CN103717523A - 容器封闭件消毒单元 - Google Patents

Abstract

描述了一种容器封闭件消毒单元（1），包括至少一个封闭件处理站（2）以及用于将多个容器封闭件（100）供给到封闭件处理站（2）的装置（3）；供给装置（3）包括限定输送路径（P）的导向装置（4），该输送路径包括至少一个直线轨道（P1），并且所述至少一个处理站（2）沿着该输送路径布置；供给装置（3）包括输送装置（7），该输送装置与导向装置（4）操作地关联并且操作地作用在多个封闭件（100）上，以使它们朝向沿着输送路径（P）彼此大体上均匀地隔开的处理站（2）前进。

Description

容器封闭件消毒单元

技术领域

本发明涉及容器处理的领域，特别是关于装瓶（bottling）工业。

特别地，本发明涉及用于对待施加到相关容器上的封闭件（closure）进行消毒的单元。

背景技术

如通常已知的，在食品工业中存在在用食品（比如，例如饮料）填充容器之前既从内部也从外部对容器进行消毒的需要。

通常，使用化学试剂（例如过氧化氢或者过乙酸）来进行消毒，这些化学试剂几乎与任何类型的材料（包括纸、硬纸板、金属和塑料）相容。

为了保证填充操作在无菌条件下进行，不仅容器必须消毒，而且一旦填充操作完成用于密封容器的它们的封闭件（比如盖子或者塞子）也需要经历类似的处理。

典型地，封闭件（无论它们是盖子或者塞子）的消毒通过电离辐射或者化学试剂获得。

电离辐射包括能量高到足以将电子与原子或者分子分离、因此使它们电离的粒子或者电磁波。由单个粒子或者单个光子引起的直接电离产生自由基（即，包含不成对电子的原子或者分子），这些自由基由于它们的电子结构而趋向于是尤其易起化学反应的。另一方面，粒子或者光子与原子或者分子之间的相互作用也释放一个或者多个电子，这些电子又能够产生额外的离子。

特别地，为了消毒的目的，在现有技术中通常使用电子束发射器。在实践中，电子束被以这样的方式引导到待消毒的物体上，即，电子可以直接作用在病原体（比如病毒、真菌或者细菌）上以破坏其DNA并且使对于它们的生存所必须的蛋白质和酶失去活性。

通过电离源的消毒具有降低填充/装瓶设备的运行成本的重要优点，因为如果不完全消除的话，化学试剂、水和消毒物质的消耗被极大地减小。

而且，作为消毒试剂的电离辐射源的使用对比如化学残留物处理的环境问题产生积极影响。

特别地关于盖子或者塞子的消毒，装配有用于容纳盖子和塞子的盒子（magazine）、连接到用于将盖子和塞子供给到消毒区域（在该消毒区域中盖子和塞子经受上文中描述的类型的电离辐射）的斜槽的设备在装瓶工业中通常是已知的。

这种类型的设备具有的主要缺点在于，它们不保证完全的、可靠的消毒。实际上，盲区（shadow zone）典型地趋向于形成在成一行地设置在供给斜槽上的两个相邻封闭件的表面相互接触的地方。在这些盲区中，电离辐射不能完全地执行它们的功能。因此，存在于那些盲区中的病原体很有可能未被消除，封闭件（无论它们是盖子或者塞子）的整体无菌性因此被极大地损害。

WO2009/139013披露了一种与用于供给容器封闭件的装置相关联的消毒单元，该装置包括用于将封闭件输送到处理站的导向件以及具有适于接收封闭件的多个突起和凹部、与导向件操作地关联并且适于以均匀隔开的时间间隔将封闭件运送到处理站的星形轮。

星形轮可以在用于阻止封闭件的队列接近消毒站的位置与实现其朝向消毒站的前向移动的位置之间交替地移动。

然而，为使这个设备正确地工作，必须使星形轮旋转以为每个封闭件赋予一个初始速度，封闭件随后由于重力和导向件的倾斜的组合作用而加速。

因此，导向件的倾斜度需要是至少足够大的以抵消摩擦力。另一方面，倾斜度不能与导致封闭件达到使得它们被暴露于消毒装置中太短时间的速度的一样大。这些设计限制因此必须总是被考虑到。

