专利名称：加热热塑性预成型坯的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及容器制造领域，该容器，如瓶子，由热塑性塑料制成，通过吹塑成型工艺或拉伸吹塑成型工艺加热预成型坯而形成。本发明特别是涉及加热至少一个用于制造如瓶子的容器的预成型坯领域的改进，该容器由热塑性塑料特别是PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)通过吹塑成型法或拉伸吹塑成型法制造。预成型坯放置在相互面对且间隔一定距离的两侧壁之间，并且两侧壁中的一个壁上支撑有多个辐射源，所述多个辐射源被设置为一个位于另一个的上方，以面向该预成型坯的主体。
背景技术：
实际上，如附图中图1所示，预成型坯1(如图1所示，通常为一容器预成型坯，或连续多次吹塑阶段中的容器中间体)在围绕自身旋转移动(箭头9)时被加热，同时该预成型坯1一般以其颈部11朝下的方式放置在管道形的加热炉2中。在该加热炉的一个侧壁3上设置有一连串的辐射源5的组件4(通常为一连串的叠置的发射短波红外辐射的管形灯，该短波红外辐射被热塑性塑料吸收，并一直加热到中心)，优选地，该加热炉的相对的侧壁6设置有反射装置7。加热炉的底部设置有保护装置10，用于形成能够保护预成型坯1的颈部11并防止其变形的隔热罩。每套辐射源5的组件4包含多个辐射源，其数量取决于加热炉可以处理的最大的预成型坯1的主体8的长度。为了加热较小的预成型坯，仅使用每套辐射源组件4中与预成型坯1的主体8的长度相对应的适当数量的辐射源5(在图1所示的例子中，没有使用上面的两个热源辐射源59和58)。
每个辐射源5的辐射跨越一宽泛的锥形，从而至少是由较靠上的辐射源57或甚至多个辐射源57和56所产生的辐射中的主要部分(appreciable portion)Q，以及还有由位于较下部的其它辐射源55至51所产生的辐射中的次要部分(smaller portion)q，会越过预成型坯1的封闭端的上部而损失掉。
现在，热塑性塑料容器生产商希望可以尽可能地降低与制造这些容器的机器的运行相关的内在开销，尤其是这些机器所消耗的电能。
现在，在用于制造热塑性塑料容器的装置中，预成型坯加热炉所消耗的电能是最多的(约70％～90％)。
因此，加热炉的损耗的降低，即使是小量的降低，也会使所电能消耗明显地下降，从而降低财政开支，并提高机器的获利能力。
发明内容
因此，本发明的目的在于满足用户的需求，并提供一种装置，用于显著降低预成型坯加热炉中的损耗和由此引起的电能消耗。
为了实现上述目的，根据其第一方面，本发明提供了一种加热至少一个预成型坯的方法，该预成型坯用于制造如瓶子的容器，该容器由热塑性塑料尤其是PET通过吹塑成型法或者拉伸吹塑成型法制造。该预成型坯放置在相互面对且相隔一定距离的两侧壁之间，并且所述侧壁中的一个上支撑有多个辐射源，该多个辐射源被设置为一个位于另一的上方，以面向该预成型坯的主体。本发明的方法的特点在于，两侧壁之间的间隙在越过预成型坯的封闭端且靠近该封闭端的位置上至少部分封闭，且至少一部分的越过预成型坯的封闭端的辐射被朝向预成型坯的主体反射。
由于这些设置，由辐射损失而引起的损耗得到了限制。具体地，通过使用本发明的设置，加热炉所消耗电能的降低可达约10％，同时预成型坯的加热程度可提高约3％。
但是，为了避免加热装置热失控以及避免预成型坯被过度加热，需要留出对流的空间。因此，两侧壁之间的间隙的约四分之三被封闭。
此外，优选地将预成型坯颈部朝下放置，这样，该部分封闭位于顶部，其结果是，降低了对流损耗。
在实际中，大量的预成型坯在伸长的管道形的加热炉中移动着被加热，该预成型坯通过传送装置在两侧壁之间平行于该侧壁移动。可以预先设置两侧壁之间的间隙仅在选定的部分被封闭，从而使得移动的预成型坯按一预定的加热曲线进行加热。有利的是，这个设置可以与其它传统的解决方法相结合，如有选择地缺少某些垂直和/或纵向位置上的离散加热。
