用于处理容器的设备及方法与流程

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于处理容器的设备。此外，本发明还涉及一种根据权利要求15前序部分所述的用于处理容器的方法。

背景技术：

用于将液态填料以无菌方式灌装到容器(特别是瓶、杯或罐)中的设施在不同的实施方案中是已知的，并且例如用于以冷无菌方式灌装热敏感的饮料(例如果汁)。形成这种设施且在制造或处理线中彼此连接的各个机器(例如冲洗机、消毒机、填充机或封闭机)都设有外壳，也即如此使得在设施内部产生在消毒的内部空间中用于容器或瓶的传送路段，该消毒的内部空间通过这种外壳相对于邻接的未消毒的空间或区域(例如外部环境)密封，特别是也防止细菌的侵入。

此外，在回转结构方式的机器的应用中(正如这对于冲洗机、消毒机、填充机和/或封闭机是常见方式)，这种外壳通常在该外壳的转动的或回转的部分与该外壳的位置固定的部分之间具有多个过渡部，从而在这些区域中需要特定的密封件。

由弹性材料所构成的密封件在由金属制成的另一部分上滑动，这具有基本的缺点，即：该密封件磨损很快，这于是也导致了密封件的失效。

间隙密封件和/或迷宫式密封件也已经得到证明，这种间隙密封件和/或迷宫式密封件能够解决密封件的磨损的问题，因为这种间隙密封件和/或迷宫式密封件不会导致相互间可运动的部分之间的物理接触。密封的品质然而取决于可运动的部分之间的间隔：如果该间隔减小，那么密封的品质提高，然而小间隔在大型机器中仅能通过高耗费和高成本实现。

在下文中，为了语言上的简化，始终贯穿言及迷宫式密封件，即便该迷宫式密封件仅仅由简单的环形间隙形成，除非明确地提及间隙密封件和/或迷宫式密封件的特殊构型。重要的是，迷宫式密封件表示：从转动的外壳部分至非转动的外壳部分之间的过渡部。

为了确保没有细菌进入到消毒的内部空间中，在内部空间中消毒气体的压力保持成大于环境空气的压力。因此，一定量的消毒气体不断经由迷宫式密封件流到外部环境中，并且这些消毒气体必须经由气体管路持续地供给至内部空间。从内部空间流到外部环境中的消毒气体的量在此不仅取决于可运动的部分之间的间隔，而且取决于内部空间与外部环境之间的压力差。这种压力差在此通常保持尽可能很小，但是也应尽可能大，以便可靠地避免了环境空气的进入，并因此避免了细菌可能会进入到消毒的内部空间中。在此，越多的消毒气体从内部空间流到外部环境中，那么也必须提供越多的消毒气体，并且又将其供给至内部空间。文献de202009010813u1公开一种这样的迷宫式密封件连同相应的气体引导部。

技术实现要素：

基于此，本发明基于的目的在于，提供一种用于对容器在无菌条件下进行处理的经改善的设备及经改善的方法，特别是能优化消毒气体的流动性能。

该目的通过按照独立权利要求1所述特征的设备解决。相应的方法是并列的独立权利要求15的主题。相应的从属权利要求在此涉及本发明特别优选的实施变型方案。

本发明提出一种用于处理容器的设备，其中，这些容器特别是瓶、杯、罐以及诸如此类。所述设备具有：位置固定式机械元件、转动式机械元件、以及内部空间。转动式机械元件在此可以是回转式输送元件，所述回转式输送元件将容器进行保持和/或输送。此外可以考虑的是，该设备具有另外的转动式机械元件。在处理容器时，这些容器主要或仅位于所述设备的内部空间中。内部空间在此有利地是消毒的内部空间，例如在将液态填料以无菌的方式灌装到容器中时需要这种消毒的内部空间。内部空间由至少一个第一壁区段以及第二壁区段限界，其中，第一壁区段配属于位置固定式机械元件，并且第二壁区段配属于转动式机械元件。如果存在多个转动式机械元件，那么也能够将这些转动式机械元件配属于对内部空间限界的壁区段；本发明构思在此也毫无问题地可用于该情况。

