封蓋充氮裝置的製作方法

2023-06-10 10:43:36 1

專利名稱：封蓋充氮裝置的製作方法
技術領域：
本發明總體涉及用於將蓋子高速放置於容器上的封蓋裝置，並且更具體地說，涉及包括充氮系統的封蓋裝置，其中充氮系統用於在由裝置進行封蓋操作之前將氮分配在每個容器的頂部空間中。
背景技術：
為了(通過提高內部壓力)提高包裝剛性，並且提高容器容納物的保質期、口味和新鮮度，將氮(N2)注射或者「添加」到容器中的操作在非碳酸性容納物的包裝中已經得到日益廣泛的應用。注氮系統通常使用液氮，其中液氮伴隨著加入容器而氣化。
雖然目前的充氮系統通常提供準確的氮分配，但是，除注入系統之外，工藝參數具有變化性，這導致限制了傳統注入系統的效率。通常，迄今為止所使用的注入系統在將蓋子放置於容器上並且將其密封之前，如在灌瓶線上，就將氮引入容器中。在這種布置中，氮(可以為液態)開始位於待包裝的產品頂部，並且根據灌裝高度、與蓋子放置地點之間的距離以及在將包裝物放入待密封位置時可能發生的產品溢出量，充氮的效率可能會不同。總之，所有這些變化因素不利地導致降低了目前充氮系統的效率和可靠性。
本發明的目的是提供一種包括充氮系統的封蓋裝置，其中充氮系統專門構成為通過在裝置將蓋子放置於每個容器上之前實現將氮，或者類似的惰性氣體注入容器中而克服與先前已知的布置有關的缺陷。

發明內容
應用本發明原理的封蓋充氮裝置包括旋轉封蓋機，所述旋轉封蓋機包括用於順序接收多個容器，通常為瓶子的旋轉驅動轉塔。本發明的裝置包括充氮系統，所述充氮系統包括分配嘴，分配嘴設置為在容器運動通過封蓋機經過分配嘴時引導通常為液態的氮直接通過每個容器的入口。通過該布置，有利地使氮浪費減至最少，提高了工作效率。在優選形式中，充氮系統的工作通過電子方式與封蓋機的工作協調，以便於一致地工作，允許充氮系統根據需要或者連續地，或者斷續地工作。
根據所示實施例，該裝置的旋轉封蓋機包括多個封蓋頭，所述封蓋頭用於在封蓋機的旋轉轉塔沿通常為圓形的路線移動容器時將蓋子放置於各個容器上。封蓋機可以為一般的傳統結構，其中相關的旋轉傳送帶或星形輪與封蓋機操作性地關聯，用於為機器供應已灌裝而未密封的容器，並且用於從機器接收已灌裝並且已密封的容器。
本發明的充氮系統構成為在將各個蓋子放置於容器上之前將通常為液態的氮分配在封蓋機所接收的每個容器的頂部空間中。如本領域的技術人員所公知，容器的頂部空間為未灌裝通常為液體的容器容納物的容器上部區域。在具有非碳酸性容納物的容器的該區域中注入氮有利地導致(通過內部壓力)提高包裝剛性，便於更牢固的產品搬運、堆放和分配(如從自動販賣機)，並且有利地導致提高了包裝容納物的新鮮度和口味。
重要的是，該裝置構成為在封蓋機的所謂傳遞點(即包裝物位於封蓋操作位置的理論點)或者與該點密切相關處實現氮的注入。可以認識到，這是與迄今為止所使用的系統的重大區別，在這些現有系統中，氮通常在封蓋操作之前，甚至通常在容器被封蓋機接收之前就已經被注入容器。
為此，本裝置的充氮系統包括通常為細長形的分配嘴，所述分配嘴在每個容器與由一個封蓋頭夾持的相應蓋子之間的位置上與封蓋機移動容器的圓形路線相交。充氮系統包括選擇性地允許斷續或連續分配氮的控制閥，而控制系統設置為使充氮系統的工作與封蓋機的工作協調。
