СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОСУДА
METHOD AND DEVICE TO FABRICATE VESSEL

Изобретение относится к способу получения сосуда, который содержит по существу жесткую наружную емкость и легко деформирующуюся внутреннюю емкость, состоящие из термопластика, которые не имеют между собой сварного соединения, причем сосуд имеет отверстие, а наружная емкость имеет по меньшей мере одно отверстие в стенке, посредством которого происходит выравнивание давления в промежутке между внутренней емкостью и наружной емкостью, если внутренняя емкость вследствие извлечения из нее содержимого уменьшается в объеме. Согласно способу, соэкструдируют заготовку, состоящую из по меньшей мере двух рукавов, и устанавливают ее между открытыми половинами выдувной формы, причем выдувную форму закрывают, когда заготовка имеет требуемую для получения сосуда длину. При этом излишек материала в нижней части получаемого сосуда сдавливают и формируют выступающий наружу буртик из сваренного материала наружной емкости, который зажимает нижний сварной шов внутренней емкости и удерживает его в направлении оси. После этого заготовку раздувают рабочей средой, обычно сжатым воздухом, до ее прилегания к стенкам выдувной формы и вынимают из выдувной формы.
Аналогичный способ известен, например, из патента DE 196 26 967 С2. В этой публикации раскрывается, кроме того, что по меньшей мере одно отверстие в стенке проделывают просверливая или протыкая стенку наружной емкости сверлом, резцом или пробивной иглой, причем после прохождения сквозь стенку наружной емкости вдувают или впрыскивают рабочую среду к стенке внутренней емкости для ее отжатия и предохранения от повреждения сверлом или пробивной иглой. Под рабочей средой подразумевают воздух, газ, воду или гель.
Хотя различные термопластики наружной емкости и внутренней емкости не имеют друг с другом сварных соединений, они держатся друг с другом, если сосуд получают вышеописанным способом в процессе совместной экструзии. Прежде чем такой сосуд будет готов к применению, т.е. будет наполнен жидким или, например, гелеобразным содержимым, которое затем постепенно извлекается, например, с помощью безвоздушного насоса или, в случае выпрессованного сосуда, путем его сдавливания, внутренняя емкость должна отделяться от стенки наружной емкости, а затем снова прилегать к ней. До настоящего времени данная операция производилась путем создания через отверстие сосуда во внутренней емкости разрежения или вакуума, причем емкость при этом мгновенно сжималась. При этом внутренняя емкость, которая своим нижним швом зажата в нижнем буртике наружной емкости, отстает от наружной емкости более или менее неконтролируемым образом, причем может случиться, например, что внутренняя емкость отойдет только от одной стенки. Наконец, через отверстие сосуда во внутреннюю емкость вводится рабочая среда, обычно сжатый воздух, чтобы снова прижать ее к наружной емкости, чтобы внутренняя емкость имела заданную вместимость. Если сосуд при этом имеет форму бутыли с горлышком, которое через плечевую часть переходит, например, в цилиндрическое тело наружной емкости, при известных способах часто неизбежно, что в зону перехода от плеча к основной части наружной емкости между наружной емкостью и внутренней емкостью попадет воздух, который не может вытечь. Это происходит также тогда, когда корпус наружной емкости идет не прямолинейно, например, как в случае цилиндра, а имеет выступы и углубления.
Если внутренняя емкость не отошла по существу равномерно от стенки наружной емкости, то, несмотря на наличие отверстий для выравнивания давления в стенке наружной емкости, во внутренней емкости вследствие извлечения содержимого образуется сравнительно большое разрежение. Чем больше это разрежение, тем больше проницаемость через стенку внутренней емкости и тем выше опасность, что она станет негерметичной. Если разрежение во внутренней емкости будет слишком большим, это может повлечь за собой также неисправность предусматриваемого в большинстве случаев насоса, что ведет к невозможности извлечения всего содержимого сосуда. Возможен также вариант, согласно которому вначале разрежение станет настолько большим, что наружная и внутренняя бутыль будут складываться одновременно, пока разрежение не достигнет значения, которое позволит внутренней емкости резко отделиться.
В основе настоящего изобретения стоит задача усовершенствовать способ указанного типа, чтобы внутренняя емкость отделялась от наружной емкости контролированным образом и как можно более равномерно и могла снова прилегать к наружной емкости по существу без включения воздуха (или другой рабочей среды) между внутренней стенкой наружной емкости и внутренней емкостью.
Кроме того, должно быть разработано устройство, с помощью которого можно получить сосуд с этими свойствами.
Согласно изобретению, эта задача решается отличительными признаками пунктов 1 и 10 формулы изобретения.
Варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах.
