CN104743486A - 用于在能用可灌注产品灌装的容器上执行操作的单元 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在能用可灌注产品灌装的容器(2)上执行操作的单元(1)，其包括：第一区(6)；第二区(7)；至少一个操作头(10,21)，其适于执行操作；至少一个夹持装置(17)，其用于夹持容器(2)，并且其能在息止位置和工作位置之间移动，在息止位置，夹持装置(17)接纳或释放容器(2)，而在工作位置，夹持装置(17)将容器(2)设置在让容器(2)进行操作的位置；单元(1)还包括：可动元件(52)，其能操作地连接到夹持装置(17)，以用于在息止位置与工作位置之间移动夹持装置(17)，并且可动元件(52)包括能在第一区(6)和第二区(7)之间移动的部分(57)；和波纹管(53)，其设置在第二区(7)内并流体密封地容纳可动元件(52)的部分(57)；波纹管(53)相对于操作头(10，21)被布置在夹持装置(17)的相反侧。

Description

用于在能用可灌注产品灌装的容器上执行操作的单元
技术领域
本发明涉及一种用于在能用可灌注产品灌装的容器上执行操作的单元。
优选地，本发明涉及一种用于尤其是用无菌可灌注食品(例如，用不能添加大量的防腐剂物质的鲜美产品)来灌装容器的灌装单元。
背景技术
从US-A-2011/0023996已知用于用无菌可灌注食品来灌装容器的灌装单元。
更详细地说，所述灌装单元基本上包括：
旋转式传送带，其绕旋转轴线旋转；
含有可灌注食品的罐；以及
多个灌装装置，其由旋转式传送带支撑在相对于旋转式传送带的旋转轴线径向向外的位置。
更详细地说，旋转式传送带设有多个夹持装置，夹持装置用于夹持相应容器的颈部并使容器朝向和远离相应的灌装装置移动。
更精确地说，每个夹持装置包括成对的夹爪，该成对的夹爪可以在开启结构和闭合结构之间移动，在开启结构中，夹爪接纳或释放容器的颈部，而在闭合结构中，夹爪牢固地夹持容器。
此外，当夹爪布置成闭合结构时，夹持装置可以沿垂直方向在息止位置和工作位置之间移动：
在息止位置，容器的嘴与灌装装置的灌注开口间隔开；并且
在工作位置，容器较靠近灌注开口并进行灌装操作。
灌装单元还包括多个升降装置，升降装置可操作地与相应的夹持装置连接，以使夹持装置沿垂直方向移动。
已知灌装单元还包括：
无菌区，在无菌区中保持无菌状态，并在其中，用可灌注产品灌装容器；
非无菌区；以及
壁，其使无菌区与非无菌区分开。
夹持装置和容器被布置在无菌区。
每个升降装置具有伺服电机和杆，伺服电机布置在非无菌区，而杆由伺服电机驱动并能操作地连接到相应的夹持构件。
具体地，该杆具有穿过所述壁的部分。因此，存在杆的所述部分驱动非无菌空气进入无菌区从而污染无菌区的风险。
为了遏制污染的风险，每个升降装置包括置于升降装置的固定部分和杆的端部之间的波纹管。
杆的端部被布置在无菌区，而波纹管密封杆的设置在无菌区内的部分。
更精确地说，每一个波纹管被布置在相应的夹持装置与相应的灌装装置的灌注开口之间。
此外，每个波纹管被设置在相应的容器的嘴上面。
因此，由于波纹管的不可避免的泄漏，所以当相应的夹持装置处于降低的位置时，就存在非无菌空气会到达容器的嘴的风险，并污染容器或者污染包含在容器内的食品的风险，从而影响了灌装操作的无菌性。
在本行业内，对于尽可能地改善在容器中所灌装的可灌注产品的无菌性被认为是必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于在能用可灌注产品灌装的容器上执行操作的单元，从而能够简单地且具成本效益地满足上述要求。
上述目的通过本发明来实现，因为本发明涉及一种用于在无菌状态下在能用可灌注产品灌装的容器上执行操作的单元，所述单元包括：
第一区；
第二区；
至少一个操作头，其适于执行所述操作；和
至少一个夹持装置，其用于夹持所述容器，并且其能在息止位置和工作位置之间移动：
在所述息止位置，所述夹持装置接纳或释放所述容器；并且
在所述工作位置，所述夹持装置将所述容器设置在让所述容器在使用中进行所述操作的位置；
所述单元还包括：
