CN102059791A - 具有节能冷却的吹塑机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有节能冷却的吹塑机。本发明还涉及一种成型塑料容器的方法。所述设备具有至少一个成型站，为了将所述塑料预成型件膨胀成塑料容器，所述成型站使用气体介质作用于所述要被成型的塑料预成型件。其中，所述设备具有冷却装置，所述冷却装置用于冷却所述设备的至少一个区域。根据本发明，所述冷却装置具有热供给式冷却机。在所述方法中，所述塑料预成型件在加热装置内被至少部分地加热，然后在至少一个的用来成型塑料预成型件的成型站内被成型，其中通过至少一个冷却装置实施至少一个冷却程序，其中热供给式冷却机用于所述冷却。

Description

具有节能冷却的吹塑机

技术领域

本发明涉及一种将塑料预成型件成型为塑料容器的设备。

背景技术

这种设备在现有技术中已久为人知。例如，塑料预成型件被加热然后在压缩空气的作用下膨胀以形成塑料容器。更准确地说，塑料预成型件被插入吹塑模内，并在吹塑模闭合后，通过压缩空气使其膨胀从而形成塑料容器。

在这种情况下，在现有技术中部分地有必要冷却这些吹塑模的区域，例如吹塑模的颈部区域。另外，部分地有必要冷却加热装置(例如加热塑料预成型件的炉子)的区域，例如隔离面向外部的加热通道的遮蔽物，甚至是使用冷却空气冷却容器的螺纹区域的扇式空气热交换器(因为螺纹区域是不应当被加热的)。为了冷却，在现有技术中通常使用压缩冷却机，压缩冷却机产生冷空气或冷液体，冷空气或冷液体进而被用于冷却上述成型装置。

发明内容

本发明的目的在于改进这种将塑料预成型件成型为塑料容器的装置或设备的能量平衡。根据本发明，所述目的通过独立权利要求的主题来实现。优选的实施方式和进一步的改进形成了从属权利要求的主题。

本发明的用于将塑料预成型件成型为塑料容器的设备具有至少一个成型站，所述成型站使用气体介质作用于要被成型的塑料预成型件，以使所述塑料预成型件膨胀成塑料容器。在本案中，所述设备具有冷却装置，所述冷却装置用于冷却所述设备的至少一个区域。根据本发明，所述冷却装置是热供给式冷却机(heat-fed cooling machine)。

在本案中，所述用于将塑料预成型件成型为塑料容器的设备优选地是所谓的拉伸吹塑机，其具有的拉伸杆在膨胀过程中沿所述塑料预成型件的纵向拉伸所述塑料预成型件。所述设备优选地具有多个成型站，所述成型站总是接收所述塑料预成型件，因而塑料预成型件可被膨胀。优选地，单个的成型站总是具有吹塑模，在吹塑模内所述塑料预成型件被膨胀以形成塑料容器。

热供给式冷却机应当被理解成是这样一种冷却机，即例如热液体(特别是水)或热空气的热介质被至少临时地提供给所述冷却机，冷却机在利用该热介质时产生低温或者冷却机从其他介质汲取热量。

优选地，所述冷却机选自吸附(adsorption)式冷却机、吸收(absorption)式冷却机、吸持(sorption)式冷却机等冷却机中的一种。特别优选地，所述冷却机是吸附式冷却机。

使用这种热供给式冷却机的优点在于，在生产过程中出现的热量(特别地是废热)以及来自周围环境的热量(例如能通过太阳能收集器获得的热量)可被直接用来冷却所述设备的局部。在现有技术中，根据温度条件，这些废热不能被使用并且通常被排放到环境中。

优选地，所述设备具有至少一个且优选为两个调温回路，此时所述吸附式冷却机被结合到所述两个回路中。优选地，这些冷却剂回路中的一个是冷水回路，在冷水回路中吸附式冷却机降低液体的温度，以这种方式冷却的液体能被提供给所述设备以冷却例如所述吹塑模。

