МАШИНА ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РОЗЛИВА ЖИДКОСТНЫХ ПРОДУКТОВ В ЕМКОСТИ Российский патент 2008 года по МПК B67C7/00 B08B9/32 

Область техники

Группа изобретений относится к технологии и оборудованию для расфасовки жидкостных продуктов, в частности химических реактивов, агрессивных веществ, шампуней, лосьонов, пива, кваса, вина, газированной воды и других газированных напитков в емкости, в частности бутылки ПЕТ.

Предшествующий уровень техники

Известно, что при автоматизированном розливе некоторых жидкостных продуктов одним из условий обеспечения их высокого качества и достаточно длительных сроков хранения являются соответствующая санитарно-гигиеническая обработка емкостей непосредственно перед их наполнением и устранение возможности загрязнения жидкостного продукта в физическом, биологическом и химическом отношении в процессе подачи емкостей на позицию розлива и самого розлива.

Известны многочисленные средства автоматизированного розлива жидкостей, в которых указанные операции процесса розлива осуществляют в условиях контролируемой атмосферы. Для этого, например, вокруг разливочной машины создают защитную конструкцию, которая ограждает машину от окружающего пространства и вовнутрь которой подают инертный газ (см., например, US 2005/0188651 А1, МПК В67С 3/02, публ. 01.09.2005). Недостатком такого решения является громоздкость оборудования, большие затраты на создание защитной конструкции, на защитный газ, необходимость воссоздания контролируемой атмосферы после каждой, даже кратковременной, наладки или ремонта и необходимость создания надлежащих условий для пребывания внутри обслуживающего персонала.

Ближайшим, по технической сути и совокупности признаков, способом к предлагаемому является способ автоматизированного розлива напитков в бутылки по US 2005/0126111 А1, МКВ В65В 3/00, дата публикации - 16.06.2005. В соответствии с этим способом бутылки непосредственно перед их подачей на позицию розлива ополаскивают в специальном ополаскивающем устройстве. Позиция розлива, на которую после этого бутылки подводятся, находится на касательной к карусельному поворотному устройству с вертикальной осью вращения. Разливочные головки вращаются вместе с каруселью. Из очередной разливочной головки, которая в данный момент находится над позицией розлива, жидкостный продукт подается в очередную емкость, которую располагают в вертикальном положении под разливочной головкой. В пространстве вокруг нижнего конца канала подачи жидкостного продукта и горловины бутылки, которая поступает на позицию начала розлива, образуют контролируемую атмосферу путем подачи под давлением воздуха или другого защитного газа. После наполнения бутылку опускают и отводят для последующего закрытия.

Самой близкой по технической сути и совокупности признаков машиной к предлагаемой является машина для автоматизированного розлива напитков в бутылки по упомянутому US 2005/0126111 А1. Главной частью машины является поворотное устройство типа карусели с вертикальной осью вращения. Под каруселью, концентрично с ней установлены тороидальные резервуары с напитками, подлежащими розливу в бутылки. С этими резервуарами соединены размещенные на карусели разливочные головки, каждая из которых снабжена каналом для подачи напитка в бутылку и средством, в частности электромагнитным клапаном, для управления подачей по уровню наполнения бутылки. В случае розлива нескольких жидкостных продуктов каждая разливочная головка имеет соответствующее количество упомянутых управляющих средств. Пространство вокруг нижнего конца канала подачи жидкостного продукта и горловины бутылки окружено камерой, часть стенок которой закреплена на карусели и вращается вместе с ней, а другая часть стенок неподвижно прикреплена к корпусу машины. Боковые стенки камеры снабжены отверстиями для введения под давлением вовнутрь камеры и выведения защитного газа. Нижние стенки камеры выполнены шарнирными, с возможностью опирания на них горловины бутылки, когда последняя поднимается в вертикальном положении в позицию розлива подъемно-опускным столиком. На этот столик системой звездочек бутылки подводятся с установленного рядом ополаскивающего устройства, главной частью которого является резервуар с ополаскивающей жидкостью и с установленным внутри поворотным средством карусельного типа. Как и при наполнении, при ополаскивании бутылки занимают вертикальное, дном вниз, положение. От подъемно-опускного столика бутылки отводятся системой звездочек.

