用于加热容器的谐振器单元、膨胀方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于加热容器的谐振器单元、膨胀方法和设备。谐振器单元（１６）包括谐振器腔室（４０），谐振器腔室（４０）具有用于在预先定义的位置容纳容器（１０）的第一开口（４２），并通过耦合进入谐振器腔室（４０）的微波加热容器（１０），且所述谐振器腔室（４０）具有第二开口（４４），微波借助于第二开口（４４）耦合进入谐振器腔室（４０），其中，谐振器腔室（４０）相对于容器（１０）在第一开口（４２）的预先定义位置的几何形状通过用于适应性修改几何形状的装置进行适应性修改，使得谐振器腔室（４０）在工作模式下产生的电场关于容器对称或装备有容器（１０）的谐振器单元（１６）的阻抗对于不同构造的容器（１０）大致恒定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于加热容器的设备的谐振器(resonator)单元，这些容器如预制件 (preform)、尤其是塑料预制件；使用这种谐振器单元的膨胀方法(e邓ansionprocess)和 这种用于加热容器的设备。
技术介绍
在饮料生产工业中，用其他容器，诸如塑料容器、尤其是由PET(PET =聚对苯二甲 酸乙二酯)制成的容器来代替玻璃瓶用于饮料呈上升趋势。在这些容器的生产期间，首先 提供预制件，这些预制件已被加热，并提供给膨胀过程，例如拉伸_吹气过程，进而通过这 种方式获得成品的饮料容器。在现有技术中，习惯上允许预制件穿过加热区段，在加热区段 内， 一般通过红外辐射对预制件进行加热。 此外，还知道在现有技术中使用微波辐射加热预制件。用于该目的的设备示意性 地显示在图6A的平面图和图6B的横截面图中。设备1包括微波产生装置或磁控管4，加热 装置(未显示)可集成其中。微波在磁控管4中产生，并传导进入循环器32。通过耦合装 置(未显示)，将微波从该循环器32引入中空微波导体或中空矩形导体形式的传导装置6。 微波从传导装置6经过耦合区域12进入谐振器单元16并到达布置在谐振器单元16内的 预制件IO。 预制件10的温度可通过温度传感器(未显示)测量，温度传感器例如为高温计， 其配置在谐振器单元上，并尤其非接触式地测量预制件10的温度。从预制件倒回的微波再 次进入循环器32，并从那里进入水负载38。水负载38用作衰减微波。返回的微波能量可 通过诸如二极管的传感器装置(未显示)进行测量。测量值可通过控制装置(同样地未显 示)获取，并用于微波功率或能量的功率或能量调节。然而，除通过传感器装置测量的值、 通过用于测量预制件10的温度的温度传感器输出的值之外，还可使用功率或能量调节。或 还可使用功率或能量调节代替通过传感器装置测量的值、通过用于测量预制件10的温度 的温度传感器输出的值。此外，通过温度传感器测量的值还可用于改变预制件10的加热阶 段(heating phase)。 抵达预制件的微波功率或能量的功率或能量调节，通过能量调节单元14进行。能 量调节单元14在各情况下由如线性马达的驱动装置26和调整主体或调节销24构成。调 整主体或调节销24在传导装置6上配置成可突出进入传导装置6以改变长度。如果必要， 那么突出进入传导装置6的调整主体或调节销24的长度，可在设备的继续操作期间(即对 预制件10进行加热时)通过前述控制装置进行改变，以便进而调整施加在预制件上的微波 能量。在从现有技术知道的设备1中，一般使用至少三个调整主体或调节销24调整微波功 率或能量。 通常，在设备1的启动之前，设定施加在预制件10上的功率，然后以该设定的功率 运行设备l。能量调节单元14通常为阻抗调节单元。 作为结果，在谐振器单元16中加热的预制件IO，暴露于激发预制件10的材料内的4双极子的交变电磁场，由此对预制件10进行加热。 DE 10 2007 022 386 Al披露了用于塑料预制件的加热设备。其中，在加热工艺的 至少部分的实时期间(temporal duration)内，待加热的塑料预制件的区域暴露于谐振器 中的微波。 DE 10 2006 015 475 Al描述了用于控制预制件的温度的方法和设备。在该方法 中，使用圆柱形谐振器单元，该圆柱形谐振器单元在其结构上具有相对较高的壁电流损耗。 图6A和图6B同样地显示了圆柱形谐振器单元16，其中预制件IO基本上引入谐 振器单元16的中心。如果用于预制件10的开口在谐振器单元的中心且如果预制件10通 过谐振器单元16中的微波加热，那么在预制件10中形成的电磁场的场分布为非对称的，如 图6C所示。这还导致预制件10加热非对称。这意味着预制件的分配到耦合区域12的侧 部在更大程度上受热。