而且，星形轮需要以为每个和所有封闭件赋予足够的初始速度的方式致动。此外，为了保证相邻的封闭件被适当地均匀隔开，星形轮的致动需要被小心谨慎地定时和控制。比如从WO2009/139013中已知的一种的解决方案因此具有一些固有设计约束的缺点，并且既在它交替地旋转和停止所依照的频率方面，也在由星形轮为每个单个封闭件赋予的速度方面，它仅仅通过精确地控制如何致动星形轮。

作为这些设计约束的后果，使这种类型的消毒单元适于不同尺寸的或者具有不同特性（例如，材料以及因此相对于导向件表面的摩擦系数；在消毒试剂下的不同的最小暴露时间，等等）的封闭件可能变得复杂。而且，如果必须增加设备产量，则难度将上升，因为确定星形轮致动循环的设定将必须被仔细地修正。换句话说，这种类型的消毒单元在可调性和适应性方面可能不是完全令人满意的。

本发明的公开内容

本发明的一个目的是提供一种消毒单元，该消毒单元使得以直接且廉价的方式克服上文中的缺点成为可能。

这个目的通过如权利要求1所要求保护的容器封闭件消毒单元实现。

图的简要描述

将在下文中以实例的方式并且参考附图描述本发明的非限制性实施例，其中：

图1示出了根据本发明的教导的消毒单元的示意性立体分解图；

图2示出了图1的消毒单元的细节的较大比例示意性平面图；

图3示出了图1和2的消毒单元的细节的较大比例立体图；

图4示出了根据本发明的消毒单元的可替换实施例的侧视图；以及

图5示出了图4的实施例的细节的较大比例前视图。

用于实现本发明的最佳方式

图1中的标号1从整体上表示容器封闭件消毒单元，特别是用于待施加到相关容器（比如瓶子）上的盖子和塞子的容器封闭件消毒单元。

消毒单元1包括至少一个封闭件处理站2以及用于将多个容器封闭件100（见图2和3）供给到封闭件处理站2的装置3。

如图2中更详细地图示的，供给装置3包括导向装置4，该导向装置限定：用于封闭件100的入口5，该入口5与由此供应待消毒的封闭件100的加载装置或者封闭件存储单元（没有示出）连通；包括至少一个直线轨道（tract）P1（即，相对于竖直方向具有恒定倾斜度的一个轨道）的输送路径P，并且至少一个处理站2沿着该输送路径设置；以及用于封闭件的出口6，该出口6与设置在消毒单元1的下游的另一单元（没有示出）连通。

有利地，供给装置3包括（见图2）输送装置7，该输送装置操作地作用在一列封闭件100上以使它们朝向沿着输送路径P彼此均匀地隔开的处理站2前进。特别地，输送装置7与导向装置4操作地关联。

优选地，输送装置7包括螺旋线圈8（也见图3），该螺旋线圈操作地作用在封闭件100的队列上以使所述封闭件沿着输送路径P前进并且被供给到沿着输送路径P彼此均匀地隔开的至少一个处理站2。

特别地，螺旋线圈8的纵向轴线H平行于输送路径P的轨道P1延伸。

在图3的实施例中，螺旋线圈8由大体上与螺旋线圈8共轴的轴9支承并且由电机装置10驱动。更特别地，螺旋线圈8优选地通过从轴9径向地延伸并且沿着该轴均匀隔开地设置的多个支撑元件11固定到轴9。进而，轴9可旋转地安装在轴端安装部处。

借助于输送装置7和导向装置4的操作联合，螺旋线圈8绕它的轴线的旋转导致螺旋线圈8操作地作用于其上的所有封闭件的前向移动。

特别地，应该呈现的是，螺旋线圈8的恒定速度旋转导致螺旋线圈8操作地作用于其上的封闭件100的沿着输送路径P的轨道P1以恒定的直线速度的均匀前向移动。换句话说，随着与螺旋线圈8的协作，封闭件100全部沿着轨道P1以相同的速度前进。

