NO865086L - Pumpe-enhet for fylling av beholdere. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en pumpe-enhet for fylling av beholdere i maskiner, særlig med produkter som oppfører seg som fluider, under aseptiske tilstander.

Ved pakking av produkter som oppfører seg som fluider, særlig mere eller mindre harde partikler av en bestemt størrelse i suspensjon i en væske, i beholdere av engangstypen, be-nyttes aseptiske, automatiske maskiner, som ved hjelp av et rør er koblet til enheter for behandling og transport av innholdet til maskinen. For å sikre at det til maskinen strømmer et jevnt og forut bestemt volum pr. tidsenhet av produkter som skal emballeres i de enkelte beholdere som dannes av et rør av emballasjematerial, enordnes det vanlig-vis en pumpe-enhet, f.eks. en doseringspumpe, som i hver syklus fordeler den ønskede og forut bestemte mengde av innhold. De hygieniske krav til en slik pumpe-enhet er meget strenge, ettersom maskinen er av den aseptiske type,

det vil si at den produserer pakninger som må fylles med innhold som på forhånd har gjennomgått behandling for å gjøres sterilt.

Dette er enda mere ønskelig når partiklene som inneholdes

i produktet kan være deler av grønnsaker, fisk, kjøtt og andre faste eller halvfaste næringsmidler som er særlig farlige dersom de ikke lagres under tilstander med absolutt sterilitet.

Kjente pumpe-enheter bevirket mange problemer med pakkemaskiner, ved at rengjøringen av disse inne i pakkeanlegget ble vanskelig, og de var derfor utgangspunktet for spredning av ikke aseptiske tilstander. Deres særlige konstruksjon ut-gjorde på den ene side en hindring for sentralisert vasking av pakkemaskinen, og på den annen side var den utgangspunktet for infiltrasjoner fra utsiden, ved ikke å være utstyrt med tilstrekkelige aseptiske barrierer, eller hadde partier som under driften kunne komme i forbindelse med, selv om det var i liten grad/ de ikke aseptiske, ytre omgivelser.

Dessuten absorberte bestemte deler av pumpelegemet eller stempelet varme, f.eks. under steriliseringstrinnet og vasking med overhetet damp, hvilken de hadde visse problemer med å kvitte seg med før produksjonen og fyllesyklusen star-tet på nytt.

Ikke minst var det et problem med plasseringen i forhold til pakke-enheten i pakkemaskinen, med etterfølgende ubalanse eller mangel på tetning i det etterfølgende produksjonstrinn på grunn av vibrasjoner, plutselige temperaturendringer, slitasje på komponenter, med alvorlige problemer både når det gjelder gjenopprettelse av nøyaktig tilpasset kontakt mellom flatene og når det gjelder nødvendige klaringer.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en pumpe-enhet, særlig for behandling av produkter som oppfører seg fluider, og som løser hele rekken av de ovenfor nevnte problemer med drift, vedlikehold og justering, og som således muliggjør en fullstendig aseptisk produksjons-syklus og en hele tiden konstant tilførsel av produktet.

I henhold til oppfinnelsen oppnås dette med en pumpe-enhet for fylling av beholdere som dannes i pakkemaskiner, plas-sert slik at den avbryter en tilførselsledning og en ledning for avgivelse av produktet som skal emballeres og som er av den type som oppfører seg som et fluid, idet enheten hovedsakelig omfatter et hult pumpehus som innvendig har et kammer dannet av et første sylinderformet parti, som inneholder et forskyvbart pumpestempel, samt et konisk parti, i hvilket et hult, konisk lukke-element er roterbart anord-' net, og selektivt kan forbinde kanalene for tilførsel og utløp som befinner seg tilknyttet det koniske parti med det første sylinderformede parti,karakterisert vedat det koniske lukke-element er aksialt bevegelig i forhold til det koniske parti, for derved å kunne forbinde kanalene for både tilførsel og utløp med det koniske parti i pumpehuset, idet det er anordnet midler for å bevirke den aksiale beveg-else.