这种加热产生非对称或非均匀形状的成品的饮料容器，在一些情况 下，这是不利的。 为解决该问题，已经提出允许预制件绕其轴线旋转，以便实现预制件的对称加热。然而，已经发现即使预制件的这种旋转也不能使得预制件的加热始终足够对称。 而且，对于具有不同几何形状和壁厚的预制件，至今已经使用了不同的谐振器单元。这导致多个不同谐振器单元的供应复杂且成本很高，并还导致基于各种情况下使用的预制件的进行的整个谐振器单元的改造复杂且成本很高。由于目前习惯上用于这种容器的生产设备包括大量的谐振器单元，例如40、50个，所以谐振器单元的这种供应和改造是非常不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于加热容器的设备的谐振器单元、使用这种谐振器单元 的膨胀方法和用于加热容器的这种设备，其可解决现有技术的上述问题，并在膨胀方法中 的加热期间保证在容器内的对称温度分布，并可确保温度分布可适配于不同容器。 该目的通过根据技术方案1的谐振器单元实现，其中，该谐振器单元包括谐振器 腔室。谐振器腔室具有用于在预先定义的位置容纳容器的第一开口，并通过耦合进入谐振 器腔室的微波加热容器。谐振器腔室的几何形状，通过用于适应性修改(adaptation)或改 变谐振器腔室相对于容器在第一开口的预先定义位置的几何形状，使得在工作模式下谐振 器腔室内_尤其是在环绕容器的区域_生成的电场关于容器对称或装备有容器的谐振器单 元的阻抗对于不同构造的容器大致恒定的装置或构造(尤其是谐振器腔室的构造)进行适 应性修改或改变。 以下，为起见简单，将仅提及用于适应性修改的装置，但指出的是，该术语可以同 样地涉及用于适应性修改或改变谐振器腔室的几何形状的构造。优选的是，电场在至少几 mm的范围内围绕容器或容器的外壁沿径向关于容器对称，更优选的是，在至少2cm的范围 内围绕容器或容器的外壁沿径向关于容器对称。 优选的是，用于适应性修改或改变谐振器腔室的几何形状的装置，取决于待引入 谐振器腔室的容器的构造。可使用单独地或组合地使用两个建议程序，两个建议程序为一 方面对于不同容器产生对称分布的电场，另一方面对于不同容器产生恒定阻抗。在两情况 下，建议对谐振器腔室进行适应性修改，尤其是相对于容器，以便改进加热方法。对称场分布和恒定阻抗两者均会改进加热方法。 然而，指出的是，谐振器腔室的几何形状的适应性修改不一定要求改变(或改造) 谐振器腔室的几何形状。可通过若干不同措施，进行该几何形状的适应性修改，例如进行谐 振器腔室的自适应修改，如为对谐振器腔室的壁的位置的适应性修改。此外，还可改变或适 应性修改容器在谐振器腔室内侧的位置。此外，还可将附加材料引入谐振器腔室，作为其结 果，谐振器腔室的几何形状，特别是关于微波在其内部的场分布将通过此引入进行适应性 修改。 优选的是，在容器的径向周围，对谐振器腔室进行适应性修改，尤其是在沿容器的 长度方向位于容器的第一界边(boundary edge)和容器的第二界边之间的区域，对谐振器 腔室进行适应性修改。从现有技术知道的加热装置未描述谐振器腔室的任何修改，从现有 技术知道的加热装置基于微波进行操作。这里应当考虑到的是，这种微波炉与例如家用的 那些微波没有可比性，其原因是，加热塑料预制件所需的功率，远大于加热例如饮料所需的 功率。 谐振器单元的有利实施例在其它技术方案中呈现。 优选的是，容器可通过其材料和/或其几何形状不同地构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加热容器的谐振器单元，其特征在于，包括谐振器腔室（４０），所述谐振器腔室（４０）具有用于在预先定义的位置容纳容器（１０）的第一开口（４２），并通过耦合进入所述谐振器腔室（４０）的微波加热所述容器（１０），且所述谐振器腔室（４０）具有第二开口（４４），所述微波借助于所述第二开口（４４）耦合进入所述谐振器腔室（４０），其中，所述谐振器腔室（４０）相对于所述容器（１０）在所述第一开口（４２）的所述预先定义位置的几何形状通过用于适应性修改所述几何形状的装置进行适应性修改，使得所述谐振器腔室（４０）在工作模式下生成的电场关于所述容器对称或装备有容器（１０）的所述谐振器单元（１６）的阻抗对于不同构造的容器（１０）大致恒定。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：康拉德森，安德列斯阿佩斯梅尔，约翰齐默勒，古恩斯温科勒，
申请(专利权)人：克朗斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]