專利名稱：加壓塑料容器的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于加壓塑料容器的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
由于輕量化倡議使得容器壁更薄，制造商正致力于緩解與容器強(qiáng)度降低相關(guān)的問(wèn)題。薄壁塑料容器更易變形或“橢圓化”，并且不適于用在售賣機(jī)中，因?yàn)榇祟愊侣淞赡軙?huì)導(dǎo)致所述容器破裂。此外，一段時(shí)間過(guò)后，薄壁容器中液體內(nèi)容物的損失速度可能會(huì)比容器壁較厚的容器更快，從而導(dǎo)致所述容器的內(nèi)部真空度提高或變形。薄壁塑料容器可用于多種用途，包括貯存“過(guò)熱”或“過(guò)冷”的內(nèi)容物。對(duì)于“熱灌裝”工藝，容器內(nèi)通常會(huì)灌滿加熱的或“滾燙”的液體產(chǎn)品并在容器內(nèi)產(chǎn)品內(nèi)容物的溫度仍在高位時(shí)封蓋。隨著產(chǎn)品溫度的逐漸降低，內(nèi)容物體積也會(huì)隨之減小，從而導(dǎo)致容器內(nèi)可存在真空壓力，即容器內(nèi)壓力低于周圍的大氣壓力。如果容器是由模制塑料組成，則部分容器壁可能會(huì)在內(nèi)容物的冷卻過(guò)程中向內(nèi)變形。無(wú)論是針對(duì)“熱灌裝”還是“冷灌裝”應(yīng)用，為了解決這些涉及到容器(包括薄壁容器)的問(wèn)題，某些常規(guī)容器會(huì)在封蓋之前注入某種惰性氣體(如氮?dú)?。該方法可以同時(shí)增加容器的內(nèi)壓和表面硬度。此外，某些容器會(huì)在容器壁上添加肋材、溝槽、或相對(duì)較厚的器壁部分，以便加固器壁，從而減小因變形而造成的影響。同時(shí)，其他容器還會(huì)另外使用一個(gè)或多個(gè)真空板來(lái)幫助了解或控制與預(yù)期真空壓力相關(guān)的變形程度。然而，除了會(huì)增加容器構(gòu)造和制造工藝的復(fù)雜程度之外，上述方法的部分或全部也可能被視為沒(méi)有美感，和/ 或可能因?yàn)樾枰~外材料而增加容器的重量和成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于制造塑料容器(可能包括薄壁容器)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括致動(dòng)器和基礎(chǔ)單元。所述致動(dòng)器可包括主體部分和支撐/固定部件，所述部件經(jīng)配置以支撐或固定容器的一部分。所述基礎(chǔ)單元包括加熱表面，并且可以選擇性地加入插入物。在一項(xiàng)實(shí)施例中，所述致動(dòng)器可經(jīng)配置以對(duì)容器施加力或壓力以使其接觸基礎(chǔ)單元，所述基礎(chǔ)單元可經(jīng)配置以接納容器的底座部分，且加熱表面可經(jīng)配置以將能量或熱量傳遞至所述容器的底座部分的一部分。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了用于供應(yīng)薄壁塑料容器的方法的各項(xiàng)實(shí)施例。


將通過(guò)實(shí)例并參照附圖的形式描述本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例，附圖中圖1為用于加壓容器的系統(tǒng)的一項(xiàng)實(shí)施例的透視圖加為可結(jié)合根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例的系統(tǒng)而使用的致動(dòng)器的一部分的一般表示，所述致動(dòng)器的支撐/固定部件顯示在第一位置；圖2b為可結(jié)合根據(jù)一項(xiàng)實(shí)施例的系統(tǒng)而使用的致動(dòng)器的一部分的一般表示，所述致動(dòng)器的支撐/固定部件顯示在第二位置；圖3為在圖加和圖2b中描繪的類型的致動(dòng)器的一般表示，所述致動(dòng)器描繪為支撐/固定塑料容器；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的基礎(chǔ)單元的一般表示；圖fe至圖5c —般描繪涉及根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的系統(tǒng)的流程階段；圖6 —般描繪可與本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例相結(jié)合而使用的類型的塑料容器的側(cè)視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的容器底座部分的仰視圖；圖8a為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的容器底座部分的側(cè)視圖，描繪引致內(nèi)部真空壓力之前的情況；圖8b為根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的容器底座部分的側(cè)視圖，描繪受到內(nèi)部真空壓力影響之后的情況；圖9A為一圖表，所述圖表一般描繪涉及到根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的流程的溫度和壓力分布；圖9B為一圖表，所述圖表一般描繪涉及到根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例的流程的溫度和壓力分布；圖10為用于加壓容器的系統(tǒng)的一項(xiàng)實(shí)施例的正視圖；圖11為圖10所示系統(tǒng)的俯視圖；圖12為圖10所示系統(tǒng)的截面圖，其視角為12-12截面；圖13為圖10所示系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖14為系統(tǒng)的一項(xiàng)實(shí)施例的組裝/分解透視圖；以及圖15為圖14所示系統(tǒng)的實(shí)施例的組裝/分解透視圖，但顯示的視角不同。
具體實(shí)施例方式本部分將詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例，其實(shí)例將在此處描述并在附圖中展示。 盡管本發(fā)明會(huì)與各實(shí)施例一同說(shuō)明，但應(yīng)理解，其目的并不是要將本發(fā)明限制于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在覆蓋所附權(quán)利要求書中定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代物、修改和等同物。圖1 一般說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的加壓系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括一個(gè)上層部件(即致動(dòng)器20)和一個(gè)下層部件(即基礎(chǔ)單元30)。致動(dòng)器20可包括一個(gè)支撐/固定部件40以支撐和/或固定容器50的一部分，基礎(chǔ)單元30可包括一個(gè)主加熱表面32以及定心構(gòu)造60，該構(gòu)造可采用定心針等形式。此處公布的系統(tǒng)和方法的各實(shí)施例可用于與各種類型的塑料容器相結(jié)合而使用，包括薄壁塑料容器。例如，此類“薄壁”塑料容器可包括壁厚介于約0. 12毫米(約4. 724409密爾)至約0. 31毫米(12. 20472密爾)之間的容器，或壁厚更小的容器，包括壁厚在介于約0. 17毫米(6. 6擬913密爾)至約0.沈毫米(10. 23622 密爾)之間的子范圍內(nèi)的容器。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，致動(dòng)器20可至少向一個(gè)方向移動(dòng)(如直線上下移動(dòng))，并且可由多種已知的電力控制構(gòu)造控制。例如(且非限制)，涉及到致動(dòng)器20的移動(dòng)可進(jìn)行氣動(dòng)控制、液壓控制、伺服控制，和/或由電機(jī)或驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制。如圖1 一般展示，并在圖2a、 圖2b和圖3中附加說(shuō)明，致動(dòng)器可包括支撐/固定部件40。例如，支撐/固定部件40可采用敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)(如“C”形)，該部件經(jīng)配置以支撐和/或固定容器的一部分，如容器的上部 /頸部。此外，根據(jù)由圖加和2b中顯示的實(shí)施例所進(jìn)行的一般說(shuō)明，支撐/固定部件40 可采用不同的構(gòu)造，且如果要促進(jìn)其支撐/固定功能，可進(jìn)行相對(duì)于相關(guān)致動(dòng)器主體(通常被指定為70)的可控平移或移動(dòng)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，支撐/固定部件40可至少沿著相對(duì)于致動(dòng)器主體70的一個(gè)方向移動(dòng)(如前后移動(dòng))。例如(且非限制)，支撐/固定部件40通常會(huì)顯示在圖加的第一位置(相對(duì)“收縮”)，顯示在圖加的第二位置(相對(duì)“擴(kuò)展”)。