可动元件，其能操作地连接到所述夹持装置，以用于在所述息止位置与所述工作位置之间移动所述夹持装置，并且所述可动元件包括能在所述第一区和所述第二区之间移动的部分；和
波纹管，其设置在所述第二区内并流体密封地容纳所述可动元件的所述部分；
所述单元其特征在于：所述波纹管相对于所述操作头被布置在所述夹持装置的相反侧。
附图说明
在下文中通过非限制性示例并参考附图公开了一个优选的实施方式以便更好地理解本发明，其中:
图1根据本发明示出了灌装单元的示意图，为清晰起见去除了一些部件；
图2是图1的灌装单元的一些组件的比例放大的透视图；
图3是沿着图2的线Ⅲ-Ⅲ形成的剖面图，为清晰起见去除了一些部件；
图4是沿图2的线IV-IV形成的剖面图；以及
图5是图1的灌装单元的俯视图。
具体实施方式
参照图1至5，标号1表示用于用可灌注产品灌装容器2的灌装单元。
优选地，灌装单元1适于在无菌条件下用不含防腐物质的可灌注产品来灌装容器2。
参照图1至5，标号5表示包括灌装单元1和用于施加多个盖到相应的容器2的未示出的加盖单元的机器。特别是，所述加盖单元在灌装单元1的下游。
详而言之，灌装单元1主要包括(图1至5)：
旋转式传送带3，其沿着从输入站I延伸到输出站O的弧形路径P绕轴线A转动，轴线A在图示情形中是垂直的；
框架4，旋转式传送带3可相对于框架4绕轴线A转动；以及
多个灌装装置10，其适于用可灌注食品灌装相应的容器2并通过旋转式传送带3的轴线A外的周缘支撑。
旋转式传送带3还包括对于所有的灌装装置10都是通用的并且用可灌注食品灌装的罐(未示出)。
每个容器2包括(图1)：
嘴11，其适于借助灌装单元1实现对容器2的灌装以及随后从容器2倒出食品；
在嘴11的正下方设置的颈部12；以及
与嘴11相对的底壁13。
单元1还包括：
第一区，即所示实施方式中的非无菌区6；
第二区，即所示实施方式中的填充有无菌空气的无菌区7；以及
将区6与区7分开的壁8。
壁8与旋转式传送带3一体地围绕轴线A旋转，并被灌装装置10穿过。
区6保持在第一值的压力下，而区7保持在比第一值大的第二值的压力下。
单元1还包括液压屏障9，液压屏障9用于将非无菌区6与无菌区7液压分离。
在示出的实施方式中，液压屏障9由虹吸器形成，虹吸器相对于轴线A是固定的。
虹吸器填充有杀菌物质。
液压屏障9防止非无菌空气在旋转式传送带3和框架4之间的接口处从非无菌区6向无菌区7流动。
为简单起见，下面的描述将参照仅一个灌装装置10和相应的容器2，因为装置10彼此相同。
灌装装置10主要包括(图1)：
装配到旋转式传送带3的框架15；
中空主体19，其由框架15限定并且围绕平行于轴线A且与轴线A错开的轴线B延伸；
闸门16，其可在中空主体19内沿轴线B移动；和
夹持装置17，其可沿轴线B朝向和离开灌装装置10移动并且被配置来夹持容器2的颈部12。
沿着轴线B行进，主体19依次包括：
开口20，其与罐流体连接；和
开口21，其与开口20相对，面向容器2的嘴11，并且在容器2的灌装期间食品通过开口21。
在所示出的实施方式中，闸门16包括：
阀杆23，其沿着轴线B接收力；和
柱塞25，其被设置在阀杆23的布置在开口21侧的端部。
柱塞25沿轴线B是锥形的，并包括开口21侧上的锥形端部，该锥形端部的形状与开口21的形状相对应。
闸门16可相对于主体19并沿开启结构(未示出)和闭合结构(图1中示出)之间的轴线B移动，在开启结构中闸门16使得开口20和开口21之间能流体连接，因此使得能用食品灌装容器2，而在闭合结构中闸门16阻止开口20和开口21之间的流体连接。
夹持装置17能与灌装装置10和旋转式传送带3绕轴线A一起且同步地移动。
此外，夹持装置17能平行于轴线B在降低的息止位置(未示出)和升高的工作位置(图1中示出)之间移动，在升高的工作位置，对容器2进行灌装操作。
在所示出的实施方式中，当夹持装置17是在升高的工作位置时：
在对碳酸产品(carbonated product)进行接触灌装的情况下，容器2的嘴11与灌装单元10的开口21接触；或
在对不起泡产品(still product)进行非接触灌装的情况下，容器2的嘴11沿轴线B与灌装单元10的开口21间隔开。
