本发明总体上涉及在使用液体最终产品作为成型介质时成型并填充塑料容器。更具体地，本发明涉及在将容器从液压吹塑成型机器的成形站排出之前将液体最终产品密封在容器中。
背景技术：
用于液体产品的塑料容器通过多种不同的方法制造。在一些方法中，塑料预制件在预制件成型机器中注塑成型并随后冷却到环境温度。可位于相对于第一机器的偏远位置的第二机器将预制件重新加热到用于成型的适当温度、将热处理的预制件放置在模具内、以及然后使预制件轴向和径向地扩张以形成容器。这种过程被称为两步式成型过程，并且相应的系统被称为两步式系统。
在另一过程中，预制件的注塑成型以及随后的容器成形全部在不允许显著地冷却预制件以及需要重新加热的情况下发生(无论在相同的机器中还是不同的机器中)。这种过程、机器和系统被相应地称为一步式技术。
在以上任何一种过程中，传统上，将空气用作吹塑介质以轴向和径向地扩张预制件并形成容器。较新的过程不使用空气作为吹塑介质而是使用液体最终产品作为吹塑介质，该产品旨在被保留和分配在容器中。使用液体最终产品作为吹塑介质来形成和填充容器的过程、装置和系统通常被称为液体或液压吹塑成型技术。液压吹塑成型也可以通过两步式或一步式成型方案来实现。
如本文中所使用的，术语“液体”旨在包含非气体的可流动介质。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)或高粘度(如番茄酱或酸奶)。此外，液体可为均质的或非均质的，并且不旨在限于食品。可用于本发明的液体的非限制的说明性示例包括清洁产品(用于身体、房屋或汽车护理)、医用流体、工业流体、汽车用流体和农业流体。
在典型的液压吹塑成型机器中，在容器成形站处，成形头设置有注射喷嘴、密封销和拉伸杆。注射喷嘴通过致动器能够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，注射喷嘴与预制件、固定预制件的模具的表面或将预制件固定到模具的颈环的表面密封。
中央通道限定在注射喷嘴的内部。该中央通道与液体吹塑介质的源连通。当向中央通道提供液体吹塑介质时，液体吹塑介质优选地由用于在成型和填充容器期间提供加压流体的众所周知的设备中的一个加压。这些设备包括多个电动机、压力泵、活塞和其他适当的设备。
密封销位于中央通道内，密封销能够沿着中央轴线在延伸位置与回缩位置之间轴向地移动。该移动通过致动器实现，该致动器可为与塑料容器的液压吹塑成型结合使用的任何众所周知种类的致动器。这种致动器往往是气动驱动的，但是可通过其他手段驱动，包括但不限于电动机、伺服电动机、磁力或其他手段。密封销的远端通常包括具有限定密封环的表面的头部，该密封环与密封钟上设置的密封座接合，密封钟可被认为是注射喷嘴的一部分并且位于注射喷嘴的出口孔口附近和/或限定注射喷嘴的出口孔口。
拉伸杆或拉伸构件延伸通过密封销中的纵向孔。拉伸杆能够通过致动器(类似于先前提到的致动器)从密封销伸出、通过出口孔口并且进入到预制件的主体中。当充分延伸时，拉伸杆与预制件的封闭端接合并且轴向地拉伸预制件以帮助形成容器。
通常，一旦模具已经封闭预制件的主体，且预制件的主体位于限定期望的容器形状的成型腔中，则成形头和/或注射喷嘴通过致动器下降以与预制件密封接合。此时，密封销位于延伸位置中，并且与注射喷嘴密封接合。接下来，拉伸杆延伸成与预制件的封闭端接合，并且密封销回缩以打开出口孔口并允许将液体吹塑介质注入到预制件中。在打开出口孔口的同时或之前，拉伸杆可进一步且充分地延伸以撞击拉伸杆的远端与成型腔的底部之间的预制件的封闭端。液体吹塑介质的连续注入使得轴向拉伸的预制件径向地扩张以与成型腔的表面相符，从而同时成形并填充容器。一旦已形成和填充容器，则拉伸杆回缩并且密封销延伸，密封销封闭注射喷嘴，从而停止将液体引入到容器中。在成形头和注射喷嘴回缩之后，可打开模具，并且将已形成和填充的容器从成形站移除。
