Устройство для стерилизации полотна и способ стерилизации
Изобретение предназначено для стерилизации полотна упаковочного материала. Устройство для стерилизации полотна (12) упаковочного материала содержит ванну (20), транспортную систему, которая содержит промежуточный бак (18), в который стерилизующая жидкость транспортируется из источника питания, и подвижный орган регулирования объема (34) стерилизующей жидкости, причем часть органа регулирования объема устанавливают так, чтобы помещаться в промежуточный бак и действовать на стерилизующую жидкость в нем. Способ стерилизации включает транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания в промежуточный бак (18) и затем в ванну, при этом орган регулирования объема воздействует на стерилизующую жидкость в промежуточном баке, причем объем стерилизующей жидкости в ванне является функцией положения органа регулирования объема в промежуточном баке. Технический результат: создание более надежного устройства и прочного элемента для транспортировки стерилизующей жидкости. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для стерилизации полотна упаковочного материала, содержащему ванну, через которую должно пропускаться полотно, и транспортную систему для транспортировки стерилизующей жидкости из источника питания стерилизующей жидкостью в ванну. Кроме того, изобретение относится к способу стерилизации полотна упаковочного материала, включающему транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания в ванну и пропуск полотна через ванну.
В области технологии упаковывания давно применяют изготовление упаковок для упаковывания и транспортировки напитков, как, например, молока и соков, а также других разливаемых продуктов. Большую группу этих упаковок изготавливают из слоистого упаковочного материала, содержащего сердцевинный слой из, например, бумаги или картона и наружное непроницаемое для жидкости покрытие из термопластичного материала на, по меньшей мере, той стороне сердцевинного слоя, которая образует внутреннюю сторону упаковки. Иногда материал, кроме того, содержит барьер для газов, например, в виде алюминиевого слоя.
Такие упаковочные контейнеры часто изготавливают формованием полотна упаковочного материала в трубку со склеиванием перекрывающих друг друга продольных краев полотна. Продольно склеенную трубку непрерывно заполняют продуктом и затем поперечно запечатывают с образованием пакетов. Запечатывание осуществляют вдоль узких поперечных зон запечатывания, расположенных на расстоянии друг от друга. Поперечное запечатывание трубки осуществляют известным образом по существу под прямым углом к продольному направлению трубки и постоянно в одной и той же плоскости. После этого запечатанные таким образом части трубки с их содержимым отделяют от трубки в этих зонах запечатывания и придают им желаемую форму. Эта технология формования трубки из полотна общеизвестна как таковая и не будет подробно описываться.
Из предшествующего уровня техники известна стерилизация полотна до операции наполнения и иногда также операции формования для продления срока сохранности упаковываемых продуктов. Можно выбирать различные степени стерилизации в зависимости от того, насколько длительным требуется срок сохранности, а также от того, должно ли осуществляться распределение и хранение упаковок при температуре охлаждения или при окружающей температуре. Одним способом стерилизации полотна упаковочного материала является химическая стерилизация.
В известных машинах для производства упаковок вышеописанным способом полотно упаковочного материала часто химически стерилизуют, пропуская полотно через ванну с перекисью водорода. По различным причинам оператору такой машины иногда необходимо останавливать работу машины и тем самым подачу полотна на более или менее длительные периоды времени. Если упаковочный материал является материалом вышеописанного типа, т.е. слоистым материалом с сердцевиной из бумаги, покрытой с обеих сторон непроницаемым для жидкости покрытием из термопластичного материала, то такие остановки могли приводить к риску впитывания перекиси водорода в бумажный сердцевинный слой упаковочного материала по краям части полотна, которая погружена в ванну. Проблема, связанная с таким впитыванием перекиси водорода в края полотна, заключается в том, что это могло привести к трудностям при последующем склеивании. В связи с остановками машины, следовательно, может потребоваться отбор перекиси водорода из ванны и возврат ее в подающий контейнер, из которого она была первоначально взята. Однако при этом способе неиспользованная перекись водорода в подающем контейнере смешивается с использованной перекисью водорода из ванны. Это до некоторой степени нежелательно, так как использованная перекись водорода может быть загрязнена, например, бумажной пылью от упаковочного материала. Кроме того, использованная перекись водорода может быть разложившейся, в результате чего она имеет меньшую концентрацию по сравнению с неиспользованной перекисью водорода. По этой причине во избежание ненужного смешивания свежей и использованной перекиси водорода это опорожнение ванны обычно осуществляют только в связи с более длительными остановками. Таким образом, при коротких остановках перекись водорода по-прежнему находится в ванне, что связано с риском впитывания перекиси водорода в края части полотна.