De konstruktive og funksjonsmessige trekk og fordeler med en pumpe-enhet i henhold oppfinnelsen vil fremgå klarere av følgende beskrivelse av et utførelseseksempel under henvisning til de vedføyde, skjematiske tegninger. Fig. 1 viser et snitt gjennom en pumpe-enhet i henhold til oppfinnelsen, under bruk. Fig. 2 viser et tilsvarende snitt, under vasking av enheten. I en ikke vist maskin for pakking av produkter som oppfører seg som et fluid, og som særlig består av partikler i suspensjon i en væske, tilfører en tilførselskanal 11 produktet til en pumpe-enhet 12 i henhold til oppfinnelsen, som avgir produktet i utløpskanal 13, som er ført inn i et rør av emballasjematerial (ikke vist), av hvilket de enkelte, fylte pakninger fremstilles på kjent måte.

Hele denne operasjonen med tilførsel og pakking utføres under aseptiske tilstander, for å bevare integriteten og den gode kvalitet i matvarene, og for å sikre disse egen-skaper i lang tid.

Pumpe-enheten i henhold til oppfinnelsen er i det viste eksempel en ensylindrisk doseringspumpe som omfatter et ytre hus 14, i hvilket er anordnet et kammer, som hovedsakelig består av et første, sylinderformet parti 15 som inneholder et pumpestempel 16, idet et hult, konisk, midtre parti 17 rager fra det sylindriske parti 15.

Det hule, koniske parti eller sete 17 kan tilkobles et konisk lukke-element 18, i hvilket er et fremre kammer 19, utstyrt med en første aksial boring 20 for komunikasjon med det sylindriske parti 15, og med to radiale boringer 21 og 22 med 90° avstand, idet disse boringer selektivt, ved å dreies, kan kobles til et tilførselsinnløp 23 og et utløp

24 anordnet i huset 14.

Innløpet 2 3 og utløpet 24 er tilkoblet henholdsvis den til-hørende innløpskanal 11 og utløpskanalen 13 ved hjelp av par av flenser 25 som er utstyrt med en ringformet kobling 26, og det kan tilføres aseptisk damp i en kanal 27 som befinner seg mellom konsentriske ytre og indre ringformede seter 28, i hvilke er anbrakt tetningsringer.

Det koniske lukke-element 18 rager bakover og aksialt til et sylindrisk parti 30 som er forskyvbart inne i et annet hult, sylindrisk parti 29 i det ytre hus 14, idet partiet 30 også er hult og inneholder stempelstangen 31 til et stempel 32 som er festet til stempelstangen. Den annen ende av stempelstangen 31 er lagret inne i en hylse 33 som rager fra stempelet 32 og gjennom lager 39, og hylsen 33 har et ringformet sete 34 som utgjør en stoppeskulder for enden til en ringmutter 35. Ringmutteren 35, som har ut-vendige gjenger, kan skrus og justeres i aksial retning i forhold til stempelstangen 31, i en hylse 36 som har innven-dige gjenger og er festet til en ytre sylinder 37, i hvilken stempelet 32 kan forskyves ved hjelp av luft som tilføres et bakre kammer 38.

En bunn 54 lukker sylinderen 37 ved den annen ende, og er utstyrt med tetninger 55.

Stempelet 32, sylinderen 37 og hylsen 36 avgrenser et kammer 52 som tilføres luft gjennom en boring 56, for å aktivere returbevegelse av stempelet 32 fra en normal, aktiv stilling, for å koble det koniske lukke-element 18 fra det koniske

sete 17.

Tetninger 53 befinner seg inne i ringmutteren 35 og tetter mot hylsen 33.

Det er således anordnet midler for å bevirke forskyvning

av lukke-elementet, i den viste utførelse en dobbeltvirkende sylinder, som er utstyrt med midler for å regulere stempel-ets slaglengde. Ringmutteren 35 kan sperre i valgt stilling ved hjelp av en skrue 40 som er radial i forhold til sylinderen 37.

Enden av det sylindriske parti 30 til det koniske lukke-element 18 holder dessuten en arm 41 som bevirker dreining av det koniske lukke-element 18 mellom to stillinger, for å koble sylinderen 15 til innløpet 23 og til utløpet 24 ved hjelp av de radiale boringer 21 og 22, som er åpne en av gangen, og ved hjelp av den aksiale boring 20.