Способ согласно изобретению после получения сосуда в выдувной форме и удаления из формы предусматривает следующие этапы, которые проводятся предпочтительно в устройстве по изобретению:
а) отверстие сосуда герметично закрывается, что предпочтительно осуществляется с помощью пробки, которая плотно вдавливается в отверстие сосуда, чаще всего в горлышко сосуда. После этого известным образом на этапе b) в стенке проделывают по меньшей мере одно отверстие, просверливая или пробивая стенку наружной емкости сверлом или пробивной иглой, причем после полного проникновения сквозь стенку наружной емкости в промежуток между сосудом и внутренней емкостью вводится рабочая среда, предпочтительно сжатый воздух. При этом рабочая среда выпускается предпочтительно из канала на краю сверла или пробивной иглы и вдувается к лежащей напротив зоне внутренней емкости, которая из-за находящейся под высоким давлением среды отжимается назад. В результате этого внутреннее давление во внутренней емкости повышается. Давление во внутренней емкости определяется предпочтительно установленным в ней датчиком давления. На этапе с), когда достигается заранее определенное первое пороговое значение давления, которое по порядку величины предпочтительно является малым, примерно 0,05 бар, и регистрируется датчиком, устройство управления сразу же останавливает подачу сверла или пробивной иглы, предотвращая повреждение стенки внутренней емкости. Введение рабочей среды в промежуток между наружной емкостью и внутренней емкостью продолжается до тех пор, пока во внутренней емкости не будет зарегистрировано второе заданное пороговое значение давления, которое указывает, что внутренняя емкость отошла от наружной емкости до желаемой степени и до предусмотренной высоты сосуда. На этапе d), на котором достигается второе пороговое значение давления, которое может составлять, например, 0,15 бар, введение рабочей среды в промежуток между наружной емкостью и внутренней емкостью останавливается.
В то время как первое пороговое значение давления устанавливается настолько низким, что оно практически соответствует первому измеримому повышению давления во внутренней емкости, которое указывает, что сверло, или пробивная игла, или соответствующий резец прошли сквозь стенку наружной емкости, второе пороговое значение давления устанавливается в зависимости от размера сосуда, формы сосуда, используемого материала и т.д. с возможностью обеспечения оптимального отделения внутренней емкости.
Если сосуд имеет, например, остроугольные края, встречающиеся у бутылок с широкими плечевыми участками, в частности, тогда, когда плечевые участки идут под прямым углом к окружности стенки сосуда, или когда сосуд имеет выступы или сужения, при которых возникает опасность попадания воздуха, если внутренняя емкость, отошедшая еще дальше вверх, снова будет прижата к стенке сосуда, то второе пороговое значение устанавливается на такой высоте, что процесс отхождения остановится до достижения критических значений. Соответствующее пороговое значение давления можно установить опытным путем. Таким образом, второе пороговое значение нужно всегда согласовывать с конкретным типом сосуда.
Когда введение рабочей среды в промежуток между наружной емкостью и внутренней емкостью останавливается, и, соответственно, заканчивается процесс отхождения, давление в указанном промежутке сбрасывают, вынимая сверло, или пробивную иглу вынимают из отверстия в стенке.
Этапы способа b)-d) предпочтительно проводить дважды, при этом на обеих сторонах плоскости, которая содержит нижний шов и среднюю продольную ось, проделывают по отверстию в стенке и через них вводят рабочую среду. При этом рамками изобретения охватывается также случай, когда по обеим сторонам плоскости делается больше отверстий в стенках, и этапы согласно изобретению могут применяться соответственно чаще.
При этом отверстия в стенке могут проделываться практически в любой зоне наружной емкости, например внизу, причем целесообразно, чтобы оба отверстия или дырки в стенке лежали напротив друг друга на линии, которая делит пополам нижний шов и проходит под прямым углом к нему. Формование отверстий в стенке примерно на половине высоты круговой стенки наружной емкости особенно целесообразно тогда, когда речь идет о выпрессованном сосуде, у которого содержимое извлекается не вакуумным насосом, а сдавливанием наружной емкости. При этом два отверстия в стенке могут закрываться пальцами пользователя, чтобы облегчить извлечение содержимого сосуда.
Отверстия сосуда могут быть образованы также в области плеча.
Целесообразно, чтобы этапы b)-d) проводились последовательно сначала для одного отверстия в стенке, а затем и для других отверстий в стенке.