为了阻止一般未消毒的环境空气进入到内部空间中，在第一壁区段与第二壁区段之间构成迷宫式密封件，并且内部空间中的压力保持高于外部环境的空气压力，从而总存在从内部空间通过迷宫式密封件至外部环境的小气流。迷宫式密封件是无接触的密封件，其中，在位置固定式机械元件与转动式机械元件之间构成环形通道状缝隙，该缝隙的横截面类似于迷宫。环形通道状缝隙具有朝向内部空间的通道内端部和背离内部空间的通道外端部。迷宫式密封件的特别的密封作用在此基于：这种迷宫延长了从内部空间至外部环境的流动路径，由此也提高了流动阻力。在内部空间与外部环境之间具有压力差的情况下，通过迷宫式密封件的气流因此相对小。

按照本发明，该设备具有布置在通道外端部的区域中的可转动的负压装置，该负压装置包括至少一个翼元件。在负压装置转动的情况下，所述至少一个翼元件产生在迷宫式密封件中的负压和/或产生从通道内端部至通道外端部指向的气流。由此，支持了消毒气体从内部空间流动至外部环境，并且同时又抑制了环境空气流入到内部空间中。由此显著改善了消毒气体的流动性能，从而能够使得内部空间与外部环境之间的压力差保持很小，并且更少的消毒气体会流到外部环境中，由此又意味着更少的消毒气体必须供给至内部空间。

转动式机械元件绕着第一转动轴线转动，并且负压装置绕着第二转动轴线可转动。特别有利地，第一转动轴线与第二转动轴线一致。于是，所述至少一个翼元件沿着通道外端部转动，并且在迷宫式密封件中的负压(或从通道内端部至通道外端部指向的气流)均匀地沿着迷宫式密封件的周边产生。

此外有利的是，负压装置与转动式机械元件固定连接和/或形成转动式机械元件的一部分。相比于单独转动的负压装置，在此转动的元件的数量更少，并且不需要负压装置的自身的驱动器。转动式机械元件的转动因此也引起了负压装置的转动，借此具有上述优点。

但也可以有利的是，负压装置能够以马达方式转动，并且特别是具有自身的驱动器。于是负压装置能够以独立于转动式机械元件的方式运行。例如，如果转动式机械元件由运行决定地必须暂时地停止，那么负压装置也可以运行，并且负压装置可以产生在迷宫式密封件中必要的负压(或产生从通道内端部至通道外端部的气流)。此外，负压装置的转动速度可以与转动式机械元件的转动速度无关地选择，并且借此可以确定在迷宫式密封件中的负压(或从通道内端部至通道外端部的气流)的强度。

有利地，所述至少一个翼元件是弯曲的和/或构造成参照相对于第二转动轴线的切线方向转动或可转动。根据空气动力学方面弯曲的翼元件在此虽然是最耗费的，但是可以相比于相同大小和相同快速转动的笔直翼元件产生更强的负压。翼元件参照相对于第二转动轴线的切线方向的转动或摆转在此可以增强所产生的负压。在此，翼元件可以具有相对于切线方向恒定的斜度，这在构造上可特别简单地实现。翼元件但也可以是可转动的，从而可以调设其相对于切线方向的斜度。通过斜度的变化，例如可以影响负压(或从通道内端部至通道外端部的气流)的强度。由此例如可以补偿负压装置的发生变化的转动速度，或者补偿内部空间与外部环境之间发生变化的压力差。

有利的是，负压装置具有多个可转动的翼元件，这些翼元件单个地或成组地受支承。多个(特别是均匀分布的)翼元件引起了更恒定的负压(或从通道内端部至通道外端部的更恒定的气流)。如果这些翼元件单个地可转动地受支承，那么可以单个地改变每个翼元件与相对于第二转动轴线的切线方向的斜度，以便由此获得确定的流动情形然而，如果各翼元件成组地受支承，那么随着斜度的调节则同时调节多个翼元件。

