形成并填充容器的方法及设备技术

一种用于同时地形成并填充容器的系统，具有限定出内表面并适于接受预制坯的模具型腔。该系统包括伺服压力系统，具有入口和可操作地输出流体(比如液体商品)的出口；以及吹嘴，接收来自伺服压力源的流体，并在一定压力下将流体传递进预制坯中，从而迫使所述预制坯朝向所述模具型腔的内表面膨胀，生成得到的容器，其中，所述流体保留在作为最终产品的容器内，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于约0.5秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成并填充容器的方法及设备相关申请的交叉引用本申请要求于2012年10月26日提交的美国专利申请No.13/661,262以及于2011年10月27日提交的美国临时申请No.61/552,067的优先权。上述申请的全部公开作为引用并入本申请。
本公开总体上涉及形成并填充塑料容器。更确切地说，本公开涉及用于快速形成且同时地形成并填充塑料容器的设备和方法。
技术介绍
这部分提供了与本公开有关的、未必是现有技术的背景信息。出于环境和其它方面的考虑，现今比以往更多地使用塑料容器、更确切地聚酯容器，最确切地聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器来包装以前以玻璃容器供给的多种商品。制造商和装填者以及消费者已经意识到，PET容器是轻质廉价的，并且是可大量再生利用和制造的。吹塑成型的塑料容器在包装多种商品方面已变得司空见惯。PET是可结晶的聚合物，意味着其能以非晶态形式或半结晶形式获得。PET容器维持其材料完整性的能力涉及PET容器处于结晶形式的百分比，也称为PET容器的“结晶度”。以下方程式以体积分数定义出结晶度的百分比：其中，ρ是PET材料的密度；ρa是纯非晶态PET材料的密度(1.333g/cc)；而ρc是纯晶态材料的密度(1.455g/cc)。一旦吹塑成容器，商品便可填充进容器中。在许多情况下，传统的吹塑和填充已发展为由不同公司操作的两个独立过程。为了使瓶填充更划算，在许多情况下，一些填充者已在室内进行吹塑，将吹塑机直接结合到它们的填充线路中。设备制造商已认识到该优点，并在售卖该“一体系统”，该一体系统设计成确保吹塑机和填充物完全同步。尽管努力使这两个过程更紧密地结合起来，但是吹塑和填充仍然是两个独立的、不同的过程。结果，单独地执行这两个过程时导致大量费用。因此，需要一种液体或液压吹塑系统，其适于在单一操作中形成并填充容器。此外，需要一种改变的预制坯，其特别适于在单一操作中形成并填充容器的模塑系统。
技术实现思路
这部分提供了公开内容的一般概要，并不是对其全范围或所有特征的全面公开。因此，本公开教导了一种用于同时地形成并填充容器的系统，具有限定出内表面并适于接受预制坯的模具型腔。该系统包括伺服压力系统和吹嘴，伺服压力系统具有入口和可操作成输出流体(比如液体商品)的出口，吹嘴接收来自伺服压力源的流体，并在一定压力下将流体传递进预制坯中，从而迫使预制坯朝向模具型腔的内表面膨胀，生成得到的容器，其中，所述流体保留在作为最终产品的容器内，伺服压力系统和吹嘴在小于约0.5秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。在一些实施例中，提供了一种用于同时地形成并填充容器的系统，包括：模具型腔，限定出内表面，并适于接受预制坯；伺服压力系统，具有入口和出口，所述伺服压力系统输出流体；以及吹嘴，接收来自伺服压力系统的流体，并在一定压力下将流体传递进预制坯的开口中，从而迫使预制坯朝向模具型腔的内表面膨胀，生成得到的容器，其中，所述流体保留在作为最终产品的容器内，伺服压力系统和吹嘴在小于约0.5秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。在一些实施例中，伺服压力系统包括：控制器；伺服电机，可操作地联接至所述控制器；以及从所述入口延伸至所述出口的流体路径，其中，所述伺服电机可操作成在预定时间周期内以可变速率沿所述流体路径传递流体。在一些实施例中，所述流体路径的最小内直径大于所述预制坯的最小内直径。在一些实施例中，所述流体路径限定出从所述入口至所述出口的直路径。在一些实施例中，所述流体路径没有90度和更大的角度。在一些实施例中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于约0.4秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。在一些实施例中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于约0.2秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。在一些实施例中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在约0.05秒至约0.15秒的时间范围内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。在一些实施例中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于约0.4秒的时间内在足以完全地形成并填充具有64盎司容量的容器的速率下输出流体。在一些实施例中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于约0.4秒的时间内在足以完全地形成并填充具有16盎司容量的容器的速率下输出流体。