用于通过监测注入容器中的液体的压力来成形和填充容器的方法技术

所述方法包括：第一注射步骤，其中，第一预定体积的加压液体被注射到预制件(8)中，所述预定体积对应于容器体积的分数，所述第一注射步骤致使预制件(8)扩展为第一中间容器。所述方法还包括：第二注射步骤，其中，一旦已注射第一预定体积的液体，就减小液体注射速度，并且加压液体被进一步注入第一中间容器中，直到在液体注射回路(54)中达到预定切换压力(Pp)，所述第二注射步骤致使第一中间容器扩展为第二中间容器，以及第三注射步骤，一旦达到预定的切换压力(Pp)，就开始所述第三注射步骤，在第三注射步骤，液体注射速度减速直到停止液体注射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过监测注入容器中的液体的压力来成形和填充容器的方法
本专利技术涉及一种用于通过将加压液体注入预制件中来同时成形和填充容器的方法。本专利技术还涉及一种用于根据此方法通过将加压液体注入预制件中来同时成形和填充容器的注射设备。本专利技术涉及使用不可压缩液体使预制件扩展来从预制件成形出容器的被称为液压成形的领域。在本申请中，“液体”具有物理意义。其指定任何不可压缩的并且能够流动的介质。液体可以具有低粘度(如水或酒精)、中等粘度(如食用油或汤)、或高粘度(液体洗涤剂、肥皂、洗发水、番茄酱、芥末)。液体可以是均质的或非均质的(包括果肉或小块食品)，它可以是牛顿(Newtonian)的或非牛顿的。其并不限于食品。不可压缩液体可以是例如水或其他饮料、食物(诸如：番茄酱、蛋黄酱、食用油、酸奶酪)、家庭或个人护理产品、医用流体、燃料、液压油、操作流体等。
技术介绍
在液压成形的领域中，已知的是：在一定压力下使用注射设备将不可压缩液体注入由塑料材料制成的加热预制件中，所述压力适于迫使预制件的壁抵靠模制腔的壁，使得预制件发生变形并获得模制腔和待生产出的容器的形状。然而，还已知的是：该压力水平不足以使预制件完全成型为容器，这意味着，在压力施加到预制件的情况下，预制件获得并不完全是模制腔形状的形状，并且需要额外的变形以迫使预制件的壁完全抵靠模制腔的壁。当必须在容器壁的外表面上重现浮雕字母或商标时，或当壁具有脊状物时，情况尤为如此。很难获得局部具有极小曲率半径的形状。为此，在于第一压力下注射液体之后，在短时间期间将大于第一压力的第二压力施加到预制件以便在预制件内部产生压力峰值，所述压力峰值布置成将预制件的形状定型为容器。一种用于施加压力峰值的已知方法是使用通过将液体注入固体腔中获得的液压锤效应。实际上，在注射结束时，几乎已成型的容器是相对坚实的，并且当液体注射停止时，可以获得液压锤效应。然而，利用液压锤效应所达到的压力很难控制，并且可能不足以使容器完全扩展或可能过高。在后一种情况下，在注射设备上施加非常重要的机械力度，所述机械力度会损坏或致使注射设备过早磨损。可替代地，由于液压锤效应，注射设备必须适于承受机械力度，这是不具有成本效益的。此外，如果压力峰值不受控制，则容器的形状会从一个容器到下一个容器而变化，这与完全可重现工艺的需求是矛盾的。另外，专利技术人已发现，当注射设备包括可移动活塞时，控制活塞的路线(即，活塞移动的距离)并不是获得可重现工艺的适当控制。实际上从一个预制件到下一个预制件来获得相同容器的活塞的路线可能不同。这种现象可以例如通过在注射的液体中存在空气来解释，所述空气在活塞移动期间或多或少地被压缩，由此修改活塞必须移动的距离以在容器中获得相同压力并使容器完全扩展。EP2823948公开了用于从预制件成形出容器的站，其包括：主体，所述主体包括适于接收预制件的预制件座；以及注射组件，所述注射组件包括注射喷嘴和注射设备。注射组件包括能够承受流入注射组件中的液体的高压的保持装置。