虽然输送装置7优选地由无刷型电动机驱动，但是机械型（例如，通过齿轮）的驱动装置的使用代表可行的替代方案。

特别地参考图2，导向装置4优选地包括多个导向件（guide）12。导向件12可以（至少对于其一部分）相对于水平方向倾斜，以便允许封闭件100通过重力而滑动。

优选地，如在图2中示出的实施例中，导向件12相对于封闭件100沿着路径P的前进方向相继包括输入区段13、主区段14和输出区段15，每一区段比前一区段（相对于封闭件的所述前进方向）相对于水平方向倾斜得更多。但是，如在下文中应该变得清楚的，替代的设置和倾斜度也被本发明变成可行的。

比如盖子或者塞子的容器封闭件100典型地具有沿着各自的轴线B延伸的大体上圆柱形的形状。因此，每个容器封闭件应该具有大体上正交于轴线B的顶部表面101以及大体上平行于轴线B的侧（圆柱形）边缘表面102。

特别地（见图2），导向件12包括：一个或者多个第一导向件12′，至少沿着输送路径P的轨道P1、平行于轴9延伸并且操作地作用在封闭件100的侧边缘表面102上；以及一个或者多个第二导向件12′′，与封闭件100的顶部表面101协作。

在实践中，封闭件100的侧边缘表面101被搁在一个或者多个第一导向件12′上，该一个或者多个第一导向件与轴9大体上限定封闭件100可以沿着其前进的轨道。

另一方面，封闭件100大体上在设置在封闭件100的相对侧上（即，分别面向封闭件100的顶部和底部）的成对的第二导向件12′′之间或者在位于一侧上的一个或者多个第二导向件12′′与相对的支撑壁之间被引导，如在下文中将变得明显的。

在导向件12′相对于竖直方向倾斜的地方，封闭件100因此可以通过重力而沿着导向件12′的封闭件100不与螺旋线圈8协作的区段滚动。

消毒单元1还包括适于容纳导向装置4和输送装置7的外壳16。在图示的实例中，外壳16包括壳部17和盖部18，壳部适于在很大程度上容纳导向件12、螺旋线圈8和轴9、以及电机装置10。

特别地参考图1，外壳16包括输入通道19、中央本体20、以及输出通道21，输送装置7和导向装置4的区段被容纳在中央本体20内。

中央本体20至少具有第一服务窗口22，该第一服务窗口定位在封闭件处理（即，消毒）站2的位置中以实现对沿着如由导向装置4的容纳在中央本体20内的区段限定的路径P行进的封闭件100的处理。

优选地，中央本体20还包括第二服务窗口23，该第二服务窗口与第一服务窗口22相对地定位，使得由螺旋线圈8沿着路径P输送的封闭件100可以被方便地从两侧处理。

输入通道19典型地与用于存储和供给待处理的封闭件的加载装置或者封闭件存储单元（没有示出）连通。

在图1中图示的实施例中，消毒单元1包括一个或者多个电离辐射源24、24′，例如电子束或者伽马或贝塔射线的发射器，每个电离辐射源设置在相关的服务窗口22、23处、彼此相对地定位，封闭件沿着其前进的输送路径P在电离辐射源之间延伸。在这种情况下，如图1中图示的，导向装置和输送装置介于所述一对发射器24、24′之间，该对发射器穿过外壳16的中央本体20的各自的窗口22、23（在图中仅仅其中一个是可见的）照射封闭件100。因此，封闭件100可以有利地在它们的顶部和底部两者上被处理。

在一优选实施例中，螺旋线圈8是中空的（见图3的细节）并且有利地可以由热载体（thermal carrier，载热）（例如，冷却）流体（像水）流而流过。为此目的，用于冷却流体的适合的入口和出口可以有利地设置在螺旋线圈8的端部处，例如，设置在轴端安装部处。