Обычно используют насосы для перекачивания перекиси водорода между подающим контейнером и ванной. Такие насосы содержат большое количество движущихся частей, что делает их сравнительно сложными. Кроме того, так как такие насосы имеют большое количество изнашиваемых деталей, то срок их службы является сравнительно ограниченным.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа стерилизации полотна упаковочного материала, которые, по меньшей мере, частично устраняют потенциальные ограничения, известные из предшествующего уровня техники. Основная идея изобретения - это возможность подачи стерилизующей жидкости при непрямом сообщении с ванной через промежуточный бак. Таким образом, при необходимости опорожнения ванны использованную стерилизующую жидкость можно возвратить в промежуточный бак, а не в источник питания. Другая основная идея изобретения - это создание надежного и прочного элемента для транспортировки стерилизующей жидкости из промежуточного бака в ванну.
Устройство и способ для достижения вышеуказанной задачи определены в прилагаемой формуле изобретения и обсуждаются ниже.
Согласно настоящему изобретению, устройство для стерилизации полотна упаковочного материала содержит ванну, через которую должно пропускаться полотно, и транспортную систему для транспортировки стерилизующей жидкости из источника питания стерилизующей жидкостью в ванну. Устройство отличается тем, что транспортная система содержит промежуточный бак, в который стерилизующая жидкость транспортируется из источника питания, и подвижный орган регулирования объема для транспортировки стерилизующей жидкости из промежуточного бака в ванну. По меньшей мере, часть органа регулирования объема выполнена для принятия в промежуточный бак и действия на стерилизующую жидкость в нем, посредством чего объем стерилизующей жидкости в ванне является функцией положения органа регулирования объема в промежуточном баке. Промежуточный бак дает возможность опорожнять ванну без смешивания использованной и неиспользованной стерилизующей жидкости. Следовательно, ванну можно успешно опорожнять в связи со всеми остановками машины, как длительными, так и короткими.
Ванна - это пространство в емкости, которую можно опорожнять или наполнять и которая обычно ограничена стенками. Таким образом, если взять в качестве примера сосуд, то ванной является внутреннее пространство сосуда.
Если источник питания вначале не является пустым, то он обычно содержит сравнительно большой объем стерилизующей жидкости по сравнению с объемом стерилизующей жидкости, необходимой для наполнения ванны до уровня, достаточного для стерилизации полотна. При пуске устройства в работу, когда промежуточный бак и ванна являются пустыми, необходимо транспортировать стерилизующую жидкость из источника питания в промежуточный бак. После этого необходимо посредством органа регулирования объема транспортировать, по меньшей мере, некоторое количество стерилизующей жидкости из промежуточного бака в ванну. Объем жидкости, который требуется транспортировать из источника питания в промежуточный бак, зависит от конструкции органа регулирования объема. В оптимальном случае, когда орган регулирования объема способен транспортировать по существу всю стерилизующую жидкость из промежуточного бака в ванну, объем жидкости, который требуется транспортировать из источника питания в промежуточный бак, по существу равен объему стерилизующей жидкости в ванне, когда она наполнена до уровня, достаточного для стерилизации. Таким образом, стерилизующую жидкость можно использовать особенно полезным способом.
Орган регулирования объема выполнен для воздействия на стерилизующую жидкость в промежуточном баке и транспортирования, по меньшей мере, части этой жидкости в ванну. Это осуществляется посредством некоторого рода перемещения органа регулирования - объема в ванне, например, поперечного движения, вращательного движения или сочетания этих движений. Используя устройство с органом регулирования объема, работающим подобным образом, вместо традиционного насоса, можно очень точным способом регулировать уровень стерилизующей жидкости в ванне. Кроме того, так как объем стерилизующей жидкости в ванне является функцией положения органа регулирования объема в промежуточном баке, то скорость, с которой можно наполнять ванну стерилизующей жидкостью или опорожнять ее, зависит от скорости движения органа регулирования объема в промежуточном баке. Таким образом, при более быстром движении органа регулирования объема в промежуточном баке можно достигнуть более быстрого наполнения или опорожнения ванны.
Согласно одному варианту осуществления изобретения устройство может быть сконструировано таким образом, что объем стерилизующей жидкости в ванне увеличивается, когда уменьшается расстояние между указанной частью органа регулирования объема и нижней стенкой промежуточного бака. В данном случае орган регулирования объема выполнен для поперечного движения, чтобы выталкивать стерилизующую жидкость и направлять ее прямо или косвенно в ванну. Этот вариант дает возможность иметь механически сравнительно простую конструкцию органа регулирования объема.
Согласно одному варианту осуществления изобретения указанная часть органа регулирования объема выполнена для вытеснения стерилизующей жидкости в направлении, противоположном направлению движения указанной части органа регулирования объема в промежуточном баке. Это, например, могло означать, что жидкость выдавливается вверх и вокруг органа регулирования объема, когда орган регулирования объема движется вниз. Такая конструкция является полезной, так как помимо органа регулирования объема могут не потребоваться никакие дополнительные средства, чтобы заставить жидкость вытесняться в ванну, и жидкость вместо этого направляется между органом регулирования объема и боковой стенкой (стенками) промежуточного бака.
