CN103172011A - 用于填充和清洗容器的方法和装置，以及用于吹制、清洗和填充容器的集成设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于填充和清洗容器的方法和装置，以及用于吹制、清洗和填充容器的集成设备。在隔离舱（3）中填充和清洗容器（2）的方法，包括以下步骤：沿着主线性输送机（4）推动口朝上的空容器（2）前进；绕纵向轴使每个容器（2）旋转约180°，从而使所述容器（2）的口翻转朝下；清洗所述容器（2）；绕横向轴使每个容器（2）旋转约180°，从而使所述容器（2）的口朝上；用流体填充所述容器（2）（图2）。

Description

用于填充和清洗容器的方法和装置,以及用于吹制、清洗和填充容器的集成设备

技术领域

本发明的主题是用于填充和清洗容器的方法和装置，以及用于吹制、清洗和填充容器的集成设备。具体地，所提议的方法、装置和设备计划应用于装瓶部门，用于填充中等和中等-大型规格的一次性容器。应该记住中等规格的容器我们指的是那些具有5升至12升容积的容器，大型规格的容器指的是那些具有12升至30升容积的容器。

背景技术

众所周知，可使用旋转技术或线性技术填充中等-大型规格的容器。

虽然这些技术具有高的每小时产量的优点，旋转填充机在体积、维修、规格改变和卫生安全方面表现出相当大的问题。事实上，填充传送带的直径随着所要填充的容器的容积和直径的每次增大而增大。旋转填充机还以有很多且复杂的机械装置为特征，这些机械装置使得维修操作、消毒和规格改变相当困难（想想大量的装置，例如星形件（stars）、螺丝等）。

已知的成型机（吹制机）与旋转填充机的结合也是一样的，例如WO2010/013201文件。

另一方面，尽管每小时的产量低，线性填充机在体积、维修、规格改变和卫生安全方面表现出相当大的优点。事实上，由于其自然特性，线性填充机更狭窄、更紧凑。此外，其更简易的结构和更少量的机械装置便于维修操作、规格改变和消毒。事实上，在线性填充机中使用比旋转填充机中更少的装置意味着在填充舱中污染源的减少。

本申请人已经开发了一种线性填充装置（专利申请PCT/IT2007/000883），用于中等-大型规格的容器，其中填充位置相对于纵向轴横向偏离，沿着纵向轴填充空容器。这样，虽然使用线性技术，但获得了旋转技术特有的每小时的高产量（每小时高于6000个容器）。

然而，上述引用的方法以及目前旋转填充装置的主要缺点在于，填充装置必须连接至至少一个用于处理容器的外部装置，从而在填充容器之前对容器进行卫生处理操作（例如，清洗）。

在本文中，本发明的基本技术任务是提议一种集成的吹制、清洗和填充设备，以及用于填充和清洗容器的装置和方法，克服上面所述现有技术的缺点。

具体地，本发明的一个目的是消除上述缺点，提供用于填充和清洗容器的装置，以及集成的吹制、清洗和填充设备，该设备结构简单并紧凑。

用于填充和清洗容器的装置和方法，以及集成的吹制、清洗和填充设备基本实现了所宣称的技术任务和具体目的，所述技术任务和具体目的包括所附权利要求中的一项或多项所阐述的技术特征。

