本发明总体涉及用于形成塑性容器并用最终产品填充塑性容器的装置。更具体地，本发明涉及这样的装置，在形成容器中所使用的介质为该容器内所包含的实际液体最终产品。
背景技术：
用于液体产品的塑性容器通过多种不同的方法制造。在一些方法中，塑性预成型件在预成型件模塑机器中注射模塑并随后冷却至室温。相对于第一机器可处于远程位置的第二机器将预成型件重新加热至用于模塑的合适温度，将热处理条件下的预成型件放置在模具内，并且然后将该预成型件同时轴向地和径向地扩展以形成容器。这种处理为已知的两步式模塑处理，并且相应的系统为已知的两步式系统。在另一处理中，预成型件的注射模塑和随后的容器成型都发生在相同机器或不同的机器中，但是却不允许预成型件明显冷却并需要重新加热。这种处理和系统相应地被称为一步式处理和系统。
在上述处理的任一个中，通常将空气作为吹塑介质使用，以轴向地和径向地扩展预成型件并形成容器。代替使用空气作为吹塑介质，新处理使用液体最终产品作为吹塑介质。使用液体最终产品作为液体吹塑介质来形成容器并填充容器的处理、装置和系统一般通称为液体或液压吹制成型技术。液压吹制成型还可经由两步式或一步式方案来实践。
如本文所使用的，术语“液体”旨在包括非气体、流动性介质。因此，液体可具有低粘度(如，水或酒精)、中等粘度(如，食用油或汤)或粘度(如，番茄酱或酸奶)。此外，液体可以是均匀或非均匀的，且不旨在局限于食品。本发明可利用的液体的非限定性说明示例包括清洁产品(用于身体、房屋或汽车护理)、医学流体、工业流体、汽车流体和农业流体。
在典型的液压吹制成型机器中，在容器成型站处，成型头设有注射喷嘴、密封销和伸展杆。注射喷嘴可通过致动器沿着中心轴线在接合位置与脱离位置之间轴向地移动，其中在脱离位置处，注射喷嘴使用预成型件、固定预成型件的模具的表面或将预成型件固定至模具的颈环的表面密封。
限定穿过注射喷嘴内部的为中心通路。中心通路与液体吹塑介质的源连通。在被提供至中心通路时，液体吹塑介质优选通过用于在容器成型和填充期间提供加压流体的众所周知的设备中的一种进行加压。这些设备包括若干电机、压力泵、活塞和其它合适的设备。
定位在中心通路内的为密封销，该密封销还可沿着中心轴线在延伸位置与缩回位置之间移动。该运动通过致动器来实现，致动器可以是在塑性容器的液压成型方面中使用的任何众所周知类型的致动器。这种致动器通常为气动式，但可以由其它装置驱动，包括但不限于电动机、伺服电机、磁性或其它装置。密封销的远端包括头部，该头部具有限定密封环的表面，该密封环与设置在喷嘴上并且定位成邻近注射喷嘴的出口孔的密封座接合。
伸展杆延伸通过密封销中的纵向钻孔。该伸展杆还可通过致动器(类似于先前所提到的致动器)延伸至密封销的外部，穿过喷嘴的出口孔并进入预成型件的本体中。当完全延伸时，伸展杆与预成型件的闭合端接合，并轴向地伸展预成型件以协助形成容器。
通常，一旦模具已经围绕预成型件的本体闭合，其中，预成型件的本体定位在限定期望的容器形状的模具腔内，则注射喷嘴通过致动器使降低，以产生用以将液体吹塑介质引入至预成型件中的密封接合。此时，密封销处于其延伸位置并与注射喷嘴密封性地接合。接下来，伸展杆通过其致动器与预成型件的闭合端接合，以及密封销通过其致动器缩回，打开出口孔并允许液体吹塑介质注射至预成型件中。在打开出口孔的同时或之前，伸展杆可以进一步且完全延伸以在伸展杆的远端与模具腔的底部之间碰撞预成型件的闭合端。液体吹塑介质的持续注入使得伸展的预成型件轴向地扩展至与模具腔的表面一致，从而同时形成并填充容器。一旦成型且被填充，伸展杆缩回并且密封销延伸至与注射喷嘴接合，从而停止将液体引入至容器中。
在成型头和注射喷嘴缩回之后，模具可打开，从而移除成型且填充的容器。
技术实现要素：
根据一方面，本发明提供了一种液压吹制成型系统，用于通过将液体产品注射至预成型件中而使预成型件扩展成容器的形状来将预成型件形成容器。液压吹制成型系统包括具有喷嘴体的成型头。喷嘴体限定在出口孔中终止的中心通路，而该中心通路限定中心轴线。液体产品的源联接至成型头并与中心通路和出口孔连通。具有内表面的模具组件协作以限定成塑性容器的形状的模具腔。液压吹制成型系统还包括密封销，该密封销定位在成型头内，并且可在闭合位置与打开位置之间移动。在闭合位置，密封销的密封部分与成型头的部分成密封接合，使得出口孔关闭，并防止液体产品注射至预成型件中。在打开位置，密封销的密封部分与注射头的部分脱离接合，使得出口孔打开，以及液体产品可注射至预成型件中。
