BR112013031386B1

BR112013031386B1 - compensação de máquina de hidrapak usando cilindro isolador

Info

Publication number: BR112013031386B1
Application number: BR112013031386-2A
Authority: BR
Inventors: Kirk Edward Maki; G. David Lisch; Brad Wilson
Original assignee: Amcor Limited
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2021-02-09
Also published as: EP2694271B1; EP2694271A4; JP5977341B2; CN103608164B; EP2694271A2; US20120315348A1; BR112013031386A2; WO2012170517A3; AR086891A1; JP2014519429A; MX2013014167A; WO2012170517A2; CN103608164A; US9216537B2

Abstract

COMPENSAÇÃO DE MÁQUINA DE HIDRAPAK USANDO CILINDRO ISOLADOR É fornecido um aparelho e método para simultaneamente formar e encher um recipiente de plástico. Um molde tendo uma cavidade de molde define uma superfície interna e está adaptado para aceitar uma preforma. Uma fonte de pressão é operável para retirar líquido através da entrada e impelir o mesmo para a preforma. Um bocal de sopro pode ser adaptado para receber o líquido a partir da fonte de pressão e transferir o líquido em alta pressão para a preforma desta forma impelindo a preforma para expandir para a superfície interna da cavidade de molde e criar um recipiente resultante. Um sistema de compensação de pressão pode exercer uma força de fixação no molde em resposta à fonte de pressão. O líquido permanece dentro do recipiente como um produto final

Description

REFERÊNCIA CRUZADA COM PEDIDOS RELACIONADOS

[0001] Este pedido reivindica a prioridade do Pedido de Utilidade dos EUA No. 13/489,943, depositado em 6 de junho de 2012, e o benefício do Pedido Provisório dos EUA No. 61/495, 072, depositado em 9 de junho de 2011. Tudo o divulgado pelos pedidos acima é incorporado aqui por referência.

CAMPO

[0002] Esta descrição em geral se refere à formação e preenchimento de um recipiente de plástico. Mais especificamente, esta descrição se refere a um aparelho e método para criar força de fixação suficiente para reter moldes de fabricação em uma posição fechada durante fabricação de recipiente de alta pressão, tal como aquele usado nos processos que empregam a formação e o enchimento simultâneos dos recipientes de plástico.

FUNDAMENTOS

[0003] Esta seção provê informação de conhecimento relacionada com a presente descrição que não é necessariamente estado da técnica.

[0004] Como um resultado de preocupações ambientais e outras preocupações, recipientes de plástico, mais especificamente poliéster e ainda mais especificamente recipientes de polietileno tereftalato (PET) estão sendo usados agora mais do que nunca para embalar várias commodities (mercadorias) anteriormente fornecidas em recipientes de vidro. Fabricantes e preenchedores, bem como consumidores, reconheceram que recipientes de PET são leves, baratos, recicláveis e podem ser fabricados em grandes quantidades.

[0005] Recipientes de plástico moldados por sopro têm alcançado lugar comum na embalagem de vários commodities. PET é um polímero que pode ser cristalizado, o que quer dizer que está disponível em uma forma amorfa ou uma forma semicristalina. A capacidade de um recipiente de PET para manter a sua integridade de material se refere à porcentagem do recipiente de PET na forma cristalina, ainda conhecido como a "cristalinidade" do recipiente de PET. A seguinte equação define a porcentagem de cristalinidade como uma fração de volume:

onde p é a densidade do material de PET; pa é a densidade de material de PET amorfo puro (1,333 g/cm3); e pc é a densidade de material cristalino puro (1,455 g/cm3). Uma vez que um recipiente foi soprado, uma commodity pode ser adicionada no recipiente.

[0006] Tradicionalmente moldagem por sopro e enchimento se desenvolveram como dois processos independentes, em muitos casos operados por diferentes companhias. De maneira a fazer o enchimento de garrafa de maior custo benefício, alguns preenchedores moveram para moldagem por sopro em casa (in house), em muitos casos integrando moldadores por sopro diretamente nas suas linhas de enchimento. Os fabricantes de equipamento reconheceram esta vantagem e estão vendendo sistemas "integrados" que são projetados para garantir que o moldador por sopro e o enchedor sejam completamente sincronizados. Apesar destes esforços para aproximar os dois processos, moldagem por sopro e enchimento continuam a ser dois processos distintos independentes. Como um resultado, custos significativos podem ser incorridos enquanto realizam estes dois processos separadamente. Assim, existe uma necessidade por um sistema de moldagem por sopro hidráulico ou líquido adequado para formar e encher um recipiente em uma única operação. Além disso, existe uma necessidade por uma preforma modificada que é particularmente bem adequada para o sistema de moldagem que forma e enche um recipiente em uma única operação.

SUMÁRIO

[0007] Esta seção provê um sumário geral da descrição, e não é uma descrição compreensiva de todo o seu escopo ou de todas as suas funcionalidades.