附图说明

通过对用于填充和清洗容器的方法和装置以及装瓶设备的优选的、但非排他性的实施例进行说明性的、而非限制性的描述，将更加清楚本发明的其它特点和优点，如附图所示：

- 图1展示了本发明用于填充和清洗容器的装置的第一实施例在第一操作步骤的正视图；

-  图2展示了图1所示的装置在第二操作步骤的正视图；

-  图3展示了图1所示的装置在第三操作步骤的正视图；

-  图4展示了图1所示的装置在第四操作步骤的正视图；

-  图5、6、7和8分别展示了图1所示的装置在图1、2、3和4所示的四个操作步骤的平面图；

- 图9展示了图1所示装置的第二实施例在第一操作步骤的正视图；

-  图10展示了图9所示的装置在第二操作步骤的正视图；

-  图11展示了图9所示的装置在第三操作步骤的正视图；

- 图12展示了图9所示的装置在第四操作步骤的正视图；

- 图13、14、15和16分别展示了图9所示的装置在图9、10、11和12中四个操作步骤的平面图；

-  图17为图10所示装置的更详细的视图（其中可看见喷嘴）

-  图18展示了本发明集成的吹制、清洗和填充设备的平面图；

-  图19展示了图18所示的集成设备的侧视图。

具体实施方式

参考所述图例，数字1表示用于容器2的填充和清洗机构。例如，这些容器2为中等或大型规格的塑料（PET）瓶。所述装置1包括隔离舱3。优选地，该隔离舱3形成加压室，在加压室内的污染保持在预定水平以下。

装置1包括主线性输送机（main linear conveyor）4，该线性输送机4用于线性的移动多个排列在第一构形的空容器2，在该构形容器的口朝上。具体地，所述容器2成一排地喂入所述主线性输送机4，即，一个接一个的。所述主线性输送机4包括至少一个传送带，所述传送带上载有多个指状物14（也称作“夹子”），这些指状物彼此相隔预定距离，并操作性地作用于所述容器2，以推动容器2在加工方向（平行于所述主线性输送机4的延长部分的轴，或与该轴重叠）上前进。具体地，预定的间隔距离基于所述容器2的直径确定，从而使卡钳8抓牢每个容器2的颈部。优选地，有两个传送带连接至相应的传送带轮或轮子上，并且电动机15有效地作用于这些传送带，从而移动它们使所述容器2在加工方向上前进。具体地，所述两个传送带相互平行，从而形成多对指状物14，指状物14安装在相应的传送带上，且横向排列，即，垂直于加工方向。这样，每个容器2插入一对指状物14，从而使相应的卡钳8抓紧容器颈部。

所述装置1包括运动装置8、9，有效地作用于所述容器2，以使它们从第一构形进入第二构形，当容器2处于第二构形时，它们的口朝向，且它们沿着平行于所述主线性输送机4的至少一条处理线5排列。具体地，这些运动装置8、9包括旋转杆9，所述旋转杆9具有大致平行于所述主线性输送机4的延长部分。例如，所述杆9包括管状主体或轴，该管状主体或轴绕其纵向延长部分自身的轴旋转。具体地，所述杆9可绕其纵向轴旋转约 180°，从而使所述容器2从第一构形进入第二构形。所述杆9带有多个卡钳8，用于抓牢容器2的颈部。

所述装置1包括清洗机构10、11，所述清洗机构10、11有效地作用于沿着处理线5放置于第二构形的所述容器2，以清洗所述容器。在本文中，术语“清洗”一定是指洗涤操作或者去除灰尘的操作（也称作“除尘”）。优选地，清洗机构10、11包括多个喷嘴10和相同数量的集合管11（见图17）。所述已知类型（尖锐的或外部的）的喷嘴10适合输送清洗流体。所述集合管11定位于所述处理线5下面，从而接收用过的清洗流体（见图2和6）。具体地，所述集合管中的每一个都具有两个末端：第一末端11a，敞开用于接收用过的流体液滴；第二末端11b，与排水槽连通（未示出）。每个集合管11旋转地枢轴连接至所述装置1上的支撑表面16，该支撑表面与所述第二末端11b相邻。这样，每个集合管11可通过旋转约90°在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置时，所述第一末端11a位于待清洗的容器2的口的中心下方，在第二位置时，所述第一末端11a朝向所述主线性输送机4，从而所述管11不会妨碍接下来的运动和相关容器2的填充。

