CN1543428A - 瓶子密封分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置，用于从瓶子或其他玻璃容器的开口除去塑料弹性体密封件。这种装置利用由于空气喷流受到收缩而产生压缩空气喷流的动态压降或压力落差，这种动态压降是由于把喷流入射到所述瓶子或容器开口的边缘上或由于在密封件之前面设置一恰当的凸面而产生的。

Description

瓶子密封分离装置
众所周知，对诸如瓶子17或瓶罐10等玻璃容器进行灭菌，通常需要在灌注之前经过既昂贵但效率又低的清洗工序。
所有用于灌注种种液体的瓶子17以及用于灌注其他无菌产品的玻璃容器10，自制造步骤开始直至灌注步骤的过程中都是采用密封件2(由可延伸的塑料弹性体材料制成的膜或薄膜)使之保持在无菌状态下，这一技术就是以下专利申请所保护的主题：瑞士专利申请1995 0235/95和有关的专利申请PCT/EP96/00342以及其他有关的国际专利申请，以及1997 01/97 CH(瑞士专利申请)和有关的专利申请PCT WO98/32668，它们涉及的膜或薄膜牢固地黏住容器10或瓶子17的开口(瓶口)，从而使它们在灌注前都保持在无菌的状态。
为了在灌注和最后封闭前除去这些密封件2，人们要求必须能快速地、符合经济效益以及在开口3上不留碎片地除去所述密封件2。
为此目的，人们构想了一些装置，它们基本上都涉及用机械的移除效果，即：旋转刷子、连续性地借助于密封开口上的空气进给装置。这样一些设备虽然有效，但却会在高速操作时产生问题，以及在无菌操作中产生严重困难。
这些缺陷可由本发明的装置得以充分解决。本发明装置利用一可能已消毒的压缩空气喷流，让它恰当地通过瓶子17或容器10的开口3的边缘3bis上，由此使其气流形成空气动力学收缩或收窄9。此效应还通过设置合适的、定位较佳的凸面16来增强其效果，凸面促使在密封件2的暴露表面上产生一局部压力降或压力落差，从而使所述密封件2在没有破损的情况下被除去。
利用压缩空气除去塞子(而不是可延伸的塑料弹性体薄膜制成的密封件2)的方法虽然早已被使用，但使用的方式是完全不相同的。由传统的枪或类似的工具产生的压缩空气是以这样的一种方式使用的，即：激烈的喷流可使塞子分离，此塞子具有一定的厚度，并且可以与冲击相对抗，而只是偶然和非故意地借助于部分喷流撞击瓶子开口的边缘形成的障碍而产生的负压。事实上，瓶子是藉压力及其直接结果而远非藉空气动力真空(负压)而开封。
如果密封件2是由非常薄(只有几微米)的可延伸的塑料弹性体薄膜制成的话，则该密封件会牢固地黏住瓶子17或普通容器10的开口3的边缘3bis，喷流8的压力及冲击对它们是无效的，这是因为压力及冲击不是冲击一个障碍物，而是喷流8的适当转向的入射可产生使密封件2分离所需的负压。本发明的空气动力作用的产生是由于开口3的圆的边缘3bis使喷流转向，并利用带有凸面12的整体部件适当地增强这种转向，从而使喷流8的气流在密封件2的上表面上充分收缩。
因此，用于分离密封件2的压缩空气经一任选的管道13将分离后的聚合物碎片15抽送到收集站。
为了收集并压实碎片15，使它们不污染环境，有利地在设备中加装了少许装置。
权利要求8揭示了一种圆筒形或圆锥形旋风分离器的使用，当从喷口1出来空气通过权利要求7宣称的管道13后，切向偏移至上锥体或圆筒形旋风分离器本体19的内表面。
然后，分离的碎片15收集在普通的收集器38中，而耗尽的气体则从旋风分离器的上部经由一合适的管和中心孔28排出。
权利要求9提供了一种计量螺旋18的使用，它用于将碎片15运送到旋风收集器38内或直接从管道13的排放口14排出。
适当尺寸的计量螺旋还可用作为一压实工具，计量螺旋的排气口30的尺寸和形状与其功能相适应。
