СИСТЕМА ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ ЕМКОСТЕЙ И БУТЫЛОК ИЗ ПЭТ
SYSTEM FOR STERILISATION OF VESSELS AND BOTTLES FROM PET

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к стерилизации поверхностей изделий и газов, а именно к стерилизации, осуществляемой, преимущественно, посредством взаимодействия электронов с поверхностями изделий и окружающей средой, с газами или воздухом, находящимися или проходящими через них, а также синергическим последствиям подобного взаимодействия.
Уровень техники
В области медицины, фармацевтического производства и пищевой переработки необходимость в стерилизации имеет решающее значение для защиты от вредных микроорганизмов. Большинство используемых в настоящее время методов стерилизации предусматривают, чтобы стерилизующее вещество постоянно проникало в стерилизуемое изделие. К подобным методам относится тепловая стерилизация, когда стерилизуемое изделие подвергается нагреву и воздействию давления, например, в автоклаве. Нагрев и давление проникают в стерилизуемое изделие и через какое-то время убивают вредные микроорганизмы. Газы, такие как перекись водорода или этиленоксид, также используются для стерилизации изделий. Для полной стерилизации газу необходимо полностью проникнуть в изделие. При другом методе стерилизации используется ионизирующее излучение, например гамма-излучение, рентгеновские лучи или электроны высокой энергии.
Между тем, существует множество обрабатываемых изделий, на которые взаимодействие со стерилизующими веществами оказывает негативное влияние. Например, к их числу относятся изделия, которые расплавляются или портятся при нагревании, продукты, которые портятся или вступают в реакцию с химическими стерилизующими веществами, а также материалы, которые кардинально меняются после облучения высокой энергией, в особенности ионизирующим излучением. Ранее считалось, что негативное влияние не сказывается, если воздействие ионизирующего излучения ограничивается поверхностью обрабатываемого изделия. Однако поскольку ионизирующее излучение преимущественно создается мощными пучковыми генераторами, такими как ускорители, то и получаемый пучок излучения по своей природе является проникающим.
В US 4801427 раскрывается способ сухой стерилизации медицинского оборудования электрическими разрядами в газообразной среде, порождающими активную плазму. В одном из вариантов реализации изобретения Якоб (Jacob) раскрывает способ, при котором изделия помещаются на транспортерную ленту, переносящую их к зоне, где всплеск атмосферного давления создается коронным разрядом в окружающем воздухе. Плазма образуется за счет разряда между транспортерной лентой, заземленной и выступающей в качестве катода, и множеством игловидных форсунок, выступающих в качестве анодов, рассеивающих ионизирующий газ; данный газ может быть окисляющим газом, таким как кислород, или восстановительным газом, таким как водород.
В US 5200158 раскрывается стерилизация воздействием на изделие газовой плазмы, создаваемой электрическим разрядом в газообразной среде при пониженном давлении. Для создания плазмы рекомендуется использовать водород, кислород, азот и инертные газы.
В отличие от подхода, описанного в данном патенте, основанном на использовании высокой энергии, US 3780308, выданный С.Набло (S.Nablo), раскрывает стерилизацию поверхностей изделий при помощи электронов низкой энергии, хотя энергия в начальной точке исключительно высокая. Одним из преимуществ использования электронов низкой энергии является то, что поскольку они не проникают вглубь изделия, они не изменяют механические свойства стерилизуемого материала.
Набло развил свою идею в US 4652763, в котором раскрывается использование пучка электронов, обладающих достаточной энергией для проникновения во внешний слой, но недостаточной для прохождения во внутренний слой обрабатываемого материала.
В ряде патентов раскрывается использование газовой плазмы для стерилизации поверхности. В US 3948601 Фразер (Fraser) и другие раскрывают использование непрерывного режима газовой плазмы, подаваемой при очень низком давлении в камеру, в которую помещено изделие для стерилизации. Холодная плазма непрерывно образуется в газе, таком как аргон, посредством воздействия радиочастотного поля. Одна из проблем, возникающая при использовании ранее сконструированных устройств, связана с обработкой трехмерных объектов, таких как пробирки, кюветы, муфты. Иногда подобные объекты имеют профиль, имеющий мертвые зоны для пучка ионизирующего облучения, и порой даже диффузионный разряд, такой как электроны или химически активные ионы, не может достичь этих областей, что приводит к неполной стерилизации. Решение может быть найдено путем вращения или расположения стерилизуемого изделия под другим углом.
