原文作者：高示凡
摘 要：本文通过结合笔者多年来的工作经验，主要对塑料输液瓶吹瓶机的设计过程进行分析，进一步阐述该吹瓶机的设计过程中遇到的问题及解决措施，最后再对设计成果进行详细描述。
关键词：塑料输液瓶；吹瓶机；设计
中图分类号：th78 文献标识码：a
1塑料输液瓶吹瓶机的设计要点
随着科技的发展，我国玻璃输液瓶的制作及设计技术已几近成熟，输液瓶的生产商及使用方在长时间以来的生产、设计、使用以及验证中获得了十分宝贵的经验，但这也仅仅只是玻璃输液瓶的制作，而与塑料输液瓶的制作与设计仍存在着诸多不同点、共同点以及技术难点及要点。
2塑料输液瓶吹瓶机的设计过程分析
选用塑料瓶坯作为吹瓶机的原材料，具体设计思路在于：选择安全可靠的瓶坯输送定位；控制瓶坯的均匀受热；从环境保护以及人员保护的角度出发，防止热源辐射，确保操作人员以及机械的安全；准确定位模具的安装，做好质量控制，达到gmp认证。塑料输液瓶吹瓶机的吹瓶工艺路线如表1所示。
2.1瓶坯的输送定位
通过利用履带传输来提高瓶坯输送定位的准确性，确保塑料瓶的瓶口朝上，使其随着滑槽下滑直至转盘内，并用机械手将瓶口夹住，再由齿轮以及凸轮的齿条装置来对机械手进行控制，使其能够将瓶坯180°翻转以及放、取瓶坯，并在加热输送的同时利用揿盖头来将瓶坯扶正，确保定位的准确。
2.2瓶坯的受热以及热源辐射措施
首先，保持瓶坯加热过程中的自传及公转运动，确保其周身的均匀加热。WWw.11665.Com其次，采用分段、多段加热的方法，利用智能电压以及高精度自控系统来进行温度控制，使瓶坯加热温度的控制更为精确。此外，还应将冷却循环系统安装在加热装置外围，通过饮用级冷却水来减少热源辐射。
2.3模具定位的控制
利用气动控制以及伺服机构来确定模具定位的精度，并控制塑料瓶的拉伸行程，进一步确保成品瓶壁以及瓶形的均匀度，使其满足药瓶包装的质量要求。
2.4生产速度的提高措施
就间歇直线式吹瓶机的结构来说，模腔数量的多少决定着生产量的多少，然而多模腔的设计必然使得机器结构也随之增大，能源的消耗也更多。相较于间歇直线式吹瓶机，连续旋转式吹瓶机的应用更能提高生产速度。[论文网]
2.5满足gmp认证的强化措施
所有直接接触瓶坯以及热辐射区的零部件的材料均采用耐热不锈钢。另外模具的制作材料也应选择热应力较小、耐热、耐磨的专用铝合金，并且要求其他材料达到无微粒、不生锈、耐腐蚀、无毒的标准。确保用于吹瓶的气体无微粒、无水、无油，并在制作前需经过过滤器的过滤。
3.设计过程中出现的技术难题及应对措施
（1）吹瓶机中利用智能电压来对加热温度进行控制，为防止作业期间出现电压不稳定而导致瓶坯的受热不均匀，甚至是部分瓶坯温度低于成形温度时，应该在原电源的基础上安装稳压电源。
（2）一些吹瓶机为了提高生产量，对瓶坯采取连续式加热方法，但由于其热传导率低，普遍出现塑料瓶内壁的温度低于外壁温度，从而出现废品，针对这一现象，应先用分段、多段加热装置，再配以温度控制高精度自动系统以及智能型电压装置来控制瓶坯的加热速度及温度；并且在加热段中间安装外壁冷却装置，降低瓶坯内壁与外壁的温度差。
（3）在拉伸瓶坯的实际过程中，若拉伸杆过粗则易出现拉伸杆与瓶坯内部接触、摩擦的状况，使得瓶坯内壁不光滑，出现条纹，影响塑料输液瓶质量。针对这一情况，可将拉伸杆改为空心棒设计，一边拉伸一边吹瓶，使瓶坯与拉伸杆之间形成间隙，以便空气的流动以及拉伸后拉伸杆顺利复位。
（4）由于原加热管对面反射板采取不锈钢材质，使得反射率有所下降，降低辐射热利用率，因此应将其改为不锈钢材质的镜面板，从而反射远红外线来对瓶坯进行加热，提高辐射热能利用率，达到能源节约的目的。
（5）对于拉伸吹塑这样间歇性运动来说，瓶坯在结束加热这一连续运动后进入吹塑工位的过程中极易出现阻卡现象，因此应在原有机械的基础上添加机械跟踪装置，对瓶坯运动进行跟踪与控制，从而实现送坯与取坯运动的同步。
（6）针对联动和单机线配套运行过程中出现不同步的问题，例如，间歇直线式吹塑机中有模腔9个，其生产量高达每小时5000瓶左右，但与其相配套的洗灌封系统的工作效率则高达每小时5000瓶左右。除了单纯地添加模腔之外，更应该转变设计理念，彻底更换吹瓶结构。
4.塑料输液瓶吹瓶机的设计成果简介
4.1连续旋转式吹瓶成型机
