CN104487379B - 盒中袋可清洗连接器系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将袋等产品容器内的流体连接到产品分配器上的系统和方法。更具体地讲，该系统和方法披露了一种用于盒中袋(“BIB”)式包装物的可清洗连接器系统，该可清洗连接器系统具有一个防止袋内的产品与管线中的产品相混合的阀门安排。多个不同的实施例提供了一种连接器系统，该连接器系统包括具有一个管线侧阀门和一个袋侧阀门的一种阀门安排，其中该阀门安排允许连接到袋上和管线侧连接器上而同时防止袋内的产品与管线中的产品发生混合。该系统和方法通过将连接该袋和管线时将生物和其他外来物质引入该系统中的风险最小化而提高了包含在袋中的产品的货架期并减少了该袋、管线、和包含在袋中的产品的污染风险。

Description

盒中袋可清洗连接器系统

I.发明领域技术领域

本披露总体上涉及一种用于盒中袋(“BIB”)式包装物的可清洗连接器系统。更具体地讲，本披露涉及具有防止袋内产品与管线中产品发生混合的阀门安排的一种可清洗BIB连接器系统。

背景技术

在包装中，盒中袋或BIB是一种类型的用于存储和运输液体的容器。该容器包括位于瓦楞纤维板箱内部的一个塑料袋。众所周知，BIB包装物是用于容纳和分配液体，例如用于混合后软饮料分配器的稠浆液。该塑料袋具有一个喷口，用于经由软管和泵将稠浆液送到混合后饮料分配器。

在1984年5月1日公布的授与克雷德尔(Credle)的美国专利号 4,445,539中披露了置于在BIB分配系统中使用的可折叠袋配件中的一种典型的自密封阀门。如在这个专利中所描述的，一个快速断开式管线侧联接器与一个自密封式袋侧阀门操作性地相关联，这样使得当这些阀门被联接在一起时，袋侧阀门的这些相应阀门提升件打开以允许稠浆液穿过相关联的管线侧连接器而流动到饮料分配器泵。

当前使用的袋侧阀门和管线侧联接器适合用于低粘度碳酸饮料例如软饮料，但在与果汁等更稠的液体并且尤其与含果肉的橙汁等含颗粒的液体一起使用时出现了问题。当前使用的系统还被设计成用于较不易受到微生物污染的酸性饮料。然而，这些系统在与酸性较小的液体一起使用时可能存在污染问题。

BIB系统的其他要求是它们易于连接、使污染最小化、使溢出可能性最小化、易于用标准方案来清洗、并且确保在正常操作下足够的流动。

发明内容

本披露涉及一种用于与快速断开式管线性侧联接器一起使用的、盒中袋(BIB)容器中的自密封式袋侧阀门。更确切地讲，本披露涉及一种改善的袋侧阀门和改善的管线侧联接器。

本披露着手解决以上讨论的问题。使用一种推锁连接来替代先前使用的但不可靠的螺纹连接。这样减少了溢出和污染。

该袋侧阀门是一种由弹性体隔膜形成的单向阀门。当流体没有从袋中被泵送穿过该系统时，该阀门是关闭的，从而减少了进入袋中的回流并且减少了这可能导致的污染。

该管线侧联接器的柱塞被一个套管(盖特(gator))封闭，从而使得弹簧和其他零件不与流体相接触。这样防止了弹簧和其他零件被流体中的颗粒卡住并且防止暴露给微生物。此外，穿过该联接器的流动路径是流线型的从而消除了潜在污染区域并且该联接器在操作过程中尽可能地保持干净。减少了死点，扩大了孔口并且减少或消除了截留点。由于流线型，穿过该联接器的流量更大，这样进一步减少了颗粒的积聚或粘性残余物的积聚。

与BIB系统一起使用的设备的清洗包括吹送加压流体穿过管线侧连接器的就地清洗(CIP)方法。封闭式零件和流线型流体流动允许实现更有效的就地清洗(CIP)式清洁。此外，管线侧联接器的鼻形部分具有围绕其的一种外部形状。这样允许在CIP过程中清洗该鼻形部分。

