УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ БОЧЕК-КЕГОВ
DEVICE FOR TREATMENT OF BARRELS-KEGS

Изобретение относится к устройству для обработки бочек-кегов (сокращенно: кегов) с содержащим клапан фланцем кега, расположенному вокруг вертикальной центральной оси и содержащему, по меньшей мере, один направленный вверх посадочный патрубок с обрабатывающей головкой. Обрабатывающая головка имеет клапанное присоединение для соединения с клапаном кега. Устройство выполнено для обработки кегов вверх дном, например для наполнения, очистки и т.п. На верхнем конце обрабатывающей головки расположен адаптер с направляющим конусом для клапана или фитинга кега, который гарантирует, что клапан кега будет направлен на клапанное присоединение адаптера и центрирован.
Есть определенные кеги, имеющие некруглую и, кроме того, иногда также неплоскую форму. Поскольку такие кеги часто обрабатываются вверх дном, они подаются к обрабатывающей машине также, как правило, в этом положении.
В случае головок круглой или цилиндрической формы эти кеги легко направляются и также очень легко могут центрироваться по обрабатывающим головкам. В случае некруглых кегов как ведение обрабатывающим устройством, так и центрирование клапана кега представляют проблему. Механические затраты на это значительны. Управление машиной необходимо изменить, зависимые от формата переделки отнимают время и дóроги, а иногда даже нереализуемы.
Кеги с цилиндрическим корпусом позволяют уменьшить проблему центрирования, поскольку можно использовать боковую рельсовую направляющую.
Для взаимного соединения кег и обрабатывающая головка обрабатывающего устройства движутся навстречу друг другу с помощью электро- или пневмопривода всегда с линейным движением. Иногда кег снабжен захватным кольцом, которое перемычками соединено с фланцем кега. Также эти перемычки представляют проблему при присоединении к адаптеру обрабатывающей головки. Обрабатывающее устройство описанного выше рода известно, например, из ЕР 1741665 А1.
Задача изобретения состоит в создании такого устройства описанного выше рода, у которого клапан кега лучше бы размещался на адаптере обрабатывающей головки обрабатывающего устройства.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством устройства с признаками п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются объектом зависимых пунктов, а также представлены в описании со ссылкой на чертежи.
Согласно изобретению, в описанном выше устройстве направляющий конус или направляющая корона закреплен/закреплена на обрабатывающей головке или на адаптере с возможностью вращения. Адаптер может быть установлен на верхнем конце обрабатывающей головки с возможностью вращения, например, посредством шарикоподшипника или подшипника качения или же посредством воздушного подшипника. Благодаря возможности вращения адаптера выполненный на нем направляющий конус способен вращаться, чтобы избежать перемычек захватного кольца кега в процессе взаимного сближения кега и обрабатывающей головки при присоединении кега. Направляющий конус может быть закреплен с возможностью вращения также посредством встроенного в адаптер подшипника. Таким образом, адаптер существенно упрощен также в случае некруглых кегов и кегов с захватными кольцами.
Направляющий конус выполнен преимущественно в виде направляющей короны с несколькими, по меньшей мере, тремя зубцами, причем зубцы сообща образуют сегментоподобный направляющий конус. Каждый зубец имеет для этого, по меньшей мере, одну центральную конусную поверхность и, по меньшей мере, одну центральную кромку скольжения, которая во встроенном состоянии наклонена к вертикали и вдоль которой может скользить фитинг или фланец кега для достижения центрированного низкого конечного положения. Далее зубцы имеют соответственно, по меньшей мере, две боковые поверхности скольжения, причем они во встроенном состоянии могут быть вертикальными или наклоненными к вертикальной центральной оси обрабатывающего устройства, в частности под углом от 10 до 45°.
При этом под зубцом следует обобщенно понимать сужающийся вверх сегмент, который может иметь также выпуклый, тупой или с как-либо иначе скошенной кромкой верхний конец.
Захватное кольцо кега обычно закреплено на фланце кега с помощью определенного числа спицеобразных перемычек, например четырьмя перемычками. Когда кег при надевании на обрабатывающую головку обрабатывающего устройства перемычками попадает на зубцы направляющей короны направляющего конуса, последний может вращаться, так что перемычки могут скользить в промежутки между зубцами. За счет этого кег может продолжать двигаться в вертикальном или осевом направлении обрабатывающего устройства, что обеспечивает без проблем присоединение выполненного на фланце кега клапана кега к адаптеру обрабатывающего устройства.
В одном предпочтительном варианте адаптер может содержать корончатую центрирующую звездочку или направляющую корону, которая может вращаться относительно оси обрабатывающего устройства. Адаптер может быть образован направляющей короной или, если опора встроена в адаптер, может быть установлена на основании адаптера с возможностью вращения. Вращательная опора направляющего конуса может быть реализована, тем самым, либо между адаптером и обрабатывающей головкой, либо внутри адаптера, что обеспечивает большую свободу оформления при реализации изобретения.