充氮系統的分配嘴在其自由端部形成向下敞開的排出口，所述排出口可以位於每個容器和相應蓋子之間。在優選形式中，分配嘴的自由端部構成為提供與封蓋機的封蓋頭之間的間隙。通過分配嘴的該結構，在封蓋機移動容器時，氮被向下引導通過每個容器的敞開口，而封蓋操作在每個容器運動通過分配嘴之後，也就是說，在封蓋頭清理分配嘴之後很快起動。伴隨著容器運動可能發生的氮浪費被有利地減至最小，以提高產品添加的一致性。
另外還公開了一種容器封蓋方法，包括為每個容器充氮。
根據下面的詳細說明、附圖和所附權利要求書很容易理解本發明的其它特徵和優勢。


圖1是應用本發明原理的封蓋充氮裝置的示意性側視圖；圖2是本裝置的示意性俯視圖；圖3是本裝置的充氮系統的氮分配嘴的相對放大的透視圖；和圖4是圖3中所示分配嘴的橫截面圖。
具體實施例方式
雖然本發明可以具有各種形式的實施例，但是在附圖中只顯示了目前優選的實施例，並且在下文中將對其進行說明，需要理解的是，本公開文獻只被認為是本發明的示例，而不期望將本發明限於所示的特定實施例。
結合圖1，圖中顯示了應用本發明原理的封蓋充氮裝置10。如下面進一步說明，該裝置包括構成為將蓋子高速放置於相關瓶子或類似容器上的旋轉封蓋機。本領域的技術人員將可以認識到，這種機器從相關的進給傳送帶或所謂的星形輪順序接收灌裝的瓶子，而機器構成為在容器沿通常為圓形的路線運動通過機器時基本上連續地將帶螺紋的蓋子供應給各個容器。通常在容器離開機器並且由相關的輸出傳送帶或星形輪接收之前，蓋子通過旋轉至使每個蓋子的螺紋與其各個容器內嚙合來放置。這種封蓋機可以從印第安納州印第安納波利斯的Alcoa Closure SystemsInternational，Inc.獲得，例如型號系列7000，這種機器通常使用封蓋頭，如可以從Alcoa Closure Systems International，Inc.獲得的Magna Torq2000。雖然這種裝置對本發明的結構進行了示例，但是可以理解，本封蓋充氮裝置可以構成為通過使用其它類似的裝置，包括直線式或在線式封蓋機根據本發明的原理工作。
本裝置的充氮系統還可以根據公知的充氮系統，如可以從加利福尼亞州坎貝爾的VBS Industries，Inc.獲得的充氮系統一般地構成。例如，參見美國專利No.6182715，其內容在此被引作參考。與迄今為止公知的布置不同，本系統的充氮系統已經與封蓋機形成為一體，以便於在將蓋子放置於容器上之前將氮，或其它惰性氣體注入剛剛灌裝的每個容器中。根據本發明，這是通過為充氮系統提供分配嘴而實現的，其中所述分配嘴設置為通常延伸入封蓋機移動已灌裝容器的圓形路線，並且與該路線相交。
進一步結合圖1，並且結合圖2，如上所述，本裝置包括封蓋機12。封蓋機12構成為從沿著圖2中「進給」所示圓形路線的進給傳送帶或星形輪接收容器C，如瓶子，並且將灌裝並密封的容器輸送至沿著圖2中「輸出」所示圓形路線的輸出傳送帶或星形輪。封蓋機12包括旋轉驅動運載器或轉塔，所述運載器或轉塔繞中心線(圖1)旋轉並且沿著並關於通常為圓形的路線移動容器C，所述路線與輸入和輸出星形輪所形成的圓形路線相交。
當封蓋機12關於圓形路線移動容器時，圖1中CL所示的蓋子被放置於各個容器上。為此，封蓋機包括多個封蓋頭14(參見圖1)。每個封蓋頭14可以被旋轉驅動以至於如此接收的蓋子CL可以位於各自容器C的上方，並且蓋子被向下旋轉到容器上與其密封，封閉容器並且完成其容納物的包裝。