Другое возможное решение, заявленное в US 6623706 В2, заключается в использовании двух генераторов электронов, расположенных один напротив другого относительно обрабатываемого изделия таким образом, что каждый из них перекрывает мертвую зону другого.
В последнее время появилось много публикаций и патентов, связанных со способами стерилизации, в частности, в US 6682696 B1, 2004 рассматривается использование перекиси водорода, в US 2004/022, 673 предлагается использование перуксусной кислоты, формалина и т.п., в US 6945013 используется перекись водорода и озон. В US 2006/0032189, а также в US 2007/0065335 и US 64322792002 предлагается использование озона и водного раствора озона.
Таким образом, главная техническая проблема, требующая решения, заключается в обеспечении стерилизации емкостей со сложной формой без применения температуры, разрушающей непосредственно саму емкость, например емкость из ПЭТ.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить систему для стерилизации, герметизации и маркировки емкостей и бутылок из ПЭТ, способную решить упомянутые выше проблемы. Решение осуществляется посредством системы для стерилизации емкостей и бутылок из ПЭТ по пункту 1 формулы изобретения.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, упомянутые проблемы решаются посредством способа стерилизации по пункту 12 формулы изобретения.
Зависимые пункты раскрывают предпочтительные варианты реализации изобретения, являясь, таким образом, составной частью настоящего описания.
Краткое описание чертежей
Дополнительные особенности и преимущества настоящего изобретения станут более понятны в свете подробного описания предпочтительного, хотя и не эксклюзивного, варианта реализации системы для стерилизации, герметизации и маркировки емкостей и бутылок из ПЭТ, показанной на не ограничивающих примерах, при помощи соответствующих чертежей, где на:
фиг.1 показана принципиальная схема стерилизации емкостей посредством облучения;
фиг.2. показана конструкция, аналогичная предшествующей фигуре, на которой стерилизуемые емкости помещаются под другим углом к источнику облучения;
фиг.3 показана принципиальная схема, на которой стерилизуемые емкости движутся по окружности и по очереди подвергаются облучению;
фиг.4 показана иная, относительно предшествующей фигуры, схема облучения емкостей;
фиг.5 показан вид системы стерилизации в разрезе, иллюстрирующий барабанную систему подачи и генератор потока электронов;
фиг.6 показана часть вертикальной секции, относящейся к предыдущей фигуре, иллюстрирующая область облучения емкостей и соответствующих колпачков, генератор и соответствующий ускоритель электронов;
фиг.7 показан трехмерный вид системы с открытыми экранирующими частями, позволяющими частично видеть систему подачи емкостей рядом с областью загрузки;
фиг.8 показан еще один трехмерный вид системы, по которому можно определить положение стерилизационного барабана, впускного барабана и выпускного барабана для емкостей, все три барабана образуют систему подачи;
фиг.9 показан вид сверху зажима для захвата стерилизуемой бутылки;
фиг.10 показан зажим из предшествующей фигуры в косоугольной изометрии;
фиг.11 показана разработанная система вращения и промывки емкостей, промывочная форсунка которой вставляется в выдуваемую емкость;
фиг.12 показана система перед ее пуском.
Одинаковые позиции и буквы на фигурах обозначают одинаковые элементы и компоненты.
Подробное описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
Инновационная, гибкая и полностью компьютеризированная система включает один или более генераторов 1 электронов низкой энергии, порядка примерно 200-400 кэВ, генераторы 3 магнитного поля или отражатели, а также программируемые постускорительные секции для пучка электронов, позволяющие в максимальной степени использовать особенности пучка электронов как в области стерилизации, так и в области полимеризации, как для герметизации поверхности бутылок, так и для их маркировки, а также для их стерильного наполнения.
