用於處理容器的設備和方法

2023-06-13 14:21:21

專利名稱：用於處理容器的設備和方法
技術領域：
本發明涉及處理容器的設備和方法。
背景技術：
在包括清潔腔的容器處理設備中，直到現在還利用氣壓缸驅動裝置。，該裝置安裝在清潔腔中，並可在高達12巴的工作氣壓下操作。該氣壓缸也可使用無菌氣體來工作。然而，這一方法是不夠的。因為，在使用無菌氣體的一般概念的情況下，該汽缸和通向該汽缸所有管線，包括內置閥，必須是無菌的。氣動系統的無菌操作是非常困難的，也就是說，現有技術中已知的氣動系統不適合無菌腔。在許多情況下，可採用電磁系統來替代氣動系統，但是電磁系統同樣具有許多不足。

發明內容
因此，本發明的目的在於，提供一種用於處理容器的設備和方法，其能夠以簡單和廉價的方式在清潔腔中可靠和無汙染地應用和使用氣動系統。根據本發明，上述目的是通過用於處理容器的設備來實現的，該設備包括用於接收所述容器的清潔腔，也就是，所述設備特別包括接收區，在該接收區中優選沒有或幾乎沒有任何雜質或汙染物出現。清潔腔通常的特點是其內部壓強高於周圍環境的壓強。10帕斯卡的壓差足以趕走微生物。為了維護該清潔腔，依照該清潔腔的規則，清潔腔內部的壓強特別總是大於環境壓強和/或清潔腔內部提供的流體裝置的液壓。因此，清潔腔中可具有第一壓強。該設備還包括至少部分設置在所述清潔腔中的至少一個流體操作驅動器 (fluid-operable actuator)。該流體操作驅動器優選用作例如驅動一個或多個閉合塞、一個或多個夾持控制件和/或類似物，通常用於驅動設置在清潔腔內的容器處理裝置。可以想像的到，流體操作驅動器設計成像閉合塞、夾子控制件和/或類似裝置。根據本發明，該(流體操作)驅動器優選至少有時、特別優選一直或專門在低於第一壓強的壓強下工作。優選地，所述第一壓強至少與環境壓強相等，且特別優選高於環境壓強。該實施例的優點在於，採用簡單且廉價的方法在用於接收容器的清潔腔中安全地使用氣動系統。容器可被理解為優選意指瓶子、筒、罐、袋子或類似物。此外，該容器優選具有外螺紋和設置在該外螺紋下方的項圈。同樣地，可以想像的是，容器可以是將要膨脹以形成瓶子或類似物的預製件。此外，容器可優選裝有食品、飲料和消費品。在本發明的進一步的優選實施例中，該驅動器具有至少兩個工作空間，這兩個工作空間由一活動件分隔，且可在這兩個工作空間中引入流體。在此，該活動件優選理解為圓柱狀、活塞狀或盤狀件，但是具有球形或平坦表面的配置也是可行的。該工作空間優選為氣缸的工作空間，也就是，不管活動件處於何種位置，該工作空間的體積和優選總是為相同的總體積。在本發明的進一步的優選實施例中，至少一個所述工作空間是至少有時流體連通到至少一個用於生成負壓的構件。可以想像的是，全部的工作空間總是連接到用於生成負壓的構件或者是用於生成負壓的同一構件。該用於生成負壓的構件優選設計成泵，也就是例如真空裝置或類似物。然而，也可能的是可在一個工作空間中設置彈性件，該彈性件將所述活動件偏置到某一位置。這一實施例的優點在於流體至少可以從一個工作空間吸走。吸走流體可移動該活動件，由於活動件的移動，負壓將作用於該工作空間使得該工作空間的大小減小，且第二工作空間由於其體積增大將從周圍環境吸收流體或從另一固定容器吸收流體，該固定容器流體連通到所述第二工作空間。這同樣是有好處的，由於活動件的移動無需施加正壓即可實現。