塑料瓶盖冲洗杀菌装置及其方法技术领域
本发明涉及清洁技术领域，具体涉及一种塑料瓶盖冲洗杀菌装置及其方法，主要
适用于食品饮料行业灌装前塑料瓶盖的冲洗杀菌。
背景技术
目前，食品饮料行业的瓶装饮料灌装普遍运用PET瓶装饮料无菌冷灌装技术。其
中，包装材料（PET瓶身和塑料瓶盖）的杀菌效果是该无菌冷灌装技术的重要参数之一。在瓶
装饮料无菌灌装前，塑料瓶盖需要进行冲洗杀菌以达到灌装要求。传统的塑料瓶盖冲洗杀
菌装置的瓶盖通道以水平直线型为主。水平直线型的塑料瓶盖冲洗杀菌装置由于要满足冲
洗杀菌时间，其装置的瓶盖通道往往很长，导致设备的占地面积大。而一些立式滑道的塑料
瓶盖冲洗杀菌装置存在过渡弯道转弯半径过小的问题，易使塑料瓶盖的防盗环发生挤压变
形导致后期饮料灌装失败。
公开日为2012年12月19日，公开号为CN 102825034 A的专利文献公开了一种瓶盖
清洗工艺，利用瓶盖清洗装置代替人工清洗，瓶盖经过上料、排列、冲洗以及烘烤过程进行
清洗。瓶盖放入储盖箱，通过提升机自动上料，使用转盘带动瓶盖转动，并在出口处自动开
口朝下排列进入滑道，用高压气体吹行瓶盖进入水箱经行清洗，清洗干净后，继续用高压气
体推行至齿盘，齿盘转动带动瓶盖进入烤箱进行烘烤，使瓶盖上的水分快速蒸发。该瓶盖清
洗工艺设置烘烤工序，只能用于金属盖的清洗，不适用用塑料类瓶盖。公开日为2015年4月
29日，公开号为CN 204294542 U的专利文献公开了一种瓶盖清洗系统，包括瓶盖输入装置、
瓶盖输出装置、清洗装置和清洗液供给装置，清洗液供给装置和清洗装置箱连通，清洗装置
内设有圆形的转盘和环绕转盘的入盖区、清洗区、滴干区和出盖区，转盘上设有多个能够放
置瓶盖的仓位，相邻仓位之间通过穿过转盘中心轴线的隔板相分隔开，每个仓位能够通过
转盘的转动而与入盖区、清洗区、滴干区和出盖区依次相对应，瓶盖输入装置于入盖区相连
通，瓶盖输出装置与出盖区相连通。该清洗装置为平面结构形式，不能对瓶盖进行全方位的
清洗，无法满足无菌灌装要求。
发明内容
本发明为解决现有技术的瓶盖清洗装置存在的瓶盖易变形及冲洗杀菌效果差的
问题，提供一种杀菌效果好、设备占用空间小且瓶盖不变形的塑料瓶盖冲洗杀菌装置及其
方法。
本发明为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种塑料瓶盖冲洗杀菌装
置，包括依次设置的一级冲洗杀菌区、二级冲洗杀菌区、无菌空气喷冲区以及穿设于所述一
级冲洗杀菌区、二级冲洗杀菌区及无菌空气喷冲区内的瓶盖通道，所述瓶盖通道由若干导
向条围合构成，位于一级冲洗杀菌区内的瓶盖通道自上而下呈螺旋形设置，位于二级冲洗
杀菌区及无菌空气喷冲区内的瓶盖通道呈直线形设置；一级冲洗杀菌区内设有一级杀菌液
管路、二级冲洗杀菌区内设有二级杀菌液管路，无菌空气喷冲区内设有无菌空气管路，一级
杀菌液管路、二级杀菌液管路及无菌空气管路上均设有喷口指向所述瓶盖通道的喷头，至
少部分喷头的喷口方向与瓶盖通道的瓶盖流动方向之间的夹角为锐角。
本发明塑料瓶盖的冲洗杀菌装置的工作过程是，盖口朝外的瓶盖从理盖机出来
后，进入一级杀菌区内的空间螺旋瓶盖通道顶部入口。瓶盖在初始动能和重力的作用下，沿
螺旋形的瓶盖通道自上而下移动。螺旋形的瓶盖通道由若干根导向条围合构成，瓶盖可以