Utvendig på det sylindriske pari og på stempelet 16, i en sone mellom tetninger 42, er det dannet en aseptisk, steril barriere, ved at det inne i de ringformede kammerene 4 3 og 44 tilføres og sirkuleres steril damp eller kondensat, gjennom innløpskanaler 45 og 46 og utløpskanaler 47 og 48.

Rundt det første, hule, sylindriske parti 15 av det ytre hus 14 er montert en sylindrisk kappe 49, utstyrt med en innløps-kanal 50 og en utløpskanal 51, og inne i kappen sirkuleres et temperatur-regulert fluid eller en væske, for å bestemme den hurtige kjøling eller oppvarmriihg av den store massen som utgjøres av pumpestempelet 16.

Som det fremgår av fig. har både pumpestempelet 16 inne i det første, hule sylindriske parti 15 og det sylindriske parti 30 av det koniske lukke-element 18 inne i det annet, hule, sylindriske parti 10 i huset 14 en viss klaring, hvilket sikrer, foruten en sikker anbringelse og forsyning, meget enkel rengjøring.

Diameteren til det første, hule sylindriske parti 15 er mindre enn den minste diameter til det hule, koniske parti 17, hvilket muliggjør fjernelse av avsetninger av produkter, og muliggjør dessuten en sikker vasking når det koniske lukke-element 18 er i sin bakre stilling (fig.2), på grunn av tilførselen av steril damp eller kondensat under høyt trykk.

Pumpe-enheten eller doseringspumpen 12 i henhold til oppfinnelsen monteres mellom innløpskanalen 11 og utløpskanalen 13, som befinner slik som vist i fig. 1, og tilføres produktet gjennom innløpet 23. Produktet passerer deretter inn i den radiale boring 21 og gjennom den aksiale boring 20,

og fyller det første, hule sylindriske parti 15, idet stempelet 16 er i sin bakre stilling.

Den radiale boring 22 er i dette trinn lukket mot veggen

i det hule, koniske parti 17. Armen 41 bestemmer bare dreiningen av det koniske lukke-element 18, for å stenge innløpet 23 ved å bevege den radiale boring 22 til samsvar med utløpet 24.

Pumpestempelet 16 beveges forover for å skyve og tilføre produktet til beholderen, som ikke er vist. Den forutgående syklus med tilførsel av produktet til pumpe-enheten og der-fra til beholderen gjentas i hele produksjonssyklusen. Dersom de aseptiske tilstander likevel opphører under produksjonssyklusen, eller dersom produksjonen avsluttes, må alt utstyret vaskes og på nytt gjøres sterilt. For dette formål, etter at strømmen av produkt er stanset, tilføres luft gjennom boringen 56. Lufttrykket i kammeret 52 bevirker at stempelet 32 og følgelig det koniske lukke-element 18 som er festet til stempelet beveges bakover. Dette bevirker at innløpskanalen 11 og utløpskanalen 13, det koniske parti 17 av kammeret 19 og det første sylindriske 15 kommer i komunikasjon, slik at alle partier vaskes og steriliseres fullstendig.

Det tilføres vaskevæske og/eller etterfølgende høytrykksdamp eller kondensat for sterilisering. For å sikre dette er både det ytre hus 14 og det koniske lukke-element 18 laget som monolitiske deler uten skiller eller skjøter i de mot hverandre vendende partier som befinner seg mellom innløpet 23 og utløpet 24 samt de ringformede kammerene 43 og 44

som utgjør de aseptiske barrierer.

Etter at pumpe-enheten er vasket, slik at aseptisk tilstand er gjenopprettet, bringes det koniske lukke-element 18 på nytt mot stoppeskulderen i setet 17 ved tilførsel av luft i kammeret 38.

Det er mulig å gripe inn for å justere slaglengden uten å skade den koniske kobling, ved å fjerne låseskruen 40 og påvirke ringmutteren 35, for å endre stoppestillingen og endestillingen til stempelet 3-2, ved å flytte det ringformede sete 34 for hylsen 33. Etter at den ønskede justering er foretatt sperres ringmutteren 32 ved hjelp av skruen 40. I denne forbindelse er det gunstig at de samvirkende gjenger på ringmutteren 35 og i hylsen 36 er av en type med liten stigning, for å muliggjøre micrometerjusteringer.

