СИСТЕМА И СПОСОБ ПРОМЫВАНИЯ КОНТЕЙНЕРА
CONTAINER WASHING SYSTEM AND METHOD

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное раскрытие относится в целом к системе и способу промывания контейнера и, более конкретно, к продувке воздухом контейнеров, таких как бутылки для напитков, без использования воды или других элементов, которые входят в прямой контакт с контейнерами.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пустые контейнеры, такие как бутылки из полиэтилентерефталата, обычно используются для содержания жидких напитков до потребления жидкости. Такие контейнеры могут стать загрязненными посторонними материалами, такими как бумага, древесная пыль или пластиковый мусор, во время транспортировки, даже когда они хранятся в коробках или других емкостях для перевозки. Бутылки также могут быть загрязнены, поскольку они обрабатываются до заполнения. Кроме того, во время обработки контакт между контейнерами и поверхностями предметов, таких как конвейеры или несущие устройства, используемые для транспортировки контейнеров, вызывает прием контейнерами небольшой величины результирующего электростатического заряда, таким образом, делая контейнеры способными привлекать мелкие частицы к внутренним и внешним стенкам контейнеров. Кроме того, электростатические заряды на бутылках могут вызывать прилипание бутылок друг к другу, таким образом, вызывая движение бутылок под углом. Это приводит к падению бутылок с конвейера, в частности, при использовании ленточного или канатного конвейера. Таким образом, существует потребность промывания или другой очистки контейнеров до заполнения для обеспечения приемлемого для конечного потребителя состояния напитка, содержащегося в контейнере.
Типичные частицы пыли, загрязняющие эти контейнеры, чрезвычайно малы, часто имея меньше 10 микронов в диаметре. Любые электростатические заряды на контейнерах создают противоположные заряды частиц, притягивающие и удерживающие частицы на стенках контейнера. Для удаления частиц, прилипающих к стенкам, эти противоположные заряды должны быть нейтрализованы. Однако нейтрализация зарядов затруднена, поскольку заряды, удерживающие каждую частицу пыли на стенке контейнера, экранируются самой частицей пыли. Кроме того, как только силы электростатического поля на мгновение ослаблены, освобожденные частицы пыли должны быть немедленно удалены перед тем, как они снова пристанут к контейнеру.
Были применены несколько способов промывки внутренней части контейнера или бутылки. Способы включают в себя опрыскивание контейнеров холодной или горячей водой с использованием озона или озонированной воды, как дезинфицирующего средства, с использованием потоков ионизированного газа для промывания контейнеров и с использованием комбинаций воздуха и воды для промывания.
Примеры использования систем с потоком ионизированного газа для промывания контейнеров описаны в Патенте US №7621301, принадлежащем Wu и другим, и публикации US №2009/0101178, принадлежащей Wu и другим, которые полностью включены в качестве ссылочного материала. Эти системы могут иметь много вариантов применения для очистки контейнеров от нежелательных частиц. Например, эти системы могут использоваться в связи с горячим заполнением, заполнением в условиях окружающей среды, холодным заполнением или асептическим заполнением.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления изобретения получена система промывания контейнеров, например, для контейнеров для напитков, в которой нежелательные инородные частицы высасываются из контейнеров перед заполнением жидким напитком.
В другом примерном варианте осуществления изобретения система промывания контейнера имеет воздушную форсунку, приспособленную для расположения вблизи отверстия контейнера и приспособленную для направления воздуха, подаваемого к контейнеру. Воздух может быть ионизирован перед вхождением воздуха в форсунку. Вакуумный элемент приспособлен для сообщения с источником вакуума.
Вакуумный элемент расположен вокруг воздушной форсунки и приспособлен для высасывания инородных частиц из контейнера.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, воздушная форсунка имеет центральную ось форсунки, и вакуумный элемент имеет центральную ось вакуумного элемента, которая расположена концентрически относительно центральной оси форсунки.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, воздушная форсунка расположена таким образом, чтобы направлять подаваемый воздух в любой ориентации (например, вниз или вверх) в зависимости от ориентации контейнера.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, система имеет множество воздушных форсунок и множество вакуумных элементов. Каждый вакуумный элемент имеет расположенную в нем воздушную форсунку. В другом примерном варианте осуществления изобретения первая воздушная форсунка представляет собой ионизирующую воздушную форсунку, и остальные воздушные форсунки представляют собой высоконапорные воздушные форсунки. В другом примерном варианте осуществления изобретения множество форсунок включает в себя первую ионизирующую воздушную форсунку, и остальные форсунки содержат от 5 до 7 высоконапорных воздушных форсунок. Однако в альтернативном варианте воздух может быть ионизирован до входа в коллектор, таким образом, что все форсунки представляют собой ионизирующие форсунки.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, система промывания контейнера также имеет направляющую, расположенную смежно с воздушной форсункой. Направляющая приспособлена для взаимодействия с горлышком контейнера для вертикального выравнивания контейнера относительно воздушной форсунки.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, система промывания контейнера имеет конвейер, приспособленный для перемещения контейнера мимо воздушной форсунки и вакуумного элемента. Конвейер имеет первый подвижный захватывающий элемент и второй подвижный захватывающий элемент, при этом захватывающие элементы конфигурированы для совместного захвата контейнера. В примерном варианте осуществления изобретения первый подвижный захватывающий элемент движется со скоростью, отличающейся от скорости второго подвижного элемента, при этом конвейер приспособлен для вращения контейнера при перемещении контейнера через систему промывания.
Согласно другому варианту осуществления изобретения, конвейер может быть выполнен в форме пневматического конвейера. Пневматический конвейер имеет конвейерный узел и источник воздуха. Контейнеры с возможностью движения удерживаются конвейерным узлом, и источник воздуха перемещает контейнеры вдоль узла и далее мимо воздушных форсунок и вакуумных элементов.