[0008] De maneira apropriada, a presente descrição ensina um molde tendo uma cavidade de molde definindo uma superfície interna e adaptado para aceitar uma preforma. Uma fonte de pressão é operável para retirar líquido através da entrada e impelido pela mesma para a preforma. Um bocal de sopro pode ser adaptado para receber o líquido a partir da fonte de pressão e transferir o líquido em alta pressão para a preforma impelindo desta forma a preforma para expandir para a superfície interna da cavidade de molde e criar um recipiente resultante. Um sistema de compensação de pressão pode exercer uma força de fixação no molde em resposta à fonte de pressão. O líquido permanece dentro do recipiente como um produto final.

[0009] Áreas de aplicabilidade adicionais serão aparentes a partir da descrição provida aqui. A descrição e exemplos específicos neste sumário estão intencionados para os propósitos de ilustração apenas e não estão intencionados a limitar o escopo da presente descrição.

DESENHOS

[00010] Os desenhos descritos aqui são para propósitos ilustrativos apenas de concretizações selecionadas e nem todas as implementações possíveis, e não estão intencionados a limitar o escopo da presente descrição.

[00011] A FIG. 1 é uma representação esquemática de uma preforma aquecida passada para uma estação de molde em que uma fonte de pressão incluindo um dispositivo semelhante a pistão começa a se mover para cima, retirando líquido para a fonte de pressão de acordo com os ensinamentos da presente descrição.

[00012] A FIG. 2 é uma representação esquemática do sistema ilustrado na FIG. 1 em que as metades de molde se fecham em torno da preforma e o líquido continua a se acumular na fonte de pressão.

[00013] A FIG. 3 é uma representação esquemática do sistema ilustrado na FIG. 2 em que uma haste de estirar se estende para a preforma para iniciar o estiramento mecânico e em que fluido continua a se acumular na fonte de pressão.

[00014] A FIG. 4 é uma representação esquemática do sistema da FIG. 3 em que a haste de estirar estira a preforma e em que fluido ficou completamente acumulado na fonte de pressão.

[00015] A FIG. 5 é uma representação esquemática do sistema da FIG. 4 em que o dispositivo semelhante a pistão direciona o líquido a partir da fonte de pressão para a preforma expandindo desta forma a preforma para as paredes da cavidade de molde.

[00016] A FIG. 6 é uma representação esquemática do sistema da FIG. 5 em que o dispositivo semelhante a pistão foi completamente atuado desta forma transferindo completamente um volume de líquido apropriado para o recipiente recém-formado e em que a haste de estirar está retirando.

[00017] A FIG. 7 é uma representação esquemática do sistema da FIG. 6 em que as metades de molde separam e o dispositivo semelhante a pistão começa a retirar líquido para a fonte de pressão no preparo para o próximo ciclo.

[00018] A FIG. 8 é uma representação esquemática de uma preforma aquecida passada para uma estação de molde em que uma fonte de pressão incluindo um sistema de motor servo de acordo com os ensinamentos da presente descrição.

[00019] A FIG. 9 é uma representação esquemática de uma estação de molde tendo um sistema de compensação de pressão para exercer uma força de fixação no molde em resposta a uma pressão no commodity líquido.

[00020] A FIG. 10 é uma representação esquemática de uma estação de molde tendo um sistema de compensação de pressão para exercer uma força de fixação no molde em resposta a uma pressão no commodity líquido de acordo com algumas concretizações.

[00021] Correspondentes numerais de referência indicam correspondentes partes através das várias vistas dos desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[00022] Concretizações de exemplo serão descritas agora mais completamente com referência aos desenhos anexos. Concretizações de exemplo são providas de forma que esta descrição será completa, e vai transportar completamente o escopo para os peritos na técnica. Vários detalhes específicos são definidos tais como exemplos de componentes, dispositivos, e métodos específicos, para prover um entendimento completo das concretizações da presente descrição. Será aparente para os peritos na técnica que detalhes específicos não precisam ser empregados, que concretizações de exemplo podem ser incorporadas de muitas formas diferentes e que nenhuma delas deve ser interpretada para limitar o escopo da descrição.

[00023] A terminologia usada aqui é para o propósito de descrever concretizações particulares de exemplo apenas e não está intencionada a ser limitante. Como usado aqui, as formas singulares "um", "uma", "a" e "o" também podem ser intencionadas a incluir as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outra forma. Os termos "compreende," "compreendendo," "incluindo," e "tendo," são inclusivos e, portanto, especificam a presença de funcionalidades, integrantes, etapas, operações, elementos, e/ou componentes declarados, mas não impedem a presença ou a adição de uma ou mais outras funcionalidades, integrantes, etapas, operações, elementos, componentes, e/ou grupos dos mesmos. As etapas de método, processos, e operações descritos aqui não devem ser interpretados como necessariamente necessitando do seu desempenho na ordem particular discutida ou ilustrada, a menos que seja especificamente identificado como uma ordem de desempenho. Também deve ser entendido que etapas adicionais ou alternativas podem ser empregadas.