Преимущественно адаптер может быть фиксирован на обрабатывающей головке посредством зажимного кольца без помощи инструментов. Тогда подшипник преимущественно встроен в адаптер. Таким образом, выбрав адаптер, можно варьировать также вид опоры, например шарикоподшипник или воздушный подшипник. Обрабатывающее устройство можно, следовательно, за счет подходящего выбора адаптера приспособить к самым разным кегам.
Преимущественно направляющий конус закреплен на адаптере с возможностью замены. Это позволяет закреплять на адаптере разные направляющие конусы для разных кегов, так что обрабатывающее устройство может быть простым образом приспособлено к разным кегам.
Обрабатывающим устройством является преимущественно устройство для предварительной и окончательной очистки, стерилизации и/или наполнения кега. На одном обрабатывающем устройстве могут выполняться также несколько таких задач.
Преимущественно направляющий конус выполнен в виде направляющей короны с несколькими зубцами, что обеспечивает легкое надевание кега с захватным кольцом и перемычками, поскольку перемычки могут тогда скользить в выемки между зубцами направляющей короны.
Преимущественно зубцы направляющей короны расположены в слегка разном угловом соотношении между собой во избежание возникновения очень редкого случая, когда перемычки захватного кольца кега при его присоединении к обрабатывающему устройству садятся точно на зубцы короны, что помешало бы дальнейшему вертикальному движению и, тем самым, полному присоединению. Благодаря угловому смещению, по меньшей мере, один зубец не расположен под перемычкой, причем здесь следует отметить, что перемычки расположены между фланцем кега и захватным кольцом обычно эквидистантно.
Это значит, что, по меньшей мере, один из зубцов направляющей короны расположен на отличающемся угловом расстоянии относительно других. Если направляющая корона имеет, например, четыре зубца, то они расположены не точно под углом 90°, а, по меньшей мере, один зубец расположен тогда на относительном угловом расстоянии от 85 до 95° до соседних зубцов. Это приводит к тому, что, если бы четыре смещенные на 90° перемычки захватного кольца кега нормальным образом попали точно на зубцы направляющей короны, то в этом случае одна из перемычек проходит немного рядом с зубцом, и этот зубец, тем самым, способен слегка повернуть направляющий конус, в результате чего перемычки проходят рядом с зубцами направляющей короны. Разумеется, все зубцы могут быть расположены на направляющей короне также неэквидистантно.
Это отличие в угловом расстоянии составляет преимущественно от 1 до 10°, в частности от 1 до 5°. Этим достигается то, что, по меньшей мере, один из зубцов лишь слегка смещен относительно перемычек захватного кольца, благодаря чему одна перемычка может скользить тогда мимо боковой поверхности скольжения зубца и при этом вращать направляющую корону в подходящее положение вращения, в котором перемычки больше не попадают точно на зубцы направляющей короны.
В одном предпочтительном варианте адаптер фиксирован посредством входящего в зажимной паз обрабатывающей головки зажимного кольца в своем смонтированном на ней рабочем положении, причем зажимное кольцо аксиально фиксирует, по меньшей мере, один участок адаптера. Зажимное кольцо охватывает с геометрическим замыканием, по меньшей мере, один участок адаптера и один участок обрабатывающей головки. Замена адаптера на обрабатывающей головке происходит тогда очень просто за счет ослабления зажимного кольца и осевого извлечения адаптера. Таким образом реализуется стабильное удержание адаптера на обрабатывающей головке, и адаптер может быть заменен быстро и без помощи сложного инструмента для приспосабливания к разным кегам.
Для специалиста очевидно, что описанные варианты могут комбинироваться между собой произвольным образом.
Следующие выражения используются в этой заявке как синонимы: направляющая корона – направляющий конус – центрирующий венец; кег – бочка-кег.
Изобретение описано ниже на примере его осуществления со ссылкой на схематичные чертежи, на которых изображают:
фиг. 1 - вид сверху на кег с фланцем и захватным кольцом;
фиг. 2 - частично в разрезе вид сбоку обрабатывающего устройства, включая адаптер;
фиг. 3 - частично в разрезе увеличенный вид сбоку обрабатывающего устройства в зоне адаптера с отличающимся от фиг. 2 адаптером;
фиг. 4 - вид сверху в направлении IV из фиг. 3;
фиг. 5 - частично в разрезе вид сбоку другого варианта адаптера со встроенным шарикоподшипником;
фиг. 6 - частично в разрезе вид сбоку другого варианта адаптера со встроенным воздушным подшипником.