权利要求10揭示了一种活塞式压实器，藉由管道13或旋风收集器38，碎片经由设置在活塞21底部死区中心的适当尺寸的孔36喂入该压实器。一旦圆筒22装满后，活塞就开始运作，碎片15将在底壁上被压缩。压缩的碎片块15将通过一形成圆筒22底部的整节滑阀23排出。
特别地，本发明的装置可用于工业化装瓶或灌装设备中。
因此，本发明的装置将以工业化装瓶或灌装的速率运作，即，它必须除去成批地待灌注的瓶子17或容器10的密封件2。
为此，本发明装置具有一适当定向或倾斜的支承件4，当瓶子17或容器10快速通过支承件时，该支承件可使装置处于最合适于运作的情况。
开口3的边缘3bis将在喷嘴1的孔11的前面以及可能在权利要求2所宣称的凸面16下面和权利要求7所宣称的管道13前面(如果有管道话)通过，因此，密封件2可以以想要的速率易于从开口3的边缘离开。
为了在喷嘴1保持打开状态时不会驱散压缩空气以及增加瞬时压力，则须提供一阀5，当开口3的边缘3bis通过喷嘴1的开口11前面时，该阀才打开让压缩空气通过。
该阀可以进行开和闭的交替运作，但如果该阀是旋转型的，即一种基本上由一阀柱33组成，则效果更好。所述阀柱由一轴控制，所述轴是在一具有两个相对孔的中空圆筒34内转动。
所述阀柱33将以这样一种方式沿其一条直径被穿孔：它的两个开口35bis可与容纳它的中空圆筒的开口35相一致。藉由这种设置，可使压缩空气在每半转期间通过。
该阀5可由任何类型的合适马达16来驱动，而可交替地进行开和闭的阀5可以藉由电动、液压制动或气动来驱动。
通过适当地设置对阀柱的旋转时间，或对瓶子17或容器10灌入时开和闭的运作进行定时，就有可能进行较好的工业化批量运作。
为此，以光学、电子或压电信号进行操作的可控反馈系统将用于控制时间。
权利要求6揭示了一种灭菌器，它可加入本装置中作为补充装置。
自压缩机出来的压缩空气绝不是完全灭菌的。事实上，空气箱和管道内所收集的废物可能会被运送到喷嘴1。而且，细菌也可能存在于吸进的空气中并随同喷嘴1喷出的空气喷射到瓶子17或容器10的开口3上，从而在瓶子17或容器10的内容物中生长。
上述缺点会影响可延伸的塑料弹性体薄膜密封的优点，为了避免该严重的缺点，本发明装置配备了一个灭菌器，例如：一个UV灭菌器。该UV灭菌器包括一压力箱24，空气通过该压力箱才进入喷嘴1。如果该箱的容积足够大，则气流可局部缓慢地下降，从而使压缩空气可以在该压力箱24中停留足够的时间。
该箱配备了具有紧密连接的、由外部电源供电的UV灯泡25，以对经过的空气进行灭菌工作。
根据平均外流率以及UV灯泡25的辐射功率适当地制定箱24的尺寸，可以确保较佳地辐射而达到灭菌的目的。所述箱也可用作为压力机系统的悬浮润滑微粒的冷凝器。为此，箱24的底部将放置一SAS排放器32。
图10至图12显示了本发明一实施例的不同角度的视图。
根据第一个特征，运送碎片的管道具有一球心角体形帽113的孔，其两相对侧各有一的凹进处213，平行于压缩空气喷流的方向。
该两个凹进处可使容器的开口与所述帽113下面的管道13的入口位置一致。一个或两个或更多的吹气喷嘴11设置在容器开口侧上并以这样一种方式定位，以引导空气喷流对着帽113和所述开口之间的容器开口的边缘。具体地说，如图所示，两个吹气喷嘴11直径相对地设置并垂直或大致垂直于容器的灌入方向以及帽113的直径相对的凹进处213。
设有一检测器40，用于检测容器的出现并在该容器出现时，开启喷嘴以除去该容器的塑料弹性体性薄膜密封件。
诸喷嘴11由管道6供给。压缩空气则是由一压缩机(图中未示出)通过一压气箱41产生的。
依照本发明的改进的装置，压缩空气还可以加热和/或干燥。在这样加热和/或干燥的条件下，进行除去以及运送的操作效果会更好。