Объем камеры с контролируемой атмосферой в решении по US 2005/0126118 значительно меньше чем защитной конструкции, охватывающей всю машину согласно US 2005/0188651. Это уменьшает капитальные затраты и расход защитного газа и позволяет обслуживающему персоналу работать в обычных условиях без использования специальных средств. Однако и решению по US 2005/0126118 присущи недостатки. Наличие отдельно установленного ополаскивающего устройства повышает габариты технологического оборудования. Как следует из описания к патенту и чертежей, бутылки в процессе их подготовки к наполнению все время находятся в вертикальном, вниз дном, положении, то есть вылив ополаскивающей жидкости изнутри емкостей не предусмотрен, вследствие чего невозможно гарантированное устранение загрязнений в продукте, которым будет наполнена емкость. Если эту операцию все же как то осуществляют, она требует дополнительного времени и необходимых средств.

Раскрытие изобретения

Задача изобретения состоит в повышении качества разлитых продуктов за счет гарантированной обработки емкостей перед их наполнением и в повышении продуктивности автоматизированного розлива жидкостных продуктов в емкости, а также уменьшении габаритов технологического оборудования за счет: во-первых, придания возможности одним и тем же средствам осуществлять как наполнение емкостей жидкостным продуктом, так и их ополаскивание, включая вылив ополаскивающей жидкости изнутри емкостей; во-вторых, изолирования только внутреннего пространства емкости, подлежащей ополаскиванию и наполнению, от окружающего пространства с обеспечением возможности в то же время введения внутрь емкости и выведения из нее необходимых компонентов с гарантированным предотвращением контактирования компонентов, вводимых вовнутрь емкости, с окружающей средой.

Для решения поставленной задачи обеспечения автоматизированного розлива жидкостей в емкости, который включает ополаскивание емкости, подвод и вывод емкости на(с) позицию(и) розлива и наполнение емкости жидкостным продуктом, в соответствии с изобретением перед ополаскиванием емкости ее горловину прикрепляют к выходному штуцеру разливочной головки, соосно с ней, после чего осуществляют введение внутрь емкости ополаскивающей жидкости, выведение изнутри емкости ополаскивающей жидкости и наполнение ее жидкостным продуктом, причем в процессе ополаскивания и наполнения емкости разливочную головку вместе с емкостью передвигают по криволинейной траектории, изменяя пространственное положение емкости таким образом, чтобы при выводе ополаскивающей жидкости емкость располагалась вверх дном, при угле ϕ наклона ее продольной оси к горизонтали в пределах 45...90°, а при наполнении емкости жидкостным продуктом ее продольная ось располагалась под углом θ наклона к вертикали в пределах 50...180°.

Как следует из сказанного, ополаскивание порожних емкостей, включая вылив из емкости ополаскивающей жидкости и наполнение емкостей жидкостным продуктом, осуществляют за одну установку емкости, между операциями подвода емкости на позицию розлива и вывода с позиции розлива. Вместо контролирования при розливе определенного объема пространства, большего или меньшего, как в упомянутых известных решениях, предлагается изолировать от окружающей среды только вход в емкость, причем осуществляют это элементом разливочной головки и еще перед ополаскиванием. Это позволяет не только надежно предотвращать контактирование компонентов, вводимых внутрь емкости, с окружающей средой, но и одновременно вводить в емкость все необходимые компоненты и выводить их. Тем самым исключается необходимость в специальных средствах для ополаскивания емкостей перед их наполнением жидкостным продуктом, для вылива ополаскивающей жидкости и для подачи емкостей от оборудования для их ополаскивания к машине для розлива: все эти операции осуществляются на том же оборудовании, что и наполнение емкостей, - при вращении емкости на карусели между позициями ввода на разливочную карусель и вывода с нее.

Кроме того, для повышения качества обработки емкостей перед их наполнением жидкостным продуктом, в случае применения запыленных емкостей или первого применения емкостей, после их изготовления выдувом в пресс-форме и хранения внутрь емкостей в процессе или после подачи ополаскивающей жидкости дополнительно вводят газ, например сжатый воздух или двуокись углерода, азот и т.п., который интенсивно разбрызгивает ополаскивающую жидкость по внутренней поверхности емкости.

Кроме того, для повышения качества обработки емкостей после вывода ополаскивающей жидкости и перед наполнением жидкостным продуктом внутрь емкости вводят воздух или другой газ для ее осушения.

Специалистам в области розлива жидкостных продуктов известно, что интенсивность пенообразования при розливе таких жидкостей, как пиво, вино, квас, шампуни, лосьоны и т.п. может быть сниженной, а тем самым качество продукта и точность дозирования - повышенными, если жидкость направлять в емкость в горизонтальном направлении. Также известно, что при размещении емкости в горизонтальном положении потери газа из продукта намного меньшие. Поэтому в соответствии с изобретением при расположении емкости под углом θ наклона к вертикали в пределах 50...180° ее наполняют жидкостью, предварительно насыщенной газом.