這種“收縮”位置可能有助于在流程中進(jìn)行支撐/固定，而這種相對(duì)“擴(kuò)展”的位置則有助于獲取或釋放容器。如圖3中實(shí)施例的一般展示，可對(duì)致動(dòng)器20進(jìn)行配置，以便讓支撐/固定部件40 經(jīng)配置以維持和/或支持容器50上部的支撐凸緣80。此外，如圖3中的一般展示，支撐/ 固定部件40可與致動(dòng)器主體70組成一個(gè)整體或以整體方式形成；支撐/固定部件40可經(jīng)配置以在支撐凸緣80下滑動(dòng)；和/或涉及到容器50的封閉元件90可在受到支撐/固定部件的維持和/或支持情況下，在以后的某一時(shí)刻與致動(dòng)器主體70的下表面100接觸(或有接觸的趨勢(shì))。圖4 一般說(shuō)明了基礎(chǔ)單元30的一項(xiàng)實(shí)施例。如所述實(shí)施例所示，基礎(chǔ)單元30可包括定心構(gòu)造60。在一項(xiàng)實(shí)施例中，定心構(gòu)造60可以相對(duì)于基礎(chǔ)單元30進(jìn)行調(diào)節(jié)(如縱向調(diào)節(jié))。例如(且非限制)，定心構(gòu)造60可裝載彈簧，或在縱向上向外偏移，以便在容器的底座與定心構(gòu)造60接觸時(shí)，定心構(gòu)造60將會(huì)在保持與容器底座接觸的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié) (即提供指向基礎(chǔ)單元30的一定程度的“彎曲”)。在一項(xiàng)實(shí)施例中，定心構(gòu)造可經(jīng)配置(除其他因素之外)以通過(guò)操作嚙合容器底座的一部分(如容器的底座半球)，從而防止或減少涉及到容器的水平位移或抖動(dòng)。此外，對(duì)于某些實(shí)施例而言，定心構(gòu)造60的頂部或末端62 可經(jīng)配置以便將與相關(guān)容器的一部分底座更緊密或堅(jiān)固地嚙合起來(lái)。如圖4中的一般說(shuō)明，插入物110可包括在基礎(chǔ)單元30中。例如，可選擇性地加入插入物110，以配置相關(guān)系統(tǒng)，從而容納垂直長(zhǎng)度不同的容器。如果需要，可將插入物牢固但可移除地連接至基礎(chǔ)單元30，例如通過(guò)一個(gè)或多個(gè)螺孔112。在一項(xiàng)實(shí)施例中，插入物 110的至少一個(gè)部分可經(jīng)配置以便將來(lái)自基礎(chǔ)單元30的能量或熱量提供(例如傳導(dǎo))至容器的底座部分，例如通過(guò)表面114的各個(gè)部分。在系統(tǒng)10的實(shí)施例中，能量或熱量可以是來(lái)源于電力的熱量，也可以包含其他形式的傳導(dǎo)性能量或熱量。圖6 —般說(shuō)明了塑料容器50的一項(xiàng)實(shí)施例，例如，該容器可能容納于系統(tǒng)10的一項(xiàng)實(shí)施例中。塑料容器50包括一個(gè)底座部分52，如圖7中的一般說(shuō)明。但應(yīng)注意，本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例，多種其他底座構(gòu)造也可用于本發(fā)明中。根據(jù)一般說(shuō)明(且非限制)， 底座部分52可包括一個(gè)環(huán)狀支持表面M，該表面可經(jīng)配置以在外表面上支撐塑料容器50。 底座部分52還可能包括一個(gè)中心部件56，該部件可包括一個(gè)半球形或高架部件，包括與多種常規(guī)容器的底座設(shè)計(jì)相關(guān)的部件。此外，應(yīng)注意，底座部分52可選擇性地加入一個(gè)或多個(gè)其他類型的構(gòu)造，例如結(jié)構(gòu)性的加固構(gòu)造58。根據(jù)由圖8a和圖8b所示的底座部分52的實(shí)施例進(jìn)行的一般說(shuō)明，底座部分可在環(huán)形支撐表面M和中心部分56之間包括一個(gè)過(guò)渡段或過(guò)渡部分(通常指定為120)。根據(jù)一般說(shuō)明，過(guò)渡段或過(guò)渡部分120可包括一個(gè)或多個(gè)臺(tái)階122，并且可包括一個(gè)或多個(gè)彈性或倒置段或部分124。圖8a—般說(shuō)明了根據(jù)為容器提供熱灌裝內(nèi)容物的實(shí)施例的容器底座部分52的側(cè)視圖，顯示的是引致內(nèi)部真空壓力之前的情況。圖8b —般說(shuō)明在引致內(nèi)部真空壓力之后的底座部分52，以便于所述倒置部分或部分124因至少一部分真空壓力而向上移動(dòng)(例如變得更凹)。