專利名稱：用于加熱塑料預成型坯的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于加熱塑料預成型坯的裝置和方法。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，這種裝置和方法已久為熟知。在塑料容器的制作過程中，加熱塑料預成型坯及隨后在成型步驟(例如拉伸吹塑成型步驟)中將它們擴展成塑料容器是很常見的手段。為了這個目的，在現(xiàn)有技術中，已知常使用紅外線烘箱，塑料預成型坯在其中穿過并被加熱。除此以外，最近還開始使用微波烘箱，在微波烘箱中，塑料預成型坯被微波加熱。這種用于塑料預成型坯的加熱裝置在DE 102007022386A1中記載。該專利的主要內容作為參考包含在本申請的主要內容中。在諧振腔中利用微波進行拉伸吹塑成型步驟的塑料預成型坯加熱存在的問題是對塑料預成型坯均勻加熱。從上述文件以及DE 101008024108中已知的方法是，嘗試均勻地加熱塑料預成型坯的縱向側面。但是，這種塑料預成型坯的圓頂區(qū)域(即其底部)出現(xiàn)了問題。由于兩種不同電介質之間的電磁場干擾，與電場平行的遷移的區(qū)域的電場比與其垂直的區(qū)域中的電場明顯較強。但是，由于電場E的角度根據(jù)反射定律而改變，其大小也隨之變化。因此，幾乎平行入射分界面的E矢量將幾乎保持恒定，且對于以銳角進入的矢量，大小將陡然下降。因此，塑料預成型坯的側面將被相對劇烈地加熱，而其圓頂(dome)將保持低溫。此時，現(xiàn)有技術中有時使用所謂的單模諧振腔。由于它們的型號和磁電管輻射的頻率，它們僅僅接受所謂的HlO模式，因為由于傳播定律和分界面長度，不會形成其它共振。由于E電場線在金屬表面上是豎直的(因為所有非豎直分量將通過金屬導體流失)，所以HlO模式的場在諧振腔的兩個平行壁之間是豎直的。對于分界面長度λ c(低于該值，諧振腔中不會形成任何波)，應用關系式Xc = 2a，其中a是較寬邊(例如波導的較寬邊)的長度。這意味著加熱塑料預成型坯的圓頂區(qū)域，尤其是注入點周圍，比加熱其縱向側面
難得多。DE 102007022386中公開了這個問題的一個可行的解決方法，其中描述了一個反射元件。該金屬反射元件引起導電面附近的電場區(qū)域的畸變以及合適幾何選擇下的快速增長。這種本地增長此時使能對圓頂區(qū)域的加熱增強。但是，該“反射元件”也具有缺點。例如，它們可能會被污染，且因此不得不使用額外的清潔部件(例如永久安裝的刷子)對其進行清洗。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明旨在提供一種用于加熱塑料預成型坯的裝置，使得塑料預成型坯被均勻地加熱。優(yōu)選地，不需要上述反射部件。根據(jù)本發(fā)明，上述目的通過獨立權利要求的主要內容來實現(xiàn)。優(yōu)選實施例和擴展是從屬權利要求的主要內容。根據(jù)本發(fā)明的用于加熱容器尤其是塑料預成型坯的裝置，包括至少一個微波產(chǎn)生部件，該微波產(chǎn)生部件產(chǎn)生微波形式的電磁交替場。除此以外，該裝置還包括微波傳輸部件，該微波傳輸部件將微波產(chǎn)生部件產(chǎn)生的微波傳輸至諧振部件。另外，該裝置還包括輸送工具，該輸送工具相對諧振部件輸送塑料預成型坯，所述諧振部件具有諧振室，該諧振室形成用于加熱塑料預成型坯的接收室。根據(jù)本發(fā)明，設計諧振部件，使得用于加熱容器的電場的電場線的排布相對于該容器的縱向至少部分地傾斜。優(yōu)選地，所有場線的排列或朝向都相對于容器的縱向傾斜，且每條場線還最好相互平行。但是，僅僅諧振室內的部分場線的方向相對塑料預成型坯的縱向傾斜也是可行的。特別地，至少部分地這些場線相對于塑料預成型坯的縱向傾斜，并在加熱過程中從幾何上傳過塑料預成型坯的圓頂區(qū)域。然而，每條場線的方向在諧振部件內變化也是可行的。電場線的朝向最好通過諧振室內壁的特定排布來實現(xiàn)。這些內壁最好相對相應的電場線垂直排布。現(xiàn)有技術中常常如此排布諧振部件，使得電場的場線平行于塑料預成型坯的縱向延伸。如上所述，這將導致塑料預成型坯的圓頂區(qū)域出現(xiàn)問題。