一种盖杀菌装置及灌装设备的制作方法

1.本实用新型涉及包装设备技术领域，尤其涉及一种盖杀菌装置及灌装设备。


背景技术：

2.目前，市面上的无菌灌装设备中的盖杀菌装置一般采用化学药剂汽化熏蒸式杀菌(以下简称干法)，或者采用固定浓度的化学溶剂喷冲式杀菌(以下简称湿法)；其中，干法需要大量的电能对化学药剂进行汽化，同时需要对管道及杀菌装置进行保温；湿法需要大量的水资源进行药剂调配和冲洗；这两种杀菌方式都会消耗大量的化学药剂，消耗大量的能源，同时产生大量的废气/污水，带来高消耗和环境污染问题。
3.为了解决上述问题，现有技术提出采用电子束进行瓶盖杀菌，以避免废水废气的产生。然而，电子束杀菌过程中容易使瓶盖升温过高，若不能及时散热，瓶盖存在热损坏风险。
4.因此，亟待需要一种盖杀菌装置以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于提供盖杀菌装置，通过电子束进行杀菌，无污染废气废水产生，且可对瓶盖进行降温，降低瓶盖热损坏风险。
6.本实用新型的另一个目的在于提供灌装设备，通过应用上述盖杀菌装置，杀菌效果好，且无污染废气废水产生，设备环保可靠。
7.为实现上述目的，提供以下技术方案：
8.第一方面，提供了一种盖杀菌装置，用于对瓶盖进行杀菌，所述盖杀菌装置包括：
9.送盖轨道，包括第一轨道和第二轨道，所述第一轨道用于接收瓶盖输送装置供给的瓶盖；
10.杀菌机构，包括电子束发生器，所述电子束发生器设于所述第二轨道所在区域，且所述电子束发生器产生的电子束能够照射于所述第二轨道内；
11.冷却模块，设于所述第二轨道周侧。
12.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述第二轨道包括限位条，多个所述限位条围设形成用于限位容纳瓶盖的输送空间。
13.作为所述盖杀菌装置的可选方案，瓶盖的开口端设有一个第三限位条，第三限位条与瓶盖的开口端间隙设置；瓶盖的圆周面的顶部设有一个第四限位条，第四限位条与瓶盖的圆周面间隙设置。通过第一限位条、第二限位条、第三限位条和第四限位条的设置，可保证瓶盖立设于第二轨道内，并能够相对于第二轨道滚动。通过第一限位条、第二限位条、第三限位条和第四限位条的设置，可保证瓶盖立设于第二轨道内，并能够相对于第二轨道滚动，使电子束发生器产生的电子束能均匀的照射在瓶盖上，避免因限位条产生照射死角，从而保证杀菌装置能够对瓶盖进行全面杀菌，提高杀菌效果。
14.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述电子束发生器位于所述输送空间内的瓶盖
的开口端一侧，且所述电子束发生器产生的电子束能够照射于所述瓶盖的开口端内并与所述瓶盖的中心线呈夹角设置，即电子束从瓶盖开口端的上方或下方射入，保证电子束能够进入瓶盖的开口端的螺纹连接处，保证杀菌效果。
15.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述杀菌机构还包括偏转磁铁，所述偏转磁铁用于将所述电子束发生器产生的电子束偏转至所述瓶盖的背部。电子束发生器产生的电子束能够均匀照射于瓶盖的开口端的内部和瓶盖的背部，实现对瓶盖的全方位杀菌，杀菌效果远远优于瓶盖移动通过第二轨道的杀菌段的技术方案以及未设置偏转磁铁的技术方案。
16.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述冷却模块包括冷却管路，所述限位条外套设有所述冷却管路。
17.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述盖杀菌装置还包括分盖机构，所述分盖机构包括星形轮，所述第一轨道包括入口段、水平段和倾斜段，所述倾斜段与所述第二轨道相连通，所述星形轮设于所述入口段和所述水平段之间，所述星形轮能够转动以将所述入口段内的瓶盖单个输送至所述水平段内。
18.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述盖杀菌装置还包括止盖机构，所述止盖机构包括止盖板，所述止盖板设于所述入口段的出口处，所述止盖板具有遮挡所述第一轨道的出口的第一位置和避开所述第一轨道的出口的第二位置。