US2015/075119描述了一种在填充和成形装置的内部从预制件吹塑并填充容器的方法，所述填充和成形装置包括：模具；以及加压液体注射回路，当预制件放置在模具内部时，所述加压液体注射回路能够在压力下将液体注射到预制件的内部，所述方法包括：将预制件放置在模具内部；拉伸放置在模具内的预制件；开始注射阶段，所述注射阶段包括通过液体注射回路将预定体积的液体注射到预制件中；通过以下步骤来停止注射阶段：停止通过液体注射回路将液体注射到预制件中，从而在液体注射回路内产生液体的超压；以及在从模具释放经吹制并填充的容器之前，释放液体注射回路内的液体的超压以便从加压液体注射回路中排空或排放超压，以避免与该回路相连的元件上的重复应力。US2014/205707公开了一种用于将预定体积的饮料递送到从加热预制件成形出的热塑性容器中的设备，所述预制件被定位在模具中，所述设备包括：注射器，其用于将至少一些饮料注射到预制件中的凹部中以便促进预制件在模具内部的扩展，所述模具限定容器的形状；用于使拉伸杆在给定的时间段内纵向地移位以及用于使加热预制件纵向地伸长的构件，所述拉伸杆在给定的时间段结束时是不动的；以及构件，其用于确保在给定的时间段结束时凹部中存在的饮料的体积大于预定体积的某个预定义部分/分数(fraction)，以便在容器扩展结束时增加其结晶度(cristallinity)。本专利技术的目的之一是通过提出一种方法来克服上述问题，其中，可以控制施加到液体的压力峰值，以及其中，所生产出的容器的形状从一个容器到下一个容器是相同的。
技术实现思路
为此，本专利技术涉及一种用于通过将加压液体注射到预制件中来同时成形和填充容器的方法，所述容器具有容器体积，当预制件处于限定容器的形状的模制腔中时，加压液体沿液体注射回路从加压液体源注射到预制件，所述方法包括：-第一注射步骤，在第一注射步骤中，第一预定体积的加压液体被注射到预制件中，所述预定体积对应于容器体积的某个分数，所述第一注射步骤致使预制件扩展为第一中间容器，其中，所述方法还包括：-第二注射步骤，在第二注射步骤中，一旦已注射第一预定体积的液体，就减小液体注射速度，并且加压液体被进一步注入第一中间容器中，直到在液体注射回路中达到预定切换压力，所述第二注射步骤致使第一中间容器扩展为第二中间容器，以及-第三注射步骤，一旦达到预定的切换压力，就开始所述第三注射步骤，在第三注射步骤中，使液体注射速度减速，直到停止液体注射，并且第二中间容器已扩展一直到容器的所述形状。专利技术人已发现，注射回路内部的压力开始明显增加略早于扩展的预制件达到容器的最终形状。当注射到预制件内部的液体的体积超过预制件的初始内体积时，预制件径向地和轴向地扩展。可选的拉伸杆可以有助于预制件的轴向拉伸。专利技术人已了解到，当扩展的预制件的壁接触模制腔的内表面时，液体压力开始增大。从该事件起，为使注射的液体体积发生增量式增加，预制件壁的必须扩展以用于接收所述增量式体积的这部分减小。换句话说，预制件壁被推靠模制腔越多，预制件对液体注射的机械阻力就越大。液压锤现象只发生在预制件的整个外表面与模制腔接触时。回路内部的压力的此类初步斜升并不是锤效应本身，而是锤效应可能很快就会出现的指示。然而，当用加压液体同时成形并填充容器时，填充时间通常很短。特别地，当注射的液体比预制件材料的玻璃态转变温度更冷时，目的是尽快填充容器，并且填充时间可在0.1秒至0.5秒之间，通常约为0.2秒。这可能是为什么现有技术水平没有真正地检测到由于众所周知的锤效应而产生的初步斜升压力与真正的峰值压力之间的差异的原因。实际上，EP2823948、US2015/075119和US2014/205707中所公开的设备不适于控制在迫使容器的整个表面抵靠模制腔时所达到的压力。EP2823948中所公开的保持装置允许在达到高压时将注射组件牢固地保持在注射位置中。然而，容器内部的压力不受控制。US2015/075119中所描述的方法包括这样的步骤，其中，达到超压并且然后排空超压。因此，容器内部的压力不受控制。US2014/0205707中所描述的设备是填充器，在利用液体填充容器之前在填充器中从预制件成形出容器。