迄今所用的吹制成形的塑料空心体内冷却的各种方法的区别在于 所用冷却介质的种类和状态、或许发生的相变以及在空心体内部和环 境之间的交换方式。一般以压缩空气为冷却介质。在采用所谓的增压 空气法的条件下，空心体利用吹入的压缩空气从原坯料被吹起来。吹 制压力这时通常为5-8巴。这时被封入空心体内的压缩空气先留在那 里，从空心体内侧吸热并在排气时被排到环境中。在这种情况下，从 空心体中吸走一定热量。所谓的间隙吹制法按照相似的方式工作。在 此方法里，封在空心体中的和热空气隔一段时间就逸出来。该空气然 后由温度较低的压缩空气来替代。在涤气法或吹气法中，用冷压缩空 气替代热压缩空气以吹洗方式连续进行。提高这些已知方法的可能性 在于，实现冷却所用的吹制空气，例如将从常温25℃的压缩空气冷却 到0℃，或者在吹制空气被预干燥后(例如通过一种吹吸式干燥器)进 一步冷却到0℃以下如-30℃。这样，就可达到扩大压缩空气和空心体 内表面之间温差的目的。此外，将吹制压力提高到明显在常压以上的 水平，这也可以视为是内冷却的一个独立变型方案。其它根据现有技 术采用的内冷却方法都是使用深冷的液化气体的内冷却。在这种情况 下，例如在空心体原坯料用压缩空气被吹起来后，将深冷的液化二氧 化碳气或氮气作为辅助介质吹入空心体中。这些液态成分在吸收相当 多热量的情况下自动汽化并发热。另一可能性是，在空心体原坯料被 吹起来后，喷入水或其它介质进行内冷却。在这里，上述冷却介质的 加入既可以连续进行，也可以间歇进行。上述方法中的一些方法也可 以联合实施。
发明任务
因此，本发明的任务是：进一步改善吹制成形的塑料空心体的内 冷却并且同时总体上进一步降低所制造的塑料制品的生产成本。
在装置方面，该任务利用权利要求1所述特征来完成。后续的从 属权利要求包含本发明吹制成形装置的其它的有利实施方案。在方法 方面，该任务利用权利要求16所述特征来完成。后续的从属权利要求 包含了其它的有利实施方案。
本发明的装置用于实现最新式的内冷却。在吹制模具或确切地说 在其中被吹起来的空心体中实现的冷却作用大体上按照三种已知方法 的联合方式来实施，即在提高吹气压力的情况下采用了被冷却的或被 进一步冷却的或者深冷的压缩空气的吹气法。在这里，在吹制空气或 者吹制介质中增加另一种气态介质(例如氮)。
本发明的装置在工艺方法方面的功能可总结如下：
1.冷却介质在一个闭合的管道系统中循环引送并利用一个或多个 过滤器被过滤并借助整合的热交换器被冷却或者利用附加的冷却装置 更进一步地被冷却。
2.冷却介质循环在闭合的管道系统中根据空心体大小的不同被控 制到约20巴的压力水平。
3.为达到改善冷却效果的目的，冷却介质利用一旋流体在旋流和 涡流的条件下被吹入空心体中，以便改善热交换。
4.冷却介质的热容通过富集吹制空气或者部分或全部地用其它气 态或液态介质代替(如二氧化碳、氮、丙烷、水、稀有气体或其它具 有大于空气的热容的气体)或用其它冷却介质来替代的方法被提高。
装置说明
下面，结合一个如图1示意所示的实施例对本发明做详细解释和 说明。本发明的装置包括一台吹制成形机10及相应的吹制模具12，塑 料空心体在该吹制模具中被吹起来。吹制模具12被整装到一个闭合的 且用于吹制介质和冷却介质或者吹制空气的管道系统14中。
通常，吹制介质和冷却介质是普通的空气，因此。为简单起见， 下面就说吹制空气或冷却空气。吹制空气当然可以部分或全部地用其 它气体或液体(如二氧化碳、氮、丙烷、稀有气体或其它具有高热容 的气体)来富集或替代。还有一个可能性就是附带地将气化或蒸发的 液体(如水)或/和固态物质颗粒(如二氧化碳干冰)一起喷入空心体 中。吹制空气喷入空心体中是在输入侧经过一个吹气芯轴16和在输出 侧同样通过一个相应的吹气芯轴或撑芯18实现的。某些空心体如罐筒 只有唯一一个灌装排出口，所以唯一的吹气芯轴通常配有用于压缩空 气的流入导管和相应的流出导管。流入导管和流出导管可以并列或同 心地安置在吹气芯轴中。
管道系统14在输入侧作为其它部件而具有一与冷却介质储罐相连 的连接管20、一止回阀22、一存储容器24、一压缩机26、一过滤器 28、一热交换器30或一个冷却装置、另一止回阀32、第二存储容器 34和一个尽可能紧接在吹气芯轴16前面的截止阀36。在输出侧，同 样尽可能紧接在吹气芯轴18之后地有另一个带有排气口的截止阀 38，其后面接有一个压力调节阀40、第二过滤器42、第二冷却器44 (＝热交换器)及另一止回阀46。管道系统14在回路中在止回阀46 和第一止回阀22之后结束。在使用温度低于水的冰点的冷却介质时， 该装置的所有与之接触的部件都得按照合适的方式来布置，以消除各 部件受冻。