本披露提供了优于先前BIB连接器的若干优点，尤其在与含有颗粒的且具有较高pH值的流体一起使用时。BIB连接器由于袋侧单向阀门、推锁连接装置、封闭式联接器弹簧和流线型流体流动路径而具有减小的污染风险。

附图说明

图1展示了根据本披露一个实施例的连接器系统的一个实例的透视图，该系统包括一个袋侧连接器和一个管线侧连接器。

图2至图4展示了根据本披露一个实施例的袋侧连接器的一个实例的透视图。

图5至图7展示了根据本披露一个实施例的袋侧连接器的一个实例的剖开透视图。

图8展示了根据本披露一个实施例的管线侧连接器的一个实例的剖开透视图。

图9展示了根据本披露的一个实施例的管线侧连接器的一个实例的透视图，该管线侧连接器包括鼻形部分。

图10至图12分别展示了在连接之前、在连接过程中和在连接之后的根据本披露一个实施例的连接器系统的袋侧连接器和管线侧连接器。

图13至图14展示了根据本披露至少一个实施例的清洗元件。

图15展示了如图13至图14披露的处于使用中的清洗元件。

图16至图17展示了根据本披露至少一个替代性实施例的清洗元件。

图18展示了如图16至图17中披露的处于使用中的清洗元件。

通过给出能够说明这些附图的以下说明，本披露应变得是本领域普通技术人员所明白的。

具体实施方式

本披露在至少一个实施例中描述了一种用于盒中袋(“BIB”)式包装物的可清洗连接器系统。在至少一个实施例中，本披露提供了一种连接器系统，该连接器系统包括具有管线侧阀门和袋侧阀门的一种阀门安排，其中该阀门安排允许连接到一个袋上和一个管线侧连接器上而同时防止袋内的产品与管线中的产品发生混合。在至少一个实施例中，本披露通过将连接该袋和管线时将生物和其他外来物质引入该系统中的风险最小化而提高了包含在袋中的产品的货架期并减少了这个袋、管线、和包含在袋中的产品的污染风险。

图1至图9展示了根据本披露至少一个实施例的BIB连接器系统 100的不同方面。如图1所示，该连接器系统100包括一个袋侧连接器110 和一个管线侧连接器150。袋侧连接器110被安排和配置成连接到一个袋密封套(未示出)上，该袋密封套储存了待分配的产品。管线侧阀门150 被安排和配置成连接到一条管线(未示出)上。如将在以下更详尽地讨论的，袋侧连接器110和管线侧连接器150被安排和配置成以一种便于经由管线侧连接器150来分配被储存在袋密封套中的产品的方式相接合。在至少一些实施例中，袋侧连接器110的本体和管线侧连接器150的本体优选地各自是由一种弹性的食品安全材料(例如，不锈钢、热塑性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP))形成一件式本体，这样减少了清洗过程中的损害风险。

根据图2至图7更详细地讨论该袋侧连接器110。图2至图4展示了袋侧连接器110的多个视图，该袋侧连接器包括一个阀门外壳112，该阀门外壳具有一个外部握柄114和一个盖116，这个盖覆盖了该袋侧连接器110的与管线侧连接器150相接合的一个部分。外部握柄114允许袋侧连接器110经由图5至图7所示的环形套环126、128而被紧固到一个袋密封套(未示出)上。盖116覆盖了该袋侧连接器110的这些部件以保护和防止这些部件污染。环形套环117、119和一个接合唇缘121被安排和配置成与管线侧袋150上的一个对应接合唇缘172接合，如图8、图11和图13 中所示的，以便将袋侧连接器110贴合地紧固到该管线侧连接器150上。袋侧连接器110还包括一个管线侧接口118，该管线侧接口具有一个基本上杯状的弹性密封件120、多个纵向阀门致动构件122、和一个弹性体隔膜124。在至少一个实施例中，弹性体隔膜124是居中放置的并且包括被安排和配置成作为单向阀门起作用的一个或多个狭缝125、一个或多个切口、或者一个或多个类似结构。这个或这些狭缝125被安排和配置成保持关闭，直到跨过该弹性体隔膜124产生一个差压。弹性体隔膜124在袋侧连接器110被连接到管线侧连接器150上之前和之后是保持关闭的、并且仅当对真空管线155施加真空从而在隔膜124的两侧之间产生差压时才打开。弹性体隔膜所产生的这个单向阀门防止该袋密封套内的产品与管线中的产品发生混合、并且通过减少例如微生物污染物以及其他外来物质的引入而减小了这个袋在被连接到管线上时被污染的风险。

