瓶盖杀菌方法及其装置 【技术领域】
本发明所涉及的是对PET瓶等容器的瓶盖进行杀菌的方法与杀菌装置。
背境技术
图6是表示对装了饮料水的PET瓶等容器的瓶盖在对人体极少有害的情况下以低浓度臭氧水进行杀菌的杀菌装置50的概略构成的平面图。在该图上，C是瓶盖；51是喷射低浓度臭氧水进行杀菌的杀菌槽；52是压缩空气输入器，它将由瓶盖分离器(图中未示出)从容器取下、按同一姿态排成一列的瓶盖C输送入杀菌槽51；53是压缩空气输出器，它将杀菌后的瓶盖C从杀菌槽51取出，送到封盖装置(图中未示出)。
在杀菌槽51内，设有将瓶盖C从入口引导到出口的弯曲导向沟51a，和在该导向沟51a的上下面按一定间隔沿瓶盖前进方向朝下朝上倾斜的喷嘴51b；另外，杀菌槽51还设有单侧向上开口的顶盖，掀起顶盖即可打开导向沟51a。
低浓度臭氧水由图中未示出的臭氧水制造装置调节到规定的浓度，经泵加压从喷嘴51b喷射出去，并构成循环。另外，在压缩空气输出器53上还设有图中未示出的清洁空气除水装置。
瓶盖C由压缩空气输入器52推入杀菌槽51中，由导向沟51a导向在杀菌槽51内行进，在行进途中于喷嘴51b喷射出的臭氧水中浸渍规定的时间，进行杀菌，从出口排至压缩空气输出器53。另外，由于从喷嘴51b喷射出的臭氧水向行进方向倾斜，所喷射臭氧水的压力也有助于瓶盖在杀菌槽51内行进。从杀菌槽51出来的瓶盖，由喷射清洁空气除水后，输送到下一工序封盖装置。
再者，在伴随着PET瓶等容器内灌装的液体种类地改变而变更瓶盖种类的情况下，用手打开杀菌槽51的顶盖，即可取出全部残留于杀菌槽51中的瓶盖C，杀菌槽51内一旦变空之后，即供给用于新液体的瓶盖，开始工作。
在前述的现有技术中，由于要对人体无害而使用低浓度臭氧水(臭氧含量1ppm左右)于瓶盖杀菌装置，对于要求完全杀菌来说，其杀菌是不充分的；为完全杀菌需要提高臭氧浓度(臭氧含量10～20ppm)，但又产生了对人体有害的问题。
本发明的目的即在于提供一种能够完全杀菌、且对人体无害的杀菌方法及其装置。
发明展示
本发明即是为要解决上述课题，提供具有如下特征的瓶盖杀菌方法。即按本发明的瓶盖杀菌方法，将供给的规定数目的瓶盖置入托架内，使该托架依次通过具有排气风扇的杀菌箱中设置的3个室，在各个室内依次进行再循环臭氧水预洗、高浓度臭氧水杀菌、以及低浓度臭氧水的冲洗。
为解决上述课题，本发明提供了如下的瓶盖杀菌装置。即，本发明提供一种在装有排气风扇与臭氧消除器的杀菌箱内用臭氧水进行杀菌的瓶盖杀菌装置，其特征在于，在上述杀菌箱内，设置：具有喷雾嘴的预洗室；具有喷流嘴与超声波振荡装置的主杀菌室；具有喷雾嘴与空气喷嘴的冲洗室；同时还设有：向上述冲洗室的喷雾嘴供入低浓度臭氧水、向上述喷流嘴供入高浓度臭氧水的臭氧水制造装置；将上述冲洗室的下部滞留的臭氧水压送到上述预洗室的喷雾嘴的泵；向上述空气喷嘴供给清洁空气的清洁空气源；接受规定数目的供入的瓶盖，并按前述顺序在上述各室中移动的托架。
在本发明的瓶盖杀菌装置中，由下述各部分构成了托架移动装置：在杀菌箱入口与出口近旁分别配置的2对同轴驱动链轮；其输出轴分别与上述2对驱动链轮的链轮轴相结合并同时转动的2个分度驱动装置；卷挂于上述2对驱动链轮上、支承着多个托架移动的双节距链(倍ピツチチェン)；如采用具有上述托架移动装置的机构，可望将双节距链上产生的伸长的影响减至最小。
图面简单说明
图1是本发明第1实施例瓶盖杀菌装置的透视图；图2是该装置的正视断面图；图3是该装置上使用的托架与推进器的透视图；图4是在该装置中进行杀菌的瓶盖的透视图；图5是本发明第2实施例之瓶盖杀菌装置的托架移动装置的透视图；图6是现有瓶盖杀菌装置的平面图。
实施发明的最佳形态
在示出本发明第1实施例的瓶盖杀菌装置1的图1与图2上，2是在无菌室内设置的气密性结构杀菌箱；2a是向上方开口的杀菌箱2的顶盖；3是将由图中未示出的瓶盖分离器排成单列的瓶盖C输送到杀菌箱2的入口2b的压缩空气输入器；4(见图1)是将瓶盖C从杀菌箱2的出口2C输送到图中未示出的封盖装置的压缩空气输出器；5是连通杀菌箱2的上部的排气风扇；6是在排气风扇5与杀菌箱2间配置的臭氧消除器。
