用于处理容器的设备和方法

摘要

本发明涉及用于处理容器的设备(1)，包括用于接收所述容器的清洁腔(2)和至少一个流体操作驱动器(4)；所述清洁腔(2)中提供有第一压强，所述驱动器(4)至少部分设置在所述清洁腔(2)内，所述驱动器(4)至少有时在低于所述第一压强的压强下工作。

权利要求

1.一种用于处理容器的设备(1)，包括用于接收所述容器的清洁腔(2)和至少一个流体操作驱动器(4)；所述清洁腔(2)中提供有第一压强，所述驱动器(4)至少部分设置在所述清洁腔(2)内，其特征在于，所述驱动器(4)至少有时在低于所述第一压强的压强下工作；所述驱动器(4)具有两个工作空间(6,8)，所述两个工作空间(6,8)由活动件(10)分隔，且可在这两个工作空间(6,8)中引入流体；第一工作空间(6)中的流体至少有时具有不同于第二工作空间(8)中的压强的压强，其中在清洁腔(2)中总是提供有大于两个工作空间(6,8)中的压强的压强。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，至少一个所述两个工作空间(6,8)至少有时流体连通到至少一个用于生成负压的构件。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一压强高于环境压强。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述清洁腔(2)中提供有用于传送容器的传送装置。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述流体是气体。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述流体是空气。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括至少一个传感装置，用于监控设备参数，所述设备参数选自由压强参数、污染度、移动参数、温度、以及它们的组合构成的参数组。

8.通过负压操作的驱动器(4)用于清洁腔(2)内至少一个容器处理装置的无污染驱动的应用，其特征在于；所述驱动器(4)具有两个工作空间(6,8)，所述两个工作空间(6,8)由活动件(10)分隔，且可在这两个工作空间(6,8)中引入流体；第一工作空间(6)中的流体至少有时具有不同于第二工作空间(8)中的压强的压强，其中在清洁腔(2)中总是提供有大于两个工作空间(6,8)中的压强的压强。

9.一种用于处理容器的方法，其中在用于接收容器的清洁腔(2)中提供第一压强，且至少部分设置于所述清洁腔(2)内的至少一个驱动器(4)是流体操作，其特征在于，所述驱动器(4)至少有时在低于第一压强的压强下操作；所述驱动器(4)具有两个工作空间(6,8)，所述两个工作空间(6,8)由活动件(10)分隔，且可在这两个工作空间(6,8)中引入流体；第一工作空间(6)中的流体至少有时具有不同于第二工作空间(8)中的压强的压强，其中在清洁腔(2)中总是提供有大于两个工作空间(6,8)中的压强的压强。

说明书

用于处理容器的设备和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及处理容器的设备和方法。

背景技术

[0002] 在包括清洁腔的容器处理设备中，直到现在还利用气压缸驱动装置。，该装置安装在清洁腔中，并可在高达12巴的工作气压下操作。该气压缸也可使用无菌气体来工作。然而，这一方法是不够的。因为，在使用无菌气体的一般概念的情况下，该汽缸和通向该汽缸所有管线，包括内置阀，必须是无菌的。气动系统的无菌操作是非常困难的，也就是说，现有技术中已知的气动系统不适合无菌腔。在许多情况下，可采用电磁系统来替代气动系统，但是电磁系统同样具有许多不足。

发明内容

[0003] 因此，本发明的目的在于，提供一种用于处理容器的设备和方法，其能够以简单和廉价的方式在清洁腔中可靠和无污染地应用和使用气动系统。

[0004] 根据本发明，上述目的是通过用于处理容器的设备来实现的，该设备包括用于接收所述容器的清洁腔，也就是，所述设备特别包括接收区，在该接收区中优选没有或几乎没有任何杂质或污染物出现。

[0005] 清洁腔通常的特点是其内部压强高于周围环境的压强。10帕斯卡的压差足以赶走微生物。为了维护该清洁腔，依照该清洁腔的规则，清洁腔内部的压强特别总是大于环境压强和/或清洁腔内部提供的流体装置的液压。因此，清洁腔中可具有第一压强。