Устройство согласно изобретению могло быть выполнено таким образом, что боковая стенка промежуточного бака непосредственно соединена с нижней стенкой ванны. Кроме того, оно могло быть выполнено с непосредственным соединением края указанной боковой стенки промежуточного бака с краем указанной нижней стенки ванны. Последнее выполнение означает непосредственный переход от промежуточного бака к ванне, при этом стерилизующая жидкость, вытесненная из промежуточного бака посредством органа регулирования объема, автоматически оказывается в ванне.
Согласно одному варианту выполнения настоящего устройства ванна расположена на более высоком уровне, чем промежуточный бак. Это означает, что стерилизующая жидкость в ванне может быть самотеком слита в промежуточный бак. Этот вариант является эффективным, так как для слива из ванны могут не потребоваться дополнительные средства, как, например, насосы.
Согласно одному варианту осуществления изобретения устройство может быть выполнено так, что орган регулирования объема выполнен для образования, по меньшей мере, части боковой стенки ванны. Такое выполнение дает возможность получить особенно хорошую конструкцию устройства в отношении удобного ограничения ванны, быстрого наполнения и опорожнения ванны, а также хорошей экономии стерилизующей жидкости.
Как описывалось выше, ванну известных упаковочных машин опорожняют при более длительных остановках для предотвращения впитывания стерилизующей жидкости в края полотна. Опорожнение осуществляют посредством насоса. Однако если остановка машины вызвана прекращением подачи электроэнергии, то невозможно опорожнить ванну, так как требуется электроэнергия для работы насоса. Таким образом, не только во время коротких остановок, но также и при прекращении подачи электроэнергии стерилизующая жидкость по-прежнему присутствует в ванне известных машин. Это связано с риском впитывания стерилизующей жидкости в края части полотна. Кроме того, если существовала бы потребность в доступе оператора к машине в месте расположения ванны во время коротких остановок машины, например, из-за необходимости ремонта или технического обслуживания, то он мог бы подвергаться риску вредного воздействия стерилизующей жидкости.
Однако, согласно одному варианту осуществления изобретения, орган регулирования объема выполнен для принятия нейтрального положения в связи с остановкой машины, тем самым обеспечивая автоматический слив стерилизующей жидкости из ванны в промежуточный бак. Эта особенность позволяет очень быстро и легко опорожнять ванну даже при остановках устройства вследствие прекращения подачи электроэнергии. Таким образом, при остановках устройства происходит автоматический слив из ванны, посредством чего предотвращается впитывание стерилизующей жидкости в края полотна упаковочного материала. Для достижения этого результата требуется опорожнять ванну не полностью, а только до уровня ниже полотна материала. Однако для обеспечения того, чтобы оператор, который находится в месте расположения ванны в связи с остановкой устройства, не подвергался бы воздействию стерилизующей жидкости, необходимо полностью опорожнять ванну.
Остановка устройства означает состояние, при котором полотно упаковочного материала все еще удерживается в ванне.
Для сохранения органа регулирования объема в нейтральном положении в связи с остановкой устройства орган регулирования объема может быть выполнен подпружиненным так, чтобы стремиться к этому положению в связи с остановкой устройства.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, орган регулирования объема выполнен так, чтобы в нейтральном положении, по меньшей мере, частично закрывать поверхность стерилизующей жидкости в промежуточном баке. Этот вариант является целесообразным, так как орган регулирования объема тем самым будет способствовать предотвращению воздействия стерилизующей жидкости в промежуточном баке на оператора, находящегося у устройства.
Для лучшего сохранения нахождения органа регулирования объема в нейтральном положении в связи с остановкой устройства орган регулирования объема может иметь заполненные газом полости для увеличения его плавучести. Таким образом, например, во время нормальной работы для того, чтобы ванна была наполнена стерилизующей жидкостью, орган регулирования объема под влиянием действующих сил находится в рабочем положении, а не в нейтральном положении. Когда происходит остановка устройства, исчезает влияние действующих сил, и орган регулирования объема отводится к нейтральному положению под влиянием заполненных газом полостей и, возможно, также подпружинения. Конечно, для того чтобы свободно плавать на жидкости, орган регулирования объема может быть изготовлен из материала, имеющего меньшую плотность, чем стерилизующая жидкость. Однако заполненные газом полости и подпружинение все еще могут быть полезны для того, чтобы орган регулирования объема быстрее принимал нейтральное положение.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения устройство, кроме того, содержит пневмоцилиндр для передвижения органа регулирования объема таким образом, чтобы он перемещал стерилизующую жидкость из промежуточного бака в ванну. Этот вариант дает возможность получить механически сравнительно простую конструкцию устройства.