[00024] Quando um elemento ou camada é referido como estando "ligado", "engatado a", "conectado com" ou "acoplado com" outro elemento ou camada, ele pode estar diretamente ligado, engatado, conectado ou acoplado com o outro elemento ou camada, ou elementos ou camadas intervenientes podem estar presentes. Em contraste, quando um elemento é referido como estando "diretamente ligado," "diretamente engatado com", "diretamente conectado com" ou "diretamente acoplado com" outro elemento ou camada, podem não haver elementos ou camadas intervenientes presentes. Outras palavras usadas para descrever a relação entre elementos devem ser interpretadas de um modo semelhante (por exemplo, "entre" versus "diretamente entre," "adjacente" versus "diretamente adjacente," etc.). Como usado aqui, o termo "e/ou" inclui qualquer uma e todas as combinações de um ou mais dos itens listados associados.

[00025] Apesar de os termos primeiro, segundo, terceiro, etc. podem ser usados aqui para descrever vários elementos, componentes, regiões, camadas e/ou seções, estes elementos, componentes, regiões, camadas e/ou seções não devem estar limitados por estes termos. Estes termos podem ser usados apenas para distinguir um elemento, componente, região, camada ou seção de outra região, camada ou seção. Termos tais como "primeiro," "segundo," e outros termos numéricos quando usados aqui não implicam uma sequência ou ordem a menos que seja claramente indicado pelo contexto. Assim, um primeiro elemento, componente, região, camada ou seção discutido abaixo podem ser chamados de um segundo elemento, componente, região, camada ou seção sem fugir dos ensinamentos das concretizações de exemplo.

[00026] Termos espacialmente relativos, tais como "interno," "externo," "embaixo", "abaixo", "inferior", "acima", "superior" e semelhantes, podem ser usados aqui para a facilidade de descrição para descrever um elemento ou relação de funcionalidade com outros elementos ou funcionalidades como ilustrado nas figuras. Termos espacialmente relativos podem estar intencionados a englobar diferentes orientações do dispositivo em uso ou operação em adição à orientação representada nas figuras. Por exemplo, se o dispositivo nas figuras é virado, elementos descritos como "abaixo" ou "embaixo" de outros elementos ou funcionalidades então podem ser orientados "acima" de outros elementos ou funcionalidades. Assim, o termo de exemplo "abaixo" pode englobar tanto uma orientação de acima quanto de abaixo. O dispositivo de outra forma pode ser orientado (girado 90 graus ou em outras orientações) e os descritores espacialmente relativos usados aqui interpretados de maneira apropriada. Discussão de Enchimento e Formação de Etapa Única

[00027] Com relação às FIGS. 1 a 9, uma estação de molde 10 é provida que usa um commodity líquido final L para transmitir a pressão necessária para expandir uma preforma quente 12 para tomar a forma de um molde assim simultaneamente formando e enchendo o recipiente resultante C (FIG. 7).

[00028] Com referência inicial à FIG. 1, a estação de molde 10 será descrita em maior detalhe. A estação de molde 10 em geral inclui uma cavidade de molde 16, uma fonte de pressão 20, um bocal de sopro 22 e uma haste de estirar 26. O exemplo de cavidade de molde 16 ilustrada aqui inclui metades de molde 30, 32 que cooperam para definir uma superfície interior 34 correspondendo com um perfil externo desejado de um recipiente soprado. A cavidade de molde 16 pode ser móvel a partir de uma posição aberta (FIG. 1) para uma posição fechada (FIG. 2) tal que um anel de suporte 38 da preforma 12 é capturado em uma extremidade superior da cavidade de molde 16.

[00029] Em um exemplo, a fonte de pressão 20 pode estar na forma de, mas não limitado a, um cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 que em geral inclui um dispositivo mecânico semelhante a pistão 40 incluindo, mas não limitado a, um pistão, uma bomba (tal como uma bomba hidráulica) ou qualquer outro tal dispositivo similarmente adequado, móvel dentro do cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42. A fonte de pressão 20 possui uma entrada 46 para aceitar commodity líquido L e uma saída 48 para distribuir o commodity líquido L para o bocal de sopro 22. É percebido que a entrada 46 e a saída 48 podem ter metades incorporadas nas mesmas. O dispositivo semelhante a pistão 40 pode ser móvel em uma primeira direção (para cima como observado nas figuras) para retirar o commodity líquido L a partir da entrada 46 para o cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42, e em uma segunda direção (para baixo como observado nas figuras) para distribuir o commodity líquido L a partir do cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 para o bocal de sopro 22. O dispositivo semelhante a pistão 40 pode ser móvel por qualquer método adequado tal como de maneira pneumática, mecânica, elétrica (servo), ou hidráulica, por exemplo. A entrada 46 da fonte de pressão 20 pode ser conectada, tal como por tubulação para um reservatório ou recipiente (não mostrado) que contém o commodity líquido final L. É percebido que a fonte de pressão 20 pode ser configurada de maneira diferente.