更精确地说，夹持装置17在站I移动时，从降低的息止位置移动到升高的工作位置，而在站O时，则从升高的工作位置移动到降低的息止位置。
夹持装置17依次包括：
框架29；和
成对的夹爪30,31，其绕平行于轴线B的轴线C铰接到框架29。
夹爪30,31可以在息止结构和夹持结构之间移动，在息止结构中，夹爪30,31不夹持容器2的颈部12，而在夹持结构中，夹爪30,31夹持容器2的颈部12。
尤其是，夹爪30,31在站I从开启结构移动到闭合结构，从站I至站O保持在闭合结构，并且在站O从闭合结构移动到开启结构。
单元1还包括：
固定的凸轮(未示出)，其用于将夹持装置17从升高的位置移动到降低的位置；和
连接元件50，其包括凸轮从动件48，凸轮从动件48可绕轴线E转动、与凸轮相配合并且可操作地连接到夹持装置17。
夹持装置17和容器2被布置在无菌区7。
连接元件50主要包括(图1至4)：
成对的杆52，其沿各自的轴线D延伸，可操作地连接到凸轮从动件48，并且可操作地连接到夹持装置17；
成对的壳体54，其包围相应的杆52，并且通过壳体54杆52可平行于各自的轴线D滑动；和
成对的波纹管53。
此外，连接元件50包括致动器51，致动器51在杆52上施加平行于轴线D并克服凸轮的作用力朝向凸轮从动件48的作用力。
特别地，通过致动器51所施加的作用力在所示出的实施方式中是指向上方的。
致动器51被布置在非无菌区6，而波纹管53被布置在无菌区7。
在所示的实施方式中，致动器51是气动致动器并表现为气动弹簧，其克服凸轮作用在凸轮从动件48上的作用力。
壳体54相对于相应的轴线D是固定的，被成形为空心圆筒并可滑动地容纳相应的杆52。
此外，壳体54部分地布置在非无菌区6且部分地布置在无菌区7。
每个杆52包括：
端部55，其容纳在非无菌区6并在凸轮从动件48的这一侧；
端部56，其与端部55相对，并设置在相应的波纹管53的这一侧的无菌区7中；和
与端部56相邻并且从非无菌区6移动到无菌区7的部分57。
端部55被装配到轴49，轴49沿着轴线E延伸并且绕轴线E与凸轮从动件48一体地转动。
在所示的实施方式中，轴线E是正交于轴线A、B、C、D并且是水平的。
在凸轮的作用下，杆52可在最上面的位置(图1中示出)和最下面的位置(未示出)之间移动。
板60和柱61将杆52与夹持装置17连接。
因此，当杆52被配置在最上面的位置时，夹持装置17是在升高的工作位置，而波纹管53呈现其最小长度(图1)。
当杆52被配置在最下面的位置时，夹持装置17处于降低的息止位置，而波纹管53呈现其最大长度。
有利的是，波纹管53相对于灌装装置10的开口21被布置在夹持装置17的相反侧(图2)。
以这种方式，波纹管53防止杆52的部分57将非无菌空气从非无菌区6输送到无菌区7。
波纹管53被布置在夹持装置17下方以及在容器2的嘴11下方。
具体地，连接元件50包括:
位于与轴线D正交的平面上的板60；以及
成对的柱61，其在板60和夹持装置17的框架29之间延伸。
详而言之，柱61平行于轴线C延伸。
每个波纹管53包括：
固定到各自的杆52的壳体54的端部65；和
与端部65相对并固定到板60的端部66。
此外，端部66夹在相应的杆52的端部56和板60之间，如图4所示。
在所示出的实施方式中，端部65设置在端部66上方。
单元1还包括：
通风装置70(如图1和5所示)，其适于产生被从非无菌区6导向到无菌区7的气流；和
过滤装置(未示出)，其用来在无菌区7的上游过滤通过通风装置70所产生的气流。
相比于在非无菌区6，通风装置70适于将在无菌区7中的压力保持在较高的值。
更详细地说，通风装置70产生被从夹持装置17导向波纹管53的气流。
在所示的实施方式中，气流趋向处于层流状态。
以这种方式，从波纹管53中逸出的空气被引导在容器2的嘴11的相反侧上。
在所示的实施方式中，通风装置70包括多个扇。
加盖装置被容纳在无菌区7中。
灌装单元1和机器5的操作将参照仅仅一个容器2、仅仅一个夹持装置17和仅仅一个连接元件50进行说明。
特别是，在容器2被输送单元1内部、用可灌注食品灌装、被传送到加盖单元和被加盖时，容器2是在无菌区7内。