電場的傾斜定位或旋轉實現(xiàn)了對塑料預成型坯更均勻的加熱。換言之，將諧振部件內的電場相對塑料預成型坯的縱向或預成型坯軸進行了旋轉。由于這種旋轉，最小電場的位置將移至塑料預成型坯的圓頂?shù)臋M向區(qū)域，且最大電場的位置將移至另一側。優(yōu)選地，所述裝置包括旋轉工具，該旋轉工具至少在加熱時旋轉容器，尤其是相對于其縱向軸旋轉。若現(xiàn)在旋轉了塑料預成型坯，電場的最小值和最大值將隨著時間的推移進行疊加，因此，在塑料預成型坯移動的過程中，尤其是沿其縱向移動時，它的圓頂將被均勻加熱。在一個優(yōu)選實施例中，諧振部件使得電場的場線與塑料容器的縱向之間的角度在 10°和45°之間，最好在15°和25°之間。原則上，在0°至90°之間傾斜場線是可行的， 但是，由于塑料預成型坯的余下區(qū)域尤其是邊緣區(qū)域也必須被加熱，例如塑料預成型坯的支撐環(huán)以下必須被充分加熱，所指出的角度范圍10°至45°是最佳的。在另一優(yōu)選實施例中，諧振室的排布相對于塑料容器的縱向傾斜。在上一應用中， 諧振腔的平行壁相對塑料預成型坯的軸垂直，因此，電場與塑料預成型坯的Z軸平行。若諧振部件現(xiàn)在被旋轉偏離該垂直位置，諧振部件中以駐波形式形成的電場也將被旋轉。但是， 諧振部件具有相應傾斜的內壁也是可行的。在另一優(yōu)選實施例中，諧振室包括圓頂區(qū)域，微波通過該圓頂區(qū)域導入諧振部件。在另一優(yōu)選實施例中，所述裝置包括移動設備，該移動設備通過沿著諧振部件的縱向或相對其縱向傾斜地將塑料容器移入諧振部件來弓I導塑料容器。優(yōu)選地，該諧振室設于可移動載體上?？梢允?，例如圓形載體，該圓形載體上排布有多個這樣的諧振室。通過這種方式，沿著圓形路徑移動塑料預成型坯時可以對其加熱。本發(fā)明還涉及一種用于加熱塑料容器尤其是塑料預成型坯的方法。在該方法的第一步中，弓丨入塑料預成型坯。隨后，向塑料預成型坯施加電場，通過這個電場對塑料預成型坯加熱。在該過程中，在微波產(chǎn)生部件中產(chǎn)生上述電場。另外，接下來將塑料預成型坯移出諧振室。根據(jù)本發(fā)明，用于加熱容器的電場的場線相對塑料預成型坯的縱向傾斜地延伸。優(yōu)選地，塑料預成型坯分別相對于諧振室移動，但是相反地，移動諧振室也是可行的。優(yōu)選地，至少在應用電場時，塑料容器相對其縱向旋轉。特別地，通過所述傾斜朝向與塑料預成型坯相對其縱向的旋轉這兩者之間的交互作用，還可以實現(xiàn)對塑料預成型坯的圓頂區(qū)域的均勻加熱。優(yōu)選地，在加熱時旋轉塑料預成型坯大致一周或一周的整數(shù)倍。在另一優(yōu)選方法中，通過沿著諧振室的縱向移動塑料容器，將該塑料容器引入諧振室。


其它優(yōu)點和實施例將通過以下附圖變得顯而易見，其中
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的加熱裝置的透視圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術的加熱裝置的另一示意圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術的諧振部件的示意圖4是根據(jù)本發(fā)明的諧振部件的示意圖5ajb是用于說明塑料預成型坯中的場分布的兩幅對比示意圖
圖6a、6b是對塑料預成型坯加熱的另兩幅對比示意圖。
標號清單
1裝置
4輸送工具
5機器軸
6諧振部件
8諧振室
10塑料預成型坯
IOa塑料預成型坯的圓頂區(qū)域
IOb塑料預成型坯的縱向區(qū)域
12耦合區(qū)域
14輸送工具
18接收室25的縱向剖面
20微波產(chǎn)生部件
22微波傳輸部件或波導
23調節(jié)部件
23a、23b、23c調節(jié)引腳
24載體
25接收室
30微波加熱部件
41孔隙
42固定組件
L塑料預成型坯的縱向
Ll諧振室的縱向E 電場Pl塑料容器的移動方向P2塑料容器的旋轉
