CN103538167B - 用于塑料预成型件的无菌加热设备 - Google Patents

Abstract

一种用于加热多个塑料预成型件的设备，该设备具有一可移动的传送工具，该传送工具上设置有至少一加热装置，其中，该加热装置具有一支持元件，该支持元件用于支持和传送该些塑料预成型件，以及一能供塑料预成型件插入的加热腔，并且其中，还设置有一适用于将塑料预成型件插入该加热腔的移动装置。根据本发明，该设备具有一洁净室，该些塑料预成型件在该洁净室的内部通过多个加热腔被加热，其中，该洁净室通过至少一第一壁以及至少一第二壁与外界环境隔离开来，该第二壁被设置成相对于该第一壁是可移动的。

Description

用于塑料预成型件的无菌加热设备

技术领域

本发明涉及一种用于塑料预成型件的加热设备。

背景技术

塑料预成型件在吹塑机中被塑造成为塑料瓶，这在本领域众所周知。为此这些塑料预成型件通常要先在一个加热炉中被加热。已知存在这样的加热炉，塑料预成型件被输送穿过该加热炉，其中塑料预成型件例如被输送通过加热元件，也有具有用于加热塑料预成型件的独立加热站的加热炉。DE102009047537A1描述了一种该类型的用于对预成型件进行调控的加热炉。

很多饮料是有必要在无菌环境中被灌注的。因此，已知是由一道灭菌工序来对有可能被细菌污染了的塑料预成型件进行灭菌，该灭菌工序位于吹塑机的上游。之后，容器可以经由一无菌吹塑机，被送入进行无菌灌注。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够使无菌环境下被灌注的容器的生产更加容易的设备和方法。

本发明的用于加热塑料预成型件的设备具有一可移动的传送工具，该传送工具上设置有至少一加热装置。本方案中的加热装置具有一支持元件，该支持元件用于支持和传输塑料预成型件，该加热装置还具有一能供塑料预成型件插入的加热腔。另外，还设置一适用于将塑料预成型件插入该加热腔的移动装置，该移动装置较佳地也适用于将塑料预成型件再移出该加热腔。本方案优选地使该加热腔的至少一部分能被加热和/或被微波作用，或者优选地使微波能够被引入该加热腔，从而加热塑料预成型件。

本发明中，该设备具有一洁净室，塑料预成型件在该洁净室的内部通过该些加热腔被加热。并且该洁净室通过至少一第一壁和至少一第二壁与外界环境隔离，其中该第二壁被设置成可相对于该第一壁移动。

因此建议设置一处理室，塑料预成型件在该处理室中被加热，该处理室被设计为形成有一洁净室，该洁净室与外部的非无菌室隔离，然而该洁净室优选地仍然允许引入必要的加工动作，并且在该过程中不丧失无菌环境。

优选地，加热塑料预成型件的全部过程在上述的洁净室进行。

上述的加热腔较佳地和塑料预成型件一起移动。本方案优选地将该些加热腔设计为，每次仅有一个塑料预成型件插入加热腔。然而也可以使多个塑料预成型件同时插入该些加热腔，以便在这种方式下使得多个塑料预成型件同时在同一个腔内被加热。

在一个进一步优选设计的方案中，该设备具有一密封装置，特别是为了将之前所述的两个壁相互密封。该密封装置优选一所谓的缓冲室（surgechamber）。这意味着该密封装置较佳地具有一充满液体的连续的凹槽，并且可相对移动的壁的一部分，在该凹槽中以叶片的方式浸入。然而，也可以将该凹槽设置成可旋转的。

在一个进一步优选设计的方案中，为了向该洁净室作用一超压力，该设备具有一压力加载工具。比如这时，超压的无菌空气可以被供给到该洁净室，以便于防止未经灭菌的空气从外界贯穿进该洁净室。

在一个进一步优选设计的方案中，该传送工具为可旋转的传送工具。优选地使该加热腔设置在该可旋转的传送工具上。优选地使多个该类型的加热腔设置在该可旋转的传送工具上。优选地对塑料预成型件的移动提供一旋转驱动。优选地将该洁净室做成轮状或环状。特别较佳地使该传送工具类似地形成该洁净室的一边界壁。较佳地在该洁净室外设置一用于驱动该传送工具的驱动装置。一般来说，较佳地，将该设备的沿径向位于塑料预成型件的传送路径内或加热腔内的至少一区域，设置于该洁净室外。这样，该洁净室可以被设计的体积相对小些。

优选地，该设备为一STIR（选择的传输红外线），或者一红外线加热炉，但是该设备也可以具有一个或更多微波发生装置，这样便可以利用微波对塑料预成型件进行加热。另外，也可以结合使用红外线加热和微波加热。

在一个进一步优选设计的方案中，各独立的加热腔由电力加热或加温。然而，也可以利用液体来实现加热，比如利用热油。

在一个进一步优选设计的方案中，该设备具有一杆状件，在塑料预成型件被加热时，该杆状件能够穿过塑料预成型件上的一开口，至少在一段时间内插入塑料预成型件的内部空间。本方案设计提供了一种双向的加热方法。该方法通过在内部以前述杆状件或者矛状加热件（heatinglance）的方式，并在外部以加热衬套或者加热腔的方式，使加热较佳地同时执行。如前面所述，本加热系统较佳地设置在一旋转滑子上。塑料预成型件可以由旋转滑子提供，传送到前述的支持装置或者传送工具装置以实现支持，然后被伸入该加热腔。前述的矛状加热件或者杆状件也被伸入加热腔并插入塑料预成型件。

此时塑料预成型件置于该加热系统中，接受一段时间的加热。在这种情况下较佳地使塑料预成型件绕其纵向持续旋转，通过这种方式以实现塑料预成型件外围的均匀加热。在加热步骤后，塑料预成型件再被拉出该加热腔，并被传输到一吹塑机。

在一个进一步优选设计的方案中，该杆状件能被加热。这意味着塑料预成型件较佳地从两边被加热，一边是被该杆状件加热，另一边是被预成型件周围的加热腔壁加热。

在一个进一步优选设计的方案中，该加热腔具有一第一开口，意在能使得塑料预成型件通过该第一开口供给到加热腔，该加热腔还设置有至少一距离该第一开口一段距离的第二开口。本方案优选地使该第二开口设置于该加热腔的与该第一开口相对的末端。优选地使该第二开口位于该加热腔的最深处，这样特别是在为了清洁目的时可以使清洁剂流出。

在一个进一步优选设计的方案中，该加热腔被设计为闭合的，因此底部区域呈现杯状。本方案中，该加热腔本身能够将塑料预成型件和细菌分隔开。本申请中，也允许将前述的开口设在底部，但是底部可以闭合。

优选地，该加热腔可以在一个方向上被打开，并且较佳地朝顶部打开（为了加载预成型件），优选地被一（上部）隔离室在该方向上封闭。

在一个进一步优选设计的方案中，该加热腔的底部可以被打开，如之前所述，是为了对该加热系统进行清洁（原位清洗、冲洗、吹气（gassing））。在加热步骤后，该开口可以再被关闭，比如用一CIP（原位清洗，cleaninplace）盖子来关闭。

在一个进一步优选设计的方案中，该设备具有一用于传送流动介质的通道，该通道能够以允许介质流动的形式连接到该第二开口。一种液体，特别是一种清洁液体能够通过该第二开口提供。

本方案中也允许多个加热腔由一清洁通道进行供给。比如通过这种方式，设置一中心通道，通向加热腔的各独立通道均与该中心通道连通。这样，便可以同时对所有的加热腔或加热系统进行冲洗和吹气。本方案举例来说，可以采用过氧化氢来吹气。在一个进一步优选设计的方案中，该加热腔具有一沿外围方向完全环绕塑料预成型件的壁，以及一底壁。这些壁也能互相融合（比如通过弧形区域）。

在本设计中，如之前所述，该加热腔至少基本上以杯子的形式设计。本设计的方案中，塑料预成型件也因此不会像本领域常规那样，移动穿过相对的加热装置，而是位于一个完全环绕该塑料预成型件的腔室中。优选设计一用于将塑料预成型件插入加热腔的移动装置，该移动装置设计成使得塑料预成型件的螺纹不会被插入加热装置。另外，设置有用于防止塑料预成型件的开口区域被加热的屏蔽元件。

在一个进一步优选设计的方案中，该底壁被设计成一反射器的形式。这样，射线抵达底壁后被反射到塑料预成型件，因此进一步加热塑料预成型件。本设计的底壁在这种情况下本身不能被加热。然而也允许该底壁能被加热。

在一个优选设计的方案中，用于将塑料预成型件插入加热腔的该移动装置，具有一电机，特别是一直线电机。

在一个进一步较佳设计的方案中，设置一移动装置，用于将前述的杆状件插入塑料预成型件。另外，本方案的移动装置较佳地具有一电机，特别较佳地具有一直线电机。该移动装置优选地沿塑料预成型件的纵向，较佳地沿与加热腔的传输平面成直角的方向来移动底壁。

在一个进一步优选设计的方案中，该底壁可以相对于前述的完全环绕的壁进行移动。特别是本方案中该底壁沿直线方向移动，特别是塑料预成型件也在该方向上移动。尤其是，该底壁可在塑料预成型件的纵向上移动。这样可以实现根据塑料预成型件的不同尺寸对加热腔进行调节。

在一个进一步优选设计的方案中，至少一折叠波纹管作为密封装置被设置，从而对该设备中发生的至少一相对移动进行密封。该相对移动特别是塑料预成型件相对于加热腔的移动，但是也可以设置一折叠波纹管，以密封前述的杆状件和/或底部部件的移动。

在一个进一步优选设计的方案中，该加热腔的至少一内壁能被加热到一温度，该温度大于500℃，较佳地>600℃，更佳地>700℃。由于如此高的操作温度，加热腔的各个表面或者各个加热元件应该被认为是无菌的。

在一个进一步优选设计的方案中，前述的用于支持塑料预成型件的支持元件被设计成至少局部是一空心轴。由于设计成空心轴形式，杆也可以穿过该空心轴并插入塑料预成型件。然而也可以是，支持元件从塑料预成型件的外侧抓持螺纹，以使得开口的全部截面都可以用于使杆状件插入塑料预成型件。

本发明进一步涉及到一种加热塑料预成型件的方法，在该方法中塑料预成型件沿一预设的传送路径被传输，并且在传输过程中被加热。本方案中塑料预成型件各自插入加热腔，被加热腔加热，以使得每个待加热的塑料预成型件都与一加热腔（严格地）对应，并且加热腔至少局部地沿着传送路径移动。本方案中，为了加热塑料预成型件，优选地使加热腔的一部分被加热，或者使微波从一微波输出元件引入加热腔。

本发明中，塑料预成型件在被加热过程中，在一洁净室中传输至少一段时间，该洁净室通过至少一第一壁以及至少一第二壁与外界环境隔离开来，该第二壁设计成可相对于第一壁移动。