9、10与11(图2)是固定于杀菌箱2中的臭氧水槽，入口一侧的污染臭氧水槽9与出口一侧再循环臭氧水槽10由比较宽的堰8分开；包含水槽的上部，在入口一侧形成了预洗室12；而在出口一侧形成了冲洗室13。另外，在中央上部的臭氧水槽11是高浓度臭氧水槽；而在预洗室12与冲洗室13中间吊装着主杀菌室14。
在预洗室12与冲洗室13上部分别设有多个向上、向下的喷雾嘴15；在主杀菌室14的高浓度臭氧水槽11中设有多个向上、横向的喷流嘴16与超声波振荡装置17。另外，冲洗室13的出口侧上部作为除水装置，设置了多个向上、向下的空气喷嘴18。
20是保持规定数目的瓶盖C移动的托架，如图3所示，它是由限制瓶盖C的上下面与侧面的多个(图3中为6个)圆棒20a以两端的框架20b固定形成。只在圆棒20a的瓶盖插入一端加宽，以便瓶盖容易进入。
21(见图1)是同轴旋转的多对(图1中为8对)链轮；22是卷挂于链轮21上且沿杀菌箱2的侧壁运动的两根双节距链；23(图1)是驱动入口2b一侧与出口2c一侧的上部两处的链轮21的分度马达(インデツクスモ-タ)；这样，托架20其两端为双节距链所支承，并沿与其长度方向垂直的方向间歇移动。
24是配置于出口2c处的推进器，由固定于环形链24a(图3)上的销子24b将已经移动到出口2c处的托架20内的瓶盖C推出到压缩空气输出器4上。
30(图2)是配置于杀菌箱2外部的臭氧水制造装置，它由低浓度臭氧水制造机31与高浓度臭氧水制造机32所构成。低浓度臭氧水制造机31通过管道33将低浓度臭氧水(臭氧含量1ppm左右)压送到冲洗室13的喷雾嘴15；高浓度臭氧水制造机32通过管道34将高浓度臭氧水(臭氧含量10～20ppm)压送到主杀菌室14(高浓度臭氧水槽11)的喷流嘴16；而由泵35与管道36将臭氧水从冲洗室13下部的再循环臭氧水槽10通过过滤器37压送到预洗室12的喷雾嘴15。38、39与40(图2)分别是将臭氧水从预洗室12下部的污染臭氧水槽9回输到臭氧水制造装置30的回输管道、回输管道38中配置的泵与冷却器，41(图2)是将清洁空气经管道42(图2)压送到冲洗室13出口侧上部与下部的空气喷嘴18的清洁空气供给源。另外，43(图2)是将冲洗室13下部与高浓度臭氧水槽11连接到回输管道38上的管道；44是各管道上设的开关阀。下边来说明上述构成之瓶盖杀菌装置的作用。
由图中未示出的瓶盖分离器将瓶盖C从容器取下，使其上下朝向排齐地形成单列，由压缩空气输入器3从杀菌箱2的入口2b输送进静止的托架20中。规定数目(比如24个)的瓶盖插入之后，托架20在与瓶盖排列垂直的方向移动托架20的一个节距后停止。
在预洗室12中瓶盖C受到由喷雾嘴15从上下喷射的再循环臭氧水润湿，污物掉落，实施预洗。经过规定时间(比如12秒左右)之后，瓶盖C进入主杀菌室14，下降高度，浸入高浓度臭氧水槽11内的高浓度臭氧水中，接受喷流嘴16从下方与侧方的喷流，并接受超声波振荡装置从下方的振动，完成规定时间(比如36秒左右)的主要杀菌阶段。而后，上升高度，移动到冲洗室13中，和在预洗室12内一样，由喷雾嘴15经规定时间(比如12秒左右)低浓度臭氧水的喷射、冲洗，接下来由空气喷嘴18从上下对其喷射清洁空气、进行除水之后(比如全工序约需2分钟左右)，由间歇转动的推进器24的销子24b从出口2c送出到压缩空气输出器4。
在主杀菌室14中喷射的高浓度臭氧水从高浓度臭氧水槽11溢流入冲洗室13并滞留在再循环臭氧水槽10中。在该再循环臭氧水槽10中，它与冲洗室13中使用过的低浓度臭氧水相混合，浓度减半，变成臭氧含量5～10ppm的再循环臭氧水，这种再循环臭氧水，如前所述，压送到预洗室中由喷雾嘴15进行预洗，余下的臭氧水越过水堰8直接流入预洗室12旁边的污染臭氧水槽9中。
含有从臭氧水中游离出来的有害臭氧气体的空气，经臭氧消除器6进行无害化处理后，靠排气风扇5的抽吸力排入大气；由于杀菌箱2内始终保持着负压，臭氧气体不会从杀菌箱2流向外部。
