃容器是将容器批量处理，也就是说，在退火之后的不同加工阶段，将仍温热的容器作为一个整体以彼此接触的关系聚集在一起处理。玻璃容器在仍然温热的情况下相互推动和碰撞，导致玻璃容器内出现裂痕和刮擦。此类裂痕和裂缝造成本应是无瑕疵的容器出现瑕疵，并且会干扰容器在灌装线中的后续处理，从而致使容器无用。
5.例如，在向玻璃瓶中填充药品时，通常通过将光束投射到容器的一侧，并检测从另一侧射出的投射光束是否与内部药物填充一致来检查每个小瓶是否正确填充。如果容器本身有裂痕或裂缝，则可能会影响射出的光束并且错误地指示填充不良。因此，进料给灌装线的玻璃容器一开始就应无缺陷。这一要求反过来又在制造水平上对玻璃容器的加工提出了要求。
6.因此，本发明的目的是通过在制造水平上改进对容器的处理来生产无瑕疵的玻璃容器。


技术实现要素：

7.根据所述目的，改进对玻璃容器的处理始于从传送装置转移容器，使所述容器提前通过退火炉或退火窑。通常情况下，所述容器以一定分隔但不必以均匀分隔的关系定位在所述退火窑传送装置上。
8.为此，本发明的一个方面包括一种用于制造玻璃容器的装置，所述装置具有转移头，所述转移头将所述玻璃容器从退火窑传送装置的冷端运载(其中成排玻璃容器并不处于均匀分隔的关系)到第二传送装置，所述第二传送装置以均匀分隔的关系运载所述玻璃容器的序列，以供后续处理。固定板插置在所述第一传送装置与第二传送装置之间。所述转移头被安装在所述固定板上方，并且所述第一传送装置可在所述固定板与所述第一传送装
置之间移动，以从所述第一传送装置将玻璃容器转移到固定板并且将所述容器以均匀分隔的关系放置在所述固定板上，在所述第一传送装置处玻璃容器并不处于均匀分隔的关系。为了使所述容器相对于彼此定位有序，所述转移头具有均匀分隔的凹处，用于在所述第一传送装置上成排地接收玻璃容器，并且将所述成排的容器以均匀分隔的关系定位在所述固定板上。
9.推杆可移动地安装在所述固定板之上，用于在维持均匀分隔的关系的同时，将由所述转移头放置在所述固定板上的所述玻璃容器推到所述第二传送装置上。所述推杆具有均匀分隔的凹处，以与所述转移头上均匀分隔的凹处相对应。
10.在本发明的另一方面，所述玻璃制造装置和方法在用于在热玻璃形成之后对所述玻璃容器进行退火、用于检查所述经退火容器的缺陷的检验站以及在其处所述多个玻璃容器被放置在包装中的包装站之间以连续的过程生产所述玻璃容器。一系列的传送装置构被配置成将所述玻璃容器从所述退火窑中穿过所述检验站和包装站，同时维持容器彼此处于分隔、非接触的关系中。可编程逻辑控制器与所述检验站、所述包装站和所述一系列传送装置构连接，以使所述玻璃容器在所述站点之间以及所述站点内以定时的关系前进并维持所述容器之间的分隔的关系。
11.在本发明的又一方面，一种用于生产玻璃容器的装置具有按序列接收、检查和卸下玻璃容器的检验站。所述检验站具有剔除机构，用于从所述序列中剔除任何未通过检验的容器。在所述检验站的输出处，卸下传送装置与所述检验站连接，用于接收通过检验后卸下的所述玻璃容器。所述卸下传送装置将所述玻璃容器按彼此处于预定空间的关系的玻璃容器的连续序列从所述检验站传送走。
12.为此，控制器以控制的关系连接到所述检验站和所述传送装置并且每当容器被所述剔除机构从所述序列中排出时中断所述卸下传送装置的操作。以这一方式，在所述传送装置上维持处于预定空间的关系中的容器的连续序列。