有利的是，负压装置包括调节装置，所述调节装置调节一个或多个翼元件与相对于第二转动轴线的切线方向的倾斜度。所述调节装置可以通过各种各样的方式构成，例如构造成手动调节装置，该手动调节装置由操作人员操作，或者构造成自动调节装置，该自动调节装置根据确定的参数(例如负压装置的转动速度或者内部空间与外部环境之间的压力差)调整这些翼元件的斜度。

在一个有利的实施变型方案中，设有一个或多个覆盖元件，所述覆盖元件将通道外端部至少部分地覆盖。通过如此覆盖通道外端部，进一步抑制了未消毒的环境空气会进入到消毒的内部空间中。此外，这些覆盖元件可以有助于：更有目的地应用由负压装置所产生的负压。

有利地，所述一个或多个覆盖元件与负压装置固定连接，或者是负压装置的一部分。通过覆盖元件与负压装置的共同作用，可以在通道外端部的区域中确保特别良好地保护以免未消毒的环境空气进入到消毒的内部空间中。

在另一有利的实施变型方案中，设有另一通道，所述另一通道的端部位于通道外端部的区域中。所述另一通道与内部空间不直接连接，所述另一通道可加载负压，并且所述另一通道特别是由一个或多个覆盖元件覆盖。通过所述另一通道可以在通道外端部的区域中产生有针对性的空气流。该空气流使得其他空气流难以让未消毒的空气进入到内部空间中。加载负压在此同样可以通过负压装置实现。

有利的是，所述另一通道具有一个或多个开口，气体可经由所述一个或多个开口导送。由此，能够更准确地监控在另一通道中的流动情形。

有利的是，这些开口与环境空气连接，并且所述气体是空气，因为这是特别简单且成本有利的实施变型方案。

有利地，在经改善的实施形式中，一个或多个过滤元件可以固定在一个或多个开口上，这些过滤元件从外部通至迷宫式密封件，并且非源自设施或机器的内部空间的外部气体经由这些过滤元件吸进。由此有效地阻止了外部物质和/或有害物质进入到迷宫式密封件的邻近区域中。

但也可以有利的是，这些开口与具有经清洁和/或消毒的气体的储器连接。于是进一步降低了污染内部空间的危险。具有经清洁的气体的储器在此例如可以通过闭合的环形通道来实现，该环形通道经由气体供入管路与压缩机以及与气体过滤器连接。

在另一有利的实施变型方案中，在内部空间中设有导入到内部空间中的用于消毒的和/或杀菌的介质的至少一个管路以及对此所属的出口。借此例如能够以规则的时间间隔或者根据需求进行内部空间的杀菌。

此外提出一种用于处理容器的方法。在此，在这样的设备中处理容器：该设备具有：位置固定式机械元件、转动式机械元件以及内部空间。内部空间由至少一个第一壁区段以及第二壁区段限界，其中，第一壁区段配属于位置固定式机械元件，并且第二壁区段配属于转动式机械元件。在第一壁区段与第二壁区段之间构成迷宫式密封件，该迷宫式密封件具有环形通道状缝隙，该缝隙包括朝向内部空间的通道内端部和背离内部空间的通道外端部。在该方法中，使转动式机械元件发生旋转，例如用于输送由转动式机械元件所保持的容器。

按照本发明，该方法借助于按照上述描述的设备实施。特别是，所述设备具有可转动的负压装置，在本方法中，使负压装置旋转，从而产生在迷宫式密封件中的负压和/或产生从通道内端部至通道外端部指向的气流。由此，特别是改善了消毒气体的流动性能。

本发明的改进方案、优点和应用可能也由各实施例的如下描述和附图产生。在此，所有描述的和/或图示的特征自身或者任意组合地原则上是本发明的内容，与其在权利要求中的总结或其引用关系无关。而且权利要求的内容也是说明书的组成部分。

