ES2232696T3

ES2232696T3 - Maquina y procedimiento de moldeo por soplado.

Info

Publication number: ES2232696T3
Application number: ES02010965T
Authority: ES
Inventors: Dennis L. Dundas; Csaba M. Farkas
Original assignee: Graham Engineering Corp
Current assignee: Graham Engineering Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2005-06-01
Anticipated expiration: 2022-05-16
Also published as: ATE287788T1; DE60202713D1; DE60202713T2; US20020171179A1; EP1258336B1; EP1258336A1; JP2002361718A; US6635216B2

Abstract

Un conjunto de boquillas (18) para su uso en el moldeo por soplado de botellas de molde asépticas, incluyendo el conjunto: A) una boquilla de soplado alargada (22) que tiene un extremo de soplado (26), la boquilla (22) que incluye un conducto de aire de soplado interno (32) que se extiende a lo largo de la boquilla (22) que tiene una boca de soplado (34) en el extremo de soplado (26) de la boquilla (22); B) una carcasa (28) de boquillas de soplado que rodea la boquilla de soplado (22), la carcasa (28) definiendo una abertura superior (47) y una boca inferior (42), una entrada de gas estéril (68) que se abre en una primera cámara circunferencial (30) entre la carcasa (28) y la boquilla de soplado (22), en donde la boquilla de soplado (22) se mueve axialmente respecto a la carcasa (28) entre una posición retraída en la cual el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) está junto la carcasa (28) y una posición extendida en la cual el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) está situado fuera de la carcasa (28) en posición para presionar y soplar una preforma sostenida en un molde cerrado junto a la carcasa (28); C) un mecanismo para mover la boquilla de soplado (22) entre la posición retraída y extendida; D) en donde, cuando la boquilla de soplado (22) está en posición retraída, gas estéril que ha entrado en la cámara (30) a través de la entrada de gas estéril (68), fluye a lo largo de la boquilla de soplado (22) y por el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) para proteger la boquilla (22) de contaminación por aire atmosférico; caracterizado por E) una junta circunferencial (58) entre la carcasa (28) y la boquilla de soplado (22) dispuesta adyacente a la abertura superior (47), y F) un conducto de descarga (36) en la boquilla de soplado (22) y que tiene una boca de descarga (38) en el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) junto a la boca de soplado (34), en donde el conducto de descarga (36) está separado del conducto de aire de soplado (32) y el conducto de descarga (36) se extiende entre la boca de descarga (38) y una fuente de baja presión para reducir la presión de la botella de plástico aséptica por debajo de la presión atmosférica antes del sellado, en donde cuando la boquilla de soplado (22) está en la posición extendida, aire de soplado estéril entra en una preforma a través de un conducto de aire de soplado (32) para soplar la preforma y, después del soplado de la preforma, el aire de soplado se descarga de la botella a través de un conducto de descarga (36) únicamente para impedir la contaminación del tubo de soplado estéril (32) por aire contaminado que entra en la preforma o botella en caso de rotura.

Description

Máquina y procedimiento de moldeo por soplado.

Campo de la invención

La invención se refiere a un conjunto de boquillas de soplado, una máquina de moldeo por soplado y un método para el moldeo por soplado y el sellado de botellas asépticas que después del moldeo se abren y se llenan sin necesidad de esterilización antes del llenado.

Descripción del estado de la técnica

Para moldear por soplado botellas estériles es necesario esterilizar los útiles que entran en contacto con el interior de la preforma o botella y que pueden contaminarla. Es difícil mantener la esterilidad de una boquilla usada en el moldeo por soplado en una máquina de transferencia debido al tamaño grande y a la forma roma de la boquilla y a la necesidad de mover la boquilla a lo largo distancia relativamente grande hasta dentro de la entrada del cuello de un molde cerrado.

Las publicaciones Patent Abstracts of Japan, vol. 009 nº 183 (M-400) y JP 60049919 A describen una máquina de moldeo por soplado que usa una boquilla de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El mencionado documento describe también todos los pasos del método de la reivindicación del método 10 con la excepción del paso D) ii).

La patente US-A-4 946 366 se refiere a un conjunto de agujas para el soplado de botellas asépticas. Una aguja de soplado se monta sobre una mitad de molde para perforar una parte de una preforma capturada, sostenida entre mitades de molde, e inflar la preforma. La aguja se puede desplazar hacia delante y hacia atrás en un conducto que aloja la aguja. El aire de soplado fluye a través de un conducto interior dispuesto en la aguja. Una vez que se ha soplado la botella, la presión interior puede reducirse por debajo de la presión atmosférica antes del sellado de la botella. El aire de descarga no fluye a través de la aguja sino a través de una parte del conducto que aloja la aguja. Se dispone una junta entre la aguja de soplado y la carcasa.

