CN103157123B - 具有杀菌试剂的导流元件的用于容器杀菌的设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及具有杀菌试剂的导流元件的用于容器杀菌的设备。一种用于容器(10)杀菌的设备(1)，具有：运送所述容器的运送装置，生产可流动的杀菌试剂的杀菌试剂生产装置(2)，及将所述杀菌试剂供应至所述容器(10)的供应装置(4)。根据本发明，所述设备(1)具有：开关装置(20)，以中断所述杀菌试剂至所述容器(10)的供应；以及导流装置(22)，所述导流装置(22)使所述杀菌试剂转向以使得所述杀菌试剂不再被直接供应至所述容器(10)。

Description

具有杀菌试剂的导流元件的用于容器杀菌的设备
技术领域
本发明涉及一种对容器进行杀菌的设备和方法。在无菌灌装厂(asepticfilling plant)中，需要对稍后要被填充的容器进行处理或杀菌。在这种情况中，可以例如通过可流动的(且尤其是气态的)介质进行所述容器的处理或杀菌。由于处理过程常常在循环路径上进行或容器在循环路径上移动的过程中进行，且容器在处理的过程中有利地处于运动状态，因此气态介质必须从静止的管路被转移至联合转动的管路。这可例如通过分配器(distributor)装置进行，如在DE102007041685A1中所描述的。该公开的主题由此以整体成为本申请的主题。
背景技术
多种不同(且尤其为气态)的介质常常用于处理或杀菌过程。在这种情况中，工厂中分配器的数量是不同的。一般来说，这种类型的处理过程是持续的过程，即空气流动持续地穿过分配器。一般来说，即使当处理喷嘴下方没有容器时该流动也不会中断。这样对保持洁净室内部整体空气平衡的恒定是有利的。该平衡的破坏导致隔离器(insulator)压力发生波动，然后发生波动的隔离器压力还可呈现负值(即低压(under-pressure))。
因此，如果在生产过程中出现引起工厂停工的破坏，则为了整体空气平衡的原因而必须使空气持续流入处理空间中。但是，由于现在容器并不在喷嘴的下面，因此这些容器将被过度处理，而这应该是被防止的。尤其当不能分离开以这种方式过度处理的容器时，将会生产这种类型的连接。
从DE102006053193A1已知一种生产塑料材料的容器的设备和方法。在这种情况中，依赖于要生产的瓶子的类型提供了施用可选择的处理方法。如果例如生产碳酸饮料的容器，则提供冷却处理；而如果生产非碳酸饮料的容器，则进行杀菌处理。
应用的另一实施例是冷无菌灌装工厂。在这种情况中，一般来说将无菌产品填充至预先经杀菌的瓶子中，且使用经杀菌的闭合物(closure)封闭该无菌产品。在这种情况中，常常在机器单元(machine unit)中进行包装材料的杀菌、产品的填充及瓶子的封闭。如果存在发生杀菌及填充的整个空间，则在这种情况中将该整个空间称为隔离器。
在目前本申请人正在开发的最新一代的无菌工厂的情况中，使用气态杀菌试剂对容器进行杀菌。在这种情况中，该杀菌试剂常常是加热的空气和气态杀菌试剂的混合物，其中气态杀菌试剂可以例如是过氧化氢或过乙酸。
当已经使用这种杀菌试剂对塑料材料进行杀菌一段时间后，可使用热空气将该杀菌试剂吹出若干次以减少杀菌试剂在这些容器中的残留物。
优选地，杀菌试剂的温度及吹出空气的温度相对较高，例如在70℃和130℃之间。通过这种方法可以减少处理时间。此外，这样还允许建造经济的杀菌机器。但是由于容器在这些温度时已经开始收缩，因此应当优选找到一方面的处理温度及另一方面的瓶子收缩的最适条件。
一般来说，这些参数仅许可由机器速度限定的处理时间。如果处理时间超出(例如如果机器停止)，则在某些情况中容器发生变形以使得机器中的进一步处理甚至可以导致机械损伤。如上面所提到的，一般来说由于由此导致机器中处理条件改变，因此在这种情况中也不可能立即关闭处理介质以使得重新启动将必需花费大量的时间，从而导致机器的低度效率。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于容器杀菌的方法和设备，所述用于容器杀菌的方法和设备给予例如对机器故障或对在机器通常运转中的不连续性的反应的改进的可能性。这是通过根据独立权利要求所述的设备和方法根据本发明获得的。优点实施方式和进一步的发展形成从属权利要求的主题。
