CN101529137A - 容器等离子处理机用的双重密封装置 - Google Patents

Abstract

容器(2)的等离子处理机(1)用的密封装置(23)，其包括至少第一和第二环形的密封表面(24、25)，所述密封表面适于分别与容器(2)颈部(12)的不同的第一和第二环形区(13、15)配合。

Description

容器等离子处理机用的双重密封装置

技术领域

[01]本发明涉及容器处理，其在于使容器内壁涂覆一势垒效应材料层。

背景技术

[02]为此，通常使用一处理机，其包括一电磁波发生器、连接到发生器并以导体材料(通常为金属)制成的一腔、以及设置在腔内并以能透产生自发生器的电磁波的材料(通常为石英)制成的一围室。

[03]在容器(一般用热塑性聚合物材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET制成)引入围室中之后，对容器和围室这两者进行降压，以便一方面在容器中形成等离子建立所需的高真空(数微巴，其中1微巴＝10^-6巴)，另一方面在容器外部的围室中形成中真空(约30毫巴至100毫巴)，从而避免容器在压力差的作用下在其壁的各侧收缩。

[04]然后，前驱气体(例如乙炔、C₂H₂)输入到容器中，该前驱气体通过电磁轰击(一般用低功率的达2.45GHz的超高频微波)被活化，以使前驱气体进入冷等离子状态，并因而产生含氢化碳(包括CH、CH₂、CH₃)的组分，氢化碳在容器的内壁上沉积成薄层(薄层的厚度视情况而定通常为50纳米至200纳米，其中1纳米＝10^-9米)。

[05]在处理过程中，重要的是要避免容器内部和外部之间的任何连通。否则，占据容器外部的超压将导致空气注入容器中且由等离子产生的组分氧化，这不利于所沉积的隔离层的质量。

[06]这正是已知处理机为什么配备密封装置的原因，所述密封装置包括一环形垫圈，当容器被引入处理机内时，容器的开口(也被称作“器口”)将贴靠于所述垫圈上。作为例子进行说明，可以参考法国专利申请FR 2 872148(Sidel)或者同族国际申请WO 2006/000539，还或者美国专利文献US 5 849 366。

[07]所述技术是可完善的。事实上，已经在密封垫圈处观察到存在泄露。所述泄露是由在垫圈上逐渐沉积由等离子产生的碳化组分所引起的。随着时间的推移，所述沉积在垫圈表面构成一薄膜，薄膜使所述垫圈的柔性减小，从而在垫圈和容器口之间的分界面出现缝隙。为了避免产生这类泄露，目前具有的解决方案是清洗或替换垫圈，这会在修理期间导致处理机停止。

发明内容

[08]本发明旨在改善容器处理机的密封性。

[09]为此，本发明提出容器的等离子处理机用的密封装置，密封装置包括至少第一和第二环形的密封表面，所述密封表面适于分别与容器颈部的不同的第一和第二环形区配合。

[10]所述装置使容器获得双重密封性，能降低对被污染垫圈的去污频率或替换频率，从而有利于提高生产率。

[11]按照一实施方式，第一密封表面适于与一容器器口配合。第二密封表面例如适于与容器的一环箍配合。

[12]密封表面可以由至少一密封垫圈承载，且例如由两个不同的密封垫圈承载。

[13]按照一实施方式，密封装置包括一套筒，所述套筒适于接收容器颈部且形成各密封垫圈用的框架。所述套筒包括例如一由管状裙部延长的柱形主体。第一密封垫圈可被套嵌在形成在套筒内的一锪孔内，锪孔位于主体和裙部之间的连接处，而第二密封垫圈例如安装在裙部上。按照一实施方式，排气孔使由裙部界定的内部空间与套筒外部相连通。

[14]本发明还提出一容器等离子处理机，其包括如上所述的密封装置。

附图说明

[15]本发明的其它目的和优点将体现在以下参考附图进行的描述中，附图中：

[16]-图1是包括一改进密封装置的容器处理机的正视剖面图；

[17]-图2是图1中处理机的一细部的按比例放大的剖面图；

[18]-图3是图2中处理机的一细部的按比例放大的剖面图，示出一改进的密封装置；

[19]-图4是图3的密封装置按照剖面IV-IV的细节剖面图。

具体实施方式

[20]图1示出通过吹制或拉伸吹制例如PET的塑料材料制的坯件预先成形的容器2的处理机1。该处理旨在于容器的内壁上等离子沉积含有氢化碳的屏障层。

[21]处理机1包括以例如钢或(优选地)铝或铝合金等导体材料制成的腔3。在腔3内设置有以例如石英等能透电磁波的材料制成的围室4。处理机1还包括一频率为2.45GHz的低功率电磁微波发生器(未示出)，其通过一波导管5被连接到腔3。

[22]在腔4上设有盖6，在所述盖内安装有一衬套7，所述衬套在围室4的延伸部分中、在围室的上端部界定出一喷口8，一喷射器9轴向地穿过所述喷口8，例如乙炔的前驱气体经由所述喷射器被引入容器2内。

[23]待处理的容器2包括界定容器2的内部容积的主体10，所述主体10终止于一底部11且在底部11对面由一颈部12延长，所述颈部12的壁厚度大于主体10的壁厚度。颈部12确定一环形开口13，其也被称为器口。颈部12在其外壁上具有例如肋或脊的凹凸部14，通过所述凹凸部，可以在充填容器2之后，以可拆卸方式固定一塞子。颈部12在凹凸部14的下方、于主体10附近还包括一环箍15，所述环箍允许在生产容器、然后充填容器的不同阶段中用来抓取容器2。

[24]附图所示的容器2是一瓶体。其颈部12的直径因此小于主体10的直径。然而，本说明书不只局限于瓶体，而是可运用于任何类型的容器，包括颈部的直径等于、甚至大于主体直径的容器。

[25]处理机1配备有抓取容器2的抓取装置16，抓取装置16包括相对于盖6滑动安装的杆17，被称为叉子的夹具18被固定在所述杆的下端部，能在容器颈部12下抓取容器2并保证支撑容器。

[26]抓取装置16在一低位(未示出)和一高位(图中示出)之间活动，在所述低位，叉子18伸出到腔3下面从而能装载容器2，而在所述高位，叉子18挡靠在腔的上壁19，且把容器2的颈部12在盖6内保持在喷口8的延长部分中。

[27]为了保证容器2的支撑，叉子18界定出一半圆形开口20，容器2被卡扣在所述开口内，且容器通过环箍15的下表面22支靠在该开口的上边缘21上。

[28]处理机1还配备有密封装置23，该密封装置在盖6内安装于衬套7的下端部。所述密封装置23包括至少两密封表面24、25，容器2通过其颈部12的不同的两环形区13、15支靠在所述密封表面上。

[29]更确切地，第一密封表面24即上密封表面，与容器2的器口13配合，而第二密封表面25即下密封表面与环箍15配合，且更确切地，与所述环箍的背对下表面22的上表面26配合。

[30]密封表面24、25的轴向定位实施成：借助密封表面各自的支撑体的弹性，器口13和环箍15的上表面26能推压密封表面24、25。

[31]密封表面24、25由至少一弹性垫圈承载。按照如图所示的一优选的实施方式，密封表面24、25分别由两分开的弹性垫圈27、28带有，所述弹性垫圈以可压缩材料，例如硅树脂或(天然或合成)橡胶材料制成。

[32]更确切地，上密封表面24形成在第一垫圈27即器口垫圈上，而下密封表面25形成在第二垫圈28即环箍垫圈上。

[33]为了保证对垫圈27、28的保持和正确定位，密封装置23包括一套筒29，所述套筒以例如铝或优选钢等刚性材料制成。所述套筒29在衬套7侧具有一柱形主体30，套筒29支靠于所述衬套且被接合在(或者优选地被旋拧在)所述衬套内，所述柱形主体30开有一通孔31，所述通孔同轴地延伸在喷口8的延长部分中。主体30在衬套7的相对面由一管状裙部32延长，所述管状裙部在内部界定出一座槽，容器2的颈部12至少部分地被接收在所述座槽中。

[34]尤其如图3可见，器口垫圈27在截面上呈角型件；它被接收在锪孔33内，该锪孔在套筒29中制在主体30和裙部32之间的连接部处，且器口垫圈具有在围室4方向上凸出延伸的一下部分34，上密封表面24形成在所述下部分的端部，所述上密封表面以环形方式延伸在垂直于喷口8的轴线的一平面内。上密封表面24在径向上具有的尺寸大于器口13的尺寸，从而使上密封表面超出器口且与器口的弧度相吻合，由此改善接触的密封性。

[35]锪孔33在内部由一管状凸出部35接邻于锪孔边缘，所述管状凸出部作为器口垫圈27的框架，从而避免在由容器2施加的压力作用下垫圈27被过度挤压。

[36]至于环箍垫圈28，其被安装在作为环箍垫圈框架的裙部32上，所述环箍垫圈与裙部的一径向凸出的环形凸缘36相适配。环箍垫圈28包括一柱形中央部37，所述柱形中央部外接凸缘36，且一方面在衬套7侧、凸缘36以外，由直径较小的第一环形回折件38延伸，另一方面在围室4侧，由轴向延长裙部32的第二环形回折件39延伸，下密封表面25形成在第二环形回折件的端部，下密封表面和上密封表面24一样，以环形方式延伸在垂直于喷口8的轴线的一平面内。

[37]与等离子接触的器口垫圈27，可能在重复的处理循环中，逐渐被碳粒覆盖。然而，得益于环箍垫圈28的存在，这种沉积不会导致容器2和围室4之间出现泄露。在容器2上实现的所述双重密封，可以至少使旨在为器口垫圈27去污或替换它的维护减少。

[38]一方面容器2的颈部12，另一方面套筒29和垫圈27、28，在它们之间形成有一环形空隙40，所述环形空隙通过器口13贴靠着的器口垫圈27，与容器2的内部隔离，并且所述环形空隙通过环箍15贴靠着的环箍垫圈28与围室4隔离。

[39]当颈部12被引入套筒29内时，在处理开始之前，所述空隙40处在大气压力下。真空既实现在容器2内，也实现在围室4内，但风险在于：控制空隙40的超压因此会在垫圈27、28处导致泄露。为了消除所述风险，通过径向和/或轴向制在套筒29的主体30中的排气孔41，空隙40被连接到喷口8，所述排气孔41使由裙部在内部界定的空间(因此空隙40)与套筒29的一外表面相连通，且更确切地，与一环形空间42相连通，所述环形空间借助实施在所述套筒内的锪孔43，在衬套7和套筒29之间形成。

[40]轴向开在衬套7的厚度内的一管道44，通向所述环形空间42，管道44与形成在衬套7内的一环形室45相连通，所述环形室45一方面经由斜孔46与喷口8相连通，另一方面通过一电阀(未示出)与一用于通到自由空气中的导管连通。

[41]因此，一方面，当容器2处在真空时，在空隙40内存在的残余空气通过排气孔41和管道44被抽吸。最后控制空隙40的压力等于或基本等于容器2内控制的压力。在环箍15各侧存在的(轻微)的压力差也因此进一步趋于使环箍紧贴于环箍垫圈28。

[42]另一方面，当使容器2恢复到大气压力时，未污染的空气从(通过电阀开口被接通到自由空气的)室45开始，经过管道44到达空隙40。由此对空隙40以及因此密封表面25产生的污染最小。

[43]本发明不只局限于上面刚描述的实施方式。

[44]特别是，如果垫圈27、28如上所述优选是与套筒29分开制造的、并通过简单的套嵌或装合被附接和固定在所述套筒上的零件，但在实施变型中，它们可以被复合模制在套筒29上。

[45]同样，已经看到，密封表面24、25被实现在两个不同的垫圈27、28上。在实施变型中，这些密封表面可以属于唯一垫圈，所述唯一垫圈例如可以被复合模制在套筒29上。在该假设中，垫圈可以覆盖裙部32的内表面。

[46]此外，无论垫圈的数量如何，密封表面的数量可以大于两个，或者还可以支靠在器口13或环箍15的不同环形区上。

Claims (8)

1.容器(2)等离子处理机(1)用的密封装置(23)，其特征在于，所述密封装置包括至少第一和第二环形的密封表面(24、25)，所述密封表面适于分别与所述容器(2)的颈部(12)的不同的第一和第二环形区(13、15)配合，所述第一和第二环形区即一方面是器口(13)，另一方面是环箍(15)。

2.按照权利要求1所述的密封装置(23)，其特征在于，所述密封表面(24、25)由至少一密封垫圈带有。

3.按照权利要求2所述的密封装置(23)，其特征在于，所述密封表面(24、25)由两个不同的密封垫圈(27、28)带有。

4.按照权利要求2或3所述的密封装置(23)，其特征在于，所述密封装置包括一套筒(29)，所述套筒(29)适于接收所述容器(2)的颈部(12)且形成所述密封垫圈(27、28)用的框架。

5.按照权利要求4所述的密封装置(23)，其特征在于，所述套筒(29)包括由管状的裙部(32)延长的一柱形主体(30)。

6.按照权利要求3和5相结合所述的密封装置(23)，其特征在于，所述第一密封垫圈(24)被嵌套在一锪孔(33)内，所述锪孔(33)在所述主体(30)和所述裙部(32)之间的连接部处形成于所述套筒(29)内，而所述第二密封垫圈(25)被安装在所述裙部(32)上。

7.按照权利要求5或6所述的密封装置(23)，其特征在于，其包括至少一排气孔(41)，所述排气孔使由所述裙部(32)在内部限定的一空间与所述套筒(29)的外部相连通。

8.容器等离子处理机(1)，其包括按照上述权利要求1至7中任一项所述的密封装置(23)。

Images