应该注意到的是，在使用中，电子束发射器（像典型地为了消毒的目的而使用的其他电离辐射源）释放热（例如，在本领域中大约500W的热功率是常见的）。因此，消除在至少一个处理站2处释放的热是期望的，既为了从整体上防止消毒单元1的任何过热，也（甚至更重要地）为了将螺旋线圈8的温度保持在预定范围内，使得热膨胀不会改变它的几何形状。事实上，螺旋线圈8的热变形可能导致工作异常，因为线圈的相邻匝之间的间距的变化使得与封闭件100的协作不精确、不适当地起作用或者甚至完全不可能。

图4中的标号1.1从整体上表示根据本发明的消毒单元的一可替代实施例。

消毒单元1.1与消毒单元1类似并且在下文中仅仅描述它与后者的不同之处，并且只要可能则对于消毒单元1和1.1的相同或者对应的部件使用相同的标号。

更具体地，消毒单元1.1与消毒单元1的不同之处在于，它包括（也见图5中的细节）多个加强导向元件31.1，这多个加强导向元件平行于轴线H并且与螺旋线圈8的各匝大体上正切地延伸。优选地，加强导向元件31.1绕轴线H等距地隔开。例如，在图4的实施例中，三个加强导向元件31.1以彼此相隔120°地设置。

在示出的实施例中，加强导向元件31.1仅仅沿着螺旋线圈8的一部分延伸，但是它们可以沿着螺旋线圈8的整个长度平行于螺旋线圈延伸。

优选地，消毒单元1.1还包括旋转防护部32.1，该旋转防护部与螺旋线圈8在运动学上耦合并且在其一个端部处与螺旋线圈8共轴地延伸。

螺旋线圈8及其匝应该相对于导向件12设计和设置成使得加强导向元件31.1不妨碍螺旋线圈8的各匝与封闭件100之间的适当的相互作用。

加强导向元件31.1帮助防止螺旋线圈8由于热膨胀而弯曲或者经受变形，从而保持螺旋线圈8本身的最佳功能。

应该呈现的是，由于加强导向元件31.1的设置导致的这个积极效果可以与如上文中描述的通过使冷却流体在中空的螺旋线圈8内流动可获得的效果相结合。

现在将简要地描述消毒单元1（1.1）的操作。

从加载装置或者封闭件存储单元获得的封闭件100沿着导向件12的设置在输入通道19内的区段滑动，沿着路径P形成一列（特别地见图1）。

由电机装置10使螺旋线圈8绕轴9转动，螺旋线圈8的各匝和导向件12与封闭件100协作以产生封闭件100的沿着输送路径P的轨道P1的前向移动。

螺旋线圈8因此为到达轨道P1的所有封闭件100赋予沿着轨道P1的均匀速度并且输送它们穿过至少一个服务窗口22，在此封闭件100适宜地暴露于消毒装置（电子束发射器或类似装置）源24的作用。由于螺旋线圈8的几何形状，当封闭件100沿着输送路径P的轨道P1前进时，它们保持彼此均匀地隔开。实际上，螺旋线圈8的各匝在它们的外围上大体上在单个点处接触封闭件100。因此，摩擦和可能的随之发生的粉末或者尘埃的局部形成有利地被极大地减小。而且，由于封闭件100被螺旋线圈8的各自的匝相互分离并且与螺旋线圈8的相邻匝和导向件12松散地协作，因此当封闭件100朝向输出通道21前进时，引发封闭件的滚动移动（即，绕它们的轴线B的旋转）。作为所述滚动移动的结果，可以非常有利地阻止盲区的形成。

封闭件100沿着输送路径P的轨道P1前进的速度通过仅仅控制轴9的旋转速度而方便地且均匀地控制，与导向件12的倾斜度和封闭件材料的特性（例如，摩擦系数、密度等等）无关。

冷却流体（比如水）可以被引导以在螺旋线圈8内流动，以用于去除由电离装置源24产生的任何过量的热。

从上文中的描述根据本发明的消毒单元1的优点将是清楚的。

特别地，根据本发明的消毒单元1防止封闭件100之间的盲区的形成，由此封闭件的完全的且安全的消毒处理变成可能。而且，通过仅仅控制输送装置7（螺旋线圈8）的旋转速度，使得以预定间距均匀地隔开的封闭件沿着路径P以均匀的给定速度前进是可能的。因此，所有封闭件可以在相同的处理时间内并且在大体上等同的处理条件下均匀地暴露于消毒装置源24。特别地，在使用中处理的持续时间可以被方便地调节。而且，由于封闭件100沿着输送路径P的轨道P1（即，沿着路径P的与消毒过程实质上相关的区段）前进的速度由输送装置7明确地控制，与导向件12相对于竖直方向的倾斜度无关，因此大量的设计替代方案变成可用的，使得对于设计者而言使消毒单元适应不同的几何形状和空间约束成为可能。事实上，轨道P1甚至可以被水平地或者竖直地设置。