用于容器杀菌的根据本发明的设备具有运送容器的运送装置。此外，装备有生产可流动的杀菌试剂的杀菌试剂生产装置、及将所述杀菌试剂供应至所述容器的供应装置。
根据本发明，所述设备具有：开关装置，以中断所述杀菌试剂至所述容器的供应；以及导流装置，所述导流装置使所述杀菌试剂转向以使得所述杀菌试剂不再被直接供应至所述容器。
在这种情况中，应优选进行切换以使得不需要关闭杀菌试剂自身的生产，且继续传递杀菌试剂。在最简单的情况中，可以以挡板的形式联合设计开关装置和导流装置，所述挡板插在供应装置的出口开口和容器之间。
因为根据本发明的程序，可能继续操作杀菌试剂生产装置，但另一方面杀菌试剂不再被允许达到容器，以便容器不会以任何方式被过度处理。
优选地，设计运送装置以使得该运送装置单独运送容器。在这种情况中，例如可装备有保持元件，为了运送所述容器，所述保持元件例如在所述容器的承载环下方或在所述容器的基底上保持各所述容器。
有利地，所述设备具有多个供应装置，多个所述供应装置在各种情况中使用杀菌试剂对容器起作用。在这种情况中，这些供应装置还可被配置至各容器或各容器的保持元件。在这种情况中，可设计这些供应装置以使得该供应装置将杀菌试剂引导入容器中，和/或以使得该供应装置使用杀菌试剂作用于容器的外壁。
在进一步有利的实施方式的情况中，导流装置具有出口开口，该出口开口分别比供应管路或供应装置的出口开口的位置更加远离容器。
杀菌试剂尤其可以是包含氢或过乙酸的杀菌试剂。
在进一步有利的实施方式的情况中，还装备有对容器进行吹风的设备。所述容器尤其是瓶子，优选是塑料瓶子，特别优选的方式是PET瓶子，特别优选的方式是具有承载环的PET瓶子，但也可能是复合材料的纸盒(carton)或甚至是玻璃瓶子。但是，所述容器还可能是塑料材料的预成型件，该塑料材料的预成型件尤其通过吹塑成型的过程变成塑料材料的容器。
在有利的实施方式的情况中，所述导流装置尤其是以流体方式连接到所述开关装置的导流装置。
在有利的实施方式的情况中，所述设备具有无菌室，所述容器在其杀菌过程中被运送穿过所述无菌室。通过这种方式，所述容器被运送穿过所述无菌室，且所述容器还有利地在该运送过程中尤其通过杀菌试剂的作用而被杀菌。
在进一步有利的实施方式的情况中，所述杀菌试剂生产装置具有加热所述杀菌试剂的至少一个组分的加热装置。这尤其是随即被杀菌试剂富集的热空气。有利地，所述杀菌试剂生产装置使得可获得温度在70℃和130℃之间的杀菌试剂。
如上面所提到的，在机器停止的过程中，停止热处理气体流入容器(至少一段时间)，且在这种情况中不会改变供应至隔离器中的介质及移除的介质的整体平衡。可以通过根据本发明提出的将杀菌气体从进入或至瓶子的常规路径导流至进入隔离器不同区域中的可选择路径实现停止。
如将要更详细描述的那样，这种情况中的开关装置可以例如是具有管道的开关阀门或在管道中的开关阀门，通过这种方式供应处理介质。如果机器被堵塞或正常操作速度发生变化，则该阀门被切换，以便对应的处理气体(例如经由分配器设备)不再被运送进入或至容器，而例如经由分离的连接直接流入隔离器(即洁净室)中。由于该切换，杀菌试剂如前述到达无菌室，从而供应至隔离器的介质和被移除的介质的整体平衡保持相同，此外容器也例如不再直接接受热空气。以这种方式防止了容器不许可的收缩。
因此有利地，所述导流管路通向所述无菌室。换言之，杀菌试剂有利地总是分别到达无菌室或洁净室(在一些情况中也被称为隔离器)，而与开关装置的开关设置无关。但是在这种情况中，杀菌试剂不再直接瞄准容器，尤其不再直接瞄准容器的内壁。