Кроме того, одновременно с наполнением или после наполнения емкости жидкостью, предварительно насыщенной газом, когда емкость продолжает оставаться под углом θ наклона к вертикали в пределах 50...180°, внутрь емкости дополнительно вводят газ насыщения.

При этом начальный этап наполнения емкостей жидкостью с активным пенообразованием или предварительно насыщенной газом наиболее целесообразно осуществлять, когда емкость находится под углом θ₂ наклона к вертикали в пределах 50...130°.

Указанная характерная особенность особенно эффективна при розливе пива, вина, шампуней, лосьонов и других пенящихся при наполнении жидкостных продуктов, и при розливе газированных воды, соков и других напитков.

Кроме того, при указанном положении емкости целесообразно осуществлять насыщение жидкостей после наполнения емкости путем дополнительного кратковременного воздействия давлением, так называемого "пневмоудара", согласно заявке на изобретение № UA 200512624, приоритет от 27.12.2005.

В соответствии с поставленной задачей предлагается машина для автоматизированного розлива жидкостных продуктов в емкости, которая включает устройства для подвода и вывода емкостей на(с) позицию(и) розлива, поворотное устройство типа карусели с вертикальной осью вращения, источник жидкостного продукта, источник ополаскивающей жидкости, устройство для подачи ополаскивающей жидкости внутрь емкости и установленные на карусели разливочные головки, каждая из которых снабжена каналом для подачи жидкостных продуктов внутрь емкости. В соответствии с изобретением машина снабжена криволинейной направляющей, установленной вокруг карусели с возможностью регулирования угла продольной оси разливочной головки к горизонтали при их передвижении на карусели, устройство для подачи жидкостного продукта в разливочную головку выполнено в виде крана-распределителя, например, золотникового типа, соединенного с источниками жидкостного продукта и ополаскивающей жидкости, а разливочная головка выполнена в виде ствола с каналами внутри для подачи внутрь емкости ополаскивающей жидкости и жидкостного продукта, снабженного:

- на верхнем конце - втулкой для крепления к карусели с возможностью вращения ствола в вертикальной плоскости;

- в зоне нижнего конца - выходным штуцером с кольцевым уплотнением на конце, размеры которого соответствуют диаметру горловины емкостей, подлежащих наполнению, и трубчатым основанием, концентрично охватывающим ствол с возможностью передвижения вдоль и вращения вокруг ствола, а нижняя часть трубчатого основания выступает за пределы нижнего конца ствола и снабжена боковым вырезом и кольцевой выточкой во внутренней поверхности, с возможностью введения сбоку в этот вырез верхней части горловины емкости, с расположением емкости соосно со стволом и возможностью прижатия буртика горловины к стенкам упомянутой выточки при прижатии горловины емкости к торцу ствола, а

- в средней зоне - защелкивающей обоймой, которая:

- концентрично охватывает ствол с возможностью передвижения вдоль и вращения вокруг ствола, снабжена направляющими роликами на ее внешней поверхности для взаимодействия с заводным и выводным участками упомянутой криволинейной направляющей;

- присоединена к трубчатому основанию ствола и

- снабжена средством для ее блокирования относительно ствола в положении, ближайшем к оси вращения ствола, с предотвращением возможности передвижения обоймы и трубчатого основания относительно ствола при их заблокированном положении,

причем заводная часть криволинейной направляющей выполнена и расположена с возможностью нажатия на направляющие ролики защелкивающей обоймы и тем самым ее блокирования, а выводной участок криволинейной направляющей выполнен и расположен с возможностью нажатия на направляющие ролики защелкивающей обоймы в направлении свободного конца ствола и тем самым ее разблокирования.

При соответствии таким принципиальным решениям разливочной головки и криволинейной направляющей и при таких соединениях разливочных головок с источниками компонентов достигаются как гарантированная изоляция входа в емкость от окружающей среды с возможностью одновременного введения и выведения необходимых компонентов, так и возможность осуществления каждой операции процесса розлива, то есть ополаскивания емкости, вылив ополаскивающей жидкости, наполнение емкостей жидкостным продуктом, в том числе с активным пенообразованием и газонасыщенными жидкостями, при оптимальном для проведения каждой из этих операций положении емкости.