La patente US-S-5 037 684 se refiere a otro conjunto de aguja para el soplado de botellas asépticas. Durante el moldeo por soplado de botellas asépticas que se cierran estancas en los moldes, primero se sopla la botella y después la presión interior se reduce por debajo de la presión atmosférica antes del sellado de la botella. El motivo es que las botellas sopladas contienen plástico caliente que produce calor residual durante el enfriamiento. Este calor calienta el gas de la botella estanca para aumentar la presión dentro de la misma. El plástico de la botella se estabiliza en una forma permanente mucho después de que la botella se retire del molde. Cuando la botella se cierra estanca a presión atmosférica, el gas de la botella se calienta y eleva la presión de la botella por encima de la presión atmosférica, lo cual puede curvar las paredes de la botella hacia fuera antes que el plástico se estabilice. La botella de plástico puede endurecerse con bases o paredes curvadas no deseadas La reducción de la presión interior de la botella de plástico aséptica estanca, mediante el uso de una aguja de soplado, se explica en la patente US-A 5 037 684.

La patente FR-A-2 405 809 se refiere a un conjunto de boquillas para el soplado de botellas (no asépticas). Después de soplar una botella con aire a través de un conducto de aire, se inyecta un refrigerante (por ejemplo aire líquido) y la botella se enjuaga con aire a través del conducto para mejorar el efecto de enfriamiento del refrigerante. En una de las realizaciones que se muestran, el aire de enjuague sale de la botella a la atmósfera a través del conducto que rodea el canal de aire de soplado.

En los conjuntos para el soplado de botellas asépticas, la expulsión del aire de soplado a través del mismo conducto que se usa para soplar aire en la botella o para alojar la aguja, entraña el riesgo de que, mientras que se expulsa el aire de soplado, la rotura de la preforma o botella dé lugar a que entre aire atmosférico no estéril a través del conducto que puede contaminarlo. Cuando el conducto se contamina, las botellas sopladas pueden contaminarse. La máquina de moldeo por soplado debe ser parada y esterilizada antes de reanudar la fabricación de botellas asépticas. Este es un proceso largo.

Por consiguiente la técnica necesita una máquina de moldeo por soplado mejorada y un método para el moldeo de botellas de plástico asépticas que mantenga la esterilidad de la boquilla de soplado y del conducto de soplado durante el funcionamiento de la máquina.

Además, la máquina debe asegurar que la rotura de una preforma o botella no dé lugar a que el aire atmosférico circule a través del tubo de soplado, lo que haría necesario volver a esterilizar la máquina.

Resumen de la invención

La invención es un conjunto de boquillas de soplado, una máquina de moldeo por soplado y un método de moldeo en máquina de transferencia para soplar y sellar botellas asépticas de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones dependientes.

Las botellas toman la forma deseada y cuando se abren son estériles y están listas para el llenado. La máquina mantiene la esterilidad de la boquilla de soplado rodeando dicha boquilla de soplado con aire estéril y soplando el aire estéril a lo largo de la longitud de la boquilla en un flujo que se extiende alrededor del extremo romo de la boquilla. El flujo laminar de aire estéril se adhiere por el exterior de la boquilla y, a causa del efecto Coanda, fluye alrededor del extremo de la boquilla hasta rodear por completo con aire estéril el extremo de la boquilla y proteger la boquilla del aire contaminado.

Después del moldeo, la boquilla de soplado se retrae a una cámara estéril de una carcasa de boquilla de soplado. En algunas realizaciones, la carcasa está conectada a la boquilla con dos juntas de diafragma extensibles. Las juntas de diafragma extensibles proporcionan protección redundante frente a la contaminación de la cámara de la boquilla de soplado del aire atmosférico no esterilizado. Una cámara de baja presión entre las dos juntas alarga la vida útil de las juntas y mantiene la esterilidad de la cámara estéril en el caso poco probable de que las juntas tengan un escape. La diferencia de presión de cada junta asegura que durante la extensión y la retracción las juntas contactan adecuadamente a las superficies adyacentes de la carcasa y de la boquilla y que éstas no se arruguen.