19.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述送盖轨道还包括与所述第二轨道的出口连通的第三轨道，所述第三轨道呈v型，所述第三轨道的第一端与所述第二轨道平行设置，所述第三轨道的第二端沿竖直方向延伸。
20.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述盖杀菌装置还包括第一检测件和第二检测件，所述第一检测件和所述第二检测件沿所述第三轨道的第二端的输送方向间隔设置，所述第一检测件和所述第二检测件均用于检测所述第三轨道相应位置是否存有瓶盖。
21.作为所述盖杀菌装置的可选方案，所述盖杀菌装置还包括无菌机和箱体，所述无菌机设于所述第三轨道所在区域并能够在所述第三轨道所在区域形成无菌区，所述箱体覆盖所述第一轨道的至少部分、所述第二轨道的全部和所述第三轨道的至少部分，所述箱体内的气压低于所述无菌区内的气压，所述箱体内的气压高于外界气压。
22.作为所述盖杀菌装置的可选方案，箱体包括依次设置的第一箱体、第二箱体和第三箱体，第二箱体覆盖第二轨道的全部、第一轨道的部分和第三轨道的部分，第一箱体至少覆盖第一轨道的部分，第三箱体至少覆盖第三轨道的部分并与无菌区相连通。第一箱体内的压力高于大气压，使空气从第一箱体流向外界；第二箱体内的压力高于第一箱体的压力，使空气从第二箱体流向第一箱体；第三箱体内的压力高于第二箱体内的压力，使空气从第三箱体流向第二箱体；无菌机产生的无菌区压力高于第三箱体，使空气从无菌区流向第三箱体；通过压力控制，可建立空气定向流动层流，使没有过滤的带菌空气无法流入箱体的内腔，箱体逐层递减的方式建立无菌工作区，无菌工作区安全可靠。
23.第二方面，提供了一种灌装设备，包括如上所述所述的盖杀菌装置。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
25.本实用新型提供的盖杀菌装置，包括送盖轨道、杀菌机构和冷却模块，送盖轨道包括第一轨道和第二轨道，第一轨道用于接收瓶盖输送装置供给的瓶盖；杀菌机构包括电子束发生器，电子束发生器设于第二轨道所在区域，且电子束发生器产生的电子束能够照射
于第二轨道内；冷却模块，设于第二轨道周侧，用于对第二轨道进行降温，进而实现对瓶盖进行降温，降低瓶盖的热损坏风险。
26.本实用新型提供的灌装设备，通过应用上述盖杀菌装置，杀菌效果好，且无污染废气废水产生，设备环保可靠。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的盖杀菌装置的结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的第一轨道、第二轨道和分盖机构配合的结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的杀菌机构与第二轨道布局的结构示意图。
31.附图标记：
32.100、瓶盖；
33.11、第一轨道；111、入口段；112、水平段；113、倾斜段；12、第二轨道；121、第一限位条；122、第二限位条；123、第三限位条；124、第四限位条；13、第三轨道；
34.2、杀菌机构；21、电子束发生器；22、偏转磁铁；
35.3、冷却模块；
36.4、分盖机构；41、星形轮；
37.5、止盖机构；51、止盖板；
38.6、第一检测件；
39.7、第二检测件；
40.8、无菌机；
41.9、箱体；91、第一箱体；92、第二箱体；93、第三箱体。
具体实施方式
42.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
43.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
44.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特
征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
