喷洒设备和对应清洗单元的制作方法

本发明属于清洗单元领域，该清洗单元用于例如瓶子的空容器并且包括清洗通道，在该清洗通道中，容器被输送通过处理区并且被组织成位于与运动方向垂直的连续线上。本发明的目的是用于喷洒液体的喷洒设备，以及包括该喷洒设备的清洗单元。

背景技术：

在该领域中，喷洒设备用于将液体喷洒至倒置的容器中或者喷洒至该容器上。该喷洒设备位于输送设备的下方，输送设备由于互补形状的袋状部而使容器运动。

喷洒设备通常包括压力管以及旋转轴，其中，在压力管中在压力下提供液体，旋转轴设置在压力管的顶部并且沿着该压力管设置。旋转轴设置有径向孔，通过该径向孔从压力管接收液体并且将液体喷洒至容器。

中空喷嘴被设置为压力管与旋转轴之间的交界。喷嘴的顶端具有与旋转轴互补的形状，而相对端固定在压力管中。

该发明给出了对于这些喷嘴的特别关注。

US5092356公开了喷嘴为从压力管延伸出的管状伸出部或套筒。

EP1728565公开了压力管具有径向伸出部，该径向伸出部的顶部上固定有附加元件以与旋转轴相互作用。该附加元件的顶端具有与旋转轴互补的形状。

DE4216665公开了喷嘴为附加件，该附加件固定至压力管并且由两个单独的元件制成。上部元件与旋转轴相互作用，并且具有与圆形形状完全相同的顶部。出于液密的目的，夹持件将旋转轴按压在上部元件上。

DE10315866公开了喷嘴为单一附加件，该单一附加件固定至压力管并且旋转轴夹持在其中。

现有技术的普遍问题是，该喷嘴的工作环境可能使得液体包括例如沙子的硬质小颗粒。这种未过滤的液体甚至可能流经喷嘴。随着旋转轴相对于喷嘴运动，这些固体颗粒导致喷嘴发生过度磨损。

过度磨损的后果是缩短喷嘴，从而在喷嘴与旋转轴之间或者甚至在喷嘴与压力管之间导致液密问题。对于喷洒设备，不充分的水密性阻碍正常的工作条件。另外，过度磨损造成更频繁的维修操作。

技术实现要素：

在这个背景下，本发明旨在提出一种喷洒设备，其可支持具有包括固体颗粒的不清洁液体的工作条件。

为此，本发明提出了在旋转轴一侧在喷嘴的顶端处提供腔体，以允许液体在所述端部处、在喷嘴与旋转轴之间流动。

根据本发明，提供了一种喷洒设备，该喷洒设备用于清洁瓶子清洗单元中的瓶子，在该瓶子清洗单元中瓶子通过输送机运动通过至少一个清洗区。该喷洒设备包括压力管、旋转轴和至少一个喷洒装置，其中，流体在压力管中流动，旋转轴沿压力管延伸，至少一个喷洒装置包括压力管的孔、喷嘴以及旋转轴中的至少一个径向孔，喷嘴在压力管与旋转轴之间定位于压力管的孔中，旋转轴中的至少一个径向孔定位在喷嘴的水平面处以接收来自喷嘴的液体。

该设备的特征在于，至少一个喷嘴的顶端与位于该顶端上的旋转轴具有整体互补的形状，该顶端在与旋转轴的交界处设置有间隙区，以使顶端表面的一部分不与旋转轴接触。

本发明的另一目的是清洗单元，该清洗单元用来清洗用于液体的空容器，例如瓶子或烧瓶，并且包括清洗通道，在该清洗通道中，通过内部输送装置在输送方向上逐行输送该容器以清洁和进一步冲洗该容器。

该清洗单元的特征在于，其包括用于喷洒液体的位于清洗通道中的至少一个这种喷洒设备。旋转轴横向于输送方向。清洗单元还包括用于使旋转轴的旋转与内部输送装置的运动同步的装置。