由於清潔腔中的壓強總是大於工作空間中的壓強，因此排除了任何對清潔腔的汙染。即使在清潔腔有缺陷或是在清潔腔上特別提供有開口或是出口的情況下，優選物質僅從清潔腔排出而不會進入該清潔腔。在本發明的進一步的優選實施例中，第一工作空間中的流體至少有時具有不同於第二工作空間中的壓強的壓強，其中在清潔腔中總是提供有大於工作空間中的壓強的壓強。因此，同樣可以想像的是，可以在一個工作空間中施加正壓，而在另一工作空間中施加負壓，該正壓特別優選低於清潔腔中的壓強。這一實施例的優點在於，當在第一工作空間中生成負壓時，沒有壓強反作用於另一或第二工作空間中的活動件的運動，因此活動件可以更快速地移動。在本發明的進一步的優選實施例中，第一壓強高於環境壓強。該實施例的優點在於，可以防止微生物、病毒、汙垢和/或類似物滲透到清潔腔中。在本發明的進一步的優選實施例中，在清潔腔中提供有用於傳送容器的傳送裝置。在該情況下，同樣可以想像的是，該容器可由傳送裝置的方式移進該清潔腔和/或移出該清潔腔。該移動的速度可作為另一參數的函數可控，或可以是預設的，如按照期望的速度預設。例如，該傳送裝置可以是傳送輪，其上設有多個夾持裝置或固定裝置，用於固定容器。然而，傳送鏈、傳送帶或類似物也是可行的。在本發明的進一步的優選實施例中，該流體是液體、氣體或是液體/氣體混合物。 然而，該流體優選是工作氣體，其特別優選是空氣。優選地，可在清潔腔內一起提供該傳送裝置和用於處理容器的處理裝置。所述處理裝置可包括例如閉合單元、殺菌單元、填充單元和類似單元。在本發明的進一步的優選實施例中，提供有至少一個傳感裝置用於監控設備參數，該設備參數選自由壓強參數、汙染度、移動參數、溫度、以及它們的組合和/或類似參數構成的參數組。該實施例的優點是由於採用了精確監控，因此可以控制對容器的處理。本發明還涉及使用通過負壓方式操作的驅動器無汙染驅動清潔腔內至少一個容器處理裝置。該實施例的優點在於處理裝置的驅動，特別是閉合塞、夾持控制件的驅動，可通過負壓操作的驅動器以廉價且安全的方式實現。此外，本發明涉及用於處理容器的方法。在該方法中，在用於接收容器的清潔腔中提供第一壓強，且至少部分設置於所述清潔腔內的至少一個驅動器是流體操作的。根據本發明，該驅動器至少有時在低於第一壓強的壓強下操作。該驅動器是優選一直在低於第一壓強的壓強下操作。在這一點上，需要指出的是，在本申請中的全部特徵，以或單獨或相互組合的有利方式發展了一般的容器處理裝置或現有技術已知的容器處理裝置。本發明的其他優點、目的和特徵將通過附圖的下述說明進行解釋，其中通過示例的方式示出了清潔腔中的容器處理裝置。此處，所述容器處理裝置中至少實質上就其功能而言在附圖中對應的組成部分可利用相同的標號指示。


附圖中圖1示出了用於容器的處理裝置中的驅動器的設置，其中該驅動器至少部分地設置在所述處理裝置的清潔腔內；圖2示出了第--無菌灌注設備的示例；
圖3示出了第二二無菌灌注設備的示例；
圖4示出了根據本發明的驅動該裝置的氣體系統的示例
圖5示出了第--狀態的填充機；且
圖6示出了第二二狀態的填充機。
標號清單
1用於處理容器的設備
2清潔腔
4驅動器
6第一工作空間
7第一流體管線
8第二工作空間
9第二流體管線
10活動件
12傳動件
14無菌灌注設備(幹法殺菌)
15無菌灌注設備(溼法殺菌)
16容器
