СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧИСТКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ БУТЫЛОК
METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATIC CLEANING OF EQUIPMENT FOR BOTTLES FILLING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к оборудованию для автоматического наполнения бутылок. В частности, изобретение относится к способу и устройству для автоматической чистки оборудования наполнения бутылок прямо на месте.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Оборудование, используемое для наполнения бутылок и другой тары жидкостями, требует, как правило, периодической чистки. Это особенно важно, если речь идет о напитках для потребления человеком, а такие напитки, как фруктовые соки и молочные продукты особенно подвержены загрязнениям и/или разложению. Поэтому общепринятой практикой является мытье всего оборудования, контактирующего с такими напитками, через определенные интервалы времени, например, после восьми часов непрерывной работы оборудования, один раз за смену, ежедневно и т.п.
Можно эффективно наполнить жидкостями большое количество бутылок или иной тары, если наполнять бутылки под действием силы тяжести из подъемного резервуара через несколько клапанов для наполнения бутылок, при этом бутылки располагаются на подставках под клапанами. Эта технология применяется в большинстве случаев при крупномасштабном наполнении бутылок, при этом используются устройства под названием «ротационные наполнители», имеющие несколько подставок, расположенных по кругу под соответствующими клапанами, в которые подается жидкость из подъемного резервуара. Подставки, клапаны и резервуар синхронно поворачиваются, при этом в течение одного поворота ротационного наполнителя бутылка попадает на подставку, поднимается, открывает клапан, наполняется, опускается и убирается с подставки.
Как правило, ротационные наполнители содержат большое количество клапанов для наполнения бутылок, которые обычно имеют сложное строение, в результате чего тщательная очистка таких клапанов занимает много времени, что уменьшает полезное время работы оборудования.
Для того чтобы уменьшить время чистки ротационных наполнителей, каждый из клапанов можно промывать водой, моющими средствами, растворителями и/или иными подобными субстанциями прямо на месте, изнутри подъемного резервуара и/или из слива клапана по направлению внутрь резервуара. Если промывать клапаны изнутри резервуара, под клапанами можно поставить корыто или иную емкость для сбора моющей жидкости.
В альтернативном варианте можно промывать сразу несколько клапанов, разместив под ними коллектор, который поднимается, открывая клапаны, после чего клапаны одновременно промываются изнутри резервуара и/или со стороны коллектора. Коллекторы такого типа, используемые для чистки клапанов для наполнения бутылок прямо на месте («коллекторы для чистки на месте» или, сокращенно, «чнм-коллекторы»), обычно громоздкие и тяжелые, т.к. требуется достаточная жесткость структуры, чтобы они не гнулись, когда их поднимают для открытия клапанов, а также большой объем для вмещения потока очищающей жидкости. Вокруг ротационных наполнителей не бывает много свободного места (из-за вспомогательного оборудования), но чнм-коллекторы обычно располагают вблизи ротационных наполнителей, чтобы не приходилось их далеко нести, при этом они мешают, причиняют неудобства и даже травмы. Громоздкость, большой вес и специфическая форма чнм-коллекторов делают их хранение и использование весьма трудоемкими, что усугубляется необходимостью поддерживать хороший обзор и возможность мгновенного доступа к области прохождения бутылок в ротационном наполнителе, чтобы можно было постоянно визуально контролировать процесс наполнения и быстро среагировать, если что-то пойдет не так.
Целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для автоматической чистки оборудования для наполнения бутылок, в частности клапанов, прямо на месте, которые обеспечивают одновременную чистку сразу нескольких клапанов с подачей очищающей жидкости из подъемного резервуара и/или из чнм-коллектора, с минимальным участием оператора и не создавая существенных помех обзору или доступу к процессу наполнения бутылок.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном аспекте настоящего изобретения имеется способ для чистки оборудования для наполнения бутылок, содержащего множество подъемных клапанов, гидравлически соединенных со средством, содержащим запас разливаемой жидкости, в котором согласно указанному способу:
поддерживают коллектор возле оборудования в положении, открывающем хороший обзор и доступ к клапанам, при этом у коллектора имеется несколько чистящих отверстий;
размещают коллектор относительно клапанов таким образом, чтобы он находился ниже клапанов;
размещают коллектор под клапанами таким образом, чтобы каждое чистящее отверстие гидравлически соединялось с клапаном;
промывают, по меньшей мере, несколько клапанов с помощью жидкости, протекающей через средство с запасом разливаемой жидкости, клапаны и коллектор; и
убирают коллектор от клапанов.
Средство, содержащее запас разливаемой жидкости, может содержать подъемный резервуар, при этом клапаны располагают под резервуаром, а резервуар располагают возле оборудования, около которого поддерживают коллектор согласно данному способу, например, рядом со средством, содержащим запас разливаемой жидкости, в частности, рядом с резервуаром. В альтернативном варианте коллектор можно хранить в таком положении, чтобы он находился ниже клапанов, например, около основания оборудования для наполнения бутылок.