Устройство согласно изобретению может быть выполнено таким образом, что транспортная система, кроме того, содержит насос для перекачивания стерилизующей жидкости из источника питания в промежуточный бак. Таким образом, транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания в промежуточный бак и транспортировку из промежуточного бака в ванну можно регулировать независимо друг от друга.
Согласно одному варианту осуществления изобретения устройство, кроме того, содержит, по меньшей мере, один валик для направления полотна через ванну. Таким образом, можно обеспечить надлежащее погружение полотна в стерилизующую жидкость.
Стерилизующей жидкостью, используемой в устройстве, может быть перекись водорода, которая является хорошо проверенной и хорошо действующей стерилизующей жидкостью в упаковочной промышленности.
Способ стерилизации полотна упаковочного материала согласно настоящему изобретению содержит транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания стерилизующей жидкостью в ванну и пропуск полотна через ванну. Этот способ отличается тем, что он, кроме того, содержит транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания в промежуточный бак и транспортировку стерилизующей жидкости из промежуточного бака в ванну посредством принятия, по меньшей мере, части подвижного органа регулирования объема в промежуточный бак. Орган регулирования объема выполнен для действия на стерилизующую жидкость в промежуточном баке таким образом, что объем стерилизующей жидкости в ванне является функцией положения органа регулирования объема в промежуточном баке.
Отличительные признаки, обсуждавшиеся в связи с изобретенным устройством для стерилизации, конечно, могут быть перенесены на изобретенный способ стерилизации. Кроме того, эти отличительные признаки могут быть легко объединены в одном и том же варианте осуществления изобретения.
Изобретение будет подробнее описано со ссылкой на сопровождающие схематические чертежи, на которых показан пример неограничительного предпочтительного в настоящее время варианта осуществления настоящего изобретения, на которых
фиг.1 - вид в разрезе устройства согласно настоящему изобретению в верхнем крайнем состоянии,
фиг.2 - вид в разрезе устройства на фиг.1 в нижнем крайнем состоянии,
фиг.3 - вид в перспективе устройства на фиг.1 и 2 в верхнем крайнем состоянии,
фиг.4 - вид в перспективе органа регулирования объема и связанного с ним средства управления устройства согласно настоящему изобретению,
фиг.5 - вид в перспективе устройства на фиг.1 и 2 в верхнем крайнем состоянии, на котором по причинам ясности отсутствуют некоторые части,
фиг.6 - вид в перспективе устройства на фиг.1 и 2 в нижнем крайнем состоянии, на котором по причинам ясности отсутствуют некоторые части.
На фиг.1 и 2 показано устройство 10 для стерилизации, через которое пропускают полотно 12 (показано только на фиг.1 и 2) упаковочного материала для его стерилизации до формования трубки, ее заполнения и поперечного запечатывания, как это было описано вначале. На входе 14 устройства полотно 12, сматываемое с рулона упаковочного материала (не показан), поступает в устройство 10, а на выходе 16 устройства полотно покидает устройство для поступления в сушилку (не показана).
Устройство 10 содержит нижний промежуточный бак 18 и верхнюю ванну 20. Верхний край боковой стенки 22 промежуточного бака 18 соединен с левым краем нижней стенки 24 ванны 20, создавая непосредственный переход между промежуточным баком и ванной. Нижняя стенка 24 ванны 20 расположена не перпендикулярно к боковой стенке 22 промежуточного бака 18, а слегка наклонно вниз относительно нее по причинам, которые будут ясны из последующего описания. Внутреннее пространство 26 промежуточного бака имеет по существу форму прямоугольного параллелепипеда. Впускная труба 28 соединяет промежуточный бак 18 с подающим контейнером 30, в котором стерилизующая жидкость в виде жидкой перекиси водорода доставляется к установке, в которой используется устройство для стерилизации. Промежуточный бак 18 может быть опорожнен через выпускную трубу 32, соединенную с контейнером для отходов (не показан).
Кроме того, устройство 10 содержит подвижный орган регулирования объема 34, первая часть 36 (ограничена пунктирной линией) которого выполнена для помещения в промежуточный бак 18. На фиг.4 подробнее показан орган регулирования объема. Первая часть 36 имеет внешнюю форму в виде прямоугольного параллелепипеда, снабженного бортом 38, выступающим от одной стороны 40 параллелепипеда у его нижней стороны 42. Назначение борта 38 - это способствовать размещению полотна 12 в устройстве 10 для стерилизации, как это будет ясно из последующего описания. Как показано на чертежах, при рассмотрении поперечных сечений, сделанных в направлении «X» на фиг.1 и 2, видно, что поперечное сечение органа регулирования объема 34 у его нижней стороны 42 по существу одинаково с поперечным сечением внутреннего пространства 26 промежуточного бака 18, но несколько меньше его, так чтобы первая часть 36 органа регулирования объема 34 могла подниматься и опускаться в промежуточном баке 18. Орган регулирования объема изготовлен из пластмассы и снабжен полостями 44, которые открыты к нижней стороне 42 для увеличения плавучести, как это будет дополнительно описано ниже.