[00030] O bocal de sopro 22 em geral define uma ou mais entradas 50 para aceitar o commodity líquido L a partir de uma ou mais saídas 48 da fonte de pressão 20 e uma saída 56 (FIG. 1) para distribuir o commodity líquido L para a preforma 12. É percebido que a saída 56 pode definir uma forma complementar com a preforma 12 próxima do anel de suporte 38 tal que o bocal de sopro 22 pode corresponder facilmente com a preforma 12 durante o processo de formação/enchimento. Em um exemplo, o bocal de sopro 22 pode definir uma abertura 58 para aceitar de maneira deslizante a haste de estirar 26 usada para iniciar estiramento mecânico da preforma 12 em algumas concretizações.

[00031] Em um exemplo, o commodity líquido L pode ser introduzido para o recipiente de plástico C durante um processo térmico, tipicamente um processo de enchimento a quente. Para aplicações de engarrafamento de enchimento a quente, engarrafadoras em geral enchem o recipiente de plástico C com um líquido ou produto em uma temperatura elevada entre aproximadamente 185°F a 205 °F (aproximadamente 85 °C a 96 °C) e vedar o recipiente de plástico C com um fecho (não ilustrado) antes da refrigeração. Em uma configuração, o líquido pode ser circulado continuamente dentro do cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 através da entrada 46 em que o líquido pode ser aquecido até uma temperatura predefinida (isto é, em uma fonte de calor (não ilustrada) a montante da entrada 46). Em adição, o recipiente de plástico C pode ser adequado para outros processos de enchimento de retorta ou pasteurização em alta temperatura, ou ainda outros processos térmicos. Em outro exemplo, o commodity líquido L pode ser introduzido para o recipiente de plástico C sob temperaturas frias ou ambiente. De maneira apropriada, por meio de exemplo, o recipiente de plástico C pode ser cheio em temperaturas frias ou ambiente tais como entre aproximadamente 32 °F a 90 °F (aproximadamente 0°C a 32 °C), e mais preferivelmente em aproximadamente 40 °F (aproximadamente 4,4 °C).

[00032] Como ilustrado na FIG. 9, de acordo com os princípios dos presentes ensinamentos, estação de molde 10 pode compreender um sistema de compensação de pressão 11 para ajudar a exercer uma força contra pelo menos uma das metades de molde 30, 32 para prover força de fixação suficiente para manter cavidade de molde 16 na posição fechada durante a moldagem do recipiente. Sistema de compensação de pressão 10 pode pelo menos em parte suplementar o sistema de fechamento das metades de molde 30, 32 para garantir a definição apropriada da cavidade de molde 16.

[00033] Diferentemente de sistemas convencionais que podem empregar um circuito de ar de alta pressão que é dividido com um circuito de sopro, os presentes ensinamentos não necessitam de tal adição. Deve ser reconhecido que de acordo com os princípios dos presentes ensinamentos, ar de alta pressão pode não estar disponível já que o produto líquido ou commodity L geralmente é usado tanto para formação quanto para o enchimento do recipiente. Alternativamente, foi descoberto que ar de baixa pressão pode não prover força de fixação suficiente durante a fabricação do recipiente para produzir uma linha de partição de alta qualidade. Portanto, de acordo com algumas concretizações dos presentes ensinamentos, sistema de compensação de pressão 11 pode compreender um sistema isolante 13 operativamente acoplado com a fonte de pressão 20, uma linha 15 operativamente acoplando o sistema isolante 13 com um aplicador de pressão por compensação 17, em que o aplicador de pressão por compensação 17 pode exercer uma força de fixação em pelo menos uma metade de molde 30, 32 em resposta à pressão da formação e do enchimento de líquidos.

[00034] Deste modo, os líquidos de alta pressão usados para formar e encher o recipiente (isto é, commodity líquido L) podem ser usados indiretamente/diretamente para manter uma força de fixação nas metades de molde 30, 32. No entanto, já que algumas concretizações dos presentes ensinamentos usam o commodity ou produto final como o líquido de formação e enchimento, pode ser desejável empregar sistemas ou técnicas para garantir a esterilidade continuada do líquido. Para tal fim, a circulação da formação e do enchimento de líquido pode ser usado; no entanto, tais sistemas de circulação podem aumentar a complexidade do sistema e partes necessárias.

[00035] Alternativamente, em algumas concretizações, sistema isolante 13 pode ser um cilindro isolante 19 que é operável para transferir a pressão do commodity líquido L para um meio líquido separado, fluido hidráulico ou similar, L2 disposto na linha 15. Meio de líquido separado L2 então é operável para transportar a pressão para o aplicador de pressão por compensação 17 e criar a força de fixação necessária. Nenhum sistema de recirculação adicional pode ser necessário já que o commodity líquido L pode permanecer separado de maneira fluida do meio de líquido separado L2.