Наличие средства для предотвращения возможности передвижения обоймы и трубчатого основания относительно ствола имеет существенное значение. Для этого защелкивающую обойму целесообразно выполнить составной из двух втулок, внутренней, концентрично охватывающей ствол, с возможностью передвижения вдоль и вращения вокруг ствола, и внешней, концентрично охватывающей внутреннюю втулку, причем во внутренней втулке выполнены сквозные отверстия, а во внешней втулке, напротив этих отверстий, - кольцевая выточка, в упомянутых отверстиях и выточке размещены фиксирующие шарики, а в средней зоне внешней поверхности ствола выполнены углубления, а расстояния между центрами указанных отверстий, выточки и углублений и их размеры приняты такими, чтобы при передвижении внешней втулки в положение, наиболее близкое до оси вращения ствола, фиксирующие шарики заскакивали в упомянутые углубления, а при нажатии на внешнюю втулку в обратном направлении фиксирующие шарики выходили из углублений.

Для возможности осушения внутренней поверхности емкости перед ее наполнением целесообразно машину дополнительно снабдить источником сжатого воздуха, ствол разливочной головки дополнительно снабдить каналом для подачи воздуха внутрь емкости, а кран-распределитель соединить с источником сжатого воздуха и выполнить с возможностью подачи сжатого воздуха в указанный канал.

Кроме того, для возможности розлива газонасыщенных жидкостей машина дополнительно снабжена источником газа насыщения, ствол разливочной головки дополнительно снабжен каналом для подачи газа внутрь емкости, а кран-распределитель соединен с источником газа насыщения и выполнен с возможностью подачи газа насыщения в указанный канал.

Краткое описание чертежей

Предлагаемое устройство более подробно будет раскрыто ниже на примере описания конструкции машины для автоматизированного розлива газированной воды в бутылки ПЕТ или из алюминия и ее работы с помощью чертежей, где на:

фиг.1 - общий вид машины для розлива жидкостных продуктов в аксонометрии;

фиг.2 - то же, вид спереди;

фиг.3 - то же, вид сверху;

фиг.4, 5 - начальный и конечный участки криволинейной направляющей соответственно;

фиг.6 - упрощенная схема главных гидро- и газовых соединений в случае применения машины для розлива жидкостей, насыщенных газом, с использованием "пневмоудара";

фиг.7 - общий вид разливочной головки в аксонометрии;

фиг.8...13 - разливочная головка в двух вертикальных разрезах, плоскости которых находятся под углом 90°. Каналы внутри ствола для подачи жидкостного продукта и ополаскивающей жидкости на фиг.9...13 условно не показаны;

фиг.8, 9 - головка в исходном положении, емкость заведена в вырез в основании разливочной головки;

фиг.10, 11 - горловина емкости зафиксирована в основании разливочной головки;

фиг.12, 13 - начало выведения емкости из разливочной головки;

фиг.14, 15 - разрезы А-А Б-Б соответственно в схематическом изображении, с фиг.3.

Пример осуществления изобретения

Конструкция машины

Машина содержит устройство для подвода емкостей 1 (фиг.1) на позицию розлива в составе заводного конвейера 2 и заводной звездочки 3 и устройство для вывода наполненных емкостей с позиции розлива в составе выводного конвейера 4 и выводной звездочки 5. Звездочки 3, 5 являются приводными. На валах (не обозначены), на которые они посажены, установлены также синхронизационные звездочки 6. Разливочные головки 7 установлены на свободных концах спиц 8 карусели 9 с вертикальной осью вращения.

Вокруг карусели, на расстоянии от концов спиц, с учетом длины емкостей, подлежащих наполнению, установлена криволинейная направляющая 10. Последняя включает заводной участок 11 (фиг.4), который выполнен плоским и восходящим, то есть с подъемом от начала к концу, по направлению вращения карусели, и установлен в месте заведения емкости на карусель. После, в направлении вращения карусели, заводного участка 11 направляющая 10 выполнена в виде крутой, выпуклостью вверх, дуги 12. В месте выведения емкости из карусели 9 расположен выводной участок 13 (фиг.5) направляющей, который является плоским и нисходящим, то есть наклонен книзу от начала к концу, по направлению вращения карусели. Промежуточный, между дугой 12 и концевым участком 13, криволинейный участок 14 направляющей 10 выполнен преимущественно в виде дуги в плане, с плавным снижением по высоте его размещения перед отводным участком 13.