此外，波纹管53和夹持装置17被布置在无菌区7内。
相反，凸轮从动件48和执行器51被布置在非无菌区6内。
杆52的端部55布置在非无菌区6内，端部55的部分57在非无菌区6和无菌区7之间移动，杆52的端部56布置在无菌区7内。
壳体54部分地布置在非无菌区6内，并且部分地布置在无菌区7内。
通风装置70产生从非无菌区6流向无菌区7的气流。
该气流通过在无菌区7上游的过滤装置过滤，使得非无菌成分不能到达无菌区7。
液压屏障9防止非无菌物质在框架4与旋转式传送带3之间的接口处从非无菌区6流向无菌区7。
另外，灌装单元1的操作现在将从一结构开始描述，在该结构中，连接元件50被布置在路径P的站I处，并且在该结构中，闸门16处于闭合结构。
在站I处，凸轮和凸轮从动件48之间的相互作用将杆52保持在最下位置，因此，将夹持装置17保持在降低的息止位置。
旋转式传送带3沿路径P行进，杆52在壳体54内平行于轴线D向上滑动。这是由凸轮接触凸轮从动件48处的形状和通过致动器51在杆52上施加的向上作用力两者导致的。
杆52的向上的滑动引起板60、柱61和夹持装置17的向上移动。
结果，杆52到达最上面的位置，而波纹管53的平行于轴线D的长度减小到最小值(图1)。
当夹持装置17到达升高的工作位置时，闸门16被移位成开启结构，而可灌注产品可以穿过开口21并且灌装容器2。
特别是，当夹持装置17处于升高的工作位置时，在用不起泡可灌注产品进行无接触灌装的情况下，嘴11沿轴线B设置在离开口21一定距离处。
在用碳酸可灌注产品进行接触灌装的情况下，当夹持装置17处于升高的工作位置时，嘴11与开口21流体密封地接触。
当给定量的可灌注产品已经填充容器2时，闸门16移回到闭合位置。
当连接元件50到达站O时，凸轮与凸轮从动件48的相互作用使杆52沿轴线D向下移动，从而导致夹持装置17移动至降低的息止位置。
杆52相对于壳体54向下滑动使得板60、柱61和夹持装置17向下移动。
结果，杆52沿轴线D到达最下位置，而波纹管53的平行于轴线D的长度增大到最大值。
在这种状态下，经灌装的容器2通过未示出的输送装置(例如星形轮)从夹爪30,31抽回，并且以未示出的方式输送到加盖单元。
在杆52沿相应的轴线D移动的过程中，相应的部分57在非无菌区6和无菌区7之间移动。
波纹管53防止由部分57驱动的非无菌空气逃逸到无菌区7内。
在波纹管53泄漏的情况下，泄漏的非无菌空气通过在夹持装置17的相反侧上的通风装置70产生的气流驱动。
在这种方式中，污染容器2和/或污染在容器2中灌装的可灌注产品的风险显著降低。
根据对本发明所述的单元1的特征的分析，单元1能够获得的优点是显而易见的。
特别是，波纹管53相对于填充装置10的开口21被布置在夹持装置17的相反侧。
以这种方式，当容器2的嘴11与相应的开口21沿相应的轴线B间隔开时，基本上阻止了从波纹管53中泄漏的非无菌空气到达容器2的嘴11。
因此，在与本说明书的引言部分中所讨论的已知的方案相比时，容器2和/或可灌注的产品被污染的风险显著降低。
与上述确定的已知的方案比较，该可灌注食品的无菌水平被相应地提高了。
此外，通过通风装置70产生的气流有助于将从波纹管53泄露的非无菌空气引导至夹持装置17的相反侧，并因此引导到容器2沿轴D的相反侧。
最后，显而易见，可以在不背离权利要求的保护范围的情况下，对本发明所公开的单元1进行修改和改变。
具体地，单元1可适于施加盖到灌装有无菌产品的容器2上。
单元1也可以适于在非无菌条件下在容器2上执行操作，特别是适于用非无菌产品灌装容器2。
此外，通风装置70可以产生相应的非层流式的，即湍流式的，气流。
最后，在用包含碳酸物质的可灌注产品进行接触灌装的情况下，可在容器2内部形成真空和/或在灌装容器2之前在容器2上执行加压步骤和/或在灌装容器2之后在容器2上执行减压步骤。

Claims (15)

1.一种用于在无菌状态下能用可灌注产品灌装的容器(2)上执行操作的单元(1)，其包括：
第一区(6)；
第二区(7)；
至少一个操作头(10，21)，其适于执行所述操作；和