[00036] Em algumas concretizações, cilindro isolante 19 do sistema isolante 13 pode compreender um membro de polarização 21 polarizando o cilindro isolante 19 contra a pressão de fluido do líquido de commodity L. Em algumas concretizações, o sistema isolante 13 pode ser um membro de diafragma sendo exposto em um primeiro lado para o commodity líquido L e no outro lado o meio de líquido separado L2, permitindo desta forma a transferência de forças de pressão sem a transferência ou mistura de líquidos.

[00037] O sistema isolante 13 pode ser posicionado em qualquer localização dentro do sistema de compensação de pressão 11 que é exposto à alta pressão de commodity líquido L. Em algumas concretizações, quanto mais próximo o sistema isolante 13 está da cabeça de enchimento ou preforma/recipiente, mais o sistema isolante 13 será influenciado pelas flutuações na pressão, tais como em resposta ao choque hidráulico criado durante a moldagem. A pressão atual criada pelo meio de líquido separado L2 para a pressão de fixação pode ser aumentada aumentando o tamanho do cilindro isolante 19 dentro do sistema isolante 13 e/ou aumentando o tamanho/área do aplicador de pressão por compensação 17. Além disso, o tamanho de sistema isolante 13, linha 15, e aplicador de pressão por compensação 17 podem ser variados para alcançar uma pressão desejada, ou quantidade de compressão.

[00038] Como ilustrado aqui, a alta pressão de commodity líquido L vai forçar o cilindro isolante 19 para o sistema isolante 13, aplicando desta forma uma pressão hidráulica para o meio de líquido separado L2 e finalmente contra uma ou mais metades de molde 30, 32 através do aplicador de pressão por compensação 17.

[00039] Alternadamente, como ilustrado na FIG. 10, a força aplicada a uma ou mais das metades de molde 30, 32 pode vir a partir de uma fonte externa, tal como um controle servo 33 e/ou bomba hidráulica 35. Deve ser entendido que fonte externa alternativa pode ser usada, tal como solenóides, dispositivos hidráulicos, dispositivos mecânicos, servos e semelhantes. Isto é projetado tal que não existem fendas ou áreas estagnadas para o produto para permanecer estacionário e causar crescimento bacteriano. Isto também é facilmente desmontado e limpo para preocupações de higiene e sanitárias ou manutenção padrão. Isto pode ser usado para gerar completamente a força de fixação necessária para a compensação, ou uma porção do mesmo como assistência para uma fonte primária ou secundária alternada.

[00040] Com referência agora a todas as figuras, um exemplo de método de simultaneamente formar e encher o recipiente de plástico C será descrito. No início, a preforma 12 pode ser posicionada para a cavidade de molde 16. Em um exemplo, uma máquina (não ilustrada) posiciona a preforma 12 aquecida até uma temperatura entre aproximadamente 190°F a 250 °F (aproximadamente 88 °C a 121 °C) para a cavidade de molde 16. Como a preforma 12 está localizada para a cavidade de molde 16, o dispositivo semelhante a pistão 40 da fonte de pressão 20 pode começar a retirar o commodity líquido L para o cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 através da entrada 46. Deve ser entendido que dispositivo semelhante a pistão 40 pode ser cheio antes deste estágio, se for desejado, ou em qualquer outro momento adequado. As metades de molde 30, 32 da cavidade de molde 16 então podem fechar capturando desta forma a preforma 12 (FIG. 2) . O bocal de sopro 22 pode formar uma vedação no acabamento da preforma 12. A cavidade de molde 16 pode ser aquecida até uma temperatura entre aproximadamente 250 °F a 350 °F (aproximadamente 93°C a 177°C) de maneira a transmitir níveis de cristalinidade aumentada dentro do recipiente resultante C. Em outro exemplo, a cavidade de molde 16 pode ser provida nas temperaturas frias ou ambiente entre aproximadamente 32 °F a 90 °F (aproximadamente 0°C a 32 °C) . Commodity líquido L pode continuar a ser retirado para o cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 pelo dispositivo semelhante a pistão 40.

[00041] Se voltando agora à FIG. 3, a haste de estirar 26 pode se estender para a preforma 12 para iniciar estiramento mecânico em algumas concretizações. Neste ponto, o commodity líquido L pode continuar a ser retirado para o cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42. Com referência à FIG. 4, a haste de estirar 26 continua a estirar a preforma 12 afinando desta forma as paredes laterais da preforma 12. O volume de commodity líquido L no cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 pode aumentar até o volume apropriado adequado para formar e encher o recipiente resultante C ser alcançado. Neste ponto, uma válvula disposta na entrada 46 da fonte de pressão 20 pode ser fechada.