附图说明

参照附图通过可能特征和优选实施方式的说明，将更好地理解本发明的其他特征和有益效果，这些可能特征和优选实施方式在下文以非限制示例的方式给出，在附图中：

-图1示出了根据本发明的喷洒设备的一端；

-图2集中在喷嘴的设计；

-图3是图2的喷嘴的剖视图；

-图4是喷嘴和旋转轴的主视剖视图；

-图5和图6示出了喷洒设备的剖视图。

具体实施方式

如上所述，本发明的第一目的是喷洒设备1，该喷洒设备1用于清洁瓶子清洗单元中的瓶子，在瓶子清洗单元中，瓶子通过输送机运动通过至少一个清洗区，喷洒设备1包括压力管2、旋转轴3、喷嘴4和至少一个喷洒装置，其中，流体在压力管2中流动，旋转轴3沿压力管2延伸，喷洒装置包括压力管2的孔、喷嘴4以及旋转轴3中的至少一个径向孔5，喷嘴4在压力管2与旋转轴3之间定位于压力管2的孔中，旋转轴3中的至少一个径向孔5定位在喷嘴4的水平处以接收来自喷嘴4的液体。

由于输送机具有各自专用于接收瓶子的袋状部，所以瓶子在瓶子清洗单元中被输送。瓶子沿着与输送机在清洗单元中的运动方向垂直的横向方向13并排布置。旋转轴3以其小距离在压力管2的顶部延伸并平行于压力管2。液体被供应至压力管2并流入压力管2中。液体可以是具有或者没有如清洁剂的化学试剂的冲洗液、清洗液等。压力管2具有位于其顶表面中的至少一个孔，喷嘴4在压力管2与旋转轴3之间插入每个孔中，从而由于喷嘴4的中央孔9将液体引导至压力管2之外。

喷洒设备1用于将液体喷洒至瓶子上。出于该目的，旋转轴3在喷嘴4的水平面处设置有径向孔5。当径向孔5面对喷嘴4的顶端时，在压力管2中的压力下，清洁液体或冲洗液体流经喷嘴4的中央孔9、流经径向孔5并且喷射至瓶子上。

根据本发明，至少一个喷嘴4的顶端6与位于顶端6上的旋转轴3的形状整体互补，该顶端6在与旋转轴3的交界处设有间隙区7，以使顶端6的表面的一部分不与旋转轴3接触，从而在喷嘴4的顶端6处允许液体在旋转轴3与喷嘴4之间自由流动。

旋转轴3抵靠在喷嘴4的顶端6上并且在顶端6中旋转。因此，喷嘴4的顶端6的至少一部分是与圆形旋转轴3互补的圆柱凹面。各形状互补的事实使得旋转轴3能够支撑在喷嘴4上并在喷嘴4上自由旋转。

尽管事实上顶端6具有总体上圆柱凹面形状，但是顶端6的特定区域进一步偏移，以在旋转轴3与喷嘴4之间创建流道即间隙区7。该偏移例如可以为几毫米，并且在任何情况下，偏移的值足够高以使液体(甚至是具有例如沙子的固体颗粒的脏液体)能够自由流动。该间隙区7延伸至喷嘴4的侧部外围以允许液体从顶端6流出。顶端6的、上面抵靠着旋转轴3的圆柱凹面可由曲面获得或仅由支撑点来获得。应理解，出于紧密的目的，中央孔9的口部是圆柱凹面的一部分，以使喷嘴4与旋转轴3之间实现良好接触从而避免任何渗漏。口部的接触面可减小至最小值，从而有助于降低其摩擦损耗以及长时间保持水密性。

使口部表面与旋转轴3的接触面积减小还降低正切摩擦力，否则，则趋向于造成喷嘴4倾斜从而导致液体渗漏。

因为由顶端6的凹面圆柱部的偏移区形成的间隙区7的影响，液体和颗粒不会卡在旋转轴3与喷嘴4之间，而是可容易流出旋转轴3与喷嘴4之间的交界区。由于喷嘴4与旋转轴3之间的颗粒而使喷嘴4与旋转轴3经受的损坏因此从中央孔9的口部与旋转轴3之间的液体密封区去除。如后续将描述的，由于支撑柱状部10远离中央孔9的口部的实事，颗粒也更容易进行流动。

根据另一可能特征，至少一个喷嘴4包括抵靠在压力管2上的支撑基础部8。这使喷嘴4能够恰当地直立在压力管2上并且位于稳定的位置。在支撑基础部8的水平面上实现压力管2与喷嘴4之间的相互作用。参见图4和图5，该支撑基础部8从喷嘴4的底部延伸，但是出于获得间隙区7的目的没有延伸至旋转轴3。如已经介绍的，在一些实施方式中，至少一个喷嘴4包括中央孔9以及柱状部10，其中，液体通过中央孔9从压力管2流至旋转轴3，柱状部10位于中央孔9周围以接触旋转轴3。因此，一方面通过中央孔9的口部部以及另一方面通过柱状部10的端部来实现喷嘴4的顶端6的圆柱凹面。在各柱状部10之间以及在中央孔9的口部与每个柱状部10之间获得间隙区7。