第二回路优选是热液体回路，即，此时所述吸附式冷却机加热介质(特别是水)。特别地，该回路能将出现的废热提供给所述冷却机。

优选地，所述设备的区域也可以被结合到至少一个回路中，并且特别优选地可被结合到两个回路中。这样，在所述机器的特定区域内出现的废热可被用来冷却所述机器的其他区域。

在进一步优选的实施方式中，所述设备具有供给装置，该供给装置为所述冷却机供给源于所述装置的一个区域的热量。

吸附式冷却机通常分别具有吸附器、脱附器、蒸发器和冷凝器，它们都容纳在共同的容器内或通过例如管子彼此连接。吸持作用的优点是仅通过吸持剂的调温进行程序。这样，能以一种密封且气密的方式密封所述容器。例如，如果使用水作为冷却剂，则所述吸附式冷却机通常或总是以在压力下操作的方式运行。设备的设计是相对简单的，因为对于吸附器或脱附器以及蒸发器或冷凝器分别只需一个设备。

与普通设计的冷却机的区别在于，吸持剂不能以固态形式循环。因此，在每种情况下，吸附器和脱附器以及蒸发器和冷凝器在相同的容器内可以是相同的材料。

优选地，所述设备具有设置在所述设备的发热区域与所述冷却机之间的第一热交换器。这样，例如为了加热塑料预成型件，能以热空气的形式或者甚至是热水的形式将热量从连续炉提供给该热交换器，并且通过使用该热量，所述热交换器能加热其他的冷却剂，例如空气或特别地是上述热水回路中的水。

在进一步优选的实施方式中，所述设备具有第二热交换器，该第二热交换器特别优选地被设置在所述第一热交换器的下游。例如，该第二热交换器可被用来为整个设施的其他热消耗装置，例如热胶容器(hot-glue container)、贴标签机、预成型预热装置、甚至其他装置(例如卫生设备)供热。

在进一步优选的实施方式中，所述给冷却机提供热量的供给装置具有传输液体或气体介质的线路。这样，例如废热能以气体的形式被提供给上述热交换器，并且该热交换器然后能加热被进一步提供给所述吸附式冷却机的水。

在进一步优选的实施方式中，所述设备具有加热所述塑料预成型件的加热装置，该加热装置沿所述塑料预成型件的传输方向设置在所述成型站的上游。所述加热装置特别是炉子，所述塑料预成型件通过所述炉子同时被加热。因此，优选地所述设备具有传输所述塑料预成型件的传输装置。优选地，所述传输装置逐个地传输所述塑料预成型件。

在进一步优选的实施方式中，提供从所述加热装置至所述冷却机的连接线路。这样，特别地在所述炉子内形成大量的废热，这些废热进一步适于被提供给所述冷却机。

在进一步优选的实施方式中，所述设备具有将光转换成热能的转换装置。这样，除来自所述设备的热量之外或取而代之的，可借助太阳能收集器利用热能。另外，其他装置的废热也可被额外地利用以供给冷却机。这样，例如所述装置的远离加热通道的一侧(例如在目前惯用的热保护瓷砖内或后面)具有设置在其上的管子，调温介质流经所述管子，在所述管子的辅助下，炉子内出现的废热直接地转移到液体介质并且因此被冷却机利用。

本发明进一步涉及将塑料预成型件成型为塑料容器的方法，其中所述塑料预成型件在加热装置内被至少部分地加热，然后在至少一个成型站内被成型以形成塑料容器。在本案中，在本方法中通过至少一个冷却装置实施至少一个冷却程序。根据本发明，热供给式冷却机用于所述冷却。

在优选的方法中，本发明的废热被提供给上述冷却机，上述冷却机特别地是吸附式冷却机。优选地，所述成型塑料预成型件的过程是拉伸吹塑过程，也就是说，特别地，拉伸杆被用于沿塑料预成型件的纵向拉伸所述塑料预成型件。