Таким образом, в промежуточном баке 18 орган регулирования объема 34 может иметь разные положения между верхним и нижним крайними положениями, и эти крайние положения показаны соответственно на фиг.1 и 2. В нижнем крайнем положении нижняя сторона 42 органа регулирования объема 34 расположена у нижней стенки 46 промежуточного бака 18. В данном случае вся первая часть 36 органа регулирования объема 34 находится в промежуточном баке, в то время как вторая часть 48 органа регулирования объема расположена снаружи промежуточного бака. В верхнем крайнем положении нижняя сторона 42 органа регулирования объема 34 расположена по существу на том же самом уровне, что и нижняя стенка 24 ванны 20. В данном случае по существу весь орган регулирования объема расположен снаружи промежуточного бака. Как ясно из чертежей, орган регулирования объема тем самым образует подвижную боковую стенку 50 (фиг.1) ванны 20, и эта боковая стенка 50 состоит из стороны 40 и борта 38 первой части 36 в верхнем крайнем положении и стороны 52 (фиг.4) второй части 48 в нижнем крайнем положении. Верхнее и нижнее крайние положения можно также видеть, соответственно, на фиг.5 и 6, на которых по причинам ясности отсутствует задняя стенка 54 устройства 10 для стерилизации и промежуточного бака 18.
Устройство 10 для стерилизации снабжено средством управления 56 для перемещения органа регулирования объема 34 между разными положениями в промежуточном баке 18. Это средство управления можно лучше всего видеть на фиг.3-6. Средство управления 56 содержит пневмоцилиндр 58 для толкания органа регулирования объема вниз в промежуточном баке. Пневмоцилиндр 58 соединен с силовым передаточным устройством 60, которое, в свою очередь, соединено в двух местах с органом регулирования объема 34. Средство управления 56, кроме того, содержит пружину 62, соединенную на одном конце с силовым передаточным устройством 60, а на другом конце - с органом регулирования объема 34. В тех случаях, когда к средству управления 56 не подводится никакой энергии, орган регулирования объема будет расположен в верхнем крайнем положении, как это показано на фиг.5. Это объясняется тем, что направленная вверх сила, действующая на орган регулирования объема 34 и вызванная пружиной 62, превышает силу тяжести органа регулирования объема. Так как при отсутствии энергии орган регулирования объема будет самопроизвольно занимать верхнее крайнее положение, то верхнее крайнее положение является нейтральным положением органа регулирования объема. Когда к средству управления 56 будет подведена достаточная энергия, орган регулирования объема 34 будет расположен в нижнем крайнем положении, как это показано на фиг.6. Это объясняется тем, что направленная вниз сила, действующая на орган регулирования объема 34 и вызванная пневмоцилиндром под действием сжатого воздуха, и сила тяжести органа регулирования объема превышают направленное вверх усилие сжатой пружины 62.
Полотно 12 пропускают по трем направляющим валикам 64 для направления через устройство и тем самым через ванну для стерилизации. Непосредственно под выходом 16 из устройства 10 полотно проходит между двумя распределяющими валиками 66, так называемыми отжимными валиками. Посредством этих распределяющих валиков получают тонкую пленку перекиси водорода по всей ширине полотна, таким образом обеспечивая надлежащую стерилизацию.
Теперь со ссылкой на чертежи будет описан принцип действия устройства 10 для стерилизации.
Перед запуском упаковочной машины, частью которой является устройство 10 для стерилизации, насосом 68 перекачивают перекись водорода по впускной трубе 28 из подающего контейнера 30 в промежуточный бак 18. Когда перекись водорода в промежуточном баке достигает заданного уровня 70 (фиг.1), останавливают насос 68, таким образом прерывая подачу перекиси водорода по впускной трубе 28. Для определения момента достижения уровня 70 используют датчик 72. Для помещения этого датчика орган регулирования объема 34 снабжен пазом 74 (фиг.6). В связи с запуском упаковочной машины приводится в действие пневмоцилиндр 58, который начинает толкать орган регулирования объема 34 вниз в промежуточном баке 18. Первая часть 36 органа регулирования объема действует на перекись водорода в промежуточном баке и вытесняет ее. Конкретнее, перекись водорода выдавливается в направлении, противоположном направлению движения органа регулирования объема, т.е. вверх вокруг органа регулирования объема и, в конце концов, в ванну 20. С уменьшением расстояния между нижней стороной 42 органа регулирования объема и нижней стенкой 46 промежуточного бака 18 повышается уровень перекиси водорода в ванне 20. Когда орган регулирования объема достигает нижнего крайнего положения, завершается наполнение ванны, которая в дальнейшем содержит перекись водорода до заданного уровня 76 (фиг.2). Так как при этом положении первая часть органа регулирования объема заполняет большую часть внутреннего пространства промежуточного бака, то большая часть перекиси водорода, которая вначале транспортировалась из подающего контейнера в промежуточный бак, теперь будет транспортироваться дальше в ванну.