Настоящее изобретение наилучшим образом реализует синергию всех характеристик и различных особенностей пучков электронов в новых системах формования, стерилизации и заполнения емкостей из ПЭТ: стерилизации, производства озона, плазмы, полимеризации, нагрева и генерации рентгеновских лучей и т.д., за счет использования нового способа нагрева на основе технологии воздушно-плазменного напыления (APS), обеспечивая:
1) оптимизацию равномерности дозировки;
2) использование программируемых на ПК источников электронов порядка 200-400 кэВ, включая, по меньшей мере, один сканирующий раструб или излучатель 2 с окном 21, при этом пучок входит под углом 90°;
3) использование программируемых на ПК магнитных полей 31 для отклонения рассеянных электронов;
4) использование программируемых на ПК пост-ускорительных полей электронов, возникающих в секторах для генерирования рентгеновских лучей;
5) гибкий и программируемый на ПК растр или ориентация развертки пучка;
3
6) стерилизация оборудования, среды и емкостей при помощи О, созданного пучком электронов и ультрафиолетовыми лучами;
7) полимеризация герметизирующей краски пучком электронов;
8) полимеризация оттиска даты, маркировки и т.д. пучком электронов;
9) нагрев по технологии APS.
Таким образом, целью настоящего изобретения является интегрированная, гибкая и компьютеризированная система для стерилизации, в общем, и, в частности, для преформ, бутылок и емкостей из ПЭТ, в которой используется ионизирующее облучение, не оказывающее отрицательного воздействия на основу из ПЭТ. Одной из основных целей, фактически, является получение стерильной емкости за счет использования прямого облучения, а также всех остальных устройств, которые будут раскрыты, оптимизируя, таким образом, равномерность дозировок, воздействующих на емкость. Эта интегрированная и гибкая система более эффективна и экономична чем ранее созданные устройства для стерилизации, поскольку она объединяет в себе непосредственное воздействие пучка электронов низкой энергии с синергетическим эффектом воздействия рентгеновских лучей, озона и плазмы, создаваемых непосредственно самим пучком электронов, а также использует процессы нагрева и технологию APS.
Задача эффективной стерилизации достигается изобретением без использования высоких энергий, требующих дорогостоящего и громоздкого оборудования, а также без использования излишне высокой и дорогостоящей мощности, оборудование для которой к тому же должно быть сертифицировано на соответствие особенно жестким и ограничительным медицинским стандартам, вместо этого в нем реализуется синергия пучка электронов со связанными с ним эффектами: плазма, озон, рентгеновские лучи, стерилизация и полимеризация.
Подобная синергия достигается за счет использования соответствующих и специальных устройств, таких как:
1) компактное выпускное окно 21 для электронов, для использования соответствующих магнитных полей 31, при этом окно вытянуто, например, вертикально, что обеспечивает непосредственное и одновременное облучение, по меньшей мере, двух бутылок, которые могут быть разными по размеру и по форме, при этом за счет наиболее оптимального расположения каждая бутылка может проходить, по меньшей мере, дважды через пучок, что обеспечивает максимальную равномерность дозировки (фиг.1 и 2);
2) улучшенная равномерность дозировки также достигается благодаря использованию (фиг.3 и 4) соответственно расположенных программируемых на ПК магнитных полей 31, которые направляют рассеянные электроны, выходящие через тонкое титановое окно 21, с отверстием предпочтительно порядка 0,15-0,05 мкм, к «мертвым» зонам бутылки, горлышка и дна;
3) дополнительные преимущества по равномерности дозировки достигаются за счет расположения бутылки под соответствующим углом, см. фиг.1 и 2, относительно пучка 11 путем вращения бутылки, например, вокруг ее собственной оси симметрии, и эффективность увеличивается за счет двукратного прохождения под пучком;
4) еще одним важным фактором, обеспечивающим равномерность дозировки, является программирование на ПК излучающего растра, что позволяет получить соответствующую дозировку в соответствующих местах;
5) другим важным фактором для процесса стерилизации является расположение в определенных местах мишеней или отражателей 4, выполненных из тяжелых металлов, таких как вольфрам, тантал, гафний и т.д., ориентированных так, чтобы передать и усилить эффект стерилизации рассеянными электронами за счет одновременного создания рентгеновских лучей; по меньшей мере, одна мишень предназначена для преобразования от 0,1% до 5% излучаемой энергии в рентгеновское излучение;
6) наконец, введение в бутылку капли жидкого кислорода ускоряет, под воздействием электронов, выработку озона, что в значительной степени способствует стерилизации внутренней поверхности емкости.