再次回到圖4，在一項(xiàng)實(shí)施例中，基礎(chǔ)單元的至少一部分，或插入物110(如果使用插入物)可經(jīng)配置以將能量或熱量傳導(dǎo)至容器50的底座部分52的特定/所選部分。例如，與容器50的底座部分52相接觸的傳導(dǎo)表面(無(wú)論是基礎(chǔ)單元還是插入物)可經(jīng)配置以向部署在環(huán)形支撐表面M和中心部分56之間的全部或部分段提供能量或熱量。在一項(xiàng)實(shí)施例中，上述基礎(chǔ)單元(或插入物)的接觸表面可與彈性或倒置段或部分(如圖8a和圖 8b中的124)的大部分相接觸。因此，系統(tǒng)允許可控地將能量或熱量施加至底座部分52的所選部分或各個(gè)部分。圖5a至圖5c —般表示了涉及本發(fā)明的一項(xiàng)實(shí)施例的方法或流程。如圖fe中的一般表示，包括支撐/固定部件40的致動(dòng)器可獲取具有底座部分52的容器50。在流程中的該階段中，容器50中已灌滿內(nèi)容物(例如在至少150華氏度至210華氏度(65°C至98.9°C ) 的高溫下，對(duì)于某些實(shí)施例而言，在至少170華氏度至180華氏度(77°C至82°C)的高溫下)，且容器已密封并已應(yīng)用封閉元件(如封閉元件90)。容器50可冷卻至一定溫度，例如，某些實(shí)施例中冷卻至約70華氏度1°C )至約120華氏度(49°C )之間，在其他實(shí)施例中冷卻至約80華氏度(27°C )至約120華氏度(49°C )之間，這可引起容器的輕微變形。 應(yīng)當(dāng)注意，依據(jù)“阻力最小”的區(qū)域，因容器50中內(nèi)容物的逐漸冷卻而產(chǎn)生的內(nèi)部真空壓力可能會(huì)導(dǎo)致容器的側(cè)壁的各部分產(chǎn)生相應(yīng)的變形(例如向里凹陷)。容器50可隨后移動(dòng)至相對(duì)于基礎(chǔ)單元30和定心構(gòu)造60的適當(dāng)位置。所述系統(tǒng)10使用了插入物110，某些應(yīng)用可選擇是否使用所述插入物。如圖所示，插入物110環(huán)繞在基礎(chǔ)單元30上的定心構(gòu)造60 周圍。在所述系統(tǒng)的實(shí)施例中，容器50的底座部分52的最底部至基礎(chǔ)單元30 (或插入物 110，如果其存在)的頂部的垂直距離(移距)可為，但不限于，3英寸或3英寸以下。對(duì)于某些實(shí)施例，可使用沖程較長(zhǎng)的氣缸。應(yīng)注意，通過(guò)最小化或縮短容器底座52接觸基礎(chǔ)單元30或與其嚙合所需移動(dòng)的距離，循環(huán)時(shí)間可會(huì)相應(yīng)縮短。如圖釙中的實(shí)施例所示，致動(dòng)器20可將容器50向基礎(chǔ)單元30和定心構(gòu)造60移動(dòng)。容器50的底座部分52最終將與定心構(gòu)造60接觸和/或嚙合，所述定心構(gòu)造可經(jīng)配置以縮回(或在底座部分52返回與基礎(chǔ)單元30和/或插入物110有效連通/接觸之前提供一定程度的“彎曲”)(提供了插入物)。如圖5c中的一般表示，容器50的各部分可移動(dòng)至與致動(dòng)器20和基礎(chǔ)單元30和 /或插入物110有效接觸或連通。致動(dòng)器20可對(duì)容器50的一部分(如封閉元件90)施加一定程度的向下壓力或力，使得所述容器的底座部分52的至少一部分可與基礎(chǔ)單元30和/ 或插入物110的經(jīng)配置以傳導(dǎo)能量或熱量的傳導(dǎo)部分或區(qū)域接觸。在一項(xiàng)實(shí)施例中，溫度不低于約200華氏度的熱量或能量會(huì)從基礎(chǔ)單元30傳遞至容器底座部分52。在一項(xiàng)實(shí)施例中，例如但不限于，傳導(dǎo)部分可對(duì)底座部分52的選定區(qū)域提供約450華氏度的熱量或能量。基礎(chǔ)單元30可在一段時(shí)間(約1至6秒)內(nèi)將熱量施加至容器底座，對(duì)某些實(shí)施例而言，這段時(shí)間約為1秒或1秒以下。例如，致動(dòng)器20可施加約30磅力(133N)至約190磅力 (845N)的向下頂部壓力。非限制地，某些實(shí)施例通常會(huì)額定采用約125磅力(556N)。這種頂部壓力/力可以，除了其它因素之外，幫助穩(wěn)定內(nèi)部壓力并促使容器側(cè)壁維持原有形狀， 并且有助于增加底座硬度(由于相關(guān)的塑性記憶，底座壁此時(shí)沒(méi)有縮回的趨勢(shì))并大體上增加容器強(qiáng)度。因此，系統(tǒng)即提供一定程度的可控向下壓力，且可單獨(dú)或綜合控制或調(diào)整對(duì)能量和/或熱量的應(yīng)用。