На фиг. 1 изображен вид на верхнюю сторону кега 10 с фланцем 11 и восьмиугольным захватным кольцом 14, закрепленным на фланце 11 четырьмя перемычками 16. В центре фланца 11 расположен клапан 12 кега, который служит для соединения с обрабатывающим устройством, согласно изобретению, или с установкой для отпуска напитков.
На фиг. 2 частично в разрезе изображен вид сбоку обрабатывающего устройства 40 с посадочной колонной 42, на верхнем конце которой расположена обрабатывающая головка 44, которая имеет на своей верхней стороне верхнюю соединительную поверхность 45 для соединения с адаптером 20. Посадочная колонна 42 имеет внутреннюю полость 43, соединенную, по меньшей мере, с двумя флюидными подводами 46 и отводами 48. Полость 43 заканчивается вверху присоединительным элементом, который соединяется с фланцем 11 или клапаном 12 кега 10 за счет вертикального движения вниз кега и/или движения вверх посадочной колонны 42.
Адаптер 20 содержит кольцеобразную адаптерную пластину 23, на которой с возможностью вращения посредством шарикоподшипника 22 установлен направляющий конус в виде направляющей короны 24. Адаптер 20 фиксирован на соединительной поверхности 45 обрабатывающей головки 44 зажимным кольцом 27, охватывающим с геометрическим замыканием валикообразные внешние продолжения обрабатывающей головки 44 и адаптерной пластины 23. Затягивается зажимное кольцо 27 стяжным винтом 29. Адаптерная пластина 23 флюидно-плотно герметизирована от соединительной поверхности в направлении внутренней полости 43 посредством кольцевого уплотнения 25.
Направляющая корона 24 имеет несколько зубцов 26, чьи обращенные к внутренней полости 43 обрабатывающего устройства 40 центральные конусные поверхности 28 направлены сверху снаружи вниз внутрь наискось и конусообразно. Кроме того, зубцы 26 имеют боковые поверхности скольжения 30. Они могут быть наклонены к вертикальной центральной оси обрабатывающего устройства, преимущественно под углом от 10 до 45°.
При вертикальном надевании кега перемычки 18 захватного кольца 14 скользят между зубцами 26 направляющего конуса 24. Когда перемычка 18 захватного кольца 14 кега 10 попадает на зубец 26, она скользит вдоль боковой поверхности скольжения 30 или вдоль, по меньшей мере, одной переходной кромки, по меньшей мере, одной центральной конусной поверхности 28 с примыкающей боковой поверхностью скольжения 30 и при этом вращает направляющую корону 24 в положение вращения, в котором перемычки 18 попадают в промежутки между зубцами 26. Сам центральный фланец 11 кега центрируется центральными конусными поверхностями 28 и приводится в идеальное конечное положение. Предложенный вариант обрабатывающего устройства 40 обеспечивает, тем самым, упрощенное присоединение кега.
На фиг. 3 и 4 подробно изображен другой вариант адаптера 20а аналогично варианту на фиг. 2. Этот адаптер 20а также может использоваться в обрабатывающем устройстве 40 из фиг. 2. На всех фигурах функционально одинаковые детали обозначены идентичными ссылочными позициями.
Адаптер 20а имеет вращательно-симметричный посадочный профиль 21, который посредством шарикоподшипника 22 установлен на верхней соединительной поверхности 45 обрабатывающей головки 44 с возможностью вращения. Посадочный профиль 21 имеет внутренний трубчатый бортик 47, который вертикально заходит за верхний конец обрабатывающей головки 44, образованный верхней соединительной поверхностью 45. Между бортиком 47 и окружающей внутреннюю полость 43 внутренней стенкой обрабатывающей головки 44 может быть расположено еще цилиндрическое уплотнение 49, которое предотвращает вытекание флюида из промежутка между адаптером 20 и обрабатывающей головкой 44 и/или возможное проникновение в шарикоподшипник 22.
Вверху к бортику 47 наружу примыкает кольцевой участок 19, на нижней стороне которого удерживается шарикоподшипник 22, а на верхней стороне закреплена направляющая корона 24. Последняя имеет несколько расположенных на расстоянии друг от друга зубцов 26, которые могут быть расположены вокруг центральной оси эквидистантно или с небольшим отличием. Благодаря тому факту, что направляющая корона 24 установлена на обрабатывающей головке 44 с возможностью вращения, перемычки 16 кега 10 при вертикальном надевании на направляющую корону 24 могут входить между зубцами 26, в результате чего клапан 12 может быть герметично соединен с внутренней полостью 43 обрабатывающего устройства 40. Зубцы 26 заострены вверх и имеют наклонные боковые поверхности 30, которые служат поверхностями скольжения для скольжения вдоль них перемычек 16 кега 10. Адаптер 20а не фиксируется посредством зажимного кольца на обрабатывающей головке 44. Изображенный на фиг. 3 адаптер 20а показан на фиг. 4 на виде сверху. Посадочный профиль 21 и направляющий конус 24 могут быть выполнены за одно целое, благодаря чему направляющий конус был бы установлен на обрабатывающей головке 44 с возможностью вращения. Адаптер 20 был бы образован в этом случае направляющим конусом 21, 24.