Этап расположения коллектора в положении ниже клапанов может включать опускание коллектора и/или приподнимание клапанов. Клапаны могут крепиться к резервуару и приподниматься при поднятии резервуара.
Этап расположения коллектора под клапанами может включать поворот коллектора вокруг вертикальной оси.
Для достижения гидравлического сообщения клапанов с чистящими отверстиями клапаны можно открывать, сдвигая нижнюю часть каждого клапана вверх по отношению к остальной части клапана. Для этого можно поднять коллектор так, чтобы надавить на нижние части клапанов по направлению вверх и/или опустить клапаны относительно коллектора.
Клапаны можно промывать жидкостью, текущей из резервуара через клапаны в коллектор, и/или жидкостью, текущей в обратном направлении. В предпочтительном варианте жидкость последовательно течет сначала в одном направлении, потом в другом, и так далее.
Способ может включать возврат коллектора в положение возле оборудования, например, путем выполнения действий, обратных совершенным передвижениям коллектора, по меньшей мере, для некоторых передвижений коллектора.
В способе можно использовать несколько коллекторов, и способ может предусматривать одновременную чистку всех клапанов.
Способ может быть полностью или частично автоматизирован, а некоторые этапы могут выполняться непрерывно и/или одновременно.
В другом аспекте настоящего изобретения имеется устройство для чистки оборудования для наполнения бутылок, содержащего множество подъемных клапанов, гидравлически соединенных со средством, содержащим запас разливаемой жидкости, при этом указанное устройство содержит:
по меньшей мере, один коллектор, при этом у коллектора имеется множество чистящих отверстий, расположенных подобно клапанам;
средство для поддержки коллектора возле оборудования для наполнения бутылок в положении, открывающем хороший обзор и доступ к клапанам;
средства для размещения коллектора относительно клапанов таким образом, чтобы коллектор находился в положении ниже клапанов;
средство для размещения коллектора под клапанами таким образом, чтобы каждое чистящее отверстие гидравлически соединялось с клапаном; и
средства для подачи чистящей жидкости к, по меньшей мере, одному из коллекторов и средству, содержащему запас разливаемой жидкости.
Средство, содержащее запас разливаемой жидкости, может содержать подъемный резервуар, при этом клапаны могут располагаться под резервуаром.
Поддерживающее средство может быть настроено таким образом, чтобы поддерживать коллектор возле средства, содержащего запас разливаемой жидкости, например, рядом с резервуаром. В альтернативном варианте поддерживающее средство может быть настроено таким образом, чтобы поддерживать коллектор в положении ниже клапанов, например, около основания оборудования для наполнения бутылок.
Средство для поддержки коллектора может иметь изменяемую высоту, и/или устройство может содержать поддерживающее средство с изменяемой высотой для поддержки клапанов, например, поддерживающее средство с изменяемой высотой для поддержки резервуара и прикрепленных клапанов.
Коллектор может поддерживаться на оси с помощью своего поддерживающего средства, чтобы его можно было вращать вокруг вертикальной оси. В предпочтительном варианте два коллектора могут быть прикреплены к своим поддерживающим средствам на оси, чтобы их можно было вращать более-менее симметрично по отношению к их соответствующим позициям, под клапанами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также для демонстрации возможностей его осуществления, изобретение далее проиллюстрировано в виде примера со ссылками на приложенные чертежи, на которых:
На Фигуре 1 показан трехмерный вид сбоку на ротационный наполнитель с чистящим устройством согласно настоящему изобретению, в первом положении.
На Фигуре 2 показан трехмерный вид сверху на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 1.
На Фигуре 3 показан трехмерный вид сбоку на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 1, во втором положении.
На Фигуре 4 показан трехмерный вид сверху на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 3.
На Фигуре 5 показан трехмерный вид сбоку на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 1, в третьем положении.
На Фигуре 6 показан трехмерный вид сверху на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 5.
На Фигуре 7 показан трехмерный вид сбоку на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 1, в четвертом положении.
На Фигуре 8 показан трехмерный вид сверху на ротационный наполнитель с чистящим устройством по Фигуре 7.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах изображен ротационный наполнитель, содержащий многие известные специалистам компоненты и обозначаемый позицией 10.
Ротационный наполнитель 10 поддерживается на столе 12 и содержит средство с запасом разливаемой жидкости в виде резервуара 14, который имеет круглую форму при виде сверху и поддерживается высоко над столом 12 на средстве для поддержки резервуара в виде центральной стойки 16. Тридцать два клапана 18 для наполнения бутылок прикреплены к нижней части резервуара 14 по кругу и гидравлически соединены с внутренней полостью резервуара. В нижнем конце каждого клапана 18 имеется сливной наконечник 20, который соединяется с остальным клапаном с помощью сильфона 22 так, чтобы клапан 18 открывался при движении наконечника 20 вверх относительно остальной части клапана.
