CN102802675A - 用于对容器封闭件消毒的装置和方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于对容器封闭件(2)消毒的装置，包括：处理室(9)，具有用于接收一系列待消毒的封闭件(2)的入口(10)以及供已消毒的封闭件退出的出口(11)；输送装置(13)，用于沿预定路径(P)推进封闭件(2)通过处理室(9)；辐射发射装置(25)，在处理室(9)的内部工作，面向沿以上路径(P)移动的封闭件(2)，并且能被启动以将消毒辐射定向在所述封闭件(2)上，从而对它们的表面消毒，输送装置(13)包括执行器装置(26)，其作用于每个封闭件(2)以使其在沿路径(P)推进的同时产生滚动运动。

Description

用于对容器封闭件消毒的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种装置和方法，用于消毒封闭件，尤其是圆柱形螺旋盖，圆柱形螺旋盖设计为安装在相应的瓶子或容器上，尤其是装有液体或粉状产品的类型的瓶子或容器(当其适于或必须保持无菌和/或十分清洁的情况)。

背景技术

众所周知，通常需要微生物消毒材料，用于封装某些诸如食品(例如牛奶、果汁、饮料等)特殊产品，以保证此类产品的质量和贮藏寿命。

因而，通常在容器和其封闭件上执行消毒操作，以消灭细菌、霉菌、病毒和其他微生物。

典型地，待消毒的材料首先以预定时间浸泡在有液体消毒试剂的溶液池中或被喷洒液体消毒试剂，以确保完全处理，然后，从池中或从处理室中取出，并且最后通过例如热风喷射执行烘干处理或使用无菌水执行冲洗步骤，以除去任何残留的消毒试剂。应指出的是，对封装产品中允许的消毒试剂量有严格的标准(最大允许量约为百万分之一)。

尤其是诸如通常用于容器封闭件的塑料材料的情况，通常用于去除残留消毒试剂的空气不能被加热至高温，以防止处理材料变形的可能。因而，该操作持续时间通常很长以确保符合以上的标准。

并且，容器封闭件具有一些内表面，例如螺纹、凸肋等，形成了残留消毒试剂可能积存的凹槽，并且在这里要实现完全除去消毒试剂变得极为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于消毒容器封闭件的装置，被设计为以直接和低成本的方式克服以上缺点。

根据权利要求1所述，通过一种用于消毒容器封闭件的装置实现该目的。

根据权利要求13所述，本发明也涉及一种用于消毒容器封闭件的方法。

附图说明

以下将参考附图，以实例的方式说明本发明的两个优选的非限制性的实施例，附图中：

图1示出了根据本发明的教导的容器封闭件消毒装置的透视图；

图2示出了图1消毒装置中处理的容器封闭件的放大比例的剖视图；

图3示出了图1消毒装置的顶部平面图；

图4示出了在打开情况下的图1消毒装置的放大比例的透视图；

图5示出了图4消毒装置的内部部分的放大比例的前视图，为清晰起见而移除了某些部件；以及

图6删除了根据本发明不同实施例的容器封闭件消毒装置的顶部平面图。

具体实施方式

图1、3和4中的标号1整体地表示用于消毒封闭件2的装置，封闭件2设计为安装于相应的瓶子或容器3(图2中仅部分可见)上，尤其是装有液体或粉状产品的类型的瓶子或容器，例如可灌入的食品。

装置1适合整合至用于处理容器3的设备(未示出)，以用液体或粉状产品填装容器并且利用相应的封闭件2封闭容器。

在示出的实例中(具体见图2)，消毒装置1所处理的封闭件2是圆柱形的螺纹盖，螺纹盖适合于安装在具有外螺纹4a的相应容器3的圆柱形瓶颈4上。更具体地，每个封闭件2具有轴线A并且包括圆柱形侧壁6和盘状上壁8，圆柱形侧壁具有内螺纹6a以与相应的容器瓶颈4的互补螺纹4a啮合，该盘状上壁的周边与侧壁6一体形成并在使用中适用于封闭容器瓶颈4。

盘状上壁8也具有一个环形密封凸肋8a，使用时，该环形密封凸肋的一侧与容器3的瓶颈4配合，通常，环形凸肋8a的功能是确保容器3的密封和在第一次打开后的再密封。为技术上或美观上的目的，其他凸肋或突出元件也可出现在该封闭件上。

