[发明专利]用于塑料容器的受控加热的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加热塑料材料容器，特别是塑料材料预制件的设备和方法。

背景技术

在饮料生产工业领域中，人们越来越倾向于使用塑料材料容器和PET容器来替代玻璃瓶子。在这些容器的制造过程中，首先制造可用的塑料材料预制件，然后将它们加热，并供给至膨胀过程，以便通过这种方式获得成品塑料材料容器。该情况下，现有技术中的惯例是使塑料材料预制件穿过加热路径，在加热路径中通常利用红外线辐射对它们进行加热。

然而，除此之外，现有技术中也已知的是利用微波辐射以加热塑料材料预制件。该情况下，利用磁控管等微波产生装置产生微波，并通过波导等传导装置传输至被加热的塑料材料预制件。该情况下，到达预制件的微波能量可以通过调谐装置控制。应用到塑料材料预制件上的强度(force)通常在设备开始运行前设定，之后设备以该固定的强度运行。

然而，该情况下产生的问题是，应用到塑料材料预制件上的微波能量也可能基于预制件自身的性质，这样，不能够总是保证单个预制件中能量的均等应用或均等加热。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种允许能量的均一输入和预制件的均一加热的设备和方法。这根据本发明通过依据权利要求1的设备和依据权利要求10的方法来实现。有利的实施方式和进一步的改进构成从属权利要求的主题。

依据本发明，一种用于塑料材料容器和特别是塑料材料预制件的加热的设备，具有传输装置，该传输装置沿预定的传输路径传输塑料材料容器。另外，还提供微波产生装置和在被加热塑料材料容器的方向上传输微波的传导装置，该传导装置设计成至少部分为波导形式。依据本发明，所述设备具有控制装置，该控制装置设计成其在加热过程中控制到达容器的微波能量。

所述传输装置可以是例如传输轮、传输链或类似装置。被加热的预制件在该类型的传输轮上沿基本圆形的路径传输。

然而，依据本发明的设备也可以用于加热其它材料的容器，例如尤其是玻璃瓶子。

所述微波产生装置特别是磁控管(微波产生装置是磁控管的例子并非是排他的)，该情况下由磁控管产生的微波能量或微波分别通过设计成部分为波导形式的传导装置供给至容器。

虽然现有技术中作用到容器上的强度通常在开始运行之前设定，依据本发明的所述设备允许在加热过程中控制或调节到达容器的微波能量。这样可能的是，快速和灵活地对不同物理条件作出反应，例如不同预制件的不同程度的吸收。该情况下，微波能量的控制应理解意指：在单个预制件的加热过程中微波能量的变化尤其也是可能的。

在一有利实施方式中，所述设备具有能量调节单元，该能量调节单元设置在所述传导装置的区域中，并影响到达塑料材料容器的微波能量。它尤其是改变到达微波的微波能量的调谐元件(tuning element)。

优选地，通过能量调节单元改变到达塑料材料容器的微波能量。然而也可能的是，通过改变塑料材料容器相对所述设备，特别是相对所述微波产生装置的谐振器的运动量来改变到达塑料材料容器的微波能量。这样，塑料材料容器中能量的输入可以通过例如增加容器相对谐振器的移动速度来减少。

另外，上述详细说明的用于改变到达塑料材料容器的微波能量的步骤可以相互组合。

在一较佳实施方式中，所述能量调节单元具有至少一个调节部件，该调节部件伸入所述传导装置中，且其位置能够相对所述传导装置的内截面改变以调节能量。该情况下优选地，该调节部件为调谐针(tuning pin)或类似部件，其可以伸入波导内，且其伸入量可以改变。该调谐针伸入波导内越长，到达塑料材料的预制件的微波能量减少得越多。

在另一有利实施方式中，所述调节部件借助线性马达相对所述传导装置是可移动的。现有技术中，步进马达通常用于移动该调节部件或调谐针。通过使用线性马达，所述调节部件实质上可能更快的移动，从而尤其是，即使在加热过程中，可以进行所述调节部件的快速移动，以快速调节到达预制件的强度。

在另一有利实施方式中，所述设备具有用于加热塑料材料容器的谐振器。其优为这样的谐振器：将被加热的预制件引入其内部，并通过将微波能量作用到预制件上来加热。

在另一有利实施方式中，所述设备具有测量从塑料材料容器返回的微波传输的传感器装置。该有利实施方式中建议，所述传感器装置不应测量到达塑料材料容器的强度，而是测量由塑料材料预制件反射或返回的强度。这样，可以直接得出由塑料材料容器吸收的微波能量。加热过程可以依据由该传感器检测的强度来控制或调节。