所述装置1还设置有第二运动机构8、12，有效地作用于容器2，以使它们返回到第一构形，并使它们沿着平行于所述主线性输送机4的至少一条填充线6排列。在此处所描述的实施例中，这些第二运动机构8、12由所述卡钳8和支撑所述卡钳的臂12形成。具体地，所述卡钳8由所述臂12可旋转地支撑，所述臂12与所述杆9为一体。这样，所述卡钳8可自由地绕横向轴旋转约180°。优选地，所述卡钳8围绕旋转的横向轴为臂12的轴。每个卡钳8可在闭合位置和打开位置运动，在闭合位置卡钳抓紧相应的容器2的颈部，在打开位置卡钳避免妨碍容器2。

在所述的第一实施例中，如图1至8所示，所述杆9横向平移至其纵向轴，从而容器2被运送到平行于所述主线性输送机4的至少一个旁侧线性输送机7上。这种平移的可能是由于横向导轨17的存在，所述杆9的相反的一端在横向导轨17上运动。通过已知类型的电子、机械或气动运动系统实现所述杆9的运动，包括沿着所述横向导轨17的平移运动和绕其纵向轴的旋转运动。

在一个替换实施例中，未示出，所述臂12的每一个滑动连接至空心圆柱主体，在该空心圆柱主体中带有所述卡钳8中的一个的圆柱体可旋转运动。具体地，每个卡钳8滑动安装至相应的圆柱体上。该圆柱体可从缩回构形进入扩展构形，在缩回构形由所述卡钳8支撑的容器2被翻转或清洗，在扩展构形所述容器2被运送到与填充机构13相邻的旁侧线性输送机7。通过已知类型的电子、机械或气动运动系统实现在所述空心圆柱主体内的圆柱体的运动。

通过包括有喷嘴的填充机构13，用流体物质，通常为饮料，填充沿着填充线6运送（见图8）的所述容器2。

优选地，所述旁侧线性输送机7包括一对传送带19a、19b，传送带19a、19b相互平行，且平行于所述主线性输送机4。具体地，第一传送带19a安装于所述填充喷嘴13的下面，以形成填充线6，而第二传送带19b位于所述第一传送带19a的旁边的外部。优选地，在所述第一传送带19a的上方，有多个条状物18，所述条状物18与所述填充喷嘴13相互交替。对这些条状物18进行定位，使其相对于所述第一传送带19a的纵向轴呈约45°角（认为在所述容器2运动的方向上）。这样，所述条状物18形成导向元件，能够使所述容器2的轨道偏离，使容器2平移至出口，从而使它们从所述第一传送带19a移动至所述第二传送带19b。

有利地，所述支撑表面16相对于地面的高度可通过调节装置（例如由PLC控制的电机装置）改变，从而使规格改变成为可能。因为所述主线性输送机4和所述旁侧线性输送机7与所述支撑表面16为一体，所以它们竖直地远离或朝向所述填充机构3运动。

优选地，所述第一实施例的装置1具有低速率应用（每小时2000个容器）的用途。

图9至16展示了所述装置1的第二实施例，该实施例设置有两个旁侧线性输送机7a和7b，二者都与所述支撑表面16为一体，所述主线性输送机4介于旁侧线性输送机7a和7b之间。在这种情况下，所述第一运动机构8、9包括两个旋转杆9a、9b，旋转杆具有大致平行于所述主线性输送机4的延长部分。每个杆9a、9b带有多个用于夹持所述容器2的卡钳8。具体地，第一杆9a和其卡钳8有效地作用于第一组容器2上，以使它们从第一构形进入第二构形，并将它们沿着第一处理线5a排列。第二杆9b和其卡钳8有效地作用于第二组容器2上，以使它们从第一构形进入第二构形，并将它们沿着第二处理线5b排列。所述第一处理线5a和所述第二处理线5b相互平行。

每个杆9a、9b可绕其纵向轴旋转约180°，从而使相应组的容器2从第一构形进入第二构形。

此外，所述两个杆9a、9b横向平移至其纵向轴，从而使所述第一组容器2在绕横向轴旋转约180°之后，进入所述第一旁侧线性输送机7a上，所述第二组容器2进入所述第二横向输送机7b上。

所述清洗机构10、11包括两套喷嘴10和两套集合管11。具体地，第一套集合管11定位于所述第一处理线5a的下方，而第二套集合管11定位于所述第二处理线5b的下方。

优选地，所述旁侧线性输送机7a、7b都包括一对传送带19a、19b，传送带19a、19b相互平行，且平行于所述主线性输送机4。

优选地，所述第二实施例的装置1具有速度为每小时2000至6000个容器应用的用途。

图18和19展示了集成的吹制、清洗和填充设备100，该设备100包括用于吹制成型的装置20，以及在该装置20的下游的装置1，装置1用于填充和清洗容器2。所述用于吹制成型的装置20（例如，线性的）有效的作用于塑料型坯，以根据已知的方法将其转变为容器2。形成的所述容器2直接经所述成型装置20运送至填充和清洗机构1的主线性输送机4，即避免使用螺丝、星形件或其它中间元件。随后所述指状物14或夹子在加工方向上推动所述容器2。

在图18和19中，所述设备100使用所述第一实施例中的用于填充和清洗的装置1，即装置1具有一个平行于所述主输送机4的线性输送机7。或者，所述设备100使用如第二实施例中的用于填充和清洗的装置，即装置1具有两个旁侧线性输送机7a、7b。

参考第一实施例，下面描述本发明用于填充和清洗容器的方法。

将排列在第一构形的空容器2喂入所述主线性输送机4，该线性输送机4通过所述指状物14在加工方向上推动所述容器2。所述主线性输送机4停止，从而所述容器2占有相应的拾取位置（见图1和5）。位于拾取位置的所述容器2经相应的卡钳8抓紧颈部。随后所述容器2翻转，从而呈现出第二构形。具体地，所述杆9绕其纵向轴旋转约180°，从而所述容器2也旋转约180°，并沿着所述处理线5排列（见图2和6）。

此时，所述容器2经历清洗处理。事实上，所述喷嘴10将清洗流体输送至所述容器2的内部，排列在第一位置的所述集合管11接收用过的清洗流体的液滴。

所述容器2随后再次翻转，从而返回第一构形（见图3和7），并沿着所述填充线6排列（见图4和8）。为了这个目的，所述卡钳8绕所述臂12的横向轴旋转约180°，从而所述容器2也旋转约180°。所述容器2随后送至所述旁侧线性输送机7的第一传送带19a，从而所述容器2沿着填充线6排列。杆9朝向第一传送带19a的横向平移使上述运动成为可能。或者，在空心圆柱主体内的圆柱体的滑动使上述运动成为可能。

应该注意的是，为了避免妨碍所述容器2的进一步运动，所述集合管11进入第二构形。

随后通过所述填充喷嘴13为所述容器2填充流体。

在填充步骤，所述卡钳8在绕所述容器2的颈部的闭合位置至少保持预定的时间间隔，以保证所述容器2的稳定，直至引入容器2内的流体水平足以保证容器2的稳定性时。

所述卡钳8释放填充满的容器2，条状物18将填充满的容器2送至所述隔离舱3的出口，条状物18偏离容器2的轨道，从而将容器从所述第一传送带19a转移至第二传送带19b。

填充多个或一排容器2的步骤与沿着所述主线性输送机4向前推动另外多个或一排空容器2的步骤至少部分重合。

优选地，所述第一实施例的装置1具有低速率应用（每小时2000个容器）的用途。

在第二实施例中，所述方法与用于第一实施例的方法完全相似，但是平分对第一和第二组容器2的管理。

优选地，所述第二实施例的装置1具有高速率应用的用途（每小时2000至6000个容器）。

从上面描述已经很清楚本发明用于填充和清洗容器的所述方法和装置，以及集成的吹制、清洗和填充设备的特点和优点。

具体地，由于当容器移动至填充线时对容器进行清洗，所提议的装置能够具有填充和清洗的功能，避免了需要提供独立于所述填充线的、用于清洗的额外的装置。从而，整个尺寸相对于已知的方案减小了，并且所提议的装置结构简单且紧凑。

此外，为了充分利用线性技术的潜力，将清洗作为中间步骤插入所述容器的双重旋转中，这样减少了装置操作的空载时间。

该特点，以及所述容器的填充在所述主线性输送机的侧面进行，使得所述装置在使用线性技术时，能够达到旋转技术特有的每小时的产量（每小时高达6000个5升的容器）。事实上，填充方法的一些步骤可重叠：例如，如我们所见的，当一排新的容器沿着所述主输送机前进时，另一排容器处于填充过程。

此外，由于所述支撑表面高度自动改变的可能（通过PLC控制）以及夹子停止点的可能，从而使规格改变操作快速，且不需要改变任何元件。

此外，在一个实施例中，所述容器的横向运动通过所述杆或两个杆的平移实现，与已知的技术方案相比，这大大简化了维修和控制操作。

最后，所提议的集成设备结构简单且紧凑，  因为它具体说明了吹制设备与所述填充机/清洗机的主线性输送机的直接连接，从而避免提供间接元件，例如螺丝和星形件。

Claims (16)

1.在隔离舱（3）中填充和清洗容器（2）的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

向主线性输送机（4）喂入按第一构形排列的多个空容器（2），在该第一构形中，所述容器（2）的口朝上；

翻转所述容器（2），使之呈现第二构形，在该第二构形中，这些容器的口朝下，且沿着平行于所述主线性输送机（4）的至少一条处理线（5）排列；

对沿所述至少一条处理线（5）排列的、处于第二构形中的所述容器（2）进行清洗处理；

再次翻转所述容器（2），使之返回第一构形，并将这些容器沿平行于所述主线性输送机（4）的至少一条填充线（6）排列；

对沿所述填充线（6）放置的所述容器（2）进行填充；

沿平行于所述主线性输送机（4）的至少一个旁侧线性输送机（7）、将填充满的容器（2）送出隔离舱（3）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，翻转所述容器（2）的步骤包括使每个容器（2）绕纵向轴旋转约180°。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，再次翻转所述容器（2）的步骤包括使每个容器（2）绕横向轴旋转约180°。

4.根据上面任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，将填充满的容器（2）送出隔离舱（3）的步骤包括使所述容器（2）的运行轨迹偏转的步骤，该步骤使得这些容器（2）在侧面离开构成旁侧线性输送机（7）的第一传送带（19a）、向着同样构成旁侧线性输送机（7）的第二传送带（19b）移动。

5.根据上面任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，翻转容器（2）的步骤包括使第一组容器（2）沿着第一处理线（5a）进入第二构形，使第二组容器（2）沿着第二处理线（5b）进入第二构形，所述第一和第二处理线（5a、5b）相互平行。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，再次翻转容器（2）的步骤包括使所述容器（2）进入第一构形，并将所述第一组容器（2）沿着第一填充线（6a）排列，以及将所述第二组容器（2）沿着第二填充线（6b）排列，所述第一和第二填充线（6a、6b）相互平行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将填充满的容器（2）送出隔离舱（3）的步骤包括将这些容器送至第一旁侧线性输送机（7a）和第二旁侧线性输送机（7b），第一旁侧线性输送机（7a）和第二旁侧线性输送机（7b）都平行于位于二者之间的所述主线性输送机（4）。

8.用于填充和清洗容器（2）的装置（1），其特征在于，包括：

主线性输送机（4），所述主线性输送机（4）适合线性移动排列为第一构形的多个空容器（2），在第一构形中，所述容器（2）的口朝上；

用于所述容器（2）的第一运动机构（8、9），该第一运动机构（8、9）用于使容器（2）从第一构形进入第二构形，在第二构形中，容器的口朝下，且沿着平行于所述主线性输送机（4）至少一条处理线（5）排列；

清洗机构（10、11），该清洗机构（10、11）操作性地作用在沿所述至少一条处理线（5）排列为第二构形的所述容器（2）上，以清洗所述容器（2）；

用于容器（2）的第二运动机构（8、12），该第二运动机构使容器（2）返回第一构形，并使容器沿着平行于所述主线性输送机（4）的至少一条填充线（6）排列；

填充机构（13），所述填充机构（13）操作性地作用于沿所述填充线（6）排列的所述容器（2），以用流体物质填充所述容器（2）。

9.根据权利要求8所述的装置（1），其特征在于，所述用于容器（2）的第一运动机构（8、9）包括旋转杆（9），所述旋转杆（9）具有大致平行于所述主线性输送机（4）的延长部分和多个用于抓紧所述容器（2）颈部的卡钳（8），所述旋转杆（9）绕其纵向轴旋转约180°，从而使所述容器（2）从第一构形进入第二构形。

10.根据权利要求8或9所述的装置（1），其特征在于，所述清洗机构（10、11）包括多个喷嘴（10）以及相同数量的集合管（11），所述喷嘴（10）用于运输清洗流体，所述集合管（11）位于所述处理线（6）下方，从而接收用过的清洗流体。

11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，臂（12）可旋转地支撑所述卡钳（8），所述臂（12）与所述旋转杆（9）为一体，从而所述卡钳（8）可绕横向轴旋转约180°，所述卡钳（8）和所述臂（12）形成用于容器（2）的所述第二运动机构（8、12）。

12.根据权利要求9至11中任意一项所述的装置，其特征在于，所述旋转杆（9）横向平移至其纵向轴，从而所述容器（2）运送至平行于所述主线性输送机（4）的至少一个旁侧线性输送机（7）。

13.根据权利要求11所述的装置（1），其特征在于，所述臂（12）中的每个包括空心圆柱主体，在空心圆柱主体内的、带有所述卡钳（8）中的一个的圆柱体可滑动运动，所述圆柱体从缩回构形至扩展构形，在缩回构形翻转或清洗由所述卡钳（8）支撑的容器（2），在扩展构形将所述容器（2）运送至平行于所述主线性输送机（4）的至少一个旁侧线性输送机（7）。

14.根据权利要求8至13中任意一项所述的装置（1），其特征在于，所述装置还包括支撑表面（16）和调整所述支撑表面相对于地面的高度的机构，所述主线性输送机（4）和所述至少一个旁侧线性输送机（7）与所述支撑表面（16）为一体，从而根据所述容器（2）的高度，它们竖直地远离或朝向填充机构（13）运动。

15.根据权利要求8至14中任意一项所述的装置，其特征在于，所述主线性输送机（4）设置有至少一个传送带，传送带上带有间隔预定距离的多个指状物（14），所述指状物（14）有效地作用于所述容器（2），以在加工方向上推动所述容器（2）。

16.用于容器（2）的吹制、清洗和填充的集成式设备（100），该设备（100）包括用于吹制成型的装置（20），该装置（20）有效地作用于塑料型坯以将其转变为所述容器（2），其特征在于，所述设备还包括权利要求15所述的用于填充和清洗容器（2）的装置（1），该用于填充和清洗容器的装置位于所述用于吹制成型的装置（20）的下游，从而形成的容器（2）可直接经所述用于吹制成型的装置（20）运输至所述主线性输送机（4），避免使用螺丝、星形件或其它中间元件，其中，所述主线性输送机（4）的指状物（14）在加工方向上推动所述容器（2）。

Images