В другом примерном варианте осуществления изобретения описан способ компоновки системы промывания воздухом для контейнеров. Способ содержит обеспечение источника воздуха для использования при промывании контейнеров и соединение коллектора с источником воздуха. Коллектор содержит вход коллектора, ионизационный узел и выход коллектора. Способ также содержит размещение ионизационного узла внутри коллектора таким образом, что в ходе работы воздух ионизируется перед тем как он выходит из выхода коллектора.
В другом примерном варианте осуществления изобретения описан способ промывания бутылок воздухом. Способ содержит обеспечение источника воздуха, прием воздуха из источника воздуха в коллектор, соединенный с источником воздуха, при этом коллектор содержит вход коллектора, ионизационный узел и множество выходных отверстий коллектора, ионизацию воздуха внутри коллектора при помощи ионизационного узла перед тем, как воздух выйдет из выходных отверстий коллектора, выпуск ионизированного воздуха из коллектора через множество выходных отверстий коллектора и прохождение бутылки или над, или под множеством выходных отверстий коллектора, и ионизированный воздух из выходных отверстий коллектора содействует извлечению частиц из бутылки.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что преимущество следующего описания некоторых описанных здесь примерных вариантов выполнения системы промывания контейнера состоит в том, что по меньшей мере некоторые описанные здесь варианты осуществления изобретения имеют улучшенные или альтернативные конфигурации, пригодные для получения увеличенных преимуществ. Эти и другие аспекты, признаки и преимущества этого варианта осуществления изобретения или некоторых других вариантов осуществления изобретения будут лучше понятны для специалистов в данной области техники из следующего описания примерных вариантов осуществления изобретения в сочетании со следующими чертежами.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что, с учетом пользы следующего описания некоторых примерных вариантов выполнения описанной здесь системы промывания контейнера, по меньшей мере некоторые варианты осуществления изобретения имеют улучшенные или альтернативные конфигурации, пригодные для получения повышенных преимуществ. Эти и другие аспекты, признаки и преимущества изобретения или некоторых вариантов осуществления изобретения будут более понятны специалистам в данной области техники из следующего описания примерных вариантов осуществления изобретения, данных в сочетании со следующими чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для понимания настоящего изобретения оно будет теперь описано посредством примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - вид спереди системы промывания контейнера, соответствующей настоящему изобретению, и дополнительно частично показывающий систему обработки контейнеров;
фиг. 2 - вид спереди системы промывания контейнера, показанной на фиг. 1;
фиг. 3 - вид в плане системы промывания контейнера, показанной на фиг. 1;
фиг. 4 - вертикальный вид сзади системы промывания контейнера, показанной на фиг. 1;
фиг. 5 - вид снизу системы промывания контейнера, показанной на фиг. 1;
фиг. 6 - вид с торца системы промывания контейнера, показанной на фиг. 1, и показывающий вход системы;
фиг. 7 - вид с торца системы промывания контейнера, показанной на фиг. 1, и показывающий выход системы;
фиг. 8 - вид с торца системы промывания контейнера, показанной на фиг. 6, и показывающий дополнительные компоненты системы;
фиг. 9 - вид с торца системы промывания контейнера, показанной на фиг. 6, и показывающий контейнер, расположенный смежно с воздушной форсункой и вакуумным элементом;
фиг. 10 - вид спереди альтернативного варианта выполнения системы промывания контейнера, соответствующей настоящему изобретению, и дополнительно частично показывающий систему обработки контейнеров;
фиг. 11 - вид с торца системы промывания контейнера, показанной на фиг. 10, и показывающий вход системы;
фиг. 12 - вид спереди другого альтернативного варианта выполнения системы промывания контейнера, соответствующей настоящему изобретению, и дополнительно частично показывающий систему обработки контейнеров;
фиг. 13 - вид сбоку системы промывания контейнера, показанной на фиг. 12, и показывающий вход системы;
фиг. 14 - вид снизу системы промывания контейнера, показанной на фиг. 13;
фиг. 15 - вид в перспективе другого примерного варианта выполнения системы промывания контейнера;
фиг. 16A - частичный вид спереди примерного варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 15; и
фиг. 16B - частичный вид сбоку примерного варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 15.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Хотя это изобретение может быть осуществлено во многих различных формах, на чертежах и в описании подробно показаны примерные варианты выполнения изобретения с пониманием, что настоящее описание следует рассматривать как иллюстрацию принципов изобретения и не ограничивающее широкий аспект изобретения до проиллюстрированных вариантов выполнения.
На фиг. 1 показана система промывания контейнера, обозначенная в целом ссылочной позицией 10. Система 10 промывания контейнера в целом включает в себя форсуночный узел 12 и вакуумный узел 14. В одном примерном варианте осуществления изобретения система 10 промывания контейнера обычно в рабочем положении соединена с конвейером 16. Однако следует понимать, что конвейер 16 не является существенным для системы 10 промывания контейнера.
Следует понимать, что система 10 промывания контейнера используется в сочетании с более крупной линией 1 обработки контейнеров (показана не полностью) или системой 1 обработки контейнеров. Следует понимать, что линия 1 обработки контейнеров включает в себя различные известные конвейерные узлы и другие устройства обработки для подготовки контейнеров, таких как бутылки для напитков, возможного дополнительного промывания контейнеров, заполнения контейнеров напитком или жидкостью и закупоривания контейнеров для последующей транспортировки для потребления. Также следует понимать, что конвейер 1, включающий в себя систему 10 промывания контейнеров, транспортирует контейнеры с высокой скоростью, обычно находящейся в диапазоне 600-800 бутылок в минуту.