图5至图7展示了袋侧连接器110的剖视图，该袋侧连接器110 包括在袋侧连接器110的袋侧上的多个部件。除了以上讨论的这些部件之外，袋侧连接器110还包括环形套环126、128，这些环形套环具有被安排和配置成与该袋密封套相接合的至少一个密封套接口127。可以使用多种适合的紧固件来将袋侧连接器110紧固到袋密封套上，例如包括螺纹连接器、压力配合件、卡扣配合件、以及类似物。该环形套环126产生一个开口，该开口使该袋密封套内的产品暴露给该弹性体隔膜124。弹性体隔膜 124在被连接到管线侧连接器150上之前和之后均保持关闭。弹性体隔膜 124的这个或这些狭缝125仅在该隔膜被施加压力从而跨过隔膜上产生一个足以使这个或这些狭缝125移位的差压之后才打开。如图7所展示的，当施加足够的压力时，弹性体隔膜124的这个或这些狭缝125被移位而使得产品可以穿过这个或这些狭缝125从该袋中分配出来。如图6展示的，当压力从该弹性体隔膜124上被去除后，该弹性体隔膜124上的压力基本上回到平衡并且这个或这些狭缝125回到关闭位置。这些或这些狭缝保持关闭，直到再次对弹性体隔膜124施加压力。

图8和图9展示了根据本披露一个实施例的管线侧连接器150。管线侧连接器150包括环形套环152和153，这些环形套环被安排和配置成贴合地接合该袋侧连接器150的环形套环117、119。环形套环152环绕一个鼻形部分154，该鼻形部分在管线侧连接器150内纵向地延伸。鼻形部分154包括一个基本上居中布置的开口156。鼻形部分154和开口156 被安排和配置成一旦管线侧连接器150连接到袋侧连接器110上则与弹性体隔膜124以及这个或这些狭缝125处于流体连通。鼻形部分154基本上环绕了一个纵向延伸的弹性体靴形件164的至少一部分。弹性体靴形件164 环绕了热塑性柱塞158和一个弹簧160以产生一个阀门158、160、164。

弹性体靴形件164还包括一个或多个密封件166，例如盖特(gator) 密封件，这些密封件被安排和配置成纵向地移位，由此一旦袋侧连接器110 的这个或这些阀门致动柱122使柱塞158变形则在连接器本体的内部与弹性体靴形件164/柱塞158的外部之间产生一个流动路径。这些密封件166 还将柱塞158和弹簧160与经过该开口156且沿着弹性体靴形件158的一侧流动的产品隔离。该一个或多个密封件166将柱塞158和弹簧160与该产品隔离，这有助于消除障碍物、积聚物和类似物在该流动路径内产生的死点。将柱塞158和弹簧160与产品隔离还改善了对袋侧连接器150的清洗。该热塑性柱塞158还包括一个弹簧固位端盖162，该弹簧固位端盖封闭该热塑性柱塞158并使弹簧160保持在位。弹簧160将该柱塞158朝开口156推动并且将这个或这些密封件166维持在关闭位置。该袋侧连接器还包括具有一个接合唇缘172的一个附接/释放元件170。该附接/释放元件 170和接合唇缘172被安排和配置成与袋侧连接器110的环形套环119和接合唇缘121贴合地相接合以将管线侧连接器150紧固到袋侧连接器110 上。该附接/释放元件170包括一个弹性致动元件168，例如不锈钢弹簧，该弹性致动元件将该附接/释放元件170固持在位以确保这些连接器110、 150保持贴合地且牢固地相附接。该弹性致动元件168还允许这些连接器 110、150易于断开连接。