[00042] Com referência específica à FIG. 5, o dispositivo semelhante a pistão 40 pode começar a acionar para baixo (fase de acionamento) para iniciar a transferência rápida de commodity líquido L a partir do cilindro de enchimento, coletor ou câmara 42 para a preforma 12. Novamente, o dispositivo semelhante a pistão 40 pode ser atuado por qualquer meio adequado tal como pneumático, mecânico, elétrico (servo), e/ou de pressão hidráulica. Em um exemplo, a pressão hidráulica dentro da preforma 12 pode alcançar entre aproximadamente 689 kPa a 6,89 MPa (100 PSI a 1000 PSI) . O commodity líquido L faz com que a preforma 12 se expanda para a superfície interior 34 da cavidade de molde 16. Em algumas concretizações, como descrito aqui e ilustrado na FIG. 9, o sistema de compensação de pressão 11 pode ser usado para exercer uma força de fixação em pelo menos uma das metades de molde 30, 32 transferindo diretamente ou indiretamente a força de pressão do commodity líquido L para a meio de líquido separado L2 (em algumas concretizações) que aciona um aplicador de pressão por compensação 17 contra uma ou mais metades de molde 30, 32.

[00043] Ar residual pode ser ventilado através de uma passagem 70 definida na haste de estirar 26 (FIG. 5). Como mostrado na FIG. 6, o dispositivo semelhante a pistão 40 completou a sua fase de acionamento desta forma transferindo completamente o volume de commodity líquido L apropriado para o recipiente de plástico recém-formado C. A seguir a haste de estirar 26 pode ser retirada a partir da cavidade de molde 16 enquanto continua a ventilar ar residual. A haste de estirar 26 pode ser projetada para deslocar um volume de commodity líquido predeterminado L quando é retirado a partir da cavidade de molde 16 permitindo desta forma que o nível de enchimento desejado de commodity líquido L dentro do resultante recipiente de plástico C e/ou o espaço aéreo desejado. Em geral, o nível de enchimento desejado e/ou espaço aéreo vai corresponder entre o nível do anel de suporte 38 e a área de rebordo médio do recipiente de plástico C.

[00044] Alternativamente, commodity líquido L pode ser provido em uma pressão constante ou em diferentes pressões durante o ciclo de moldagem. Por exemplo, durante estiramento axial da preforma 12, commodity líquido L pode ser provido em uma pressão que é menor do que a pressão aplicada quando a preforma 12 é soprada para conformidade substancial com a superfície interior 34 da cavidade de molde 16 definindo a configuração final do recipiente de plástico C. Esta menor pressão PI pode ser ambiente ou maior do que ambiente mas menor do que a subsequente alta pressão P2. A preforma 12 é estirada de maneira axial na cavidade de molde 16 até um comprimento que se aproxima do comprimento final do resultante recipiente de plástico C. Durante ou logo após o estiramento da preforma 12, a preforma 12 em geral é expandida radialmente para fora sob a baixa pressão P1. Esta baixa pressão PI é preferivelmente na faixa entre aproximadamente 689 kPa a 1 MPa (100 PSI a 150 PSI) e pode ser mantida para uma quantidade de tempo predeterminada, tal como 0,1 a 0,2 segundos. Subsequentemente, a preforma 12 é expandida adicionalmente sob a alta pressão P2 tal que a preforma 12 contata a superfície interior 34 das metades de molde 30, 32 formando desta forma o resultante recipiente de plástico C. Preferivelmente, a alta pressão P2 está na faixa de aproximadamente 2,75 MPa a 4,13 MPa (400 PSI a 600 PSI) e pode ser mantida para uma quantidade de tempo predeterminada, tal como 0,1 a 0,2 segundos. Como um resultado do método acima, a base e anel de contato do resultante recipiente de plástico C é completamente formado.

[00045] Opcionalmente, mais do que um dispositivo semelhante a pistão pode ser empregado durante a formação do resultante recipiente de plástico C. Por exemplo, um dispositivo semelhante a pistão primário pode ser usado para gerar a baixa pressão PI para expandir inicialmente a preforma 12 enquanto um dispositivo semelhante a pistão secundário pode ser usado para gerar a subsequente alta pressão P2 para expandir adicionalmente a preforma 12 tal que a preforma 12 contata a superfície interior 34 das metades de molde 30, 32 desta forma formando o resultante recipiente de plástico C.

[00046] Com referência à FIG. 7, o ciclo de enchimento é mostrado completo. As metades de molde 30, 32 podem separar e o bocal de sopro 22 pode ser retirado. O resultante recipiente de plástico cheio C está pronto agora para etapas de formação posterior tal como tampar, resfriar (se necessário), rotular e embalar. Neste ponto, o dispositivo semelhante a pistão 40 pode começar o próximo ciclo retirando commodity líquido L através da entrada 46 da fonte de pressão 20 no preparo para o próximo ciclo de enchimento/formação. Enquanto não mostrado especificamente, é percebido que a estação de molde 10 pode incluir um controlador para comunicar sinais para os vários componentes. Deste modo, componentes tais como, mas não limitado a, a cavidade de molde 16, o bocal de sopro 22, a haste de estirar 26, o dispositivo semelhante a pistão 40 e várias válvulas podem operar de acordo com um sinal comunicado pelo controlador. Também é contemplado que o controlador pode ser usado para ajustar vários parâmetros associados com estes componentes de acordo com uma dada aplicação.