Как показано на фиг. 1-3, система 10 промывания контейнеров расположена вдоль одной части линии 1 обработки контейнеров. Система 10 промывания контейнеров имеет первый конец 20 или входной конец 20 и второй конец 22 или выходной конец 22. Как будет описано более подробно ниже, вакуумный узел 14 может включать в себя корпус, который образует входной конец 20 и выходной конец 22. Конвейер 1 доставляет множество контейнеров C к входному концу 20. Конвейер 16 системы 10 промывания контейнера затем транспортирует контейнеры C через систему 10 промывания и далее за выходной конец 22. Контейнеры C затем транспортируются к другим частям конвейера 1 для дальнейшей обработки. В одном примерном варианте осуществления изобретения контейнеры C являются бутылками, имеющими горлышко CF бутылки и имеющими отверстие СО контейнера для заполнения жидким напитком. Горлышко CF бутылки также может иметь кольцо горлышка, проходящее вокруг окружности контейнера C.
Как будет описано более подробно ниже, форсуночный узел 12 имеет множество форсунок, и вакуумный узел 14 имеет множество вакуумных элементов. В одной простой форме соответствующая форсунка в рабочем положении соединена с соответствующим вакуумным элементом для формирования промывочного узла 24. В частности, форсунка 12 расположена внутри вакуумного элемента 14, при этом вакуумный элемент 14 в целом окружает форсунку 12. В системе 10 промывания используется множество промывающих узлов 24, расположенных последовательно в одном примерном варианте осуществления изобретения.
На фиг. 2 и 7 также показан форсуночный узел 12. Форсуночный узел 12 в целом включает в себя форсуночный коллектор 26 и множество индивидуальных форсунок 28, сообщающихся по текучей среде с коллектором 26. Одна из индивидуальных форсунок 28 является ионизирующей форсункой 30, имеющей соответствующие электрические соединения. Как показано на фиг. 4 и 8, форсуночный коллектор 26 имеет центральное входное отверстие 32, которое принимает шланг 35 подачи воздуха через соединитель 37 быстроразъемного типа (фиг. 8). В одном примерном варианте осуществления изобретения множество форсунок представляют собой восемь форсунок 24, включающих в себя одну ионизирующую форсунку 30 и семь высоконапорных воздушных форсунок 28. В альтернативном варианте воздух может быть ионизирован внутри форсуночного коллектора таким образом, что каждая из множества форсунок испускает ионизированный воздух. Форсунки 28 разнесены вдоль форсуночного коллектора 26 от входа 20 системы 10 до выхода 22 системы 10. Форсунки 28 разнесены в целом равномерно вдоль системы 10 промывания. Форсунки 28, 30 расположены таким образом, что дистальные концы 29 форсунок 28 направлены вниз. Однако форсунки 28, 30 могут быть ориентированы в любом направлении. Как описано более подробно ниже, форсуночный узел 12 в рабочем положении соединен с вакуумным узлом 14. Таким образом, форсуночный коллектор 26 содержится в пределах вакуумного узла 14, и центральное входное отверстие 32 находится в соответствующем отверстии в задней части вакуумного узла 14. Как описано более подробно ниже, форсунки 28 в целом имеют центральную ось N форсунки.
На фиг. 1-9 также показан вакуумный узел 14. Вакуумный узел 14 в целом включает в себя кожух 34, имеющий множество внутренних стенок 36, ограничивающих множество вакуумных элементов 70.
Кожух 34 имеет переднюю стенку 40, заднюю стенку 42, первую торцевую стенку 44, вторую торцевую стенку 46, верхнюю стенку 48 и нижнюю стенку 50. Стенки 40-50 соединены друг с другом для формирования внутренней полости 52. Как показано на фиг. 4 и 8, задняя стенка 42 имеет выходное отверстие 54. Выходное отверстие 54 сообщается с внутренней полостью 52. Выходное отверстие 54 расположено вблизи верхней части задней стенки 42, и кожух 34 в целом сужается к выходному отверстию 54. Кожух 34 может иметь выступающий элемент 53, образующий выходное отверстие 54. Выходное отверстие 54 соединено с вакуумным шлангом 56 (фиг. 8) через быстроразъемный зажим 58, как описано более подробно ниже. Задняя стенка 42 также имеет отверстие для расположения форсуночного коллектора 26. Передняя стенка 40 имеет переднюю дверцу 60 для доступа, шарнирно соединенную с кожухом 34, обеспечивающую избирательный доступ к вакуумному узлу 14 при помощи запора 62 дверцы.
Как показано на фиг. 5-7, нижняя стенка 50 имеет множество нижних отверстий 64. В одном примерном варианте осуществления изобретения нижние отверстия 64 являются круглыми, хотя возможны другие формы, такие как квадратные или прямоугольные. Нижняя стенка 50 отнесена вверх от дистальных концов передней стенки 40 и задней стенки 42. Дистальные концы передней стенки 40 и задней стенки 42 формируют проходящие вниз стойки 43, которые образуют канал 66, проходящий от входа 20 системы промывания к выходу 22 системы промывания. Как показано на фиг. 2, внутренние стенки 36 расположены во внутренней полости 52 кожуха 34. Внутренние стенки 36 образуют множество вакуумных элементов 70. Вакуумные элементы 70 могут иметь различные конфигурации поперечного сечения, включая круглое, квадратное или прямоугольное. Каждое нижнее отверстие 64 образует вход 72 вакуумного элемента. Каждый вакуумный элемент 70 является проходом, который образует канал 74, проходящий от нижнего отверстия 64 или входа 72 вакуумного элемента к выходному отверстию 54. Вакуумные элементы 70 являются отдельными друг от друга. Кроме того, вакуумные элементы 70 имеют первый сегмент 70a, который имеет в целом вертикальную ориентацию, и второй сегмент 70b, который имеет ориентацию под углом, сходящимся к выходному отверстию 54. Как также показано на фиг. 2, вакуумные элементы 70 проходят к выходному отверстию через каждый соответствующий второй сегмент 70b, при этом вакуумные элементы 70 используют общий выход в форме выходного отверстия 54. Следует понимать, что вакуумные элементы 70 могут иметь отдельные выходные отверстия, а также сегменты, имеющие только вертикальную ориентацию. Как описано более подробно ниже, вакуумные элементы 70 в целом имеют центральную ось V вакуумного элемента.