Под каруселью 9 расположена обойма (не показана), имеющая столько отверстий, сколько разливочных головок в машине. Она соединена системой трубопроводов (не обозначены) с источниками необходимых жидкостных и, при необходимости, газообразных компонентов и установлена с возможностью вращения вокруг крана-распределителя 15. На схеме на фигуре 6 обойма и кран-распределитель условно объединены обозначением "15". В совокупности они представляют собою "классический" многоходовой конусный кран золотникового типа. Каждая технологическая операция "обслуживается" в определенном секторе крана. Конструкции золотников такого рода хорошо известны специалистам и в предложенной машине могут быть применены с несложными переделками, в зависимости от количества используемых в процессе розлива компонентов. Вместо крана золотникового типа могут быть применены электромагнитные клапаны и другие известные в технике розлива средства для регулирования подачи жидкостей и газов.

Что касается источников компонентов, необходимых для функционирования машины, то простейшая модификация машины может быть снабжена только резервуаром жидкостного продукта, подлежащего розливу, например пива, шампуней, лосьонов и других жидкостей с активным пенообразованием при их розливе (не показан), и резервуаром 16 ополаскивающей жидкости. При необходимости осушения емкостей после их ополаскивания машина снабжена также резервуаром 17 сжатого воздуха. При розливе газированных жидкостей к крану-распределителю 15 дополнительно присоединен сатуратор 18, а при розливе газированных жидкостей с использованием кратковременного пневматического воздействия на жидкость - кроме того, баллон 19 с газом насыщения (двуокись углерода, азот и т.п.). Схема на фиг.6 соответствует именно такой модификации машины.

На трубах (не обозначены) для соединения резервуаров 16...19 и резервуара жидкостного продукта с краном-распределителем 15 установлены манометры 20 и обратные клапаны 21. Трубка 22 служит для выведения воздуха из емкостей 1, а трубка 23 - для выпуска избыточного газа при выравнивании давлений газа в наполненной емкости и внешней среде. Из распределителя по заданной программе жидкостные компоненты поступают в емкости 1 через трубопровод 24 и разливочные головки 7, а газообразные компоненты - через трубопровод 25 и разливочные головки.

Основною частью разливочной головки 7 является ствол 26 (фиг.7...13), внутри которого выполнены два канала в виде трубок, 27 (фиг.8) - с большим диаметром, и 28 - с меньшим диаметром. Верхние концы трубок 27, 28 присоединены к соответственно трубопроводам 24, 25, а их нижние концы входят в выходной штуцер 29.

На верхнем конце ствола 26 закреплена втулка 30, в продольное отверстие которой, расположенное под прямым углом к продольной оси ствола, вставлен палец (не показан), закрепленный к спице 8 карусели 9.

В средней, по длине, части ствола, на его внешней поверхности выполнены поперечные углубления 31 и продольные углубления 32. В этой же зоне размещена защелкивающая обойма 33, состоящая из внешней 34 и внутренней 35 втулок. Длина внутренней втулки значительно больше длины внешней втулки. В кольцевой выточке 36, с коническим участком "а", втулки 34 и в соответствующих отверстиях (не обозначены) втулки 35 размещены фиксирующие шарики 37, а в сквозных отверстиях 38 втулки 34 и выточках 39 втулки 35 - направляющие шарики 40, подпертые винтами-заглушками 41. Шарики 40 служат также для предотвращения проворачивания ствола 26 и втулок 34 и 35 относительно друг друга. На внешней боковой поверхности втулки 34, на осях 42, установлена противоположно друг другу пара направляющих роликов 43, оси которых перпендикулярны оси ствола 26.

Выходной штуцер 29, к которому подведены нижние концы трубок 27, 28, снабжен кольцевым уплотнением 44 для уплотнения ствола при присоединении к нему горловины емкости 1. В зоне нижнего конца ствола, концентрично ему, установлено трубчатое основание 45 разливочной головки. Ее нижняя часть выступает за пределы нижнего конца ствола. В нижнем конце основания выполнен боковой вырез 46 с образованием полуцилиндрического выступа 47, на внутренней поверхности которого выполнена кольцевая выточка 48. Размеры выреза и выточки соответствуют размерам верхней части горловины емкостей, подлежащих наполнению, таким образом, чтобы верхняя часть горловины могла быть заведенной в вырез и располагалась соосно со стволом, а буртик 49 горловины - заведенным в выточку 48 и быть зажатым в стенках этой выточки после того, как нижний конец ствола будет прижатым к горловине емкости. В совокупности эти элементы нижней части разливочной головки образуют своеобразную вилку для надежной фиксации порожней емкости относительно ствола 26, а после осуществления этой фиксации - для передвижения емкости вместе с разливочной головкой на протяжении всего цикла розлива. Для регулирования степени уплотнения горловины емкости, с учетом разной длины горловины у различных типов емкостей, служит гайка 50, а для предотвращения самопроизвольного проворачивания гайки, после завершения упомянутого регулирования, - винт 51. Винт 52 служит для присоединения втулки 35 обоймы 33 к основанию 45 и предотвращения их проворачивания друг относительно друга.