46.图1为本实用新型提供的盖杀菌装置的结构示意图。如图1所示，该盖杀菌装置包括送盖轨道、杀菌机构2、冷却模块3、分盖机构4、无菌机8和箱体9。其中，送盖轨道包括依次设置并连通的第一轨道11、第二轨道12和第三轨道13。杀菌机构2位于第二轨道12所在区域，用于对第二轨道12内的瓶盖100进行杀菌。分盖机构4用于将第一轨道11内连续的瓶盖100进行分离，以确保瓶盖100能够单个依次进入第二轨道12内，以便于杀菌机构2进行充分杀菌。冷却模块3设于第二轨道12周侧，用于对第二轨道12进行降温，进而实现对瓶盖100进行降温，降低瓶盖100的热损坏风险。
47.为了保证第二轨道12所在区域的无菌环境，保证杀菌效果，将无菌机8设于第三轨道13所在区域，箱体9罩设第二轨道12的全部、第一轨道11的至少部分和第三轨道13的至少部分，无菌机8在第三轨道13所在区域形成无菌区，箱体9覆盖第一轨道11的至少部分、第二轨道12的全部和第三轨道13的至少部分，箱体9内的气压高于外界的气压，且箱体9内的气压低于无菌区内的气压，从而使无菌区内的无菌空气流向箱体9内，然后流向外界，从而确保箱体9内的无菌环境。该设计通过箱体9全面覆盖第二轨道12、覆盖部分第一轨道11和第三轨道13，可保证第二轨道12所在区域无菌环境的稳定性，保证瓶盖100的杀菌效果。此外，箱体9还具有安装支撑分盖机构4以及送盖轨道的作用。
48.在一实施例中，如图1所示，箱体9包括依次设置的第一箱体91、第二箱体92和第三箱体93，第二箱体92覆盖第二轨道12的全部、第一轨道11的部分和第三轨道13的部分，第一箱体91至少覆盖第一轨道11的部分，第三箱体93至少覆盖第三轨道13的部分并与无菌区相连通。无菌区内的气压高于第三箱体93内的气压，第三箱体93内的气压高于第二箱体92内的气压，第二箱体92内的气压高于第一箱体91内的气压，第一箱体91内的气压高于外界的气压。
49.图1中，第一轨道11的入口端与瓶盖输送装置相连通，第一轨道11的入口高于第一轨道11的出口，从而可以使瓶盖100在自身重力作用下沿第一轨道11运动至第一轨道11的出口处。第一轨道11包括入口段111、水平段112和倾斜段113，分盖机构4设于入口段111和水平段112之间，用于将入口段111内连续的瓶盖100进行分离并输送至水平段112。由分盖机构4依次将第一轨道11的入口段111的瓶盖100转变方向，并使瓶盖100的圆周面立设于第一轨道11的水平段112段，随着瓶盖100的堆积以及分盖机构4的作用力，瓶盖100朝向第一轨道11的倾斜段113滚动，当瓶盖100滚动至倾斜段113时，瓶盖100可在自身重力作用下滚动至第二轨道12内。第二轨道12能够接收第一轨道11输送的瓶盖100，第二轨道12的出口端与第三轨道13的入口端相连通，第三轨道13接收第二轨道12输送的瓶盖100，并将瓶盖100输送到下一工序。在一实施例中，第三轨道13呈大致的v型，第三轨道13的第一端与第二轨道12平行，其第二端沿竖直方向延伸。
50.图1中，分盖机构4包括星形轮41，星形轮41设于第一轨道11和第二轨道12之间，星
形轮41能够转动以将第一轨道11的入口段111内的连续的瓶盖100进行分离并保证一次单个瓶盖100输送至第一轨道11的水平段112内。星形轮41设有多个固定的、且只能容纳一个瓶盖100的槽位，连续的瓶盖100逐个进入槽位，从而实现定距分离；分离并定距好的瓶盖100进入第一轨道11的水平段112内。分盖机构4还包括电机，电机用于驱动星形轮41转动。
51.图1中，盖杀菌装置还包括第一检测件6和第二检测件7，第一检测件6和第二检测件7设于第三轨道13的竖直端，并沿第三轨道13的输送方向间隔设置，第一检测件6和第二检测件7均用于检测第三轨道13相应位置是否存有瓶盖100。值得说明的是，“第一检测件6和第二检测件7的检测第三轨道13相应位置是否存有瓶盖100”是指在一定时间内，第三轨道13对应第一检测件6和第二检测件7的位置是否有瓶盖100，该一定时间大于瓶盖100滑过相应位置所需要的时间。第一检测件6和第二检测件7对应的第三轨道13的区域足够容纳从第二轨道12内排出的瓶盖100。当第一检测件6检测到第三轨道13相应位置有瓶盖100时，说明第三轨道13内的瓶盖100已经满到第一检测件6对应的位置，此时如果继续供盖，可能会造成瓶盖100挤压；当第二检测件7和第一检测件6均检测不到瓶盖100时，说明第三轨道13内瓶盖100已经消耗，可继续供盖。