18預熱處理星形輪
20殺菌處理星形輪
22吹塑處理星形輪
24填充機
26閉合機
28容器傳送單元
30容器入口
32容器出口
34殼體36隔離牆38保護40門42容器彈出裝置44漂洗星形輪46容器處理星形輪48容器旋轉星形輪(用於向上旋轉容器)50容器旋轉星形輪(用於向下旋轉容器)52旋轉軸54填充閥56液壓密封58清洗頭D密封Vl閥 1V2閥 2V3閥 3V4閥 4XX 方向YY 方向Zl氣壓缸1Z2氣壓缸2Z3氣壓缸3Z4氣壓缸4P1清潔腔中的壓強P2, P3壓強pat環境壓強
具體實施例方式圖1示出了用於處理容器的裝置1，其包括清潔腔2。容器可引入到該清潔腔中並在其中進行處理。流體，特別是無菌氣體，如無菌空氣，可具有第一壓強P1或以第一壓強P1 提供到該清潔腔中，該壓強P1優選可調。該容器可引入到和/或移入清潔腔內，例如手動或以傳送裝置的方式自動將容器引入到和/或移入清潔腔內。在該情況下，將要引入該清潔腔2的容器可單獨引入和/或打包引入到清潔腔2中。標號4是指優選至少部分設置在清潔腔2內且具有第一工作空間6的驅動器。在該第一工作空間6上可設置有第一流體管線7以將流體引入該工作空間6或將流體從該工作空間6放出。該驅動器4，其優選設計成氣壓缸，也可具有第二工作空間8。在該第二工作空間8上可提供有第二流體管線9以將流體引入該工作空間8或將流體從該工作空間8 放出。
工作空間6和8優選以下列方式通過活動件10彼此間隔開在各個工作空間6和 8中提供優選至少有時不同的壓強P2和&。此外，可以想像的是，可將不同的流體引入工作空間6和8中。優選地，然而可將空氣作為工作氣體引入工作空間6和8每一個中。該工作空間6和8優選具有總是相同的總體積。兩個壓強P2和P3低於壓強P1，特別是不管活動件10在什麼位置，兩個壓強P2和P3都低於壓強Pp特別優選，傳動件12與活動件10接觸。可以想像的是，活動件10和傳動件12可設計成同一組件。由於活動件10和傳動件12之間的連接，活動件10在方向X上的位移優選同樣導致傳動件120的移動。優選地，所述傳動件12的移動和所述活動件10的移動至少部分同步。標號Pat是指(特別是大氣中)環境壓強，其低於清潔腔中的壓強P:。如圖1中所示，該驅動器4朝向X方向，但同樣可朝向Y方向或朝向X和Y分量所定義的方向。當然，如果需要的話，該驅動器也可朝向與χ/γ平面呈直角的Z方向(未示出)。該傳動件12可優選設計成傳力件，且優選可作用於另一裝置。同樣可以想像的是，在該清潔腔2中可提供多個驅動器4或該多個驅動器可至少部分地位於該清潔腔2中，且這些驅動器4可單獨控制。同樣可以想像的是，這些驅動器4 可至少部分串聯和/或並聯連結。如果在管線9上施加負壓P2(其小於P3)，且Pl >P2，該傳動件12伸出。至多Pat 可位於管線7和第一工作空間6中。因此，該清潔腔的規則(Pl > &且？1 >P2)沒有被打破。相反地，如果在管線7上施加負壓(P3 < P2)，該傳動件回縮，且至多Pat可位於管線9和第二工作空間8中。在這種情況下，該清潔腔的規則也沒有被打破。圖2示出了使用幹法殺菌工藝的無菌灌注設備，在該情況下，使用熱H2A氣體。該幹法殺菌工藝可包括使用電子束來對容器消毒。圖2示出的無菌灌注設備14用於處理容器16。該容器16優選設計成瓶子。