Клапаны 18 являются так называемыми «уровневыми» клапанами, которые хорошо известны специалистам и прекращают наполнение в зависимости от уровней жидкости относительно возвышения отверстий/ходов. Данный тип клапана 18, который открывается при движении наконечника 20 вверх в результате контакта с бутылкой, которую нужно будет наполнить, относится к категории «контактных» клапанов, однако данное изобретение может использоваться совершенно таким же образом и для «неконтактных» клапанов с наконечниками, которые открываются и закрываются автоматически без контакта с бутылками, например, при взвешивании наполняемой бутылки на электронных весах. Наконечники неконтактных клапанов нужно чистить внутри и снаружи, так же как и у контактных клапанов.
Тридцать две подставки 24 для бутылок поддерживаются, располагаясь по кругу, над столом 12, при этом каждая подставка может двигаться по вертикали с помощью кулачкового механизма (на чертежах не показано). Резервуар 14, клапаны 18 и подставки 24 соединены таким образом, что вращаются с одинаковой скоростью, при этом каждая подставка всегда приблизительно располагается под одним из клапанов.
Чистящее устройство согласно настоящему изобретению обозначается позицией 30 и содержит два чнм-коллектора 32, каждый из которых на оси прикреплен к поддерживающему средству, выполненному в виде вертикального цилиндра 34, выступающего из стола 12, и рычажную конструкцию 36, расположенную на вершине цилиндра 34. Устройство 30 также содержит крышку 38, которая входит в верхнее отверстие резервуара 14.
Каждый коллектор 32 содержит продолговатый изогнутый полый корпус 40, из которого выходят вверх восемь полых выступов 42, которые определяют чистящие отверстия коллектора 32. Выступы 42 расположены раздельно, по кривой, напоминающей расположение клапанов 18, в частности, с таким же шаговым диаметром и таким же расстоянием между ними. Один конец гибкого шланга 44 присоединен к корпусу 40 каждого коллектора 32, а другой - к другому оборудованию (см. ниже). Внутренняя полость полого корпуса 40 герметична, за исключением гидравлического сообщения с выступами 42 и шлангом 44.
Термин «шаговый диаметр» обозначает диаметр воображаемой окружности, на которой располагаются центры некоторого количества объектов.
Рычажная конструкция 36 содержит три горизонтальные пластины 46, расположенные одна над другой, при этом два рычажных механизма коллекторов обычно располагаются между двумя нижними пластинами, а приводные рычажные цилиндры 50 - между двумя верхними пластинами. Каждый рычажный механизм содержит цилиндрическую поворотную втулку 48, способную поворачиваться вокруг вертикальной оси, и пусковую рукоятку (не изображено на фигурах), которая прочно крепится к втулке и приводится в движение коленчатым образом с помощью присоединенного цилиндра 50 для того, чтобы вращать втулку вокруг своей оси. Каждая втулка 48 прочно прикреплена к осевой рукоятке, которая крепится к присоединенному коллектору 32.
Две рычажные конструкции являются зеркальным отражением друг друга и настроены для осевого вращения коллекторов 32 между внешними положениями (изображенными на Фигурах 1-4) и внутренними положениями (изображенными на Фигурах 5-8), в которых выступы 42 обоих коллекторов располагаются по кругу, при этом шаговый диаметр выступов в целом равен приблизительно шаговому диаметру клапанов 18 и подставок 24.
Съемная крышка 38 герметично крепится на верхнее отверстие резервуара 14 на контактное кольцо из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и содержит центральную впускную трубу 54 для разливаемой продукции и разветвленную совокупность 56 чнм-труб с двумя прикрепленными к ней разбрызгивающими шаровыми элементами (на чертежах не показано) внутри полости резервуара. Впускная труба 54 для продукции соединяется со средством подачи жидкости для наполнения бутылок в ротационном наполнителе 10, а совокупность 56 чнм-труб соединяется со средством подачи или слива чистящей жидкости (см. ниже).
Цилиндр 34 настроен так, чтобы вертикально сдвигать рычажную конструкцию 36, а следовательно, и прикрепленные коллекторы 32. Сходный цилиндрический механизм (не изображено на фигурах) предназначен для вертикального сдвига резервуара 14 и прикрепленных клапанов 18. Следует понимать, что приводные движения, описываемые с упоминанием цилиндров, рычагов и т.п., могут достигаться иным путем, в пределах сущности изобретения.
Движение компонентов ротационного наполнителя 10 и чистящего устройства 30 автоматически контролируется управляющим оборудованием, известным специалистам.