在本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例中，在圖fe至圖5c中一般表示的流程的總循環(huán)時(shí)間可為2秒至8秒(可為3秒至4秒，或以下)，而容器50的底座部分52與基礎(chǔ)單元30和/或插入物110接觸的時(shí)間可為1秒或1秒以下。圖9A是一圖表，該圖表一般說(shuō)明了涉及到根據(jù)本發(fā)明的“熱灌裝”實(shí)施例的流程的溫度和壓力分布。回到該圖表，圖中的A點(diǎn)表示塑料容器已到達(dá)灌裝場(chǎng)所。例如，該灌裝場(chǎng)所的大氣壓力可為979. 056mbar(14. 2psi)。在圖中的B段中，容器可在高溫下灌裝內(nèi)容物，然后密封/封蓋(某些實(shí)施例的最高溫度可為約80°C (176華氏度))。在階段C的起點(diǎn)或起點(diǎn)附近，所述階段可在達(dá)到熱灌裝的最高溫度后立即開(kāi)始，隨著溫度在5至6分鐘或更短時(shí)間內(nèi)從(例如)約80°C (176華氏度)下降至約30°C (86華氏度)，所述容器將會(huì)開(kāi)始輔助冷卻(例如與冷卻隧道或冷浴相連)。隨著溫度的降低，內(nèi)部壓力也會(huì)開(kāi)始變成負(fù)值， 而隨著壓力(例如)降至 786. 002mbar(ll. 4psi)或 786. 002mbar (11. 4psi)左右(D 點(diǎn)附近)，所述容器內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部真空壓力。接近所述壓力時(shí)，所述實(shí)施例的溫度為25°C (77 華氏度)左右。處于或接近E點(diǎn)時(shí)，所述容器的底座部分會(huì)因?yàn)槭┘訅毫?或熱量而倒置，例如與此前所述的系統(tǒng)相結(jié)合。所述用圖表表示的實(shí)施例顯示，內(nèi)部壓力會(huì)在此“倒置時(shí)刻”到達(dá)(例如)約2220.112mbaH32.2psi)的峰值，隨后迅速下降。應(yīng)注意，依據(jù)容器的構(gòu)造，可以無(wú)需使用這一過(guò)高壓力來(lái)倒置底座部分。處于或接近F點(diǎn)時(shí)，壓力開(kāi)始正?；良s917. 003mbar(13. 3psi)。此外，由于涉及到容器底座的相應(yīng)倒置情況，壓力將會(huì)開(kāi)始穩(wěn)定接近大氣壓力。接近G點(diǎn)時(shí)，溫度趨于進(jìn)一步下降(例如)至約18°C (64. 4華氏度)的讀數(shù)以下，但是內(nèi)部壓力仍然維持在917.003mbaHl3.3psi)的相對(duì)穩(wěn)定水平，且除非環(huán)境條件突變，否則此后所述內(nèi)部壓力將不會(huì)進(jìn)一步變動(dòng)。圖9B包括一圖表，該圖表一般描述了涉及根據(jù)所述系統(tǒng)的另一項(xiàng)實(shí)施例的流程的溫度和壓力分布。圖10 —般說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的另一項(xiàng)實(shí)施例的加壓系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括一個(gè)上層部件(致動(dòng)器20)和一個(gè)下層部件(基礎(chǔ)單元30)。致動(dòng)器20可包括支撐/固定固件 40，以支撐和/或固定容器50的一部分。圖11描繪圖10中所示的系統(tǒng)的俯視圖。圖12提供圖10中所示系統(tǒng)10的截面圖，并通過(guò)額外詳情展示基礎(chǔ)單元30的各個(gè)方面。如圖所示，基礎(chǔ)單元的一項(xiàng)實(shí)施例可包括隔離物130、頂部絕緣裝置132、加熱器或加熱元件(如陶瓷加熱器)134，以及蓋子136。應(yīng)注意，所述系統(tǒng)的各項(xiàng)實(shí)施例可采用多種類型的加熱器，包括但不限于電阻加熱器、感應(yīng)加熱器或氣體加熱器(其形狀可為桿狀、 線圈、帶狀或盤形)，加熱器可包含多種材料(包括陶瓷、金屬或復(fù)合材料)。圖13從不同角度描繪系統(tǒng)10 (側(cè)視圖)。所述系統(tǒng)10展示包括(尤其是)懸掛塊料140、瓶頸隔離物 142，以及用于支撐和/或固定瓶50的一部分的支撐/固定部件40 (采用隔開(kāi)的抓具的形式)的致動(dòng)器20。隔離物142可經(jīng)配置以提供用于接納容器50的最上層部分的充足空間S。例如但不限于，結(jié)合500ml瓶而提供的空間S的尺寸可為大約0. 880英寸。如圖所示， 所述實(shí)施例的基礎(chǔ)單元30包括定心環(huán)150和套管152。如圖中的一般表示，組裝部件10的總高度H可為12英寸以下(對(duì)某些實(shí)施例而言)。