Система включает систему воздушной фильтрации, предназначенную для создания первого избыточного давления в области подачи (IN) и области извлечения (OUT) емкостей и второго избыточного давления, ниже первого избыточного давления, в области облучения емкостей.
С целью дополнительной оптимизации синергии за счет использования электронных пушек, система обеспечивает:
7) место на траектории бутылок, в котором на них наносится микропористая водонепроницаемая краска, которая может полимеризоваться под воздействием электронов и которая соответственно полимеризуется при прохождении через пучок;
8) аналогичным образом, на траектории бутылок имеется место, в котором краской, полимеризующейся под воздействием пучка электронов, наносится специальная маркировка, дата и т.п.
Изобретение также расширяет синергию за счет использования пучков электронов для стерилизации целой системы производства и/или обработки преформ и/или бутылок, используя и направляя в нужном направлении на данном подготовительном этапе генератор электронов на различные сектора системы для обеспечения требуемой стерилизации за счет корректировки энергии пучка, использования регулируемых магнитных полей, соответствующим образом расположенных и ориентированных мишеней из тяжелых металлов и капель жидкого кислорода.
В этой гибкой системе, технология использования пучка электронов для стерилизации дополняется новой технологией нагрева на основе нанесения омических резистивных элементов непосредственно на подлежащие нагреву элементы за счет использования технологии APS.
Новая технология APS может использоваться с данной инновационной системой всегда, когда это экономически целесообразно для нагрева оборудования и компонентов как при стерилизации, так и при расплавлении пластиковых материалов для производства преформ для бутылок и т.п. Схематичное изображение функционирования данной технологии показано на фиг. с 1 по 4.
Согласно фиг.1, генератор пучка 11 электронов облучает через раструб 2 пару бутылок или емкостей 10, которые необходимо простерилизовать. Соответствующее направление придается пучку 11 электронов посредством магнитных полей 31, создаваемых генераторами 3 магнитного поля таким образом, чтобы сфокусировать его на всех областях бутылки при ее вращении вокруг собственной оси симметрии. Также показаны упомянутые ориентированные мишени 4, настроенные для отклонения упомянутого пучка электронов 11 в направлении областей бутылки, которые наиболее критичны в процессе стерилизации.
В отличие от фиг.1, фиг.2 предлагает расположение бутылок 10 под другим углом относительно направления пучка электронов 11.
На фиг.3 показан пример, в котором бутылки 10 расположены под другими углами относительно предшествующей фигуры по отношению к излучаемому пучку электронов 11. По меньшей мере, одна бутылка 10 непосредственно облучается пучком электронов, которые могут направляться упомянутыми генераторами 3 магнитного поля, тогда как остальные бутылки подвергаются облучению, отраженному от упомянутых мишеней или отражателей 4, которые также могут быть ориентированы соответственно.
На фиг.4 показана иная конструкция генераторов 3 магнитного поля, где в отличие от фиг.3, две бутылки 10 подвергаются прямому облучению, а две другие - отраженному облучению.
В предпочтительном варианте реализации системы стерилизации, показанном на фиг.5-12, система включает стерилизационный барабан 102, к которому бутылки 10 крепятся по периферии соответствующими зажимами 200 и проходят перед отверстием излучателя 2, излучающего поток электронов.
Упомянутый стерилизационный барабан 102 предпочтительно связан с впускным барабаном 101, а также выпускным барабаном 103.
Весь путь вокруг упомянутых барабанов закрыт экранирующим кожухом. Это вызвано необходимостью экранирования пространства вокруг системы от излучения, создаваемого генератором 1, которое потенциально опасно для здоровья человека.
Рядом с впускным, обозначенным «IN», и выпускным, обозначенным «OUT», отверстиями для бутылок 10 соответственно расположены шнеки 106 и 107, служащие для создания сначала интервалов между бутылками и затем для сближения бутылок таким образом, чтобы они правильно располагались перед захватом их за горлышко зажимами 200 и для удерживания их на траектории внутри системы.
Упомянутые шнеки 106 и 107 вращаются синхронно с системой подачи, включая упомянутые барабаны 101, 102 и 103.
Конструкция и пространственное расположение упомянутых барабанов могут быть спроектированы таким образом, чтобы максимально усилить эффект лабиринта для экранирования системы от внешнего окружения.