Durante el soplado, aire a alta presión fluye a través de un conducto de soplado de la boquilla al interior de una preforma sostenida en una cavidad de molde cerrado. El aire expande la preforma fundida para soplar la botella. Después del soplado, el aire sale de la cavidad de soplado a través de un conducto de descarga separado del conducto de soplado. La presión de la botella soplada se reduce por debajo de la presión atmosférica antes del sellado de la botella cerrada. De esta forma, la botella adopta la forma adecuada cuando el plástico de la botella se estabiliza por completo. La existencia de un conducto de descarga separado para la expulsión de aire de soplado del interior de la botella asegura que el aire de descarga con aire estéril no fluya a través del conducto de soplado. Esto es importante en el caso de que una preforma o botella se rompa accidentalmente o no sea capturada adecuadamente por el molde permitiendo que el flujo de aire atmosférico entre en la botella o preforma y que salga a través de la boquilla de soplado. El aire atmosférico que se expulsa a través del conducto de descarga puede contener contaminantes, lo cual destruiría la esterilidad del conducto. Sin embargo, esta contaminación no destruiría la esterilidad del conducto de soplado y no impediría que la máquina soplara botellas asépticas selladas. Después de expulsar la preforma o la botella rota, la máquina sigue soplando botellas asépticas selladas como anteriormente sin necesidad de una nueva esterilización.

Otros objetos y características de la invención se conocerán a medida que se avance en la descripción, especialmente con la ayuda de las figuras anexas que muestran la invención, que constan de cuatro hojas y una variante.

Descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista frontal de conjuntos de boquillas de soplado montadas en una estación de soplado de una máquina de transferencia;

La Figura 2 es una vista lateral, parcialmente recortada, tomada generalmente a lo largo de la línea
2 - 2 de la Figura 1; y

Las Figuras 3 y 4 son vistas como la de la Figura 2 ilustrando el funcionamiento de la máquina de moldeo en la estación de soplado.

Descripción de la realización preferida

La máquina de transferencia para moldeo por soplado 10 incluye un molde en dos mitades 12 que define una pluralidad de cavidades 14 para moldear botellas por soplado cuando están cerradas y un mecanismo de transferencia del molde para transferir el molde entre una estación donde se extruye una preforma dentro de cada molde abierto y una estación de soplado 16 donde las preformas capturadas en las cavidades de molde se soplan para formar botellas asépticas y se cierran estancas para mantener la esterilidad. La máquina incluye también un mecanismo para abrir y cerrar los moldes. El mecanismo de transferencia del molde y el mecanismo para abrir y cerrar son convencionales y no se muestran.

La Figura 1 muestra un número de conjuntos de boquillas 18 en la estación de soplado 16. Cuando el molde está en la estación de soplado, cada conjunto de boquilla 18 está situado sobre una cavidad de molde 14 y una preforma capturada en la cavidad.

Cada conjunto 18 incluye una boquilla alargada 22 que tiene un extremo superior montado en un bloque 24 y un extremo inferior 26 que se extiende por el centro de una carcasa de boquilla de soplado 28. La boquilla se mueve axialmente respecto a la carcasa desde una posición retraída de reposo mostrada en la Figura 2, en la que el extremo de la boquilla 26 está situado en la cámara cilíndrica estéril 30 y una posición extendida de soplado mostrada en la Figura 4, en la que el extremo 26 de la boquilla se proyecta por debajo de la carcasa. La boquilla 22 incluye un tubo de soplado de aire 32 que tiene un extremo formando una boca de descarga 34 en el extremo inferior 26 de la boquilla de soplado. El tubo 32 forma un conducto de aire de soplado que se extiende desde una fuente de aire estéril de alta presión (no mostrada) a través de una válvula de control (no mostrada) y una toma de entrada de aire 35 en el bloque 24 hasta el extremo superior del tubo 32. La boca 34 está retraída una pequeña distancia en el extremo de la boquilla de soplado para impedir la contaminación del tubo por el contacto con objetos no estériles. El contacto puede ocurrir durante el ajuste, el mantenimiento o la modificación de la máquina de moldeo.

Un conducto anular de descarga 36 rodea el tubo 32 de la boquilla de descarga y se extiende desde la entrada anular 38 que rodea la boca 34 del tubo 32 por el extremo inferior de la boquilla de soplado, a lo largo de la longitud de la boquilla hasta el bloque 24. El extremo superior del conducto 36 está conectado a una toma de vacío de baja presión (no mostrada) que está conectada a una fuente de vacío de baja presión (no mostrada) a través de una válvula de control (no mostrada).

La carcasa de la boquilla de soplado 28 incluye una pieza cilíndrica inferior 40 que define la boca inferior 42, un pieza cilíndrica central 44 y una pieza cilíndrica superior 46 que define una abertura superior 47. Las tres piezas 40, 44 y 46 están unidas entre sí por una pluralidad de tornillos 48 que presionan las piezas 40 y 46. La boquilla de soplado 22 incluye una pieza cilíndrica 50 situada adyacente a la pieza central de la carcasa 44 y desplazable arriba y abajo junto con la boquilla de soplado respecto a la pieza 44. La pieza 50 se mantiene en posición sobre la boquilla de soplado entre las bridas cilíndricas 52 y 54.