13.在本发明的又一方面，提供了一种用于将诸如玻璃容器之类的个别物品放置在诸如带有格的包装之类的包装中的装置。所述装置具有用于将一系列物品传送到包装站的传送装置。第一和第二梭子被设置在所述包装站处，邻近所述传送装置，并且每个梭子可在装载位置与卸载位置之间来回移动。受控驱动机构与所述第一和第二梭子连接，以使所述梭子在所述装载位置与卸载位置之间交替地移动，由此一个梭子可以在所述装载位置处装载物品，而另一梭子在所述卸载位置处卸载。包装台被放置在所述梭子的所述卸载位置处，并支撑具有用于接收个别物品的个别格的带有格的包装。
14.每个梭子具有若干凹处，用于在所述装载位置处从所述传送装置接收对应数量的物品并将物品转移到所述卸载位置。在所述装载位置处，梭动装载器被配置成将物品从传送装置上的所述系列转移到所述第一和第二梭子的凹处中。
15.在所述梭子的所述卸载位置处，梭动卸载器被配置成将物品从所述梭子的凹处中转移到所述包装台上的带有格的包装的格。所述梭动卸载器具有转移头，所述转移头被配置成在所述物品顶部将每个单独的物品接合在所述第一或第二梭子的凹处中，以将每个单独的物品提升、转移和降低到所述包装台上的带有格的包装的个别格中。
16.通过在所述退火窑中退火与在所述包装站进行包装之间分别处理所述玻璃容器，可以最大程度地减少或完全消除所述容器上的裂痕和刮擦。
附图说明
17.图1是从正面示出用于制造玻璃容器的装置的输出部分的透视图。
18.图2是从后方看图1中的装置的透视图。
19.图3是示出图1的装置中的玻璃容器的各种处理站的布置的俯视图。
20.图4是展示用于使图1中的玻璃制造装置的各种操作同步的控制的框图。
21.图5是用于将玻璃容器从退火窑传送装置传送到输入固定板的装置的一部分的示意性透视图。
22.图6是图5中所使用的转移头的详细视图。
23.图7是用于将玻璃容器移动到输入传送装置上以进一步处理玻璃容器的输入固定板和推杆的透视图。
24.图8是在玻璃制造装置中在检验站处将玻璃容器送进星形轮中的输入传送装置的透视图。
25.图9是在玻璃制造装置的包装站处的用于将玻璃容器装载到带有格的包装中的梭动系统的透视图。
26.图10是用于将玻璃容器装载到梭子中的在包装站的装载位置处的梭动装载器的透视图。
27.图11是将玻璃容器从梭子转移到带有格的包装处的包装站的梭动卸载位置的透视图。
28.图12是用于将玻璃容器从梭子转移到带有格的包装的转移头的透视图。
具体实施方式
29.图1、图2和图3示出了玻璃制造装置10在成型后用于对玻璃容器c进行退火的固化炉或退火窑(未展示)与用于玻璃容器的包装站之间的总体布置。玻璃容器c最初可以在吹塑工艺中由玻璃管或熔融玻璃料滴形成，并且由硅酸盐材料(典型地是硼硅酸盐)构成。新形成的容器通常很热并且需要在退火窑中进行热处理或退火以消除内应力和提高抗断裂性。
30.退火窑卸载部12通常位于玻璃制造装置10的中间并且从退火窑接收玻璃容器c。然后将容器进料给检验容器是否存在外观缺陷的检验站14。玻璃容器从检验站14移动到将容器装载到带有格的包装的包装站16。尽管所示的装置10将退火窑卸载部12置于装置的中间，但是其他布置也是可能的。例如，如果空间足够，退火窑卸载部12、检验站14和包装站16可以以此顺序布局成线性阵列。
31.玻璃容器c在不同的站之间的移动以及在每个站处的操作由图4所示的中央可编程逻辑控制器(plc)20协调和控制。玻璃容器的穿过以下所述的不同传送装置构来完成。传送装置构的操作是定时的，以适当地移动容器以便在每个站处执行操作，并且在整个移动中维持的关系容器处于彼此均匀分隔的关系。相反，在现有技术系统中，玻璃容器在不同的站处被推到一起，并且然后这些站准备好执行预期功能时分别进行处理。已经确定的是，当成组地处理容器时，容器的玻璃与玻璃的接触可能造成裂痕或刮擦，这会干扰稍后的检验过程，并且降低玻璃容器的断裂强度，即玻璃容器的抗断裂性。通过plc 20控制装置10的不同操作和玻璃容器彼此以定时关系通过装置的移动，通过不同的制造操作维持玻璃容器处