[0006] 该设备还包括至少部分设置在所述清洁腔中的至少一个流体操作驱动器(fluid-operable actuator)。该流体操作驱动器优选用作例如驱动一个或多个闭合塞、一个或多个夹持控制件和/或类似物，通常用于驱动设置在清洁腔内的容器处理装置。可以想象的到，流体操作驱动器设计成像闭合塞、夹子控制件和/或类似装置。

[0007] 根据本发明，该(流体操作)驱动器优选至少有时、特别优选一直或专门在低于第一压强的压强下工作。优选地，所述第一压强至少与环境压强相等，且特别优选高于环境压强。

[0008] 该实施例的优点在于，采用简单且廉价的方法在用于接收容器的清洁腔中安全地使用气动系统。

[0009] 容器可被理解为优选意指瓶子、筒、罐、袋子或类似物。此外，该容器优选具有外螺纹和设置在该外螺纹下方的项圈。同样地，可以想象的是，容器可以是将要膨胀以形成瓶子或类似物的预制件。此外，容器可优选装有食品、饮料和消费品。

[0010] 在本发明的进一步的优选实施例中，该驱动器具有至少两个工作空间，这两个工作空间由一活动件分隔，且可在这两个工作空间中引入流体。在此，该活动件优选理解为圆柱状、活塞状或盘状件，但是具有球形或平坦表面的配置也是可行的。该工作空间优选为气缸的工作空间，也就是，不管活动件处于何种位置，该工作空间的体积和优选总是为相同的总体积。

[0011] 在本发明的进一步的优选实施例中，至少一个所述工作空间是至少有时流体连通到至少一个用于生成负压的构件。可以想象的是，全部的工作空间总是连接到用于生成负压的构件或者是用于生成负压的同一构件。该用于生成负压的构件优选设计成泵，也就是例如真空装置或类似物。然而，也可能的是可在一个工作空间中设置弹性件，该弹性件将所述活动件偏置到某一位置。

[0012] 这一实施例的优点在于流体至少可以从一个工作空间吸走。吸走流体可移动该活动件，由于活动件的移动，负压将作用于该工作空间使得该工作空间的大小减小，且第二工作空间由于其体积增大将从周围环境吸收流体或从另一固定容器吸收流体，该固定容器流体连通到所述第二工作空间。

[0013] 这同样是有好处的，由于活动件的移动无需施加正压即可实现。由于清洁腔中的压强总是大于工作空间中的压强，因此排除了任何对清洁腔的污染。即使在清洁腔有缺陷或是在清洁腔上特别提供有开口或是出口的情况下，优选物质仅从清洁腔排出而不会进入该清洁腔。

[0014] 在本发明的进一步的优选实施例中，第一工作空间中的流体至少有时具有不同于第二工作空间中的压强的压强，其中在清洁腔中总是提供有大于工作空间中的压强的压强。因此，同样可以想象的是，可以在一个工作空间中施加正压，而在另一工作空间中施加负压，该正压特别优选低于清洁腔中的压强。

[0015] 这一实施例的优点在于，当在第一工作空间中生成负压时，没有压强反作用于另一或第二工作空间中的活动件的运动，因此活动件可以更快速地移动。

[0016] 在本发明的进一步的优选实施例中，第一压强高于环境压强。该实施例的优点在于，可以防止微生物、病毒、污垢和/或类似物渗透到清洁腔中。

[0017] 在本发明的进一步的优选实施例中，在清洁腔中提供有用于传送容器的传送装置。在该情况下，同样可以想象的是，该容器可由传送装置的方式移进该清洁腔和/或移出该清洁腔。该移动的速度可作为另一参数的函数可控，或可以是预设的，如按照期望的速度预设。

