CN1997463A

CN1997463A - 通过带压气体圆周喷射的吹入法来清洁容器的多工位清洁机器

Info

Publication number: CN1997463A
Application number: CNA2005800243498A
Authority: CN
Inventors: D·西雷特; P·弗莱雷迪亚斯
Original assignee: Sidel SA
Current assignee: Sidel SA
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: ATE527067T1; US20070272287A1; ES2369700T3; WO2006010701A1; EP1768795B1; EP1768795A1; FR2873310A1; JP4505505B2; JP2008506524A; US7487568B2; FR2873310B1; CN1997463B

Abstract

本发明提出一种用于清洁容器(12)的内壁(66，75)的机器，包括多个清洁工位，每个清洁工位与一吹入管(36)相关，吹入管与一带压气体源相连，并且具有一喷嘴(38)，在清洁周期期间喷嘴向着所述容器(12)的内壁(66，75)吹入气体，所述清洁周期包括吹入管(36)的上升阶段和下降阶段(Pd)，所述喷嘴(38)包括一环形周向槽(64)，所述环形周向槽能够形成带压气体的圆周喷射(f2)，所述带压气体是向着所述容器(12)的内侧壁(66)且向下的整体圆锥台形，并且所述圆周喷射(f2)在所述下降阶段(Pd)的至少一部分被激发。

Description

通过带压气体圆周喷射的吹入法来清洁容器的多工位清洁机器

技术领域

[01]本发明涉及用于通过吹入法(insuffation)来清洁容器的多工位清洁机器以及控制所述机器的方法。

[02]本发明更加具体地是涉及用于清洁容器如瓶子的内壁的机器，其包括多个清洁工位，所述清洁工位绕一主轴线旋转地安装，并且所述清洁工位绕所述主轴线周向地分布。

背景技术

[03]这种机器在安装中可以布置成用于塑料瓶的处理，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶，用于通过微波等离子来将形成屏蔽的内涂料沉淀。

[04]在瓶处理阶段过程中，前流体被注入瓶内，并且受到微波作用，使得其改变等离子态并造成瓶的内壁上的沉淀。例如在一已知的实践中用于通过使用乙炔作为前体来产生以形成屏蔽的内涂料的氢化非晶系碳(carbone amorphe hydrogéné；hydrogenated amorphous carbon)为基础的沉淀，尤其是抗二氧分子和二氧化碳；还已知一例子是通过使用有机硅作为前体来产生硅基沉淀。

[05]在处理阶段以后，必须清洁瓶的内部以便于将反应残渣从其中移除，反应残渣已经在内壁上沉淀，但没形成内涂料的一部分。

[06]更加通常地，这种机器可以以任意用于处理容器的安装来布置，而不管是不是由塑料制成，其中容器需要去除容易容纳在内部的残渣：因此，在没有限制的情况下，可以涉及用于清洁再利用容器或容器的安装，容器已经存贮在被制造和被存贮之间。

[07]当前的机器通过吹入空气来清洁瓶的内壁，空气经过喷嘴形成向着瓶的内壁的轴向方向的喷射。

[08]此外，瓶的开口与抽吸装置相连，抽吸装置将通过吹入空气而分离的残渣恢复。

发明内容

[09]本发明旨在通过改善其清洁效率来增强这种机器，以便于以较高速度完全消除残渣。

[10]为此，本发明提出了一种清洁装置，其特征在于，每个清洁工位(14)装设有沿着一整体垂直的轴线(A2)延伸的一吹入管(36)，所述吹入管与一带压气体源(16)相连，并且在其顶部轴向端配设有一整体圆柱形的喷嘴(38)，所述喷嘴设计用于向着所述容器(12)的内壁(66，75)吹入气体；并且每个站是这样的类型：其包括支撑装置(62)，所述支撑装置整体垂直地保持所述容器(12)，从而，所述容器(12)的开口向下布置在所述吹入管(36)的所述轴线(A2)上；每个站是这样的类型：所述吹入管(36)在一清洁周期过程中沿着其轴线(A2)在一顶部轴向位置和一底部轴向位置之间受到滑动控制，其中，在所述顶部轴向位置，所述喷嘴(38)在所述容器(12)内部延伸，所述清洁周期包括与所述吹入管(36)的从其底部位置到其顶部位置的上升行程相应的上升阶段(Pm)，以及与所述吹入管(36)的从其顶部位置到其底部位置的下降行程相应的下降阶段(Pd)；