52.为了避免送盖轨道内瓶盖100堆积，盖杀菌装置还包括止盖机构5，止盖机构5包括止盖板51，止盖板51设于所述第一轨道11的入口段111的出口端，止盖板51具有遮挡该出口的第一位置和避开该出口的第二位置。当需要输送瓶盖100时，止盖板51位于第二位置，第一轨道11的入口段111内的瓶盖100可在分盖机构4的作用下输送至第一轨道11的水平段112内。当需要停止输送瓶盖100时，止盖板51位于第一位置，第一轨道11的入口段111内的瓶盖100则被阻挡于入口段111内。优选地，止盖机构5还包括气缸或电机，通过气缸或电机驱动止盖板51在第一位置和第二位置之间移动。止盖机构5配合第一检测件6和第二检测件7实现自动开闭，当第一检测件6检测到第三轨道13相应位置有瓶盖100时，说明第三轨道13内的瓶盖100已经满到第一检测件6对应的位置，此时如果继续供盖，可能会造成瓶盖100挤压，此时可通过电气控制止盖板51移动至第一位置；当第二检测件7和第一检测件6均检测不到瓶盖100时，说明第三轨道13内瓶盖100已经消耗，可通过电气控制止盖板51移动至第二位置继续供盖。
53.图2示出了本实用新型提供的第二轨道12的截面示意图。如图2结合图1所示，第二轨道12包括限位条，多个限位条围设形成用于限位容纳瓶盖100的输送空间，位于低位的限位条与瓶盖100的圆周面接触，以保证瓶盖100能够相对于该限位条滚动。
54.图2中，瓶盖100的圆周面的底部设有一个第一限位条121，瓶盖100的圆周面与第一限位条121接触，瓶盖100在隔板的推动下能够相对于第一限位条121滚动；瓶盖100的背部设有两个第二限位条122，且瓶盖100的背部与两个第二限位条122接触；瓶盖100的开口端设有一个第三限位条123，第三限位条123与瓶盖100的开口端间隙设置；瓶盖100的圆周面的顶部设有一个第四限位条124，第四限位条124与瓶盖100的圆周面间隙设置。通过第一限位条121、第二限位条122、第三限位条123和第四限位条124的设置，可保证瓶盖100立设于第二轨道12内，并能够相对于第二轨道12滚动。当然，在其他实施例中，第二轨道12内的限位条数量及布局也不限于上述示例，还可以按照其他方式进行布局，在此不再一一举例说明。
55.图3示出了本实用新型提供的杀菌机构2与第二轨道12布局的结构示意图。如图3
所示，杀菌机构2包括电子束发生器21，电子束发生器21产生的电子束能够照射入由限位条围设的输送空间内，以对瓶盖100进行杀菌。结合图2中第二轨道12的结构，通过第一限位条121、第二限位条122、第三限位条123和第四限位条124的设置，可保证瓶盖100立设于第二轨道12内，并能够相对于第二轨道12滚动，使电子束发生器21产生的电子束能均匀的照射在瓶盖100上，避免因限位条产生照射死角，从而保证杀菌装置能够对瓶盖100进行全面杀菌，提高杀菌效果。冷却模块3包括冷却管路，限位条外套设有冷却管路，向冷却管路内通入冷却液，实现对限位条的降温，即对第二轨道12内的瓶盖100进行降温，可以避免电子束长期照射轨道产生的热量烫伤瓶盖100。
56.为了保证杀菌效果，电子束发生器21设于瓶盖100的开口端，电子束发生器21产生的电子束与瓶盖100的中心线呈夹角设置，即电子束从瓶盖100开口端的上方或下方射入，保证电子束能够进入瓶盖100的开口端的螺纹连接处，保证杀菌效果。图3中，杀菌机构2还包括偏转磁铁22，偏转磁铁22用于将电子束发生器21产生的电子束偏转至瓶盖100的背部，实现对瓶盖100的背部进行杀菌，提高杀菌效果。瓶盖100在第二轨道12内滚动前进的过程中，电子束发生器21产生的电子束能够均匀照射于瓶盖100的开口端的内部和瓶盖100的背部，实现对瓶盖100的全方位杀菌，杀菌效果远远优于瓶盖100移动通过第二轨道12的杀菌段的技术方案以及未设置偏转磁铁22的技术方案。在一实施例中，电子束发生器21采用电子束固定剂量，可进一步保证电子束均匀可靠照射瓶盖100。值得说明的是，箱体9具有隔离电子束辐射的功能，保证操作人员的人身安全。