有利地，本发明的消毒单元使得基于设备产量要求（例如，根据每个小时被加盖子的瓶子的数量）调节封闭件沿着路径P前进的速度成为可能。

而且，本发明的消毒单元可以与不同材料的封闭件工作，而不需要时常调节比如螺旋线圈8的旋转速度的参数，因为比如封闭件100与导向件12之间的摩擦系数的特性对暴露于消毒装置源24的时间没有影响。此外，用适于与更小/更大的封闭件协作的修改的线圈替换螺旋线圈8将足以使得消毒单元1在功能上可与不同尺寸的封闭件100工作。

显然，可以对如在这里描述和图示的消毒单元1做出改变，但是，不背离如在所附权利要求中限定的保护范围。

Claims (11)

1.一种容器封闭件消毒单元（1；1.1），包括至少一个封闭件处理站（2）以及用于将多个容器封闭件（100）供给到所述封闭件处理站（2）的装置（3）；所述供给装置（3）包括限定输送路径（P）的导向装置（4），所述输送路径包括至少一个直线轨道（P1），并且所述至少一个处理站（2）沿着所述输送路径布置；

其特征在于，所述供给装置（3）包括输送装置（7），所述输送装置与所述导向装置（4）操作地关联并且操作地作用在所述多个封闭件（100）上，以使这些封闭件朝向沿着所述输送路径（P）彼此大体上均匀地隔开的所述处理站（2）前进。

2.根据权利要求1所述的消毒单元，其中，所述输送装置（7）包括螺旋线圈（8），所述螺旋线圈操作地作用在一列所述封闭件（100）上，以使这些封闭件沿着所述输送路径（P）前进并且以均匀的速度供给到所述至少一个处理站（2）。

3.根据权利要求2所述的消毒单元，其中，所述螺旋线圈（8）的纵向轴线（H）平行于所述输送路径（P）的所述轨道（P1）延伸。

4.根据权利要求2或3所述的消毒单元，其中，所述螺旋线圈（8）由轴（9）支承，所述轴与所述线圈（8）大体上共轴并且由电机装置（10）驱动。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的消毒单元，其中，所述螺旋线圈（8）是中空的并且能有利地由热载体流体流而流过。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的消毒单元，其中，所述导向装置（4）优选地包括多个导向件（12）。

7.根据权利要求6所述的消毒单元，其中，所述导向件（12）至少对于其一部分而言相对于水平方向倾斜。

8.根据权利要求6或7所述的消毒单元，其中，所述导向件（12）包括：

-一个或多个第一导向件（12′），至少沿着所述输送路径（P）的所述轨道（P1）、平行于所述轨道（P1）延伸并且操作地作用在所述封闭件（100）的侧边缘表面（102）上；以及

-一个或多个第二导向件（12′′），与所述封闭件（100）的顶部表面（101）协作。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的消毒单元，包括外壳（16），所述外壳适于容纳所述导向装置（4）和所述输送装置（7）。

10.根据权利要求9所述的消毒单元，其中，所述外壳（16）至少具有第一服务窗口（22、23），所述第一服务窗口定位在所述封闭件处理站（2）的位置中，以实现对沿着所述路径（P）行进的所述封闭件（100）的处理，所述消毒单元（1）包括布置在相关的服务窗口（22、23）处的至少一个电离辐射源（24、24′）。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的消毒单元，包括多个加强导向元件（31.1），所述多个加强导向元件平行于所述螺旋线圈（8）的所述轴线（H）并且与所述螺旋线圈（8）的各匝大体上正切地延伸。

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