在瓶盖通道内自由流动以便冲洗杀菌。一级冲洗杀菌区内设有一级杀菌液管路、二级冲洗
杀菌区内设有二级杀菌液管路，无菌空气喷冲区内设有无菌空气管路，一级杀菌液管路、二
级杀菌液管路及无菌空气管路上均设有喷口指向所述瓶盖通道的喷头，这些喷头为瓶盖冲
洗杀菌且至少部分喷头的喷口方向与瓶盖通道的瓶盖流动方向之间的夹角为锐角（小于90
度），这些喷头同时为瓶盖提供前进动力。这里的瓶盖流动方向，对于直线形的瓶盖通道来
说，瓶盖流动方向与瓶盖通道的中心线方向一致；而对于螺旋形的瓶盖通道来说，瓶盖流动
方向是指螺旋形的瓶盖通道的螺旋形中心线的切向，即部分喷头的喷口方向与螺旋形中心
线切线的夹角为锐角。本发明在一级冲洗杀菌区内设置螺旋形瓶盖通道，位于螺旋形瓶盖
通道上部的喷头喷射的杀菌液（如次氯酸钠）在与瓶盖接触后，一部分留在瓶盖上，其余的
由于重力作用滴落在下方通道的瓶盖上，依次往下对瓶盖重复杀菌。螺旋形瓶盖通道在保
证对瓶盖充足的杀菌时间的前提下，大幅度减小了设备的占地面积。在一级冲洗杀菌区中，
多喷头从多方向对瓶盖进行喷冲杀菌，杀菌液由于重力滴落至下方通道瓶盖依次重复杀
菌，大幅度提高对瓶盖的杀菌效果。另一方面，螺旋形设置的瓶盖通道转弯半径大，瓶盖流
动顺畅，不会造成瓶盖挤压变形。因此，本发明解决了现有技术的瓶盖清洗装置存在的瓶盖
易变形及冲洗杀菌效果差的问题，提供了一种杀菌效果好、设备占用空间小且瓶盖不变形
的塑料瓶盖冲洗杀菌装置，具有很高的实用价值。
作为优选，瓶盖通道由六条导向条围合构成，其中两条导向条用于支撑瓶盖的顶
部，两条导向条用于支撑瓶盖的底部，另外两条导向条分别用于支撑瓶盖的两侧，瓶盖通道
的瓶盖流动方向与瓶盖的轴向垂直，所述导向条的横截面呈圆形，瓶盖通道的延伸方向上
间隔设有多块用于固定导向条的导向条支撑板。六条导向条围合成瓶盖通道，其内部横截
面空间与瓶盖的纵切面适配，确保瓶盖在瓶盖通道内顺利移动，导向条之间的空隙可以让
喷头喷出的杀菌液等进入瓶盖通道内；瓶盖通道的瓶盖流动方向与瓶盖的轴向垂直，即瓶
盖的盖口面向瓶盖通道的侧壁可以确保喷头喷出的杀菌液等喷入瓶盖内，确保对瓶盖的冲
洗杀菌；圆形横截面的导向条可以减少导向条与瓶盖之间的摩擦，同时有利于杀菌液的进
入。导向条支撑板用于固定导向条的相对位置。
作为优选，二级冲洗杀菌区内的瓶盖通道包括直线段及180度翻转段，所述的180
度翻转段为两节，两节180度翻转段之间通过一节直线段过渡连接。在二级杀菌区的瓶盖通
道起始处，瓶盖的盖口侧与喷头相对，而后经过通道180度的翻转，瓶盖的盖顶侧与喷头相
对，最后经过通道180度的翻转，瓶盖的盖口侧与喷头相对。设置两段180度翻转段使瓶盖充
分翻转，有利于对瓶盖进行全方位的冲洗杀菌，确保不会留下冲洗杀菌盲点。
作为优选，无菌空气喷冲区内瓶盖通道包括直线段及90度翻转段，所述的90度翻
转段设置在无菌空气喷冲区靠近瓶盖进口一侧。设置90度翻转段可以使瓶盖的盖口向下，
有利于盖内积液的流出并喷冲干净，并为下一道工序做好准备。
作为优选，一级冲洗杀菌区内设有支撑柱，一级冲洗杀菌区内的瓶盖通道环绕支
撑柱的外周设置；所述的一级杀菌液管路为4-8条，一级杀菌液管路与支撑柱平行，所述一
级杀菌液管路环绕支撑柱均匀布置在螺旋形瓶盖通道的外侧，每条一级杀菌液管路上自上