該容器16可經預熱處理星形輪18 (用於預熱該容器的處理星形輪，例如使用熱空氣)和處理傳送單元觀和容器彈出裝置42引導或傳送到殺菌處理星形輪20 (用於例如使用H2A氣體對容器殺菌的處理星形輪)。在殺菌處理星形輪20中的容器處理之後，所述容器可通過另一容器傳送單元28和另一容器彈出裝置42傳送到用於通過吹塑膨脹該容器的處理星形輪 22。容器彈出裝置42 (未詳細示出)可從容器傳送單元觀移除沒有正確處理的容器。該容器彈出裝置42可通過例如根據本發明的裝置來控制。優選在吹塑處理星形輪22 (用於通過吹塑膨脹該容器的處理星形輪)之後，在容器16的傳送路徑中再次提供容器傳送單元 28和容器彈出裝置42，通過提供容器傳送單元28和容器彈出裝置42，可以將容器16傳送到填充機對。優選在該填充機M之後，在容器16的進一步的傳送路徑中再次提供容器傳送單元觀和容器彈出裝置42用於傳送優選至少部分填充的容器到閉合機26。該閉合容器優選通過容器傳送單元28和容器彈出裝置42的方式傳送到容器出口 32。預熱處理星形輪18、殺菌處理星形輪20、吹塑處理星形輪22、填充機23、閉合機沈和容器出口 32所在的各區域都通過隔離牆36彼此分隔開。標號30是指容器入口，經該容器入口可將容器16從上遊處理裝置和/或進給裝置進給到灌注設備14。該容器入口 30由壁件38保護，其中例如除了門40以外，還可以提供觀察窗。可在上述裝置所在區域中提供合適的觀察和存取裝置。環境壓強Pat優選位於灌注設備14外，壓強P1優選至少位於該裝置的各個部分中。圖3示出了使用溼法殺菌工藝(如使用過氧乙酸(PAA))的無菌灌注設備15。該灌注設備15包括填充機M。在該填充機M的下遊提供有閉合機沈和多個容器傳送單元觀。優選地，在容器16的傳送路徑的相反路徑(也就是在填充機M上遊的容器的傳送路徑)至少提供有容器彈出裝置42、容器旋轉星形輪50、漂洗星形輪44、容器傳送單元觀和 /或容器彈出裝置42、容器處理星形輪46和/或其他可能包括的裝置(如用於容器16的向上旋轉的容器旋轉星形輪48)。如圖2和3中示出的設備優選「原地清洗(CIP) 」和/或「原地殺菌(SIP)」設備和其他特別適合弱酸產品的灌裝的設備，其中在大多數情況下，多數機械系統都在清潔腔2 外提供。在本領域技術術語中，這稱作小型清潔腔2或(頸環)隔離器(isolator)。在小型清潔腔2(如該清潔腔)中，具有相對較少的氣動系統。在清潔腔2中無需容器或蓋子彈出裝置。特別地，氣壓缸Z適合驅動這樣的裝置。氣壓缸Z特別適合中斷容器或蓋子流程的裝置。對於強酸或碳酸產品或經過冷凍鏈到達消費者的產品，該處理機一般放置在大型清潔腔12中。也就是說，整個容器處理機器都位於清潔腔2中。用於生成清潔腔氣壓的顆粒過濾器(particle filters)通常位於清潔室殼體的頂部。其結果是，大量的氣動驅動器位於該清潔腔2內。某些可能的使用包括例如容器或蓋子傳送系統的操縱、介質閥的驅動(產品/清潔介質/殺菌介質)、閉合件(蓋子彈射和夾持控制)、容器的向上和向下旋轉、處理件的位移運動，如清洗嘴、填充件和閉合件。圖4通過示例的方式示出了氣體系統示意圖。氣壓缸Zl和Z2回縮，汽缸Ti延伸。 氣壓缸Z4示出了在清潔腔2上凸緣設置的汽壓缸。閥V1-V4設計成5/2-通道閥，且優選位於清潔腔2外。圖5和圖6示出了特別適合的使用示例。