于分隔的关系是可能的，并且玻璃容器的缺陷大大减少或完全消除。
32.图5展示用于从退火窑传送装置22的卸下端卸载玻璃容器c并将这些容器转移到将容器逐个送进到装置的后续操作的输入传送装置24的机构。成排地展示退火窑传送装置22卸下端处的玻璃容器c，但实际上，这些容器通常彼此之间并不是均匀分隔的。另外，在玻璃退火期间，容器以稳定的速度在退火窑传送装置上移动。因此，为了实现容器的有序布置以供后续操作，转移头26被悬挂在传送装置的卸下端上方的可移动机架28和固定板30上，其中容器由转移头以均匀的间距放置在固定板上。转移头26通过机架28沿退火窑传送装置22与固定板30之间的路径25的移动顺序由路径上不同位置处的字母顺序a、b、c、d、e、f、g、h、i、i和k展示，并且由图4的plc 20控制。
33.如图6所示，为了使在退火炉传送装置22上的不均匀布置变成容器在固定板30上的均匀布置，转移头26设计有v形凹处32。每个凹处的尺寸被设计为当退火窑传送装置上的容器和转移头朝向彼此移动时可接纳一个玻璃容器c。v形凹处32沿转移头26均匀地间隔开，使得在容器c被捕获在凹处中时，纠正在退火窑传送装置上成排的容器的任何不均匀间距。凹处32可以由在牢固的弹性材料27(诸如热塑性聚甲醛树脂)或被安装在背板29上的塑料泡沫材料中形成，以保护容器在被捕获在凹处中时以及在转移到固定板30的过程中不被刮擦。
34.另外，转移头26的凹处32中的每一个具有真空端口34，所述端口在转移头将容器从退火炉传送装置22移到固定板30上时由plc 20激活以将容器吸入凹处中并且将容器牢固地保持在转移头中。作为真空端口的替代方案，每个凹处可以配备有机械捕获布置，但是优选通过弹性凹处材料和真空的“软”接合。如果凹处由开孔泡沫材料构造，则真空端口也可以分布在容器c周围。
35.在玻璃容器c由转移头26放置在固定板30上后，释放保持容器的真空，并且转移头从图5所示的位置h移动到i。然后容器由转移头定位在固定板30上，位于由伺服电机38驱动的推杆36前面的起始位置处，如图7所示。尽管推杆面向输入传送装置24而不是面向退火窑传送装置22，但推杆36以与转移头26相似的方式构造。虽然推杆上的凹处不需要那么深，但是推杆可以配备有与转移头上的凹处32相对应的凹处，因为容器c由转移头在固定板上以均匀的间距成排地定位在推杆前面的起始位置处。另外，推杆不需要在用于容纳容器的凹处中设置真空端口。
36.如图5和图7所示，在容器c定位在固定板上的起始位置处并且转移头由图4的plc 20移动到位置j时，由plc激活推杆36并且将一排容器c从固定板一端的起始位置推到另一端并且推到输入传送装置24上抵住挡块40。挡块40可以是相对较硬的挡块，以在传送装置上以分隔的关系精确地定位容器。挡块可以用诸如热塑性聚甲醛树脂之类的牢固的材料制成，以保护容器避免刮擦或裂痕。
37.如图4所示，输入传送装置24和推杆36的操作也由plc 20协调，使得在推杆将一排容器c推到传送装置上时暂停传送装置的移动。推杆然后返回到起始位置，并且传送装置将玻璃容器朝着进一步操作移动，其中容器在传送装置上以转移头26所建立的序列以均匀分隔的关系定位。
38.在一种形式中，输入传送装置24是图8的截面中所示的真空带式传送装置。传送装置包括通过伺服电机50在带有导向滑轮48的真空歧管46上驱动的透气带44。通过透气带抽