那么，其不适于通过将加压液体注射至预制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过将加压液体注射到预制件(8)中来同时形成和填充容器(10)的方法，所述容器具有容器体积，当所述预制件(8)处于限定所述容器(10)的形状的模制腔(52)中时，所述加压液体沿液体注射回路(54)从加压液体源注射到所述预制件(8)，所述方法包括：‑第一注射步骤，其中，将第一预定体积的所述加压液体注射到所述预制件(8)中，所述第一预定体积对应于所述容器体积的部分，所述第一注射步骤致使所述预制件(8)扩展为第一中间容器，其特征在于，所述方法还包括：‑第二注射步骤，其中，一旦已注射所述第一预定体积的液体，就减小液体注射速度，并且将所述加压液体进一步注射到所述第一中间容器中，直到所述液体注射回路(54)中达到预定切换压力(Pp)，所述第二注射步骤致使所述第一中间容器扩展为第二中间容器，以及‑第三注射步骤，一旦达到所述预定切换压力(Pp)，就开始所述第三注射步骤，其中，使所述液体注射速度减速，直到停止所述液体注射，并且所述第二中间容器已扩展达到所述容器(10)的形状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.12 EP 16305166.71.一种用于通过将加压液体注射到预制件(8)中来同时形成和填充容器(10)的方法，所述容器具有容器体积，当所述预制件(8)处于限定所述容器(10)的形状的模制腔(52)中时，所述加压液体沿液体注射回路(54)从加压液体源注射到所述预制件(8)，所述方法包括：-第一注射步骤，其中，将第一预定体积的所述加压液体注射到所述预制件(8)中，所述第一预定体积对应于所述容器体积的部分，所述第一注射步骤致使所述预制件(8)扩展为第一中间容器，其特征在于，所述方法还包括：-第二注射步骤，其中，一旦已注射所述第一预定体积的液体，就减小液体注射速度，并且将所述加压液体进一步注射到所述第一中间容器中，直到所述液体注射回路(54)中达到预定切换压力(Pp)，所述第二注射步骤致使所述第一中间容器扩展为第二中间容器，以及-第三注射步骤，一旦达到所述预定切换压力(Pp)，就开始所述第三注射步骤，其中，使所述液体注射速度减速，直到停止所述液体注射，并且所述第二中间容器已扩展达到所述容器(10)的形状。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二注射步骤包括测量期间，在所述测量期间，所述液体注射速度是恒定的，以及在所述测量期间测量所述注射回路(54)内部的压力，并将所述注射回路(54)内部的压力与所述预定切换压力(Pp)相比较，以及其中，所述方法包括：根据注射速度或注射体积随时间推移的主要预定曲线来驱动液体加压装置，使得从开始时间以及在所述第一注射步骤期间和所述第二注射步骤期间注射所述液体，以及使得所述注射速度从切换时间以及在所述第三注射步骤期间遵循注射速度或注射体积随时间推移的最终预定曲线。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二注射步骤包括减速步骤，在所述减速步骤中，所述液体注射速度减小，直到所述液体注射速度达到恒定的液体注射速度(Sd)，所述减速步骤一直进行，直到注射了第二预定体积的液体，所述第二预定体积包括于所述预定体积与所述容器体积之间。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，包括在所述第三步骤的结束部分处延长的保持期间，在所述保持期间施加于所述液体注射回路中的压力为设定点压力(Ps)，所述预定切换压力(Pp)对应于所述设定点压力(Ps)的部分。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定切换压力基本上包括于所述设定点压力(Ps)的50％与75％之间。6.根据权利要求1至5中...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克·洛姆，帕斯卡·伯尼尔，
申请(专利权)人：帝斯克玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH