CN103547433B - 用于从型坯排出空气的管路，用于供应和从型坯中排出空气的系统以及利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺 - Google Patents

Abstract

从塑料材料制成的型坯（20）开始的、在污染受控环境中的模制容器的工艺，包括以下步骤：将空气以16bar的最大压力注入型坯（20），接着以此方式以40bar的最大压力来获得容器；将空气从型坯或从容器（20）向污染受控环境（102）外排出，直到容器（20）内的空气压力达到0.5bar和3bar之间的预定值；完成从容器（20）向污染受控环境（102）的空气排出。

Description

用于从型坯排出空气的管路，用于供应和从型坯中排出空气的系统以 及利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺

技术领域和背景技术

本发明涉及用于从型坯排出空气的管路，用于供应和从型坯排出空气的系统以及利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺。特别的，本发明已应用于在无菌模制条件下模制塑料材料容器的领域，例如PET瓶子。

为了清楚起见，下面将简要概括描述由塑料材料制成模制容器的、从经加热的型坯开始的拉伸吹制工艺。

使经加热的型坯朝向具有多个模制工位的旋转传送盘行进。在每个工位上存在有包括了两个半模的模具，该两个半模再现了能获得的容器的各侧形状。模具基部中的一个处有用于使容器底部成形的元件，本领域中被称为“底模”，其与各半模相配合以确定出模腔。一旦型坯被侧向夹紧，半模皆通过机械系统被锁定在关闭位置。在每个模具中也存在闭合元件，称为“密封件”，其有将型坯的嘴部气密密封在其颈部上以及输送加压空气进入型胚本身的任务。

在模制工艺的初始阶段，密封件以中压（最高大约是15bar）将空气输送到型坯内。当空气以中压被输送时，拉伸杆逐步地插入至型坯中，直到到达其底部。在碰到底部后，拉伸杆为了拉伸型坯将继续它的直线行程，直到后者达到将获得的容器的大约长度。

接着，密封件以高压（最高大约40bar）将空气吹入到型坯中使其膨胀，直到它粘附在各半模的和底模的内壁上。同时，拉伸杆回缩直到它位于容器的外面。容器内部的空气以高压保持一段时间以使得其中的模具固结。

在容器内部的空气接着被排出，再次经过密封件。在清空空气的过程结束时，密封件从容器内移走。闭合系统与两个半模脱开，接着其可被打开，使底模能拆除并且接下来使模制容器脱模。

模制装置的重要部分是将要被吹入的空气供应到型坯的管路，以下描述该管路。

过滤装置位于以高压（最高大约40bar）供应空气的压缩机的下游，该过滤装置包括至少一个凝聚过滤器以去除水、油和固体颗粒的浮质，以及包括一个用于去除气味、油和烃蒸气的活性炭过滤器。在各过滤器的下游，供应线分叉成中压管路（最大约是15bar）和高压管路（最大约是40bar）。无菌技术进一步需要运用HEPA(“高效微粒空气”的缩写)过滤器来将尺寸超过0.2μm的颗粒从空气中去除。

中压空气和高压空气通过包括有管子和旋转歧管的分配系统输送到各自的模制工位。在每个模制工位上，在密封件附近，阀组件的存在是必须的，为了：

建立在中等压力下空气的路径和放在闭合模具中的型坯之间的选择连通；

建立在高压下空气的流路和放在闭合模具中的型坯之间的选择连通；

使空气能从模制容器向模具外排出，经由节气阀通过。

然而，迄今所描述的各装置和各系统在使用无菌条件下造成了许多问题。

众所周知，无菌模制发生在可洗的、可消毒的并且持续处于微生物污染控制的环境中。因此基本的是确保对于待引入控制环境的气态流体进行正确过滤，正确管理不同区域中的压力以控制任何不合需要的颗粒的路径，正确监测环境，以及正确管理和高质量的C.I.P（“合适位置清洁”的缩写）清洁和S.I.P（“合适位置消毒”的缩写）消毒循环。

为此，申请人现已研发出一种无菌模制装置，在该装置中旋转式模制传送盘由隔离器保护以合适地确定出一个污染受控环境，其中传送盘和模具的驱动装置皆位于所述隔离器外部。为了适应无菌技术的目的，设想了用于密封件和拉伸杆的“特别的”解决方案（欧洲专利申请第10425259号，PCT专利申请公布WO2011/030183)。

然而，关于对用于将待吹空气供应到型坯的管路完全消毒的问题至今仍未解决。事实上，虽然HEPA过滤器、管子和旋转歧管都是容易消毒的，但对于阀组件则并非如此。

为了防止阀的已消毒移动部件周期性地与未消毒表面接触，并因此成为污染媒介，已经研发出具有能将供应管路与驱动管路隔绝的膜的阀（参见，例如，文件WO2011/042184）。

然而，仍然存在隔绝线路的问题，该线路用于将空气从型坯排出到外部环境。在吹气过程中，这个排出线路将被暴露在来自外部环境的污染中，并因此保持关闭。

在另一方面，安全和事故防止规定要求加压空气管路完全地清空并且在维护操作和紧急停机时均保持清空。因此，排出阀必须是常开的。

在本文中，本发明基本的技术任务在于提出用于将空气从型坯中排出的管路，用于供应空气及从型坯排出空气的系统，以及利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺，以上方案克服了上文所述现有技术的缺陷。

发明内容

具体地，本发明的目的在于提出一种可被消毒的空气排出管路以满足无菌技术的要求，同时，符合用于加压空气系统的安全性和事故防止规定。

所称的技术任务和特定目的基本上由将空气从型坯排出的管路，用于供应空气和从型坯排出空气的系统，以及利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺来实现，这些方案包括所附的一个或多个权利要求中所公开的技术特征。

附图说明

从对附图中示出的用于将空气从型坯排出的管路，用于供应空气及从型坯排出空气的系统，以及利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺的一较佳但非排它性的实施例的非限定性描述中，本发明的附加技术特征和本发明的优点将更加明暸，其中：

图1示出了根据本发明的空气排出和供应管路的气动路线图；

图2示出了图1中气体排出管路的替换实施例的气动路线图；

图3示出了利用图1中的气体排出管路和供应系统的无菌模制装置的剖切图。

本发明的优选实施例

这里所提出的空气排出管路应用于用于从由塑料材料制成的型坯开始的无菌模制容器的装置100中，而作为抽空存在于型坯中或模制容器20中的被吹入空气的措施。

例如，无菌模制装置100包括在其上排布有多个模具10（参见图3）的旋转式传送盘101。所述旋转式传送盘101位于由隔离装置103所保护的污染受控环境中。旋转式传送盘101和模具10的驱动装置位于隔离装置103的外部，例如，在未消毒环境中。

第一无菌阀2a被构造用于在型坯或模制容器20的内部和所述污染受控环境102外部的排出线路6之间建立选择连通。与外部排出线路6连接的是节流阀9，该节流阀抑制由承压空气产生的冲击波。具体地，节流阀9位于“脏”侧，即未消毒区域。

第二无菌阀2b被构造成在型坯或模制容器20的内部和污染受控环境102之间建立选择连通。

第一和第二阀2a，2b由引导装置3a,3b控制，该引导装置被构造以使存在与型坯中或模制容器20中的空气的排出分别地通过第二阀2b朝向污染受控环境102发生，此时在型坯和模制容器20内的空气压力保持在低于预定值，以及通过第一阀2a在污染受控环境102外部发生，此时空气压力保持在高于预定值。

换言之，第一阀2a和第二阀2b的打开和关闭是以交替的方式发生的，这样空气可通过所述阀2a、2b中的一个或另一个排出。

具体地，第一阀2a是常闭的，并在第一排出步骤时，作为对型坯中或模制容器20中的、大于预定值的空气压力检测的反馈，接收到来自引导装置3a的打开指令C1。

相反地，第二阀3b是常开的，并作为对型坯中或模制容器20中的、高于预定值的空气压力检测的反馈，接收到来自引导装置3b的关闭指令C2。

较佳地，预定值在0.5bar到3bar之间。

较佳地，引导装置3a,3b是两个引导阀，即，对每个无菌阀2a,2b各一个。

在一个替换实施例中，如图2所示，空气排出管路包括第三无菌阀2c和止回阀7，它们分别沿着从第一阀2a到外部排出线路6的第一路径T1和沿着从第一阀2a到回收管路8的第二路径T2布置。因此所回收的空气可以例如可用于预吹。

在这个实施例中，还有属于引导装置的额外引导阀3c，其被构造用以引导第三阀2c。

在两个实施例中，引导装置由专用的供应管路11较佳地供应大约6bar的加压空气。

参见各附图，数字1显示了包括有上述排出管路的空气供应及排出系统。

空气供应及排出系统1可用来将空气吹入型坯20中，并且随后将其从型坯或模具容器20中抽空。

空气供应及排出系统1进一步包括第四无菌阀2d和第五无菌阀2e。

第四阀2d构造成在预吹空气P1的供应线路和型坯20的内部之间建立选择连通。具体地，预吹空气P1的供应线路以高达约16bar的最大压力下供应加压空气。

第五阀2e构造成在吹入空气P2的供应线路和型坯20的内部之间建立选择连通。具体地，吹入空气P2的供应线路以高达约40bar的最大压力供应加压空气。

提供两个额外的引导阀3d，3e以分别控制第四阀2d和第五阀2e。

所述无菌阀2a,2b,2c,2d,2e中的每个都具有在供应管路和驱动管路之间的分离元件。较佳地，每个无菌阀2a,2b,2c,2d,2e都是膜片阀。例如，可采用文献WO2011/042184的图4所示类型的阀。

以下将具体结合图1对根据本发明的、在无菌条件下从塑料材料制成的型坯开始的模制容器的工艺进行描述。

空气一开始以16bar的最大压力被注入到位于相应模具10内的型坯20中。称为预吹的这个步骤通过打开第四阀2d来执行，该第四阀在型坯20内部和预吹空气P1的供应线路之间建立流体连接。

替代地，第五阀2e保持关闭。

接着是实际吹气步骤，在该过程中，空气以40bar的最大压力注入到型坯20中。这个通过关闭第四阀2d并打开第五阀2e来实现，这样型坯20进入与供应吹入空气P2的线路流体连通。

在吹气步骤结束时，容器20模制而成。

在第一排出步骤中，朝向污染受控环境102的外部抽出空气，直到容器20内部的空气压力达到预定值。

这个步骤是通过打开在型坯或容器20内部与外部排出线路6之间建立流体连通的第一阀2a、并且保持第二阀2b关闭来执行的。

在第二排出步骤中，朝向污染受控环境102抽出空气。

这个步骤是通过关闭第一阀2a并打开第二阀2b来执行的。

值得注意的是：在预吹和吹气步骤过程中，第二阀2b保持关闭，这样不会损害污染受控环境102中的压力平衡。

当空气压力超过预定值，打开常闭的第一阀2a以使空气从型坯或容器20中朝向外部排出线路6排出。同时第二阀2b保持关闭。实际上来说，空气通过第一阀2a朝向污染受控环境102的外部排出，这样以从高压（最大为40bar）达到预定值。

当压力落到低于预定值时，第一阀2a回到关闭状态。值得注意的是，第一阀2a的关闭发生在空气流从容器20内流向外部排出线路6时。实际上来说，当第一阀2a打开时，始终有空气流从容器20的内部流向外部，这样来排除任何存在于排出管路（例如，在阻尼器9中）中的污染朝内部，即朝污染受控环境102转移的可能性。

另一方面，第二阀2b在第一阀2a关闭的同时打开，这样空气能从消过毒的容器20的内部朝向污染受控环境102完全地排出。实际上来说，空气以预定值从第二阀2b排出，直到达到与污染受控环境102相平衡的压力。通过上文描述，根据本发明的空气排出管路、空气供应和排出系统和利用所述管路和所述系统的无菌模制工艺及其优点都清楚地呈现。具体地，由于通过以交替的方式启动两个阀（第一阀和第二阀）来获得的两个不同空气排出路径，使得获得可用在无菌模制工艺中并且能够符合安全性和事故防止规定的排出管路成为可能。实际上，第一阀在将空气从容器中抽出过程中关闭可防止了污染物进入型坯/容器。

而且，朝向污染受控环境的空气的排出通过第二阀来完成，这样符合安全性和事故防止规定。另外，将空气排出线路分成两个可以保证无菌条件，并且能避免使隔离装置的功能处于不利的地位。

事实上，在对隔离装置功能折衷考虑情况下，可能持续地排出污染受控环境中的空气。

Claims (4)

1.用于在无菌条件下、从塑料材料制成的型坯开始的模制容器的装置(100)，所述装置(100)包括：

i)污染受控环境(102)；

ii)位于污染受控环境(102)中的模具(10)；

iii)用于在污染受控环境(102)中向型坯或模制容器吹入空气及抽出吹入空气的空气供应和排出系统，所述空气供应和排出系统依次包括：

在来自型坯或模制容器的所述吹入空气的污染受控环境(102)中的排出管路，所述管路包括：

第一无菌阀(2a)，构造成在所述型坯或所述模制容器的内部和在所述污染受控环境(102)外部的排出线路(6)之间建立选择连通；

第二无菌阀(2b)，构造成在所述型坯或所述模制容器的内部和所述污染受控环境(102)之间建立选择连通；

所述第一无菌阀（2a）和所述第二无菌阀(2b)的引导装置(3a,3b)，构造使存在于所述型坯中或所述模制容器中的空气的排出分别地通过第二无菌阀(2b)朝向所述污染受控环境(102)发生，此时在所述型坯或模制容器内的空气压力保持低于预定值，以及通过第一无菌阀(2a)在所述污染受控环境(102)外部发生，此时空气压力保持高于所述预定值；所述预定值在0.5bar到3bar之间；所述第一无菌阀(2a)是常闭的，并在第一排出阶段，作为对所述型坯中或所述模制容器中的大于预定值的空气压力检测的反馈，接收到来自所述引导装置(3a)的打开指令(C1)；所述第二无菌阀(2b)是常开的，并作为对所述型坯中或所述模制容器中的高于所述预定值的空气压力检测的反馈，接收到来自所述引导装置(3b)的关闭指令(C2)；

第四无菌阀(2d)，构造成在预吹入空气(P1)的供应线路和所述型坯的内部之间建立选择连通；

第五无菌阀(2e)，构造成在吹入空气(P2)的供应线路和所述型坯的内部之间建立选择连通。

2.在无菌条件中，从塑料材料制成的型坯开始的模制容器的工艺，包括以 下步骤：

将所述型坯放在位于污染受控环境(102)中的模具(10)中；

将空气以大约16bar的最大压力注入到所述型坯中；

以这样的方式将空气以大约为40bar的最大压力注入到所述型坯中，以获得所述容器，

其特征在于，进一步包括以下步骤：将空气从所述型坯或从所述模制容器朝向所述污染受控环境(102)的外部排出，直到所述模制容器内部的空气压力达到在0.5bar到3bar之间的预定值，所述步骤是通过打开在所述模制容器内部与所述污染受控环境(102)外部的排出线路(6)之间建立流体连通的第一无菌阀(2a)、通过保持布置在所述模制容器内部与所述污染受控环境(102)之间的第二无菌阀(2b)关闭来执行的；

将所述空气从所述模制容器向所述污染受控环境(102)排出的完成是通过关闭所述第一无菌阀(2a)且打开第二无菌阀(2b)。

3.如权利要求2所述的在无菌条件中，从塑料材料制成的型坯开始的模制容器的工艺，其特征在于，在所述空气从所述模制容器内部仍流向所述外部排出线路(6)时，第一无菌阀(2a)关闭。

4.如权利要求2或3所述的在无菌条件中，从塑料材料制成的型坯开始的模制容器的工艺，其特征在于，在空气注入到所述型坯的两个步骤的过程中，所述第二无菌阀(2b)保持关闭。