出的真空产生将带上的玻璃容器c保持在固定位置的真空力和在由推杆36将容器装载到传送装置上时建立起的非接触的关系。
39.另选地，输入传送装置带可以具有一系列隔室，以分隔的关系保持于个别容器。将容器装载到隔室中可能需要精准定位带以匹配容器的位置。但是，如果传送装置上的一系列容器在整个系列长度内保持均匀的间距，则还需要使用真空带进行精确定位。
40.如图3和图8所示，输入传送装置24将玻璃容器c递送到对容器执行若干检验步骤的检验站14。为此，检验站具有在轮外围处带有凹处62的星形轮60，用于在输入传送装置24的端部的拾取点处接合容器。星形轮由伺服电机64在图4的plc 20的控制下驱动。每个凹处具有真空端口66，以从传送装置捕获容器c，并使容器与分布在轮的外围周围的若干已知类型的检验装置(未示出)保持暴露的关系。执行检验以检测容器中的测量缺陷和外观缺陷，并且如果发现缺陷使得容器未通过检验，则将容器通过图3所示的剔除斜槽68排出。在检验装置与保持缺陷容器的真空端口之间由图4的plc 20协调从星形轮的凹处中释放缺陷容器。
41.如图8所示，为了促进玻璃容器c在拾取点处从输入传送装置24转移到星形轮60，真空歧管46具有可变的横截面面积并且该面积在传送装置24的端部的拾取点处减小。随着横截面面积减小，将容器c保持在透气带44上的真空力减小，并且在星形轮的凹处62中产生的真空力克服了通过传送带的力。因此，容器c从输入传送装置24转移到星形轮60。
42.另外，输入传送装置24的移动和星形轮60的旋转由图4的plc 20协调和同步，使得星形轮的凹处62与传送装置上的玻璃容器c同时存在于传送装置端部的拾取点处。移动和旋转可以是连续的或递增的。为了有助于同步，容器传感器70沿着输入传送装置定位，并且与plc连接以检测传送装置上的容器的序列中是否存在玻璃容器并发信号通知。如果容器传感器70检测到玻璃容器，则传感器将信号发送到plc。plc被编程为使星形轮将凹处62旋转到拾取点并拾取容器。如果容器传感器在序列中未检测到玻璃容器的存在，则plc被编程为中断星形轮旋转，直到最终发现容器为止。
43.应注意，当未检测到序列中存在玻璃容器时，由plc 20中断星形轮旋转确保了星形轮60的每个凹处62都装载有容器。因此，即使容器从传送装置上的序列中缺失，也可以将玻璃容器c的连续序列从输入传送装置24装载到检验站14中的星形轮上。
44.图3示出从检验站14中的星形轮60通向包装站16的卸下传送装置80。如图4所指示，如输入传送装置24和星形轮60一样，卸下传送装置的移动由plc控制。卸下传送装置80优选地为真空带式传送装置，其构造如同输入传送装置24一样，其中透气带在真空歧管上方。通过透气带抽出的空气产生将玻璃容器c保持在传送装置上适当位置的真空力。然而，卸下传送装置可以采用诸如机械凹处之类的其他形式，以保持容器处于均匀分隔的关系。
45.卸下传送装置80在星形轮的外围处具有拾取点，在该拾取点处，玻璃容器通过释放凹处中的真空(优选地由一股加压空气补充)从星形轮传送到卸下传送装置，以从星形轮释放容器并通过透气传送带抽出真空力来捕获容器。卸下传送装置上的真空释放和传送带的移动也由plc 20控制。
46.图3中还示出了剔除斜槽68，其中有缺陷的玻璃容器由于在检验站14中的某个点处未能通过检验，通过所述剔除斜槽被排出。将理解的是，玻璃容器从星形轮60的凹处62中排出会留下一个空的凹处并且当空的凹处到达拾取点时，没有容器要被转移到卸下传送装