[00047] Deve ser percebido que em algumas concretizações, um cilindro de enchimento móvel, coletor, ou câmara podem não prover suficiente otimização de espaço ou eficiência de instalação. Além disso, em algumas concretizações, pode ser difícil obter e/ou rotear fluido pressurizado a partir de uma primeira localização para uma localização de conformação de preforma.

[00048] Portanto, em outros exemplos como ilustrado na FIG. 8, a fonte de pressão 20 pode estar na forma de um sistema servo 60 que em geral inclui um ou mais motores servo 62 sendo atuados por um ou mais controladores 64 através de uma linha 66. O sistema servo 60 pode ser posicionado adjacente à localização de conformação de preforma. O sistema servo 60 pode compreender a entrada 46 para aceitar o commodity líquido L e a saída 48 para distribuir o commodity líquido L para o bocal de sopro 22. O motor servo 62 pode ser operável em uma primeira direção para retirar o commodity líquido L a partir da entrada 46 e emitir o commodity líquido L a partir da saída 48 para o bocal de sopro 22 (isto é escoamento para frente). O motor servo 62, em algumas concretizações, também pode ser operável em uma segunda direção para retirar o commodity líquido L a partir da saída 48, bocal de sopro 22, e/ou preforma 12 (isto é escoamento reverso), que será discutido em maior detalhe aqui.

[00049] Em algumas concretizações, o motor servo 62 pode ser usado para superar parte das dificuldades na medição precisa e/ou quantidades minutas de commodity L. Ou seja, o motor servo 62 é precisamente e variavelmente controlado para permitir a medição precisa de um fluxo através de commodity L e em uma taxa variável. Este controle variável e preciso pode ser acoplado com um ciclo de resposta para prover monitoramento ativo e em tempo real e controlar o processo de enchimento, incluindo interromper o processo de enchimento no evento de um problema detectado, tal como uma explosão. Deste modo, o ciclo de resposta pode ser formado como parte do controlador 64, com sensores apropriados dispostos em qualquer uma de um número de localizações proveem dados suficientes para detectar um parâmetro relevante (por exemplo, sensores de pressão, sensores de fluxo, sensores de forma, e semelhantes). Por causa do controle ativo das pressões e quantidade de fluxo de commodity L geralmente é importante para o produto final formado, o uso de sistema servo 60 é particularmente bem adequado para prover tais benefícios.

[00050] Deve ser reconhecido que o sistema servo 60 pode necessitar que menos energia elétrica opere, provendo desta forma benefícios adicionais em termos de custo e consumo elétrico reduzido. Ou seja, foi descoberto que sistema servo 60 usa meramente 10% da eletricidade necessária para um sistema de ar de alta pressão similar.

[00051] O método descrito aqui pode ser particularmente útil para aplicações de enchimento tais como isotônicos, suco, chá e outros commodities que são susceptíveis à contaminação biológica. Desta forma, estes commodities são tipicamente cheios em um ambiente estéril controlado. Comercialmente, dois modos são tipicamente usados para alcançar o ambiente estéril necessário. Na Europa, um método primário para encher estes tipos de bebidas está em um ambiente de enchimento asséptico. A operação de enchimento é realizada em um ambiente limpo. Todos os componentes do produto incluindo a embalagem devem ser esterilizados antes do enchimento. Uma vez cheio, o produto pode ser vedado até ser consumido evitando qualquer potencial para a introdução de bactéria. O processo é caro para instalar e operar. Ainda, sempre existe o risco de um contaminante bacteriano rompendo através das defesas operacionais e contaminando o produto.

[00052] Existem muitos outros produtos engarrafados onde esta tecnologia pode ser aplicável. Produtos tais como produtos laticínios, licor, limpadores domésticos, molhos para salada, molhos, borrifadores, xaropes, óleos comestíveis, itens de cuidado pessoal, e outros podem ser engarrafados usando tais métodos. Muitos destes produtos estão atualmente nos recipientes de PET moldados por sopro, mas também estão nos recipientes de plástico moldados por extrusão, garrafas de vidro e/ou latas. Esta tecnologia possui o potencial de alterar dramaticamente a economia de enchimento e fabricação de embalagem.

[00053] Enquanto a maior parte da descrição foca na produção de recipientes de PET, é contemplado que outros materiais de poliolefina (por exemplo, polietileno, polipropileno, etc.) bem como um número de outros termoplásticos podem ser processados usando os ensinamentos discutidos aqui.