柱状部10形成旋转轴3所需的引导和机械支撑。旋转轴3抵靠喷嘴4且对应的力主要由柱状部10支撑，从而降低对应于需要液密的区域的、中央孔9的口部处的摩擦力和对应磨损。液体流至旋转轴3以及旋转轴3机械支撑这两个功能很好地空间分离并且通过不同的元件来实现：位于一侧的中央孔9和对应嘴部；以及位于另一侧的柱状部10。这有助于限制喷嘴4在水密需求区域中的磨损。

根据另一可能特征，喷嘴4从中央孔9倾斜至支撑基础部8，优选地从中央孔9的顶端口部下降到支撑基础部8的外围。在喷嘴4的顶端6处，该倾斜从中央孔9的口部的周界从所述口部延伸。该倾斜延伸至支撑基础部8的外围且有助于容易地冲洗污垢或具有磨损颗粒的液体，如若不然，则污垢或具有磨损颗粒的液体可能位于喷嘴4与旋转轴3之间。该倾斜形成间隙区7的底部的一部分。由于该倾斜，颗粒和液体可容易流出喷嘴4与旋转轴3之间的相互作用区。

根据另一可能特征，至少一个喷嘴4包括位于矩形配置的拐角处的四个柱状部10，中央孔9大致位于矩形配置的中央处。此外，在一些实施方式中，四个柱状部10的矩形配置具有沿旋转轴3的轴线的方向即沿横向方向13延伸的一对长边。

因此，由于接触力将主要由柱状部10驱动，所以旋转轴3可由喷嘴4支撑甚至可抵靠喷嘴4。喷嘴4与旋转轴3之间需要具有特定的力，以确保良好地引导旋转轴3。根据所述特征，该力主要由柱状部10施加，从而降低中央孔9的口部水平面处的摩擦。柱状部10的顶部具有与旋转轴3的圆柱形状对应的曲形形状，从而提高与喷嘴4接触的质量。柱状部10的端部是喷嘴4的顶端6的圆柱凹面形状的一部分，并且与旋转轴3的圆柱形状互补。

各柱状部10之间在横向方向13上的距离高于其在垂直方向上的距离的事实使得更好地引导旋转轴3并且使材料更好地在喷嘴4与旋转轴3之间流动。由于旋转轴3的圆形截面，更好的是，各柱状部10之间在与横向方向13垂直的方向上具有有限距离，以由柱状部10进行良好的支撑。

在一些实施方式中，柱状部10的端部处设置有磨损指示凹口11。优选地，一个柱状部10的凹口11与至少另一柱状部10的凹口11不同，以使得其可能看见磨损的演变。

根据另一可能附加特征，旋转轴3与柱状部10的顶端和中央孔9的顶端具有互补形状，其中旋转轴3位于一侧而柱状部10的顶端和中央孔9的顶端均位于另一侧，间隙区7的液体通路设置在旋转轴3的下方且位于每个柱状部10与中央孔9之间。因此，喷嘴4的顶端6的、与旋转轴3完全互补的部分包括中央孔9的端部即中央孔9的口部以及柱状部10的端部。该部分是与旋转轴3接触的部分。由于间隙区7的影响，当旋转轴3抵靠在喷嘴4上时顶端6的其余部分与旋转轴3偏离，从而允许流体和颗粒流动，如已经说明的那样。因为中央孔9的口部的唇部仅用于液密所以其具有最小厚度；接触力主要施加在支撑柱状部10上。

此外，根据另一可能附加特征，柱状部10从支撑基础部8延伸。这意味着，中央孔9的壁大致从支撑基础部8的中央延伸，柱状部10大致从支撑基础部8中的矩形的拐角延伸。因此，喷嘴4具有一种锥形，该锥形的顶部由中央孔9的嘴部形成，柱状部10从锥形的外围延伸。

本发明的第二目的是一种清洗单元，该清洗单元用于清洗用于液体的空容器，例如瓶子或烧瓶，并且包括清洗通道，在该清洗通道中内部输送装置在输送方向上逐行输送容器，以清洁和进一步冲洗容器。瓶子倒置在输送装置上进行输送，输送装置在与横向方向13垂直的方向上运动穿过清洗通道。