参考图1、3、4和5，装置1主要包括处理室9(该处理室具有用于接收一系列待消毒的封闭件2的入口10以及供已处理封闭件2退出的出口11)、作用于处理室9内的消毒装置12、以及用于沿预定路径P推进封闭件2通过处理室9的输送装置13，在特殊情况下，该路径P由水平直线限定。

处理室9是由盒状结构14限定，在该实例中，盒状结构为基本平行六面体。

具体地，盒状结构14包括：前竖直壁和后竖直壁15、16，前竖直壁和后竖直壁在路径P的相对两侧上平行延伸；上水平壁和下水平壁17、18，与壁15、16垂直并且平行于路径P；以及一对侧壁19、20，与壁15-18和路径P垂直。

更具体地，前壁和后壁15、16的长度对应于路径P的延伸，同时，侧壁19、20在垂直于路径P并平行于壁17、18的方向上限定了盒状结构14的厚度，该厚度相对于其他尺寸是减小的。

如图1、3和4所示，侧壁19、20从壁15-18的整体轮廓向外伸出，以限定长方形外围带状部分21，长方形外围带状部分适用于固定至容器处理设备的支撑架(未示出)。

入口10和出口11分别由设置在侧壁19、20中的相应的长方形开口限定。更具体地，入口10和出口11的尺寸适于允许封闭件2在任何时间以竖直定向的位置(图4和5)而通过，其中，每个封闭件2的轴线A与路径P和前壁和后壁15、16垂直，换句话说，在封闭件2的竖直定向位置上，盘状上壁8与前壁和后壁15、16平行地延伸。

在示出的实例中，封闭件2进入盒状结构14，盒状结构的上壁8离后壁16比离前壁15更近，并且在平行于路径P的水平支撑表面22的处理室9中移动。

根据本发明的优选实施例，支撑表面22由固定在盒状结构14的板的顶部限定，封闭件2在输送装置13的推动下在盒状结构上移动，以下将更详细地说明。

封闭件2进入盒状结构14是由诸如鼓风机(未示出)的推进装置控制，该推进装置在任何时候都作用于封闭件2，这样，当封闭件2进入处理室9时，可隔开封闭件2。

封闭件2通过两列纵向水平轨道23而在处理室9内保持于竖直定向位置，轨道23设置在路径P的两侧上并由固定在支撑表面22的竖直支架24支撑。

有利地，消毒装置12包括辐射发射装置25，辐射发射装置面向沿路径P移动的封闭件2，并且能被启动，用于将表面消毒辐射定向在所述封闭件上。

这种消毒装置的特性在于如下事实：仅在待处理表面的辐射部分上实现消毒。

为了防止封闭件2表面的一个或多个部分处于辐射发射装置25的盲区(shadow)内，输送装置13包括执行器装置26，执行器装置作用在每个封闭件2以同时产生所述封闭件2沿路径P的推进和封闭件2围绕轴线A的滚动运动。这样，可以实现在封闭件2任何区域的完全辐射。

根据本发明的优选实施例，辐射发射装置25包括一对电子束发射器27、28，一对电子束发射器分别安装在盒状结构14的前壁和后壁15、16，用于将相应电子束定向在沿路径P推进的封闭件2的相对两面，该电子束具有的最大能量为200KeV。

具体地，每个发射体27、28包括真空室29、30和布置在其内部并加热以生成电子的电子发生器40(在图3中仅示意性示出)，例如钨元件。应当理解的是，也可使用其他任何电子生成装置。

在示出的实例中，每个真空室29、30包含于相应的管状外壳31、32中，外壳31、32外部地固定在盒状结构14的相应壁15、16并具有平行于路径P和壁15-18的轴线B、C。

真空室29、30通过相应的窗口33、34与处理室9相通，窗口33、34分别设置在盒状结构14的前壁和后壁15、16中，窗口33、34面向正在沿路径P移动的封闭件2并且窗口33、34中的每个由相应的窗口薄片35所封闭，窗口薄片可以轻易地被电子穿透。

实践中，电子束从每个窗口33、34朝向沿路径P推进的面对着的封闭件2发射。为了确保封闭件2的最大表面覆盖，可设置特定的反射器(本身公知并且未示出)，以从每个窗口33、34生成多方位的辐射发射。