Dos diafragmas extensibles impermeables 56 y 58 se extienden entre la carcasa 28 y la boquilla de soplado para sellar por su extremo superior la cámara 30 del aire atmosférico de fuera del conjunto y de la boquilla. Como se muestra en la Figura 2, el borde circunferencial exterior del diafragma 56 está apretado entre la pieza 40 y 44 y el borde cincunferencial interior del diafragma 56 está apretado entre la pieza 50 y la brida inferior 54. El borde circunferencial exterior de la junta 58 está apretado entre las piezas 44 y 46 y el borde circunferencial interior de la junta 58 está apretado entre la pieza 50 y la brida superior 52.

Cada diafragma 56, 58 incluye una junta circunferencial en forma en U que está en contacto con la cara interior de la pieza 44 y la cara exterior de la pieza 50 y que se extiende a lo largo de las superficies a medida que la boquilla 22 se mueve respecto a la carcasa 28. Los pliegues a 180º de las juntas están uno frente a otro y las partes de las juntas presionadas por las piezas 44 y 50 se extienden alejándose de los pliegues a 180º.

Las dos juntas de diafragma 56 y 58, la superficie interior de la pieza 44 y la superficie exterior de la pieza 50 entre las juntas definen una cámara anular cerrada 60 entre la boquilla de soplado y la carcasa. La toma de entrada de aire estéril 62 en la pieza central 44 comunica la cámara 60 con la fuente de vacío 64 a través de la línea de vacío 66. La fuente 64 mantiene la cámara 60 por debajo de la presión atmosférica para asegurar que haya una diferencia de presión extendiéndose a través de cada una de las juntas de diafragma. La diferencia de presión mantiene las juntas pegadas a las superficies de las piezas 44 y 50 durante la extensión y la retracción de la boquilla de soplado. La superficies interiores superior e inferior de la pieza 50 tienen una ligera conicidad para facilitar que las juntas de diafragma se ajusten pegadas a su superficie. La juntas 56 y 58 son muy planas y ocupan muy poco espacio radial. Las juntas de diafragma flexionan con mucha facilidad y no ejercen fuerzas elevadas sobre el conjunto de la boquilla de soplado. Si se desea, se pueden utilizar otros tipos de juntas o incluso una sola junta.

Cuando la boquilla de soplado 22 está en posición retraída tal como se muestra en la figura 2, el extremo inferior de la boquilla está situado en la cámara 30. La abertura 68 está formada en la pieza 40 y está conectada a una fuente de aire estéril de baja presión 70 a través de la línea 72. El aire estéril se sopla de un modo continuo a través del conducto 68 hasta la cámara 30. El aire estéril rodea la boquilla de soplado y fluye axialmente a lo largo de ella en un flujo laminar y sale por la abertura circular entre el extremo inferior de la boquilla y la boca 42. El flujo estéril laminar se adhiere a la boquilla y, a causa del efecto Coanda, es arrastrado hasta el extremo de la boquilla de soplado dirigido hacia abajo para impedir que aire atmosférico contamine la boquilla. De este modo, el aire estéril suministrado a través del conducto 68 protege la boquilla de soplado en posición retraída de la contaminación por aire atmosférico no estéril. El aire soplado fluye a la cámara 30 cuando la boquilla está extendida tal como se muestra en la figura 4. El diámetro de la boquilla es ligeramente inferior al diámetro de la boca 42 permitiendo que el aire estéril de la cámara 30 fluya hasta la parte superior de la cavidad de molde 14 a lo largo de la circunferencia tal como se muestra. Este flujo protege la boquilla de soplado extendida de la contaminación.

El bloque 24 de cada conjunto 18 está montado en el bloque de soporte horizontal 76. Las carcasas de boquilla de soplado 28 están montadas en la placa horizontal 78 las cuáles se apoyan con dos columnas guía 80 que se levantan en los extremos de la placa. Las columnas 80 se extienden a través de los casquillos 82 montados en el bloque 76 para permitir el movimiento vertical de la placa 78 respecto al bloque 76. Las abrazaderas 79 sobre las columnas 80 impiden el movimiento de la placa 78 por debajo de la posición de la figura 1. Dos columnas verticales 84 fijas soportan las piezas tope ajustables 86, mostradas en las figuras 2-4. Un par de brazos tope 88 sobre la placa 78 presionan las piezas tope 86 para limitar el movimiento hacia abajo de la placa y las juntas de boquillas de soplado 28 respecto a los bloques 76 y 24. Normalmente el peso sostiene la placa 78 por debajo del bloque 76 con las abrazaderas presionando los casquillos tal como se muestra en la figura 1.

