[发明专利]在吹塑成型过程中从用过的压缩空气中回收能量而进行的模具冷却

说明书

技术领域

本发明涉及对吹塑成型过程中所使用的模具的冷却，更具体地涉及通 过从用于操作成型机和使模具中的容器成形的压缩空气或气体中回收能量 来冷却模具或模具的部段。

背景技术

在制造例如为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)瓶的塑料容器中所采用 的典型吹塑成型过程中，塑料原材料被加热到约95℃，该温度比塑料原材 料的玻璃态转变温度高20℃。所供应的热使塑料原材料软化，这样它可被 拉伸和成形以填充模具。压力约为30bar和温度约为20℃至30℃之间的 压缩空气被吹入容器的预制件(预成型坯)的内部，迫使容器贴靠在模具 的壁上。这样，容器呈模具型腔的形状。

在吹塑成型的容器从模具中移出前，模具被冷却到低于塑性材料的玻 璃态转变温度，即，对PET来说低于大约70℃。在现有的成型机中，通 过使约12℃的冷冻水流过布置在模具中或模具上的冷却通道来冷却模具。 水在闭环制冷系统中被冷冻并通过绝热的管道系统泵送到吹塑模具，在该 吹塑模具处它流过冷却通道。在成型过程中，水的温度升高约2℃。然后 水从模具返回到制冷系统以便散热。

水冷系统会结垢并受腐蚀，维护很昂贵且需要供应外部能量来将水冷 冻，而在吹塑成型过程中使用的压缩气体所包含的能量却被浪费，因为压 缩气体仅被排放到周围环境中。

因此，希望提供一种使用较少能量来冷却吹塑成型机的系统和方法。

发明内容

本发明提供一种使用较少能量来冷却吹塑机的系统和方法。本发明还 可实现从用于对模具吹气和操作机器的压缩气体中回收原本会浪费的能量 的结果。所回收的能量用于冷却模具。

根据本发明的一个方面，用于吹塑机的模具的冷却装置包括膨胀式冷 却器和冷却通道，所述膨胀式冷却器具有高压侧和低压侧，其中高压侧接 收用于使吹塑机中的物品成型的第一温度的加压气体，所述冷却通道设置 在模具中且从膨胀式冷却器的低压侧接收比第一温度低的第二温度的气 体。第二温度的气体流过冷却通道并冷却模具。

根据本发明的另一方面，一种用于冷却吹塑设备的模具的方法包括以 下步骤：使来自吹塑设备的加压室的第一温度的气体排出通过膨胀式冷却 器以提供比第一温度低的第二温度的气流，和将第二温度的气流引导通过 模具中的冷却通道以冷却模具。

有利的实施例可包括一个或多个以下特征。冷却装置可包括歧管，该 歧管构造成将加压气体供应到待成型物品的内部容积，并将加压气体从已 成型的物品排出到膨胀式冷却器的高压侧。膨胀式冷却器可具有文丘里收 缩部(Venturi constiction)。

在一个实施例中，可在膨胀式冷却器的低压侧和冷却通道之间安置至 少一个涡流管。该涡流管具有构造成接收来自膨胀式冷却器的低压侧的气 体的入口和与冷却通道流体连通的冷出口。来自冷出口的冷气体通过模具 中的冷却通道并冷却模具。可采用多于一个的涡流管，这是因为模具可包 括带有单独的冷却通道的数个模具部段。不同的涡流管可连接到各个模具 部段中的不同的冷却通道。

在一个实施例中，可在至少一个第一涡流管的上游设置储存器，其中 该储存器的压力介于加压气体的压力和涡流管的出口处的压力之间。该中 间压力优选为独立于吹塑机的成型周期而恒定不变。

吹塑设备可包括一个或多个用于将吹气喷嘴连接到模具颈部和操作用 于拉伸物品预制件的拉伸杆的致动器，所述致动器可气动地操作。从致动 器排出的和/或来自成型设备的任何其它加压部分的气体可被引导通过另 外的涡流管，该涡流管然后也可向冷却通道供应冷却气体。优选地，从至 少一个致动器排出的加压气体和从加压的成型物品排出的加压气体是冷却 模具的仅有的能量源。

吹塑设备的周期运行可由定时电路来定时，该定时电路构造成操作各 个阀、歧管、致动器等。额外的能量可从各个涡流管的热出口回收，其中 热气体例如用于升高或保持预制件的温度或加热模具体部以控制容器的收 缩。

待成型的物品可由塑性材料制成，且涡流管的冷气体出口处的气体温 度可有利地调节成低于塑性材料的玻璃态转变温度。

从以下对示例性实施例的描述及权利要求可清楚看到本发明的其它特 征和优点。

附图说明

在结合附图考虑以下详细描述时可清楚看到本发明的上述和其它目的 及优点，在附图中，相似的附图标记自始至终表示相似的部分，且其中：