从上文可以看出，当从成形站移除容器时，不对容器进行封盖和密封。因此，当从成形站排出容器并且将容器转移到封盖站时，这可能导致容器中所包括的一些液体产品的溢出。
技术实现要素：
在一个方面，本发明提供一种液压吹塑成型装置，该液压吹塑成型装置具有容器成形站，该容器成形站具有联接到液体吹塑介质源的成形头。容器成形站还包括具有限定容器形状的内表面且配置成在其中容纳预制件的模具。容器成形站配置成将液体最终产品作为液体吹塑介质注入到预制件中并且使预制件扩张成与模具的内表面接触，从而利用液体最终产品来同时地成形和填充容器。在容器位于容器成形站内并且充满液体最终产品时，密封件与容器接合。
另一方面，密封件是内衬垫/密封件。
又一方面，密封件完全地或部分地延伸跨过容器的顶部密封表面。
再一方面，密封件包括与容器的内表面压配接合或摩擦接合的轴向延伸的环。
在另外的方面，密封件包括盘，该盘封闭由容器的终止部(finish)限定的嘴部。
另一方面，密封件包括径向凸缘，该径向凸缘完全地延伸跨过容器的终止部的顶部密封表面。
另一方面，密封件限定与容器的终止部的外直径df大致相等的直径ds2。
又一方面，容器包括位于容器的终止部的外表面上的分模线。
在另外的方面中，密封件包括径向凸缘，该径向凸缘部分地延伸跨过容器的终止部的顶部密封表面。
又一方面，密封件限定比容器的终止部的外直径df小的直径ds。
再一方面，容器包括位于容器的顶部密封表面上的分模线，该分模线优选地具有比密封件的直径ds大的直径dp。
又一方面，液压吹塑成型装置包括密封机构，该密封机构配置成在将容器从成形站移除之前将密封件应用到容器，密封机构包括能够在朝向容器的终止部的方向上移动的插塞，该插塞具有配置成容纳和保持密封件的端部。
另一方面，插塞联接到空气源，该空气源配置成施加真空，以使密封件与插塞保持接合。
又一方面，空气源配置成提供加压空气，该加压空气使得密封件从插塞释放。
另一方面，插塞在容器的方向上偏置。
又一方面，液压吹塑成型装置是一步式液压吹塑成型装置。
本发明的另一方面提供了一种使用液体最终产品作为液体吹塑介质的将预制件液压吹塑成型为容器的方法，该方法包括以下步骤：在成形站中，使用液体吹塑介质将预制件液压吹塑成型为已成形且填充的容器；在容器保持在成形站中的模具内时，使密封件与容器的终止部接合；以及从成形站移除已接合有密封件的容器。
在另外的方面，在一步式液压吹塑成型装置中执行该方法。
又一方面，使密封件与容器的终止部接合的步骤包括以压配接合使密封件与终止部的内表面接合。
另一方面，使密封件与容器的终止部接合的步骤包括使密封件的径向凸缘与容器的顶部密封表面接合。
又一方面，分模线限定在顶部密封表面上，以及径向凸缘部分地接合径向凸缘的径向向内的顶部密封表面。
再一方面，分模线限定在终止部的外表面上，以及径向凸缘接合整个顶部密封表面。
附图说明
图1a是示出注射成型站的一部分的剖视图，其中，用于容器的预制件利用位于预制件的顶部密封表面上的预制件的分模线成型。
图1b是示出容器成形站的一部分的剖视图，其中，图1a中成型的预制件通过将液体吹塑介质注入到预制件中而形成为容器。
图1c是图1b中形成的容器的终止部的一部分的放大图，并且示出了位于终止部的顶部密封表面上的分模线。
图1d和图1e是用于在将容器从模具中排出之前将衬垫密封件放置成与已形成且填充的容器接合的机构的示意图。
图1f是已填充的容器的终止部的局部放大视图，并且示出了安装到终止部的衬垫密封件。
图2a是示出注射成型站的一部分的剖视图，其中，用于容器的预制件利用位于预制件的顶部密封表面上的预制件的分模线成型。