在详细的测试中，可确定的是，特别是在拉伸吹塑机的情况下，废热出现的量使得特别是当使用吸附式冷却机时，这些废热能以特别节能的方式被用于冷却程序。

如前所述，在这种成型机运行期间，例如在炉子的区域以及吹塑模的区域需要冷却能(cooling power)。相比现有技术，这种冷却能的产生不再以压缩机为基础，而是特别地借助于所述吸附式机器。这种吸附式机器现在可由65℃范围的废热开始允许，并且能将所述废热转换成冷却能。

优选地，这种吸附式冷却机的运行使用活性炭、沸石或硅胶，在特别优选的方式中使用沸石，从而能以一种无生态危害的方式产生热流。在本案中，原理一方面是基于多孔渗水固体(例如沸石)上水的吸附作用，这种吸附作用以一种高度放热的方式发生，而另一方面，基于由这种吸附作用带来平衡的水/水蒸汽氛围。

因此，根据本发明，建议在这些需要产生冷却能的过程中使用冷却机特别是吸附式冷却机。特别地，这种设备是回转机器或时钟定时(clock-timed)的吹塑机。

最后，本发明还涉及冷却机(特别是吸附式冷却机)的使用，用于运行将塑料预成型件成型为塑料容器的设备。

附图说明

从附图中可看到更多的优点和实施方式，其中：

图1是本发明设备的概略图；

图2是包括加热装置的用于成型的设备的侧视图；并且

图3是用于解释吸附式冷却机的运行方式的概略图。

附图标记：

1：设备                2：成型装置

4：成型站              7：罩子

8：加热装置            10：塑料预成型件

12：冷却机/冷却装置    14：供给装置/线路

20：冷水回路           22、24、26：热交换器

28：太阳能集热器       30：热水回路

40：接收装置           52：冷凝器

54：蒸发器             62、64：吸附或脱附腔

63、65：连接器         A：废气

15、16、18、32、34、38：线路

P1、P2、P3、P4、P5：箭头

具体实施方式

图1是本发明用于将塑料预成型件10成型为塑料容器的设备1的概略图。在本案中，术语“设备”应当被理解成整个的装置，也就是包括用于将塑料预成型件成型为塑料容器的实际装置2、加热装置8、炉子、冷却装置12、以及将特定的部分彼此连接起来的单个的连接线路。

附图标记14和18代表将废热从加热装置8分别提供至热交换器22和24的线路。此处，通过箭头以简化的方式指示所述线路。另外，废热也有可能出现在实际的成型装置2内，并且可任选地被提供给热交换器22和/或24。

在本案中更准确地说，附图标记22代表第一热交换器，第一热交换器通过废热(更准确地说是通过线路14提供给第一热交换器的热空气)加热其他介质(例如液体)。附图标记30整体地代表热水回路，冷却机12和第一热交换器22以及另外两个热交换器24和26都被结合到所述热水回路中。所述热水回路的其他组件还有线路36、38以及线路15、16。在本案中，如上所述，线路14是用于气体介质的线路，而线路38是用于液体介质的线路。这就意味着水在热水回路30中被传输。在本案中，箭头P1和P2分别代表两个回路20和30内的各自介质的循环方向。

同样，也能从炉子8通过供给线路18将废热供给至第二热交换器24。但是，也能使用太阳能集热器28，从而额外地为第二热交换器24提供热空气或热水。废热能以液体和气体的形式从炉子8被移走。第三热交换器26可被用来例如从液体移走热量并且将热量传递至另外的接收装置40。该另外的接收装置可为例如加热塑料预成型件的装置、热胶容器和卫生设备(例如公司雇员的淋浴室)。因此，如上所述，热液体通过线路15被提供给冷却机，并且可通过线路36被再次移走。

