Способ наполнения жидкостью пакетов из фольги, снабженных штуцером, и устройство для его осуществления

Способ наполнения жидкостью пакетов из фольги, снабженных штуцером, и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к способу наполнения жидкостью пакетов из фольги, снабженных штуцером.

Известны различные способы наполнения жидкостью пакетов из фольги, снабженных штуцером, и устройства для их осуществления.

Недостаток известных способов заключается в том, что наружная поверхность штуцера иногда смачивается жидкостью.

Обнаружено, что это влечет за собой множество других недостатков. Например, один недостаток заключается в том, что жидкость находится с внешней стороны штуцера и таким образом снаружи пакет становится грязным или клейким. С другой стороны, это может создать проблемы, с точки зрения гигиены, поскольку жидкость, находящаяся с внешней стороны, не защищена стерильной упаковкой пакета.

Следовательно, целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для предотвращения смачивания наружной поверхности штуцера. Поставленная цель достигается способом в соответствии с пунктом 1 и устройством в соответствии с пунктом 9 формулы изобретения.

Предпочтительные варианты реализации изобретения раскрыты в каждом из зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно изобретению после наполнения пакета жидкость отсасывают через наливочное отверстие. Это предотвращает последующее просачивание жидкости на внешнюю сторону штуцера при его извлечении. После отсасывания жидкости в пленочный пакет дополнительно вводят порцию стерильного газа, так что пакет оказывается слегка надутым, и уровень жидкости, а следовательно, и пена, которая могла присутствовать в пакете, опускаются вниз. Это предотвращает утечку пены или жидкости через штуцер.

Каждая из этих мер как таковая позволяет достигнуть улучшения в предотвращении нежелательного смачивания наружной поверхности штуцера жидкостью.

Кроме того, пакет из фольги опорожняют перед наполнением. Это предотвращает образование большого количества пены в пакете, так что по завершении процесса наполнения пена также не может вытекать из штуцера и смачивать штуцер снаружи.

Кроме того, благодаря тому, что пенообразование предотвращено, пространство, в верхней части пакета, заполненное газом, а не жидкостью, может быть уменьшено до минимума.

Преимуществом является то, что опорожнение и подача стерильного газа выполняются через один и тот же газопровод. Это позволяет упростить конструкцию соответствующего устройства.

Для опорожнения пакета газовый клапан в устройстве открывают и питающий газопровод через газовый клапан подключают к вакуумному трубопроводу. Наиболее эффективно такое подключение может быть осуществлено переключением соответствующего клапана.

В предпочтительном варианте для наполнения пакета газовый клапан закрывают, а наполняющий клапан открывают и после окончания процесса наполнения закрывают. Это предотвращает протекание жидкости в проток для газа.

Для отсасывания наполняющий клапан закрывают, а газовый клапан в устройстве открывают и подключают к вакуумному трубопроводу. Таким образом, жидкость может быть отсосана из наливочного отверстия очень быстро и эффективно для предотвращения последующего подтекания.

Для подачи стерильного газа наполняющий клапан закрывают, а затем посредством переключающего клапана открывают газовый клапан в устройстве, соединяя его с газопроводом сжатого газа. Использование газового клапана также и для подачи стерильного газа упрощает конструкцию соответствующего устройства, которое получается компактным и механически простым. В этом процессе жидкость, которая могла все еще находиться в наливочном отверстии, проходит в пакет из фольги, и наливочное отверстие под наполняющим клапаном остается без жидкости, благодаря чему при извлечении пакета со штуцером можно избежать последующего подтекания.

В устройстве между подающим газопроводом и наливочным отверстием имеется проток для газа, в котором имеется газовый клапан, предназначенный для закрывания или открывания этого протока, который оканчивается за наполняющим клапаном, размещенным в протоке для жидкости. Когда наполняющий клапан закрыт, это позволяет удалять жидкость, расположенную под ним. Газопровод присоединен к вакуумному трубопроводу или к трубопроводу для подачи стерильного газа, для отсасывания жидкости или газа через вакуумный трубопровод или для подачи стерильного газа. Этим обеспечивается возможность опорожнения и снабжения газом через один газопровод. Это позволяет уменьшить конструктивные размеры устройства.

Наполняющий клапан предпочтительно содержит подвижной поршень, который может быть перемещен с нажатием на сужающуюся часть протока для жидкости для открытия этого протока или его закрытия с обеспечением уплотнения. Это позволяет точно управлять процессом наполнения.