Полотно 12 через вход 14 поступает в устройство 10 для стерилизации и по направляющим валикам 64 проходит через ванну 20. Расположение направляющих валиков и уровень 76 перекиси водорода в ванне обеспечивают надлежащее погружение подходящей части полотна в перекись водорода. После прохождения через ванну полотно направляют вверх и пропускают между отжимными валиками 66. Перекись водорода, которая нанесена на полотно, таким образом равномерно распределяется по всей ширине полотна в виде тонкой пленки, так что обеспечивается надежная стерилизация всего полотна. После того, как полотно покинет устройство 10 для стерилизации, через выход 16, оно проходит в нагревательную камеру для высушивания от перекиси водорода.
Если происходит остановка устройства, например, вследствие прекращения подачи электроэнергии или по команде оператора, то прекращается подвод энергии к пневмоцилиндру, и орган регулирования объема под действием пружины 62 и подъемной силы выдавливается вверх из жидкой перекиси водорода к нейтральному положению, т.е. верхнему крайнему положению. По мере того, как орган регулирования объема перемещается вверх, перекись водорода в ванне самотеком сливается в промежуточный бак 18. Таким образом, предотвращается впитывание перекиси водорода в края полотна упаковочного материала. Кроме того, так как перекись водорода будет слита в промежуточный бак, а не обратно к источнику питания, то не будет происходить никакого смешивания использованной и неиспользованной перекиси водорода.
Наклон нижней стенки 24 ванны 20 способствует полному сливу перекиси водорода из ванны в промежуточный бак 18. Кроме того, в нейтральном положении орган регулирования объема 34 в большой степени закрывает поверхность перекиси водорода в промежуточном баке. Таким образом, оператор, которому необходим доступ к месту расположения ванны во время остановки устройства, защищен от воздействия перекиси водорода. Необходимость в таком доступе, например, возникает в том случае, когда происходит разрыв полотна и требуется вновь протягивать полотно через устройство. Конечно, даже если ванна будет полностью опорожнена, на нижней стенке и боковых стенках ванны все еще будут иметься остатки перекиси водорода. Однако при нормальных условиях оператору не будет никакой необходимости соприкасаться со стенками ванны во время повторного протягивания полотна через ванну. Причиной этого является то, что вокруг валика в ванне полотно будет направляться прямой наклоненной боковой стенкой 78 (фиг.1) ванны 20 и бортом 38 органа регулирования объема 34.
Во время использования в ванне перекись водорода может быть загрязнена бумажной пылью от полотна, и, кроме того, она постепенно разлагается, что уменьшает ее концентрацию. Следовательно, через некоторое время необходимо заменять использованную перекись водорода. В таком случае орган регулирования объема располагают в его нейтральном положении для слива использованной перекиси водорода из ванны в промежуточный бак и из промежуточного бака по выпускной трубе 32 в контейнер для отходов. Затем насосом 68 перекачивают свежую перекись водорода по впускной трубе 28 из подающего контейнера в промежуточный бак 18 вплоть до заданного уровня 70. В связи с повторным запуском упаковочной машины ванна может быть вышеописанным способом вновь наполнена перекисью водорода.
Таким образом, согласно настоящему изобретению, предлагаются очень прочная конструкция и хороший экономичный способ регулирования уровня стерилизующей жидкости в ванне в связи с остановкой производства. Благодаря органу регулирования объема, занимающего большую часть внутреннего пространства промежуточного бака, обеспечивается высокоэффективное использование перекиси водорода, так как большая часть перекиси водорода, отбираемая из подающего контейнера, затем будет доставляться в ванну. Кроме того, механическая простота органа регулирования объема со связанным с ним средством управления обусловливает меньший износ деталей по сравнению с насосом, который обычно используют в аналогичных случаях. Кроме того, сочетание наполненных воздухом полостей, пружины и пневмоцилиндра обеспечивает очень быстрое наполнение и опорожнение ванны. Быстрое наполнение ванны имеет важное значение в связи с запуском машины. Быстрое опорожнение ванны имеет важное значение в связи с остановкой машины для предотвращения впитывания стерилизующей жидкости в края полотна и обеспечения того, что оператор, имеющий доступ к машине, не будет подвергаться воздействию перекиси водорода. Скорость опорожнения или наполнения, достигаемая вследствие использования изобретения, могла быть только сравнима со скоростью при работе насоса, имеющего очень высокую производительность. Наконец, регулирование уровня перекиси водорода в ванне поднятием и опусканием органа регулирования объема в промежуточном баке приводит к меньшему энергопотреблению, чем при использовании насоса в аналогичных случаях.