另一种改进是增加了文丘里效应，使碎片在管道12中运送，在所述管道13入口的下游处额外地供给压缩空气。所述压缩空气可由同一压缩空气馈入源经由管6’供给喷嘴11。在管道13中供给的此额外的压缩空气为碎片的吸入和运送增加了文丘里效应。而且，如图所示，由于压气箱或压力通风系统41出口上的阀，由管6’直接供应在管道13中的额外压缩空气喷流是与喷嘴的运作同步进行的，该阀在图中以标号42表示。
再者，压力通风系统必须设置在喷嘴附近，以获得较强的空气喷流并产生易于使密封件分离的冲击波。
至于分离薄膜的安排，还可以设置超声波系统、声音或电磁波系统、涡流系统、或电容性系统，以有助于削弱密封件的抓紧力或封力(seal grip)。
还可在密封件上事先提供热冲击来削弱密封件的封力，办法是将它冷冻或加热，或者在其上导入气流，改变介质的电荷特性。
更具体地说，管道13具有一倒转的U形弯曲端。支管313与管道13的其余部分连接以除去碎片，而其他部分413则终止于帽113。
因此，管道13通常形成一弯曲或回环部分，使得该弯曲或回环部分的入口端与管道13的余部连接。在弯曲或弯曲部分，特别是在所述弯曲或回环部分的中点供给额外的压缩空气喷流，如果后者具有垂直方向，如图示的倒转的U形装置，则在其顶点或较高点处供应额外的压缩空气喷流。
请参见图12，可为管道13配置多个入口，即密封件去除站，相继地设置这些入口并与一或多个喷嘴以及一或多个检测器相关联。
具体地说，管道13在其端部分叉为两个起始或开始部分，在其入口端为帽113。该两个起始或开始部分413’、413”以这样一种方式设置：沿着容器路径，根据容器灌入的方向一前一后地对齐。由于这种安排，塑料薄膜密封件的去除步骤可连续进行两次，以确保密封件被完全除去。
在每一端部，可装设一检测器，其用途是检测经过的碎片以及在接收到检测信号时启动第二抽取站运作，当在第一站中检测到密封件已除去时，所述第二站可以保持不运作。
很显然，如图12所示，端部的形状可以是上述实施例中所描述的那样，即这样一种方式：与管道13连接的每一支管形成倒U形或是弯曲部分，最好是具有垂直方向，这样就可以有也可以没有如图10和11所示的压缩空气管的入口。
附图的简要说明：
图1所示为一种典型的简化的操作装置。它包括以下部件：
1.喷嘴；
2.密封件；
3.瓶口；开口；
3bis.开口边缘
4.支承件；
5.阀；阀门
6.压缩空气馈入管；
7.压缩气流；
8.喷流；
9.气流收缩或收窄；
11.喷口；喷嘴
17.瓶子。
图2为一普通容器的截面及平面视图，图中示出了一由压缩空气喷流冲击的瓶罐或罐子。它包括以下部件：
1.喷嘴；
2.密封件；
3.罐子开口；
3bis.罐子的开口边缘
8.喷流；
9.气流收缩或收窄；
10.容器；
11.喷口；喷嘴。
图3所示为一普通月牙形喷嘴，相对于喷流的方向以角度α°切开的平面及截面图。它包括以下部件：
1.喷嘴；
12.喷射孔；
α°.喷嘴喷口的切断角度。
图4所示为一种将包括在一灌装链中的典型装置，该装置配备一自动阀，一凸面部件以及一碎片运送管道。它包括：
1.喷嘴；
2.密封件；
3.瓶子开口；
3bis.瓶子的开口边缘；
4.支承件；
5.阀；滑阀；
6.压缩空气输入管；
7.压缩气流；
8.喷流；
9.气流收缩或收窄；
11.喷口；
12.具有一凸面的整体部件；
13.碎片运送管道；
14.管道13的喉部，具体位于排放口末端；
15.碎片；
16.凸面；
17.瓶子的a-a’截面。
图5所示为一回转阀的示意图。它包括以下部件：
7.压缩气流；
33.阀柱；
34.内含阀柱33的中空圆筒；
35.圆筒的两个相对的开口；
35bis.阀柱的两相对开口。
图6所示为一UV灭菌器。它包括：
7.压缩气流；
24.压力容器(箱)；
25.UV灯泡；
26.冷凝水排泄系统；
32.S.A.S.