根据本发明，清洗单元包括如之前所述的至少一个喷洒设备1，该喷洒设备1位于清洗通道中并且用于喷洒液体，旋转轴3横跨输送方向，清洗单元还包括用于使旋转轴3的旋转与内部输送装置的运动同步的装置，例如机械凸轮12。该机械凸轮与输送装置接合并确保旋转轴3的径向孔5的角度协调，从而保证来自压力管2的液体正确地被引导至瓶子上。旋转轴3在喷嘴4上旋转至输送装置运动的程度。

在附图所示的实施方式中，喷洒设备1安装在通道中，以利用水或其他液体的喷射来清洁和进一步冲洗瓶子。喷洒设备1安装在瓶子的下面，且液体向上喷洒。瓶子倒置地位于使瓶子沿通道清洁区和冲洗区运动的输送机上。输送机使产品在纵向方向上运动，瓶子成排布置并且在与该纵向方向垂直的横向方向13上延伸。

喷洒设备1位于清洁区或冲洗区，并且将液体喷洒至瓶子上或瓶子中。该液体可充当清洁液体或者充当清洗液体。

喷洒设备1包括压力管2，液体从外部箱被接收至该压力管2中。在压力管2中，液体受到压力从而使得液体将通过任一现有孔流出压力管2。压力管2平行于横向方向13延伸，以同时处理一排的每个产品。压力管2可具有矩形或圆形基本形状。

如从图1可见，喷洒设备1设置有一组喷嘴4，该喷嘴4位于压力管2的顶表面上。压力管2具有定位成在横向方向13上彼此接近的一组孔。由于O形密封圈的作用，每个喷嘴4以液密的关系插入一个孔中，如图4和图5所示。喷嘴4具有支撑基础部8，该支撑基础部8抵靠在压力管2的外表面上因此具有对应形状，优选为平坦形状。图5示出了压力管2的平坦顶表面，该平坦顶表面与支撑基础部8的平坦底表面对应。

喷嘴4和孔优选地包括具有中心对称轴线的对应圆形形状。喷嘴4与压力管2之间设置有密封件，优选为O形圈。

喷嘴4具有中央孔9，液体从压力管2流出到该中央孔9中。如可看出的，喷洒设备1还具有旋转轴3，该旋转轴3与压力管2平行因此沿横向方向13延伸。旋转轴3具有圆形形状并且通过一组夹持件14固定至压力管2，从而允许旋转轴3自由旋转。

旋转轴3具有一组径向孔5，体液通过该径向孔5从一端流至另一端。由于这些径向孔5，液体可穿过旋转轴3。旋转轴3定位成使得每个径向孔5的打开端可面对喷嘴4的中央孔9的打开端。

使旋转轴3运动以相对于其自身的轴线旋转，并且与围绕横向方向13的旋转对应。当旋转轴3的旋转使得径向孔5的打开端面对对应喷嘴4的中央孔9的打开端时，压力管2中的受压液体可流经喷嘴4然后通过径向孔5流动至径向孔5的相对端。然后，液体喷洒至瓶子。

旋转轴3的端部处设置有机械凸轮12，该凸轮12直接或非直接地与输送机接合，以确保来自径向孔5因而被引导的液体射流到达由输送机使其运动的瓶子。

应理解，喷嘴4阻挡在(一方面)压力管2与(另一方面)旋转轴3之间。因此，喷嘴4的顶端适合于旋转轴3。于是，喷嘴4的端表面具有圆形轮廓，至少其几何形状的一部分为圆形轮廓。

喷嘴4的端部的形状与旋转轴3的形状互补的事实有助于保持旋转轴3沿预定轴线的位置，以及有助于避免液体渗漏。

如图4和图5中最好地看出，根据提议，喷嘴4的顶端设置有间隙区7，以允许液体在喷嘴4与旋转轴3之间流动。间隙区7的底部从旋转轴3偏离，顶端6的其余部分与旋转轴3接触。