Кроме того, это позволяет реализовать предпочтительный вариант исполнения устройства, в котором проток для газа выполнен в указанном подвижном поршне. Таким образом, этот проток может оканчиваться непосредственно за наполняющим клапаном в протоке для жидкости.

Газовый клапан предпочтительно содержит плунжер, который может перемещаться относительно отверстия, так что перемещение плунжера позволяет открывать или закрывать газовый клапан. Это позволяет проводить быстрое открывание и закрывание, что необходимо для обеспечения высокой производительности процесса наполнения.

В предпочтительном варианте реализации в протоке для жидкости перед наполняющим клапаном размещены средства возврата жидкости. Средства возврата жидкости способны возвращать жидкость в контейнер, из которого она поступила по трубопроводу для подачи жидкости в место расположения штуцера. Поскольку средства возврата жидкости расположены перед наполняющим клапаном, жидкость может быть подвергнута циркуляции при помощи средств возврата жидкости при закрытом положении наполняющего клапана. Это является преимуществом, когда заливаемая жидкость является горячей (для обеспечения стерильности), поскольку в этом случае, во время нахождения устройства в остановленном состоянии, когда наполнения не происходит, предотвращено охлаждение жидкости в зоне устройства и ее последующая заливка при слишком низкой температуре.

Средства возврата жидкости могут также быть использованы для циркуляции чистящей жидкости.

Предпочтительные варианты исполнения проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, на которых:

фиг.1 изображает схематический вид в разрезе устройства, предназначенного для наполнения;

фиг.2-4 изображают устройство, представленное на фиг.1, в различных рабочих состояниях.

На фиг.1 изображено устройство 1 для наполнения пакетов 2 из фольги со штуцером 3. Штуцер 3 пакета 2 установлен в наливочном отверстии 4. Штуцер 3 может быть вставлен снизу в отверстие или может быть надет на отверстие, сформированное в виде патрубка.

Трубопровод 5 для подачи жидкости установлен сбоку на главной трубе 31. Труба 31 проходит вертикально в направлении, поперечном трубопроводу 5, до отверстия 4. Нижний конец трубы 31 имеет коническую внутреннюю часть 7.

Наполняющий клапан 6 расположен над отверстием 4. Клапан 6 содержит кольцевидное уплотнение 8, которое может быть прижато к части 7. Уплотнение 8 установлено на подвижном поршне 13, который может перемещаться вверх и вниз в направлении 15. Уплотнение 8 может также быть установлено на указанной конической внутренней части или внедрено в нее.

На фиг.1 изображен поршень 13 в своем нижнем положении, в котором уплотнение 8 прижато к части 7, так что наполняющий клапан 6 находится в закрытом состоянии.

Проток для жидкости проходит между трубопроводом 5 и отверстием 4 и имеет части 29 и 30. Часть 29 расположена перед клапаном 6, а часть 30 за клапаном 6. Части 29 и 30 могут быть изолированы друг от друга посредством клапана 6.

Главная труба 31 снабжена на верхнем конце направляющими 14 для поршня 13. Это обеспечивает точное перемещение поршня 13 в направлении 15. В зоне направляющих 14, соответственно должно быть уплотнение поршня 13, чтобы жидкость не могла вытекать между поршнем 13 и направляющими 14.

Внутри поршня 13 сформирована полость 32. Нижний конец полости 32 может быть закрыт газовым клапаном 9. Клапан 9 содержит уплотнение 10, которое в данном случае является кольцевидным. Уплотнение 10 окружает верхний конец поршневого отверстия 33, которое расположено в нижней части поршня 13. Нижний конец отверстия 33 оканчивается частью 30 протока для жидкости.

Для закрытия отверстия 33 и изоляции его от полости 32 на уплотнении 10 может быть установлен плунжер 11. Плунжер 11 установлен на штоке 12, который может перемещаться вверх и вниз в направлении 16. Шток 12 выходит через верхний конец полости 32 наружу и в этом месте должен быть снабжен соответствующим уплотнением.

На фиг.1 показан плунжер 11 в нижнем положении, в котором газовый клапан 9 закрыт. Верхний конец полости 32 соединен через газопровод 23 с переключающим клапаном 25. Когда поршень 13 перемещается в направлении 15, газопровод 23 перемещается вместе с ним. Поэтому между клапаном 25 и газопроводом 23 установлен гибкий соединительный трубопровод 24, благодаря которому клапан 25 может оставаться неподвижным. Однако клапан 25 может также быть выполнен подвижным с возможностью перемещения вместе с поршнем 13.

