Система для комплексной обработки ёмкостей

Полезная модель относится к области устройств для обработки ёмкостей, в частности может использоваться для розлива и упаковки пищевых жидкостей, например молочной продукции, вин, масел и других.
Известна машина для розлива и упаковки продуктов (патент РФ на полезную модель № 150853, 26.09.2014 г.), содержащая узел мойки, узел наполнения и узел закупорки, расположенные последовательно друг за другом вдоль транспортера, предназначенного для перемещения как минимум одной бутылки от одного узла к другому, причем транспортер выполнен в виде замкнутого контура с образованием двух ветвей - верхней и нижней и снабжен как минимум одним захватом для бутылки, отличающаяся тем, что узел мойки бутылок расположен с внешней стороны замкнутого контура транспортера под его нижней веткой, узел наполнения и узел закупорки расположены с внешней стороны замкнутого контура транспортера над его верхней веткой, каждый захват для бутылки на транспортере выполнен в виде фиксатора горлышка.
Наиболее близким к предлагаемому устройству с точки зрения минимизации габаритов и энергопотребления техническим решением (прототипом) является Аппарат и система для обработки контейнеров (WO/2010/032217, 18.09.2009 г.). Аппарат для обработки контейнеров включает в себя, по меньшей мере, одну станцию для обработки (маркировки, этикетирования, промывки, наполнения, укупоривания) контейнеров;  горизонтальное основание с образованной на нем направляющей и конвейер для транспортировки контейнеров, динамически соединенный с направляющей и образующий замкнутый контур. Аппарат отличается тем, что основание устанавливается на раме с заданной высотой от пола; все станции для обработки контейнеров размещаются последовательно на одном основании; перемещение контейнеров по ним осуществляется по конвейеру, образованному верхней поддерживающей контейнеры частью и нижней цепью, установленной в направляющую и обеспечивающей заданное перемещение контейнеров.
Недостатками известных устройств являются:
- большие габариты за счет существенных межоперационных перемещений по одной или двум веткам транспортера,
- высокий расход энергии на перемещение бутылок и поддержание избыточного давления в герметичной камере большого размера,
- сложность минимизации микробиологической обсемененности ёмкостей и зон розлива и укупоривания при межоперационных перемещениях.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является минимизация микробиологической обсемененности ёмкостей и зон розлива и укупоривания, снижение энергопотребления, веса и габаритов устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что Система для комплексной обработки ёмкостей, выполненная в виде герметичной камеры, содержащая, по меньшей мере, одно устройство для промывки ёмкостей, по меньшей мере, одно устройство для наполнения ёмкостей, по меньшей мере, одно устройство для укупоривания ёмкостей, транспортировочную систему,  выполненную в виде карусельного устройства, установленного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (Х); согласно предложению дополнительно снабжена поворотным захватом, устанавливаемым на карусельное устройство и осуществляющим захват и поворот ёмкости на угол 180º ± α от оси (Х) карусельного устройства; и устройством подачи промывочного раствора в ёмкость, расположенным вдоль оси (Х) вращения карусельного устройства.
Применение поворотных захватов на позиции промывки ёмкости и подача промывающих растворов вдоль центральной оси основного стола, предотвратили попадание промывающих жидкостей на периферию карусельного устройства и позволили разместить процесс промывки ёмкости на одном карусельном устройстве в непосредственной близости с другими технологическими процессами - наполнения ёмкостей и их укупоривания. Это позволило отказаться от дополнительных межоперационных перемещений ёмкостей, за счет чего уменьшены габариты Системы и соответственно и стоимость. Также за счет исключения энергетических затрат на межоперационные перемещения и уменьшение затрат на поддержание избыточного давления в рабочей камере меньших размеров снижено общее энергопотребление Системы. Размещение всех технологических операций в одной компактной камере позволяет гарантировать минимум микробиологической обсемененности тары и зоны розлива.
Система комплексной обработки ёмкостей поясняется чертежами, где показано взаимное расположение устройств на виде сверху (Фиг. 1) и на виде, перпендикулярном оси (Х), в позиции установки ёмкости (Фиг. 2) и в позиции промывки ёмкости (Фиг. 3).
Система для комплексной обработки ёмкостей, выполненная в виде герметичной камеры (1), содержащей, по меньшей мере, одно устройство (2) для промывки ёмкостей (3), по меньшей мере, одно устройство для наполнения (4) ёмкостей, по меньшей мере, одно устройство для укупоривания ёмкостей (5), транспортировочную систему,  выполненную в виде карусельного устройства (6), установленного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси (Х), отличающаяся тем, что карусельное устройство оснащено поворотным захватом (7), осуществляющим захват и поворот ёмкости (3) на угол 180º ± α от оси (Х) карусельного устройства (6); и тем, что подача промывочного раствора в ёмкость (3) осуществляется  из устройства (8), расположенного вдоль оси (Х) вращения карусельного устройства (6).
Система работает следующим образом. В герметичную камеру (1) подается очищенный воздух, при этом создается избыточное давление для предотвращения попадания загрязненного воздуха извне. Ёмкость (3) закрепляется  на карусельном устройстве (6) в позиции установки с помощью поворотного захвата (Фиг. 2). Карусельное устройство (6) с закрепленными на нем ёмкостями поворачивается на одну позицию, например, при помощи шагового привода. При наличии ёмкости на позиции промывки захват поворачивается на оси к центру стола, куда подается раствор в установленную вертикально и перевернутую горлышком вниз ёмкость (Фиг. 3). При этом промывающие растворы стекают из ёмкости вниз под действием силы тяжести без возможности попадания в соседние технологические зоны.
Согласно предложению в этой позиции горлышко промываемой ёмкости ниже горлышек ёмкостей в позициях наполнения (4) и укупоривания (5), что дополнительно предотвращает возможность попадания промывающих растворов за счет случайного разбрызгивания в зоны наполнения и укупоривания, расположенные последовательно за зоной промывки.
Согласно предложению в этой позиции для более полного опорожнения от промывающих растворов ёмкость может поворачиваться поворотным захватом на угол α ≤ 30º в зависимости от геометрии ёмкости и свойств промывающих растворов.
Промывка ёмкости и крышки производится дезинфицирующим раствором. При необходимости, в этой же позиции может осуществляться сушка ёмкости.
После ополаскивания захват возвращает ёмкость в исходное положение, карусельное устройство (6) поворачивается на один шаг, перемещая промытую ёмкость на позицию наполнения, при этом следующая ёмкость устанавливается в позицию промывки.
Устройства для наполнения (4) ёмкостей и для укупоривания (5) ёмкостей располагаются на одном основании последовательно на периферии карусельного устройства (6). Наполнение ёмкости осуществляется дозированно, например, электромагнитным расходомером. При этом для отсечения продукта используется клапан мембранного типа, что гарантирует отсутствие застойных зон и качественную мойку каналов продукта в циркуляционном режиме.
Цикл повторяется, при этом уже на наполненную ёмкость одевается крышка и на следующем шаге закручивается. Все операции происходят одновременно, то есть во время ополаскивания происходит налив продукта, надевание крышки и её закручивание на разных позициях.
Таким образом, предлагаемая Система комплексной обработки ёмкостей  обеспечивает наиболее компактное расположение основных технологических узлов обработки ёмкостей без использования дополнительных сложных механизмов, что также повышает надежность конструкции.
Данная установка входит в линейку малопроизводительных установок (до 600 л/ч). За счет простоты конструкции и малых габаритов установку можно использовать на малых предприятиях, таких как крестьянско-фермерские хозяйства. При этом использование данной установки экономично и обеспечивает высокое качество готового продукта.