因此根据方法建议，与塑料预成型件对应的加热腔的加热，应当由塑料预成型件执行。另外，该加热应当在无菌环境下执行。

在一较佳方法中，在加热过程中，一杆形元件或一杆状件插入塑料预成型件至少一段时间。在塑料预成型件的加热过程中，较佳地沿一圆形路径传送塑料预成型件。

本发明的积极进步效果在于：能够使无菌环境下被灌注的容器的生产更加容易。

进一步效果和设计在附图中显明。

附图说明

图1为一容器处理设备的示意图。

图2为一加热装置的详细视图。

图3为一加热装置的详细视图。

图4为多个加热装置的详细视图。

图5为一具有一可移动底部部件的加热装置的示意图。

图6为一本发明加热装置的进一步视图。

图7为图6中的加热装置的另外一种操作状态下的示意图。

附图标记列表

1加热设备

6洁净室

6a洁净室的一部分

8杆状件

10塑料预成型件

10a主体

10b螺纹区

16通道装置

18中心通道

20加热装置

22支持装置

24直线电机25的定子

25直线电机

26直线电机25的滑子

30加热腔

31腔室

32加热腔的第一开口

33屏蔽装置

34第二开口

35锁闭装置

36连续的壁

38底壁/底部部件

38a凹处

46密封装置

48传送工具

50设备

52供给装置

54供给星轮

55成型装置

56成型站

58传送工具

62第一壁

64第二壁

66密封装置，缓冲罐

76传送工具

82驱动

84输出齿轮

86大齿轮

85传送杆

86密封装置，折叠波纹管

88第二驱动装置90的滑子

90第二驱动装置，电机

91第二驱动装置的定子

92鼓风机

94过滤装置

95外罩

96通道

L塑料预成型件的纵向

P1-P3移动方向

D旋转轴

具体实施方式

图1是容器处理设备50的示意图。本实施例中塑料预成型件10（只显示了一个）通过一供给装置52供给到整体标记为1的加热设备。该加热设备具有一传送工具2，传送工具2在本实施例中绕转轴D转动，而且传送工具2上分别设置有多个加热装置或者加热站20。在被加热之后，塑料预成型件通过传送星轮54被传送到一整体标注为55的成型装置，成型装置55用于将塑料预成型件成型为塑料容器。该成型装置也具有一可旋转的传送工具58和设置在上面的多个成型站56。本实施例中成型装置55优选一吹塑机，特别是一拉伸吹塑机。

本实施例的加热装置1和成型装置55被设置在仅示意表示的洁净室6中。这表示在被加热时，塑料预成型件已经被运输到洁净室6之中。另外，该设备也可以具有例如一用于对加热装置20或者塑料预成型件10本身灭菌的灭菌装置。本实施例的供给装置52至少局部设置在洁净室6中。

图2为一加热装置20的局部视图。该加热装置具有一整体被标记为30的加热腔，该加热腔形成有一用于插入塑料预成型件10的腔室31。本实施例的塑料预成型件10具有一主体10a和一螺纹区10b。该螺纹区在加热中始终没有进入加热腔30。实际上可以设置一用于防止螺纹被加热的屏蔽装置33。附图标记32表示加热腔30上的一开口，通过该开口，塑料预成型件10能被供给到加热腔30。本实施例中的屏蔽装置33都被设计成平板状，屏蔽装置33上相应地设置有用于使塑料预成型件10穿过的开口。

附图标记8表示一杆状件，该杆状件在本实施例中同样地在加热时被插入塑料预成型件10。该杆状件8还从内部对塑料预成型件10进行加热。这样，塑料预成型件10可以被均匀地加热。附图标记L表示塑料预成型件10的纵向，同时在本实施例中也同时表示该杆状件的纵向以及移动方向。

在本实施例中，附图标记6同样表示洁净室，塑料预成型件在该洁净室6中被加热。由于加热腔30在此处也同样被锁闭，腔室31也成为了洁净室6的一部分。

图3展示了一加热腔30的进一步设计。本实施例中，展示出了在塑料预成型件10的周围方向上完全环绕塑料预成型件10的内壁36。该内壁较佳地具有一环形截面（也就是说腔室31局部具有圆柱形状），以与塑料预成型件10之间基本上保持均匀的距离，也因此使塑料预成型件被均匀地加热。另外，也可以使塑料预成型件10绕其纵轴旋转，从而对其进行均匀加热。然而，也可以特意使通过该加热腔实施的加热的轮廓产生一周围方向的偏离，比如为了塑造形状偏离圆形的容器。

附图标记34表示了一开口，通过该开口，例如一用于清洁该内壁的灭菌剂可以被引入和/或移除。附图标记38表示加热腔的一底部区域。开口34可以通过锁闭装置35封闭，特别为了保持无菌室6。

图4展示了本发明的一进一步设计。本实施例中，展示出了彼此相邻地设置的三个加热腔30，塑料预成型件10分别位于这些加热腔30之中。附图标记16表示了一通道装置，通过该通道装置16，灭菌剂被提供给各个加热腔，或可以被从各个加热腔移除。在本实施例中，也允许这些独立的通道装置16相互连通，并且合并入一中心通道18。本实施例的通道18可以被设计为环形通道。本实施例的内区31同时也是一下部无菌室，内区31与图1所示的上部无菌室毗邻。这些腔室共同形成了洁净室6。

图5进一步展示了一加热腔30。在本实施例中，同样展示了连续的壁36和底壁38。而本实施例中，底壁38可以沿方向P3移动，且被设置在传送工具48上。附图标记46表示一密封装置，比如一折叠波纹管。该密封装置46密封了底部部件38在方向P3上的移动。由于底部部件38是可移动的，可以使加热腔适应不同尺寸的塑料预成型件。本实施例的底部部件可以具有一凹处38a。这样，特别地，如图5所示，由于塑料预成型件的底部区域可以被匹配环绕，对塑料预成型件的底部的加热可以被改进。凹处38a也可以独立于底壁的可移动性而设置。

图6是本发明设备的进一步展示。本实施例中加热装置30和毗邻的洁净室6再次被展示。此处，洁净室6较佳地为环形，并且具有一第一壁62和一第二壁64，本实施例中第二壁64被设置成可移动或可转动，第一壁62被设置成固定的。附图标记66表示用于密封壁之间的运动的密封装置。本实施例中，这些密封装置如之前所述的，以所谓缓冲罐（surgetank）的方式被分别设计。在该实施例中壁64的一部分嵌合于形成于壁62上的凹槽中。较佳地建议本实施例中在无菌室6中设置超压，以防止细菌的穿透。另外设置有一鼓风机92通过通道96对无菌室6进行供给。附图标记94表示一过滤装置，比如一HEPA过滤器（高效空气过滤器）。

附图标记24表示直线电机25的定子，该直线电机用于将塑料预成型件移动到加热腔30中（也用于将它们移出加热腔）。相关的可移动部件或第二部件，比如说滑子，在这里用附图标记26标注。本实施例中滑子26被设置为一空心轴，以便于使杆状件8能穿过该空心轴，从而伸入塑料预成型件。

附图标记22表示一支持塑料预成型件10的支持装置。本实施例中该支持装置被较佳地以一种支持棒的形式设计。该支持棒与塑料预成型件的开口嵌合，由此从里面支持住塑料预成型件。而支持装置也可以从外面抓持塑料预成型件。而也可以将能插入于塑料预成型件的杆状件8直接设置在支持装置上。这样，支持装置可以以加长棒的形式被设计，该加长棒具有一可以插入塑料预成型件的部分，还具有一用于支持塑料预成型件的部分。

附图标记90表示第二电机驱动，而附图标记91表示该第二电机驱动的定子。附图标记88表示第二驱动装置90的滑子。本实施例中滑子88将传送杆85同样地沿方向P2移动。附图标记86表示一折叠波纹管，该折叠波纹管将传送杆85沿方向P2的移动与外界环境U密封隔离。也可以用其它类型的驱动取代直线电机，比如液压驱动或气动驱动，或者其它电机。附图标记82表示一驱动，特别是电机，该电机产生了塑料预成型件绕其纵轴的旋转，也就是说绕纵向L的旋转。本实施例中驱动82具有输出齿轮84，该输出齿轮84驱动设置在传送工具76上的大齿轮86。用于支持塑料预成型件10的支持装置22则设置在传送工具76上，也由此一起旋转。

图7展示了图6中设备的操作状态示意图。这表示在本实施例中，塑料预成型件被移入加热腔30，杆状件8则被移入塑料预成型件10。相应地，折叠波纹管86处于压缩状态，并且用于使塑料预成型件绕其纵轴旋转的驱动82也处于较低位置。附图标记95表示一外罩，该外罩在本实施例中充当设备的洁净室的上部部分6a。必要时也可以使电机单元90、88关闭，以便于通过该设置使得杆体22不插入塑料预成型件10，而是仅有塑料预成型件本身插入于加热腔30。

申请人有权主张所有在申请文件中公开的特征均为本发明的必要特征，只要相较于现有技术这些特征单独地或结合地都具有新颖性。

Claims (11)

1.一种用于加热多个塑料预成型件(10)的设备(1)，该设备具有一可移动的传送工具(2)，该传送工具上设置有至少一加热装置(20)，其中，该加热装置(20)具有一支持元件(22)，该支持元件用于支持和传送该些塑料预成型件，以及一能供塑料预成型件(10)插入的加热腔(30)，并且其中，还设置有一适用于将塑料预成型件(10)插入该加热腔(30)的移动装置(24)，其特征在于，该设备(1)具有一洁净室(6)，该些塑料预成型件(10)在该洁净室(6)的内部通过多个加热腔(30)被加热，其中，该洁净室(6)通过至少一第一壁(62)以及至少一第二壁(64)与外界环境(U)隔离开来，该第二壁(64)被设置成相对于该第一壁(62)是可移动的，该加热腔(30)具有一使得塑料预成型件能够被供给到加热腔(30)的第一开口(32)，以及至少一距离该第一开口(32)一段距离的第二开口(34)，该设备还具有通道装置16、18，通过通道装置灭菌剂被提供给各个加热腔，或可以被从各个加热腔移除，通道装置16、18为连接到该第二开口的流体管路。

2.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)具有一杆状件(8)，在该些塑料预成型件(10)被加热时，该杆状件(8)能够穿过塑料预成型件的开口，插入该些塑料预成型件(10)的内部空间至少一段时间。

3.如权利要求2所述的设备(1)，其特征在于，该杆状件(8)能够被加热。

4.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)具有一用于传送流动介质的通道(16,18)，该通道能够以允许介质流动的形式连接到该第二开口(34)。

5.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该加热腔(30)具有一沿外围方向完全环绕塑料预成型件(10)的壁(36)，以及一底壁(38)。

6.如权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，该底壁(38)相对于完全环绕的该壁(36)是可移动的。

7.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，设置有至少一折叠波纹管(46,84)，该折叠波纹管用于密封该设备(1)中发生的至少一相对移动。

8.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该加热腔(30)的至少一内壁(36,38)能够被加热到高于500℃。

9.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，用于支持该些塑料预成型件(10)的该支持元件(22)被设计成至少局部是一空心轴。

10.一种加热多个塑料预成型件(10)的方法，其中，该些塑料预成型件(10)沿一预设的传送路径被传输，并且在传输过程中被加热，其中，该些塑料预成型件各自插入加热腔(30)，并在该些加热腔(30)中被加热，以使得每个待加热的塑料预成型件(10)都和一加热腔(30)对应，并且该些加热腔(30)至少局部地沿着该传送路径移动以加热该些塑料预成型件(10)，该加热腔(30)的至少一部分被加热和/或将微波引入该加热腔，其特征在于，在该些塑料预成型件(10)的加热过程中，该些塑料预成型件(10)在一洁净室(6)中被传输至少一段时间，其中，该洁净室(6)通过至少一第一壁(62)以及至少一第二壁(64)与外界环境隔离开来，该第二壁(64)设计成相对于该第一壁(62)是可移动的，其中该加热腔(30)具有一使得塑料预成型件能够被供给到加热腔(30)的第一开口(32)，以及至少一距离该第一开口(32)一段距离的第二开口(34)，该设备还具有通道装置16、18，通过通道装置灭菌剂被提供给各个加热腔，或可以被从各个加热腔移除，通道装置16、18为连接到该第二开口的流体管路。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在加热过程中，一杆状件(8)插入该些塑料预成型件(10)至少一段时间。