根据其第二方面，为了实现上述方法，本发明提供了一种用于加热至少一个预成型坯的装置，该预成型坯用于制造如瓶子的容器，该容器由热塑性塑料尤其是PET通过吹塑成型法或者拉伸吹塑成型法制造。所述加热装置包括两相互面对且间隔一定距离的侧壁，在该两个侧壁之间放置有预成型坯。所述侧壁中的一个上支撑有多个辐射源，该多个辐射源被设置为一个位于另一个的上方，以面向预成型坯的主体。本发明的装置的特点在于，在越过预成型坯的封闭端且靠近其的位置上设置有一横板。所述板至少在该两个侧壁之间的一部分延伸，该横板的朝向预成型坯的封闭端的一表面可反射所述辐射源发射出的辐射。由此，至少一部分的越过预成型坯的封闭端的辐射被朝向预成型坯的主体反射，从而限制了由辐射损失而造成的损耗。
有利的是，该装置进一步改进为将预成型坯以颈部朝下的方式放置，这样，由对流而造成的损耗也得到了限制。
为了能尽可能灵活地使用加热装置，并使该加热装置能加热尺寸范围非常宽的预成型坯，需要将横板可拆卸地安装。这个目的的一个优选的解决方法在于，利用与将每个辐射源固定到各自的支撑体上的固定装置相同的固定装置来定位该横板，从而该横板可以取代辐射源而安装到该支撑体。
从而，无论预成型坯的长度的长短，都可以将横板定位在靠近预成型坯的封闭端的位置。在这种情况下，当辐射源大体为管状时，一优选的实施例在于，所述横板为长形，且长度与辐射源的长度相同。具体地，在一具体实施例中，预先设置用于固定横板的装置为纵向伸出的指状物，该指状物与辐射源的接触插座具有相同的外形结构，并适于与容纳该辐射源的接触插座的元件相嵌合。
为了避免预成型坯被过度加热，需要将横板的宽度设置成对应于两个侧壁之间约四分之三的间隙，从而为对流保留足够的空间。
本发明的设置可以有利地应用于伸长的管状形状的，且包括用于在两个侧壁之间平行于该两个侧壁移动预成型坯的传送装置的加热装置中。从而可以将横板设置在两侧壁之间预定位置上，使在该两个侧壁之间移动的预成型坯按预定的加热曲线进行加热。
在一具体的实施例中，横板的下表面涂覆有一层陶瓷，该陶瓷可以反射该辐射的波长。优选地，该横板由铝制成。
通过阅读下面的关于以非限定性例子的形式单独给出的优选实施例的具体说明，可以更加清楚地理解本发明。在说明中，将参考以下附图，其中图1为现有技术中的加热装置的高度简化的示意图，示出了其缺点；图2为与图1类似的示意图，示出了本发明的加热装置的示意图，示出了其优点；图3为图2中的加热炉的示意图，不同之处在于配置了较短的预成型坯；图4为本发明的用于装备图2和图3中的加热炉的横板的优选实施例的俯视图；图5A为示出了固定加热装置的加热灯的一端的方法的局部放大示意图；以及图5B为示出了利用图5A中所示的固定方法固定图4所示的横板的优选实施例的局部放大示意图。
具体实施例方式
图2示出了图1中的加热炉2，在该加热炉2中有一预成型坯1，在这里，该预成型坯1与图1中的相同，以其颈部11朝下放置(图2中保留了与图1中相同的标号，以表示相同的元件)。在根据本发明而设置的加热炉2中，两侧壁3和6之间的越过预成型坯1的封闭端12的且靠近该封闭端12的间隙至少部分封闭，在这里，是在封闭端12的上方，预成型坯的颈部11被放置在底部。这样至少一部分的越过预成型坯的封闭端的辐射，被朝向预成型坯的主体反射，从而限制了由于辐射损失而引起的损耗。此外，如该设置所示，预成型坯以颈部11朝下、且封闭端12朝上的方式放置，从而限制了由对流而引起的损耗。优选地，两侧壁3、6之间的间隙的约四分之三被封闭，以留出流通通道，避免加热炉过热。
为了实现这个目的，根据本发明，在越过预成型坯1的封闭端12且靠近该预成型坯1的位置上设置有至少一个横板13，该横板13至少在前述侧壁3和6之间的一部分延伸。该横板的朝向预成型坯1的封闭端12放置的面14(在预成型坯的颈部11朝下放置时，该面为下表面)，反射所述辐射源5发射出的辐射。
在实际中，横板13利用将在下面描述的装置可拆卸地安装在加热炉的两个侧壁中的一个侧壁3上。这样，同一个的横板13可以按如下方式选择性地安装在加热炉内的适当位置即不将横板13放置在距离预成型坯太远的地方，从而可以在最优状况下获得所需要的效果。