Как показано на фиг. 1, 3, 8 и 9, с кожухом 34 соединена опорная конструкция 76. Опорная конструкция имеет первый кронштейн 78, соединенный одним концом с кожухом 34, и второй кронштейн 80, соединенный с противоположным концом кожуха 34. Кронштейны 78, 80 соединены с кожухом 34 при помощи регулировочных болтов 82, которые взаимодействуют с пазами 84 в кронштейнах 78, 80. Эта соединительная конфигурация предусматривает регулирование высоты системы промывания, как описано более подробно ниже. Опорные кронштейны 78, 80 также имеют ручки 86 для освобождения шарниров для дополнительных манипуляций кожухом 34 системы 10 промывания.
Как обсуждалось, форсуночный узел 12 в рабочем положении соединен с вакуумным узлом 14. Как также показано на фиг. 2 и 5-7, форсуночный коллектор 26 расположен внутри внутренней полости 52 кожуха. Вход 32 форсуночного коллектора 26 находится в отверстии задней стенки 42. Каждая форсунка 28 сообщается с форсуночным коллектором 26 и выступает из него. Каждая форсунка 28 проходит в соответствующем вакуумном элементе 70 и в целом с вертикальной ориентацией, в которой форсунка 28 направлена вниз. Вакуумный элемент 70, таким образом, расположен вокруг форсунки 28. Кроме того, следует понимать, что вакуумный элемент 70 образует внешнюю периферию, при этом форсунка 28 расположена внутри внешней периферии вакуумного элемента 70. Форсунка 28 проходит в первом сегменте 70a вакуумного элемента 70. Дистальный конец 29 каждой форсунки 28 расположен вблизи нижних отверстий 64 у соответствующих входов 72 каждого вакуумного элемента 70. Кроме того, в примерном варианте осуществления изобретения форсунка 28 расположена в целом в центре вакуумных входов 72. Таким образом, центральная ось N форсунки в целом совпадает или расположена концентрически относительно центральной оси V вакуумного элемента. В этой конфигурации форсунка 28 рассматривается как в целом концентрическая или совпадающая с вакуумным элементом 70. Форсунка 28 и вакуумный элемент 70 рассматриваются как имеющие общую центральную ось в примерном варианте осуществления изобретения. Возможны другие конфигурации, в которых центральные оси могут быть смещены, в то время как вакуумный элемент 70 все же окружает форсунку 28 или размещен вокруг нее. В вариантах осуществления изобретения, где нижнее отверстие 64 может иметь другие формы, такие как квадратные или прямоугольные, форсунка 28 располагается в целом в отцентрированном положении относительно такого нижнего отверстия. Это также можно считать концентрической конфигурацией. Эти конструкции могут рассматриваться, как использующие общий центр.
Следует понимать, что внутренние стенки 36 имеют пригодные отверстия для прохода для расположения форсуночного коллектора 26 и форсунок 28, которые уплотнены для поддержания разделения между вакуумными элементами 70. Как также показано на фиг. 2, ионизирующая форсунка 30 расположена в вакуумном элементе 70 вблизи входа 20 системы 10 промывания. Соответствующая форсунка 28 расположена, как указано выше, в соответствующем вакуумном элементе 70 в концентрическом положении. Дистальный конец 29 форсунки 28 расположен вблизи вакуумного входа 72 и не проходит за нижнюю стенку 50, таким образом, что дистальный конец 29 форсунки 28 расположен по существу на той же высоте, как и вакуумный вход 72. Дистальный конец 29 может проходить или выступать немного дальше или располагаться выше нижней стенки 50 в других вариантах осуществления изобретения. Форсуночный коллектор 26 может регулироваться относительно кожуха 34 для достижения таких конфигураций. Форсунки 28 также могут быть снабжены конструкцией для индивидуального регулирования.
Каждая соответствующая форсунка 28 и вакуумный элемент 70 рассматриваются как образующие промывочный узел 24. В одном примерном варианте осуществления изобретения система 10 промывания имеет восемь промывочных узлов 24, при этом восемь форсунок 28 расположены в восьми вакуумных элементах 70.
В то время как в примерном варианте осуществления изобретения форсунки 28 и вакуумные элементы 70 ведут к общему соединительному каналу (форсуночному коллектору 26, вакуумному выходному отверстию 54), следует понимать, что каждая форсунка 28 и вакуумный элемент 70 могут быть отдельными друг от друга и быть соединенными с отдельным источником воздуха и вакуума.
Как также показано на фиг. 8, вакуумный шланг 56 соединен с выходным отверстием 54 кожуха 34, при этом вакуумный шланг 56 сообщается по текучей среде со всеми вакуумными элементами 70. Вакуумный шланг 56 соединен с соответствующим источником вакуума. Входная часть 32 форсунки соединена со шлангом 35 подачи воздуха с быстроразъемным соединителем 37, при этом шланг 35 подачи воздуха соединен с пригодным герметизированным источником сжатого воздуха. Следует понимать, что такой сжатый воздух соответственно фильтруется.