图2b是示出容器成形站的一部分的剖视图，其中，图2a中成型的预制件通过将液体吹塑介质注入到预制件中而形成为容器。
图2c是图2b中形成的容器的终止部的一部分的放大图，并且示出了位于终止部的外侧表面上的分模线。
图2d和图2e是用于在将容器从模具中排出之前将替代衬垫密封件放置成与已形成且填充的容器接合的机构的示意图。
图2f是已填充的容器的终止部的局部放大视图，并且示出了安装到终止部的替代衬垫密封件。
具体实施方式
本发明适用于在一步式或两步式变型的液压吹塑成型过程中成形和填充的容器。如上所述，液压吹塑成型过程是利用液体最终产品作为吹塑介质同时成形并填充塑料容器的过程。由于液体吹塑介质，因此液压吹塑成型过程具有许多未由利用空气作为吹塑介质的传统吹塑成型技术所意识到的问题和挑战。
一个这种问题和挑战涉及从模具组件移除已成形且填充的容器。由于容器已经充满液体最终产品，因此当以高速移除已填充容器时产生的力可以导致一些液体最终产品从容器溢出。这种溢出有可能污染机器的各种表面和部件，这进而可导致随后生产的容器的不能充分成形。为了防止这种溢出，本发明提供了一种系统和方法，通过该系统和方法，在从液压吹塑成型装置的模具组件移除已成形且填充的容器之前，衬垫密封件与已成形且填充的容器的终止部接合。
如本文中所使用的，术语“液体”旨在包含非气体的可流动介质。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)或高粘度(如番茄酱或酸奶)。此外，液体可为均质的或非均质的，并且不旨在限于食品。可用于本发明的液体的非限制的说明性示例包括清洁产品(用于身体、房屋或汽车护理)、医用流体、工业流体、汽车用流体和农业流体。
在本文中给出了包括本发明的原理的两个实施方式。这些实施方式取决于预制件初始成形的方式和预制件的最终结构。结合图1a至图1f给出了第一实施方式，并且结合图2a至图2f给出了第二实施方式。
在图1b中所示的注射成型预制件18之前，在注射成型站10处，螺纹分裂部12(threadsplits)接合在预成型芯14与预成型腔模具16之间，并且协作以限定预制件18的期望形状的成型腔19。熔融塑料树脂(诸如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet))由注射设备20通过预成型腔模具16中形成的浇口21注入到成型腔19中。
如图1a中所示，螺纹分裂部12与预成型芯14接合，使得螺纹分裂部12与预成型芯14之间的分模线22位于成型腔19的将形成最终容器28的终止部26的顶部密封表面(tss)24的部分中的大致中间的位置。tss24是预制件18的端部表面并且通常围绕预制件18的开口或嘴部30延伸。预成型芯14与螺纹分裂部12之间的分模线22的存在导致在预制件18和容器28上形成伪影(artifact)(有时被称为溢边(flash)或者也称为分模线(并且在本文中，称为分模线22'))。在图1c中容易观察到以上特征。如果分模线22'位于tss24上，则分模线22'可影响容器28的密封性。
在一步式过程中，在注射成型站10中成型预制件18之后，预制件18转移到图1b中示意性示出的容器成形站32。两步式过程类似地将预制件18转移到容器成形站，但是将不会使用螺纹分裂部12来实现此转移。然而，本文中讨论的成形和填充步骤通常是相同的步骤。
在成形站32中，半模34围绕螺纹分裂部12和预制件18的主体36封闭。半模包括内表面38，内表面38相互配合以限定最终容器28的期望形状的腔40。