方法介绍
冷却介质(例如吹制空气)在温度为T1、压力为P1的条件下被从 存储容器24中取出。存储容器24经过一个止回阀22被保持在一个已 有的冷却介质储罐的最低压力P0(例如5巴)上。取自存储容器24的 冷却介质利用一压缩机26被压缩到较高压力(例如20巴)并在过滤 器28中被过滤和在冷却器30中被冷却到较低温度，随后被送入另一 个存储容器34中。从上述存储容器34中，冷却介质被吹向处于吹制 成形机10的吹制模具12中的原坯料并由此吹出一个空心体。然后， 空心体在经过可能的保温阶段后继续用存储容器34中的冷却介质被吹 洗以便冷却。空心体的吹出和吹洗或冷却通过一个第一吹气芯轴16来 实现，该吹气芯轴安置在空心体的进气口中。借助吹气芯轴16，冷却 介质经过一喷嘴48进入空心体。在喷嘴48上有一个流体技术上的导 向栅或旋流导向板50。该旋流导向板50给予至此一直轴向流动的冷却 介质流动一个切向速度分量(旋流)，从而使冷却介质发生强烈涡旋。 冷却用介质便以这种方式流入空心体中。随后，冷却介质通过一流出 导管或者说排气吹气芯轴18和压力调节阀40从空心体中流出。但是， 冷却介质在从空心体中出来之后不像以往作法那样通常被排放到周围 环境中，而是在过滤器42中经过滤和在冷却器44中被冷却到温度T1 (如15℃)后经另一止回阀46再被送往存储容器24，如此循环运行 并重复得以使用。通过止回阀22、32、46，可在每个工作状态下确保 预定的流动方向。压力调节器40同压缩机调节装置一起可以保证容器 内的压力不会降到预定水平之下。
为了将已充分冷却的空心体从打开的吹制模具中取出来，必须将 紧靠吹气芯轴16、18前后的截止阀瞬间锁闭并对吹制模具进行通风(减 压)。在此出现的冷却介质损耗可通过止回阀22和连接管20从一冷 却介质储罐中得到补偿。
根据一个改进的实施形式，循环使用的吹制空气还在一干燥器52 中被干燥并在至少一个冷却装置54中被进一步冷却到0℃到-50℃的 温度，最好是被冷却到-30℃。
此外，从装置方面考虑，在止回阀32之前用一转换阀56加入一 条平行支路(旁通管)。在此支路中，在一止回阀58之后，吹制介质 在一干燥器52(例如吸收式干燥器)中被干燥到一个足够低的露点并 在至少一个冷却装置54中被进一步冷却。如此干燥的和进一步冷却下 来的吹制空气通过另一转换阀60被输入闭合的循环线路中。
根据上述实施形式，待生产的空心体首先经过正常的循环线路利 用未进一步冷却下来的吹制介质被预先吹制(例如用辅助空气)并被 吹起来；然后为冷却阶段而切换阀56、60，冷到更低温度的吹制介质 通过平行冷却段进入闭合的循环线路和已吹起来的空心体中。
本发明的方法的特点在于下面列出的新措施和优点：
I.)冷却用介质在相应的压力水平上损耗很少地只循环运行；压 力水平视空心体大小的不同可高达20巴。于是，冷却介质用于空心体 表面内侧和热交换器(该系统放热)之间的热交换和传热。因此，对 工作中的压缩机来说，只须在给空心体卸压以便从打开的吹制模具中 取出它时获得很小的系统损耗以及在介质循环线路中的流动损耗和膨 胀功。结果，可在没有严重消耗冷却介质的情况下以大的体积流量并 在高的内压水平上进行工作。
迄今所知的所有方法都有同样的缺点，即在热能从容器内部转移 到吹制介质或冷却介质之后，介质本身特别是当它被在较高压力水平 上输送时被排放到周围环境中，因而无法再用于继续输送和在冷却过 程中继续使用。
II.)通过在喷头上或喷头中安装一个导流栅或流动导向板，可在 流体中产生涡旋。这种涡旋导致在空心体中的附加的旋流和介质涡 流。与此相关的就是通过加强对流而进一步改善了从空心体表面内侧 到在空心体内的介质的传热。此外，由此有效地抑制了这样的区域的 形成，即在这些区域内，冷却介质流动离开空心体表面(“死水区”)。 这一点特别重要，因为在这些死水区中几乎不会在空心体表面和冷却 介质之间发生传热。
空心体冷却因流速很高、温度低以及空心体内有附加的旋流而强 烈地进行。由于缩短了冷却时间或作业周期和提高了产量(件/小时)， 所以大大提高了吹制成形工艺的生产率。