[0018] 例如，该传送装置可以是传送轮，其上设有多个夹持装置或固定装置，用于固定容器。然而，传送链、传送带或类似物也是可行的。

[0019] 在本发明的进一步的优选实施例中，该流体是液体、气体或是液体/气体混合物。然而，该流体优选是工作气体，其特别优选是空气。优选地，可在清洁腔内一起提供该传送装置和用于处理容器的处理装置。所述处理装置可包括例如闭合单元、杀菌单元、填充单元和类似单元。

[0020] 在本发明的进一步的优选实施例中，提供有至少一个传感装置用于监控设备参数，该设备参数选自由压强参数、污染度、移动参数、温度、以及它们的组合和/或类似参数构成的参数组。该实施例的优点是由于采用了精确监控，因此可以控制对容器的处理。

[0021] 本发明还涉及使用通过负压方式操作的驱动器无污染驱动清洁腔内至少一个容器处理装置。该实施例的优点在于处理装置的驱动，特别是闭合塞、夹持控制件的驱动，可通过负压操作的驱动器以廉价且安全的方式实现。

[0022] 此外，本发明涉及用于处理容器的方法。在该方法中，在用于接收容器的清洁腔中提供第一压强，且至少部分设置于所述清洁腔内的至少一个驱动器是流体操作的。根据本发明，该驱动器至少有时在低于第一压强的压强下操作。该驱动器是优选一直在低于第一压强的压强下操作。

[0023] 在这一点上，需要指出的是，在本申请中的全部特征，以或单独或相互组合的有利方式发展了一般的容器处理装置或现有技术已知的容器处理装置。本发明的其他优点、目的和特征将通过附图的下述说明进行解释，其中通过示例的方式示出了清洁腔中的容器处理装置。此处，所述容器处理装置中至少实质上就其功能而言在附图中对应的组成部分可利用相同的标号指示。

附图说明

[0024] 附图中：

[0025] 图1示出了用于容器的处理装置中的驱动器的设置，其中该驱动器至少部分地设置在所述处理装置的清洁腔内；

[0026] 图2示出了第一无菌灌注设备的示例；

[0027] 图3示出了第二无菌灌注设备的示例；

[0028] 图4示出了根据本发明的驱动该装置的气体系统的示例；

[0029] 图5示出了第一状态的填充机；且

[0030] 图6示出了第二状态的填充机。

[0031] 标号清单：

[0032] 1 用于处理容器的设备

[0033] 2 清洁腔

[0034] 4 驱动器

[0035] 6 第一工作空间

[0036] 7 第一流体管线

[0037] 8 第二工作空间

[0038] 9 第二流体管线

[0039] 10 活动件

[0040] 12 传动件

[0041] 14 无菌灌注设备(干法杀菌)

[0042] 15 无菌灌注设备(湿法杀菌)

[0043] 16 容器

[0044] 18 预热处理星形轮

[0045] 20 杀菌处理星形轮

[0046] 22 吹塑处理星形轮

[0047] 24 填充机

[0048] 26 闭合机

[0049] 28 容器传送单元

[0050] 30 容器入口

[0051] 32 容器出口

[0052] 34 壳体

[0053] 36 隔离墙

[0054] 38 保护

[0055] 40 门

[0056] 42 容器弹出装置

[0057] 44 漂洗星形轮

[0058] 46 容器处理星形轮

[0059] 48 容器旋转星形轮(用于向上旋转容器)

[0060] 50 容器旋转星形轮(用于向下旋转容器)

[0061] 52 旋转轴

[0062] 54 填充阀

[0063] 56 液压密封

[0064] 58 清洗头

[0065] D 密封

[0066] V1 阀1

[0067] V2 阀2

[0068] V3 阀3

[0069] V4 阀4

[0070] X X方向

[0071] Y Y方向

[0072] Z1 气压缸1

[0073] Z2 气压缸2

[0074] Z3 气压缸3

[0075] Z4 气压缸4

[0076] P1 清洁腔中的压强

[0077] P2，p3 压强

[0078] pat 环境压强

具体实施方式

[0079] 图1示出了用于处理容器的装置1，其包括清洁腔2。容器可引入到该清洁腔中并在其中进行处理。流体，特别是无菌气体，如无菌空气，可具有第一压强P1或以第一压强P1提供到该清洁腔中，该压强P1优选可调。该容器可引入到和/或移入清洁腔内，例如手动或以传送装置的方式自动将容器引入到和/或移入清洁腔内。在该情况下，将要引入该清洁腔2的容器可单独引入和/或打包引入到清洁腔2中。