在预制件18固定在螺纹分裂部12和半模34内的情况下，成形头42通过致动器43下降，使得喷嘴钟(nozzlebell)44与螺纹分裂部12的部分接合并且密封地接合预制件18。在示出的实施方式中，喷嘴钟44包括与tss24的内半部接合并且延伸到预制件18的嘴部30中并且沿着终止部26的内表面48延伸的衬圈(collar)46。
成形头42具有中央通道50，中央通道50限定在喷嘴主体52内并且中心轴线z穿过中央通道50限定。如下文进一步讨论的，联接到成形头42的液体吹塑介质的源54与中央通道50连通并向中央通道50提供足够使得预制件18扩张并形成容器28的压力。
密封销56也位于中央通道50中。密封销56能够通过相应的致动器58沿着穿过中央通道50的中心轴线z轴向地移动。密封销56能够在延伸位置与回缩位置之间移动。在延伸位置中，密封凸台62上形成的密封表面60密封地接合喷嘴钟44的内表面上形成的相应形状的密封座64。该密封接合封闭出口孔口66并防止液体吹塑介质从成形头42排出。如图1b中所示，密封表面60和密封座64相应地成形为圆锥形的锥形表面。
在密封销56的回缩位置中，密封凸台62回缩到中央通道50中，并且密封表面60与喷嘴钟44的密封座64间隔开。因此，出口孔口66打开，并且液体吹塑介质从中央通道50注入到预制件18的内部。
在将液体吹塑介质注射到预制件18中之前，拉伸杆68通过相应的致动器70延伸，直到拉伸杆68的远端72与预制件18的封闭端74接合。在注入液体吹塑介质之前或在注入液体吹塑介质的同时，拉伸杆68进一步前进以轴向地拉伸预制件18。在轴向拉伸期间，拉伸杆68可使预制件18的封闭端74撞击在半模34的限定容器28的底部的表面。如图1b中的虚线所示，由于液体吹塑介质的注射，预制件18的主体36还径向地扩张直到其接触半模34的内表面38，从而同时成形和填充容器28。
根据本发明的原理，在将容器28从成形站32移除之前，密封件76(优选地为内衬垫/密封件)与终止部26接合以密封已填充的容器28的终止部30。由于在移除容器28之前在已填充的容器28上设置有内衬垫/密封件76，因此将不会发生液体产品从容器28内溢出。
在第一实施方式中，并且具体地，如图1f中所示，内衬垫/密封件76具有限定内衬垫/密封件76的外直径ds的径向凸缘78，内衬垫/密封件76的外直径ds小于容器28的终止部26或tss24的外直径df。更具体地，确定直径ds的尺寸，使得径向凸缘78终止在tss24上的分模线22'之前或附近，并且不延伸超过tss24上的分模线22'。因此，内衬垫/密封件76还可以被视为具有小于由分模线22'限定的直径dp的直径ds。
除了径向凸缘78之外，内衬垫/密封件76包括通过轴向延伸的环82连接到径向凸缘78的中央盘80。环82从径向凸缘78的最内端轴向地延伸，使得当内衬垫/密封件76与容器接合时，环82沿着限定容器28的嘴部30的终止部26的内表面48延伸，并且与该内表面48面对面地密封接触、压配接合或摩擦接合。盘80延伸穿过环82并封闭内衬垫/密封件76的向内区域。因此，盘80与径向凸缘78相对地位于环82上。因此，由内衬垫/密封件76限定的密封接合是由径向凸缘78与tss24的一部分的接合以及环82与终止部26的内表面48的一部分的接合两者限定的。
为了将内衬垫/密封件76与已填充且成形的容器28的终止部26接合，成形站32的推出杆固定板86可修改成包括密封机构84并具有插塞88，插塞88的端部相应地成阶梯状或以其他方式成形以接纳并保持内衬垫/密封件76。在示出的实施方式中，插塞88固定地安装到延伸穿过固定板86的开口的中空轴90。压缩弹簧92通常沿着轴90的外部位于固定板86与插塞88之间。压缩弹簧92在远离固定板86的方向上偏置插塞88。将内衬垫/密封件76放置在插塞88上可通过机械设备或机器人(未示出)来实现，并且内衬垫/密封件76可通过过盈配合或施加到插塞88的真空94而保持在插塞88的端部上的位置中，真空94通过轴90中的通风道96或其他方式施加到插塞88。