III.)通过循环使用冷却介质，特别在生产较大的空心体的情况 下，因节约能量和工作介质而获得明显的成本优势。在使用进一步冷 却到0℃到-50℃(最好是大约-30℃)的吹制空气的情况下，效果更 好。被进一步冷却的吹制空气必须在其使用前被强烈干燥，以避免冷 凝和随后的结冰。这例如可以在一个吸收干燥器中实现。从投资和能 源利用角度出发，上述干燥的成本比较高。但由于冷却介质在闭合循 环系统中使用，所以视规定的工艺参数而定，干燥费用可与(失去的) 排出空气量和吹洗空气量之间比例有关地减少达80％。
IV.)冷却介质即空气的热容还可通过下述措施来提高：使它富集 其它的气体或液体(如二氧化碳、氮、丙烷、稀有气体或其它热容高 于空气的气体)或其它冷却介质，更确切地说部分地或全部地用其来 替代。冷却介质的根据本发明地闭合的循环运行因耗损少而有利地且 成本合算地尤其也适用于这种情况。
在下列的表中和在图2的视图中，为不同大小的塑料容器给出了 可供优先使用的吹制压力及吹制空气/冷却介质的体积流量：
制品              容积           压力        体积流量
Dose Hurrican      1升             15-20巴      0.5-1米3/分钟
Kanister           30升            10-15巴      1-2米3/分
SVR-Fβchen      50升            10-15巴      1-2米3/分
Vanguard Faβ            136升             9-12巴      2-3米3/分
L-Ring Faβ                220升             9-12巴      2-3米3/分
TC-1000          1000升             8-10巴      3-5米3/分
在装置和方法方面，本发明可以有利地被加装到现有的吹制成形 机上，因而可以生产成本较低地提高吹制成形机的产量。
设备工程成本或投资比较低，通常可在短时期内通过设备效率的 相应提高而收回投资。
                      附图标记一览表
10-吹制成形机；12-吹制模具；14-闭合的管道系统；16-吹气芯轴， 进气；18-吹气芯轴，排气；20-与冷却介质储罐相连的连接管；22- 止回阀；24-存储容器；26-压缩机；28-过滤器；30-冷却器(＝热交换 器)；32-止回阀；34-存储容器；36-截止阀，进；38-截止阀，出； 40-压力调节阀；42-过滤器；44-冷却器(＝热交换器)；46-止回阀； 48-喷头；50-旋流导向板；52-干燥器；54-冷却装置；56-转换阀；58- 止回阀；60-转换阀；
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种用于生产吹制成形的塑料空心体的吹制成形机(10)，其 中将由可变形的塑料构成的软管状原坯料挤压到一吹制模具(12)的 打开的半模之间，然后在关闭的吹制模具中吹出该空心体，其中为了 空心体的成形(＝吹制成型)和冷却，可将吹制空气经过一管道(14) 吹入该吹制模具(12)中或者说该空心体中，其中吹制模具(12)被 整合到一个闭合的管道系统(14)(＝环形管路)中，其特征在于：在 管道系统(14)内，为在提高的压力水平上实现吹制空气的循环输送 而设有一台压缩机(26)，该管道系统(14)为了在每个工作状态下 确保预定的流动方向而配有至少一个止回阀(22，32，46)，其中该 闭合的管道系统(14)在其输入侧为将吹制空气吹入该吹制模具(12) 中而配备有一流入导管并在其输出侧为将吹制空气从吹制模具(12) 中排出而配备有一流出导管。
2.按权利要求1所述的吹制成形机，其特征在于：用于将吹制空 气吹入吹制模具(12)中或者该空心体中的流入导管与一吹气芯轴 (16)(＝进气喷嘴)相连，用于将吹制空气从吹制模具(12)中或者 该空心体中排出的流出导管在输出侧与另一个吹气芯轴(18)或撑芯 (＝排气喷嘴)相连。
3.按权利要求1所述的吹制成形机，其特征在于：为了生产特殊 的空心体如只有唯一一个灌装排出口的罐筒，该管道系统(14)只配 有唯一一个吹气芯轴，该吹气芯轴具有用于压缩空气的一个流入导管 和一个相应的流出导管，其中该流入导管和该流出导管并列或同心地 安置在该吹气芯轴中。