Область загрузки IN и область выгрузки OUT являются границей соприкосновения с внешней средой и поэтому должны создавать барьер от проникновения потенциально загрязненного воздуха в систему стерилизации, для чего в ней создается избыточное давление при полной фильтрации поступающего воздуха для поддержания чистоты воздуха класса 100.
Перенос бутылок к впуску IN системы стерилизации, а также наружу из нее предпочтительно осуществляется посредством упомянутых синхронизированных шнеков или транспортерной ленты для ограничения попадания в систему потенциально загрязненного воздуха.
Стерилизация осуществляется посредством облучения пучком электронов, создаваемых генератором 1, встроенным в ускоритель.
В области, прилегающей к облучающему раструбу 2 для бутылок, также поддерживается избыточное давление, посредством ламинарного воздушного потока, отфильтрованного абсолютными фильтрами, предпочтительно фильтрами класса 100, хотя это избыточное давление ниже, чем в области загрузки IN и области выгрузки OUT. Это необходимо для того, чтобы отводить озон, создаваемый пучком электронов, обладающий высокой ионизирующей способностью и, таким образом, исключить его попадание во внешнюю среду, окружающую систему стерилизации. Предпочтительно, чтобы при подаче стерилизуемых контейнеров обеспечивалось их вращение перед пучком, по меньшей мере, на два полных оборота.
Как станет более очевидным позже, подобная подача осуществляется таким образом, чтобы не экранировать от облучения ни один из участков емкости, поскольку ненадлежащее облучение всех участков поверхности емкости может сказаться на результатах стерилизации. Ширина пучка определяет время облучения, она, в любом случае, должна быть соответствующей для безопасного использования системы механической обработки. Исходя из того что для безопасного и полного вращения скорость вращения не должна превышать 10 оборотов в секунду, т.е. 600 оборотов в минуту, время полного облучения составляет около 0.1 секунды. Поэтому ширина пучка пропорциональна производительности и шагу подающей звездочки. В предпочтительном варианте, при интервале между бутылками в 112.5 мм, ширина пучка на уровне бутылок должна, по меньшей мере, двукратно превышать упомянутый интервал, т.е. быть 250 мм. Длина пучка, напротив, равна максимальной длине емкости плюс величина, компенсирующая краевой эффект.
Например, для емкости длиной 350 мм длина сканирующего раструба будет, по меньшей мере, 400 мм.
Ускоритель размещается в камере, расположенной рядом с облучаемой областью в целях уменьшения объема регулируемой средой. Камера, в которой устанавливается излучатель, в любом случае кондиционируется, имеет избыточное давление и обладает свойствами, аналогичными области загрузки IN.
Предусмотрена соответствующая система охлаждения от мощности падающего пучка для предотвращения нагрева свыше 60°C областей в системе подачи, контактирующих с пластиковыми емкостями. Экран в области облучения также необходимо кондиционировать за счет использования каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость, например вода с низкой температурой.
Система 104 экранирования служит для уменьшения радиации, например рентгеновских лучей, излучаемой системой в допустимом радиусе и воздействующей на рабочих, находящихся рядом с системой. В действительности, опасность представляет не излучение от пучка электронов, создаваемого генератором 1, который является бета-излучением и поглощается материалом толщиной в несколько десятых долей миллиметра и плотностью, аналогичной плотности воды, а трансформации, возникающие при столкновении пучка рентгеновских лучей с металлами с высоким молекулярным весом. Поэтому необходимо использовать материалы, обладающие высокой способностью к поглощению рентгеновских лучей и имеющие лабиринтную конфигурацию для незамкнутых систем, таких как система, являющаяся объектом настоящего изобретения.
Свинец широко используется в качестве поглощающего материала для уменьшения толщины стенок, однако данный материал не следует использовать в оборудовании для обработки емкостей для пищевых продуктов, в качестве замены свинцу экранирующий кожух 104 был предпочтительно изготовлен из стали со значительно большей толщиной, чем толщина, которой было бы достаточно при изготовлении из свинца, поскольку сталь из-за меньшей плотности обладает меньшим экранирующим эффектом для рентгеновских лучей. Экранирование зависит от энергии, от потока фотонов, создаваемых при столкновении электронов с атомами экранирующего материала, от материала, используемого для экранирования, от величины излучения, допустимого для рабочих, эксплуатирующих оборудование. Для энергии 1 МэВ толщина стенки из свинца может быть 350 мм; для открытых систем, таких как система для обработки бутылок, излучение должно отражаться по меньшей мере три раза прежде чем оно достигнет выпускного отверстия, поскольку при каждом отражении энергия излучения уменьшается на 99%.