Для уменьшения трения при передвижении втулки 35 и основания 45 относительно ствола 26 в них установлены антифрикционные кольца 53, а для ограничения передвижения втулки 34 относительно втулки 35 служит стопорное кольцо 54.

Для предотвращения вылива жидкости и выхода газа из разливочной головки в случае, если очередная емкость 1 не поступит в исходное положение и не займет свое место в трубчатом основании 45, к нижнему концу последней сбоку шарнирно прикреплена предохранительная крышка 55 (фиг.7. На фиг.8...13 крышка 55 для упрощения изображения условно не показана). Форма и размеры крышки 55 соответствуют форме и размерам верхней части емкостей 1, таким образом, что эта крышка может занимать место верхней части емкости внутри разливочной головки.

Кроме того, на начальном и концевом участках направляющей 10 предусмотрены выступы (не показаны), при взаимодействии с которыми крышка 55 может быть соответственно введенной и выведенной в (из) трубчатое(го) основание(я) 45.

Следует добавить также, что для предотвращения вылива жидкости из разливочной головки в упомянутых случаях вместо крышки 55 могут быть использованы другие известные средства для перекрывания подачи жидкости и газа в разливочную головку или выдачу их из разливочной головки, например так называемые клапаны превышения расхода.

Работа машины

Порожние емкости 1 поступают по заводному конвейеру 2 (фиг.1, стрелка А) к звездочке 3, которая заводит горловины емкостей в вырезы 46 разливочных головок 7, которые вместе с каруселью 9 вращаются в направлении стрелки Б. Трубчатое основание 45 очередной разливочной головки находится при этом в нижнем положении (фиг.8, 9). Сразу после этого ролики 43 накатываются на заводной участок 11 (фиг.4) криволинейной направляющей 10 и под влиянием давления со стороны направляющей передвигают вверх защелкивающую обойму 33 вместе с шариками 37. Это передвижение заканчивается после того, как шарики 37 окажутся в углублениях 31 (фиг.10, 11). Одновременно с внешней 34 вверх перемещается внутренняя втулка 35 с шариками 40, которые передвигаются в продольные углубления 32 и тем самым препятствуют проворачиванию ствола 26 и втулок 34 и 35 друг относительно друга. Поскольку втулка 35 присоединена к основанию 45, последнее также передвигается вместе с горловиной емкости вверх, в результате чего горловина емкости оказывается зажатой штуцером 29 в нижней части основания 45, с одновременным прижатием к ней уплотнения 44. В таком положении емкость готова к подаче в нее соответствующих компонентов.

Сразу после этого емкость 1 попадает на дугообразный, с малым радиусом и выпуклостью кверху, участок 12 направляющей 10 (фиг.1, 2), под воздействием которого на поверхность емкости последняя вместе с разливочной головкой начинает вращаться в вертикальной плоскости вокруг спицы 9 карусели 10. В то же время карусель продолжает беспрерывно вращаться со скоростью, определяемой заданной продуктивностью линии розлива, в которую входит машина. В результате, одновременно с вращением относительно оси 11 карусели емкость в средней зоне участка 12 направляющей 10 оказывается в положении под углом к вертикали, "вверх дном".

При этом наибольший угол к горизонтали емкость занимает посредине участка 12 направляющей, на вершине дуги (фиг.14).

Одновременно с попаданием емкости в начальную зону участка 12 в нее из резервуара 16 через кран-распределитель 15, трубопровод 25 и разливочную головку 7 подается ополаскивающая жидкость, которая после перетекания по стенкам емкости в процессе ее перемещения вдоль вершины участка 12 выводится из емкости через указанные средства. В случае использования запыленных емкостей или первого использования емкостей после их изготовления выдувом в пресс-форме и хранения внутрь емкостей после подачи ополаскивающей жидкости дополнительно из резервуара 17 или 19 через кран-распределитель 15, трубопровод 24 и разливочную головку 7 под давлением 2...4 атм подается газ, который интенсивно разбрызгивает ополаскивающую жидкость по внутренней поверхности емкости. Этот газ может быть сжатым воздухом или двуокисью углерода, азотом и т.п. После выведения из емкости ополаскивающей жидкости в нее подается сжатый воздух для осушения емкости. Оптимальным для выведения ополаскивающей жидкости из емкости является ее положение между углами ϕ₁, равным 90° к горизонтали, и ϕ₂, равным 45° к горизонтали (фиг.14).