在一些实施例中，所述吹嘴限定出适于与所述预制坯的终止部形成密封的形状。在一些实施例中，在热填充过程期间，所述流体被传递进所述预制坯中。在一些实施例中，所述流体在约185℉(85℃)和约205℉(96℃)之间的温度下被传递进所述预制坯中。在一些实施例中，所述流体在环境温度下被传递进所述预制坯中。在一些实施例中，所述流体在约32℉(0℃)和约90℉(32℃)之间的温度下被传递进所述预制坯中。在一些实施例中，所述模具型腔接受被加热至约190℉(88℃)和约250℉(121℃)之间温度的预制坯。在一些实施例中，所述模具型腔被加热至约250℉(93℃)和约350℉(177℃)之间的温度。在一些实施例中，所述流体在约100PSI和约600PSI之间的压力下被传递进预制坯中。在一些实施例中，所述系统还包括拉伸杆，所述拉伸杆适于延伸进容器中，并排出残留在容器中的流体，以限定出预定的最终填充高度。在一些实施例中，所述系统还包括拉伸杆，所述拉伸杆适于延伸进所述预制坯中，并在所述吹嘴将所述流体传递进所述预制坯中之前排出包含在所述预制坯中的空气。在一些实施例中，所述系统还包括拉伸杆，所述拉伸杆适于延伸进所述预制坯中，并在迫使所述流体流进所述预制坯之前机械地拉伸所述预制坯。在一些实施例中，所述拉伸杆的尺寸做成允许机械拉伸并在所述拉伸杆延伸进所述预制坯的同时维持所述预制坯的开口的横截面面积的至少77％或更多敞开。在一些实施例中，所述拉伸杆在迫使所述流体流进所述预制坯之前从所述预制坯收缩。在一些实施例中，所述拉伸杆与大气通气。在一些实施例中，所述拉伸杆是非柱形的。在一些实施例中，所述拉伸杆包括一个或多个切口。在一些实施例中，所述拉伸杆包括向内指向的弓形部分。在一些实施例中，所述拉伸杆包括沿所述拉伸杆的纵向方向成螺旋形延伸的至少一个切口。在一些实施例中，所述拉伸杆限定出允许流体流动的拉伸杆环状外部。在一些实施例中，所述拉伸杆限定出允许流体流动的拉伸杆环状外部和延伸通过至少一部分拉伸杆以进一步允许流体流动的孔。在一些实施例中，所述预制坯在第一压力下初始向外膨胀，并随后在第二压力下向外膨胀，所述第二压力大于所述第一压力。在一些实施例中，所述第一压力介于约100PSI和约150PSI之间，所述第二压力介于约500PSI和约600PSI之间。在一些实施例中，提供了一种用于同时地形成并填充容器的方法，包括：将预制坯放进模具的模具型腔中，所述预制坯具有内部体积，所述模具型腔具有内表面；以及在一定压力下经由伺服电机系统将流体传递进所述预制坯的开口中，从而在小于约0.5秒的时间内迫使所述预制坯朝向所述模具型腔的内表面膨胀，生成得到的容器，所述流体保留在作为最终产品的容器内。在一些实施例中，所述在一定压力下经由伺服电机系统将流体传递进所述预制坯的开口中包括：提供控制器；以及响应于所述控制器致动伺服电机，使得迫使所述流体沿流体路径在预定时间周期内以可变速率进入预制坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于同时地形成并填充容器的系统，所述系统包括：模具型腔，限定出内表面，并适于接受预制坯；伺服压力系统，具有入口和出口，所述伺服压力系统输出流体；以及吹嘴，接收来自伺服压力源的流体，并在一定压力下将流体传递进所述预制坯的开口中，从而迫使所述预制坯朝向所述模具型腔的内表面膨胀，生成得到的容器，其中，所述流体保留在作为最终产品的容器内，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于约0.5秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.27 US 61/552,067;2012.10.26 US 13/661,2621.一种用于同时地形成并填充容器的系统，所述系统包括：模具型腔(16)，限定出内表面，并适于接受预制坯(12)；伺服压力系统(20)，具有入口(46)和出口(48)，以及从所述入口(46)至所述出口(48)的流体路径，所述伺服压力系统沿所述流体路径输出流体；以及吹嘴(22)，接收来自伺服压力系统(20)的出口(48)的流体，并在一定压力下将流体传递进所述预制坯(12)的开口中，从而迫使所述预制坯朝向所述模具型腔(16)的内表面膨胀，生成得到的容器，其中，所述流体保留在作为最终产品的容器内，其中所述流体路径的最小横截面面积大于所述预制坯(12)的开口的最小横截面面积，并且所述伺服压力系统(20)和所述吹嘴(22)构造成在小于0.5秒的时间内、在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。2.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，还包括拉伸杆，所述拉伸杆适于延伸进所述预制坯中，并在所述吹嘴将所述流体传递进所述预制坯中之前排出包含在所述预制坯中的空气。3.如权利要求2所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述拉伸杆的尺寸做成允许机械拉伸并在所述拉伸杆延伸进所述预制坯的同时维持所述预制坯的开口的横截面面积的至少77％或更多敞开。4.如权利要求2所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述拉伸杆限定沿着所述拉伸杆纵向形成的一系列切口。5.如权利要求4所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述切口是向内指向的弓形部分或直部分或者是星形的。6.