如图2所示，辐射源51至56在工作中。在图1所示的传统设置中会损失的辐射中的大部分，在这里，被横板13所阻止，并直接地或者通过侧壁6的反射装置7间接地被反射到预成型坯1上。仅有一束很窄的笔形的辐射23(图2中灰色部分所示)没有被阻止。
在图3中，一长度短于图2中的预成型坯的预成型坯1被放置在相同的加热炉中。同样，对于根据本发明的设置的最优实施情况，横板13被安装在加热炉中的较低的位置上，且只有辐射源51至55工作。
如图4所示，横板13具有大体为矩形的形状，且被设置为在加热炉的两侧壁3和6之间横向延伸，约跨越间隙的四分之三。如图2和图3所示，该横板被倾斜放置。选择适当的倾斜角，使得反射面14将辐射反射回预成型坯1或者侧壁6。该倾斜角可以在10°至30°之间选择。
为了便于将横板13安装在所需的高度上，其中该高度与所要处理的预成型坯的长度相关，一个结构上非常简单的解决方法在于，利用与将每个辐射源5固定到其各自支撑上的装置相同的固定装置15来定位横板13，从而所述横板可以取代辐射源而安装到支撑体。
在实际中，辐射源为大体呈管状的长形灯。从而，如图4所示，横板1 3为伸长的矩形，且与辐射源具有相同的长度。
图5A示出了在申请人的加热装置中固定辐射源5的一端的标准方式。辐射源5在其端部设置有一接触插座16，典型地该接触插座16具有方形的横截面。该接触插座16嵌合到具有互补形状的开口17中，该开口设置在形成加热炉2的一部分的横向支撑隔板18上。隔板18和开口17构成了插座的支撑元件。一电源线19连接(尤其是焊接)到该插座16。在辐射源5的后面设置有保护其它结构的隔热壁20，所述隔热壁20被保持在横向隔板18的槽21中。
这样，如图5B所示，用于固定横板13的装置15为沿纵向伸出的指状物22，该指状物22的形状与辐射源的接触插座16的形状相同——换句话说，在当前考虑的实施例中为方形，适于与容纳辐射源的接触插座的开口17相嵌合。在连续且高生产率地制造容器的装置中，如申请人大量销售的那些装置中，加热炉2大致为伸长的管状，且包括用于在两壁3和6之间沿平行于侧壁的方向一个接一个地移动预成型坯1的传送装置，在移动的同时，该预成型坯1相对于其自身(箭头9)旋转。在这种加热炉结构中，标准的实践为改变对预成型坯的加热，以获得与随后用于吹塑成型的变形相匹配的加热曲线(heatingprofile)。一种变化经常在于关闭某些辐射源，或者甚至某些辐射源组件，或者优选地，调整辐射源的个体的功率。
在这种情况下，应当理解，可以通过将横板13放置在两侧壁之间的特别选定的位置来实现这种加热变化，从而按预定的加热曲线对在两侧壁之间移动的预成型坯进行加热。换句话说，可以预先将横板13放置在某些位置上，而不是放置在其它位置上。
优选地，在横板13的下表面14上预先涂覆有一层陶瓷，该陶瓷可反射该辐射的波长，在实际中，为短波红外波辐射。
为了简单和降低成本，该横板13由铝制成。
权利要求
1.一种加热至少一个预成型坯(1)的方法，该预成型坯用于制造如瓶子的容器，该容器由热塑性塑料尤其是PET通过吹塑成型法或者拉伸吹塑成型法制成，该预成型坯(1)放置在相互面对且相隔预定距离的两侧壁(3，6)之间，且所述侧壁中的一个侧壁(3)上支撑有多个辐射源(5)，该多个辐射源被设置为一个位于另一的上方，以面向该预成型坯(1)的主体(8)，其特征在于，两侧壁(3、6)之间的间隙在越过该预成型坯的封闭端(12)且靠近该封闭端(12)的位置上至少部分封闭(在13处)，且至少一部分的越过预成型坯的封闭端的辐射的被朝向预成型坯的主体(8)反射(在14处)；由此限制了由于辐射损失而造成的损耗。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预成型坯(1)以颈部(11)朝下且封闭端(12)朝上的方式放置，由此降低由对流而造成的损耗。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，两个侧壁(3，6)之间的约四分之三的间隙被封闭(在13处)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，预成型坯(1)通过传送装置在两侧壁间平行于侧壁移动，其特征在于，两侧壁(3，6)之间的间隙仅在选定的部分被封闭(在13处)，使得对移动的预成型坯(1)按一预定的加热曲线进行加热。