Этим объясняется особая конфигурация системы для стерилизации, которая включает упомянутую систему подачи, например, посредством звездочек, включая упомянутые барабаны 101, 102 и 103, взаимодействующие таким образом, что траектория подачи напоминает Ω-образную форму на виде сверху.
Захватывающим устройством, крепящим бутылку на упомянутых барабанах во время обработки, служит зажим 200, расположенный на упомянутых звездочках.
Отражатели 4, как, например, отражатель 204, расположенные над упомянутым захватывающим устройством (см. фиг.10), находятся в облучающей камере и имеют большой атомный вес для генерирования рентгеновских лучей, способствующих, как упоминалось выше, стерилизации емкостей в объеме по меньшей мере 1% от общего количества.
Окно 21 сканирующего раструба 2 включает по меньшей мере один лист из титана, который нагревается во время работы, поэтому его охлаждение, а также охлаждение генератора 1 и сканирующего раструба обычно осуществляется посредством одной или более струй воздуха, который непрерывно удаляется из камеры облучения и охлаждается за счет теплообмена либо забирается снаружи и должным образом фильтруется.
В предпочтительном варианте изобретения стерилизация колпачков и крышек 20 также происходит в камере облучения. При размещении их сзади емкостей, подвергаемых облучению, используется остаточная электронная радиация, проходящая через емкости и между соседними емкостями, посредством управляемого движения второй соответствующей ленточной или звездочной системы расстановки и подачи. Упомянутая вторая система подачи доставляет постерилизованные колпачки из камеры облучения на укупорочную машину.
Как альтернативный вариант, подача колпачков может осуществляться транзитом через область, примыкающую к отражателям 4 из тяжелых металлов, чтобы использовать непрямые рентгеновские лучи, в отличие от прямого облучения электронами. При воздействии на колпачки прямых и особенно интенсивных и проникающих рентгеновских лучей можно постерилизовать даже колпачки самой сложной формы, так называемые «спортивные колпачки».
Предпочтительная доза всегда должна быть выше или равна 10 кГр, а принимая во внимание преобразование примерно 1% потока электронов в рентгеновские лучи, предпочтительная продолжительность облучения колпачка должна быть примерно в 100 раз больше аналогичной продолжительности для емкости, т.е. 10 секунд.
В предпочтительном варианте реализации упомянутой системы стерилизации, поскольку продолжительность облучения зависит от оси облучающего сканирующего раструба, во второй системе подачи на экранирующей стене имеется подающий шнек с определенной траекторией для обеспечения вышеупомянутой предпочтительной продолжительности облучения. После этого колпачки, постерилизованные подобным образом, подаются на эксплуатационную установку, например на укупорочную машину внутри блока стерилизации.
Преимущество при облучении рентгеновскими лучами вместо прямого облучения пучком электронов также заключается в том, что облучение рентгеновскими лучами считается менее сильным и более управляемым, поскольку колпачки часто изготавливаются из полипропилена (ПП), а этот материал легко повреждается при избыточном облучении пучком электронов.
Считается, что во время стерилизации непосредственно самой емкости в ней должен находиться стерильный воздух или азот либо иной газ, это необходимо по следующим двум соображениям: 1) промывка емкости от внутренних инородных веществ перед облучением; 2) продувка емкости от озона, образующегося при ионизирующем облучении во время процесса стерилизации.
В частности, при введении инертного газа окисления озоном, создаваемым потоком электронов, продукции, которая позже помещается в емкость и которая обычно, но не всегда является пищевой, удается избежать.
Для обеспечения высокой эффективности продувки используется впускная форсунка для подачи продувочного воздуха или газа, которая приспособлена автоматически вводиться в емкость, при прохождении ею стерилизационной траектории, почти касаясь дна.
Как уже отмечалось выше, поскольку при облучении емкостей крайне важно избегать появления экранирующих областей, используется специальный зажим 200.