如权利要求2所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述拉伸杆限定出允许流体流动的拉伸杆环状外部和延伸通过至少一部分拉伸杆以进一步允许流体流动的孔。7.如权利要求4所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述伺服压力系统包括：控制器；以及伺服电机，可操作地联接至所述控制器；其中，所述伺服电机可操作成在预定时间周期内以可变速率沿所述流体路径传递流体。8.如权利要求7所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述流体路径限定出从所述入口至所述出口的直路径。9.如权利要求7所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述流体路径没有90度和更大的角度。10.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于0.4秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。11.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于0.2秒的时间内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。12.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在0.05秒至0.15秒的时间范围内在足以完全地形成并填充容器的速率下输出流体。13.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于0.4秒的时间内在足以完全地形成并填充具有64盎司容量的容器的速率下输出流体。14.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述伺服压力系统和所述吹嘴在小于0.4秒的时间内在足以完全地形成并填充具有16盎司容量的容器的速率下输出流体。15.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述吹嘴限定出适于与所述预制坯的终止部形成密封的形状。16.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，在热填充过程期间，所述流体被传递进所述预制坯中。17.如权利要求16所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述流体在85℃和96℃之间的温度下被传递进所述预制坯中。18.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述流体在环境温度下被传递进所述预制坯中。19.如权利要求18所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述流体在0℃和32℃之间的温度下被传递进所述预制坯中。20.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述模具型腔接受被加热至88℃和121℃之间温度的预制坯。21.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述模具型腔被加热至93℃和177℃之间的温度。22.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述流体在100PSI和600PSI之间的压力下被传递进预制坯中。23.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，还包括拉伸杆，所述拉伸杆适于延伸进容器中，并排出残留在容器中的流体，以限定出预定的最终填充高度。24.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，还包括拉伸杆，所述拉伸杆适于延伸进所述预制坯中，并在所述吹嘴将所述流体传递进所述预制坯中之前排出包含在所述预制坯中的空气。25.如权利要求2所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述拉伸杆包括排放口，所述排放口被设置到拉伸杆中并位于拉伸杆长度的中间，以允许在填充之前排出包含在所述预制坯内的空气，并且在中期关闭通气。26.如权利要求1所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述预制坯在第一压力下初始向外膨胀，并随后在第二压力下向外膨胀，所述第二压力大于所述第一压力。27.如权利要求26所述的用于同时地形成并填充容器的系统，其中，所述第一压力介于100PSI和150PSI之间，所述第二压力介于500PSI和600PSI之间。28.一种用于同时地形成并填充容器的方法，包括：将预制坯放进模具的模具型腔中，所述预制坯具有内部体积，所述模具型腔具有内表面；以及在一定压力下经由伺服电机系统将液体传递进所述预制坯的开口中，从而通过响应于控制器致动伺服电机以使得迫使所述液体沿液体路径在预定时间周期内以可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：KE马基，GD利希，B威尔逊，
申请(专利权)人：阿美科有限责任公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU