用于对玻璃容器进行退火的运输系统

申请号 CN201610427892.2 申请日 2016-06-16 公开(公告)号 CN106256795B 公开(公告)日 2019-06-28
申请人 贝克顿迪金森法国公司; 发明人 F·希尔茨; R·加雷克; E·威尔士; M·利根;
摘要 本 发明 涉及一种用于对玻璃容器(4)进行 退火 的运输系统(1),所述玻璃容器具有筒体和两个端部,所述运输系统包括:板条(2),所述板条设置有至少两个非金属插入件(3,5,6),所述至少两个非金属插入件(3,5,6) 定位 成使得当玻璃容器位于运输系统上时所述玻璃容器仅仅通过所述至少两个非金属插入件与所述筒体之间的 接触 而保持在大体 水 平的 位置 ;固定构件(22,33),所述固定构件能够将所述至少两个非金属插入件(3,5,6)的夹持部分(3B,5B,6B)可逆地、牢固地固定到所述板条(2)的相应狭槽(21)中。
权利要求

1.一种用于对玻璃容器(4)进行退火的运输系统(1),所述玻璃容器具有筒体和两个端部,所述运输系统包括:
-板条(2),所述板条设置有至少两个非金属插入件(3,5,6),所述至少两个非金属插入件(3,5,6)定位成使得当玻璃容器承坐于所述板条上时,所述玻璃容器仅仅通过所述至少两个非金属插入件与所述筒体之间的接触而保持在相对于所述板条不动的大体平的位置
-固定构件(22,33),所述固定构件能够将所述至少两个非金属插入件(3,5,6)的夹持部分(3B,5B,6B)可逆地、牢固地固定到所述板条(2)的相应狭槽(21)中。
2.根据权利要求1所述的运输系统(1),其中,所述狭槽(21)呈V状。
3.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述板条(2)还包括两个侧部分(2B),并且其中所述至少两个非金属插入件的所述夹持部分(3B,5B,6B)还包括两个抵接边缘(32),每个抵接边缘(32)抵接在所述板条的所述两个侧部分(2B)中的一个上,所述两个侧部分(2B)和所述抵接边缘(32)形成所述固定构件的一部分。
4.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述固定构件包括两个斜臂(22),所述两个斜臂以与容纳在所述狭槽(21)中的相应非金属插入件的夹持部分(3B,5B,6B)的侧向边缘紧密摩擦接触的方式突出到所述狭槽(21)中。
5.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述至少两个非金属插入件(3,5,6)由或者陶瓷制成。
6.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述非金属插入件(3,5,6)还包括座部部分(3A,5A,6A),所述座部部分具有至少一个座部(51),所述至少一个座部旨在接触玻璃容器的筒体的一部分。
7.根据权利要求6所述的运输系统(1),其中,所述至少一个座部(51)具有弯曲边缘。
8.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述板条(2)由不锈制成。
9.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述板条还限定了纵向对称轴线(A),并且其中平行的至少两个狭槽(21)垂直于所述纵向对称轴线(A)。
10.根据权利要求9所述的运输系统(1),其中,所述板条包括:中央部分(2A),所述中央部分沿着所述纵向对称轴线(A)延伸;和两个侧部分(2B),所述两个侧部分位于所述中央部分的两侧上,并且平行的狭槽(21)延伸通过所述板条(2)的所述中央部分(2A)和所述两个侧部分(2B)。
11.根据权利要求1或2所述的运输系统(1),其中,所述运输系统包括多个玻璃容器(4),每个玻璃容器(4)仅仅通过所述筒体与所述至少两个非金属插入件(3,5,6)中的每个之间的接触而平放于至少两个非金属插入件(3,5,6)上。
12.根据权利要求11所述的运输系统(1),其中,所述玻璃容器包括安瓿、注射器、盒或瓶。
13.一种用于对玻璃容器进行退火的方法,所述玻璃容器具有筒体和两个端部,所述方法包括:
-提供根据权利要求1至12中的任意一项所述的运输系统(1);
-使玻璃容器(4)承坐于被牢固地固定到所述运输系统(1)的板条(2)上的至少两个非金属插入件(3,5,6)上,使得仅仅通过所述至少两个非金属插入件(3,5,6)与所述筒体之间的接触而保持所述玻璃容器(4);
-由所述运输系统(1)将至少一个玻璃容器(4)朝退火炉运载,所述至少一个玻璃容器(4)相对于所述运输系统(1)是不动的。
14.根据权利要求13所述的方法,其中,所述玻璃容器包括安瓿、注射器、盒或瓶。

说明书全文

用于对玻璃容器进行退火的运输系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于运载玻璃容器的系统,特别地,涉及用于运载具有筒体和两个端部的玻璃容器的系统,所述玻璃容器为例如安瓿、盒、注射器或瓶。

背景技术

[0002] 玻璃容器的制造工艺通常包括若干操作,例如切割、成形和/或退火,通常在线实施这些操作,因此需要在各个操作之间以及在每个操作期间运输容器。这些操作中的一些操作在高温下进行,就退火步骤而言,根据所使用的玻璃类型和/或容器的目标形状,温度典型地选定在400℃至700℃之间。
[0003] 运输系统已经描述在欧洲专利EP0960863中,其用以在这样的操作期间,尤其在热处理或者退火期间,运输玻璃容器。在该现有技术文献中,运输系统包括金属板条,当若干板条对准时,所述板条具有限定V状凹槽的三形横截面。玻璃容器放置在接收其端部中的一个的座部和接收另一个端部的插入件上。容器的端部与板条接触所在的座部对应于限定在两个毗邻的三角形横截面板条之间的V状凹槽。
[0004] 然而,已经发现,该现有技术系统在容器端部的玻璃材料中产生了应缺陷。这样的缺陷在玻璃容器的进一步的制造操作、运输或者乃至使用期间会导致破裂。这在玻璃容器是注射器时尤为严重,原因在于注射器端部、即凸缘和末端是薄且易碎的区域。由于这可能有碍安全地注射药剂产品,注射器凸缘或末端的破裂通常会引发安全问题。
[0005] 此外,该现有技术运输系统还使得玻璃容器的偏心率变差。偏心率参数是关于玻璃容器美观方面以及当玻璃容器旨在用于注射时的功能方面的重要参数。实际上,因为玻璃材料可能会在退火温度下部分地流动,所以玻璃容器在现有技术运输系统上退火时可能会部分地损失其圆柱形状,从而导致玻璃容器不合格。在玻璃容器(诸如,注射器或者盒)旨在用于注射的情况中,弯曲的容器由于阻止塞子在容器筒体内的正常运动而变得无法工作。
[0006] 最后,在现有技术中描述的插入件被永久地固定到金属板条上,以避免在处理期间可能因振动和热收缩而发生脱离。这种永久连接意味着针对每种玻璃容器或者每种尺寸的玻璃容器要设计和使用特定的金属板条。这需要根据所制造的玻璃容器的类型和尺寸而储存和更换不同的金属板条。此外,任何形式变化都将需要调节设备,并且针对每次修改都将需要重新校验机器。这些约束导致制造过程效率低且灵活性低。

发明内容

[0007] 因此,需要一种用于对玻璃容器进行退火的运输系统,所述运输系统克服了现有技术缺陷。
[0008] 本发明的目的是一种避免在退火期间弱化玻璃容器端部的运输系统和方法。优选地,这种运输系统和方法允许在退火步骤期间维持玻璃容器的圆柱形状。最后,还需要一种高度灵活的运输系统,其允许以快速且有效的方式生产所有类型的玻璃容器。
[0009] 该目的是由用于对玻璃容器进行退火的运输系统实现的,所述玻璃容器具有筒体和两个端部,所述运输系统包括板条,所述板条设置有至少两个非金属插入件。所述至少两个非金属插入件定位成使得当玻璃容器承坐于所述运输系统上时,玻璃容器仅仅通过所述至少两个非金属插入件与所述筒体之间的接触而保持在大体平的位置,这防止玻璃容器的圆柱形状变差。该系统还包括固定构件,所述固定构件能够将所述至少两个非金属插入件的夹持部分可逆地、牢固地固定到板条的相应狭槽中。所述固定构件允许将非金属插入件牢固地连接到板条并且允许根据进行退火的玻璃容器的类型和尺寸快速地定制运输系统。
[0010] 与现有技术运输系统相比,根据本发明的运输系统消除了玻璃容器的薄且易碎的端部与运输系统之间的直接接触。这避免了在容器端部产生应力和缺陷(例如微小裂缝),从而产生更安全、更坚固且更加耐久的玻璃容器。
[0011] 根据实施例,狭槽呈V状。
[0012] 根据实施例,板条还包括两个侧部分,并且非金属插入件的夹持部分还包括两个抵接边缘,每个抵接边缘抵接在板条的侧部分中的一个上,所述两个侧部分和抵接边缘形成所述固定构件的一部分。
[0013] 根据实施例,固定构件包括两个斜臂,所述两个斜臂以与容纳在狭槽中的相应非金属插入件的夹持部分的侧向边缘紧密摩擦接触的方式突出到狭槽中。
[0014] 有利地,非金属插入件可以由或陶瓷制成。
[0015] 根据实施例,非金属插入件还包括座部部分,所述座部部分具有至少一个座部,所述至少一个座部旨在接触玻璃容器筒体的一部分。
[0016] 优选地,所述至少一个座部具有弯曲边缘。
[0017] 板条可以有利地由不锈制成。
[0018] 根据实施例,板条还限定了纵向对称轴线,并且至少两个平行狭槽垂直于所述纵向对称轴线。
[0019] 此外,板条可以有利地包括:中央部分,所述中央部分沿着所述板条的纵向对称轴线延伸;和两个侧部分,所述两个侧部分位于所述中央部分的两侧上,并且平行狭槽延伸通过板条的所述中央部分和侧部分。
[0020] 本发明还涉及一种如上所述的运输系统,所述运输系统还包括具有筒体和两个端部的玻璃容器,其中,每个玻璃容器仅仅通过所述筒体与至少两个非金属插入件中的每一个之间的接触而平放在所述至少两个非金属插入件上。
[0021] 本发明的目的还由一种对玻璃容器进行退火的方法实现,所述玻璃容器具有筒体和两个端部,所述方法包括:
[0022] -提供如上所述的运输系统;
[0023] -使玻璃容器承坐在牢固地固定到运输系统的板条的至少两个非金属插入件上,使得玻璃容器仅仅通过所述至少两个非金属插入件与所述筒体之间的接触而保持;
[0024] -由运输系统朝退火炉运载至少一个玻璃容器,所述至少一个玻璃容器相对于运输系统是不动的。附图说明
[0025] 现在将基于以下描述和附图更加详细地描述本发明,其中:
[0026] 图1是根据本发明的实施例的运输系统的透视图。
[0027] 图2A、2B、2C和2D分别是图1中示出的系统的俯视图、两个透视仰视图和横截面侧视图。
[0028] 图3A和3B分别是图1中示出的系统的非金属插入件的侧视图和透视图。
[0029] 图4A、4B和4C分别是图1的系统的截面侧视图、透视仰视图和透视俯视图。
[0030] 图5是根据图1的系统的透视俯视图,其中,玻璃容器定位在所述系统上。
[0031] 图6A和6B是根据图1的系统的其它实施例的非金属插入件的透视图。
[0032] 图7是测量注射器的末端强度的实验的简图。
[0033] 图8是表示在根据图1的运输系统(“新”)上运输的玻璃容器的末端强度频率与在现有技术运输系统(“标准”)上运输的玻璃容器的末端强度频率的对比曲线图。
[0034] 图9是测量注射器的偏心率的实验的简图。
[0035] 图10A和10B分别表示在根据图1的运输系统(“新”)上运输的玻璃容器的偏心率标准偏差与在现有技术运输系统(“标准”)上运输的玻璃容器的偏心率标准偏差的对比曲线图。

具体实施方式

[0036] 图1示出了旨在制造期间运载玻璃容器的运输系统1,该运输系统包括设置有狭槽21的板条2和放入到狭槽21中的非金属插入件3。在对玻璃容器进行热处理期间,例如当玻璃容器被送入退火炉中时,优选地使用这样的板条。在运输期间,玻璃容器相对于板条不运动。
[0037] 参照图2A至图2D,板条2具有纵向的且整体平面的几何结构,具有顶面T、底面B和纵向对称轴线A。在使用时,板条在大体水平的平面中延伸。
[0038] 如图2B可见,沿着板条2的整个长度可以限定五个不同的部分:中央部分2A、两个侧部分2B和两个折叠部分2C(图2A中未示出)。中央部分2A沿着纵向对称轴线A位于板条的中间并且具有V状横截面,如图2D所示。两个侧部分2B位于中央部分2A的每侧上并且限定了两个平坦的水平区域。最后,折叠部分2C位于板条的更远离侧部分2B的每个侧向边缘处。这些折叠部分是朝板条2的底面B向内折叠的平面表面。
[0039] 板条2的整体矩形构造很好地适于容器的在线制造工艺,特别是包括退火炉的工艺。然而,根据其它制造设备或者针对批量制造工艺,也可以考虑其它构造。在这样的情况下,板条可以例如采用正方形或圆形形状。一般来说,中央部分2A可以采用非平面形状,尤其是倒V状、W状或U状。
[0040] 沿着板条的长度还设有若干个狭槽21。如图2A至图2D所示,所有狭槽相互平行并且垂直于板条的纵向对称轴线A。从而,这些狭槽延伸通过板条的中央部分2A和侧部分2B。如图2D所示,两个斜臂22朝板条2的底面B突出到每个狭槽21中。这些斜臂22连接到侧部分
2B并且与板条2的平面形成大约45°的角度。最后,如图2A、2B所示,两个附接凹槽23分别设置在板条2的每个端部上且设置在中央部分2A上。
[0041] 在其它实施例中,平行狭槽可以关于纵向对称轴线A具有不同的排列,只要它们限定至少两个狭槽的组即可。实际上,具有不同形状的板条可以具有沿着不同方向定向的至少两个平行狭槽的不同组。
[0042] 板条2由任意适当的材料制成,所述材料能够抵抗容器制造工艺中存在的机械和热状况。钢是一种选择材料,尤其是抗热化和翘曲不锈钢,例如诸如AISI 310或316L的耐火钢。还可以选择其它耐火材料,例如碳基复合物、基于奥氏体镍铬钢的超合金(InconelTM)或金属陶瓷(由陶瓷和金属构成的复合材料)。可选地,可以使用涂层,以保护板条材料免于例如腐蚀或磨损。这样的涂层可以由技术人员根据用途选择,例如类金刚石碳(DLC)、氮化、氧化镍、氧化铬或氧化
[0043] 参照图3A和3B,示出了非金属插入件3。所述非金属插入件3整体为T状几何结构,其座部部分3A位于其上部,夹持部分3B位于其下部,这两个部分由纵向平面3C分开。如图3B所示,座部部分3A的厚度从平面3C到其顶部边缘成斜坡,在顶部边缘上还设置了3个V状座部31。夹持部分3B具有从平面3C到其底部边缘变窄的宽度,所述底部边缘限定了两个相对角部,所述两个相对角部均由抵接边缘32和侧向边缘33构成。
[0044] 如图6A和6B所示,可以实现座部的不同几何结构。例如,图6A中可见的非金属插入件5的座部部分5A和夹持部分5B没有被平面分开,并且采用了相同厚度。利用这种构造,非金属插入件的上表面限定了座部51,该座部具有带有恒定厚度的V状几何结构。在图6B示出的另一实施例中,非金属插入件6具有恒定厚度,诸如图6A的非金属插入件5,但是座部部分6A的顶部边缘限定了曲率半径,所述曲率半径导致座部61没有任何尖锐边缘。
[0045] 在其它实施例(未示出)中,非金属插入件和它们的对应座部可以拥有适于不同尺寸和类型的玻璃容器的其它轮廓。例如,瓶可能需要更大的座部并且双座部非金属插入件可能会更适合,而四座部非金属插入件对于小尺寸的盒而言是优选的。同时,用于每个玻璃容器的座部数量还可以适应于所制造的玻璃容器的长度。
[0046] 非金属插入件优选地由非金属材料(优选为碳)制成单件。然而,非金属插入件可以包括两种或更多种材料。这些材料可以在耐热材料(诸如陶瓷,尤其是诸如滑石、或氧化锆的耐火陶瓷)中选择。可选地,非金属插入件可以涂覆有涂层,例如以保护非金属材料免于氧化、降解和磨损和/或进一步防止在玻璃容器的表面上产生任何污损、线条或微小裂缝。这种涂层可以由技术人员根据用途选择,例如在类金刚石碳(DLC)、氮化钛、氧化镍、氧化铬或氧化硼中选择这种涂层。
[0047] 如图4A至4C所示,根据本发明的运输系统1准备好与非金属插入件3一起使用,所述非金属插入件放置并且塞入到板条2的平行狭槽21中。非金属插入件3的夹持部分3B整个插入穿过板条2的厚度并且从板条2的底面B突出出来。夹持部分3B的抵接边缘32与板条2的侧部分2B相抵接,这防止非金属插入件3整个滑动穿过平行狭槽21。另外,平行狭槽21的斜臂22与非金属插入件3的夹持部分3B的侧向边缘33紧密摩擦接触,这防止非金属插入件3例如由于在制造过程期间板条热变形或者运输系统振动而与狭槽21分离。因此通过非金属插入件3的抵接边缘32和侧向边缘33与板条2的侧部分2B和平行狭槽21的斜臂22的相互作用而将非金属插入件3横向固定到板条2。
[0048] 此外,因为平行狭槽21具有与V状中央部分2A相同的V状横截面,所以防止非金属插入件沿着板条的纵向方向运动并且还禁止摆动。板条的V状狭槽21、斜臂22和侧部分2B连同非金属插入件3的夹持部分3B、抵接边缘32和侧向边缘33一起作为用于板条2与非金属插入件3之间的牢固连接的固定构件。板条自身因其V状中央部分2A和其折叠部分2C的特定几何结构而显示出明显的刚性和有限的热变形。
[0049] 另外,可以利用诸如小杠杆或牵开器的简单工具使斜臂22与夹持部分3B容易地脱离,以便快速地从平行狭槽21移除非金属插入件3。这允许例如在需要不同构造的非金属插入件来制造另一种类型和尺寸的玻璃容器时快速地定制运输系统。因此固定构件允许将非金属插入件3牢固且可逆地连接到板条2。
[0050] 当诸如注射器4的玻璃容器被放置到非金属插入件3的V状座部31上时,图5中示出的运输系统1对应于“使用中”的构造。在这种情况下,运输系统通过附接凹槽23连接到退火炉(未示出)的驱动系统。如在图5中可观察到的那样,每个注射器4水平地承坐于至少两个非金属插入件3上。每个注射器在其筒体表面上接触这两个非金属插入件3,因此排除了注射器端部(即,末端和/或凸缘)与板条2的非金属插入件3的任何直接接触或者相互作用。当在运输系统上运载这样的容器时,玻璃容器在非金属插入件上的这种特殊定位有利于避免将机械应力施加在容器端部上。另外,已经注意到,非金属插入件的使用在容器与非金属插入件直接接触所在的接触点处的玻璃中引发的应力较小,从而避免形成划痕或微小裂缝。这确保在玻璃容器的薄且易碎的端部上不会产生缺陷或薄弱点。
[0051] 通过研究运输通过在线退火炉的165个1mL长注射器的末端抵抗已经证实了这种改进。现在参照图7,通常通过在Llyod LRX压缩台架CB上水平保持注射器并且将压缩销P径向施加在末端部分的端部上来测量注射器的末端强度。销P以25mm/min的速度垂直按压到注射器的末端部分上一5mm的深度直到破裂,测量以任意单位表示的最大载荷力。
[0052] 如图8所示,与在现有技术系统(曲线图的左框)上运输的注射器相比,在根据本发明的运输系统(右框)上运载的注射器的平均末端强度(x-轴线)从41u.a.增大到44u.a.(高斯曲线的顶部),这意味着增大了大约7%。此外,y-轴线是总体频率(population frequency),末端强度低于30u.a.的注射器几乎消失,大多数注射器为大约50u.a.。这导致末端强度标准偏差减小了大约50%,如从高斯曲线宽度减小看出的那样。
[0053] 另外,还评估了根据本发明的运输系统对玻璃容器偏心率的影响。
[0054] 参照图9,通过以下操作测量了偏心率:将注射器4水平定位在旋转保持件H上,千分尺MG(日本Mitsutoyo)的头部与筒体的表面紧密接触(更具体地,千分尺的头部被放置在注射器的一半长度处),以便测量头部的轴向位移并且估计注射器的整体形状的曲率。注射器在旋转保持件上旋转,以找到注射器表面的最高点V1。当确定了V1时,注射器接着转动180°,测量第二高度V2。然后通过应用任意单位的以下公式:(V1-V2)/2计算偏心率的值。
[0055] 图10A示出了任意单位的平均偏心率,而图10B是已经进行热处理的165个注射器当在现有技术系统或本发明系统上运输时获得的偏心率标准偏差。
[0056] 在现有技术系统上运输的注射器称作“标准”,而在根据本发明的运输系统上运输的注射器被称作“新”。该实验证实,当使用根据本发明的运输系统时,偏心率平均值减小大约12%。此外,偏心率标准偏差也减小了18%。因此该实验证实,在使用根据本发明的运输系统时,水平放置在运输系统上并且进行退火处理的玻璃注射器保持了它们的圆柱形状。
[0057] 这些实验因此证实了根据本发明的运输系统的高价值和工业可行性。
[0058] 此外,座部31的特定几何结构还有助于当在运输系统1上运载玻璃容器4时玻璃容器的稳定性。虽然如图3所示的非金属插入件3的倾斜的座部几何结构减小了与玻璃容器的接触表面,但是图6A中示出的非金属插入件5的座部51的恒定厚度有助于稳定玻璃容器,并因此减小在板条上运输容器期间产生的缺陷数量。此外,具有图6B示出的非金属插入件6的弯曲边缘的光滑座部61有助于减小玻璃容器材料中的美观缺陷和瑕疵。技术人员因此可以选择这些非金属插入件中的任意一个,以解决诸如振动、未对准或美观缺陷的特定问题。
[0059] 最后,根据本发明的运输系统1也非常灵活,原因在于其认可快速构造变化。实际上,因为由于固定构件的存在能够将非金属插入件可逆地连接到板条,所以可以利用简单的工具移除非金属插入件,以快速且容易地更换。以这种方式,不仅可以根据所制造的容器类型改变非金属插入件的类型和数量,而且还可以根据玻璃容器的直径和长度改变非金属插入件的类型和数量。结果,仅仅需要有限数量的板条来维持范围广泛的玻璃容器的制造。例如,可以在对一批盒进行退火之后短时间内对一批瓶进行退火。
[0060] 尽管在上文描述了本发明的最佳实施例,但是技术人员将能够设计本发明的各种变形。
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