Клапан 25 может подключать газопроводы соответственно 23 и 24 к вакуумному соединению 27 или к трубопроводу 28 для подачи стерильного газа. Для этого в клапане 25 предусмотрен соответствующий ползун 26 для подключения трубопровода 24 к соединению 27 или 28 и для закрывания соответственно другого соединения. Тем не менее, также возможно применение любого другого тройного клапана, который осуществляет селективное соединение двух трубопроводов.

Поршень 13 и шток 12 могут быть перемещены соответственно в направлении 15 и 16 с помощью пневматических цилиндров, электрических двигателей или других электрических приводов, а также с помощью механических приводов, таких как кулачки и т.п. Также возможно применение гидравлических приводов.

Средства 22 возврата жидкости выполнены в виде ответвления от части 29 основной трубы 31. Средства 22 могут быть отсечены обратным клапаном 17. Клапан 17 содержит конус 19, который может быть прижат к внутренней поверхности главной трубы 31 в направлении 21. Главная труба может быть также снабжена с внутренней стороны соответствующим конусом. Конус 19 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения при помощи стержня 20 в направлении 21, чтобы открывать или закрывать клапан 17. Средства 22 установлены напротив входа 5.

Наполнение осуществляют следующим образом. На фиг.1 клапаны 6 и 9 показаны в закрытом состоянии. В этом состоянии пакет 2 со штуцером 3 может быть установлен в отверстии 4. Это состояние показано на фиг.1.

Как показано на фиг.2, клапан 25 установлен в таком положении, что газопровод 23 подключен к вакуумному соединению 27. Этим обеспечивается вакуум в полости 32. Кроме того, клапан 9 открыт. Внутренняя часть полости 32 связана через щель 33 с отверстием 4. Таким образом, происходит опорожнение пакета 2 через штуцер 3. Клапан 6 находится в закрытом положении. Тем не менее, жидкость уже присутствует перед клапаном 6 в части 29.

После опорожнения пакета 2 в течение 1-2 десятых секунды, 5 десятых секунды или одной секунды, газовый клапан 9 закрывают опусканием плунжера 11. Это положение показано на фиг.1. В нем пакет опорожнен и остается в этом состоянии.

Как показано на фиг.3, клапан 6 впоследствии открывают. Для этого поршень 13 перемещают вверх в направлении 15. Вследствие этого, уплотнение 8 отделяется от части 7, что открывает проток для жидкости между трубопроводом 5 и отверстием 4. В процессе этого жидкость проходит через трубопровод 5 в части 29 и 30 и оттуда через штуцер 3 в пакет 2. В трубопроводе 5 может быть установлен счетчик объемного расхода, который отмеряет объем залитой жидкости и прекращает процесс наполнения, по достижении заданного объема.

Для завершения процесса наполнения поршень 13 перемещают вниз в направлении 15, чтобы уплотнение 8 оказалось прижато к части 7, в результате чего наполняющий клапан 6 закрывается. Это положение показано на фиг.1.

Жидкость все еще находится в наливочном отверстии 4 в части 30. Эта жидкость может быть отсосана открытием газового клапана и соответствующим переключением клапана 25 (см. фиг.2). Жидкость из части 30 отсасывается через отверстие 33 в полость 32 и оттуда через трубопроводы 23, 24 и клапан 25 в вакуумное соединение 27. Соответствующее положение клапана показано на фиг.2. Предпочтительно, так удаляют только несколько капель жидкости.

По завершении отсасывания жидкости из наливочного отверстия 4 клапан 25 может быть переключен так, чтобы трубопроводы 23, 24 были присоединены к трубопроводу 28 для подачи стерильного воздуха (см. фиг.4). При этом клапан 9 остается открытым. Стерильный воздух поступает через трубопроводы 23, 24 в полость 32 и оттуда через открытый клапан 9 в отверстие 33 и в часть 30. Стерильный воздух проходит оттуда через штуцер 3 в пакет 2. С одной стороны, стерильный воздух поступает в пакет 2 таким образом, что внутреннее пространство остается стерильным. С другой стороны, уровень жидкости в пакете 2 снижается. Таким образом, утечка жидкости во время удаления пакета 2 со штуцером 3 из наливочного отверстия 4 оказывается затруднительной. Это положение показано на фиг.4.