Вышеописанный вариант осуществления изобретения следует рассматривать лишь в качестве примера. Как понятно специалисту в данной области, в обсуждавшемся варианте возможен ряд модификаций и изменений, не меняющих сущности изобретения.
Например, в вышеописанном устройстве для стерилизации в качестве стерилизующей жидкости используется перекись водорода. Однако в устройстве для стерилизации и способе стерилизации, согласно изобретению, могут использоваться другие стерилизующие жидкости.
Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления изобретения пневмоцилиндр выполнен для толкания органа регулирования объема вниз в промежуточном баке. Конечно, пневмоцилиндр мог быть также выполнен для вытягивания органа регулирования объема вверх в связи с остановкой устройства для увеличения скорости опорожнения ванны. Однако в случае остановки машины вследствие прекращения подачи электроэнергии пневмоцилиндр не создал бы никакого направленного вверх усилия, так как для работы пневмоцилиндра необходима энергия.
Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления изобретения ванну полностью опорожняют в связи с остановкой устройства. Однако устройство могло быть также выполнено таким образом, что при остановке устройства ванна будет только частично опорожняться. Например, это могло быть достигнуто посредством конструкции, в которой нижняя стенка ванны наклонена в направлении, противоположном вышеописанному направлению. Такой вариант мог быть годным к применению, поскольку перекись водорода в ванне достигает уровня ниже полотна, так что предотвращается впитывание стерилизующей жидкости в края полотна. Однако при этом варианте может быть риск того, что оператор будет подвергаться воздействию перекиси водорода в тех случаях, когда он будет находиться в месте расположения ванны в связи с остановкой устройства.
Кроме того, ванна и промежуточный бак не обязательно должны быть непосредственно соединены друг с другом, как в вышеописанном устройстве, а вместо этого могли быть косвенно соединены посредством некоторого вида соединительного средства, например трубой. Однако, так как не будет применяться сила тяжести для слива перекиси водорода из ванны в промежуточный бак, то ванна должна быть размещена выше, чем промежуточный бак.
Кроме того, орган регулирования объема не обязательно должен быть изготовлен из пластмассы, а может быть сделан из любого подходящего материала, который стоек к используемой стерилизующей жидкости. Если для приведения органа регулирования объема в его нейтральное положение должна быть использована подъемная сила от стерилизующей жидкости, то, конечно, будет полезно, если плотность материала органа регулирования объема будет меньше, чем плотность стерилизующей жидкости.
Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления изобретения орган регулирования объема вдавливается в промежуточный бак для вытеснения находящейся в нем перекиси водорода вверх и в ванну. Вместо этого орган регулирования объема может быть выполнен противоположным образом, т.е. поднимать перекись водорода. В таком варианте осуществления изобретения орган регулирования объема в своем нейтральном положении мог находиться у нижней стенки промежуточного бака. В таком случае для наполнения ванны перекисью водорода орган регулирования объема вытягивали бы вверх. Конечно, это потребовало бы создание непроницаемого для жидкости контакта между боковыми стенками промежуточного бака и органом управления объемом.
Внутреннее пространство промежуточного бака и первая часть органа регулирования объема не обязательно должны иметь форму по существу прямоугольного параллелепипеда, а могут иметь любую форму, как, например, коническую, пирамидальную или кубическую.
Кроме того, в вышеописанном варианте осуществления изобретения в направлении «Y», показанном на фиг.1 и 2, протяженность органа регулирования потока больше, чем протяженность промежуточного бака, так что вторая часть органа регулирования объема простирается наружу промежуточного бака при нижнем крайнем положении органа регулирования объема, образуя боковую стенку ванны. В альтернативном варианте осуществления изобретения орган регулирования объема может быть короче, так чтобы полностью погружаться в перекись водорода в промежуточном баке в своем крайнем нижнем положении. В таком варианте боковая стенка ванны, конечно, образовывалась бы не органом регулирования объема, а некоторым другим образом, как, например, задней стенкой 54, которая показана на фиг.3.
Наконец, следует отметить, что чертежи изображены не в масштабе, и что на некоторых чертежах отсутствуют некоторые части устройства, не имеющие отношения к изобретению.