在进一步有利的实施方式的情况中，还可能装备有将所述杀菌试剂供应至所述容器的多个供应装置、以及将所述杀菌试剂分配至该多个供应装置的分配装置。尤其优选地，该分配装置是转动的分配器，将所述杀菌试剂从静止设置的储存库配置至多个可转动的供应管路。
在这种情况中，阀门装置或开关装置还可能被并入该分配装置中，且阀门装置或开关装置以这种方式可以优选地中断杀菌试剂至所有供应装置的供应。
如上面所提到的那样，所述导流装置还可以是能够被机械枢转的护罩。在进一步有利的实施方式的情况中，所述导流装置自身还能够被关掉。
虽然上面已经描述了可能构成额外成本的旁通方案，但可选地通过将开关装置或阀门装置并入分配装置中，这种类型的旁通管路可能被省略或仅将旁通管路设计为开口的形式。
在具有分配设备的该实施方式的情况中，尤其气态介质且尤其杀菌试剂从所述设备的静止部件被分配进入所述设备的转动元件中，在这种情况中所述设备还可能额外地具有旁通管路。如果从现有技术中本身已知的切换阀门或例如调节阀门被用作开关装置，则所述开关装置可被并入所述分配装置中。有利地，这些阀门位于(空气)供应管路中，所述(空气)供应管路尤其优选地的方式是静止的。
下面参照附图更详细地解释这些实施方式。
本发明进一步涉及一种对容器进行杀菌的方法。在这种情况中，利用杀菌试剂生产装置生产可流动的、尤其是气态的杀菌试剂，且所述杀菌试剂利用供应装置被供应至所述容器。
根据本发明，如果出现给定状态，利用开关装置中断所述杀菌试剂至所述容器的供应，同时至少部分地维持所述杀菌试剂的生产，且利用导流装置使所述杀菌试剂转向以使得所述杀菌试剂不再被直接供应至所述容器。
如上面所提到的那样，这些给定的环境尤其是错误状态，在该错误状态中优选维持杀菌试剂的生产。如果出现特定环境，优选容器的运送速度被改变，且尤其被降低或停止。因此有利地，被运送至少一段时间，且优选地在杀菌过程中容器也被运送一段时间。
有利地，在所述杀菌过程中，沿预设的运送路径、且尤其穿过无菌室运送所述容器。
如果出现给定环境，有利地，所述杀菌试剂继续被运送进入该无菌室中。
有利地，所述容器至少局部地沿环形路径被运送，且以尤其优选的方式所述容器在该运送过程中也被杀菌。
在进一步有利的方法的情况中，所述杀菌试剂利用分配装置被同时至少部分地供应至多个容器一段时间，且所述开关装置优选地中断所述杀菌试剂至所有所述容器的供应。
附图说明
由附图证明进一步的优点和实施方式。在附图中：
图1是解释本发明的示意性图示；
图2是解释本发明的略图；
图3a、b是根据本发明的设备的两个进一步图示；
图4a、b是根据本发明的设备的进一步实施方式的两个图示；
图5是根据本发明的设备的进一步图示；
图6a、b是根据本发明的设备的两个进一步图示；
图7示出了根据本发明的设备的进一步的实施方式；以及
图8示出了根据本发明的设备的进一步的实施方式。
附图标记列表
1     设备
2     杀菌试剂生产装置
4     供应装置
8     开口
5     调节阀门
10    容器
14    基底部件
15    阀门空间
16    空气供应管路
18    热交换器
20      开关装置
20a     开关装置
20b     开关装置
22      导流装置，导流管路
24      阀门杆
25      弹簧
26      阀门主体，阀门锥
27      环形部分
29      凹槽
30      洁净室
32      分配装置
36      盖子部件
38      开口
40      轴向密封
42      导流
44      (用于热空气的)进一步的供应管路
48      热交换器
52      导流
58      热交换器
62      调节阀门
64      开口
A，B    杀菌试剂的路径
P1，P2  流动方向
具体实施方式
图1是用于容器10杀菌的根据本发明的设备1的示意性图示。在这种情况中，杀菌试剂经由调节阀门5被供应至要被杀菌的容器10，且杀菌试剂首先到达开关装置(switching device)20，在这种情况中开关装置(switching device)20被设计为切换阀门(switch-over valve)的形式。在正常工作操作中，设置该开关装置以使得杀菌试剂通过路径A至容器10或进入容器10，即杀菌试剂经由供应管路至容器10或进入容器10。
在进一步的操作状态(例如错误状态)中，切换开关装置20，且杀菌试剂同样分别经由导流管道22或路径B进入洁净室30，但在这种情况中杀菌试剂不直接达到(尤其进入)容器10。附图标记2概略且示意性地标识了杀菌试剂生产装置。
图2是根据本发明的设备的略图。但是在这种情况中，还可能用三向截流阀门取代开关装置20或切换阀门。为了确保供应管路4内的液压条件保持恒定以便调节器(regulator)(用于空气量和温度)在它们的操作范围内持续恒定地操作，可能使旁通管路或导流管路22具有与用于容器处理的正常路径相同的压力损失。为了该目的，可以在各导流队列(diversion train)中装备屏蔽物(screen)。有利地是装备至少一个这种类型的处理队列，但尤其在转动分配器的情况中存在多个这种类型的处理队列。
还可能(例如以可枢转的金属板的形式)装备来自处理流的容器的机械护罩(mechanical shield)，而不是图1和图2中示出的实施方式。
附图标记18标识加热空气的热交换器，以便以这种方式加热的空气可以随即被供应至杀菌试剂，且形成的杀菌试剂或杀菌混合物可被供应至容器。
在进一步或平行的队列中，同样利用进一步的热交换器加热空气，然后将以这种方式加热的空气经由供应管路44供应至容器，以(例如为了干燥的目的)对容器进行吹风。在这种情况中，这里装备了进一步的开关装置20a，同样可以切换开关装置20a以从容器将通过热交换器48加热的空气运送走。但是还优选地是将以这种方式经由导流管路20被转向的该空气运送至无菌室30。但是导流管路20还可能并没有终止在无菌室中。
附图标记58涉及同样用于加热空气的进一步的热交换器。在这种情况中，也装备有开关装置20b，如果需要的话则使用开关装置20b以经由导流管路52将加热的空气从容器运送走。利用这里描述的开关装置20a和20b，可能尤其在如果出现错误的情况下热交换器48和58各自仍然继续运转。
利用本发明，可能停止机器，且在该过程中存在于机器中的瓶子不发生变形。此外，在排除导致停止的错误状态后还可能立即重新起动。在没有开关设备20的情况下，将不得不关闭试剂的供应(例如杀菌气体发生器(producer))，而这在要求的时间内是不可能的。之后，将不再可能进行生产，而需要等待直至已经重现设置适当的参数。但由于机器首先不得不进行空转，甚至非无菌的容器到达隔离器中，结果使隔离器变得非无菌而在生产恢复之前不得不重新进行再杀菌。而基于根据本发明的程序，在排除错误后可以很大程度地维持持续的操作。
图3a和图3b粗略且示意性地例示了本发明的进一步的实施方式。在这种情况中，装备有分配装置32或提供了一种将气态介质从静止部件分配至转动部件中的方法，且同时旁通管路有利地作为导流管路被至少局部地并入分配装置32中。在这种情况中，开关装置20和调节阀门5(参见图1)可能均并入分配装置中。有利地是需要的阀门以这种方式位于静止的空气供应管路16中。
在这种情况中，可能以阀门的形式设计开关装置，其中该阀门例如具有可移动的活塞，通过阀门杆(valve stem)的冲程的方式释放空气路径以便气态介质不再被供应至容器，而仅被供应至隔离器(路径B)。在这种情况中，有利地是释放的空气路径的阻力小于至各处理喷嘴的空气路径。然后容器不再被处理，且洁净室30或隔离器的空气平衡各自仍然保持恒定。在这种情况中，可能使用例如在图1中描述的旁通管路进行分配。
进一步地，还可能使用阀门杆的冲程额外地调节正在通过的容积流量(volume flow)。在这种情况中，额外的阀门座可以被装备在分配装置32的静止部件中。在图1～3中，参考字母A在每一种情况中标识在操作冲程(operativestroke)中或用于容器处理的空气或杀菌路径，且参考字母B标识在旁通情况中的空气路径。额外的调节阀门62装备在图3b示出的示例中。
图4a和图4b示出了进一步可能的实施方式。在这种情况中，经由供应管路14在一侧供应气体或杀菌试剂，且所述气体或杀菌试剂在阀门空间15内向下偏转。此外，装备有阀门杆24，在阀门杆24上设置有阀门主体26或阀门锥。以这种方式，该阀门主体(尤其在阀门杆24的纵向方向上)也是可移动的。在这种情况中，形成该阀门杆24以使得阀门锥26能够被放置和互换。在装配的过程中，阀门锥26的位置可以放置在纵向方向L上。在操作的过程中，阀门锥26还可以在该方向上移动。
在这种情况中，转动和静止部件之间的密封(seal)可以通过溢出间隙(overflow gap)形成。但是，密封的其它方式也是可能的，诸如例如液压密封或端面机械密封。
此处，可互换的阀门主体或阀门锥26还可以使用接触密封。附图标记8涉及开口，杀菌试剂穿过该开口可以流出分配装置32。将杀菌试剂供应至各容器的供应管路(未示出)可以存在于这些开口处。附图标记36标识联合转动的分配装置32的盖子。此外，在图4a和图4b中示出的实施方式的情况中，基底部件14可以(围绕纵向方向L)联合转动。
附图标记P1标识以这种方式到达容器的杀菌试剂的流出方向。在图4b中，附图标记P2标识当阀门锥打开(即例如处于错误状态)时的流出方向。在这种情况中，杀菌试剂不到达各容器，而是直接进入洁净室30中。阀门本身可以是液压阀门、气动阀门或甚至电动操作的阀门。
以这种方式，在图4a示出的状态中，在容器处理的过程中插入阀门杆24，且以这种方式，阀门盖内侧的钻孔或基底部件14被覆盖。杀菌试剂以这种方式穿过各开口和管路(未示出)流入处理喷嘴(同样未示出)中，之后杀菌试剂达到容器中。流过设备间隙密封的气体同样可以达到处理或无菌室30中，从而与流出容器的气体一起用于容器的外部处理。附图标记36标识分配装置32的盖子部件(尤其是可转动的)。
在图4b示出的状态中，阀门是打开的，因此杀菌试剂可以穿过旁路流出(箭头P2)。
在图5示出的实施方式的情况中，额外地在(即这种情况中的基底部件14的)转动部件中引导阀门杆24。这里同样轴向地进行旁通路径的密封。以对应的方式，附图标记40整体涉及轴向密封。当阀门打开时，杀菌试剂可以穿过开口64直接流出分配装置32，然后进入洁净室30。
图6a和图6b示出了根据本发明设备的进一步的实施方式。在这种情况中，空气路径调节工具也被设置在静止部件中。在图6a示出的实施方式的情况中，用于容器处理的空气路径是不受限制的。杀菌试剂可以穿过开口38至开口8，且可以经由开口8流出。在这种情况中，由于阀门主体26依靠在环形部分27上，且当位于阀门主体中的凹槽29被覆盖时，气体不能向下流出。
在图6b示出的状态的情况中，阀门杆24(及由此阀门主体也)被向上推动。用于容器处理的空气路径被这里为星形形状的阀门主体覆盖。更精确地是开口38被覆盖。现在杀菌试剂可以穿过规则设置在边缘上的孔29，经由旁通路径流入杀菌空间。在这里示出的实施方式及在上面示出的实施方式中，有利地是阀门装置被径向装备在杀菌试剂出口开口的内侧。有利地是开关装置或阀门装置各自具有在分配装置的转动轴方向上可移动的阀门主体。
在图7示出的实施方式的情况中，阀门锥或阀门主体各自被设置在分配装置32的内侧。在该实施方式中，通过阀门主体26的降低关闭阀门。
图8示出了根据本发明的设备的进一步的实施方式。在该实施方式的情况中，阀门主体或阀门锥各自再次被设置在板或基底部件14的下方，以便通过向下推动阀门主体再次进行阀门的打开。此外，装备有弹簧25，弹簧25转而向阀门主体施加向上的压力。在这种情况中，阀门杆24在分配装置32的静止部件中，且阀门主体26在转动部件中。在正常工作操作过程或在处理过程中，在阀门杆24和阀门主体之间形成空气间隙。因此优选地在该实施方式的情况中，阀门主体26与阀门杆至少在一段时间内分离，尤其是在阀门主体26处于关闭状态的时间段内分离。
由此，阀门主体通过弹簧25被按压抵靠在同样联合转动的盖子14上。为了打开旁通路径，阀门杆向下按压阀门主体，从而释放该路径。
在进一步的实施方式(未示出)的情况中，开关或阀门装置还可以被设置在分配装置上游的隔离器内侧的供应管路的一部分上，且开关或阀门装置可以以简单的方式形成为供应管路上或内侧的可置换的衬套。在这种情况中，出口开口被设置在供应管路的壁中，其中该出口开口在杀菌设备的正常操作中被可置换的衬套覆盖从而被关闭。如果出现杀菌设备的错误状态，则通过适当的驱动器置换衬套，以使得壁中的开口被释放且用作气态介质进入隔离器的导流装置。
在进一步的实施方式(未示出)的情况中，阀门还可以在转动部件中或在处理空间本身中。但是，还可能装备其它驱动器(诸如电磁主轴电机等)而不是阀门。此外，还可能以调节阀门的形式同时设计阀门，在该情况中，还可能通过阀门主体26的适当的中间设置(setting)建立杀菌试剂的某些部分穿过开口8，而其它部分直接向下流出。
在本申请文件中指出的且对于本发明是必要的所有特征单独或以组合形式与现有技术相比具有新颖性的范围内，本申请人保留要求所有这些特征的权利。

Claims (8)

1.一种用于容器(10)杀菌的设备(1)，具有：运送所述容器的运送装置，生产可流动的杀菌试剂的杀菌试剂生产装置(2)，及将所述杀菌试剂供应至所述容器(10)的供应装置(4)；其特征在于，所述设备(1)具有：开关装置(20)，以中断所述杀菌试剂至所述容器(10)的供应；以及导流装置(22)，所述导流装置(22)使所述杀菌试剂转向以使得所述杀菌试剂不再被直接供应至所述容器(10)，其中，能够进行切换以使得不需要关闭杀菌试剂自身的生产，且继续传递杀菌试剂，所述设备(1)具有无菌室(30)，所述容器(10)在其杀菌过程中被运送穿过所述无菌室(30)，所述导流管路(22)通向所述无菌室(30)。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述杀菌试剂生产装置(2)具有加热所述杀菌试剂的至少一个组分的加热装置(18)。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，装备有将所述杀菌试剂供应至所述容器(10)的多个供应装置(4)、以及将所述杀菌试剂分配至该多个供应装置(4)的分配装置(32)。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述开关装置(20)被设置在所述供应装置(4)在所述杀菌试剂流动方向上的上游。
5.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述开关装置(20)是阀门装置(20)。
6.一种对容器(10)进行杀菌的方法，其中，利用杀菌试剂生产装置(2)生产可流动的杀菌试剂，且所述杀菌试剂利用供应装置(4)被供应至所述容器(10)，其特征在于，如果出现给定状态，利用开关装置(20)中断所述杀菌试剂至所述容器(10)的供应，同时至少部分地维持所述杀菌试剂的生产，且利用导流装置使所述杀菌试剂转向以使得所述杀菌试剂不再被直接供应至所述容器(10)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述杀菌过程中，沿预设的运送路径、尤其穿过无菌室(30)运送所述容器(10)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述杀菌试剂至少在一段时间内利用分配装置(32)被同时供应至多个容器，且所述开关装置(20)中断所述杀菌试剂至所有所述容器(20)的供应。
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