Både ved justeringen og ved anbringelsen av det koniske lukke-element 18 i setet 17 er lageret 39 særlig nyttig, sammen med klaringen mellom det annet sylindriske parti 29 og pumpehuset 14 og det sylindriske parti 30 på det koniske lukke-element 18. Det oppnås selvsentrering av lukke-elementet, selv om det mellom komponentene, og nærmere bestemt mellom de partier som etter hvert kommer i innbyrdes kontakt, ikke er nøyaktige toleranser.

Fortrinnsvis er, i henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, skråvinkelen til den koniske kobling omtrent 20°, og materialet i det koniske lukke-element 18 er keramisk, mens stempelstangen 31 av stål har skruelinjeformet kontur, for bedre innbyrdes kontakt med det keramiske material, f.eks. ved hjelp av en harpiks, slik som araldit, for å muliggjøre en hovedsakelig fleksibel kobling og bedre tetning mellom de flater som er i innbyrdes anlegg.

Claims (10)

1. Pumpe-enhet for fylling av beholdere som dannes i embal-lasjemaskiner, anbrakt slik at den atskiller en tilførsels-kanal (11) og en utløpskanal (13) for produktet som skal pakkes, hvilket er av en type som oppfører seg som et fluid, hvilken enhet hovedsakelig omfatter et pumpehus (14) som inneholder et kammer avgrenset av et første, sylindrisk parti (15) som inneholder et forskyvbart pumpestempel (16), og av et konisk parti (17) , i hvilket befinner seg et konisk, hult lukke-element (18) som er dreibart, for selektivt å forbinde innløpskanalen (11) og utløpskanalen (13) med det første sylindriske parti (15), karakterisert ved at det koniske lukke-element (18) også kan forskyves aksialt i forhold til det koniske parti (17), for å sammenkoble både innløpskanalen (11), ut-løpskanalen (13) og det koniske parti (17) i huset (14), idet det er anordnet midler (32, 37) for å bevirke den aksiale forskyvning.

2. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at det koniske lukke-element (18) rager bakover i et sylindrisk parti (30), til hvilket er tilkoblet en drivanordning (32, 37) som kan forskyves inne i et annet sylindrisk parti (29) av pumpehuset (14), idet aseptiske tetningshulrom (43, 44) er anordnet mellom det første sylindriske parti (15) av huset og stempelet (16) samt mellom det annet sylindriske parti (29) av huset og det sylindriske parti (30) av det koniske lukke-element (18) .

3. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at drivanordningen (32, 37) er en dobbeltvirkende sylinder (37), festet til pumpehuset (1.4) , omfattende et stempel (32) som holder en stempel-stang (31) festet til det koniske lukke-element (18), idet sylinderen (37) er utstyrt med midler (35, 40) for justering av slaglengden til stempelet (32).

4. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at det utenpå det første sylindriske parti (15) er anordnet en kappe (49), i hvilken kan tilføres et temperatur-regulert fluid.

5. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakter i,.sert ved at den er tilkoblet kanalen (11) for tilførsel av produkt og kanalen (13) for utløp av produkt ved hjelp av flenser (25) utstyrt med aseptiske tetningshulrom (27).

6. Pumpe-enhet som angitt i krav 2, karakterisert ved at det første sylindriske parti (15), det koniske parti (17) og det annet sylindriske parti (29) av pumpehuset (14) er fremstilt i et stykke.

7. Pumpe-enhet som angitt i krav 2, karakterisert ved at det koniske lukke-element (18) og det bakre sylindriske parti (39) er fremstilt i et stykke.

8. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at det koniske lukke- element (18) er selvsentrerende i forhold til det koniske parti (17) , og at det koniske lukke-element (18) er tilkoblet drivanordningen (32, 37) via mellomliggende,,elas-tiske midler (39) som kan reguleres.

9. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at den minste diameter til det koniske parti (17) ikke er mindre enn diameteren til det første sylindriske parti (15).

10. Pumpe-enhet som angitt i krav 1, karakterisert ved at det koniske lukke-element (18) er av keramisk material, og er koblet til drivanordningen (32, 37) ved hjelp av en fleksibel kobling.