具體實施例方式圖1示出了用于預成型坯10的加熱裝置1，這里的加熱裝置1是圓形的，且在加熱過程中，通過載體M依據(jù)加熱裝置的圓周沿著圓形路徑來移動這些預成型坯。同時，這里的載體M還構成方形波導，并形成輸送部件的一部分，輸送部件通常用4標識。在該載體上，提供多個微波產(chǎn)生部件20或微波緊湊頭20。另外，裝置1還包括微波加熱部件30，微波加熱部件30也環(huán)繞機器軸5。附圖標記8指的是諧振室，塑料預成型坯10被引入諧振室。附圖標記14指的是輸送工具，輸送工具14移動塑料預成型坯，例如沿著它們的縱向軸L向諧振室8移動塑料預成型坯。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的裝置的更詳細的示意圖。對于這個實施例，在波導旁邊提供了三個調節(jié)引腳23a、2!3b和23c，這些調節(jié)引腳一起形成調節(jié)部件23，用于調節(jié)微波功率。附圖標記42表示固定組件，附圖標記41表示將微波引入諧振室8的孔隙。附圖標記25表示用于加熱塑料預成型坯(未示出)的接收室。附圖標記18指的是接收室25的縱向剖面。附圖標記12指的是耦合區(qū)域，微波通過該耦合區(qū)域耦合到諧振部件6中。圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術的諧振室6的剖面示意圖?？梢钥闯?，這里，可以沿著該室縱向L將塑料預成型坯引入該室中。其中，諧振部件中的電場E在塑料預成型坯的圓頂區(qū)域IOa中相當弱，因此，僅僅微弱地給該圓頂區(qū)域中的塑料預成型坯加熱。因而，在隨后的吹塑成型過程中，該微弱加熱區(qū)域內的任何材料拉伸都將減少到最小。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的諧振部件6的剖面示意圖?？梢钥闯觯C振室8相對于塑料預成型坯的縱向L傾斜排布。更具體地，諧振室8的縱向Ll相對于塑料預成型坯的縱向L呈某角度延伸，且不相互垂直。因此，諧振室中產(chǎn)生的電場的場線E不沿著塑料預成型坯的縱向延伸，而是相對它傾斜。通過這種方式，下面還將詳細描述，塑料預成型坯的圓頂區(qū)域IOa也將被充分加熱。將塑料預成型坯沿著方向Pl引入諧振室并沿著相反于Pl的方向移出諧振室8。附圖標記P2表示塑料預成型坯相對其縱向軸的旋轉。圖如和恥示出了塑料預成型坯內的場分布。在圖fe所示的示意圖中，電場的場線平行于塑料預成型坯的縱向L延伸。這意味著在塑料預成型坯的區(qū)域IOb中，產(chǎn)生了強電場(由長箭頭表示)，這導致了對塑料預成型坯的增強的加熱。通過對比，在圓頂區(qū)域內， 僅僅對塑料預成型坯產(chǎn)生了下降的或最少的加熱，因為這里的電場明顯減弱了。然而，在圖恥所示的示意圖中，電場E的方向相對于塑料預成型坯的縱向傾斜。此時，電場在標識為“最大”的區(qū)域較強且在標識為“最小”的區(qū)域較弱，即具有最小場強的區(qū)域偏離塑料預成型坯的縱向L。若現(xiàn)在相對塑料預成型坯的縱向軸L將其旋轉，將實現(xiàn)對塑料預成型坯的圓頂區(qū)域IOa的均勻加熱。另外，相對于與塑料預成型坯的縱向軸平行的軸旋轉塑料預成型坯，即采用塑料預成型坯的偏心旋轉，也是可行的。相對于與塑料預成型坯的縱向相傾斜的軸旋轉塑料預成型坯也是可行的。但是，此時，結果可能是電場E至少有時相對于塑料預成型坯的旋轉軸傾斜。圖6a和6b示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(圖6a)和根據(jù)本發(fā)明(圖6b)的對塑料預成型坯加熱的示意圖。如圖6a和6b中所示，通過與現(xiàn)有技術對比，通過本發(fā)明的步驟，實現(xiàn)了對塑料預成型坯的所有區(qū)域的均勻加熱。但是，為了這個目的，還可以使用相對于縱向傾斜的電場，以便有意地加熱塑料預成型坯的具有不同標識的不同區(qū)域。還可以例如通過相對于平行于其縱向但橫向偏離的軸旋轉塑料預成型坯，而不是相對于其縱向旋轉，來達到這個目的。還可以在加熱過程中，有意地旋轉塑料預成型坯例如一周半或半周等，而不是一整周。此時，例如，還可以使塑料預成型坯的外壁在某些區(qū)域加熱較強而在其它區(qū)域加熱較弱。在接下來的成型過程中，具有非圓形橫截面的容器，例如橢圓容器，可以通過這種方式生產(chǎn)。在另一優(yōu)選實施例中，在加熱時旋轉塑料預成型坯，但是不持續(xù)以相同的速度，而是階梯式或以變化的旋轉速度。通過這種方式，圍墻的某些區(qū)域將比其它區(qū)域受熱更強，使得在延展時又可以吹塑成型非圓形容器。申請人:保留主張本申請文件所公開的所有特征的權利，這些特征對本發(fā)明是重要的，它們獨立地或組合起來相對現(xiàn)有技術是新穎的。