5.一种用于加热至少一个预成型坯(1)的加热装置，用于实现如权利要求1至3中任一项所述的方法，该预成型坯用于制造如瓶子的容器，该容器由热塑性塑料尤其是PET通过吹塑成型法或者拉伸吹塑成型法制成，所述加热装置包括相互面对且间隔预定距离的两个侧壁(3，6)，在该两个侧壁之间放置有预成型坯(1)，两个侧壁中的一个侧壁(3)上支撑有多个辐射源(5)，该多个辐射源被设置为一个位于另一个的上方，以面向该预成型坯的主体(8)，其特征在于，在越过该预成型坯的封闭端(12)且靠近其的位置上，设置有至少一个横板(13)，所述横板至少在两个侧壁(3，6)之间的一部分延伸，横板(13)的朝向预成型坯(1)的封闭端(12)的表面(14)可反射所述辐射源(5)发射出的辐射，由此，至少一部分的越过预成型坯的封闭端的辐射被朝向预成型坯的主体反射，从而限制了由辐射损失而造成的损耗。
6.根据权利要求5所述的加热装置，其特征在于，该预成型坯被放置为颈部(11)朝下且封闭端(12)朝上，从而限制了由对流而造成的损耗。
7.根据权利要求5或6所述的加热装置，其特征在于，可拆卸地安装该横板(13)。
8.根据权利要求7所述的加热装置，其特征在于，该横板(13)利用与将每个辐射源(5)固定到其各自的支撑元件(17、18)上的固定装置相同的固定装置(15)进行定位，从而所述横板可以取代辐射源安装在支撑体上。
9.根据权利要求8所述的加热装置，其特征在于，该辐射源(5)大体为管状，该横板(13)为长形的，且具有与辐射源(5)的长度相同的长度。
10.根据权利要求8或9所述的加热装置，其特征在于，用于固定横板(13)的固定装置(15)为沿纵向伸出的指状物(22)，该指状物具有与辐射源(5)的接触插座(16)相同的外形结构，并适于嵌合到用于支撑辐射源的接触插座的元件(17，18)中。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述横板(13)具有对应于两个侧壁(3，6)之间约四分之三间隙的宽度。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的加热装置，该加热装置为长形的，且包括用于在两个侧壁之间平行于该两个侧壁移动该预成型坯的传送装置，其特征在于，所述横板(13)设置在两侧壁之间的选定位置上，使在该两个侧壁之间移动的预成型坯(1)按预定的加热曲线进行加热。
13.根据权利要求5至12中任一项所述的加热装置，其特征在于，横板(13)的朝向预成型坯(1)的封闭端(12)的表面(14)涂覆有一层陶瓷，该陶瓷可反射该辐射的波长。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的加热装置，其特征在于，所述横板(13)由铝制成。
全文摘要
本发明涉及用于加热至少一个预成型坯(1)的方法和装置，该预成型坯用于制造如瓶子的容器，该容器由热塑性塑料尤其是PET通过吹塑成型法或者拉伸吹塑成型法制造。根据本发明，预成型坯(1)放置在两个彼此相对且间隔一定距离的侧壁(3，6)之间。其中一个侧壁(3)上支撑有多个辐射源(5)，该辐射源被设置为一个在另一个之上相对于预成型坯(1)的主体(8)。两个侧壁(3，6)之间的间隙，在越过并靠近预成型坯的端部(12)的位置，至少有一部分被封闭(在13处)。越过预成型坯端部的热辐射的至少一部分被朝向预成型坯的主体(8)反射。由此，限制了由辐射损失所引起的损耗。
文档编号B29K67/00GK101072669SQ200580035936
公开日2007年11月14日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年10月22日
发明者阿勒恩·埃拉德 申请人:西得乐公司