在成形和填充容器28之后，但是在从成形站32移除容器28之前，固定板86与安装在其上的内衬垫/密封件76一起向下移动以接合容器28。因此，内衬垫/密封件76插入到终止部26中，并且当径向凸缘78接触tss24并且撞击在插塞88与tss24之间时停止。位于插塞88与固定板86之间的弹簧92确保内衬垫/密封件76不会由于固定板86和插塞88的向下运动而被过度压缩。
一旦内衬垫/密封件76与终止部26接合，释放真空94，并且内衬垫/密封件76的环82与终止部26的内表面48之间的较大的摩擦接合使内衬垫/密封件76与插塞88脱离。替代地，可以提供通过通风道96施加的轻微正压力来确保内衬垫/密封件76与插塞88脱离。
在内衬垫/密封件76放置在终止部26上时，可以从成形站32移除已填充的容器28而不用担心容器中的液体产品将在移除步骤期间溢出。
从成形站可以将内衬垫/密封件76处于适当位置的容器28转移到加盖站，盖子(未示出)在加盖站处与终止部26的外部螺纹98附接和接合。在这方面，应注意到，由于本文中使用的术语密封件76不与终止部26螺纹接合，因此本文中使用的密封件76与盖子是可区分的。
现在，参考图2a至图2f，其中示出了包含本发明的原理的第二实施方式。第二实施方式包括与以上结合图1a至图1f讨论的元件相同的许多元件。因此，为了简洁的目的，结合图2a至图2f，相同的元件用相同的附图标记表示，并且省略了相同的元件的功能和操作的讨论。在这方面，应参考先前结合图1a至图1f讨论的相同的元件。因此，接下来的讨论关注第二实施方式与第一实施方式之间的差异。
如图2中所示，在一个方面中，第二实施方式与第一实施方式的不同之处在于，螺纹分裂部12和预成型芯14彼此接合成以限定分模线122，该分模线122不位于预成型腔19的限定tss24的区域中。相反，螺纹分裂部12和预成型芯14彼此接合，使得分模线122位于限定预制件18的径向外表面的区域中。因此，预成型芯14的一部分完全地限定tss24和预制件18的开口端。分模线122在图2a中示出为位于限定顶部密封表面24与预制件18的螺纹98的最高部分的部分之间。
图2b中示出的容器成形站32同样类似于图1b中示出的容器成形站32。图2b中示出的成形站32的结构之间的区别在于，喷嘴钟44的下端成形为在终止部26的外侧上与图1b中的螺纹分裂部12配合。因此，喷嘴钟44的下端延伸超过预制件18的tss24。另外，容器成形站32按照本文中提及的以上结合图2a描述的相同方式操作和运行。
根据本发明的第二实施方式的原理，在将容器28从成形站32移除之前，内衬垫/密封件176也与终止部26接合以密封已填充的容器28的嘴部30。然而，在本实施方式中，内衬垫/密封件176具有限定外直径ds2的径向凸缘178，外直径ds2与容器28的终止部26或tss24的外直径df相同或大致相同。更具体地，确定直径ds2的尺寸，使得径向凸缘78在tss24的外周或外周界处或附近终止。在该配置中，径向凸缘178与整个tss24密封接合。
第二实施方式的内衬垫/密封件176的其余部分以与先前实施方式相同的方式构造。类似地，用于将内衬垫密封件176安装到已填充的容器28的终止部26的机构按照以上讨论的那样进行构造和操作，区别仅在于插塞88的下端成形为与内衬垫密封件176的形状对应。因此，参考上文结合图2-d和图2-e提供的讨论。
如本领域技术人员将容易理解的，以上描述旨在作为本发明的原理的实现的说明。由于在不背离所附权利要求限定的本发明的精神的情况下，本发明易于修改、变化和改变，因此，此描述不旨在对本发明的范围或应用进行限制。