Un mecanismo arrastre de las boquillas de soplado (no mostrado) baja y sube el bloque 76 para mover los conjuntos de boquillas de soplado 18 hacia abajo hasta el molde partido 12 y para retirar del molde los conjuntos de boquillas de soplado. Durante el descenso, los brazos 88 presionan los topes 86 con las boquillas retraídas en las cámaras 30, y la placa 78 queda a una distancia pequeña por encima del molde. El descenso continuado del bloque 76 y de los bloques 24 extiende las boquillas de soplado hasta la parte de los cuellos 90 de las cavidades de molde para presionar las preformas antes del moldeo por soplado tal como se muestra en la figura 4.

Durante la puesta en marcha de la máquina 10, se esterilizan por medio de vapor de alta temperatura la cámaras 30, las superficies de las boquillas de soplado situadas por debajo de las juntas de diafragma extensible 56, todos los conductos de aire de soplado incluyendo los tubos de soplado 32, los conductos de descarga 36, 38 y las líneas 72. Después de la esterilización inicial, fluye aire estéril de una presión inferior a 0.07 bar (una libra por pulgada cuadrada) desde la fuente 70 a través de las líneas 72 hasta las cámaras 30.

El aire estéril de baja presión llena por completo las cámaras por debajo de las juntas 56 y establece flujos laminares de aire estéril a lo largo de los extremos de las boquillas de soplado a través de las bocas 42 hacia fuera. Para obtener el flujo laminar deseado a lo largo de la boquilla de soplado se necesita aire a baja presión. Aire a presión más alta provocaría turbulencia en el flujo. A causa del efecto Coanda, el aire estéril es arrastrado a través de los extremos expuestos de las boquillas sobre las bocas 34 de los tubos de soplado 32 y las bocas 38 de los conductos de descarga 36. El flujo constante de aire estéril hasta y alrededor de las cámaras 30, a lo largo y sobre los extremos de la boquilla de soplado en posición retraída mantiene la esterilidad de las boquillas de soplado impidiendo que el aire atmosférico, que puede contener contaminantes no estériles, contacte la boquilla de soplado en posición retraída. El aire estéril llena las cámaras 30 a presión positiva. Durante el tiempo que las boquillas de soplado están extendidas, el aire estéril sale de la cámaras 30 a través de espacios de 0.5 mm (0.02 pulgadas) entre cada lado de la boquilla y de la boca tal como se indica con flechas 92 en la figura 4. Este flujo protege la boquilla extendida de la contaminación.

A continuación se describe un ciclo de funcionamiento de una máquina de moldeo por soplado.

El ciclo empieza con el molde 12 abierto en la estación de extrusión y con los extrusores situados sobre cada cavidad de molde extruyendo una preforma en las cavidades. Los moldes se cierran sobre las preformas para capturar cada preforma en una cavidad. Las preformas capturadas son separadas del resto de preforma y el molde cerrado es transferido a la estación de soplado 16 con cada cavidad cerrada y cada preforma situadas debajo de un conjunto de boquillas de soplado 18. Los conjuntos 18 están en posición elevada tal como se muestra en la figura 2 con los brazos 88 sobre las piezas tope 86.

A continuación, el mecanismo de boquillas de soplado hace bajar el bloque 76 para mover las boquillas de soplado, la placa 78 y las carcasas de boquillas 28 hasta el molde cerrado 12. La placa 78 y las carcasas 28 bajan con las boquillas de soplado hasta que los brazos 88 encuentran las topes 86. Este tope hace parar el descenso de la placa 78 a una distancia pequeña por encima de la parte superior del molde cerrado 12. El descenso del bloque de apoyo 76 extiende las boquillas hacia fuera de las cámaras 30 y hasta las partes de cuello 90 de las cavidades de molde. La figura 4 muestra la posición con la placa 78 completamente bajada, los brazos 88 presionando los topes 86 y las boquillas de soplado completamente extendidas. Los extremos inferiores de las boquillas sellan las preformas en las partes superiores de las cavidades de molde. Las bocas de tubo de soplado 34 y las bocas de conducto de descarga 38 se abren dentro de las
preformas capturadas.

A continuación se sopla aire a través de los tubos 32 en el interior de las preformas para expandir las preformas fundidas hacia fuera y formar botellas que tienen una forma definida por las cavidades de molde. El aire de soplado, que puede ser de una presión de aproximadamente 6 bares (88 libras por pulgada cuadrada) mantiene las preformas fundidas contra las paredes de las cavidades. Los moldes extraen el calor del plástico fundido de manera que rápidamente el plástico empieza a endurecerse en forma de botella. Sin embargo, restos de plástico fundido relativamente grandes permanecen en la base de las botellas después de que el resto de la botella haya solidificado. Este plástico desprende calor durante el enfriamiento antes de la estabilización del plástico.