图10至图12展示了根据本披露至少一个实施例的处于不同使用阶段的连接器系统100。图10展示了附接之前的连接器系统100，该连接器系统包括袋侧连接器110和管线侧连接器150。图11展示了附接过程中的连接器系统100，该连接器系统包括袋侧连接器110和管线侧连接器150。图12展示了附接之后的连接器系统100，该连接器系统包括袋侧连接器110 和管线侧连接器150。以下的讨论提供了对连接器系统100的部署的概述。在连接之前必须从袋侧连接器110上移除这个盖(未示出)以便暴露出环形套环117、119、附接唇缘121和其他部件(以上讨论的)。在脱离接合时，每个连接器的阀门安排保持关闭，即，在这些连接器脱离接合时，袋侧连接器110的弹性体隔膜124与这个或这些狭缝125的组合、以及管线侧连接器150的柱塞158、弹性体靴形件156与弹簧162的组合保持关闭。为了连接到两个连接器110、150上，将袋侧连接器110和管线侧连接器 150推到一起以使得环形圈117、119和环形圈152、153彼此接合，见图 11。当这些连接器110、150彼此接合时，连接器150的鼻形部分154与管线侧接口118处的杯状弹性体密封件120贴合地相接合从而将管线侧连接器150密封到袋侧连接器110中。当将这两个连接器110、150推到一起时，每个连接器的阀门安排保持关闭。当将这两个连接器110、150推到一起时，袋侧连接器110的附接唇缘121和管线侧连接器150的附接唇缘172卡扣在一起从而彼此贴合地紧固。当这两个连接器彼此紧固时，这个或这些阀门致动构件122使柱塞158变形从而打开该管线侧连接器150的阀门。袋侧连接器的阀门(弹性体隔膜124)保持关闭，直到隔膜124被施加压力而产生足以打开该隔膜124的这个或这些狭缝125的差压。这个或这些狭缝125被安排和配置成保持关闭，直到跨过弹性体隔膜124产生一个差压。该弹性体隔膜124在袋侧连接器110被连接到管线侧连接器150上之前和之后保持关闭、并且仅在真空管线155被施加真空从而跨过隔膜124的两侧产生一个差压时才打开。

图13至图14展示了根据本披露至少一个实施例的清洗元件。图 15展示了如图13至图14披露的处于使用中的清洗元件。该就地清洗 (“CIP”)式清洗元件200被安排和配置成与一个流体分配系统一起使用，例如与BIB连接器系统100的管线侧连接器150。该清洗元件200附接到管线侧连接器150上而使得可以对该管线侧连接器150进行清洗。该清洗元件200允许将一种清洗溶液施加到管线侧连接器150的流体流动表面上，这些流体流动表面例如包括环形套环152、鼻形部分154、开口156 和弹性体靴形件164，以使得可以彻底清洗该管线侧连接器150的流体流动表面上的任何产品或其他积聚物。

该清洗元件200包括用于与一个清洗溶液源(未示出)相连接的一个流入管线210。该流入管线210连接到一个喷嘴或流体本体220上，该喷嘴或流体本体被安排和配置成用于引导流体流动经过该清洗元件 200。流体本体220包括一个阀门打开结构222，该阀门打开结构被安排和配置成当清洗元件200被连接到该管线侧连接器150上时压下并打开该管线侧连接器150的阀门(由柱塞158、弹性体靴形件164和弹簧160形成)。流体本体220还包括允许流体从该流入管线210流到该流体本体220中的一个或多个流体流动开口224。流体本体220和阀门打开结构222被安排和配置成由于均匀地分配从该清洗元件200流动到该管线侧连接器150的流体(清洗溶液)，使得该清洗溶液被施加到管线侧连接器150的所有表面上。例如，流体本体220的喷嘴形状允许流体流动的速度增大并且使该流体流动能够被更有效地引导经过该流体本体220。并且，该阀门打开结构222包括有助于均匀地分配流经该流体本体220的流体的多个分隔物。该清洗元件200经由一种接合结构附接到管线侧连接器150上从而产生一种实质性的流体密封。该接合结构是由凸缘232、环形套环236、和具有一个圆周凹槽234以及一个接合唇缘235的环形套环230形成。可选的是，可以将一个密封件(未示出)例如O型圈密封件放置在该圆周凹槽234中以帮助在该清洗元件200与该管线侧连接器150之间产生一种流体密封。