至少一个夹持装置(17)，其用于夹持所述容器(2)，并且其能在息止位置和工作位置之间移动：
在所述息止位置，所述夹持装置(17)接纳或释放所述容器(2)；并且
在所述工作位置，所述夹持装置(17)将所述容器(2)设置在让所述容器(2)在使用中进行所述操作的位置；
所述单元(1)还包括：
可动元件(52)，其能操作地连接到所述夹持装置(17)，以用于在所述息止位置与所述工作位置之间移动所述夹持装置(17)，并且所述可动元件(52)包括能在所述第一区(6)和所述第二区(7)之间移动的部分(57)；和
波纹管(53)，其设置在所述第二区(7)内并流体密封地容纳所述可动元件(52)的所述部分(57)；
所述单元(1)其特征在于：所述波纹管(53)相对于所述操作头(10，21)被布置在所述夹持装置(17)的相反侧。
2.根据权利要求1所述的单元，其特征在于：所述夹持装置(17)包括用于夹持所述容器(2)的部分(12)的成对的夹爪(30，31)；所述部分(12)在使用中被布置在所述容器(2)的嘴(11)和所述容器(2)的底壁(13)之间；
所述波纹管(53)在使用中相对于所述嘴(11)被布置在所述夹爪(30，31)的相反侧。
3.根据权利要求1或2所述的单元，其特征在于：包括连接元件(50)，所述连接元件(50)进而包括：
所述可动元件(52)，其沿第一轴线(D)移动；
壳体(54)，其能滑动地容纳所述可动元件(52)的至少所述部分(57)；和
板(60)，其连接到所述可动元件(52)和所述夹持装置(17)两者；
所述波纹管(53)置于所述壳体(54)和所述板(60)之间。
4.根据权利要求3所述的单元，其特征在于：所述可动元件(52)具有夹在所述波纹管(53)和所述板(60)之间的端部(56)。
5.根据权利要求3所述的单元，其特征在于：所述可动元件(52)是平行于所述第一轴线(D)延伸的杆(52)，并且所述板(60)位于横向于所述第一轴线(D)的平面内。
6.根据权利要求5所述的单元，其特征在于：所述夹持装置(17)能平行于所述第一轴线(D)在所述息止位置与所述工作位置之间移动。
7.根据权利要求5或6所述的单元，其特征在于：所述连接元件(50)包括置于所述夹持装置(17)和所述板(60)之间的至少一个柱(61)；
所述柱(61)平行于第二轴线(C)延伸并位于离所述杆(52)一定距离处。
8.根据权利要求1所述的单元，其特征在于包括：
凸轮；
凸轮从动件(48)，其能操作地连接到所述可动元件(52)，并与所述凸轮相互作用，以使所述夹持装置(17)从所述息止位置与所述工作位置中的一个位置移动到所述息止位置与所述工作位置中的另一个位置；和
致动器(51)，其能操作地连接到所述可动元件(52)，并适于在所述夹持装置(17)上施加被从所述息止位置与所述工作位置中的另一个位置导向到所述息止位置与所述工作位置中的一个位置的作用力。
9.根据权利要求4至6中任一项所述的单元，其特征在于：所述连接元件(50)包括连接到相同的所述板(60)的成对的所述可动元件(52)。
10.根据权利要求9所述的单元，其特征在于：所述连接元件(50)包括仅一个用于所述可动元件(52)两者的所述致动器(51)。
11.根据权利要求1所述的单元，其特征在于包括：
所述第一区(6)；
所述第二区(7)，其容纳所述操作头(10，21)；和
通风装置(70)，其用于产生被从第一区(6)导向所述第二区(7)的流。
12.根据权利要求11所述的单元，其特征在于：所述通风装置(70)被布置在所述第一区(6)并且所述流被从所述操作头导向所述波纹管(53)。
13.根据权利要求11或12所述的单元，其特征在于：包括用于将所述第一区(6)与所述第二区(7)分隔开的液压屏障装置(9)。
14.根据权利要求1所述的单元，其特征在于：所述操作头(10，21)是用于施加盖到所述容器(2)上的加盖头或用于用所述可灌注产品灌装所述容器(2)的灌装头(10，21)。
15.根据权利要求1所述的单元，其特征在于：所述第一区(6)是非无菌区，而所述第二区(7)是无菌区。
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