换言之，喷嘴4的顶端具有两个功能区域。第一，喷嘴4的端部的一部分形成中央孔9的口部，并与旋转轴3具有有限接触面。该部分主要确保与旋转轴3的液密性。第二，喷嘴4的端部的另一部分形成机械支撑和旋转轴3的定位。这两个部分的端部与旋转轴3互补。喷嘴4的端部的其余部分的形状与旋转轴3具有偏差，从而形成间隙区7。该间隙区7在旋转轴3与喷嘴4的材料之间形成缺口，液体可流过该缺口从而允许固体颗粒流动以及避免阻塞和堵塞，其中阻塞和堵塞将导致过度磨损。

此处应注意，压力管2内部的加压液体形成抵靠旋转轴3按压喷嘴4的力。这有助于喷洒设备1的稳定以及有助于正确引导旋转轴3。

因此，中央孔9的口部的主要功能与液密性有关，且其接触旋转轴3的表面可减小，因而促进具有固体颗粒的液体流动。喷嘴4的力学功能主要不是由中央孔9的口部来执行，而是由之后可针对该力学功能设计尺寸的另一专用部分来执行。

对于将容易围绕口部流动的液体，由间隙区7提供的功能降低其磨损，从而随着时间提高紧密性。另外，获得对旋转轴3适当地进行引导所需的机械压力不施加于口部区域，进一步有助于降低摩擦磨损。

如从图2可看出，在距离中央孔9的某一距离处，喷嘴4具有用于在旋转轴3上施加机械压力的支撑柱状件10。压力管2内部的液体的压力迫使喷嘴4对着旋转轴3。喷嘴4的磨损直接与喷嘴4和旋转轴3之间的接触压力有关系。根据提议，喷嘴4与旋转轴3之间的接触压力主要集中在喷嘴4的顶端的、实际上用于支承该压力和对应摩擦的部分。因此，喷嘴4的顶端具有在旋转轴3上施加压力的一个压力部分以及专用于液密的一个紧密部分，间隙区7一方面在旋转轴3与压力部分之间提供通道，另一方面在旋转轴3与紧密部分之间提供通道。

压力部分由一组柱状部10形成，该柱状部10平行于中央孔9从支撑基础部8延伸出。这些柱状部10的顶端的形状与圆形旋转轴3互补。因此，柱状部10的顶端具有与旋转轴3的形状匹配的圆形形状。由于接触力集中在柱状部10上，所以磨损也集中在柱状部10上而不是中央孔9的口部处。

优选地，喷嘴4具有四个柱状部10，这四个柱状部10定位成具有围绕中央孔9的矩形配置。于是，中央孔9大致位于该矩形的中心。优选地，两个柱状部10之间在横向方向13上的距离大于两个柱状部10之间在垂直方向上的距离。利用这种配置，中央孔9与每个柱状部10之间可具有满足条件的间距，从而可避免中央孔9与每个柱状部10之间发生阻塞。

图3示出了柱状部10设置有凹口11，该凹口11接近柱状部10的顶端表面并且通常与旋转轴3接触。这些凹口11有助于评估柱状部10的磨损。顶表面与凹口11之间的距离表示磨损的水平。理想地，凹口11与一个柱状部10的顶表面之间的距离同凹口11与至少另一柱状部10的顶表面之间的距离不同。因此，可通过简单比较凹口的尺寸或者通过依然可见的凹口11的数量来评定磨损的水平。

如已说明的，一方面由于中央孔9的水平面处的接触压力降低，另一方面由于间隙区7的作用，降低了因旋转轴3在喷嘴4中旋转形成磨损而发生渗漏的风险，从而防止固体颗粒在喷嘴4与旋转轴3之间发生阻塞。

设置在喷嘴4的端部处的间隙区7在旋转轴3与喷嘴4的材料之间形成用于液体和颗粒的通路。该流动通过喷嘴4上从中央孔9的顶端到支撑基础部8的斜坡而被进一步加强。中央孔9的口部在旋转轴3的方向上偏移至支撑基础部8的底部，喷嘴4在该口部与支撑基础部8的外围之间具有下降的斜率。因此，任何颗粒、污垢或者甚至液体趋向于远离中央孔9的口部流动，该口部为敏感区且该口部的磨损直接影响液密性。

虽然已经详细描述本发明的具体实施方式，但是本领域技术人员将理解，除了上面讨论的这些之外，可根据本公开的总体教导对这些细节进行各种修改和替换。因此，所公开的具体布置仅仅表示说明性的，而非限制本发明的范围，所附权利要求的整个宽度在这些具体布置的包括其特征的任意组合的任意和所有等同布置中给出。