窗口薄片35由诸如钛的高强度金属制成，以经受处理室9(保持较低的超压)与相应真空室29、30内部之间的压力差。

具体参考图4和图5，每个窗口33、34具有长方形轮廓，其长度L平行于路径P并且宽度W垂直于路径P和推进通过处理室9的封闭件2的轴线A。

优选地，每个窗口33、34的宽度W可小于封闭件2的外径D。这样，由于施加于封闭件2的滚动运动，可以获得以下结果：

-所有封闭件2的外表面均被辐射并且由此被消毒；以及

-由于能量集中在相对于封闭件直径D减少的区域(窗口33、34)上，所以传送至每个封闭件2的能量的量被最大化。

事实上，众所周知，通过电子束输送的能量的量与电子束投射的窗口的尺寸成反比。

有利地，如图4和图5清楚地示出(其中窗口33的轮廓示意性地由点划线示出)，为避免使得封闭件2和盒状结构14的受到电子束照射的区域过热的风险，窗口33、34沿平行于处于竖直定向位置的封闭件2的轴线A的方向至少部分地彼此偏移。具体地，如图5所示，预期窗口33和34之间仅有很少的重叠。

参考图4，输送装置13包括驱动元件47，在优选实施例中，驱动元件包括电动环形带36，电动环形带具有工作部分37，工作部分平行于支撑表面22并与支撑表面22隔开并且作用于每个封闭件2的与置于支撑表面22上的一侧相反的一侧上。

具体地，带36缠绕在一对滑轮38、39周围，一对滑轮38、39具有平行于沿路径P推进的封闭件2的轴线A的相应的轴线F，更具体地，一个滑轮38安装在电动机装置41的输出轴上并且驱动带36，同时，另一个滑轮39由带36驱动。

带36的工作部分37沿纵向导杆42且在其下方滑动，导杆42在平行于支撑表面22并与支撑表面22隔开的位置固定至盒状结构14。

还设置紧带轮43，以调节皮带张力。在示出的实例中，紧带轮43包括：盘状构件44，盘状构件以围绕轴线G旋转的方式而固定至盒状结构14的后壁16，轴线G大致平行于封闭件2的轴线A和滑轮38、39的轴线F；一对轮45，带36部分地缠绕在轮上并且轮从盘状构件44的周缘区的对角地相对的部分朝向处理室9内部伸出；以及执行器构件46，优选为气缸，作用在盘状构件44上以使其围绕轴线G旋转，从而改变轮45的相对位置并且增加或减少带36的张力。

据此，电动带36限定了正向(positive)传输系统，用于通过封闭件2围绕轴线A的滚动运动而沿支撑表面22推进封闭件2。

具体参考图4，盒状结构14的前壁15围绕平行于路径P的轴线H铰接至下壁，以使得结构打开，在出现任何故障时实现维护。如图4所示，前壁15可围绕铰接轴线H旋转，以到达基本水平的位置。一对空气弹簧48(图1和图3)使得能够减慢前壁15的打开运动，前壁明显受到固定在其上的发射器27的重量的作用。

盒状结构14周期性地经过在诸如20巴的高压下的清洗剂溶液的冲洗循环，在这种情况下，为了防止窗口薄片35的损坏，盖板50(见图4)安装至每个窗口33、34，用于保护它。

使用中，一个封闭件2在任何时间被吹过入口10，以进入盒状结构14，从而进入处理室9，这样，封闭件2以不同的时间间隔到达路径P，从而以预定距离隔开。

然后，通过电动带36的工作部分37，每个封闭件2沿支撑表面22推进，具体地，带36在其与接触支撑表面22的部分相对的部分上与每个封闭件2的侧壁配合。带36与支撑表面22之间的速度差通过封闭件2围绕其轴线A的滚动运动而沿路径P推进封闭件2。