Después que se ha soplado la botella y ésta se ha endurecido, se cierra una válvula entre la fuente de aire de soplado y los tubos de soplado 34 y se abre la válvula de la línea que conecta las entradas 39 a una fuente de aire subatmosférico, que puede estar a una presión de aproximadamente -0.5 bares (-7 PSI), para extraer aire de soplado del interior de la botella. Los conductos de escape 36 están conectados a una fuente de aire de baja presión durante un tiempo suficiente para reducir la presión de las botellas a un valor deseado por debajo de la presión atmosférica. Cuando esto ocurre el molde se abre y regresa a la estación de extrusión dejando los botellas suspendidas de las boquillas de soplado. Unas herramientas de sellado, situadas mediante brazos escamoteables por debajo de las boquillas de soplado y extendidas sobre los cuellos de las botellas, se cierran para sellar el interior de las botellas cuando los brazos pinzan las botellas. El plástico próximo a las herramientas de sellado se mantiene caliente para facilitar el sellado. Las herramientas de sellado pueden ser del tipo que se muestra en la patente US 5.037.684. La presión negativa aplicada a los conductos de escape 36 se desactiva después de que las botellas quedan selladas.

Después que se ha cerrado estanca la botella a presión subatmosférica los brazos escamoteables sostienen las botellas y el mecanismo de boquillas de soplado eleva el bloque 76 para extraer las boquillas de soplado de la parte superior de las botellas y devuelve los conjuntos de boquillas de soplado a la posición inicial mostrada en las figuras 1-3. Los brazos retiran la botella de la máquina.

Durante el tiempo que las boquillas de soplado están extendidas hasta los moldes, el aire estéril continúa fluyendo hasta la cámara 30 y fuera de ella a través del hueco estrecho entre la boquilla y la boca de la cámara 42. Este aire inunda las boquillas de soplado extendidas para impedir que aire atmosférico contamine las boquillas de soplado. Además, la elevada temperatura del plástico fundido de la preforma, aproximadamente 200 grados centígrados (400 grados F), colabora al mantenimiento de la esterilidad de la boquilla de soplado calentando la superficie de la boquilla por encima de la temperatura de esterilización.

Las botellas endurecidas retiradas de las cavidades de molde contienen restos de plástico fundido o casi fundido. Estos restos se enfrían gradualmente y desprenden calor que calienta el aire subatmosférico de la botella y eleva la presión del aire de la botella. Cuando se ha desprendido todo el calor latente de los restos de plástico, la presión de la botella se ha elevado sustancialmente hasta la presión atmosférica de manera que no hay diferencia de presión en las paredes de la botella y la botella está en la forma de moldeo deseada cuando el plástico de la botella estabiliza. El soplado de botellas de plástico asépticas selladas a presión subatmosférica para impedir la deformación de la botella cuanto están completamente estabilizadas se explica con más detalle en la patente US 5.037.684.

Después que se retiran las botellas del molde abierto, el molde vuelve a la estación de preformas para completar el ciclo de funcionamiento de la máquina de moldeo 10.

El conducto de descarga 36 se mantiene a presión negativa durante la evacuación de la botella hasta que la botella se cierra estanca a la presión negativa deseada. El conducto de descarga está separado del conducto de soplado de manera que el aire de soplado no puede fluir a través del conducto de soplado estéril. Esto es importante en caso de moldeo de una preforma o botella rota que permitiría que aire contaminado entrara en la botella o preforma a través de la rotura. Este aire puede contener contaminantes y es expulsado través del conducto de descarga 36. Los contaminantes del aire de escape podrían convertir el conducto de descarga en no estéril.

Sin embargo, los contaminantes no pueden entrar al tubo de soplado 32 porque durante la expulsión de gas de soplado, el conducto de descarga 36 se mantiene a una presión inferior a la presión del tubo de soplado. Esto asegura que la rotura de la botella no destruye a la esterilidad de la boquilla de soplado. Los contaminantes del conducto de soplado podrían destruir la esterilidad de las botellas.