По мере того, как емкость спускается по нисходящей зоне участка 12, то есть пройдет путь, соответствующий углу θ₁ (50°), угол расположения ее оси к горизонтали постепенно уменьшается и емкость занимает положение горизонтальное или под небольшим углом к горизонтали, в пределах угла θ₂, величина которого составляет 80° (фиг.15). На этом этапе процесса внутрь емкости начинает подаваться жидкостный продукт, например пиво или шампунь, лосьон или другие жидкости с активным пенообразованием. Как было сказано выше, при заполнении емкости такими жидкостями в горизонтальном положении или под небольшим углом к горизонтали пенообразование приглушается.

В случае розлива газированных жидкостей на этом же этапе в емкость из сатуратора 18 начинает подаваться насыщенная двуокисью углерода или другим газом насыщения вода или другая жидкость. Во время наполнения емкости избыточный газ насыщения через канал 28, трубопровод 25 и кран-распределитель 15 выводится из емкости.

Поступление жидкостного продукта регулируется за счет противодавления в трубопроводе 24 и зависит от скорости вращения карусели 9, то есть заданной производительности машины. При этом поступление жидкостного продукта устанавливается на 1...5% большим необходимого объема емкости. Поступление избыточного жидкостного продукта ограничивается соответственно незначительным значением проходного сечения канала 28 для подвода/вывода газа. В результате "перелив" жидкостного продукта составляет 0,2...1,0%, а точность наполнения ±0,6%.

На конечном этапе заполнения емкости жидкостным продуктом, которому соответствует угол θ₃ (90°), разливочная головка постепенно опускается по криволинейной направляющей 10 в вертикальное, дном вниз, положение.

В момент завершения наполнения емкости жидкостным продуктом его остаток выводится через канал 27 и трубопровод 24.

При розливе газонасыщенных жидкостных продуктов с применением "пневмоудара" после заполнения емкости жидкостным продуктом газ насыщения из резервуара 19 через кран-распределитель 15, трубопровод 25 и канал 28 подается в емкость под давлением 4...8 атм в объеме 20...50 см³. Через 1...6 сек в зависимости от скорости наполнения емкости, степени насыщения и особенностей жидкостного продукта начинают выравнивание давления внутри емкости с атмосферным давлением.

Независимо от того, каким жидкостным продуктом наполняются емкости и какой метод газонасыщения применен, на подходе к выводной звездочке 5 емкости постепенно за счет взаимодействия с направляющей 12 придается вертикальное положение, "дном вниз".

Как видно из сказанного, доля траектории емкостей, при которой они занимают горизонтальное или близкое к горизонтальному положение при передвижении на карусели (угол θ₂, фиг.15) может регулироваться. Величины углов: α - от оси заводной звездочки 6 до вершины дугообразного, выпуклостью кверху, участка 12 направляющей (фиг.3); β, соответствующего доле направляющей, при которой емкость занимает положение "вверх дном", и γ, соответствующего доле направляющей, при которой емкость занимает горизонтальное или близкое к горизонтальному положение, могут регулироваться за счет очертаний участков направляющей 12 в зависимости от заданных параметров процесса. Существенным является то, что при ополаскивании емкости ее продольная ось должна находиться под углом ϕ к горизонтали, величина которого - в пределах 45...90° (фиг.14), а при наполнении жидкостным продуктом - под углом θ к вертикали, величина которого - в пределах 50...180°. При этом оптимальным для начального этапа наполнения емкостей жидкостными продуктами с активным пенообразованием или газонасыщенными жидкостями типа газированной воды и других газированных напитков является положение емкостей под углом к вертикали θ₂ в пределах 90...130° (фиг.15).

На концевом участке перемещения емкости на карусели 9, непосредственно перед отводной звездочкой 6 ролики 42 очередной разливочной головки наезжают под отводной участок 13 направляющей 10, в результате чего выточка 36 передвигается книзу и шарики 37 выкатываются из углубления 31. Тем самым втулка 35 приобретает возможность двигаться вниз вместе с втулкой 34 (фиг.12, 13). Одновременно с перемещением защелкивающей обоймы к стопорному кольцу 54 наполненная емкость основанием 45 опускается на отводной конвейер 5 (фиг.8, 9) и выводится звездочкой 6 и конвейером 5 из машины (стрелка В).