图7所示为一旋风器的示意图，它包括；
7.压缩气流；
13.碎片运送管道；
15.碎片；
19.旋风器本体；
27.碎片排放系统；
28.空气入口，排气孔；
38.收集器a-a’A截面。
图8所示为一压制碎片的螺旋桨推进器。它包括：
13.碎片运送管道；
14.管道喉部；
15.碎片；
18.计量螺旋压实器；计量螺旋
30.螺旋排放；
37.碎片入口孔。
图9所示为一活塞式压实机。它包括以下部件：
13.碎片运送管道；
14.管道喉部；
15.碎片；
20.活塞杆；
21.活塞；
22.圆筒；
23.滑阀；
36.碎片入口孔。
图10所示为根据本发明的一装置的侧视图，在容器灌入方向上。该图包括；
6.空气供应管；
6’.供应压缩空气至碎片抽取管道13的管子；
11.喷嘴；
13.碎片抽取管道；
113.帽；
213.帽113中的凹进处；
313.倒转的U形端的直分支；
413.倒转的U形端的直分支；
40.容器检测器；
41.压缩空气通风系统；
42.阀。
图11所示为图10所示装置的立体图，图中部件与图10中的相同。
图12所示为一具有两连续的密封件除去站的另一实施例的立体图，为清楚起见，图10和11中所示装置中的部分部件被省略。该图包括：
13.碎片抽取管道；
313.倒转的U形端部的共同通分支；
413.与另外的共通分管连接的两倒转的U形分支的两直分支；
113.每个分支的帽；
213.所述帽113的凹进处。

Claims (29)

1.一种分离和抽除可延伸塑料弹性体薄膜密封件的装置，所述密封件粘附在瓶子(17)或其他容器(10)的开口边缘(3bis)上，其特征在于，该装置包括任一适合的喷嘴(1)，所述喷嘴可以以任何适当的方式固定或斜置并适合于以一方向和速度给予压缩气流(7)，任一适合的静止或可移动的支承件，所述支承件可使喷嘴(1)适当定位，从而也使在一瓶子(17)或一容器(10)的开口(3)的边缘(3bis)处的气流(7)定位，以及包括任一适合又充分的压缩空气源或发生器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置具有至少一固定或可能移动的整体部件，该部件相对于或可能相对于喷嘴(1)适当定位，而且具有至少一曲面状凸起的凸面(16)，该凸面(16)可以围绕一条轴线以上弯曲，当该装置处于操作状态时，所述整体部件(12)的凸面(16)可以适当设置于所述密封瓶子(17)或容器(10)的开口(3)的上方，从而可以在可延伸的塑料弹性体薄膜密封件(2)的上表面产生空气喷流(8)的气流收缩或收窄(9)。
3.如权利要求1和2所述的装置，其特征在于，所述喷嘴(1)的喷口(11)甚至可以不是圆形的，它可以具有任一适当的形状和尺寸。
4.如权利要求1，2和3的任一项中所述的装置，其特征在于，被喷嘴(1)的喷口(11)的周边对着的平面或最小表面可以不一定总是垂直于喷流(8)的方向。
5.如权利要求1，2，3和4的任一项中所述的装置，其特征在于，所述装置具有一用于快速打开和关闭所述气流(7)的旋转滑阀(5)，该阀由一阀柱(33)组成，阀柱具有沿其直径形成的一孔，并可在沿其直径也设有孔的一圆筒(34)内紧配合地转动，使阀柱(33)的转动会导致孔(35)和孔(35bis)的四个端部在每次转动180°都同时重合或对齐，所述阀柱可由任一适合的马达驱动，它的转动从而也就是使阀打开和关闭，故相对于所述装置可与待去掉密封的瓶子(17)或容器(10)的位置同步。
6.如上述权利要求1，2，3，4和5的任一项中所述的装置，其特征在于，所述装置具有一由一压力容器(24)组成的UV压缩空气灭菌器，其中，压缩空气通过该容器，足够数量的抗压UV灯泡以任何适当的方式设置在所述容器(24)内，所述容器(24)的容积以这样的方式决定：它可使压缩空气在传输时有足够长的时间暴露于UV幅射中，所述容器还可在底部设有一可能配备有一SAS(23)的冷凝水排泄系统(26)。
7.如上述权利要求1，2，3，4和5的任一项中所述的装置，其特征在于，所述装置包括一运送碎片(15)的开口式管道(13)，该管道可具有任何形状，甚至是可变截面形成(14)的，且开口式管道(13)的两开口中的一个位于所述喷嘴(1)的喷口(11)前面，但位于与待解除密封的瓶子(17)或容器(10)的开口(3)相对的所述喷嘴的喷口(11)的相对侧，而另一具有排放口功能的孔则可以任何适合的方式定位。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括任一适合的带有圆锥或圆柱形内侧壁的容器(19)，该容器可作为旋风器，其中管道(13)终止于该旋风器，其纵向轴线与和容器(19)的内侧壁同心的圆锥或圆柱表面相切；而且，所述容器(19)在其端壁上设有一可能与一管段相关的排气孔(28)以及在其底部设有一可带有用于收集分离的碎片(15)的收集器(38)的排放口(27)。