在使用中，清洗元件200的这些环形套环230、236和接合唇缘 235与该管线侧连接器150的这些环形套环152、153和接合唇缘172贴合地相接合，从而产生一种实质性的流体密封。该清洗元件200允许一种流体(例如，清洗溶液、水、化学溶液等)被施加到管线侧连接器150的这些流体流动表面上。来自一个流体源(未示出)的流体经由流入管线210 被施加至该清洗元件200。流体可以通过多种方法来施加，例如包括加压流体源或经由真空管线155对该管线侧连接器150施加的真空。流入管线 210被连接到流体本体220和多个流体开口224上以使得流体从该流入管线210流到流体本体220中。该阀门打开结构222穿过管线侧连接器150 的鼻形部分154的开口156。这个阀门打开结构222压下并打开阀门(由柱塞158、弹簧160和弹性体靴形件164形成)，这样允许流体从流体本体 220、穿过鼻形部分154的开口156沿该柱塞158的弹性体靴形件164流动并且经由真空管线155从该管线侧连接器150流出。穿过该管线侧连接器150的流体流动允许该流体清洗掉沉积在管线侧连接器150的表面上的任何产品或杂物。

图16至图17展示了根据本披露至少一个替代性实施例的清洗元件。图18展示了如图16至图17中披露的处于使用中的清洗元件。该CIP 清洗元件300提供了对以上在图13至图15中展示的清洗元件200的一个替代性实施例。该清洗元件300被安排和配置成与一个流体分配系统一起使用，例如与BIB连接器系统100的管线侧连接器150。该清洗元件300 附接到该管线侧连接器150上以使得可以对该管线侧连接器150进行清洗。该清洗元件300被安排和配置成在该清洗元件300被连接到管线侧连接器150上时压下并打开该管线侧连接器150的阀门(由柱塞158、弹性体靴形件164和弹簧160形成)。该清洗元件300允许一种清洗溶液或其他流体被施加到管线侧连接器150的流体流动表面上，这些流体流动表面例如包括环形套环152、鼻形部分154、开口156和弹性体靴形件164，以使得可以彻底清洗掉该管线侧连接器150的流体表面上的任何产品或其他积聚物。

该清洗元件300包括用于与一个流体源(未示出)相连接的一个环形套环310，该流体源是例如清洗溶液、水、化学溶液等。该环形套环 310纵向地延伸并且连接到具有内部环形套环320和外部环形套环330的一个凸缘上。在该内部环形套环320内布置了一个流体本体336，该流体本体具有一个流体分散盘333和一个阀门打开结构332。该阀门打开结构 332是基本上布置在流体分散盘333的中心。在内部环形套环320与流体本体336之间形成了多个环圆周地间隔开的流体流动通道324。这些流体流动通道324允许流体从环形套环310流到该流体本体336中。该流体分散盘333形成了流体本体336的底部并且致使流体流动穿过这些流体流动通道324并且进入该流体本体336的内部、然后穿过鼻形部分154的开口 156且沿着柱塞158的弹性体靴形件164流动、最后经由真空管线155从该管线侧连接器中流出。该流体本体336、该流体分散盘333、和这些流体流动通道324被安排和配置成均匀地分配从该清洗元件300流到管线侧侧连接器150的流体，以使得该流体被施加到管线侧连接器的所有表面上。例如，这些环圆周地间隔开的流体流动通道324允许流体流动被有效地引导朝向该管线侧连接器150的周边，以使得流体在穿过开口156之前沿着鼻形部分154的壁流动。该清洗元件300经由一种接合结构附接到管线侧连接器150上以产生一种实质性的流体密封。这种接合结构是由凸缘332、环形套环320、和具有一个圆周凹槽334和一个接合唇缘335的环形套环 330形成。可以任选地将一个密封件、例如O型圈密封件(未示出)布置在圆周凹槽234中以帮助在清洗元件300与管线侧连接器150之间形成一种流体密封。