而下设置有多个喷头，所述的支撑柱呈圆筒形，支撑柱的顶部设有顶盖，支撑柱的底部设有
杀菌液收集槽。圆柱形的支撑柱有利于对螺旋形瓶盖通道的支撑，支撑柱底部的杀菌液收
集槽用于收集最终滴落的杀菌液，以便重复利用。
作为优选，二级冲洗杀菌区内的二级杀菌液管路为一条，设置在瓶盖通道上方，二
级杀菌液管路上设有多个喷头，二级冲洗杀菌区的瓶盖通道下方设有杀菌液收集槽。瓶盖
在离开一级杀菌区后进入直线型的二级杀菌区的瓶盖通道中，瓶盖通道的上方设有二级杀
菌管路，管路上均布有多个喷头，喷头喷射的杀菌液（如次氯酸钠）对瓶盖进行二次冲洗杀
菌，又为瓶盖前行提供动力。二级杀菌区设有杀菌液收集槽，用于对已使用的杀菌液进行收
集处理循环利用。
作为优选，无菌空气喷冲区内无菌空气管路为两条，分别设置在瓶盖通道的上下
两侧，无菌空气管路上设有多个喷头，其中位于瓶盖通道上方的喷头均设有3个不同指向的
喷口，位于瓶盖通道下方的喷头均为1个喷口，无菌空气喷冲区内设有集气管路。瓶盖在离
开二级杀菌区后进入直线型的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中。瓶盖通道的上下方都设有无
菌空气管路，其中位于瓶盖通道上方的喷头均设有3个不同指向的喷口，位于瓶盖通道下方
的喷头均为1个喷口。在无菌空气喷冲区的瓶盖通道起始处有一处通道90度的翻转，使瓶盖
盖口朝下，然后瓶盖进入直线通道。喷头喷射的无菌空气既对瓶盖内外的残余杀菌液进行
冲离，又为瓶盖前行提供动力。无菌空气喷冲区设有集气管路，用于对已使用的无菌空气进
行收集处理循环利用。
作为优选，一级杀菌液管路为高浓度杀菌液管路，二级杀菌液管路为低浓度杀菌
液管路，高浓度杀菌液管路中的杀菌液浓度为15-20ppm，低浓度杀菌液管路中的杀菌液浓
度为3-5ppm。
作为优选，在一级冲洗杀菌区内，部分喷头的喷口方向与螺旋形瓶盖通道的螺旋
形中心线相切。为了确保瓶盖的顺利流动，需要有一定数量的喷头为瓶盖提供前进的动力，
而部分喷头的喷口方向与螺旋形瓶盖通道的螺旋形中心线相切，即部分喷头的喷口方向与
瓶盖通道的瓶盖流动方向一致，可以使喷头的喷射力发挥最大的推动作用。
作为优选，螺旋形瓶盖通道的螺旋形中心线其螺旋直径是瓶盖最大外径的15至50
倍。这样可以确保瓶盖通道具有较大的转弯半径，避免瓶盖受到挤压而变形。
作为优选，喷头的喷管呈直线形、L形或叉指形。多种不同的喷管形状可以满足不
同位置、不同角度的杀菌液喷淋需要。
本发明塑料瓶盖冲洗杀菌装置的冲洗杀菌方法，包括以下步骤：
a.瓶盖进入一级冲洗杀菌区内的螺旋形瓶盖通道顶部入口，瓶盖的盖口侧向外（即瓶
盖的盖顶面向螺旋形瓶盖通道的螺旋中心）并在初始动力及重力的作用下沿螺旋形瓶盖通
道向下移动。
b.设置在螺旋形瓶盖通道外侧的喷头向瓶盖通道内的瓶盖喷射高浓度杀菌液对
瓶盖进行冲洗杀菌，位于瓶盖通道上部的喷头喷射的杀菌液在与瓶盖接触后，一部分留在
瓶盖上，其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶盖上，依次往下对瓶盖重复杀菌。
c.瓶盖在杀菌液的喷射力作用下沿瓶盖通道移动，离开一级冲洗杀菌区后进入直
线状设置的二级清洗杀菌区的瓶盖通道中，在二级清洗杀菌区瓶盖通道的起始处，瓶盖的