在随着灌装液种类的变换而更换瓶盖种类的情况下，由于只要停止瓶盖的输入，杀菌箱2中的全部瓶盖即可排出到杀菌箱2之外，故不需打开杀菌箱2的顶盖2a。
另外，若设置2列以上的压缩空气输入器向杀菌箱2供给瓶盖，同时，变更托架20的输送节距，增设推进器与压缩空气输出器，由此可以大大提高瓶盖杀菌处理能力。
图5中示出了本发明第2实施例的瓶盖杀菌装置之托架移动装置。在本实施例中，链轮21与双节距链23的配置与第1实施例相同；只是链轮驱动装置不同。其他部分与第1实施例均相同。
在图5中，23l是驱动马达；232是制动离合器(ブレ-キィクラッチ)；233与234是分度(驱动)装置；235是连接2个分度装置233与234的输入轴的连接轴；21l与212分别是前述8对链轮21中的设置在入口侧与出口侧的2对驱动链轮；213、214分别是驱动链轮211、212的链轮轴；215是链轮轴213、214与分度装置233、234的输出轴相连接的凸缘联轴节。另外，箭头A和B指出了输入与输出瓶盖C的压缩空气输入器3与压缩空气输出器4(参照图1)的中心位置；它们和链轮轴213、214的水平距离L1、L2要做得尽可能短些(比如100mm左右)。
驱动成达231通过皮带驱动制动离合器232的输入轴；制动离合器232的输出轴再驱动两轴型分度装置233的一个输入轴；该分度装置的另一输入轴与另一分度装置234的输入轴通过连接器236(套筒形连接器)由连接轴235连接起来。另外，凸缘联轴节215做成：一边凸缘的螺栓孔为长孔，在该长孔范围内可进行转动方向的角度调整。
分度装置233、234是反复进行分度出一定角度后即暂停的动作的间歇分度装置，分度出的节距时间要调整到规定的节距时间(如12秒左右)，停滞时间要足够长，约为节距时间的3/4。压缩空气输入器3与压缩空气输出器4之间瓶盖的输入输出在停滞时间中进行。为避免微动运转，驱动马达231要连续工作。制动离合器231是在与本杀菌装置的上游与下游相联的装置相关，有必要改变托架20(参照图1)的移动时间时，用以断开驱动马达231与分度装置233、234间的传动。
驱动链轮211与212停止于分度装置233、234分度出的特定姿势位置，从而，啮合并卷挂于该驱动链轮211、212上的双节距链22的各链节、以及分开地支承于这些链节上的托架20的位置也即确定。为使托架20在入口2b与出口2c处其中心线与压缩空气输入器3及压缩空气输出器4的中心线相一致时停止，要预先由凸缘联轴节215使链轮轴213与214转动，进行调整。为平稳进行瓶盖C的输入输出，上述两中心线的偏差要限制在极小范围内(如±1mm左右)。
一般，由于链条在使用中会产生伸长，所以虽然和驱动链轮相啮合的链条的链节的位置受到限制，但离开驱动链轮处的链节失去限制，链节位置在伸长长度范围内具有可移动的自由度。即使预先进行了消除其初期伸长的加工，也必须容许链条有0.75％左右的伸长，这样，离开了驱动链轮的链节的位置具有相当大的自由度。在本发明的装置中，由于在压缩空气输入器3与压缩空气输出器4附近两处配置有驱动链轮211与212用来限制双节距链22，即使在双节距链22产生伸长，也对两压缩空气输送器3与4位置处的双节距链22的链节位置影响极小，可以很容易地限制在所希望的误差范围内。
使用本发明的杀菌装置可以取得如下效果：
(1)由于集中许多瓶盖借托架移动，它在主杀菌室的高浓度臭氧水的喷流中获得足够时间的浸渍，尚且可再加上超声波的振动，可达到完全无菌状态的结果。
(2)杀菌工作是在密闭箱内进行，含有从臭氧水游离出来的臭氧气的气体用臭氧消除器消除臭氧气之后才排至外部大气，瓶盖以低浓度臭氧水冲洗并经除水之后才输出箱外，所以无臭氧造成的危害，比较安全。
(3)由于预洗中不需通常的臭氧水、冲洗中使用了再循环臭氧水，故可望节约能源费。
(4)由于在压缩空气输入器与压缩空气输出器近旁两处配置了双节距链的驱动链轮，即使在双节距链上产生一些伸长，由托架的停止位置与两个压缩空气输送器对中不好造成的影响是极小的。