[11]并且其特征在于，所述喷嘴(38)包括一环形周向槽(64)，所述环形周向槽适于形成带压气体的一圆周喷射(f2)，所述圆周喷射是向着所述容器(12)的内侧壁(66)的且向下取向的整体圆锥台形；并且其特征在于，所述圆周喷射(f2)在所述下降阶段(Pd)的至少一部分期间于所述容器(12)内部被激发。

[12]根据本发明的另一特征：

[13]-所述吹入管包括在所述环形槽的外部开口的一周向管道，以及在位于所述喷嘴的自由轴向端的一中心孔的外部开口的一中心管道，并且当所述喷嘴在所述容器内部延伸时，所述中心孔能够产生向着所述容器的相对的底部内壁的带压气体的中心喷射；

[14]-所述机器包括用于分配气体的装置，所述气体在所述上升阶段的至少一部分仅仅供给所述中心管道，并且在所述下降阶段的至少一部分仅仅供给所述周向管道；

[15]-所述带压气体源共用于多个清洁工位，并且所述机器装配于气体分配器，所述气体分配器包括：

[16]·与所述主轴线同轴的一主固定管道，其与所述带压气体源相连，并且在其轴向壁包括至少一分配窗，

[17]·被安装以便于围绕一主管道旋转的连接毂状体，其可旋转地连接于所述清洁工位，并且包括一系列径向通道，

[18]并且，每个径向通道包括在其外端的与相关的清洁工位的吹入管相连的一外孔，以及在其内端的一内孔，所述内孔在所述毂状体的旋转周期的一角度扇形期间与所述分配窗对齐地开口，以便于在所述清洁周期的适当时期造成相关的吹入管的供应；

[19]-所述连接毂状体包括与相关吹入管的各自的中心管道相连的一系列顶部径向通道，以及与相关吹入管的各自的周向管道相连的一系列底部径向通道，并且所述主管道包括与所述顶部系列通道相关的一顶部分配窗，以及与所述底部系列通道相关的一下部分配窗；

[20]-考虑一确定的吹入管，在所述上升阶段，与所述中心管道相关的所述径向通道的内孔开始同所述下部分配窗对齐，与所述周向管道相关的所述径向通道的内孔与所述主管道的轴向壁对齐，并且在所述下降阶段，与所述周向管道相关的所述径向通道的内孔开始同所述顶部分配窗对齐，与所述中心管道相关的所述径向通道的内孔与所述主管道的轴向壁对齐，使得在所述上升阶段的大部分期间只有所述中心管道被供应气体，并且使得在所述下降阶段的大部分期间只有所述周向管道被供应气体；

[21]-考虑一确定的吹入管，在所述吹入管的顶部位置邻近处，两个相关径向通道的内孔与相应的分配窗对齐，使得所述中心管道和所述周向管道同时被供应气体一段确定的时间；

[22]-每个窗延伸过一角度扇形值，这个值大于两个连续的内孔之间的角形裂隙，以便于同时供应同系列的至少两个径向通道；

[23]-所述气体由压缩空气构成。

附图说明

[24]通过阅读后面的详细说明，本发明的其他特征和优势将显而易见，为了理解后面的说明参考了附图，图中：

[25]图1是透视图，示意性地示出了与根据本发明教导的清洁工位相关的清洁机；

[26]图2是侧视图，示意性示出了与在底部位置的吹入管相关的图1的清洁工位；

[27]图3是轴向截面视图，示出了在清洁周期的上升阶段吹入管的顶端截面；

[28]图4是与图3类似的视图，示出了在清洁周期的下降阶段吹入管的顶端截面；

[29]图5是沿着轴向横截平面5-5的视图，示意性地示出了装配到图1的机器上的压缩空气分配器；

[30]图6是沿着轴向横截平面6-6的视图，示出了图5的分配器的底部空气分配盘道(piste)；

[31]图7是沿着横截平面7-7的与图6类似的视图，示出了图5的分配器的顶部空气分配盘道。

具体实施方式

[32]在后面的描述中，相同、相似或类似的元件将以相同的参考标号表示。

[33]图1示出了用于通过像瓶12那样的容器内壁的吹入来清洁的根据本发明教导制造的机器10。

[34]机器10的结构尤其布置在用于处理瓶12的安装中，用于从中提取出污染了瓶12内部的残渣。优选地，当用于处理瓶12的安装设计用来产生屏蔽涂料(例如碳基或硅基)的时候，机器10位于处理单元的临近下游，使得有可能产生所述屏蔽涂料，用于使反应残渣尽快消除。机器还可以布置在填充安装的上游。