57.本实用新型提供的盖杀菌装置，通过无菌机8配合箱体9在第二轨道12所在区域建立无菌区，保证杀菌效果；通过分盖机构4定距单个输送瓶盖100；瓶盖100通过电子束照射区时，使瓶盖100在第二轨道12内滚动，保证电子束均匀照射在瓶盖100的表面，避免第二轨道12的限位条产生照射死角；背面采用偏转磁铁22对电子束进行偏转照射；通过第三轨道13的结构设置，保证瓶盖100在其自身重力作用下自动输送；第三轨道13配合第一检测件6和第二检测件7，双电眼检测控制止盖方式避免瓶盖100挤压。该盖杀菌装置结构简单，生产成本低廉，设备运行无药剂消耗、无污染废气/废水产生，能耗低，安全可靠。
58.为了便于理解本实用新型提供的盖杀菌装置，参见图1，该盖杀菌装置包括送盖轨道、杀菌机构2、冷却模块3、分盖机构4、止盖机构5、第一检测件6、第二检测件7、无菌机8和箱体9，送盖轨道包括第一轨道11、第二轨道12和第三轨道13，杀菌机构2包括电子束发生器21和偏转磁铁22，箱体9包括第一箱体91、第二箱体92和第三箱体93，以此为例，本实用新型提供的盖杀菌装置的工作流程如下：
59.1)建立无菌气压区：第一箱体91内的压力高于大气压，使空气从第一箱体91流向外界；第二箱体92内的压力高于第一箱体91的压力，使空气从第二箱体92流向第一箱体91；第三箱体93内的压力高于第二箱体92内的压力，使空气从第三箱体93流向第二箱体92；无菌机8产生的无菌区压力高于第三箱体93，使空气从无菌区流向第三箱体93；通过压力控制，可建立空气定向流动层流，使没有过滤的带菌空气无法流入箱体9的内腔，箱体9逐层递减的方式建立无菌工作区，无菌工作区安全可靠。此外，采用多腔室隔离电子束辐照，第一箱体91、第二箱体92和第三箱体93错位设置，使得瓶盖100的进出位不在同一直线，辐射屏蔽更好。
60.2)瓶盖100从第一轨道11的高位入口进入第一轨道11内；当瓶盖100移动至第一轨
道11的入口段111的出口时，止盖机构5可以根据第一检测件6和第二检测件7的控制信号，选择是否让瓶盖100通过。
61.3)通过止盖机构5的瓶盖100进入分盖机构4，分盖机构4的星形轮41设有多个固定的、且只能容纳一个瓶盖100的槽位，连续的瓶盖100逐个进入槽位，在星形轮41的作用下以及第一轨道11的倾斜段113的作用下，瓶盖100滚动进入第二轨道12，第二轨道12倾斜设置以保证瓶盖100逐个滚动地穿过电子束照射区，保证瓶盖100受到均匀的照射，杀菌效果好。由于电子束照射到金属表面会产生热量，第二轨道12的限位条设有冷却模块3，通入冷却液进行冷却降温。
62.4)在瓶盖100通过第二轨道12的过程中，采用电子束杀菌，有效降低能耗，消除对化学药剂的消耗，实现零污染排放。电子束发生器21倾斜的照射在旋转的瓶盖100的开口端的螺纹内侧，降低瓶盖100内的螺纹对辐照强度的影响，更利于瓶盖100螺纹的杀菌。利用偏转磁铁22的磁场对电子束进行偏转，使其照射至瓶盖100的背部，进行背部杀菌。采用偏转磁铁22产生的磁场对电子束进行偏转杀菌，有效缩小盖杀菌装置的结构，实现设备小型化。
63.5)经过电子束杀菌后，瓶盖100从第二轨道12进入第三轨道13，瓶盖100在第三轨道13的导向下，可在其自身重力的作用下，瓶盖100加速向下运动，使瓶盖100之间保持间距在第三轨道13内运动。
64.6)在瓶盖100通过第三轨道13的过程中，通过布置第一检测件6和第二检测件7，两点检测的方式控制瓶盖100供止，防止电子束照射区发生堆积和积压，造成瓶盖100过量照射或挤压伤盖现象，降低因排盖伤盖等带来的损耗。
65.本实用新型还提供了一种灌装设备，包括如上所述盖杀菌装置。该灌装设备通过应用上述盖杀菌装置，杀菌效果好，且无污染废气废水产生，设备环保可靠。
66.注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。
67.上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。