La esterilidad de las boquillas de soplado en posición retraída puede mantenerse durante el cambio de molde y durante la modificación o ajuste de la máquina de moldeo manteniendo el flujo de aire estéril desde la fuente 70 hasta las cámaras 30 y alrededor de las boquillas de soplado y fuera de la cámara tal como se ha descrito anteriormente. El mantenimiento estéril del flujo de aire alrededor de las boquillas de soplado permite la puesta en marcha de la máquina después del cambio de molde, y el ajuste o modificación sin necesidad de volver a esterilizar los conjuntos de boquillas. Los extremos inferiores de los tubos de soplado están situados a pequeña distancia sobre la base de las boquillas de soplado para proteger con mayor eficacia la esterilidad de los tubos.

El uso de dos juntas de diafragma extensibles 56 y 58 con una cámara de vacío 60 entre las juntas, proporciona protección redundante a la cámara 30 frente a la contaminación por aire atmosférico. Un escape a través de la junta de diafragma extensible inferior 56 daría lugar a un flujo de aire estéril entre la cámara 30 y la cámara de baja presión 60. Este aire se retiraría de la máquina hasta la fuente de baja presión 64 sin contaminación. Un escape a través de la junta de diafragma extensible superior 58 daría lugar a que el aire atmosférico fluya hasta la cámara de baja presión 60. Este flujo, sin embargo, se alejaría hasta la cámara de baja presión 64 sin arriesgar la seguridad de la cámara 30. En el caso poco probable de que se produjera escape en las dos juntas 56 y 58, el aire que pudiera fluir a través de ambas roturas sería arrastrado hasta la cámara de baja presión 60 y hasta la fuente de baja presión 64 sin la contaminación de la cámara
30.

Las boquillas de soplado se mantienen estériles haciendo fluir aire estéril a las carcasas de boquillas de soplado, a lo largo y alrededor de las boquillas y los extremos de las boquillas. Es obvio que las boquillas de soplado podrían mantenerse estériles haciendo fluir a las carcasas y alrededor de las boquillas, gas estéril que no sea aire tal como se ha descrito.

Aunque se han mostrado y descrito realizaciones preferidas de nuestra invención se entenderá que ésta puede modificarse y que por tanto no deseamos que quede limitada a los detalles precisos que se han presentado, por el contrario consideramos que tales cambios y alteraciones pertenecen del ámbito de las reivindicaciones que siguen.

Claims

1. Un conjunto de boquillas (18) para su uso en el moldeo por soplado de botellas de molde asépticas, incluyendo el conjunto:

A) una boquilla de soplado alargada (22) que tiene un extremo de soplado (26), la boquilla (22) que incluye un conducto de aire de soplado interno (32) que se extiende a lo largo de la boquilla (22) que tiene una boca de soplado (34) en el extremo de soplado (26) de la boquilla (22);

B) una carcasa (28) de boquillas de soplado que rodea la boquilla de soplado (22), la carcasa (28) definiendo una abertura superior (47) y una boca inferior (42), una entrada de gas estéril (68) que se abre en una primera cámara circunferencial (30) entre la carcasa (28) y la boquilla de soplado (22),

en donde la boquilla de soplado (22) se mueve axialmente respecto a la carcasa (28) entre una posición retraída en la cual el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) está junto la carcasa (28) y una posición extendida en la cual el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) está situado fuera de la carcasa (28) en posición para presionar y soplar una preforma sostenida en un molde cerrado junto a la carcasa (28);

C) un mecanismo para mover la boquilla de soplado (22) entre la posición retraída y extendida;

D) en donde, cuando la boquilla de soplado (22) está en posición retraída, gas estéril que ha entrado en la cámara (30) a través de la entrada de gas estéril (68), fluye a lo largo de la boquilla de soplado (22) y por el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) para proteger la boquilla (22) de contaminación por aire atmosférico;

caracterizado por

E) una junta circunferencial (58) entre la carcasa (28) y la boquilla de soplado (22) dispuesta adyacente a la abertura superior (47), y

F) un conducto de descarga (36) en la boquilla de soplado (22) y que tiene una boca de descarga (38) en el extremo de soplado (26) de la boquilla (22) junto a la boca de soplado (34), en donde el conducto de descarga (36) está separado del conducto de aire de soplado (32) y el conducto de descarga (36) se extiende entre la boca de descarga (38) y una fuente de baja presión para reducir la presión de la botella de plástico aséptica por debajo de la presión atmosférica antes del sellado, en donde cuando la boquilla de soplado (22) está en la posición extendida, aire de soplado estéril entra en una preforma a través de un conducto de aire de soplado (32) para soplar la preforma y, después del soplado de la preforma, el aire de soplado se descarga de la botella a través de un conducto de descarga (36) únicamente para impedir la contaminación del tubo de soplado estéril (32) por aire contaminado que entra en la preforma o botella en caso de rotura.

2. El conjunto de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el conducto de descarga (36) rodea el conducto de aire de soplado (32).