[35]机器10包括多个清洁工位14，它们被安装以便于围绕一主轴线A1旋转，并且围绕主轴线A1的圆周分布。

[36]根据一变化的实施例(未示出)，主轴线A1可以相对于垂直方向倾斜。

[37]为了简化表达，图1中示出了一清洁工位14。

[38]每个清洁工位14设计成用来同像压缩空气那样的加压气体源16相连。压缩空气源16对所有清洁工位14是公用的。

[39]机器10包括一固定基座18，平台20安装在基座上，以便于围绕主轴线A1旋转。

[40]平台20围绕轴线A1旋转，例如通过电机(未示出)。

[41]每个清洁工位14包括连接于平台20的顶部横向面24的框架22。

[42]根据所示实施例，机器10包括在平台20上方横向延伸且支撑与源16相连的气体分配器28的固定横梁26，气体典型地是压缩空气。

[43]分配器28包括一中心管形轴30，其连接于横梁26并且界定了与源16相连的一主要的轴线的管道31，以及一连接毂状体32，连接毂状体的安装使得其能够在轴30上旋转并且其包括径向通道33、35，径向通道能够与主管道31连通。

[44]毂状体32在其底部轴线端包括一联接盘34，其与框架22相连使得毂状体32旋转地与清洁工位14联接。

[45]分配器28将在下面详细描述。

[46]每个清洁工位14与沿着整体垂直的轴线A2延伸的一吹入管36相关，吹入管与分配器28相连，并且在其顶部轴线端具有一整体圆柱形的喷嘴38，这个喷嘴设计成用来向着容器12的内壁吹入压缩空气。

[47]根据一变化的实施例(未示出)，轴线A2相对于主轴线A1倾斜和/或相对于垂直方向倾斜。

[48]吹入管36套配入可移动连接壳40内。

[49]可移动壳40被引导，以便于通过形成框架22的一部分的两个垂直的竖杆42、44垂直地滑动。

[50]根据所示实施例，可移动壳40同一支架46装配在一起，例如球轴承支架，其在由竖杆44之一支撑的垂直盘道48上滑动。

[51]可移动壳40被控制以便于通过包括辊子52的机构50来轴向滑动，辊子52被壳40支撑，并且在清洁循环中在相关滚动导轨54或凸轮上移动。

[52]滚动导轨54连接于基座18。其包括：最大高度部分56，该部分界定了壳40以及由此的吹入管36的顶部轴向位置；以及两个斜面58、60，其控制吹入管36从其底部轴向位置上升到其顶部轴向位置，并从其顶部轴向位置下降直到底部轴向位置。

[53]吹入管36的底部位置可以由轴向邻接装置(未示出)来界定。

[54]在平台20的完全旋转过程中，由机器10的清洁工位14施加的清洁循环因此包括与吹入管36的从其底部位置到其顶部位置的上升行程相应的上升阶段Pm，以及与吹入管36的从其顶部位置到其底部位置的下降行程相应的下降阶段Pd。

[55]在上升阶段Pm，喷嘴38进入瓶12。

[56]吹入管36的顶部位置在图1和图3中以虚线示出，并且吹入管36的底部位置在图2中示出。

[57]框架22与支撑装置62相关，支撑装置整体垂直地保持瓶12，使得其开口13在所谓的清洁位置向下布置在吹入管36的轴线A2上。

[58]如所示，支撑装置62可以包括一枢转钳，其设计成用来夹住瓶12的颈部，如图2所示，瓶12的开口13方向向上，然后围绕横向轴线A3倾斜瓶12，使得其占据其清洁位置，如图1、3和4所示。

[59]在图3和4中示出了喷嘴38的详细结构，其中以实线示出的吹入管36在其顶部位置和其底部位置之间的中间轴向位置。

[60]喷嘴38包括一环形圆周槽64，其能够形成压缩空气的圆周喷射f2，压缩空气是方向向着瓶12的内侧壁66且向下的整体的圆锥台形。

[61]圆周喷射f2在图4中由箭头示出。

[62]有利地，吹入管36包括一外管68和一内管70，它们同轴且在它们之间界定了一圆周管道72。

[63]圆周管道72通过喷嘴38的环形槽64向外部开口。

[64]内管70界定了一中心管道74，中心管道通过位于喷嘴38的顶部轴向端部的中心孔76向外部开口。

[65]在轴向截面上具有截头圆锥外形的中心孔76设计成用于产生向着瓶12的底部内面向壁75的压缩空气中心喷射f1。

[66]中心喷射f1在图3中由箭头示出。

[67]根据所示实施例，喷嘴38包括一止件78，其部分地阻挡了吹入管36的顶部轴向端。

[68]止件78具有围绕轴线A2旋转的形状以及在轴向截面上的整体的T形外形。

[69]止件78包括底部管形部分80，其在顶部轴向端部具有一头部82，头部的外径大于管形部分80的外径，并且整体等于外管68的顶端的外径。

[70]管形部分80螺入内管70的顶端部。

[71]中心孔76布置在头部82的顶部横向面84上。

[72]管形部分80界定了将中心管道74连接于中心孔76的一端部管道85。

[73]头部82的底部环形表面86具有向下张开的圆锥台形。

[74]外管68的顶端的边缘88具有与头部82的环形底部表面86相匹配的圆锥台形，使得边缘88和底部环形表面86之间的轴向间隙界定了在相对于吹入管36的轴线A2倾斜的壁上的环形槽64。

[75]边缘88和头部82的底部环形表面86因此使得有可能引导压缩空气流以形成整体圆锥台形的圆周喷射f2。

[76]有利地，圆周管道72和中心管道74通过两个相应的柔性管道90、92来独立地连接于分配器28。

[77]每个柔性管道90、92在压缩空气的方向上连接于连接毂状体32的上游和可移动壳40的下游。

[78]根据机器的一有利的特征，分配器28设计成用来在上升阶段Pm的至少一部分将压缩空气仅仅供应给中心管道74，并且在下降阶段Pd的至少一部分期间仅仅供应给圆周管道72。

[79]为此，连接毂状体32包括一顶部连接盘道94，其由第一系列径向通道33构成，这些通道布置在一同样的横向平面上，并且每个都连接于确定的清洁工位14的圆周管道72，以及底部连接盘道96，其由第二系列径向通道35构成，这些通道大体布置在一同样的横向平面上，并且每个都连接于确定的清洁工位14的中心管道74。

[80]在图7中示出了顶部连接盘道94的横截面，在图6中示出了底部连接盘道96的横截面。

[81]每个径向通道33、35在其外端包括连接于相关的柔性管道90、92的一外孔98，并且在其内端包括与在轴30中制成的主管道31的轴向壁成一直线开口的内孔100。

[82]主管道31的轴向壁102在顶部盘道94的轴向高度上包括顶部分配窗104，顶部分配窗设计成用来在毂状体32的旋转周期的一角度扇形导致顶部盘道94的多个径向通道33与主管道31连通。

[83]类似地，主管道31的轴向壁102在底部盘道96的轴向高度上包括下部分配窗106，下部分配窗设计成用来在毂状体32的旋转周期的一角度扇形导致底部盘道96的多个径向通道35与主管道31连通。

[84]有利地，每个分配窗104、106在一角度扇形值期间延伸，这个值大于两个连续的外孔98之间的角形裂隙，以便于同时地供应属于同样盘道94、96的至少两个径向通道33、35，这使得有可能在至少两个清洁工位14中同时实行清洁。