附图标记20整体地代表冷水回路，冷却机12以类似方式被结合至该冷水回路。另外，该冷水回路具有线路32和34。冷却液体(例如水)，但任选地也可为气体介质(例如冷却空气)，能通过该第二回路被供给到装置2。这样，例如冷却的空气可被提供给单个的吹塑模，特别是提供到吹塑模的颈部区域。

图2是本发明设备的局部的概略侧视图，更准确地说是将塑料预成型件成型为塑料容器的装置2和设置在装置2的上游的炉子8的概略侧视图。箭头P4和P5分别代表在机器的所述区域需要冷却。这样，如箭头P4所示，可能需要低温从而给模具调温，或者可能需要冷却剂以冷却炉子8内的开口，甚至冷却配电箱。在本案中，该冷却剂的温度为5℃至20℃，优选为6℃至15℃，特别优选为6℃至10℃。

另一方面，可沿箭头P3被移走的废热也特别地会出现在炉子8内。为此，炉子可具有设置在其上的收集装置，例如罩子7，罩子7收集该废热并且如图1所示通过线路14和18将废热传递至各自的热交换器。

图3显示了吸附冷却机的运行方式，所述吸附式冷却机优选地用作冷却机。在本案中存在两个吸持腔或吸附腔62和64，这两个吸持腔或吸附腔62和64在吸附或脱附循环中交替运行。冷凝器52的连接器63和蒸发器54的连接器65以相应的方式分别交替地打开并且关闭。在图3中，温度范围为55℃至90℃的热水到达右边的吸附腔64，并且来自冷却水回路的冷却水到达左边的吸附腔62。冷却水也以相应的方式从再冷却流到冷凝器52，并且冷却机能在蒸发器54处产生温度范围为6℃至20℃的冷水。如图1所示，该冷水通过线路32到达成型装置2。

温度范围为55℃至90℃的热水通过供给装置56(特别地是热交换供给装置56)被提供至右边的吸附腔。该区域是图1所示的热水回路30的组成部分。能被使用的废气的温度在50℃至100℃的范围。

在本申请文件中公开的所有特征，只要相对于现有技术单独地或结合在一起是新颖的，就被作为本发明的要点。

Claims (11)

1.一种用于将塑料预成型件成型为塑料容器的设备(1)，所述设备(1)具有至少一个成型站(4)，所述成型站(4)使用气体介质作用于要被成型的塑料预成型件(10)，以使所述塑料预成型件(10)膨胀成塑料容器，其中所述设备(1)具有冷却装置，所述冷却装置用于冷却所述设备(1)的至少一个区域，其特征在于，所述冷却装置具有热供给式冷却机(12)。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述冷却机选自吸附式冷却机、吸收式冷却机、吸持式冷却机等冷却机中的一种。

3.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)具有供给装置(14)，该供给装置(14)为所述冷却机(12)提供源于所述装置的一个区域的热量。

4.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述设备具有设置在所述设备的发热区域与所述冷却机(12)之间的第一热交换器。

5.根据权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，所述供给装置(14)具有用于传输液体或气体介质的线路。

6.根据前述权利要求的至少一个所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)具有用于加热所述塑料预成型件(10)的加热装置(8)，其中该加热装置沿所述塑料预成型件的传输方向设置在所述成型站(4)的上游。

7.根据前述权利要求的至少一个所述的设备(1)，其特征在于，所述设备具有将光转换成热能的转换装置。

8.根据前述权利要求的至少一个所述的设备(1)，其特征在于，液体调温介质流入到界定所述加热路径的部件(例如瓷砖)内或直接地流到所述部件之后，进而将出现的废热传递到设置在下游的所述冷却机。

9.一种成型塑料预成型件的方法，其中所述塑料预成型件在加热装置内被至少部分地加热，然后在至少一个成型站内被成型以形成容器，并且其中通过至少一个冷却装置实施至少一个冷却程序，其特征在于，热供给式冷却机用于所述冷却。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法的废热被提供给所述吸附式冷却机。

11.吸附式冷却机用于运行将塑料预成型件成型为塑料容器的设备的用途。

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