置80。plc在检验站14与plc之间的双向通信链路中接收容器的排出信号，跟踪星形轮上的空凹处的移动。因此，plc意识到空凹处与卸下传送装置80到达拾取点。另选地或另外地，如同容器传感器70一样的容器传感器可以定位在卸下传送装置的拾取点处，以发信号通知星形轮的凹处62中不存在容器。因此，当星形轮的空凹处到达拾取点时，plc中断卸下传送装置的移动，并且直到被玻璃容器占据的凹处到达拾取点且玻璃容器被转移到卸下传送装置时，plc才恢复运动。因此，尽管检验站14中的玻璃容器不合格，但是由plc星形轮旋转和卸下传送装置移动的同步而在卸下传送装置80上产生均匀分隔的玻璃容器c的连续序列。
47.如上所述，还应注意，如果沿着输入传送装置24定位的容器传感器70未检测到容器c，星形轮60的旋转被plc中断。因此，plc通过中断星形轮60的旋转或卸下传送装置80的移动来记录并补偿接近星形轮60的容器序列中不存在容器以及在检验站14中的容器的剔除，以确保在卸下传送装置上形成处于非接触的关系中的均匀分隔的容器c的连续序列。
48.图3示出了卸下传送装置80以均匀分隔、非接触的关系将玻璃容器c的连续序列从检验站14运载到包装站16。
49.图9展示了包装站16处的玻璃容器c的细节和处理。包装站具有定位在从检验站14递送玻璃容器的卸下传送装置80的相对侧的第一梭子84和第二梭子86。第一梭子84由伺服电动机88在梭动装载位置92处的梭动装载器90与梭动卸载位置94之间来回驱动，其中梭子84如图9所示。第二梭子86借助于伺服电动机98在梭动装载位置92处的梭动装载器90与梭动卸载位置94之间来回驱动，其中梭子86如图9所示。两个伺服电机88、98均由plc控制，以使梭子84、86在梭动装载位置92与梭动卸载位置94之间交替地移动。具体地，第一梭子84被移动到装载位置92以从卸下传送装置80接收玻璃容器c，而第二梭子86被移动到梭动卸载位置94以从梭子86卸载容器。然后，使梭子位置反转，使得第二梭子86被移动到梭动装载位置92，以从卸下传送装置80接收玻璃容器c，而第一梭子84被移动到梭动卸载位置以从梭子84卸载容器。一台梭子装载同时另一台梭子卸载减少了包装过程的时间。
50.为了说明的目的，图10示出了梭动装载器90和在梭动装载位置92处卸下传送装置80的相对侧上的梭子84、86。但是，应理解，如上所述，梭子被交替地装载，因此两个梭子通常不会同时位于装载位置92处。
51.第一梭子84具有开口面向卸下传送装置80的若干凹处84a，以便从传送装置接收对应数量的玻璃容器c。为此，梭动装载器90由在通过梁102悬挂在装载位置92处的传送装置80正上方的推杆100构成，该推杆通过可由plc 20控制的伺服电机104在横向于传送装置的方向上来回移动，如图4所示。推杆100优选地在栅栏块106之间一次一个将传送装置80上的系列中的玻璃容器c从梭子的一端开始推入第一梭子84的凹处84a中。由于装载器被固定在装载位置处，因此在每个容器c被装载到凹处84a中之后，传送装置80被plc 20以等于传送装置上的容器的间距的一个增量分度。同时，梭子被plc分度的量等于凹处的间距，以便在推杆附近定位空凹处，以接收系列中的下一个容器。通过分别增量传送装置和梭子，传送装置上的玻璃容器的间距不必与梭子上的凹处的间距匹配。另选地，如果容器和凹处的间距匹配，则推杆可以更长，并且将多个容器作为一组推入梭子的对应分隔的凹处中。
52.在凹处84a中的每一个装载有玻璃容器之后，第一梭子84被移动到图9中的梭动卸载位置94。
53.除了凹处86a的开口从传送装置的相对侧面向传送装置80之外，第二传送装置86