當封蓋機12搬運容器C時，每個容器從直線I所示的輸入點沿著封蓋機所形成的通常為圓形的路線移動至直線O所示的輸出點(參見圖2)。本領域的技術人員可以認識到，輸入點有時候稱為傳輸點，也就是已灌裝的容器C位於其上接收蓋子位置時的理論點。
根據本發明，惰性氣體，通常為液態氮的添加在儘可能接近傳輸點處進行，以便於通過使伴隨著容器運動和產品溢出而可能發生的氮浪費減至最小而實現容器C添加的一致性。為此，本發明包括設置為與封蓋機12操作性關聯的充氮系統16。充氮系統16經由供應導管17接收惰性氣體，通常為液態氮的供應，並將氮傳輸到真空絕熱罐18中，然後傳輸到根據本發明的原理構成並設置位置的分配嘴20。
如圖2中所示，分配嘴20與封蓋機12的旋轉驅動轉塔移動容器的圓形路線相交，而分配嘴位於每個容器C和由封蓋機的一個封蓋頭14夾持的各個蓋子CL之間。為了便於以這種方式布置，分配嘴20通常為細長結構，並且構成為通過提供具有階梯結構22的自由端部提供與封蓋頭14的間隙。氮通過內部通道24被傳輸通過分配嘴，而分配嘴在其自由端部形成向下敞開的排出口26。通過該結構，分配嘴20設置為就在一個封蓋頭14將蓋子CL放置於每個容器上之前直接通過封蓋機12的旋轉轉塔所接收的每個容器C的敞開口向下分配氮。而且，在封蓋機的所謂傳輸點處布置分配嘴20大大促進了容器充氮的一致性。本裝置不僅有利地為容器包裝的添加提供了一致的定位，而且，包裝非常穩定，降低或消除了產品溢出的潛在危險，允許氮的完全保存。另外，就在封蓋操作之前進行添加使得氮可能產生浪費的時間段減至最小。
根據本發明，充氮系統16可以與封蓋機12的旋轉轉塔移動容器C通過分配嘴的操作相協調地進行操作，從而從分配嘴20連續地分配氮，或者可以進行操作以從分配嘴斷續地分配氮。在本發明的優選形式中，設置有電子控制裝置28，其與封蓋機的電子控制裝置操作性連接，用於使充氮系統準確同步。分配嘴20可以設置有適當的配件38，其允許適當的裝置位於分配嘴內部，例如用於控制和監視系統的工作。通過電子控制充氮系統並且使其工作與封蓋機12協調，本裝置在封蓋機的整個速度範圍內提供了更準確的添加，並且更高速度下的不連續添加有利地消除了連續傾注，為了將氮適當地注入目前通常使用的各種包裝物中而迄今為止經常需要所述傾注。與連續傾注過程相比，這種方式的斷續工作有利地導致很大的成本節省，這一點可以通過減小所使用的液氮量來實現。即使伴隨著封蓋機12速度中的轉變，充氮系統與封蓋機的協調工作仍然有利地允許準確、斷續的添加。
根據上面所述，可以進行各種修改和改變而不脫離本發明的真正精髓和新概念的範圍。可以理解，這裡不期望或者不應該認為關於這裡所示特定實施例有任何限制。本公開文獻期望通過所附權利要求書覆蓋位於權利要求書範圍內的所有這些修改。
權利要求
1.一種封蓋充氮裝置，包括旋轉封蓋機，其包括用於順序接收多個容器的旋轉驅動轉塔和多個封蓋頭，所述封蓋頭用於在所述轉塔沿著通常為圓形的路線移動所述容器時將蓋子放置於各個所述容器上，和充氮系統，其用於在將各個蓋子放置於容器上之前將氮分配到所述封蓋機所接收的每個所述容器的頂部空間中，所述充氮系統包括分配嘴，在每個所述容器與由一個所述封蓋頭夾持的相應的所述蓋子之間的位置上，所述分配嘴與所述容器移動的所述圓形路線相交。