附图说明

在下文中根据附图针对各实施例进一步描述本发明。其中：

图1：按照本发明用于处理容器的设备的示意截面；

图2：按照本发明用于处理容器的设备的另一实施变型方案的细节的示意截面；

图3：按照本发明用于处理容器的设备的另一实施变型方案的细节的示意截面；

图4：按照本发明用于处理容器的设备的另一实施变型方案的示意截面；

图5a：翼元件的纯示意的侧视图；以及

图5b：一组翼元件的纯示意的侧视图。

对于本发明的相同或作用相同的元件在附图中应用相同附图标记。此外，出于清晰性的目的在各个附图中仅仅示出对于相应附图的描述需要的附图标记。

具体实施方式

图1示出用于处理容器2的设备1的示意截面。设备1在此例如可以是冲洗机、消毒机、填充机和/或封闭机。容器2在图1中示出为瓶子，本发明然而也涉及其他容器2，例如：杯或罐或诸如此类。容器2在处理期间位于设备1的内部空间3中。内部空间3构造成消毒的内部空间，从而设备1例如适用于冷无菌地灌装热敏感饮料(例如果汁)。

设备1(除了多个另外的构件之外，这些构件对于本发明不那么重要，并且因此在示意图中未示出)具有位置固定式机械元件4和转动式机械元件5。转动式机械元件5在此包括保持装置6，该保持装置6将容器2进行保持并且在转动式机械元件5转动时进行输送。转动式机械元件5的转动在此绕着第一转动轴线ra1实现。

与位置固定式机械元件4相配属的第一壁区段7和与转动式机械元件5相配属的第二壁区段8限界出内部空间3。在第一壁区段7与第二壁区段8之间设有至少一个迷宫式密封件9，该迷宫式密封件9应阻止未消毒的环境空气进入到内部空间3中。优选地，内部空间3中的气体压力保持得大于环境空气的空气压力，从而，例如消毒气体总是可以经由迷宫式密封件9流到外部环境中，这又反作用于环境空气流入到内部空间3中。为此需要的是，持续将新的消毒气体供给到内部空间3中，这通过在此未示出的气体管路进行。

迷宫式密封件9具有环形通道状缝隙10，该环形通道状缝隙10通过其迷宫式横截面使从内部空间3至外部环境的流动路径延长，并且由此提高在内部空间3与外部环境之间的流动阻力。通过经提高的流动阻力，减少消毒气体从内部空间3流到外部环境中，并且由此降低了消毒气体的损耗。环形通道状缝隙10在此具有朝向内部空间3的通道内端部11和背离内部空间3的通道外端部12。

按照本发明，设备1具有布置在通道外端部12的区域中的可转动的负压装置13，该负压装置13在该实施例中是转动式机械元件5的一部分。可转动的负压装置13在此具有至少一个翼元件14、优选多个翼元件14，这些翼元件14在负压装置13转动时在迷宫式密封件9中产生负压和/或产生从通道内端部11至通道外端部12指向的气流。通过该负压(或该气流)进一步使得未消毒的环境空气进入消毒的内部空间3变得困难。

图2示出用于处理容器的另一设备1在迷宫式密封件9的区域中的截面。相比于图1所描述的实施例的设备1，在本实施例中设有覆盖元件15，该覆盖元件15与位置固定式机械元件4固定连接，并且将通道外端部12至少区段地覆盖。通过将通道外端部12至少部分地覆盖，进一步使得污染的空气进入内部空间3变得困难。

此外，设有另一通道16，该另一通道16的上端部位于通道外端部12的区域中并且同样被覆盖元件15覆盖。该另一通道16例如以通孔的形式实现。在负压装置13运行的情况下(也即在转动式机械元件5转动的情况下)，也给另一通道16加载负压。这促成了通过另一通道16的气流。另一通道16的下部开口17与环境空气连接，从而使得这种气流是环境空气流。因为在此涉及定向的流动，因而进一步使得污染的空气进入内部空间3变得困难。