具有与第一传送装置84相似的构造。玻璃容器还c以与第一梭子84基本相同的方式通过动推杆100的推动移动和传送装置80和梭子86的分度运动装载到第二梭子86的凹处86a中。然而，推杆将容器从容器的相对侧推到凹处86a中。如图9所示，在第二梭子86被装载之后，第二梭子被移动到卸载位置94，并且第一梭子84被移动到装载位置。图4中的plc 20使梭子84、梭子86、传送装置80和推杆100的所有操作同步。
54.图11展示了示出梭动卸载器120，所述梭动卸载器也在图9所示的梭动卸载位置94处将第一梭84和第二梭86两者卸料。梭动卸载器由悬挂在梭式梭动卸载位置94和包装站16上方的可移动机架124上的转移头122构成。如图4所指示，梭动卸载器120与plc 20以控制的关系连接，因此plc控制转移头122和可移动机架124的定时和操作。
55.如图11所示，为了说明的目的，装载有玻璃容器c的两个梭子84和86被示出为在卸载位置处。但是，如上所解释，梭子在装载位置92(图9)与卸载位置94之间以交替地操作。因此，一次只有一个装载有玻璃容器的梭子将出现在卸载位置94处，而另一梭子将在另一时间出现。尽管如此，图11的展示将足以解释任一梭子的卸载。
56.在从梭子84中卸载玻璃容器c时，机架124最初将转移头122沿图11中的轨迹路径126移动到拾取位置，在梭子84和梭子中的容器上方。图12中的一个实施例中所示的转移头122是具有沿该头的底边缘线性安排的多个真空杯130的真空头。杯的间距与梭子中的凹处84a的间距以及对应地凹处中的容器c的均匀间距匹配。因此，如图12中所示，当将真空杯定位在玻璃容器之上并启动时，玻璃容器的顶部被接合并捕获在杯中，然后当转移头抬起时，将容器从凹处中提升。当然，可以采用其他形式的机械地捕获(优选在顶部)玻璃容器的转移头。
57.如图11所示，被捕获的容器由转移头122沿着轨迹126移动到在被展示为带有格的包装的包装134之上的放置位置。带有格的包装是具有与转移头中的玻璃容器c相同间距的个别格的包装。带有格的包装可确保各个玻璃容器不相互接触，并避免在运输和处理期间出现刮擦或裂痕。
58.图12中的转移头122是具有倾斜特征的头。真空杯绕轴线136枢转地安装到头部，并且通过致动器138绕该轴线共同倾斜以使玻璃容器与带有格的包装中的格的轴线对齐，以便于将容器插置到包装中。在将玻璃容器安全插置到格中时，真空杯130被停用以释放容器，并且将转移头从包装134中抽出。
59.在第一组玻璃容器c从梭子84卸载并且例如被存放在包装134中的底部一排格中的情况下，转移头122由机架124沿着轨迹128移动到卸载位置94处的梭子86上方的位置，以准备从梭子中卸载第二组玻璃容器。将第二组容器以与第一排中的第一组相同的方式存放在包装134中的第二排格中。然而，如果带有格的包装中的格数量可以容纳比转移头122中容纳的更多的玻璃容器，则机架124可以横向移动转移头以填充同一排中的另外格。在plc的控制下，从梭子84、86上继续卸载玻璃容器c，直到所有排的带有格的包装被填充。
60.图1至图3展示了安装在可旋转转台140上的多个带有格的包装134。因此，当一个包装中装满玻璃容器时，转台在plc的控制下旋转并且另外的包装可以用来自玻璃制造装置的玻璃容器装载。用所述装置可以生产大量的玻璃容器，而不会出现玻璃与玻璃接触导致玻璃缺陷的情况。
61.尽管在本技术中描述了本发明的优选实施例，但是应当清楚地指出本发明不限于
此并且还可以在以下附权利要求的范围内以其他方式实施本发明。