在使用中，清洗元件300的这些环形套环320、330和接合唇缘 335与该管线侧连接器150的这些环形套环152、153和接合唇缘172贴合地相接合以产生一种实质性的流体密封。该清洗元件300允许一种流体(例如，清洗溶液、水、化学溶液等)被施加到管线侧连接器150的这些流体流动表面上。该流体从一个与环形套环310处于流体连通的流体源(未示出)被施加到该清洗元件300。流体可以通过多种方法来施加，例如包括加压流体源或经由真空管线155对该管线侧连接器150施加的真空。环形套环310经由这些流体流动管道324而被流体地连接到流体本体336上，而使得流体从该流体源(未示出)流动穿过环形套环310而进入该流体本体220中。该阀门打开结构322穿过了管线侧连接器150的鼻形部分154 的开口156。这个阀门打开结构322压下并打开该阀门(由柱塞158、弹簧160和弹性体靴形件164形成)，这样允许流体从流体本体336流动穿过开口156并且穿过该真空管线155，而使得该流体可以清洗掉沉积在该管线侧连接器150的这些表面上的任何产品或杂物。

虽然是就特别优选的且可替代的实施例来描述本披露的，但本披露并不局限于这些实施例。尤其借鉴以上传授内容，本领域技术人员可以作出仍被本披露所涵盖的替代性实施例、实例和修改。此外，应该理解的是，用来描述本披露的术语意图在本质上是说明性的词语而不是限制性的。

Claims (7)

1.一种产品分配器连接器系统，包括：

一个袋连接器，该袋连接器包括：

一个本体构件，该本体构件具有至少一个附接结构；

置于该本体构件内的至少一个环形套环，其中该至少一个环形套环包括被安排和配置成用于接合一个管线连接器的接合唇缘；

置于该至少一个环形套环内的一个弹性体隔膜，其中该弹性体隔膜包括至少一个狭缝，其中该弹性体隔膜包括基本上杯状的结构；

置于该至少一个环形套环内的至少一个致动构件；以及，

一个袋接口，其中该袋接口被安排和配置成用于贴合地接合一个密封套；以及

该管线连接器，该管线连接器包括：

一个本体构件，该本体构件具有至少一个附接结构，所述至少一个附接结构包括附接元件，所述附接元件具有接合唇缘和配置成将所述至少一个环形套环的接合唇缘与所述附接元件的接合唇缘卡扣在一起的弹簧；

置于该本体构件内的至少一个环形套环，其中该至少一个环形套环被配置和安排成用于接合该袋连接器；

由该至少一个环形套环所环绕的一个圆柱形构件，该圆柱形构件具有一个形成于其中的开口，其中该圆柱形构件贴合地接合该杯状结构的内部，以在该袋连接器的该至少一个环形套环与该圆柱形构件之间形成密封；

置于该圆柱形构件内的一个柱塞；

与该柱塞相连通的一个弹性构件，其中该弹性构件将该柱塞朝着该圆柱形构件中的开口推动；以及

基本上环绕该柱塞的至少一端的一个靴形件；

其中，当该袋连接器和该管线连接器彼此紧固时，该至少一个致动构件使该柱塞变形从而在该管线连接器的本体构件的内部与该靴形件的外部之间产生一个流动路径，同时该弹性体隔膜的狭缝保持关闭，直到该弹性体隔膜被施加压力而产生足以打开该狭缝的差压。

2.根据权利要求1所述的系统，其中该袋连接器的该至少一个附接结构包括一个附接唇缘，该附接唇缘接合该管线连接器的一个对应结构。

3.根据权利要求1所述的系统，其中该管线连接器还包括真空管线，其中所述弹性体隔膜在所述真空管线被施加真空时打开。

4.根据权利要求1所述的系统，其中该袋连接器的该至少一个致动构件被安排和配置成用于压下该管线连接器的柱塞。

5.根据权利要求1所述的系统，其中该管线连接器被安排和配置成用于分配一种经由该袋连接器所接纳的产品。

6.根据权利要求1所述的系统，其中该管线连接器的该弹性构件包括一个弹簧。

7.根据权利要求1所述的系统，其中该管线连接器的该靴形件包括一种弹性体材料。