4.按权利要求1、2或3所述的吹制成形机，其特征在于：在管 道系统(14)内，为在循环运行中输送的吹制空气的净化而设有至少 一个过滤器(28，42)。
5.按权利要求1、2、3或4所述的吹制成形机，其特征在于：在 管道系统(14)中，为在循环运行中输送的冷却介质的有目的的温度 控制而设有至少一个冷却器(30，44)。
6.按权利要求1、2、3、4或5所述的吹制成形机，其特征在于： 管道系统(14)在输入侧在吹气芯轴(16)之前并在输出侧在吹气芯 轴(18)之后或者说在该流入导管之前和在该流出导管之后为给吹制 模具(12)卸压或者为了从吹制模具(12)中取出制品而分别配备有 一个截止阀(36，38)。
7.按权利要求1-6之一所述的吹制成形机，其特征在于：在吹气 芯轴(16)上的喷嘴(进气喷嘴)在输出侧配备有一个涡旋装置或者 说一个旋流导向板(50)。
8.按权利要求1-7之一所述的吹制成形机，其特征在于：管道系 统(14)在输出侧在吹气芯轴(18)之后为调节空心体内的压力而配 备有一个压力调节阀(40)。
9.按权利要求1-8之一所述的吹制成形机，其特征在于：管道系 统(14)为补偿冷却循环中的冷却介质的损耗而配备有一个与冷却介 质储罐相连的连接管(20)。
10.按权利要求1-9之一所述的吹制成形机，其特征在于：为了 干燥吹制空气，最好在止回阀(32)之前，在管道系统(14)中组装 入一个干燥器(52)如吸收式干燥器。
11.按权利要求1-10之一所述的吹制成形机，其特征在于：为了 进一步冷却该吹制空气，在干燥器(52)的后面，另一个冷却装置(54) 被整装入管道系统(14)中。
12.按上权利要求1-11之一所述的吹制成形机，其特征在于：在 干燥器(52)后面，为了输入未冷却的吹制空气而设有一个转换阀， 该转换阀有一连接导管与吹制空气压力容器相连。
13.按权利要求1-12之一所述的吹制成形机，其特征在于：干燥 器(52)和冷却装置(54)安置在一个平行的旁通支路(旁通管线) 上，该旁通支路通过两个转换阀(56，60)与该管道系统(14)相连。
14.一种在一吹制成形机(10)上生产吹制成形的塑料空心体的 方法，其中将一个由可变形塑料构成的软管状原坯料挤压到一个吹制 模具(12)的打开的半模之间，然后在关闭的吹制模具中吹出该空心 体，其中为了成形(＝吹制)和冷却该空心体，吹制空气经过一管道(14) 或者说一个闭合的管道系统被吹入吹制模具(12)中或该空心体中， 其特征在于：在闭合的管道系统中，该吹制空气在提高的压力水平上 被循环输送。
15.按权利要求14所述的方法，其特征在于：吹制空气根据塑料 空心体的大小在高达约20巴的压力水平上被循环输送。
16.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于：对于小容积 的塑料空心体(如1升的瓶子，3升的桶)来说，吹制空气在15-20 巴的压力水平上被循环输送。
17.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于：对于中等容 积的塑料空心体(如5升的筒，60升的桶)来说，吹制空气在10-15 巴之间的压力水平上被循环输送。
18.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于：对于大容积 的塑料空心体(如120升的带盖桶，220升的带旋塞桶)来说，吹制空 气在9-12巴之间的压力水平上被循环输送。
19.按权利要求14或15所述的方法，其特征在于：对于容积很 大的塑料空心体(例如1000升的货盘集装箱的内容器)来说，吹制空 气在8-10巴之间的压力水平上被循环输送。
20.按权利要求14-19之一所述的方法，其特征在于：该吹制空 气部分地用其它气体或液体(如二氧化碳、氮、丙烷、水、稀有气体 或其它热容高于空气的气体)或其它冷却介质来富集。
21.按权利要求14-20之一所述的方法，其特征在于：吹制空气 为了改善冷却效果而用一旋流器并在旋流和涡流的条件下被吹入到空 心体中，以改善热交换。
22.按权利要求14-21之一所述的方法，其特征在于：该吹制空 气为改善冷却效果而在被吹入该空心体中之前被干燥并被进一步冷却 到0℃到-50℃之间的一个温度，最好是被冷却到大约-30℃。