Упомянутый зажим состоит из двух продолговатых элементов 201 и 202, оппозитно захватывающих горлышко бутылки. Захват регулируется силой пружины 203, которая стремится сблизить упомянутые оппозитные элементы. В варианте реализации, показанном на фиг.9 и 10, каждый из них вращается вокруг собственной оси поворота, соответственно 211 и 212. Кроме этого, упомянутые элементы, вытянутые с одного конца, включают средства захвата 210 бутылочного горлышка, а с другого конца включают средства управления 221 и 222 для раскрытия зажима 200.
В частности, упомянутые средства захвата 210 включают множество роликов, распределенных на обоих продолговатых элементах, для их подстройки под горлышко захватываемой бутылки, оставляя ее переднюю и заднюю части свободными так, чтобы ни одна из областей бутылки не была экранирована от излучения.
Упомянутые средства управления 221 и 222 для раскрытия зажима включают некоторое количество роликов, которые приводятся в действие кулачком или любой поверхностью, на которую они опираются во время движения зажима вокруг подающих барабанов, и открывают или закрывают зажим.
Количество роликов определяется тем, чтобы обеспечить захват бутылки и ее свободное вращение вокруг собственной оси.
Преимущественно, упомянутый зажим позволяет проводить облучение всей бутылки без появления каких-либо экранирующих областей для стерилизующего облучения.
Рядом с отверстием бутылки и ее верхней частью в зажим встроена профилированная пластина 204, данная пластина выполняет двойную функцию - отражение пучка электронов, который бы иначе потерялся на горлышке бутылки, и преобразование энергии пучка электронов в рентгеновское излучение.
Упомянутые ролики 210 выполнены таким образом, чтобы удерживать горлышко бутылки, обеспечивая ее вращение вокруг ее собственной оси вращения.
Поскольку вращение требуется только во время облучения бутылки, упомянутая продувочная форсунка 310 является частью разработанной системы 300, выполняющей двойную функцию - введение форсунки в бутылку и вращение бутылки.
Для этого упомянутая разработанная система 300 размещается в области облучения бутылки.
Упомянутая разработанная система 300 включает вращающийся внутри полый стержень 301, имеющий на конце 3011 муфту, совместимую с горловиной бутылки, которая, опускаясь, соприкасается с горловиной и вызывает вращение бутылки.
Продувочная форсунка 310 опускается через полость вращающегося стержня 301 таким образом, что при вращении и облучении бутылки она также промывается нагнетаемым воздухом.
Вращение вращающегося стержня 301 осуществляется посредством резьбы, нанесенной на внешнюю поверхность, взаимодействующую с опорой 302 стержня и образующую, таким образом, червячную винтовую пару.
В конце или во время промывки, для обеспечения стерилизации, упомянутая продувочная форсунка 310 предпочтительно впрыскивает в емкость газообразный кислород или каплю жидкого кислорода в объеме, пропорциональном размеру емкости, таким образом, что электронное облучение преобразует его в озон, который является сильным дезинфицирующим средством для внутренних стенок емкости.
В том, что касается мощности установленного генератора 1, в следующей таблице приведены предпочтительные размеры экранирующего кожуха 104, оптимизированные в зависимости от мощности генератора, используемого для емкостей из ПЭТ.
В частности, различные области на фигурах показаны через различные экраны, в зависимости от того, какая степень экранирования требуется, большая или меньшая. Поэтому стенка типа А с квадратным экраном находится в непосредственной близости от сканирующего излучателя 2, экранирующая стенка типа В с шестигранным экраном - в средней части, и, наконец, деталь типа С, имеющая угол наклона штриховки в 45°, - рядом с областью загрузки и выгрузки, т.е. там, где экранируемое излучение имеет меньшую энергию. Максимальная и минимальная толщина стенок каждого типа в сантиметрах указана в следующей таблице в зависимости от энергии установленного генератора 1 в кэВ.
ЭНЕРГИЯ (кэВ) (I max=40 mA)
СТЕНКА «А» квадратная штриховка
СТЕНКА «В» шестигранная штриховка
СТЕНКА «С» штриховка под углом в 45°
Min (см)
Max (см)
Min (см)
Max (см)
Min (см)
Max (см)
800
25
35
15
25
10
15
600
22
31
14
22
9
14
400
19
26
12
19
8
12
200
13
18
8
13
6
8