1. Устройство для стерилизации полотна (12) упаковочного материала, содержащее ванну (20), через которую пропускают полотно, и транспортную систему для транспортировки стерилизующей жидкости из источника питания (30) стерилизующей жидкостью в ванну, отличающееся тем, что транспортная система содержит промежуточный бак (18), в который стерилизующая жидкость транспортируется из источника питания, и подвижный орган регулирования объема (34) стерилизующей жидкости, обеспечивающий транспортировку стерилизующей жидкости из промежуточного бака в ванну, при этом, по меньшей мере, часть органа регулирования объема устанавливают так, чтобы помещаться в промежуточный бак и действовать на стерилизующую жидкость в нем, причем объем стерилизующей жидкости в ванне является функцией положения органа регулирования объема в промежуточном баке.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расстояние между указанной частью (36) органа регулирования объема (34) и нижней стенкой (46) промежуточного бака (18) может уменьшаться для увеличения объема стерилизующей жидкости в ванне (20).
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная часть органа регулирования объема (34) обеспечивает вытеснение стерилизующей жидкости в направлении, противоположном направлению движения указанной части органа регулирования объема в промежуточном баке.
4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что боковая стенка (22) промежуточного бака (18) непосредственно соединена с нижней стенкой (24) ванны (20).
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что край боковой стенки (22) промежуточного бака непосредственно соединен с краем нижней стенки (24) ванны (20).
6. Устройство по любому из пп.1, 2 или 5, отличающееся тем, что ванна (20) расположена на более высоком уровне, чем промежуточный бак (18).
7. Устройство по любому из пп.1, 2 или 5, отличающееся тем, что орган регулирования объема (34) образует, по меньшей мере, часть боковой стенки (50) ванны (20).
8. Устройство по любому из пп.1, 2 или 5, отличающееся тем, что орган регулирования объема (34) принимает нейтральное положение в связи с остановкой устройства, тем самым обеспечивая автоматический слив стерилизующей жидкости из ванны (20) в промежуточный бак (18).
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что орган регулирования объема (34) выполнен подпружиненным, чтобы стремиться к нейтральному положению в связи с остановкой устройства.
10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что орган регулирования объема (34) выполнен так, чтобы в нейтральном положении, по меньшей мере, частично закрывать поверхность стерилизующей жидкости в промежуточном баке (18).
11. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 9 или 10, отличающееся тем, что орган регулирования объема (34) имеет заполненные газом полости (44) для увеличения его плавучести.
12. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 9 или 10, отличающееся тем, что дополнительно содержит пневмоцилиндр (58) для перемещения органа регулирования объема (34), чтобы транспортировать стерилизующую жидкость из промежуточного бака (18) в ванну (20).
13. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 9 или 10, отличающееся тем, что транспортная система дополнительно содержит насос (68) для транспортировки стерилизующей жидкости из источника питания (30) в промежуточный бак (18).
14. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 9 или 10, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один валик (64) для направления полотна (12) через ванну (20).
15. Устройство по любому из пп.1, 2, 5, 9 или 10, отличающееся тем, что стерилизующей жидкостью является жидкая перекись водорода.
16. Способ стерилизации полотна (12) упаковочного материала, включающий транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания (30) стерилизующей жидкостью в ванну (20) и пропуск полотна через ванну, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют транспортировку стерилизующей жидкости из источника питания в промежуточный бак (18) и транспортировку стерилизующей жидкости из промежуточного бака в ванну посредством установки, по меньшей мере, части подвижного органа регулирования объема (34) в промежуточный бак, при этом орган регулирования объема воздействует на стерилизующую жидкость в промежуточном баке, причем объем стерилизующей жидкости в ванне является функцией положения органа регулирования объема в промежуточном баке.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что для увеличения объема стерилизующей жидкости в ванне (20) уменьшают расстояние между указанной частью (36) органа регулирования объема (34) и нижней стенкой (46) промежуточного бака (18).
18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что транспортировка стерилизующей жидкости из промежуточного бака (18) в ванну (20) включает вытеснение стерилизующей жидкости в направлении, противоположном направлению движения указанной части органа регулирования объема (34) в промежуточном баке.
19. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что дополнительно обеспечивают непосредственное соединение края боковой стенки (22) промежуточного бака (18) с краем нижней стенки (24) ванны (20).
20. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что ванну (20) размещают на более высоком уровне, чем промежуточный бак (18).
21. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что органом регулирования объема (34) образуют, по меньшей мере, часть боковой стенки (50) ванны (20).
22. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что орган регулирования объема (34) принимает нейтральное положение в связи с остановкой устройства, тем самым обеспечивая автоматический слив стерилизующей жидкости из ванны (20) в промежуточный бак (18).
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что осуществляют, по меньшей мере, частичное закрывание органом регулирования объема (34) поверхности стерилизующей жидкости в промежуточном баке (18) при нейтральном положении.
24. Способ по любому из пп.16, 17 или 23, отличающийся тем, что направление полотна (12) через ванну (20) осуществляют посредством, по меньшей мере, одного валика (64).
25. Способ по любому из пп.16, 17 или 23, отличающийся тем, что в качестве стерилизующей жидкости используют жидкую перекись водорода.