盖口侧向前，瓶盖通道上方的喷头通过喷口喷射低浓度的杀菌液对瓶盖进行冲洗杀菌，并
继续为瓶盖前行提供动力。
d.瓶盖在二级清洗杀菌区内通过瓶盖通道的180度翻转段使瓶盖翻转180度，瓶盖
的盖顶侧向前与喷头的喷口相对，瓶盖继续前进再经过一次180度的翻转，瓶盖的盖口侧向
前与喷头的喷口相对。
e.瓶盖离开二级清洗杀菌区后进入直线状设置的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中，
瓶盖在无菌空气喷冲区内通过瓶盖通道的90度翻转段翻转90度使瓶盖的盖口侧向下，瓶盖
通道上下两侧的喷头喷射无菌空气对瓶盖内外的残余杀菌液进行冲离并推动瓶盖继续前
进直至瓶盖离开无菌空气喷冲区。
本发明的有益效果是：它有效地解决了现有技术的瓶盖清洗装置存在的瓶盖易变
形及冲洗杀菌效果差的问题，本发明的塑料瓶盖冲洗杀菌装置及冲洗杀菌方法冲洗杀菌效
果好、设备占用空间小且瓶盖不变形，具有很高的实用价值。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是二级杀菌区和无菌空气喷冲区结构示意图；
图3是一级杀菌区主视图；
图4是图3的Ａ－Ａ剖视图；
图5是图3的Ｂ－Ｂ剖视图；
图6是图2的局部放大图；
图7是图2的C－C剖视图；
图8是图2的D－D剖视图；
图9是图2的E－E剖视图；
图10是图2的F－F剖视图。
图中：1.一级冲洗杀菌区，2.二级冲洗杀菌区，3.无菌空气喷冲区，4.瓶盖通道，5.
导向条，6.支撑柱，7.一级杀菌液管路，8.二级杀菌液管路，9.无菌空气管路，10.喷头，11.
瓶盖，12.导向条支撑板，13.直线段，14.180度翻转段，15.90度翻转段，16.顶盖，17.杀菌液
收集槽。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实施例1
在图1所示的实施例1中，一种塑料瓶盖冲洗杀菌装置，包括依次设置的一级冲洗杀菌
区1、二级冲洗杀菌区2、无菌空气喷冲区3以及穿设于所述一级冲洗杀菌区、二级冲洗杀菌
区及无菌空气喷冲区内的瓶盖通道4，所述瓶盖通道由六根导向条5围合构成，其中两条导
向条用于支撑瓶盖11的顶部，两条导向条用于支撑瓶盖的底部，另外两条导向条分别用于
支撑瓶盖的两侧，瓶盖通道的瓶盖流动方向与瓶盖的轴向垂直，所述导向条的横截面呈圆
形，瓶盖通道的延伸方向上间隔设有多块用于固定导向条的导向条支撑板12（见图5）。位于
一级冲洗杀菌区内的瓶盖通道自上而下呈螺旋形设置（见图3），螺旋形瓶盖通道的螺旋形
中心线其螺旋直径是瓶盖最大外径的30倍。一级冲洗杀菌区内设有支撑柱6，所述的支撑柱
呈圆筒形，支撑柱的顶部设有顶盖16，支撑柱的底部设有杀菌液收集槽17。一级冲洗杀菌区
内的瓶盖通道环绕支撑柱的外周设置，瓶盖通道固定在支撑柱的外壁上。一级冲洗杀菌区
内设有一级杀菌液管路7，一级杀菌液管路为高浓度杀菌液管路，高浓度杀菌液管路中的杀
菌液浓度为15-20ppm；一级杀菌液管路为6条，环绕支撑柱均匀布置在螺旋形瓶盖通道的外
侧（见图4），一级杀菌液管路与支撑柱平行，每条一级杀菌液管路上自上而下设置有多个喷
头10，喷头的喷管呈直线形或L形，喷头的喷口方向与瓶盖通道的瓶盖流动方向之间的夹角