Как обсуждалось, конвейер 16 в рабочем положении соединен с системой 10 промывания, а также с другими узлами всей системы 1 обработки контейнеров. В примерном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 1-9, конвейер 16 (фиг. 1) имеет конвейерный узел 90 и каналы 92 сжатого воздуха. Конвейерный узел 90 включает в себя первый направляющий элемент 94, отнесенный от второго направляющего элемента 96 (фиг. 3). Направляющие элементы 94, 96 принимают и поддерживают горлышко CF контейнера, при этом кольцо горлышка на контейнере C движется вдоль направляющих элементов 94, 96. Интервал между направляющими элементами 94, 96 может регулироваться для соответствия разным размерам контейнеров C. Применяется источник сжатого воздуха, при этом сжатый воздух направляется к контейнерам C через каналы 92. Таким образом, как показано на фиг. 1, контейнер C перемещается вдоль направляющих элементов 94, 96 в направлении стрелки сжатым воздухом, направляемым на контейнеры C.
Как показано на фиг. 1, система 10 промывания контейнеров в рабочем положении соединена с другими компонентами системы 1 обработки контейнеров в целом. Система 10 промывания контейнеров расположена вдоль системы 1 обработки, такой как показанная на фиг. 1. Высота кожуха 34 установлена соответственно таким образом, что контейнеры C будут проходить через систему 10 промывания с желательным заданным зазором S (фиг. 9). В одном примерном варианте осуществления изобретения зазор S может составлять 1/8 дюйма. Этот зазор S может изменяться. Желательно иметь насколько возможно минимальный зазор S таким образом, чтобы промывочный узел 24 находился насколько возможно ближе к отверстию СО контейнера, в то же время обеспечивая зазор, позволяющий контейнерам C проходить через систему 10 промывания. Конвейер 16 в рабочем положении соединен с другими конвейерными элементами для приема контейнеров C от системы 1 обработки и доставки промытых контейнеров C, выходящих из системы 10 промывания, для дальнейшей обработки контейнерной системой 1 обработки. Следует понимать, что источник сжатого воздуха для конвейера 16 приводится в действие. Вакуумный шланг 56 соединяют с вакуумным выходным отверстием 54 узла, и источник вакуума вводят в действие. Кроме того, шланг 35 подачи воздуха соединяют с форсуночным коллектором 26, и источник сжатого воздуха для узла 12 форсунки вводят в действие. Также следует понимать, что кожух 34 и конвейер 16 могут быть смонтированы так, чтобы они имели минимальный наклон для содействия перемещению контейнеров C вдоль направляющих 94, 96.
В любом из указанных выше вариантов осуществления изобретения узел может быть снабжен автоматическими выключателями. Выключатели могут быть снабжены датчиками для определения того, подается ли воздух в систему от форсунок или обеспечивают ли вакуумные элементы всасывание.
Теперь будет описана работа системы промывания контейнера. Когда система 1 обработки и конвейер 16 приводятся в действие, контейнер C транспортируется к входу 20 системы 10 промывания, при этом кольцо горлышка на горлышке CF контейнера движется вдоль направляющих элементов 94, 96. Направляющие элементы 94, 96 служат направляющими, зацепляющими горлышко контейнера C для вертикального выравнивания контейнера C относительно форсунки 28 и вакуумного элемента 70. Контейнер C транспортируется в вертикальном положении, в котором отверстие СО контейнера открыто вверх. Следует понимать, что множество смежных контейнеров C транспортируются один за другим конвейером 16. Контейнер C проходит через канал 66 (фиг. 9), ограниченный кожухом 34. Когда контейнер C достигает первого промывочного узла 24, ионизированный воздух под давлением из первой ионизирующей форсунки 30 впрыскивается в контейнер C через отверстие СО контейнера. Форсунка 30 направляет сжатый воздух в направлении вниз. Этот сжатый воздух удаляет инородные частицы, загрязняющие вещества и т.д. с поверхностей контейнера C. Ионизированный воздух также нейтрализует внутренние и внешние поверхности контейнера C, предотвращая чрезмерное прилипание частиц к поверхностям. Одновременно вакуумный элемент 70 обеспечивает всасывание в контейнер C, при этом любые такие частицы или загрязняющие вещества направляются наружу из контейнера C. Вакуумные элементы 70 обеспечивают всасывание в направлении вверх или любом направлении в зависимости от их ориентации. Контейнер C продолжает транспортироваться вдоль конвейера 16 и через систему 10 промывания, при этом контейнер C проходит через каждый последовательный промывочный узел 24, расположенный последовательно. Соответственно, контейнер C подвергается воздействию сжатого воздуха из каждой форсунки 28 и всасыванию из каждого вакуумного элемента 70 из остающихся семи форсуночных/вакуумных элементов промывочных узлов 24 системы 10 промывания. Конфигурация промывочных узлов 24 образует рабочую зону вокруг каждой форсунки 28 для немедленного подхватывания инородных частиц и загрязняющих веществ и направления таких частиц через вакуумные элементы 70 и через вакуумный шланг 56. Соответственно, контейнер C пригодным образом промывается, при этом инородные частицы или загрязняющие вещества удаляются с поверхностей контейнеров C форсунками 28, и вакуумные элементы 70 одновременно удаляют инородные частицы или загрязняющие вещества с контейнеров C перед тем, как любые инородные частицы будут повторно прилипать к контейнерам C. Контейнеры C продолжают движение вдоль конвейера 10 и к другим частям системы 1 обработки контейнеров для заполнения, закупоривания и готовности к транспортировке.