封闭件2在被纵向水平轨道23沿路径P推进时保持在竖直定向位置。

同时，通过由电子发生器40和相应的窗口薄片35之间的势差生成的相应电场，电子在管状外壳31、32内部被真空加速成电子束。

电子在真空环境中达到其最高速度并且在与构成窗口薄片35和封闭件2的原子碰撞时减缓并且逐渐失去它们的部分能量。

在示出的示例中，由电子束产生的能量击打沿路径P移动的封闭件2，这杀灭了在封闭件2表面的所有微生物。

由于带36赋予封闭件2的滚动运动，封闭件2外表面的任何部分均被辐射。

在示出的实例中，通过窗口34首先对封闭件2的外侧进行消毒，然后通过窗口33对封闭件2的内侧(包括螺纹6a和环形凸肋8a)进行消毒。

当具有低能级时(至多等于200KeV)，从发射体27、28发出的电子束穿过封闭件2的相应的相对两面，深度是少许μm，这足以确保封闭件2的完全的表面消毒。

图6中的标记1’整体地表示根据本发明的一个不同实施例的消毒容器封闭件装置。

消毒装置1’与装置1相似，以下说明仅限于两者之间的不同，并且可能地话，装置1和装置1’的相同或对应的部件使用相同的附图标记。

具体地，装置1’与装置1的区别在于，辐射发射装置25包括一对脉冲光发射器51、52(图6中仅示意性地示出)，一对脉冲光发射器设置在路径P的相对两侧并且能被启动以将各自的强的明亮的闪光投射在推进的封闭件2的相对两面上。

更具体地，每个发射器51、52包括一个或多个弧光灯53以及反射镜54，一个或多个弧光灯在脉冲模式下作用并且设置在路径P的相应侧上且沿平行于路径P的方向，反射镜用于朝向受到处理的封闭件2所经过的区域而定向和聚集光。

这种情况下，消毒是基于由灯53发射的白光的强烈闪烁中包含的紫外线的杀菌作用。

由每个发射器51、52执行的用于封闭件消毒所需的能量是电容器55在短时间内积累的，高电压信号使得相应的灯53中形成电弧并且释放电能，其被转化为光能。在使用中，每个灯53包含诸如氙的电离气体，其离子化通过以上提到的高电压信号产生的电流而提高，这启动了光的发射。

从以上说明中，消毒装置1、1’和相关的根据本发明的消毒方法的优点变得清楚。

尤其是，由于封闭件2是通过辐射而不是首先浸泡在液体消毒试剂中然后烘干的事实，可以获得以下结果：

-在完成处理后，已处理的封闭件上不会残留消毒试剂；以及

-无需附加装置来从已处理的封闭件上去除之前说明的类型的已知装置中使用的消毒试剂；

-不需要消耗水；

-无需化学品消耗；

-不产生通过排放装置的化学排放。

此外，由于封闭件2在辐射发射装置25之前推进的同时滚动的事实，封闭件的任何表面或不规则位置均被可被到达。

此外，使用了低电压电子束或脉冲光或其他任何类型的表面消毒辐射，可以获得净化效果，此类辐射不穿透或非常少地(几μm)穿透待处理材料，从而最小化了任何可能的改造并且防止了封闭件2具有可转移到食品中的怪味。

此外，在低电压电子束的情况下，施加于位于处理室9中的封闭件2被滚动运动允许使用尺寸减小的发射窗口33、34(尤其是具有小于所处理的封闭件的外径的宽度W)，从而在没有削弱消毒处理效果的情况下最大化了输送至每个封闭件2的能量的量。

清楚的是，在不背离所附权利要求限定的保护范围的情况下，可对此处说明和示出的装置1、1’和方法进行修改。

尤其是，封闭件2的滚动运动也可通过赋予带36和支撑表面22不同的速度或甚至通过沿与带36的方向相反的方向移动支撑表面22而获得，使封闭件2沿路径P推进的唯一条件是，带36的速度大于支撑表面22的速度。

Claims (19)

1.一种用于对容器(3)的封闭件(2)消毒的装置：

-处理室(9)，具有用于接收一系列待处理的封闭件(2)的入口(10)和用于供已消毒的封闭件(2)退出的出口(11)；

-消毒装置(12)，在所述处理室(9)内工作；以及

-输送装置(13)，用于沿预定路径(P)推进所述封闭件(2)使所述封闭件通过所述处理室(9)；

其特征在于，所述消毒装置(12)包括面向沿所述路径(P)移动的所述封闭件(2)的辐射发射装置(25)，并且所述辐射发射装置能够被启动以使得消毒辐射定向在所述封闭件(2)上，并且，所述输送装置(13)包括执行器装置(26)，所述执行器装置作用于每个封闭件(2)上以使所述封闭件(2)在沿所述路径(P)推进时产生滚动运动。