На Фигурах 1 и 2, при использовании ротационного наполнителя 10 в обычном режиме, коллекторы 32 поворачиваются вокруг оси во внешнее положение, чтобы находиться снаружи резервуара 14, а цилиндр 34 вытягивается для того, чтобы поднять коллекторы до изображенного положения рядом с резервуаром. В этом положении коллекторы 32 не мешают работе, а подставки 24 и клапаны 18 хорошо видны и открыты для доступа.
Если после использования резервуара 14 и клапанов 18 их нужно очистить, резервуар освобождается от содержимого, а с подставок убираются все бутылки.
Коллекторы 32 опускаются с помощью цилиндра 34 в положение, изображенное на Фигурах 3 и 4, при этом они располагаются ниже клапанов 18. Одновременно резервуар 14 и клапаны 18 приподнимаются с помощью цилиндра центральной стойки 16, чтобы обеспечить достаточно свободного места между клапанами 18 и подставками 24 для коллекторов 32. Следует понимать, что в зависимости от размера и формы ротационного наполнителя 10 и устройства 30 может оказаться достаточным просто приподнять резервуар 14 или опустить коллекторы 32. Также можно предусмотреть возможность опускания подставок 24, освобождая, таким образом, место для коллекторов 32.
Коллекторы 32 располагают под клапанами 18, вращая их вокруг оси до приведения во внутренние положения, изображенные на Фигурах 5 и 6. При необходимости резервуар 14 вращают вокруг вертикальной оси, пока клапаны 18 не окажутся на одной линии с соответствующими чистящими отверстиями выступов 42, для каждого выступа.
После выравнивания коллекторы 32 поднимаются с помощью цилиндра 34 так, чтобы наконечник 20 каждого из клапанов 18, выровненного относительно выступа 42, вошел внутрь выступа и выталкивался бы вверх так, чтобы клапан открылся и вошел в гидравлическое сообщение с чистящим отверстием, как изображено на Фигурах 7 и 8. Вместо поднятия коллекторов 32 или в дополнение к нему, резервуар 14 и клапаны 18 могут быть опущены относительно коллекторов.
Чистка резервуара 14 и клапанов 18 происходит путем последовательного промывания то «снизу-вверх», то «сверху-вниз» с помощью чистящей жидкости, содержащей разбавители, растворители, моющие средства и/или иные субстанции.
Для промывания снизу-вверх шланги 44 присоединяют к средству подачи чистящей жидкости под давлением так, чтобы жидкость под давлением попадала в полости коллекторов 32, вокруг наконечников 20, вверх через клапаны 18, включая их отверстия (если таковые имеются), и в резервуар 14. Жидкость из резервуара 14 удаляется с помощью совокупности 56 чнм-труб.
Для промывания сверху-вниз совокупность 56 чнм-труб присоединяют к средству подачи чистящей жидкости и жидкость вбрызгивается в резервуар через разбрызгивающие шаровые элементы, откуда она вытекает под действием силы тяжести и/или давления по пути, обратному тому, что описан для варианта снизу-вверх, пока не выльется из коллекторов 32 через шланги 44.
В зависимости от эксплуатационных требований, может оказаться достаточным производить промывку только снизу-вверх или только сверху-вниз.
После промывки резервуара 14 и клапанов 18 коллекторы 32 опускают и/или поднимают резервуар и клапаны, чтобы извлечь наконечники 20 из выступов 42, до положения как на Фигурах 5 и 6, коллекторы вращают вокруг оси во внешнем направлении до положения как на Фигурах 3 и 4 и поднимают в положение как на Фигурах 1 и 2, после чего ротационный наполнитель 10 готов к эксплуатации.
В других вариантах осуществления изобретения коллекторы 32 настроены для одновременной чистки всех клапанов 18 конкретного ротационного наполнителя 10. В зависимости от размера ротационного наполнителя 10 и числа клапанов, может понадобиться использовать более одного цилиндра 34 и рычажной конструкции 36, располагая их в различных положениях вокруг наполнителя, и/или использовать дополнительные коллекторы 32, осевые либо шарнирные.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения, не показанному на фигурах, вместо расположения коллекторов 32 в приподнятом положении, рядом с резервуаром 14 или иным средством подачи наполняющих жидкостей к клапанам 18, коллекторы можно хранить на более низком уровне, например, возле основания, в частности стола 12. В этом случае коллектор 32 нужно будет автоматически поднимать, располагать под клапанами 18, приподнимать для соприкосновения с клапанами и т.д., остальная часть процедуры идентична варианту осуществления, описанному выше.
Описанное изобретение обладает тем преимуществом, что позволяет одновременно чистить сразу нескольких клапанов с подачей очищающей жидкости из подъемного резервуара и/или из чнм-коллектора, без необходимости участия оператора и не создавая существенных помех обзору или доступу к процессу наполнения бутылок.