[85]优选地，径向通道33、35以均匀的方式圆周分布。

[86]机器10的操作现在根据由清洁工位14应用的清洁周期来描述。

[87]在机器10的操作期间，源16将压缩空气送入分配器28内，并且平台20在图1所示的顺时针方向R上围绕其轴线A1旋转。

[88]吹入管36和可移动壳40占据了底部位置，瓶12被与支撑装置62相关的钳夹住，如图2所示。

[89]属于支撑装置62的钳然后围绕其轴线A3枢转，直到其变得占据清洁位置。

[90]在与支撑装置62相关的钳的枢转期间，或者在这个枢转结束时，围绕主轴线A1旋转的清洁工位14的辊52开始与滚动盘道54的上升斜面60接触，并且与这个斜面60相互作用，这导致吹入管36从其底部位置滑动到其顶部位置。

[91]在如图3所示的上升阶段Pm的大部分期间，与吹入管36的中心管道74相关的径向通道35的内孔100与下部分配窗106对齐，而与周向管道72相关的径向通道33的内孔100与轴30的轴向壁102对齐。因此，只有中心孔76被供应有压缩空气，压缩空气在箭头F1方向上行进。

[92]喷嘴38的中心孔76因此产生向着内底壁75的中心喷射f1，这容易将瓶12中存在的残渣分离，尤其是在内底壁75上的残渣。

[93]在传统方式下，清洁工位14可以包括与瓶12的开口13相连的抽吸装置(未示出)，用于通过压缩空气喷射来将分离的残渣吸出。

[94]向着上升阶段Pm的终端，与吹入管36的周向管道72相关的径向通道33的内孔100开始与顶部分配窗104对齐，使得周向管道72被供应压缩空气。

[95]环形槽64然后产生圆周喷射f2，这容易将瓶12的内壁上存在的残渣分离，尤其是在内侧壁66上的残渣。

[96]吹入管36到达其顶部位置，如图1所示，这是由辊52到达滚动盘道54的最大高度的部分56上来确定。

[97]辊52然后沿着下降斜面58移动，这造成吹入管36向下滑动，也就是说下降阶段Pd。

[98]在下降阶段Pd开始的时候，与中心管道74相关的径向通道35的内孔100成角度地移动超过下部分配窗106，使得中心管道74不再供应压缩空气。

[99]在下降阶段Pd的其余部分，只有周向管道72被供应压缩空气，压缩空气在箭头F2的方向上行进。

[100]注意到，由环形槽64产生的压缩空气的圆周喷射f2的特殊形状，也就是其整体的圆锥台形，产生了在瓶12顶部的大部分压力降，也就是说在圆周喷射f2的上方。

[101]与向下设置的瓶的开口相关的这个压力降使得有可能有效地消除在瓶12中存在的最后残渣。

[102]在下降阶段Pd结束时，与周向管道72相关的径向通道35的内孔100成角度地移动超过顶部分配窗104，使得周向管道72不再供应压缩空气。

[103]消除了残渣的瓶12然后可以从清洁工位14移走。

[104]根据上面描述的实施例，中心管道74和周向管道72在吹入管36的顶部位置的邻近处同时被供应压缩空气。

[105]根据一变化的实施例(未示出)，分配窗104、106，或者内孔100可以布置成使得周向管道72的供应在中心管道74的供应结束时开始。

Claims

1.用于清洁容器如瓶(12)的内壁(66，75)的机器(10)，所述类型的机器包括多个清洁工位(14)，所述清洁工位绕一主轴线(A1)旋转地安装，并且所述清洁工位绕所述主轴线(A1)周向地分布，

其特征在于，每个清洁工位(14)装设有沿着一整体垂直的轴线(A2)延伸的一吹入管(36)，所述吹入管与一带压气体源(16)相连，并且在其顶部轴向端配设有一整体圆柱形的喷嘴(38)，所述喷嘴设计用于向着所述容器(12)的内壁(66，75)吹入气体；并且每个站是这样的类型：其包括支撑装置(62)，所述支撑装置整体垂直地保持所述容器(12)，从而，所述容器(12)的开口向下布置在所述吹入管(36)的所述轴线(A2)上；每个站是这样的类型：所述吹入管(36)在一清洁周期过程中沿着其轴线(A2)在一顶部轴向位置和一底部轴向位置之间受到滑动控制，其中，在所述顶部轴向位置，所述喷嘴(38)在所述容器(12)内部延伸，所述清洁周期包括与所述吹入管(36)的从其底部位置到其顶部位置的上升行程相应的上升阶段(Pm)，以及与所述吹入管(36)的从其顶部位置到其底部位置的下降行程相应的下降阶段(Pd)；