[0080] 标号4是指优选至少部分设置在清洁腔2内且具有第一工作空间6的驱动器。在该第一工作空间6上可设置有第一流体管线7以将流体引入该工作空间6或将流体从该工作空间6放出。该驱动器4，其优选设计成气压缸，也可具有第二工作空间8。在该第二工作空间8上可提供有第二流体管线9以将流体引入该工作空间8或将流体从该工作空间8放出。

[0081] 工作空间6和8优选以下列方式通过活动件10彼此间隔开：在各个工作空间6和8中提供优选至少有时不同的压强P2和P3。此外，可以想象的是，可将不同的流体引入工作空间6和8中。优选地，然而可将空气作为工作气体引入工作空间6和8每一个中。该工作空间6和8优选具有总是相同的总体积。两个压强P2和P3低于压强P1，特别是不管活动件10在什么位置，两个压强P2和P3都低于压强P1。

[0082] 特别优选，传动件12与活动件10接触。可以想象的是，活动件10和传动件12可设计成同一组件。由于活动件10和传动件12之间的连接，活动件10在方向X上的位移优选同样导致传动件120的移动。优选地，所述传动件12的移动和所述活动件10的移动至少部分同步。标号Pat是指(特别是大气中)环境压强，其低于清洁腔中的压强P1。

[0083] 如图1中所示，该驱动器4朝向X方向，但同样可朝向Y方向或朝向X和Y分量所定义的方向。当然，如果需要的话，该驱动器也可朝向与X/Y平面呈直角的Z方向(未示出)。该传动件12可优选设计成传力件，且优选可作用于另一装置。

[0084] 同样可以想象的是，在该清洁腔2中可提供多个驱动器4或该多个驱动器可至少部分地位于该清洁腔2中，且这些驱动器4可单独控制。同样可以想象的是，这些驱动器4可至少部分串联和/或并联链接。

[0085] 如果在管线9上施加负压P2(其小于P3)，且P1＞P2，该传动件12伸出。至多Pat可位于管线7和第一工作空间6中。因此，该清洁腔的规则(P1＞Pat且P1＞P2)没有被打破。

[0086] 相反地，如果在管线7上施加负压(P3＜P2)，该传动件回缩，且至多Pat可位于管线9和第二工作空间8中。在这种情况下，该清洁腔的规则也没有被打破。

[0087] 图2示出了使用干法杀菌工艺的无菌灌注设备，在该情况下，使用热H2O2气体。该干法杀菌工艺可包括使用电子束来对容器消毒。

[0088] 图2示出的无菌灌注设备14用于处理容器16。该容器16优选设计成瓶子。该容器16可经预热处理星形轮18(用于预热该容器的处理星形轮，例如使用热空气)和处理传送单元28和容器弹出装置42引导或传送到杀菌处理星形轮20(用于例如使用H2O2气体对容器杀菌的处理星形轮)。在杀菌处理星形轮20中的容器处理之后，所述容器可通过另一容器传送单元28和另一容器弹出装置42传送到用于通过吹塑膨胀该容器的处理星形轮22。容器弹出装置42(未详细示出)可从容器传送单元28移除没有正确处理的容器。该容器弹出装置42可通过例如根据本发明的装置来控制。优选在吹塑处理星形轮22(用于通过吹塑膨胀该容器的处理星形轮)之后，在容器16的传送路径中再次提供容器传送单元
28和容器弹出装置42，通过提供容器传送单元28和容器弹出装置42，可以将容器16传送到填充机24。优选在该填充机24之后，在容器16的进一步的传送路径中再次提供容器传送单元28和容器弹出装置42用于传送优选至少部分填充的容器到闭合机26。该闭合容器优选通过容器传送单元28和容器弹出装置42的方式传送到容器出口32。