Следует понимать, что контейнеры C движутся через систему 10 со значительными скоростями. Система 10 способна промывать контейнеры с темпом 600-800 контейнеров в минуту, при этом контейнер C находится в каждом промывочном узле 24 в течение долей секунды. Отфильтрованный воздух под давлением может подаваться под различными давлениями, и в одном примерном варианте осуществления изобретения сжатый воздух имеет давление 40-70 фунтов на квадратный дюйм. Как обсуждалось, заданный зазор S может изменяться как необходимо и может составлять 1/8 дюйма в одном варианте осуществления изобретения. Посредством ослабления регулировочных болтов 82 кожух 34 может регулироваться по вертикали при помощи пазов 84 для изменения зазора С. Также могут использоваться ручки 86 для наклонения кожуха 34 при очистке или обслуживании системы 10. Дверца 60 для доступа также обеспечивает легкий доступ в кожух 34 для регулирования форсуночного узла 12, выполнения обслуживания или очистки форсуночного узла 12 или вакуумного узла 14. Вакуумный шланг 56 и шланг 35 подачи воздуха также легко заменяются. В целом система 10 промывания может легко и быстро регулироваться, как необходимо. В других вариантах промывочные узлы 24 могут быть установлены для движения с контейнерами C для промывания.
На фиг. 10-11 показан альтернативный вариант выполнения системы промывания контейнера, соответствующей настоящему изобретению, обозначенной в целом ссылочной позицией 200. Многие компоненты подобны компонентам системы промывания, показанной на фиг. 1-9, и будут обозначены подобными ссылочными позициями в серии 200 ссылочных позиций.
В этом варианте осуществления изобретения система 10 промывания контейнеров в целом подобна системе 10 промывания контейнеров, показанной на фиг. 1-9. В системе 200 используются восемь промывочных узлов 224, выполненных как описано выше. В этом варианте осуществления изобретения применен конвейер 216 с ременной передачей для транспортировки контейнеров C через систему 200 промывания.
Конвейер 216 в целом включает в себя первый захватывающий элемент 291, второй захватывающий элемент 293 и электродвигатель 295. Эти компоненты в целом удерживаются рамой 297, которая может опираться на пол или другую опорную поверхность. Каждый захватывающий элемент 291, 293 имеет вращающуюся ленту и другую опорную конструкцию, которая известна. Первый захватывающий элемент 291 отнесен от второго захватывающего элемента 293 на заданное расстояние для размещения контейнеров C. Как показано на фиг. 11, это расстояние может регулироваться для размещения контейнеров, имеющих различные диаметры. Электродвигатель 295 в рабочем положении соединен с первым захватывающим элементом 291 и вторым захватывающим элементом 293, как показано на фиг. 10. Следует понимать, что система 200 промывания удерживается соответствующими опорными элементами над конвейером 216, как необходимо для прохождения контейнеров C через систему 200 промывания с необходимым зазором.
При работе первый и второй захватывающие элементы 291, 293 вращаются электродвигателем. Контейнеры C принимаются от системы 1 обработки контейнеров, при этом захватывающие элементы 291, 293 захватывают контейнеры C и транспортируют контейнеры C через систему 200 промывания. Система 200 промывания промывает контейнеры C, как описано выше. Захватывающие элементы 291, 293 транспортируют контейнеры C к другим частям системы 1 обработки контейнеров для дальнейшей обработки. Следует понимать, что действующие соединения между электродвигателем 295 и первым захватывающим элементом 291 и вторым захватывающим элементом 293 могут быть таковы, что один захватывающий элемент вращается с большей скоростью относительно другого захватывающего элемента. Таким образом, контейнер C также вращается вокруг его центра, когда контейнер C перемещается линейно через систему 200 промывания. Это может содействовать процессу промывания.
На фиг. 12-14 показан другой альтернативный вариант выполнения системы промывания контейнера, соответствующего настоящему изобретению, обозначенный в целом ссылочной позицией 300. Некоторые узлы подобны таковым системы промывания, показанной на фиг. 1-9 и фиг. 10-11, и будут обозначены подобными ссылочными позициями в серии 300.
В этом варианте осуществления изобретения конвейер 316 является в целом подобным варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 10-11. Система 300 промывания также подобна системе промывания, показанной на фиг. 1-9, но в ней используется шесть промывочных узлов 324. По существу корпус 334 имеет внутренние стенки 336, которые разделяют внутреннюю полость 352 на шесть вакуумных элементов 370. Форсуночный коллектор 326 подает сжатый воздух к этим шести воздушным форсункам 328. Первая воздушная форсунка 330 является ионизированной воздушной форсункой, и остальные пять форсунок представляют собой высоконапорные воздушные форсунки. Каждая форсунка 330 расположена концентрически в пределах вакуумного элемента 370, соответствующего приведенному выше описанию.
При работе контейнеры C транспортируются через систему 300 промывания конвейером 316, работающим подобно конвейеру, показанному на фиг. 11-12. Система 300 промывания также работает таким же образом, когда форсуночный узел 312 подает воздух вниз, в то время как вакуумный узел 314 создает всасывание в направлении вверх в зависимости от ориентации бутылок. Контейнеры C проходят каждый промывочный узел 324 и затем направляются к дополнительным частям системы 1 обработки контейнеров для дальнейшей обработки.
На фиг. 15 показана другая конфигурация примерной системы 1010 промывания контейнера. Система 1010 промывания контейнера в целом снабжена источником воздуха (не показан), таким как любое механическое устройство, которое подает сжатый воздух, системой 1020 очистки воздуха для промывки бутылок, электрической панелью управления (не показана) для выполнения операции промывания и системой 1100 вакуумирования для удаления нежелательных частиц и для циркуляции воздуха.
Система 1020 очистки применена для очистки внутренней части бутылок 1040, когда они транспортируются через систему 1010. Система 1010 промывания контейнеров может включать в себя ряд защитных кожухов 1024, показанных пунктирными линиями на фиг. 15, которые удерживают бутылки 1040 в расположении 1012 на конвейере, позволяющем бутылкам 1040 проходить через каждый пункт с очень высокой скоростью в пределах 800 бутылок в минуту.