在本发明的另一方面中，密封接合是锥形对点接合、锥形对锥形接合、锥形对半径接合、滑动配合接合以及结合的滑动配合与锥形对锥形接合中的一种。
在本发明的另一方面中，密封销与成型头的部分之间的密封接合是密封销的非轴向延伸表面与成型头的部分之间的接合以及密封销的轴向延伸表面与成型头的部分之间的接合中的一种。
在本发明的又一方面中，密封销与成型头的部分之间的密封接合是仅在密封销的非轴向延伸表面与成型头的部分之间的密封接合。
在本发明的再一方面中，密封销的非轴向延伸表面是圆锥形密封表面，以及成型头的非轴向延伸表面是形成在成型头上的圆锥形或锥形密封座。
在本发明的还一方面中，密封接合是在密封销的非轴向延伸表面及轴向延伸表面与成型头的部分之间。
在本发明的另一方面中，密封销与成型头的部分之间的密封接合是仅在密封销的轴向延伸表面与成型头的部分之间的密封接合。
在本发明的另一方面中，密封销是定位在成型头内并可在闭合位置与打开位置之间移动的集成式密封销/伸展杆的部分，在闭合位置，集成式密封销/伸展杆的密封部分与成型头的部分成密封接合，使得出口孔关闭，并防止液体产品注射至预成型件中，在打开位置，集成式密封销/伸展杆的密封部分与注射头的部分脱离接合，使得出口孔打开，以及液体产品注射至预成型件中。
在本发明的另一方面中，集成式密封销/伸展杆可沿着中心轴线轴向地移动。
在本发明的另一方面中，集成式密封销/伸展杆的密封部分是扩大部，该扩大部的径向尺寸比集成式密封销/伸展杆的直接相邻部分更大，该扩大部与集成式密封销/伸展杆的远端间隔开。
在本发明的另一方面中，当处于闭合位置时，扩大部的至少部分定位在出口孔的部分内。
在本发明的另一方面中，当处于打开位置时，扩大部沿着中心轴线定位成远离喷嘴体。
在本发明的另一方面中，当处于打开位置时，扩大部定位在预成型件内。
在本发明的另一方面中，扩大部形成为具有圆柱形径向表面。
在本发明的另一方面中，圆柱形径向表面限定直圆形柱体形状。
在本发明的另一方面中，扩大部形成为具有尾表面，该尾表面具有圆锥形状。
在本发明的另一方面中，扩大部形成为具有尾表面，该尾表面在闭合位置与注射喷嘴的部分成密封接合。
在本发明的另一方面中，尾表面和注射喷嘴的部分在形状上为圆锥形。
在本发明的另一方面中，成型头合并成两步式液压吹制成型装置或一步式液压吹制成型装置中的一种。
在本发明的另一方面中，集成式密封销/伸展杆的远端设置为扩大的尖端，并且密封部分沿着集成式密封销/伸展杆与扩大的尖端轴向地间隔开。
在本发明的另一方面中，操作该液压吹制成型系统的方法是通过一步式液压吹制成型处理或两步式液压吹制成型处理中的一个进行的液压吹制成型处理。
在本发明的另一方面中，在操作液压吹制成型系统的方法期间，集成式密封销/伸展杆的密封部分在从闭合位置运动至打开位置期间，轴向地移动远离成型头，并移动至成型头的外部位置。
附图简要说明
图1是穿过成型头的一部分纵向截取的且具有体现本发明原理的集成式密封销/伸展杆的剖面图，该剖面图具有被放大以示出密封接合的部分。
图1a是由圆1a包围的、图1的部分的放大图。
图2a至图2c是示出用于体现本发明原理的集成式密封销/伸展杆的密封几何结构的替代性实施方式的剖面图。
图3a至图3e是示出根据和体现本发明另一方面原理的密封销和伸展杆的密封几何结构的多种实施方式的剖面图。
具体实施方式
根据本发明的一个方面，提供了一种其中密封销和伸展杆的结构和功能集成在一起的装置和方法。
现参照图1，成型头在图1中示出并指定为10。成型头10包括注射喷嘴或喷嘴体12，在注射喷嘴或喷嘴体12中限定有中心通路14和中心轴线15。与其同轴地设置在中心通路14内的是集成式密封销/伸展杆16，其中，集成式密封销/伸展杆16在图的右手侧示出其处于缩回或闭合位置，并且在图的左手侧示出了其处于延伸或打开位置。如本文所使用的，术语集成式密封销/伸展杆旨在表示密封销和伸展杆形成为一体式、整体式元件，或密封销与伸展杆链接或连接成使得二者仅彼此一致地移动而非单独移动。