9.如权利要求7和8所述的装置，其特征在于，所述装置具有一用于除去塑料薄膜碎片(15)的计量螺旋压实器(18)，该螺旋压实器(18)通过其壁上形成的一孔(37)与权利要求8所述的管道(13)的远端(14)或来自容器(19)的底部排放口或底部收集器(27)的任一管道适当连接；所述计量螺旋(18)的底部还设有一排放口(30)。
10.如权利要求7和8所述的装置，其特征在于，所述装置具有一由一活塞(21)制成的压实器，所述活塞在一圆筒(22)内滑动，所述圆筒通过所述螺旋压实器(18)的壁上形成的一孔(36)与权利要求8所述的管道(13)远端(14)或来自所述容器(19)的底部排放口或底部收集器(27)的任一管道相连接；所述活塞(21)由一杆(20)驱动，最好由一液压或气压千斤顶来使之移动；在活塞(21)的行程终止点，圆筒设有一阀(23)，最好为一滑阀，用于排放压实的碎片(15)。
11.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述装置包括对供给喷嘴的压缩空气进行加热的加热装置。
12.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述装置包括对供给喷嘴的压缩空气进行干燥的干燥装置。
13.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述装置包括一压缩空气供应管(6’)，该供应管伸入到在其下游的碎片运送管道(13)的入口。
14.如上述权利要求13所述的装置，其特征在于，自所述碎片运送管道(13)的入口供应压缩空气的管子与和喷嘴(11)相同的压缩空气源相连接，还设置有截断供应至以同步方式工作的喷嘴(11)以及管(6’)的压缩空气的截断装置。
15.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述装置包括一、二或多个围绕所述容器开口设置的喷嘴(11)。
16.如上述权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置包括至少两个直径相对置的喷嘴(11)。
17.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述碎片运送管道(13)具有至少两个自容器的不同位置沿其一路径的开始运送碎片的开始段，该至少两个所述开始段合并为一共同的管道(13)。
18.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述碎片运送管道(13)每一开始段具有一带有帽(113)的入口，容器的开口置于该入口下面，喷嘴的喷流在该容器的所述帽和开口之间产生并被定向，容器的边缘则向碎片运送管道的入口倾斜。
19.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述帽(113)的直径相对的两对侧上各设有一球心角体形凹进处(213)，所述凹进处与帽(113)下面的容器开口的路径相一致或相符合。
20.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述碎片运送管道(13)的开始段具有延伸的形状。
21.如上述权利要求20所述的装置，其特征在于，供应压缩空气给管道(13)的管(6’)连接至所述管道(13)的入口下游的弯曲段，最好连接至所述弯曲段的顶点处。
22.如上述权利要求20或21所述的装置，其特征在于，所述弯曲段呈倒转的U形。
23.如上述权利要求20至22中的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述起始弯曲段或倒转的U形段基本上是垂直方向。
24.如上述权利要求的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述密封件分离是应用任一类型的波及由电效应帮助或助推的。
25.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述密封件分离是受到事先加上的一空气流帮助或助推的，所述空气流具有改变所述密封件的化学或物理特性的功能。
26.如上述权利要求的一项或多项中所述的装置，其特征在于，所述密封件分离是受到事先相对于瓶子对薄膜的热冲击的帮助或助推的。
27.如上述权利要求的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述密封件分离是受到事先加在所述密封件上的冷冻气流喷射的帮助或助推的。
28.如上述权利要求的任一项项所述的装置，其特征在于，所述密封件分离是受到加热装置甚至受控微波加热装置操作的帮助或助推的。
29.如上述权利要求的任一项所述的装置，其特征在于，所述空气喷流是蒸汽喷流。
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