2.根据权利要求1所述的装置，用于消毒具有轴线(A)的封闭件(2)，其中，每个封闭件(2)被所述输送装置(13)推进通过所述处理室(9)且所述封闭件的轴线(A)横向于所述路径(P)，并且其中，所述执行器装置(26)产生所述每个封闭件(2)围绕所述轴线(A)的滚动运动。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述输送装置包括支撑表面(22)，所述封闭件(2)由于所述执行器装置(26)产生的动作而在所述支撑表面(22)上滚动。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述执行器装置(26)包括驱动元件(47)，所述驱动元件与位于其一侧上的每个封闭件(2)配合，所述驱动元件的所述一侧是与所述驱动元件的置于所述支撑表面(22)的一侧相对的，并且所述驱动元件沿所述路径(P)以相对于所述支撑表面(22)的预定相对速度而移动。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述支撑表面(22)是固定的。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，所述驱动元件(47)包括电动环形带(36)，所述电动环形带具有工作部分，所述工作部分平行于所述支撑表面(22)且与所述支撑表面隔开，并且所述工作部分作用于所述封闭件(2)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述辐射发射装置(25)包括一对电子束发射器(27、28)，所述一对电子束发射器设置在所述路径(P)的相对两侧并且将各自的具有至多200KeV的能量的电子束定向在推进的所述封闭件(2)的相对两面上。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，每个电子束发射器(27、28)包括相应的真空室(29、30)以及布置在所述真空室中的相应的电子发生器(40)，并且其中，每个真空室(29、30)通过相应的窗口(33、34)与所述处理室(9)相通，电子束从所述窗口(33、34)朝向面对着的、沿所述路径(P)推进的所述封闭件(2)发射。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，每个窗口(33、34)的纵向尺寸(L)平行于所述路径(P)且横向尺寸(W)垂直于所述路径(P)和移动通过所述处理室(9)的所述封闭件(2)的所述轴线(A)，并且其中，所述横向尺寸(W)小于所述封闭件(2)的外径。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，设置在所述路径(P)相对两侧的所述发射器(27、28)的所述窗口(33、34)沿平行于推进通过所述处理室(9)的所述封闭件(2)的所述轴线(A)的方向而相对于彼此至少部分地偏置。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述处理室(9)由具有至少一个铰接壁(15)的盒状结构(14)所限定，所述盒状结构能够打开，以便在发生故障的情况下允许进行维护或修理。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述辐射发射装置包括一对脉冲光发射器(51、52)，所述一对脉冲光发射器设置在所述路径(P)的相对两侧并且将各自的强的明亮的闪光定向在推进的所述封闭件(2)的相对两面上。

13.一种用于对容器(3)的封闭件(2)消毒的方法，包括以下步骤：

-将一系列待消毒的封闭件(2)供给至处理室(9)的入口(10)；

-沿预定路径(P)朝向所述处理室(9)的出口(11)推进所述封闭件(2)通过所述处理室(9)；

-在所述封闭件(2)在所述处理室(9)内推进的同时，对所述封闭件消毒；

其特征在于，所述消毒步骤包括在所述封闭件沿所述路径(P)推进的同时将消毒辐射定向在所述封闭件(2)上的步骤，并且，所述推进步骤包括产生所述封闭件(2)沿所述路径(P)的滚动运动的步骤。

14.根据权利要求13所述的方法，用于消毒具有轴线(A)的封闭件(2)，其中，每个封闭件(2)被推进通过所述处理室(9)且所述封闭件的轴线(A)横向于所述路径(P)，并且其中，每个封闭件(2)的所述滚动运动是围绕所述轴线(A)产生的。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述消毒辐射包括电子束，所述电子束具有至多200KeV的能量并且被定向在推进的所述封闭件(2)的相对两面上。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述电子束从所述处理室(9)的设置在所述路径(P)的相对两侧上的相应的窗(33、34)发射。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，接受处理的所述封闭件(2)的外径大于所述窗(33、34)的横向尺寸(W)，所述封闭件(2)的所述外径是沿垂直于所述路径(P)和所述封闭件(2)的所述轴线(A)的方向测量的。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，所述窗(33、34)在平行于推进通过所述处理室(19)的所述封闭件(2)的轴线(A)的方向上相对于彼此至少部分地偏置。

19.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述消毒辐射包括被定向在推进的所述封闭件(2)的相对两面上的脉冲光辐射。

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