[发明专利]一种吹塑机的吹气系统及其吹气工艺

权利要求书

1.一种吹塑机的吹气系统，包括压缩空气冷冻装置（2）和吹塑模具（12），压缩空气冷冻装置（2）的进气端连接压缩空气气源（1），压缩空气冷冻装置（2）的出气端连接吹气杆（13），且最终连通吹塑模腔（1201）；其特征在于：所述吹气杆（13）插入吹塑模具（12）并连通吹塑模腔（1201）的吹塑开口（1203），吹气杆（13）通过与吹塑模具（12）共同挤压熔融的塑胶型坯形成塑料制品（20）的颈部、且封闭吹塑模腔（1201）；所述吹塑模具（12）与吹气杆（13）之间有用于制成制品颈部的成型间隙（1202）；所述吹气杆（13）上设有分别连接吹塑模腔（1201）的第一风道（1306）和第二风道（1307）、及靠近成型间隙（1202）设置的冷却风道（1305）；所述压缩空气冷冻装置（2）的出气端分支有连接第一风道（1306）的第一气路、连接第二风道（1307）的第二气路和连接冷却风道（1305）的第三气路；所述第一气路上设置有常压吹气阀组（6）；所述第二气路上设置有增压泵（4）、高压储气罐（3）、高压吹气阀组（7）和液体定量雾化机构（A）；所述第三气路上设置有超低温气体发生装置（11）。

2.根据权利要求1所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述常压吹气阀组（6）包括常压吹气阀体（601）、第一开关阀（602）和溢流阀（603），常压吹气阀体（601）分别连接压缩空气冷冻装置（2）的出气端和第一风道（1306），第一开关阀（602）连接在常压吹气阀体（601）与溢流阀（603）之间。

3.根据权利要求2所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述常压吹气阀组（6）与第一风道（1306）之间设置有压力表（9）和快排阀（10）。

4.根据权利要求1所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述高压吹气阀组（7）包括高压吹气阀体（701）和节流阀（702），高压吹气阀体（701）的进气端经由增压泵（4）和高压储气罐（3）连接压缩空气冷冻装置（2）的出气端，高压吹气阀体（701）的出气端通过液体定量雾化机构（A）连接第二风道（1307）。

5.根据权利要求4所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述液体定量雾化机构（A）包括液体计量泵（5）、液体雾化器（8）和用于储存冷却液（1401）的储液罐（14），液体雾化器（8）分别连接高压吹气阀体（701）、第二风道（1307）和液体计量泵（5），储液罐（14）连接液体计量泵（5）。

6.根据权利要求1所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述超低温气体发生装置（11）包括第二开关阀（1101）和涡流管（1102），压缩空气冷冻装置（2）的出气端连接第二开关阀（1101），涡流管（1102）连接在第二开关阀（1101）与冷却风道（1305）之间。

7.根据权利要求1所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述吹气杆（13）包括吹气外套（1301）和吹气内套（1302），吹气外套（1301）间隔式套设于吹气内套（1302）外侧，第一风道（1306）为吹气内套（1302）内腔，第二风道（1307）为吹气外套（1301）与吹气内套（1302）之间的间隙。

8.根据权利要求7所述吹塑机的吹气系统，其特征在于：所述冷却风道（1305）设置于吹气外套（1301）上，且包围在第二风道（1307）外侧，吹气外套（1301）上设有连通冷却风道（1305）一端的气体入口（1303）和连通冷却风道（1305）另一端的气体出口（1304）；所述冷却风道（1305）呈螺旋状设置。

9.如权利要求1-8任一项所述吹塑机的吹气系统的吹气工艺，其特征在于：包括以下步骤：

A、初始状态：熔融状态的塑料型坯夹在吹塑模具（12）中，吹气杆（13）插入吹塑模具（12）并连通吹塑模腔（1201）的吹塑开口（1203）、通过与吹塑模具（12）共同挤压熔融的塑胶型坯形成制品的颈部从而封闭吹塑模腔（1201）；压缩空气经气源（1）进入吹气系统，并在压缩空气冷冻装置（2）的作用下冷冻成为低温压缩空气；部分低温压缩空气经增压泵（4）的增压作用成为低温高压压缩空气储存在储气罐（3）中，此时常压吹气阀（601）、高压吹气阀（701）和第二开关阀（1101）均处于常闭状态，所以低温压缩空气止于常压吹气阀（601）和第二开关阀（1101）两个阀的前端待用，低温高压压缩空气止于高压吹气阀（701）的前端待用；