На фиг. 5 в увеличенном виде изображен фрагмент другого варианта адаптера 50. Он содержит S-образное адаптерное кольцо 52, фиксируемое посредством зажимного кольца 27 на верхней соединительной поверхности 45 обрабатывающей головки 44. Между верхней соединительной поверхностью 45 и S-образным кольцом 52 расположено кольцевое уплотнение 51. Зажимное кольцо 27 затягивается стяжным винтом 29, благодаря чему адаптер 50 прочно фиксируется на обрабатывающей головке 44.
S-образное кольцо 52 удерживает внешнюю сторону шарикоподшипника 22, внутренняя сторона которого закреплена на посадочной втулке 54 адаптера 50. Посадочная втулка 54 несет на своей верхней стороне уплотнительный фланец 56 для флюидно-плотного присоединения фланца 11 кега. На внешней кромке уплотнительного фланца 56 закреплена направляющая корона 58, выполненная, в основном, аналогично направляющей короне 24 на фиг. 3, 4. В этом варианте шарикоподшипник 22 встроен в адаптер 50.
На фиг. 6 изображен другой вариант адаптера 60, в значительной степени идентичный адаптеру на фиг. 5. В этом варианте шарикоподшипник 22 из фиг. 5 заменен воздушным подшипником 22а, который образован воздушным каналом.
Для этого адаптер 60 содержит S-образное адаптерное кольцо 62, которое посредством зажимного кольца 27 зажимается на верхней соединительной поверхности 45 обрабатывающей головки 44. S-образное кольцо 62 имеет направленную вниз упорную кромку 63. Внутри S-образного кольца 62 с возможностью вращения расположена посадочная втулка 64 адаптера 60. На нижнем конце посадочной втулки 64 выполнена косая опорная поверхность 67, которая взаимодействует с выполненным на верхней соединительной поверхности 45 обрабатывающей головки 44 кольцевым пазом 69 для образования воздушного канала 22а. Этот воздушный канал 22а через пневмоподвод 47 в обрабатывающей головке 44 соединен с пневмоисточником. Посадочная втулка 64 имеет проходящее наружу кольцеобразное ограничительное продолжение 65, которое во взаимодействии с упорной кромкой 63 S-образного кольца ограничивает аксиально вверх воздушный канал 22а. На верхней стороне посадочной втулки 64, как и на фиг. 5, удерживается уплотнительный фланец 56, на внешней стороне которого закреплена направляющая корона 58.
Принцип действия всех вариантов одинаков в том отношении, что во всех них происходит вращательное отклонение направляющего конуса 20, 20а, 58, когда зубец 26 попадает на перемычку 18 кега 10.
Для специалиста является само собой разумеющимся, что описанные варианты могут произвольным образом комбинироваться между собой. Изобретение не ограничено описанными вариантами, а может варьироваться в пределах объема охраны нижеследующей формулы.
Перечень ссылочных позиций
10 – кег
11 – фланец кега
12 – клапан кега
14 – захватное кольцо
16 – перемычки
19 – кольцевой участок
20 – адаптер
21 – посадочное кольцо
22 – шарикоподшипник
23 – кольцеобразная адаптерная пластина
24 – направляющая корона
25 – кольцевое уплотнение
26 – зубец направляющей короны
27 – зажимное кольцо
28 – внутренняя конусная поверхность
29 – стяжной винт
30 – боковая поверхность скольжения
40 – обрабатывающее устройство – наполнительное устройство
42 – посадочная колонна
43 – внутренняя полость
44 – обрабатывающая головка
45 – верхняя соединительная поверхность обрабатывающей головки
46 – первый флюидный подвод/отвод
48 – второй флюидный подвод/отвод
49 – цилиндрическое уплотнение
50 – адаптер (второй вариант)
51 – кольцевое уплотнение
52 – S-образное кольцо
54 – посадочная втулка
56 – уплотнительный фланец
58 – направляющая корона
60 – адаптер (третий вариант)
62 – S-образное кольцо
63 – упорная кромка S-образного кольца
64 – посадочная втулка
65 – ограничительное продолжение посадочной втулки
67 – верхняя опорная поверхность посадочной втулки
69 – кольцевой паз на верхней опорной поверхности