该连续旋转式吹瓶成型机是间歇直线式机的改良与延伸，在吸取间歇直线式机的优点后弥补其不足。现主要对该连续旋转式吹瓶成型机的机构、用途以及性能特点进行简要的介绍。
4.1.1连续旋转式吹瓶成型机的用途与结构
该机型的主要组成部分有：自动控制装置、冷却装置、加热装置、输送装置、传输装置、连续旋转式吹塑装置等部分。其中自动控制装置、冷却装置、加热装置、输送装置以及传输装置和间歇直线式吹瓶成型机的用途、结构基本相同。但除此之外，两者之间仍存在诸多的不用之处，例如：该机型的吹瓶成型装置的主要组成部分有：冷却装置、模具系统、凸轮伸拉控制装置等。该机型中成型模具的排列方式为圆周排列，并由随行机械手将瓶坯运至模腔，再随着转盘进行旋转，并在凸轮拉伸杆的作用下直接吹塑成型。
4.1.2连续旋转式吹瓶成型机的性能与特点
（1）该机型关于瓶坯的运输定位十分之准确，且瓶坯的传送稳定性高，并在随行夹具的控制下进行瓶坯的吹制、传送以及加热，不需要多次转位以及翻转活动，进一步提高了瓶坯运转的稳定性与准确性。
（2）由于该机型的模具安装方式采用旋转盘结构，进而提高了塑料瓶的生产速度，再加上控制跟踪装置的安装更进一步增强机械的运作效率，提高成品的质量与产量。
（3）该机型首创一模双腔这一结构模式，使得模具尺寸有效减小，起到精简结构的目的。
4.2间歇直线式吹瓶成型机
4.2.1间歇直线式吹瓶成型机的用途与结构
该机型的主要组成部分有：自动控制装置、加热装置、冷却装置、成型装置、输送装置以及传送装置。
其中自动控制装置的主要组成部分有：电器元件、plc、显示器、变频器以及控制模块。主要用于进行瓶坯加热、输送、拉伸以及生产速度的自动控制；另外，一旦吹瓶压力不满足设定压力值使还能自动停止瓶坯的传送并发出警报。
加热装置的主要组成部分有：冷却装置、瓶坯自转及公转装置、隔热装置以及红外加热装置。其中冷却装置主要用于减少瓶坯内外壁的温差，并保护瓶口不
被加热；瓶坯自转及公转装置主要负责瓶坯的自转及公转，确保瓶坯受热均匀；隔热装置则起到环境保护以及隔离热辐射的作用。
成型装置的主要组成部分有：冷却装置、气缸控制装置、伺服电机装置、拉伸装置。其中冷却装置主要负责对塑料瓶的成型及出瓶温度进行控制；气缸控制装置则负责进行瓶坯的定位以及传送；伺服电机装置是对模具的行程及定位进行精确控制；拉伸装置则配合以上两个装置来进行吹塑成型。
输送装置的主要组成部分有：随行机械手、理瓶装置、揿坯及翻转装置、提升履带、滑槽轨道。主要负责瓶坯的整理、输送、翻转以及定位。
传送装置的组要组成部分有：凸轮、自转及公转装置、进瓶转盘、齿轮、电机。
4.2.2间歇直线式吹瓶成型机的性能与特点
（1）通过利用提升履带的传输来增强瓶坯定位的准确性，在运输过程中使其瓶口向上，并随着滑槽旋转入转盘中，这一过程中机械手不能离开瓶口，再由齿轮以及凸轮的齿条装置来对机械手进行控制，使其能够将瓶坯翻转180°以及放、取瓶坯，并在加热输送的同时利用揿盖头来将瓶坯扶正，确保定位的准确。
（2）瓶坯在加热区接受加热时，自传及公转装置能够使瓶坯周身所接受到的热量更为均匀；同时，利用智能电压来对加热的温度进行自动精确控制，确保瓶坯温度均匀、稳定。
（3）在瓶坯的加热区安装保护设施，防止由于操作人员过度靠近而引起的安全事故，实现安全保护以及辐射隔离的目的。另外严格控制成品的温度不能超过45℃，确保输液瓶在成型之后不会发生变形，且避免出现烫伤操作人员的现象。
（4）利用气动控制装置来控制瓶坯的拉伸，根据实际情况来调节拉伸的行程以及速度，确保成品的内壁及外壁的均匀。利用伺服电机装置来进行合模控制，从而实现生产速度快、精度高、效率好、可靠性强的特点。
（5）由粗型拉伸拉伸杆改成空心棒，在拉伸的同时进行吹瓶，使瓶坯与拉伸杆之间形成一定间隙，以便拉伸后的复位以及空气的流动。
结语
综上所述，随着科技的发展，塑料输液瓶吹瓶机设计技术也得到了一定的提高，但是离不开提高生产速度，强化生产质量等原则，除此之外还应该本着节约能源、保护环境的原则来进行设计，在提高效益的同时不忘对生态环境进行保护。
参考文献
[1] 胡青春，李登峰，莫海军.吹瓶机加热装置热力学分析及节能措施的研究[j].中国塑料，2011，12（09）：111-113.
[2] 胡青春，李登峰，莫海军.低能耗pet吹瓶机的若干节能措施[j].华南理工大学学报（自然科学版），2008，04（09）：201--203.