3. El conjunto de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, incluyendo un espacio circunferencial entre boquilla de soplado (22) y la boca de la carcasa (42) cuando la boquilla de soplado (22) está en la posición extendida en donde el gas estéril fluye de la cámara (30) a través del espacio y alrededor de la boquilla de soplado extendida (22) para proteger la boquilla (22) de la contaminación por aire atmosférico.

4. Conjunto de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en donde la junta (58) comprende un diafragma.

5. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 4 en donde el diafragma incluye una curva circunferencial.

6. Conjunto de acuerdo con la reivindicación 5 en donde la mencionada curva anular está situada entre dos partes de diafragma cilíndricas, extendiéndose tales partes desde la mencionada curva en la misma dirección.

7. El conjunto de acuerdo con la reivindicación 6 en donde las mencionadas partes de diafragma contactan la boquilla de soplado (22) y la carcasa (28) respectivamente.

8. El conjunto de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en donde la boca de tubo de soplado (34) está retraída en el extremo de la boquilla de soplado (22).

9. El conjunto de acuerdo con cualquier reivindicación precedente incluyendo una fuente de gas estéril de una presión de aproximadamente 0.07 bares y una línea de gas que conecta la fuente de gas estéril con la entrada de aire (68) en donde el gas estéril a la mencionada presión fluye a través de la entrada (35) hasta la cámara (30), alrededor y a lo largo de la boquilla de soplado (22).

10. Una máquina de moldeo por soplado comprendiendo el conjunto de boquillas de soplado (18) según cualquiera de las reivindicaciones desde la 1 hasta la 9.

11. Un método de soplado de botellas de plástico asépticas selladas usando una máquina de moldeado por soplado que tiene una boquilla de soplado (22) con un extremo de soplado (26), un conducto de soplado interno estéril (32) que se extiende a través de la boquilla de soplado (22),desde una fuente de gas de soplado estéril hasta el extremo (26) de la boquilla (22), una carcasa de boquilla de soplado (28) que rodea la boquilla de soplado (22) y un mecanismo de boquillas de soplado para desplazar la boquilla de soplado (22) entre las posiciones extendida y retraída, que incluye los pasos de:

A) desplazar la boquilla de soplado (22) a la posición retraída para situar una parte extrema de soplado (26) de la boquilla (22) en la carcasa (28), haciendo fluir gas estéril en la cámara (30) entre la boquilla (22) y la carcasa (28) de manera que el gas estéril rodea la boquilla (22) y fluye axialmente a lo largo de la boquilla (22) a través del extremo de soplado (26) de la boquilla (22) y el extremo (34) del conducto de soplado (32) para mantener la esterilidad del extremo de la boquilla (22) y del conducto (32);

B) colocar un molde de soplado cerrado con una preforma capturada en una cavidad de soplado (14) junto a la boquilla de soplado (22);

C) desplazar la boquilla de soplado (22) hacia fuera desde la carcasa (28) a una posición extendida para situar el extremo de soplado (26) de la boquilla de soplado (22) en el molde en contacto con la preforma y con el extremo (34) del conducto de soplado (32) que comunica con el interior de la preforma mientras aire estéril sigue fluyendo hacia fuera desde la carcasa (28) y a lo largo de la boquilla de soplado (22) para mantener la esterilidad de la boquilla de soplado (22) extendida;

D) mantener la boquilla de soplado (22) pegada con la preforma mientras

i): se sopla gas estéril a través del conducto de soplado estéril (32) fuera del extremo (34) del conducto (32) y hasta la preforma para soplar la preforma y formar una botella estéril;

ii): se expulsa gas de soplado desde el interior de la botella soplada a través de un conducto de descarga (36) de la boquilla de soplado (22) separado del conducto de aire de soplado (32) sin gas de descarga a través del conducto de aire de soplado (32), manteniendo de este modo la esterilidad del conducto de soplado para reducir la presión dentro de la botella por debajo de la presión atmosférica; y

iii): se sella la botella cerrada después que gas de soplado se ha extraído de la botella;

E) se separa la boquilla de soplado (22) de la botella, volviendo la boquilla de soplado (22) a la posición retraída en la carcasa (28) y se mantiene el flujo de gas estéril a lo largo de la boquilla (22) y alrededor del extremo (26) de la boquilla (22) para conservar la esterilidad de la boquilla (22); y

F) se abre el molde y se extrae la botella sopla-
da.

12. El método de la reivindicación 11, en donde el gas estéril entra en la cámara (30) a una presión de aproximadamente 0.07 bares o menor.

13. El método de las reivindicaciones 11 ó 12 en donde el gas estéril fluye a lo largo de la boquilla (22) en un flujo laminar.