B、吹气杆（13）头部冷却：常压吹气阀组（6）和高压吹气阀组（7）分别处于排气状态；部分低温压缩空气进入第三气路，低温压缩空气在超低温气体发生装置（11）的作用下有部分变成超低温压缩气体；超低温压缩气体随即进入冷却风道（1305）与塑料制品（20）颈部内侧进行热交换后排出，以完成塑料制品（20）颈部内侧的迅速冷却，塑料制品（20）颈部外侧由吹塑模具（12）上的冷却水道（1204）进行冷却；

C、型坯吹胀：常压吹气阀组（6）切换至导通状态，高压吹气阀组（7）处于常闭状态；部分低温压缩空气进入第一气路，低温压缩空气进入第一风道（1306），随后将尚处在熔融状态的塑料型坯吹胀，使塑料型坯外壁与吹塑模腔（1201）的内壁贴合，塑料型坯初步成型为与吹塑模腔（1201）形状一致的塑料制品（20）；部分低温压缩空气与塑料型坯进行热交换后变成高温压缩空气，该高温压缩空气经第二风道（1307）离开吹塑模腔（1201），最后经高压吹气阀组（7）中的节流阀（702）和第三消声器（703）排出；

D、高压成型：常压吹气阀组（6）切换至常闭状态，高压吹气阀组（7）切换至导通状态；高压储气罐（3）中的高压低温压缩空气经过高压吹气阀组（7）、液体雾化器（8）和第二风道（1307）进入塑料制品（20）内腔，常压吹气阀组（6）中的第一开关阀（602）处于关闭状态，高压气体不会从第一风道（1306）倒流，高压低温压缩空气得以在塑料制品（20）内进行高压保压，使塑料制品（20）的外壁与吹塑模腔（1201）内壁紧密贴合，塑料制品（20）外壁的大部分热量传到冷却水道（1204）中被模具冷却水带走；

E、高压换气排热：高压保压一段时间后，常压吹气阀组（6）中的第一开关阀（602）切换至排气状态，吸收了塑料制品（20）内壁热量的高压低温压缩空气经第一风道（1306）离开塑料制品（20）内腔，最后经常压吹气阀组（6）中的常压吹气阀（601）、第一开关阀（602）和溢流阀（603）排出；此时，塑料制品（20）内腔的气压压力大于溢流阀（603）的设定压力，高压储气罐（3）中的高压低温压缩空气源源不断地进入塑料制品（20）的内腔进行热交换并通过溢流阀（603）排出，这样既实现了排气换热又保证了塑料制品（20）内腔的压力不会下降太多；

F、喷雾冷却：高压换气排热一段时间后，液体定量雾化机构（A）输出一定量的冷却液（1401），冷却液（1401）在液体雾化器（8）内与高压低温压缩空气相遇并在其作用下变成冰晶颗粒，冰晶颗粒经第二风道（1307）进入塑料制品（20）内腔，碰到高温的塑料制品（20）内壁后迅速升华为气态水蒸气，快排阀（10）打开，压缩空气裹挟水蒸气经第一风道（1306）和快排阀（10）排出系统，带走了塑料制品（20）内腔中的大量热量，实现了快速冷却；

G、吹干及排气：液体定量雾化机构（A）停止向计量泵（502）发送脉冲（501），液体泵送脉冲（801）随即停止，泵送冷却液动作停止，高压储气罐（3）中的高压低温压缩空气持续进入塑料制品（20）内腔后经第一风道（1306）和快排阀（10）排出系统，此时塑料制品（20）内腔残留的冷却液（1401）会彻底排出；当塑料制品（20）内腔的冷却液（1401）排净后，高压吹气阀组（7）切换至常闭状态，快排阀（10）仍然打开，塑料制品（20）内腔的压力降至大气压力，吹气工序完成，吹塑模具（12）打开，取出塑料制品（20）。