權利要求
1.一種用于加熱容器(10)尤其是塑料預成型坯(10)的裝置(1)，包括至少一個用于產(chǎn)生微波形式的電磁交替場的微波產(chǎn)生部件(20)，用于將微波產(chǎn)生部件00)產(chǎn)生的微波傳輸至諧振部件(6)的微波傳輸部件O)，還包括用于相對諧振部件(6)輸送塑料預成型坯的輸送工具G)，所述諧振部件(6)具有諧振室(8)，該諧振室形成用于加熱塑料預成型坯 (25)的接收室(10)，其特征在于，所述諧振部件(6)的排布使得用于加熱容器(10)的電場的電場線(E)相對于該容器的縱向(L)至少部分地傾斜。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置(1)，其特征在于，所述裝置包括旋轉部件(14)，該旋轉部件至少在加熱時相對于其縱向軸(L)旋轉容器(10)。
3.根據(jù)以上任一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，諧振部件(6)的排布使得場線(E)與塑料容器的縱向(L)之間的角度在10°和45°之間，最好在15°和25°之間。
4.根據(jù)以上任一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，諧振室(8)的排布相對于塑料容器(10)的縱向傾斜。
5.根據(jù)以上任一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，諧振室包括耦合區(qū)域(12)， 微波通過該耦合區(qū)域導入諧振部件(6)。
6.根據(jù)以上任一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，所述裝置(1)包括移動設備，該移動設備通過沿著諧振部件的縱向(L)將塑料預成型坯移入諧振室來引導塑料容ο
7.根據(jù)以上任一項權利要求所述的裝置(1)，其特征在于，該諧振室(8)設于可移動載體(24)上。
8.一種用于加熱塑料容器(10)尤其是塑料預成型坯的方法，包括以下步驟將塑料預成型坯(10)引入諧振室(8)中；向塑料容器(10)施加電場(E)，并利用所述電場對塑料預成型坯加熱；將塑料預成型坯移出諧振室(8)；其特征在于，用于加熱容器的電場的場線(E)相對塑料預成型坯(10)的縱向(L)至少部分地傾斜地延伸。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，至少在應用電場時，塑料容器(10)相對其縱向旋轉。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，通過沿著諧振室(8)的縱向移動塑料容器(10)，將該塑料容器(10)引入諧振室(S)0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于加熱容器(10)尤其是塑料預成型坯(10)的裝置(1)，包括至少一個用于產(chǎn)生微波形式的電磁交替場的微波產(chǎn)生部件(20)，用于將微波產(chǎn)生部件(20)產(chǎn)生的微波傳輸至諧振部件(6)的微波傳輸部件(2)，還包括用于相對諧振部件(6)輸送塑料預成型坯的輸送工具(4)，所述諧振部件(6)具有諧振室(8)，該諧振室形成用于加熱塑料預成型坯(25)的接收室(10)。根據(jù)本發(fā)明，所述諧振部件(6)的排布使得用于加熱容器(10)的電場的電場線(E)相對于該容器的縱向(L)傾斜。本發(fā)明還涉及一種用于加熱容器(10)尤其是塑料預成型坯(10)的方法。
文檔編號B29C35/08GK102441957SQ20111029987
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權日2010年10月4日
發(fā)明者康拉德·森 申請人:克朗斯股份有限公司