После того как жидкость отсосана из наливочного отверстия, тем не менее, можно закрыть газовый клапан 9 путем приведения в действие клапана 25, чтобы сначала присоединить трубопроводы 23, 24 к трубопроводу 28, а снова открыть клапан 9.

Операции по отсасыванию жидкости из наливочного отверстия 4 и подаче стерильного газа можно также выполнять в обратном порядке. В этом случае воздух, в котором содержится всего лишь несколько капель жидкости, по существу находится в области отверстия 4, поэтому жидкость увлекается отсасывающим воздухом. Кроме того, возможно, что сначала выполняют операцию отсасывания, а затем подают стерильный воздух, после чего снова выполняют операцию отсасывания. Также возможна повторная подача стерильного воздуха. Также стерильный газ может быть подан дважды, а отсасывать жидкость можно между этими двумя подачами.

1. Способ наполнения жидкостью пакетов (2) из фольги, снабженных штуцером (3), при котором:

a) устанавливают штуцер (3) на наливочном отверстии (4);

b) опорожняют пакет (2) из фольги через штуцер (З);

c) заполняют пакет (2) из фольги жидкостью через штуцер (3);

d) отсасывают жидкость из наливочного отверстия (4); и

e) подают через штуцер (3) в пакет (2) из фольги порцию стерильного газа, причем

опорожнение, отсасывание и подачу стерильного газа выполняют через совмещенный проток (32, 33) для газа, ведущий к наливочному отверстию (4).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для опорожнения пакета (2) из фольги открывают переключающий клапан (25) между вакуумным трубопроводом (27) и протоком (32, 33) для газа, ведущим к наливочному отверстию (4), и открывают газовый клапан (9), расположенный перед наливочным отверстием (4).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что наполнение пакета (2) из фольги выполняют при закрытом газовом клапане (9) и открытом наполняющем клапане (6) и заканчивают закрытием наполняющего клапана (6).

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отсасывание выполняют при закрытом наполняющем клапане (6) и открытом газовом клапане (9), расположенном перед наливочным отверстием (4), причем соединение вакуумного трубопровода (27) с протоком (32, 33) для газа, который ведет к наливочному отверстию (4), открывают переключающим клапаном (25).

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что стерильный газ подают при закрытом наполняющем клапане (6) и открытом газовом клапане (9), расположенном перед наливочным отверстием (4), причем соединение трубопровода (28) для подачи сжатого газа с протоком (32, 33) для газа, который ведет к наливочному отверстию (4), открывают переключающим клапаном (25).

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что порцию стерильного газа подают после того, как жидкость отсосана.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкость отсасывают после подачи порции стерильного газа.

8. Устройство (1) для наполнения жидкостью пакетов (2) из фольги, снабженных штуцером (3), включающее:

наливочное отверстие (4) для установки на нем штуцера (3) пакета (2) в наливочном положении;

проток (29, 30) для жидкости, ведущий от трубопровода (5) для подачи жидкости к наливочному отверстию (4) и выполненный с возможностью его перекрытия наполняющим клапаном (6);

проток (32, 33) для газа, ведущий от газопровода (23, 24) к наливочному отверстию (4), имеющий установленный в нем газовый клапан (9) и оканчивающийся за наполняющим клапаном (6) в протоке (29, 30) для жидкости,

причем газопровод (24, 23) выполнен с возможностью соединения с вакуумным трубопроводом (27) или с трубопроводом (28) для подачи стерильного газа, а наполняющий клапан (6) содержит:

подвижный поршень (13);

суживающуюся часть (7) трубы, которая ограничивает проток (29, 30) для жидкости и к которой может быть прижат подвижный поршень (13) для перекрытия потока для жидкости с созданием уплотнения (8),

отличающееся тем, что

газовый клапан (9) размещен внутри подвижного поршня (13) в полости (32), нижний конец которой выполнен с возможностью закрытия.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что проток для газа (32, 33) частично размещен в подвижном поршне (13).

10. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, что газовый клапан (9) содержит плунжер (И), установленный с возможностью перемещения относительно отверстия (33), которое может быть закрыто плунжером (11) с уплотнением (10).

11. Устройство по п.8 или 9, отличающееся тем, в протоке (29, 30) для жидкости перед наполняющим клапаном (6) размещены средства (22) возврата жидкости, которые могут быть отсечены обратным клапаном (17).