在產品或介質路徑的清潔和/或殺菌過程中，清洗頭58閉合填充閥M。該清洗頭58由凸緣設置的汽壓缸Z驅動。通過密封D，如迷宮式密封、唇形密封、風箱式密封，可將汽壓缸工作空間與清潔腔2分隔。在生產模式中，優選沒有壓強施加給P2 (p2 = Pat)，且將負壓施加給P3 (這確保清洗頭58不會移入)。如果接著將清洗頭58移入，將負壓施加給P2，可在這種情況下將正壓施加給p3，因為連通P3的工作腔並不直接鄰接清潔腔2。這樣可放大清洗頭58所需的閉合壓力。清潔腔2優選繞旋轉軸52的圓周方向上延伸，且清潔腔的第一部分相對於清潔腔的第二部分的移動以繞旋轉軸52旋轉的方式發生。通過液壓密封56，優選可確保清潔腔是密封好的。標號14和15是指圖5和6示出的設置可以應用到使用幹法殺菌或使用溼法殺菌的無菌灌注設備中。本申請文件中公開的所有特徵對本發明而言均是必要的，不論是單獨或相互結合，相比於現有技術均是新穎的。
權利要求
1.一種用於處理容器的設備(1)，包括用於接收所述容器的清潔腔(2)和至少一個流體操作驅動器；所述清潔腔( 中提供有第一壓強，所述驅動器(4)至少部分設置在所述清潔腔O)內，其特徵在於，所述驅動器(4)至少有時在低於所述第一壓強的壓強下工作。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述驅動器(4)具有兩個工作空間(6， 8)，所述兩個工作空間(6，8)由活動件(10)分隔，且可在這兩個工作空間(6，8)中引入流體。
3.根據權利要求2所述的設備，其特徵在於，至少一個所述工作空間(6，8)至少有時流體連通到至少一個用於生成負壓的構件。
4.根據權利要求2或3中至少一項所述的設備，其特徵在於，第一工作空間(6)中的流體至少有時具有不同於第二工作空間(8)中的壓強的壓強，其中在清潔腔O)中總是提供有大於工作空間(6，8)中的壓強的壓強。
5.根據至少一項前述權利要求所述的設備，其特徵在於，所述第一壓強高於環境壓強。
6.根據至少一項前述權利要求所述的設備，其特徵在於，在所述清潔腔O)中提供有用於傳送容器的傳送裝置。
7.根據至少一項前述權利要求所述的設備，其特徵在於，所述流體是氣體，優選是空氣。
8.根據至少一項前述權利要求所述的設備，其特徵在於，還包括至少一個傳感裝置，用於監控設備參數，所述設備參數選自由壓強參數、汙染度、移動參數、溫度、以及它們的組合和/或類似參數構成的參數組。
9.通過負壓操作的驅動器(4)用於清潔腔(2)內至少一個容器處理裝置的無汙染驅動的應用。
10.一種用於處理容器的方法，其中在用於接收容器的清潔腔O)中提供第一壓強，且至少部分設置於所述清潔腔(2)內的至少一個驅動器(4)是流體操作，其特徵在於，所述驅動器(4)至少有時在低於第一壓強的壓強下操作。
全文摘要
本發明涉及用於處理容器的設備(1)，包括用於接收所述容器的清潔腔(2)和至少一個流體操作驅動器(4)；所述清潔腔(2)中提供有第一壓強，所述驅動器(4)至少部分設置在所述清潔腔(2)內，所述驅動器(4)至少有時在低於所述第一壓強的壓強下工作。
文檔編號B08B13/00GK102218424SQ201110031380
公開日2011年10月19日 申請日期2011年1月21日 優先權日2010年1月29日
發明者羅蘭·勞梅爾 申請人:克朗斯股份有限公司