此外，在图2中以虚线示出过滤器组30，所述过滤器组30可选择地可固定在至少一个或所有开口17上，并且由此阻止外部物质或有害物质进入密封区域。

在一个备选实施例中(在此未示出)，另一通道16的开口17与储器相连接，该储器具有经清洁和/或消毒的气体。这虽然比在图2中示出的实施变型方案更耗费，但这促成了在另一通道16中产生具有经清洁和/或消毒的气体的气流，从而进一步使得污染的空气进入内部空间3变得困难。

图3示出按照本发明的用于处理容器2的设备1在迷宫式密封件9的区域中的另一实施变型方案的截面。在该实施例中，覆盖元件15构成负压装置13的一部分，该覆盖元件15通过可松脱的连接(例如螺纹连接18)与转动式机械元件5固定连接。覆盖元件15在此优选地具有在边缘侧上和/或在翼元件14的区域中布置的开口缝隙19，这些开口缝隙19用于在负压装置13转动时通过翼元件14所产生的负压引起在这些开口缝隙19中向外指向的气流，该气流又促成在通道外端部12的区域中的负压。而且该实施例能在迷宫式密封件9的通道外端部12的区域中产生限定的流动情形，并且因此提供良好的保护以免污染的环境空气进入到消毒的内部空间3中。

图4示出按照本发明用于处理容器2的设备1的另一实施变型方案的示意截面。相比于先前的实施例，负压装置13在该实施例中不与转动式机械元件5连接，而是构造为能够通过至少一个自身的驱动器20以马达方式转动(更确切地说优选可绕着第二转动轴线ra2转动)。这虽然在构造上更耗费，但是能使负压装置13以独立于转动式机械元件5的方式转动，从而例如这些翼元件14通过较高的转动速度可以在通道外端部12的区域中产生更强的负压。优选地，第一转动轴线ra1与第二转动轴线ra2重合。如果必须使转动式机械元件5根据运行情形短暂地停止，那么具有自身的驱动器20的负压装置13是特别有利的。在该情况下可以使负压装置13通过自身的驱动器20继续转动，并且该负压装置13可引起在通道外端部12的区域中所期望的流动情形。

此外，设有管路21，用于杀菌介质，该管路21包括位于内部空间3中的出口22。通过该管路21能够以预给定的时间间隔或者在需要时将杀菌介质导入到内部空间3中，这些杀菌介质重新恢复了内部空间3中消毒的状况。

图5a示出弯曲的翼元件14的示意侧视图。在此，根据空气动力学的观点，如此选择翼元件14的弯曲，使得在通道外端部12的区域中产生的负压达到预给定大小和/或尽可能恒定。

最后，图5b示出一组绕着各一旋转点23可转动的翼元件14。通过活节25将翼元件14的自由端部相连接的杆件24在此形成调节装置26，用于翼元件14的斜度。根据在迷宫式密封件9中所期望的负压(或根据从通道内端部11至通道外端部12所期望的气流)，可以利用调节装置26对这些翼元件14的斜度进行调设。

自然地，调节装置26也能够以马达方式、液压方式或气动方式控制，而且也可以考虑自动控制这些翼元件14的斜度，例如根据的是：负压装置13的转动速度、在内部空间3与外部环境之间的压力差、和/或环境空气的污染程度。

在上文中针对各实施例描述本发明。不言而喻，多种变化以及修改是可能的，由此不会脱离本发明通过权利要求限定的保护范围。

附图标记列表

1设备

2容器

3内部空间

4位置固定式机械元件

5转动式机械元件

6保持装置

7第一壁区段

8第二壁区段

9迷宫式密封件

10环形通道状缝隙

11通道内端部

12通道外端部

13负压装置

14翼元件

15覆盖元件

16另一通道

17开口

18螺纹连接

19开口缝隙

20驱动器

21管路

22出口

23旋转点

24杆件

25活节

26调节装置

30过滤器组

ra1第一转动轴线

ra2第二转动轴线