2.根據權利要求1所述的封蓋充氮裝置，其特徵在於，所述充氮系統包括選擇性地允許斷續或連續分配氮的控制閥。
3.根據權利要求2所述的封蓋充氮裝置，包括控制系統，其用於使所述充氮系統的工作與所述封蓋機的工作協調。
4.根據權利要求1所述的封蓋充氮裝置，其特徵在於，所述分配嘴在自由端部形成向下敞開的排出口，所述排出口因此可以位於每個所述容器和相應的所述蓋子之間。
5.根據權利要求4所述的封蓋充氮裝置，其特徵在於，所述分配嘴的所述自由端部構成為提供與所述封蓋頭之間的間隙。
6.一種將容器封蓋的方法，包括下面步驟提供包括旋轉驅動轉塔和多個封蓋頭的封蓋機；將多個容器順序引到所述封蓋機的所述轉塔上，並且沿著通常為圓形的路線移動所述容器；操作所述封蓋頭以便隨著所述容器沿著所述圓形路線移動將蓋子放置於各個所述容器上；和在所述轉塔接收容器之後並且在將各個蓋子放置於容器上之前，將氮分配到所述封蓋機所接收的每個所述容器中。
7.根據權利要求6所述的將容器封蓋的方法，其特徵在於，所述分配氮的步驟包括提供分配嘴，所述分配嘴位於每個所述容器及其相應蓋子之間與所述圓形路線相交。
8.根據權利要求7所述的將容器封蓋的方法，包括從所述分配嘴連續地分配氮。
9.根據權利要求7所述的將容器封蓋的方法，包括從所述分配嘴斷續地分配氮。
10.根據權利要求6所述的將容器封蓋的方法，包括通過電子方式使氮的分配與所述封蓋機的工作協調。
11.根據權利要求6所述的將容器封蓋的方法，其特徵在於，所述分配步驟包括將氮向下分配到每個所述容器的頂部空間中。
12.一種封蓋充氮裝置，包括封蓋機，其包括用於順序接收多個容器的從動運載器和多個封蓋頭，所述封蓋頭用於在所述運載器沿著一路線移動所述容器時將蓋子放置於各個所述容器上，和充氮系統，其用於在將各個蓋子放置於容器上之前將氮分配在所述封蓋機所接收的每個所述容器的頂部空間中，所述充氮系統包括分配嘴，在每個所述容器與由一個所述封蓋頭夾持的相應的所述蓋子之間的位置上，所述分配嘴與所述容器移動的所述路線相交。
13.根據權利要求12所述的封蓋充氮裝置，包括控制系統，其用於使所述充氮系統的工作與所述封蓋機的工作協調。
14.根據權利要求12所述的封蓋充氮裝置，其特徵在於，所述分配嘴在自由端部形成向下敞開的排出口，所述排出口因此可以位於每個所述容器和相應的所述蓋子之間。
15.根據權利要求12所述的封蓋充氮裝置，其特徵在於，所述封蓋機的所述運載器包括用於沿著通常為圓形的路線移動所述容器的旋轉驅動轉塔。
全文摘要
用於容器的封蓋充氮裝置(10)包括旋轉封蓋機(12)，所述旋轉封蓋機構成為順序接收已灌裝的容器(C)並且將蓋子(CL)放置於各個容器上。本裝置包括充氮系統(16)，所述充氮系統用於將惰性氣體，通常為液態氮注入每個容器(C)的頂部空間中，以提高包裝的整體性和剛性，並且提高容器容納物的新鮮度和口味。值得注意的是，充氮系統(16)構成為接近或者位於封蓋機(12)的所謂傳輸點進行氮的注入，由此有利地減少氮浪費，並且提高產品添加的一致性和效率。
文檔編號F17C6/00GK1863728SQ200480029114
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月6日 優先權日2003年8月6日
發明者伯納德·A·溫特斯, 威廉·A·莫爾四世, 拉裡·W·埃利斯 申請人:奧科密封系統國際公司