[发明专利]用于将容器加热的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将容器加热的设备，特别是将预制件(preforms) 加热的设备。

背景技术

在现有技术中，最近出现了使用塑料容器代替玻璃容器的转变。在这些 塑料容器的生产过程中，使用由压缩空气进行膨胀的塑料预制件。为了进行 或促进这个膨胀过程，预制件通常被传送经过加热部分。

DE 3020150 A1公开了一种用于对热塑性预制件进行预加热的设备。为 了加热预制件，使用热空气来对整个预制件进行预加热，并且将预制件的基 本上所有部位都充分地加热到相同的温度。

EP 1366886 A1描述了一种用于预制件的预加热装置。在这个专利中， 有意地在预制件中形成一定的温度变化，从而用这种方法来提高生产出的产 品的质量。

US 5718853公开了一种用于在加热容器之前对该容器进行预加热的设 备。这是为了得到这样的结果，被每一个预制件吸收的热量相等，并且在预 制件上均匀地分布。

由申请人的国内现有技术可以知道，不是使用红外辐射加热预制件而是 使用微波辐射来代替或者选择性地外加进行。使用微波辐射可以更快地加热 预制件。

由于物理学原理，微波加热需要要有谐振腔，因此这个过程不能像红外 加热过程那样能够连续的进行，而是必须使用单个的微波站(microwave station)。为了使需要的站的数量尽可能少，加工时间应该尽可能的短。微波 传递给材料的热量与电场的平方以及介电损耗因子成比例：

P_heat∝ε``·E²

发明内容

本发明的目的是增加用于预制件的基于微波加热的装置的效率。还要提 高这种加热装置的生产能力。

通过根据权利要求1的用于将容器加热的设备和根据权利要求9的用于 将容器加热的方法来实现这个目的。

有利的实施方式和更进一步的发展方案构成了从属权利要求的主题。

根据本发明的用于将容器加热，特别是将预制件加热的设备，该设备包 括具有微波发生器和微波传导器的微波加热装置。另外，该设备包括用来传 送容器的传送装置。根据本发明，所述设备包括用来将容器加热的另外加热 装置，其中，该另外加热装置为在所述容器的传送方向上设置在所述微波加 热装置的上游的预热单元。预加热单元在这里可以理解为是指本身并不对预 制件进行完全加热，而是在后续的加热过程之前对该预制件进行预加热的加 热单元。

因此，本发明提出使用另外加热装置来对容器进行预加热，为了而后将 所述容器提供给由微波发生单元进行的加热过程。如上所述，用微波传递给 材料的热量还依赖于损耗因子ε``。由于微波电场不能被运转到所期望的高， 否则会有等离子体点火(plasma ignition)的危险，所以本发明提出了由介电 损耗因子来增加发热量。

为此，本发明利用了介电损耗因子的温度依赖性。在综合测试中发现， 在温度范围从10℃到100℃之间，PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的介电损 耗因子的数值上升到大约四倍。因此，通过对预制件进行预加热，可以提高 损耗因子，从而也可以在恒定的电场下相应地增加发热量。

优选地，所述另外加热装置包括供气单元，该供气单元为容器提供被加 热的气流。从而以预加热为目的地将容器置于此，特别是受到热空气的作用， 从而用这种方法来增加微波加热装置的效率。优选地，微波加热装置包括谐 振器。

在一种有利的实施方式中，该设备包括热交换器，该热交换器与微波发 生单元或微波发生器具有热交换连接。在微波加热预制件时，在磁电管中产 生废热，这就是说微波源所浪费的热量超过总能量的30％。这些热能通常通 过冷却水回路从磁电管中被转移掉，并且经由现有技术的热交换器消散于外 界。在本优选实施方式中，提出也要利用这些能量来加热PET预制件。这样， 设备整体的能量效率就可以提高了。此外，可以通过另外的装置来加热由热 交换器加热的空气，因而可以达到高于热交换器的温度水平。这可以特别有 用，因为任何的预加热都对后面的微波辐射过程的能力有积极的影响。