Если внутренняя емкость по окончании технологических этапов с b) пo d) в требуемой степени отошла от всех отверстий в стенке, то проводят этап е), согласно которому после снятия давления в промежутке между наружной емкостью и внутренней емкостью во внутреннюю емкость через отверстие сосуда вводится рабочая среда, например через пробку в горлышке бутыли, чтобы отделенная от стенки сосуда внутренняя емкость снова прилегла к ней. Для этого предлагается ввести во внутреннюю емкость заранее заданный объем находящейся под заданным давлением среды за счет того, что предварительно напряженный источник сжатого воздуха соединяют через отверстия клапана с внутренним объемом внутренней емкости, при этом измеряют созданное во внутренней емкости давление. Измеренная величина давления коррелирует с вместимостью внутренней емкости и показывает, полностью ли она прилегла, как предусмотрено, к наружной емкости, или включения воздуха уменьшили вместимость, из-за чего (при превышении соответствующего допуска) сосуд стал бы непригодным.
Кроме того, предусмотрено определять изменение во времени этого внутреннего давления, причем это указывает, является ли внутренняя емкость герметичной.
Такой контроль качества при проверке объема и проверке герметичности проводится в устройстве по изобретению для каждого сосуда и представляет собой важный аспект настоящего изобретения.
Более конкретно, предлагается, чтобы в выдувной форме в области предусмотренных отверстий в стенке было образовано по выпуклости в наружной емкости, например, в форме плоского шарового сегмента с соответствующим внутренним углублением, к которому прилегает внутренняя емкость. Если сверло просверливает этот участок стенки в форме шарового сегмента перпендикулярно или под острым углом к поверхности стенки, и рабочая среда вдувается к имеющему форму шарового сегмента участку внутренней емкости, то последний резко откидывается внутрь, благодаря чему надежно предотвращается соприкосновение со сверлильным инструментом или резцом.
Устройство согласно изобретению предпочтительно содержит два отдельных пункта сверления с контролируемым приводом и контролируемой быстрой разгрузкой, причем угол наклона сверлильного инструмента, а также его положение могут регулироваться.
Согласно следующему предпочтительному варианту изобретения предусматривается, чтобы по окончании этапа a), т.е. после герметизации отверстия сосуда подходящей пробкой, во внутреннюю емкость вводился сжатый воздух, при этом создается давление, которое меньше давления среды, введенной в промежуток между наружной емкостью и внутренней емкостью. Это противодавление действует как буфер, который препятствует выбрасыванию внутренней емкости, из-за введенного в промежуток между наружной емкостью и внутренней емкостью сжатого воздуха, например, через край сосуда вверх. Благодаря противодавлению во внутренней емкости отхождение происходит контролированным, равномерным образом. При этом внутреннее давление может сбрасываться или понижаться при усиливающемся отхождении внутренней емкости и при сопутствующем ему уменьшении объема, например, посредством подходящего клапана, однако это не является обязательным. После создания противодавления датчик давления целесообразно устанавливается на ноль.
Соответственно отделение внутренней емкости проводится предпочтительно в два раздельных цикла, которые работают при одинаковых или разных пороговых значениях давления, которые должны быть установлены до осуществления способа.
Уплотнительные пробки, которые преимущественно применяются для герметизации отверстия сосуда, предпочтительно имеют по одному высверленному отверстию для находящегося во внутренней емкости датчика или его проводки и для клапана противодавления воздуха, через который сжатый воздух вводится во внутреннюю емкость. Действующее как буфер противодавление может, в зависимости от сосуда, составлять примерно до 0,2 бар. В альтернативной форме реализации предусмотрено только одно отверстие с переключающим клапаном.
Устройство согласно изобретению имеет пункт приема сосуда, который загружается вручную или автоматически или соединен с воздуходувкой. В пункте подачи сосуд вставляется в приспособление для зажима изделия, причем, например, четыре сосуда располагаются в одном ряду, на который опускается жесткая поперечина, которая герметизирует сосуд уплотнительными пробками. Кроме того, устройство согласно изобретению имеет предпочтительно два пункта сверления, один пункт для проверки объема, один пункт для проверки герметичности, а также предпочтительно одно отделение для проверки уплотняющей поверхности, а также высоты отхождения и устройство отсасывания стружки. Кроме того, на выходе устройства предусмотрена стрелка контроля качества для обеспечения качества, причем сосуд будет выбракован как "плохой", если он не выдержал проверку объема и/или герметичности, и у него не было достигнуто второго порогового значения давления, так что в этом случае внутренняя емкость отошла недостаточно.
Кроме того, средством регистрации данных устройства определяются значения давления при просверливании, а также при проверке объема и герметичности.
В качестве материалов для наружной емкости применяются, например, ПП, PET-G и сурлин, а внутренняя емкость может состоять, например, из луполена или сурлина. Внутренняя емкость может также состоять, например, из трех слоев, например EVOH, слой промотора адгезии, сурлин или луполен. Указанные материалы приведены только для примера и не являются ограничивающими.