并且，所述喷嘴(38)包括一环形周向槽(64)，所述环形周向槽适于形成带压气体的一圆周喷射(f2)，所述圆周喷射是向着所述容器(12)的内侧壁(66)的且向下取向的整体圆锥台形；

并且，所述圆周喷射(f2)在所述下降阶段(Pd)的至少一部分期间于所述容器(12)内部被激发。

2.根据前面权利要求所述的机器(10)，其特征在于，所述吹入管(36)包括一经由所述环形槽(64)通向外部的周向管道(72)、以及一经由一位于所述喷嘴(38)的自由轴向端的一中心孔(76)通向外部的一中心管道(74)；并且，当所述喷嘴(38)在所述容器(12)内部延伸的时候，所述中心孔(76)适于产生向着所述容器(12)的相面对的底部内壁(75)的带压气体的中心喷射(f1)。

3.根据权利要求2所述的机器(10)，其特征在于，所述机器包括一气体分配器(28)，该气体分配器在所述上升阶段(Pm)的至少一部分期间仅仅供应所述中心管道(74)，并且在所述下降阶段(Pd)的至少一部分期间仅仅供应所述周向管道(72)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述带压气体源(16)对多个清洁工位(14)而言是共同的；并且所述机器装设有一气体分配器(28)，所述气体分配器包括：

-一主固定管道(31)，其与所述主轴线(A1)同轴，与所述带压气体源(16)相连，并且在其轴向壁(102)上包括至少一分配窗(104，106)，

-一连接毂状体(32)，其绕所述主管道(31)旋转地安装，其被旋转地连接至所述清洁工位(14)，并且其包括一系列径向通道(33，35)；

并且，每个径向通道(33，35)在其外端包括一外孔(98)--其与相关的清洁工位(14)的吹入管(36)相连，以及在其内端包括一内孔(100)，所述内孔在所述毂状体(32)的旋转周期的一角度扇形期间与所述分配窗(104，106)对齐地通出，从而在所述清洁周期的适当时期引起相关的吹入管(36)的供应。

5.根据权利要求4且结合权利要求3所述的机器(10)，其特征在于，所述连接毂状体(32)包括：径向通道(33，35)的一顶部盘道(94)，其与相关吹入管(36)的相应的中心管道(74)相连；以及径向通道(33，35)的一底部盘道(96)，其与相关吹入管(36)的相应的周向管道(72)相连；

并且，所述主管道(31)包括与所述顶部盘道(94)相关的一顶部分配窗(104)，以及与所述底部盘道(96)相关的一下部分配窗(106)。

6.根据权利要求5所述的机器(10)，其特征在于，考虑一确定的吹入管(36)，在所述上升阶段(Pm)期间，与所述中心管道(74)相关的所述径向通道(35)的内孔(100)位于所述下部分配窗(106)的对面，与所述周向管道(72)相关的所述径向通道(33)的内孔(100)处于所述主管道(31)的轴向壁(102)的对面，并且在所述下降阶段(Pd)期间，与所述周向管道(72)相关的所述径向通道(35)的内孔(100)位于所述顶部分配窗(104)的对面，与所述中心管道(74)相关的所述径向通道(35)的内孔(100)处于所述主管道(31)的轴向壁(102)的对面，从而，在所述上升阶段(Pm)的大部分期间，只有所述中心管道(74)被供应气体，并且在所述下降阶段(Pd)的大部分期间，只有所述周向管道(72)被供应气体。

7.根据权利要求6所述的机器(10)，其特征在于，考虑一确定的吹入管(36)，在所述吹入管(36)的顶部位置邻近处，两个相关的径向通道(33，35)的内孔(100)位于相应的分配窗(104，106)的对面，从而，在一确定的时间间隔内，所述中心管道(74)和所述周向管道(72)被同时供应气体。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的机器(10)，其特征在于，每个分配窗(104，106)按一角度扇形延伸，该角度值大于同一系列的径向通道(33，35)的两个连续的内孔(100)之间的角度差值，从而同时供应同系列的至少两个径向通道(33，35)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的机器(10)，其特征在于，所述气体由压缩空气构成。