然而，組裝部件的高度并不固定，所述高度(以及系統(tǒng)的其他尺寸)可經(jīng)配置/調(diào)整以適應(yīng)計(jì)劃容器尺寸。圖14和圖15以兩個(gè)不同透視圖描繪所述系統(tǒng)10的一項(xiàng)實(shí)施例的組裝/分解圖。 這兩幅圖通過(guò)額外詳情描繪系統(tǒng)10的各元件，包括致動(dòng)器20和基礎(chǔ)單元30的各項(xiàng)實(shí)施例。如圖14所示，致動(dòng)器20可包括由多個(gè)部件組成的支撐/固定部件40 (圖中以左右部件顯示)，支重輪/鉸軸安裝160，帶肩螺釘162以及彈簧164 (如壓縮彈簧)。如圖15所示，基礎(chǔ)單元30的一項(xiàng)實(shí)施例可包括定位銷170、螺釘172 (如拇指螺釘)、基礎(chǔ)單元隔離物 174、螺釘頭(如六角螺釘)176、絕緣裝置178以及蓋子180(所述蓋子可由(例如)螺釘 182固定)。就致動(dòng)器20而言，圖15還描繪帶帽螺釘190和定位銷192。對(duì)于本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例，初始真空壓力可為，例如但不限于，約_3psi。然而應(yīng)注意，所述初始值會(huì)因各容器的抵抗力的不同而異，也就是說(shuō)，結(jié)構(gòu)更具剛性的容器可獲得更高的初始內(nèi)部真空壓力。涉及本發(fā)明的流程的各項(xiàng)實(shí)施例有助于將遇到的壓力維持在與大氣壓力相差+/_2psi之內(nèi)。也就是說(shuō)，最終灌裝有內(nèi)容物的容器的期望內(nèi)部壓力可介于大氣壓力+/-2. Opsi之間。此外，對(duì)于某些實(shí)施例，最終灌裝有內(nèi)容物的容器內(nèi)部壓力可維持在大氣壓力+/-Ipsi之間。對(duì)于所述系統(tǒng)的許多實(shí)施例，正大氣壓力優(yōu)于負(fù)大氣壓力。另外，例如但不限于，如果灌裝場(chǎng)所的大氣壓力約為14. Opsi，那么所述系統(tǒng)和流程可提供內(nèi)部壓力介于12. Opsi至16. Opsi之間的已灌裝內(nèi)容物且封蓋的最終容器，并且可提供這種內(nèi)部壓力介于13. Opsi至15. Opsi之間的容器。應(yīng)注意，使用本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例有益于熱灌裝應(yīng)用的塑料容器的輕量化。所述系統(tǒng)和流程的各項(xiàng)實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)供應(yīng)塑料容器，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器，因?yàn)橥ㄟ^(guò)容器底座部分處理內(nèi)部壓力可減少容器各部分所需的材料用量，和/或需要更少的結(jié)構(gòu)或無(wú)需任何結(jié)構(gòu)(如真空板)來(lái)適應(yīng)預(yù)期的真空壓力。應(yīng)注意，使用本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例有益于冷灌裝應(yīng)用的塑料容器的輕量化，包括傾向于改進(jìn)可賣性的應(yīng)用。所述系統(tǒng)和流程的各項(xiàng)實(shí)施例可供應(yīng)塑料容器，如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)容器，因?yàn)橥ㄟ^(guò)容器底座部分處理內(nèi)部壓力可減少容器各部分所需的材料用量，和/或需要更少的結(jié)構(gòu)或無(wú)需任何結(jié)構(gòu)或使用惰性氣體的措施來(lái)適應(yīng)預(yù)期的下降力。此外，所述系統(tǒng)和流程的各項(xiàng)實(shí)施例可顯著增加生產(chǎn)環(huán)境中的效能。盡管圖1中僅描繪單個(gè)系統(tǒng)(可稱為單元或站)，但本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例考慮的是可提供多個(gè)這種系統(tǒng)的設(shè)備。本發(fā)明的各項(xiàng)實(shí)施例可提供包括多個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)系統(tǒng)或設(shè)備，多個(gè)致動(dòng)器和基礎(chǔ)單元可以圍繞在轉(zhuǎn)輪的外圍等距間隔且呈徑向延伸的成對(duì)組合的形式提供。在多組系統(tǒng)或設(shè)備的情況下，每一單個(gè)系統(tǒng)(例如可稱為副系統(tǒng)或站)可包括關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)單元和相應(yīng)的致動(dòng)器。