Конвейерная конструкция 1012 и большой шкив 1014 предназначены для транспортировки бутылок 1040 через систему 1020 очистки. Линия подачи бутылок следует направлению стрелок, изображенных на фиг. 15. Когда бутылки 1040 проходят через систему 1010 промывания, бутылки 1040 переворачиваются в целом в перевернутое положение, в котором отверстие бутылки направлено вниз, как показано на фиг. 15. Однако бутылки 1040 и система 1010 промывания могут быть ориентированы любым желательным образом. Бутылки 1040 могут удерживаться в конвейерной конструкции 1012 пальцевыми захватами 1039. Такие пальцевые захваты 1039 доступны, например, от Ambec, Inc. (Линчберг, Вирджиния). Предполагаются другие способы транспортировки контейнеров. Например, могут использоваться средства захвата горлышка, конвейеры, тросы индивидуально или в комбинации с направляющими рейками или ограждениями. Применяется воздушный канал 1019, ведущий к воздуходувке (не показана) для отвода воздуха из системы 1020 очистки воздуха через ряд каналов.
Система 1020 очистки воздуха по существу закрыта кожухом 1022, обеспечивающим ограждение для поддержания достаточного равновесия воздушного потока в пределах системы 1020. Два отверстия, одно из которых показано на фиг. 16A, расположены на каждом продольном конце кожуха 1022 и обеспечивают прохождение бутылок 1040. Как показано на фиг. 16B, кожух 1022 может быть снабжен двумя дверцами 1340A и 1340B из плексигласа. Дверцы 1340A и 1340B из плексигласа могут быть снабжены ручками 1342A и 1342B для облегчения доступа к внутреннему пространству кожуха 1022 для обслуживания системы.
Система 1010 промывания может быть снабжена источником воздуха для подачи воздуха к контейнерам 1040. Высокоэффективные сухие воздушные фильтры могут быть размещены на входе и выходе источника воздуха для фильтрации любых нежелательных частиц из воздуха. Высокоэффективный сухой воздушный фильтр или узел предварительного фильтрования на 0,3 мкм (эффективность 99,9%) могут быть добавлены на входе источника воздуха для отсеивания микроорганизмов из подаваемого воздуха, и высокоэффективный сухой воздушный фильтр на 0,5 мкм (эффективность 99%) может быть добавлен на выходе источника воздуха, как профилактическая мера относительно любых непредвиденных загрязнений от источника воздуха. Описанные здесь варианты осуществления изобретения могут быть выполнены с любым источником воздуха, известным в данной области техники.
Форсунки 1301 могут быть снабжены внутренними ионизирующими узлами внутри форсуночного коллектора 1303, которые могут быть конфигурированы для ионизации воздуха перед выходом воздуха из форсунок. На форсуночном коллекторе 1303 может быть смонтирована группа 1300 форсунок. Как показано на фиг. 16A и 16B, высота расположения группы форсунок может регулироваться вверх и вниз винтами 1326 регулирования высоты. Группа воздушных форсунок смонтирована на регулируемом кронштейне 1328, который имеет пазы 1330 и направляющие штифты 1332 для регулирования высоты группы 1300 форсунок относительно бутылок 1040 и захватывающих средств 1039.
Воздух от источника воздуха подвергается воздействию узлов ионизации воздуха, которые ионизируют воздух для содействия удалению частиц с проходящих контейнеров. После того как воздух ионизирован, он направляется в форсунки. Как можно видеть в этой конфигурации, воздух ионизируется до достижения и выхода из форсунок. Это усиливает очистку, создает надежный и долговечный источник для ионизированного воздуха и создает систему, которую легко обслуживать.
Как показано на фиг. 15, 16A и 16B, система 1010 промывания также может быть оборудована вакуумной системой 1100 для высасывания нежелательных частиц от бутылок 1040, когда они движутся на конвейере 1012. Вакуумная система 1100 содержит вакуум-аппарат 1101, который проходит под путем движения бутылок и под коллектором 1300. Вакуум-аппарат 1101 по существу имеет форму лотка, который становится более мелким в направлении пути движения бутылок, как показано на фиг. 16B. Вдоль расположенной в центре продольной части лоток изогнут, и в точке, расположенной смежно с ионизирующими форсунками 1301 и непосредственно под ними, соединен, например, винтами 1102 с вакуумным каналом 1104, который в одном варианте осуществления изобретения имеет форму цилиндра, как показано на фиг. 16A. Вакуумная система 1100 может быть снабжена двумя коленчатыми коллекторами или вакуумными коллекторами 1108, каждый из которых имеет всасывающие отверстия 1106. Вакуумные коллекторы 1108 расположены по обе стороны коллектора 1303 для высасывания нежелательных частиц из системы. Как показано на фиг. 16B, вакуумные коллекторы 1108 могут быть снабжены расширяющимися частями 1110 для расширения вакуумированной зоны в корпусе 1022.
Вакуумный канал 1104 соединен с каналом 1019 (показан на фиг. 1), который сообщается по текучей среде с источником вакуума или источником воздуха (не показан), который прилагает силу всасывания или вакуума к среде в пределах кожуха 1022, где расположена группа 1300 форсунок. Вакуумная система 1100, которая приводится в действие источником вакуума, непрерывно откачивает воздух из кожуха 1022 вместе с любой свободной ионизированной пылью или другими частицами, которые были удалены с поверхностей бутылок 1040, через всасывающие отверстия 1106. Кроме того, для содействия извлечению ионизированной пыли или других частиц, которые были удалены с поверхностей бутылок 1040, вакуумная система 1100 также содействует удалению загрязненного воздуха из системы 1010 промывания.