[00054] A descrição anterior das concretizações foi provida para os propósitos de ilustração e descrição. Não está intencionada a ser exaustiva ou a limitar a descrição. Elementos ou funcionalidades individuais de uma concretização particular em geral não estão limitados a aquela concretização particular, mas, onde for aplicável, são intercambiáveis e podem ser usados em uma concretização selecionada, mesmo se não forem mostrados especificamente ou descritos. Os mesmos também podem ser variados de muitos modos. Tais variações não devem ser consideradas como uma fuga a partir da descrição, e todas tais modificações estão intencionadas a estar incluídas dentro do escopo descrição.

Claims

1. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente caracterizado pelo fato de que compreende: um molde que tem uma cavidade do molde (16) que define uma superfície interna (34) e adaptado para aceitar um pré- molde (12); uma fonte de pressão (20) que incita um primeiro líquido para o pré-molde; um bocal de sopro (22) adaptado para receber o primeiro líquido a partir da fonte de pressão (20) e transferir o primeiro líquido, a uma pressão ou o volume no pré-molde (12) impelindo, desse modo, o pré-molde (12) a expandir-se na direção da superfície interna (34) da cavidade do molde (16) e criar um recipiente resultante, em que o primeiro líquido permanece no interior do recipiente como um produto final, e um sistema de compensação de pressão (11) exerce uma força de aperto sobre o referido molde em resposta à referida fonte de pressão, em que o referido sistema de compensação de pressão (11) compreende: um aplicador de pressão de compensação (17) operativamente encaixando o referido molde para exercer a dita força de aperto, um sistema isolador (13) operativamente acoplado à referida fonte de pressão (20) para a transferência de uma pressão a partir do primeiro líquido para uma linha (15) acoplada ao referido aplicador de pressão de compensação (17), e o referido sistema isolador (13) compreende um cilindro isolador (19) para transferir a referida pressão a partir do primeiro líquido para um segundo líquido disposto na referida linha (15), o referido primeiro líquido sendo fluidamente isolado a partir do referido segundo líquido.

2. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido cilindro isolador (19) é pressionado por mola contra a dita pressão da dita fonte de pressão (20).

3. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema isolador (13) compreende um diafragma para transferir a referida pressão do primeiro líquido para um segundo líquido disposto na referida linha (15), o referido primeiro líquido sendo fluidamente isolado a partir do referido segundo líquido.

4. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sistema de servo-motor (60) compreende pelo menos um servo motor (62) e um controlador (64), em que o, pelo menos, um servo motor (62) é variavelmente controlado.

5. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o líquido é transferido para o pré-molde (12) durante o processo de enchimento a quente.

6. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido é transferido para o pré-molde (12) a uma temperatura entre cerca de 85 °C (185 °F) e 96 °C (205 °F).

7. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido é transferido para o pré-molde (12) a uma temperatura ambiente.

8. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido é transferido para o pré-molde (12)a uma temperatura entre cerca de 0 °C (32 °F) e 32 °C (90 °F).

9. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cavidade do molde (16) aceita uma pré- forma (12) aquecida a uma temperatura entre cerca de 88 °C (190 °F) e 121 °C (250 °F).

10. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1 ou 9, caracterizado pelo fato de que a cavidade do molde (16) é aquecida a uma temperatura entre cerca de 93 °C (250 °F) e 177 °C (350 °F).

11. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1 ou 9, caracterizado pelo fato de que a cavidade do molde (16) está a uma temperatura entre cerca de 0 °C (32 °F) a 32 °C (90 °F).

12. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 3, 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro líquido é transferido para o pré-molde (12) a uma pressão entre cerca de 6,8 bar (100 psi) e 41,4 bar (600 psi).

13. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma haste de estiramento (26) adaptada para se estender para o pré-molde (12) e mecanicamente estirar a pré-forma (12) antes do primeiro líquido ser impelido para dentro do pré-molde (12).

14. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a haste de estiramento (26) é ventilada para a atmosfera.

15. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a pré-forma (12) é inicialmente expandida para fora sob uma primeira pressão e subsequentemente expandida para fora sob uma segunda pressão, o segundo a pressão sendo maior do que a primeira pressão.

16. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a primeira pressão está entre cerca de 6,8 bar (100 psi) e 10,4 bar (150 psi), e a segunda a pressão está entre cerca de 27,5 bar (400 psi) e 41,4 bar (600 psi).

17. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido sistema de compensação de pressão (11) compreende: um aplicador de pressão de compensação (17) operacionalmente envolvendo o referido molde para exercer a referida força de aperto, e uma fonte de pressão externa (33, 35), aplicando uma pressão ao referido aplicador de pressão de compensação.

18. Sistema para, simultaneamente, formar e encher um recipiente, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a dita fonte de pressão externa (33, 35) é escolhida a partir do grupo que consiste essencialmente de um solenoide, um dispositivo hidráulico, um dispositivo mecânico, e um servo.