所述環(huán)形系統(tǒng)可包括多達(dá)6至48個(gè)副系統(tǒng)或更多。此外，所述環(huán)形系統(tǒng)的循環(huán)時(shí)間可(例如)定為約4秒或每分鐘15轉(zhuǎn)。上述本發(fā)明的特定實(shí)施例的說(shuō)明用于圖解或說(shuō)明。但其目的不在于作徹底說(shuō)明或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開(kāi)的確切形式，多種修改和變體均有可能與上述指導(dǎo)相符。對(duì)實(shí)施例的選擇和描述僅用于解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，以便所屬領(lǐng)域的其他一般技術(shù)人員可使用本發(fā)明及適用于本發(fā)明所涵蓋的各種特定用途的具有多種修改的實(shí)施例。本發(fā)明的范圍將由權(quán)利要求書及其等同物定義。
權(quán)利要求
1.一種用于制造灌裝有內(nèi)容物的塑料容器的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含致動(dòng)器，其包括主體部分和支撐/固定部件，所述部件經(jīng)配置以支撐或固定所述容器的一部分；基礎(chǔ)單元，其包括加熱表面；且其中所述致動(dòng)器經(jīng)配置以對(duì)所述容器施加力或壓力以使其接觸所述基礎(chǔ)單元；所述基礎(chǔ)單元經(jīng)配置以接納所述容器的底座部分；且所述加熱表面經(jīng)配置以將能量或熱量傳遞至所述容器的所述底座部分的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基礎(chǔ)單元包括定心構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述定心構(gòu)造包括定心針。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述定心構(gòu)造經(jīng)配置以朝向和遠(yuǎn)離所述致動(dòng)器線性移動(dòng)，且所述定心構(gòu)造包括用于將所述定心構(gòu)造向所述致動(dòng)器方向偏置的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述基礎(chǔ)單元包括插入物，所述插入物經(jīng)配置以部署在所述基礎(chǔ)單元與所述容器之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述插入物包括上層表面，所述表面經(jīng)配置以通過(guò)操作嚙合所述容器的所述底座部分的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述支撐/固定部件經(jīng)配置以在朝向和遠(yuǎn)離所述致動(dòng)器的所述主體部分的線性方向上移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述支撐/固定部件相對(duì)于所述致動(dòng)器牢固固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其中所述支撐/固定部件經(jīng)配置以在所述容器的上層部分的下方滑動(dòng)并支撐所述容器的所述上層部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包含多個(gè)致動(dòng)器和多個(gè)基礎(chǔ)單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)輪；且所述多個(gè)致動(dòng)器和基礎(chǔ)單元是圍繞在轉(zhuǎn)輪的外圍以等距間隔且呈徑向延伸的成對(duì)組合的形式提供。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)經(jīng)配置用于制造熱灌裝塑料容器。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)經(jīng)配置用于制造冷灌裝塑料容器。