В одном варианте осуществления изобретения вакуумная система 1100 может являться частью системы замкнутого контура, в которой воздух, извлеченный вакуумом, может фильтроваться высокоэффективным сухим воздушным фильтром и рециркулировать назад в источник воздуха и затем подаваться к группе 1300 форсунок для использования при промывании бутылок 1040 в процессе очистки. В другом примерном варианте осуществления изобретения может использоваться отдельный источник вакуума, такой как воздуходувка Dayton model 2C940. В любом случае вход источника присоединен к вакуумному каналу 1019.
Электрическая панель управления взаимодействует с устройством программируемой электроавтоматики, которое позволяет источнику воздуха работать в оптимальном режиме вентилятора в зависимости от конкретного размера бутылки и скорости конвейера. Дополнительно, электрическая панель управления (не показана) электрически соединена с форсунками, расположенными в группе 1300 форсунок в пределах системы 1020 очистки бутылок, для обеспечения управления оператором.
Система 1010 промывания также оборудована датчиками в ключевых местоположениях для обеспечения характеристик очистки. При обнаружении погрешности в системе, например, низкого давления воздуха, ненадлежащей фильтрации или нерабочего состояния ионизатора, конфигурация системы может обеспечивать выдачу предупредительного сигнала оператору и может обеспечивать выполнение операции выключения. В любом из указанных выше вариантов осуществления изобретения, если какой-либо из датчиков, соединенных с вакуумными элементами или форсунками, считывает недостаточность всасывания или недостаточность давления воздуха соответственно, система автоматически выключается при помощи автоматического реле останова.
В ходе работы система 1020 очистки очищает внутреннее пространство бутылок 1040, когда они транспортируются через систему 1010 промывания. Бутылки 1040 транспортируются через систему 1010 промывания таким образом, что каждая бутылка 1040 проходит через различные пункты, например, пункт захвата бутылки (не показан) и систему 1020 очистки бутылки. Конвейерная конструкция 1012 передает бутылки 1040 таким образом, что линия подачи бутылок следует направлению стрелок, и в результате того, что линия подачи бутылок проходит вокруг большого вращающегося шкива 1014, бутылки 1040 переворачиваются в целом в перевернутое положение, когда отверстие направлено вниз, как показано на примере бутылки 1040 на фиг. 15. Бутылки 1040 предпочтительно удерживаются в конвейерной конструкции пальцевыми захватами 1039 (показаны на фиг. 16A). Когда бутылки 1040 проходят через систему 1020 очистки, воздух направляется внутрь бутылок 1040 форсунками 1301 группы 1300 форсунок. Это дает эффект выпуска любых частиц, находящихся в бутылках 1040. Давление воздуха, выходящего из форсунок, может регулироваться в источнике воздуха и может поддерживаться любыми пригодными способами, известными в данной области техники. Может быть желательно настраивать давление воздуха на основе типа и/или размера очищаемой бутылки.
Вакуумная система 1100, которая непрерывно откачивает воздух из кожуха 1022, откачивает любую свободную ионизированную пыль или другие частицы, которые были удалены из бутылок 1040. В результате, малые частицы, которые были перемещены с поверхностей бутылки и которые остаются увлекаемыми воздухом в пределах кожуха 1022, откачиваются из пространства бутылки и больше не могут повторно прилипать к поверхности снова в случае, если они становятся деионизированными. Кроме того, вакуум может прилагаться таким образом, что давление ниже атмосферного поддерживается во всей системе. Это содействует предотвращению того, что загрязненный воздух будет вдуваться в среду, окружающую систему, и предотвращает загрязнение загрязненным воздухом окружающей среды и оборудования.
Система промывания контейнера, соответствующая настоящему варианту осуществления изобретения, дает несколько преимуществ. Система промывания контейнера потребляет намного меньше электроэнергии, чем традиционные пневматические системы (меньше половины электроэнергии), для промывания пустых бутылок. Она надежна, что приводит к меньшему времени простоя при операциях розлива в бутылки и требует меньшего обслуживания, чем существующие до сих пор системы.
Кроме того, поскольку система представляет собой только воздушную систему в противоположность системе на водной основе или комбинированной системе на основе воздуха/воды, система потребляет меньше естественных ресурсов, таких как вода и электричество. Система промывания также занимает мало места, экономя пространство предприятия. Предшествующие устройства требовали большей площади и большей конструкции и количества компонентов. Конструкция также позволяет располагать форсунки ближе к горлышку бутылки, улучшая характеристики промывания. Поскольку компоненты системы, включая корпус и конвейер, могут легко регулироваться, достигается быстрая перенастройка системы для бутылок разных размеров. Использование ионизирующей воздушной форсунки нейтрализует электростатические заряды и на внутренних, и на внешних поверхностях контейнеров. В целом, благодаря ее упрощенной конструкции и работе, система промывания менее дорога в изготовлении, работе и обслуживании.
В любом из указанных выше вариантов осуществления изобретения, если любой из датчиков, соединенных с вакуумными элементами или форсунками, считывает недостаточное всасывание или недостаточное давление воздуха, соответственно, система автоматически выключается автоматическим реле останова.
Принимая во внимание преимущество приведенного выше раскрытия и описания примерных вариантов осуществления изобретения, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что возможны многочисленные альтернативные и другие варианты выполнения в соответствии с общими принципами описанного здесь изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что все такие различные модификации и альтернативные варианты выполнения находятся в пределах подлинного объема и сущности изобретения. Прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и альтернативные варианты выполнения. Следует понимать, что использование единственного числа в данном раскрытии и в следующей формуле изобретения следует традиционному подходу в патентах в значении "по меньшей мере один", если в конкретном случае не ясно из контекста, что термин предполагает в этом конкретном случае конкретное значение один и только один. Аналогично, термин "содержащий" не ограничен и не исключает дополнительные элементы, признаки, компоненты и т.д.