成型头10、喷嘴体12和集成式密封销/伸展杆16通过致动器(图1中未示出)推进和缩回，该致动器可以是在塑性容器的吹塑成型方面中使用的任何众所周知类型的致动器。这种致动器通常为气动式，但是可由其它装置驱动，包括但不限于电动机、伺服电机以及磁性、液压或其它装置。成型头10和喷嘴体12的一般结构和操作是众所周知的，并且因而在本文中不作更详细的描述。
如图1a中所见，当成型头10延伸时，本文中表示为密封铃18的喷嘴体下端与预成型件19接合或在预成型件19的周围。从密封铃18处延伸的集成式密封销/伸展杆16具有远端20，当密封铃18与预成型件19接合或在预成型件19的周围时，远端20最先延伸至预成型件19中(大致如图1a的右手侧所示)。在形成并填充容器的过程期间，集成式密封销/伸展杆16通过其致动器延伸，使得远端20与适当的热处理条件下的预成型件19的闭合端相接合，并在模具腔(未示出)内实现预成型件19的轴向伸展(大致如图1a的左手侧所示)，其中，该模具腔限定了期望生成的容器形状。
如图中所见，集成式密封销/伸展杆16的远端20以扩大的尖端22的形式来设置，该尖端22相对于集成式密封销/伸展杆16的直接相邻部分在直径或尺寸上进行了扩大。扩大的尖端22可具有与集成式密封销/伸展杆16的直接相邻部分相同或不同的剖面形状。当设置为扩大的尖端22时，远端20有助于在预成型件19的轴向伸展期间塑性材料的移动，并且还可有助于防止预成型件19伸展的侧壁在集成式密封销/伸展杆16上塌陷，具体地，在其密封部分24上塌陷，这将在下文中进一步讨论。可替代地，远端20可以不扩大，而是具有与直接相邻部分相同的尺寸或直径，并设置为大致圆形或扁平的端部(未示出)。
在与远端20间隔开的位置处，集成式密封销/伸展杆16设置有上文所提到的密封部分24，该密封部分24设置为扩大部或密封头26并且在图1a中显而易见。密封头26相对于集成式密封销/伸展杆16呈现出在密封头26的任一轴向侧上增大的尺寸(或宽度)。密封头26的外表面27具有与密封铃18的内表面28相对应的剖面形状和尺寸。由于内表面28限定了从中心通路14至预成型件19的、用于液体吹塑介质通过成型头10注射的出口孔30，因此当集成式密封销/伸展杆16处于其缩回/闭合位置时，密封头26的外表面27和密封铃18的内表面28形成将防止液体吹塑介质注入的密封接合。
在第一实施方式中，如图1和图1a中所见，密封铃18的内表面28和密封头26的外表面27的部分限定了直圆形柱体。在该区域中，密封头26的外直径与密封铃18的内直径紧密对应，使得密封头26紧密配合在出口孔30内。在密封头26与密封铃18之间形成的接合是滑动配合式密封接合，这将防止液体吹塑介质流出出口孔30。密封头18的这种接合和定位在图1和图1a中所示的集成式密封销/伸展杆16的右手侧上示出。
肩部31形成在密封头26的上游和下游轴向侧上，并形成尾肩部32和前肩部33。肩部31设置为圆锥形的锥形部，并且限定了从集成式密封销/伸展杆16主体的直径到密封头26扩大的直径的过渡。尽管肩部31示出为具有笔直的锥形，但肩部31可具有诸如凹形或凸形弯曲的其它形状和配置。
当集成式密封销/伸展杆16延伸并处于其如图1和图1a的集成式密封销/伸展杆16的左手侧所表示的打开位置时，密封头26移出出口孔28并与密封铃18脱离接合。因而在集成式密封销/伸展杆16的本体与密封铃18之间形成通路。随着密封接合的中断，从源33通过线34和阀36提供至成型头10并进入中心通路14的液体吹塑介质通过出口孔30注射至预成型件19中。在液体吹塑介质注射期间，由于预成型件19通过集成式密封销/伸展杆16轴向地伸展并通过注入的液体吹塑介质径向地扩展，因此密封头26定位在预成型件19的本体内。预成型件19的本体扩展，直至与模具组件68的内部表面66相接触，该模具组件68的内部表面66限定成期望生成的容器形状的腔体70。