14.一種用于供應(yīng)灌裝有內(nèi)容物的塑料容器的方法，所述方法包含供應(yīng)封閉或密封的含內(nèi)容物的塑料容器；將所述塑料容器傳遞至基礎(chǔ)單元，所述基礎(chǔ)單元經(jīng)配置以嚙合或接觸所述塑料容器的底座部分的至少一部分；定向施加力或壓力以促使所述塑料容器嚙合或接觸所述基礎(chǔ)單元；以及在所述底座部分與所述基礎(chǔ)單元通過(guò)操作接觸時(shí)將能量或熱量傳導(dǎo)至所述塑料容器的所述底座部分的至少一部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述基礎(chǔ)單元包括插入物，所述插入物經(jīng)配置以嚙合或接觸所述塑料容器的所述底座部分的至少一部分，且所述插入物經(jīng)配置以將能量或熱量傳導(dǎo)至所述底座部分的至少一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其包括允許所述塑料容器的所述底座部分的一部分在施加所述能量或熱量的過(guò)程中或之后倒置。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在大約1秒或更短時(shí)間內(nèi)施加所述能量或熱量。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中施加到所述塑料容器的所述底座部分的至少一部分的所述能量或熱量大約為400華氏度。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在施加所述能量或熱量后，所述容器的內(nèi)部壓力介于大氣壓力-2. Opsi和+2. Opsi之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在施加所述能量或熱量后，所述容器的內(nèi)部壓力介于大氣壓力-I. Opsi和+1. Opsi之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述定向以促使所述塑料容器嚙合或接觸所述基礎(chǔ)單元的力或壓力介于約Ipsi至約50psi之間。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在高溫下供應(yīng)所述內(nèi)容物。
23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在室溫或低于室溫下供應(yīng)所述內(nèi)容物。
24.一種用于供應(yīng)灌裝有內(nèi)容物的塑料容器的方法，所述方法包含 供應(yīng)具有頂部和底座部分的塑料容器；向所述塑料容器內(nèi)灌裝內(nèi)容物；封閉或密封所述塑料容器；向所述塑料容器的所述頂部施加力或壓力；以及向所述塑料容器的所述底座部分的一部分施加能量或熱量。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中在高溫下向所述塑料容器內(nèi)灌裝內(nèi)容物。
26.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中在室溫或低于室溫下向所述塑料容器內(nèi)灌裝內(nèi)容物。
27.一種用于供應(yīng)熱灌裝塑料容器的方法，所述方法包含 供應(yīng)具有頂部和底座部分的塑料容器；在高溫下向所述塑料容器內(nèi)灌裝內(nèi)容物； 封閉或密封所述塑料容器；冷卻所述塑料容器內(nèi)的所述內(nèi)容物，或讓所述容器內(nèi)的所述內(nèi)容物冷卻； 允許所述塑料容器的一部分回應(yīng)于因與所述塑料容器的所述內(nèi)容物的冷卻相關(guān)的內(nèi)部壓力而提供內(nèi)部體積減??；向所述塑料容器的所述頂部施加力或壓力；以及向所述塑料容器的所述底座部分的一部分施加能量或熱量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于制造塑料容器(包括薄壁容器)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括致動(dòng)器(20)和基礎(chǔ)單元(30)。所述致動(dòng)器包括主體部分(70)和支撐/固定部件(40)，所述部件經(jīng)配置以支撐或固定容器(50)的一部分。所述基礎(chǔ)單元包括加熱表面，并且可以選擇性地加入插入物。在一項(xiàng)實(shí)施例中，所述致動(dòng)器可經(jīng)配置以對(duì)容器施加力或壓力以使其接觸所述基礎(chǔ)單元，所述基礎(chǔ)單元可經(jīng)配置以接納所述容器的底座部分(52)，且所述加熱表面可經(jīng)配置以將能量或熱量傳遞至所述容器的所述底座部分的一部分。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了用于供應(yīng)塑料容器的方法的各項(xiàng)實(shí)施例。
文檔編號(hào)B65B61/24GK102307786SQ201080006944
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者M·柏姆, R·C·達(dá)雷 申請(qǐng)人:普拉斯蒂派克包裝公司