小于70度，这些喷头中的部分喷头的喷口方向与螺旋形瓶盖通道的螺旋形中心线相切，即
部分喷头的喷口方向与瓶盖通道的瓶盖流动方向一致。
位于二级冲洗杀菌区内的瓶盖通道呈直线形设置（见图2），瓶盖通道包括直线段
13及180度翻转段14（见图6），所述的180度翻转段为两节，两节180度翻转段之间通过一节
直线段过渡连接。二级冲洗杀菌区内设有二级杀菌液管路8，二级杀菌液管路为一条，设置
在瓶盖通道上方，二级杀菌液管路上设有多个喷口指向瓶盖通道的喷头，喷头的喷口方向
与瓶盖通道的瓶盖流动方向之间的夹角为锐角。二级杀菌液管路为低浓度杀菌液管路，低
浓度杀菌液管路中的杀菌液浓度为3-5ppm，二级冲洗杀菌区的瓶盖通道下方设有杀菌液收
集槽。
无菌空气喷冲区内的瓶盖通道呈直线形设置，瓶盖通道包括直线段及90度翻转段
15，所述的90度翻转段设置在无菌空气喷冲区靠近瓶盖进口一侧。无菌空气喷冲区内设有
无菌空气管路9，无菌空气喷冲区内无菌空气管路为两条，分别设置在瓶盖通道的上下两
侧，无菌空气管路上设有多个喷头，其中位于瓶盖通道上方的喷头的喷管呈叉指形，均设有
3个不同指向的喷口，位于瓶盖通道下方的喷头的喷管呈直线形，均为1个喷口（见图9图
10），喷头的喷口方向与瓶盖通道的瓶盖流动方向之间的夹角为锐角，无菌空气喷冲区内设
有集气管路。
塑料瓶盖冲洗杀菌装置的冲洗杀菌方法，包括以下步骤：
a.瓶盖进入一级冲洗杀菌区内的螺旋形瓶盖通道顶部入口，瓶盖的盖口侧向外并在初
始动力及重力的作用下沿螺旋形瓶盖通道向下移动。
b.设置在螺旋形瓶盖通道外侧的喷头向瓶盖通道内的瓶盖喷射高浓度杀菌液（次
氯酸钠）对瓶盖进行冲洗杀菌，位于瓶盖通道上部的喷头喷射的杀菌液在与瓶盖接触后，一
部分留在瓶盖上，其余的受重力作用滴落在下方通道的瓶盖上，依次往下对瓶盖重复杀菌。
c.瓶盖在杀菌液的喷射力作用下沿瓶盖通道移动，离开一级冲洗杀菌区后进入直
线状设置的二级清洗杀菌区的瓶盖通道中，在二级清洗杀菌区瓶盖通道的起始处，瓶盖的
盖口侧向前（见图7），瓶盖通道上方的喷头通过喷口喷射低浓度的杀菌液（次氯酸钠）对瓶
盖进行冲洗杀菌，并继续为瓶盖前行提供动力。
d.瓶盖在二级清洗杀菌区内通过瓶盖通道的180度翻转段使瓶盖翻转180度（见图
8），瓶盖的盖顶侧向前与喷头的喷口相对，瓶盖继续前进再经过一次180度的翻转，瓶盖的
盖口侧向前与喷头的喷口相对。
e.瓶盖离开二级清洗杀菌区后进入直线状设置的无菌空气喷冲区的瓶盖通道中，
瓶盖在无菌空气喷冲区内通过瓶盖通道的90度翻转段翻转90度使瓶盖的盖口侧向下（见图
9），瓶盖通道上下两侧的喷头喷射无菌空气对瓶盖内外的残余杀菌液进行冲离并推动瓶盖
继续前进，瓶盖进入直线通道（见图10），直至瓶盖离开无菌空气喷冲区，经过无菌空气喷冲
后的塑料瓶盖送往拧盖机。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技
术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施方式，这些本发明没有详
细描述的实施方式是本领域技术人员无需创造性劳动就可以轻易实现的，因此这些未详细
描述的实施方式也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。