一旦容器已经完全成型且被填充，集成式密封销/伸展杆16缩回，以及密封头26恢复至与密封铃18的密封接合，从而停止液体吹塑介质的注入。应注意，在模塑处理期间这一点上，集成式密封销/伸展杆16的、定位在成型头10外部直至远端20且包括远端20的部分，位于目前被填充且成型的容器内。优选地，被集成式密封销/伸展杆16的这部分所占据的容器体积与生成的填充的容器中的顶空所期望的体积相对应。当成型头10缩回且集成式密封销/伸展杆16的、位于成型头10外部的部分撤出填充的容器时，容器中液体最终产品的液位将相应地下降至所期望的顶空液位。
图2a至图2c示出了集成式密封销/伸展杆16与密封铃18之间的替代性密封几何结构。
如图2a中所见，密封头26'的外表面27'呈现出相对于密封铃18的内表面28扩大的直径。因此，密封头具有不允许其撤回至密封铃18的、限定出口孔30的部分中的尺寸。代替密封头26'的外表面27'与密封铃的内表面28形成密封接合，尾肩部32'(面向远离预成型件19的方向上的肩部32')的尾表面34与密封铃18的圆周性延伸的密封边缘36接合。因此，这种密封接合是锥形对点的接合。
图2b呈现与图2a中所见结构相类似的结构。两个结构的不同之处仅在于，代替经由密封边缘36将密封铃18与尾表面34接合，密封铃18设置有限定密封座38的相应锥形表面。因此，这种密封接合是锥形对锥形的接合。
图2c也呈现与图2a中所见结构相类似的结构。然而，代替经由密封边缘36将密封铃18与尾表面34接合，密封铃18在其下端处设置有半径表面40，并且半径表面40的圆周性延伸部分与尾表面34接合。因此，这种接合被称为锥形对半径的接合。
与图2a至图2c中所见的密封几何结构相类似的密封几何结构还可使用于其中密封销和伸展杆并未集成、而是设置为可单独致动元件的成型头10中。如图3a至图3e中所见，成型头10的喷嘴体12继续限定中心通路16，但是伸展杆42和密封销44在该通路16中设置为单独的元件。更具体地，伸展杆42接收在密封销44的中心钻孔46内并可在中心钻孔46内轴向地移动。在这些结构中，是密封销44与密封铃18密封地接合。另外，为了打开成型头10并将液体吹塑介质注射至预成型件19中，所示出的结构需要撤回密封销44。密封销44的延伸将密封销44置于与密封铃18的密封接合中。虽未示出，但仍应注意的是，这些密封几何结构和单独的密封销44及伸展杆42可在其中密封销44延伸以打开成型头10并缩回以闭合成型头10的结构中使用，该结构与就图1至图2c所讨论的结构相类似。
现参照图3a的实施方式，密封销44的至少一部分47包括外表面48，该外表面48确定圆柱形形状并确定尺寸，以被接收于密封铃18的、限定出口孔30的、相应确定圆柱形形状且确定尺寸的部分内。在该部分47的外表面48与密封铃18的内表面50之间形成的接合是滑动配合式密封接合，这将防止液体吹塑介质流出出口孔30。
在图3b的实施方式中，由密封销44的外表面48'所呈现的直径或尺寸比密封铃18的内表面50'的直径或尺寸大。在这种情况下，密封销44的端部成型为提供与圆锥形或锥形密封座54接合的圆周性延伸的密封边缘52，其中，圆锥形或锥形密封座54限定在密封铃18内部。该密封接合相应地被看作为锥形对点的接合。
图3c的实施方式与图3b的实施方式类似，除了代替使用密封边缘52将密封销44与密封铃18的锥形密封座54接合之外，密封销44设置有限定密封表面56的相应圆锥形或锥形表面。因此，该密封接合是锥形对锥形接合。
图3d的实施方式也与图3b的实施方式类似。然而，代替使用密封边缘52将密封销44与密封铃18的锥形密封座54接合，密封销44在其下端处设置有半径表面58，并且半径表面58的圆周性延伸部分与锥形密封座54接合。因此，这种接合被称为锥形对半径的接合。
图3e的实施方式结合了图3a和图3c中所见的实施方式的特征。在该实施方式中，密封销44包括圆柱形部分60和圆锥形的锥形密封表面64二者，其中，圆柱形部分60接收在密封铃18的相应确定形状和尺寸的圆柱形部分62内，以及圆锥形的锥形密封表面64与向内形成在密封铃18上的相应圆锥形的锥形密封座66接合。因此，这种密封接合是结合的滑动配合与锥形对锥形的接合。
虽然将圆柱形及圆锥形的座和表面描述为优选形状，但应理解的是，其它表面形状和座可同样地设置为用于密封铃和密封销的表面和座。