[0089] 预热处理星形轮18、杀菌处理星形轮20、吹塑处理星形轮22、填充机23、闭合机26和容器出口32所在的各区域都通过隔离墙36彼此分隔开。

[0090] 标号30是指容器入口，经该容器入口可将容器16从上游处理装置和/或进给装置进给到灌注设备14。该容器入口30由壁件38保护，其中例如除了门40以外，还可以提供观察窗。可在上述装置所在区域中提供合适的观察和存取装置。环境压强Pat优选位于灌注设备14外，压强P1优选至少位于该装置的各个部分中。

[0091] 图3示出了使用湿法杀菌工艺(如使用过氧乙酸(PAA))的无菌灌注设备15。该灌注设备15包括填充机24。在该填充机24的下游提供有闭合机26和多个容器传送单元28。优选地，在容器16的传送路径的相反路径(也就是在填充机24上游的容器的传送路径)至少提供有容器弹出装置42、容器旋转星形轮50、漂洗星形轮44、容器传送单元28和/或容器弹出装置42、容器处理星形轮46和/或其他可能包括的装置(如用于容器16的向上旋转的容器旋转星形轮48)。

[0092] 如图2和3中示出的设备优选“原地清洗(CIP)”和/或“原地杀菌(SIP)”设备和其他特别适合弱酸产品的灌装的设备，其中在大多数情况下，多数机械系统都在清洁腔2外提供。在本领域技术术语中，这称作小型清洁腔2或(颈环)隔离器(isolator)。在小型清洁腔2(如该清洁腔)中，具有相对较少的气动系统。在清洁腔2中无需容器或盖子弹出装置。特别地，气压缸Z适合驱动这样的装置。气压缸Z特别适合中断容器或盖子流程的装置。

[0093] 对于强酸或碳酸产品或经过冷冻链到达消费者的产品，该处理机一般放置在大型清洁腔12中。也就是说，整个容器处理机器都位于清洁腔2中。用于生成清洁腔气压的颗粒过滤器(particle filters)通常位于清洁室壳体的顶部。其结果是，大量的气动驱动器位于该清洁腔2内。

[0094] 某些可能的使用包括例如容器或盖子传送系统的操纵、介质阀的驱动(产品/清洁介质/杀菌介质)、闭合件(盖子弹射和夹持控制)、容器的向上和向下旋转、处理件的位移运动，如清洗嘴、填充件和闭合件。

[0095] 图4通过示例的方式示出了气体系统示意图。气压缸Z1和Z2回缩，汽缸Z3延伸。气压缸Z4示出了在清洁腔2上凸缘设置的汽压缸。阀V1-V4设计成5/2-通道阀，且优选位于清洁腔2外。

[0096] 图5和图6示出了特别适合的使用示例。在产品或介质路径的清洁和/或杀菌过程中，清洗头58闭合填充阀54。该清洗头58由凸缘设置的汽压缸Z驱动。通过密封D，如迷宫式密封、唇形密封、风箱式密封，可将汽压缸工作空间与清洁腔2分隔。

[0097] 在生产模式中，优选没有压强施加给p2(p2＝Pat)，且将负压施加给p3(这确保清洗头58不会移入)。如果接着将清洗头58移入，将负压施加给p2，可在这种情况下将正压施加给p3，因为连通p3的工作腔并不直接邻接清洁腔2。这样可放大清洗头58所需的闭合压力。

[0098] 清洁腔2优选绕旋转轴52的圆周方向上延伸，且清洁腔的第一部分相对于清洁腔的第二部分的移动以绕旋转轴52旋转的方式发生。通过液压密封56，优选可确保清洁腔是密封好的。标号14和15是指图5和6示出的设置可以应用到使用干法杀菌或使用湿法杀菌的无菌灌注设备中。

[0099] 本申请文件中公开的所有特征对本发明而言均是必要的，不论是单独或相互结合，相比于现有技术均是新颖的。