При необходимости розлива в емкости различных размеров и формы машина должна быть снабжена комплектом разливочных головок разных типоразмеров.

Предложенный розлив опробован на действующих макетах и на опытном образце, испытания которых подтвердили достижение упомянутого технического результата по всем указанным выше аспектам.

Изобретение относится к мойке емкостей и расфасовке жидкостных продуктов в емкости в однооперационном процессе на вращающемся конвейере. Машина для розлива жидкостных продуктов содержит устройства для подведения (2), (3) и выведения (4), (5) емкостей (1) на(с) позицию(и) розлива и поворотное устройство типа карусели (9) с вертикальной осью вращения и установленными на ней с возможностью вращения в вертикальной плоскости разливочными головками (7). При вращении карусели (9) разливочные головки (7) и прикрепленные к ним емкости (1) взаимодействуют с установленной вокруг карусели (9) криволинейной направляющей (10). Последняя имеет такие очертания и размещена так, чтобы емкость (1) на заданных участках траектории располагалась под определенными углами наклона. Посредством крутой, выпуклостью вверх, дуги (12) направляющей (10) емкость располагают вверх дном при введении ополаскивающей жидкости. Наполнение емкостей в их горизонтальном или близком к горизонтальному положении заглушает пенообразование при розливе пива, вина, шампуней, лосьонов и т.п.и способствует уменьшению расхода газа при розливе газированных воды и напитков. 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Машина для автоматизированного розлива жидкостных продуктов в емкости (1), включающая устройства для подвода и вывода емкостей на(с) позицию(и) розлива, поворотное устройство типа карусели (9) с вертикальной осью вращения, источник жидкостного продукта, источник (16) ополаскивающей жидкости, устройство для подачи ополаскивающей жидкости внутрь емкости и установленные на карусели разливочные головки, каждая из которых снабжена каналом для подачи жидкостного продукта внутрь емкости, отличающаяся тем, что машина снабжена криволинейной направляющей (10), установленной вокруг карусели (9) с возможностью регулирования угла продольной оси разливочной головки (7) к горизонтали при их передвижении на карусели, устройство для подачи жидкостного продукта в разливочные головки выполнено в виде крана-распределителя (15), например золотникового типа, соединенного с источниками жидкостного продукта и ополаскивающей жидкости, а разливочная головка выполнена в виде ствола (26) с каналами (27), (28) внутри для подачи внутрь емкости ополаскивающей жидкости и жидкостного продукта, снабженного

на верхнем конце - втулкой (30) для крепления к карусели (9) с возможностью вращения ствола в вертикальной плоскости;

в зоне нижнего конца - выходным штуцером (29) с кольцевым уплотнением (44) на торце, размеры которых соответствуют диаметру горловины емкостей, подлежащих наполнению, и трубчатым основанием (45), концентрично охватывающим ствол (26), с возможностью передвижения вдоль и вращения вокруг ствола, а нижняя часть трубчатого основания выступает за пределы нижнего конца ствола и снабжена боковым вырезом (46) и кольцевой выточкой (48) во внутренней поверхности, с возможностью введения сбоку в этот вырез верхней части горловины емкости, с расположением емкости соосно со стволом и с возможностью прижатия буртика (49) горловины к стенам упомянутой выточки при прижатии горловины емкости к торцу ствола, а

в средней зоне - защелкивающей обоймой (33), которая

концентрично охватывает ствол, с возможностью передвижения вдоль и вращения вокруг ствола, снабжена направляющими роликами на ее внешней поверхности для взаимодействия с заводным (11) и отводным (12) участками упомянутой криволинейной направляющей;

присоединена к трубчатому основанию ствола и снабжена средством для ее блокирования относительно ствола в положении, ближайшем к оси вращения ствола, с предотвращением возможности передвижения обоймы (33) и трубчатого основания (45) относительно ствола при их заблокированном положении,

причем заводной участок криволинейной направляющей выполнен и расположен с возможностью нажатия на направляющие ролики (43) защелкивающей обоймы (33) и, тем самым, ее блокирования, а отводной участок (13) криволинейной направляющей выполнен и расположен с возможностью нажатия на направляющие ролики защелкивающей обоймы в направлении свободного конца ствола (26) и, тем самым, ее разблокирования.