專利名稱：用于封蓋容器的機器和過程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于封蓋容器的機器和過程，特別是涉及一種用于瓶子的軟木塞塞蓋的機器和過程。
本發(fā)明可適用于使用任何類型的蓋，例如軟木塞、(邊緣呈波浪形或內(nèi)襯軟木的)金屬瓶蓋、螺旋蓋等的封蓋系統(tǒng)。
本發(fā)明特別地已經(jīng)擴展到用于汽酒的封蓋軟木塞的瓶子。然而，本發(fā)明并不限于這種特定的應(yīng)用領(lǐng)域，并且通常能夠用于含有任何種類的產(chǎn)品的封蓋軟木塞的瓶子和容器。
背景技術(shù)：
在酒類的封蓋軟木塞的領(lǐng)域中，存在有在瓶子的頂部分中存在的空氣中的氧氣問題。在施加上軟木塞之后存留在瓶頸的頂部的氧氣引起氧化過程，該氧化過程涉及到酒類的味覺下降。這一氧化過程對于特別高檔的酒類，最好應(yīng)該是許多年保持其特點的完整性的酒類尤其不利。
對于打算進(jìn)行灌裝的酒，為了降低由于氧化以及由于存在于瓶子的頂部空間內(nèi)的氧氣所引起的需氧細(xì)菌的發(fā)展所導(dǎo)致的問題，目前實踐上是添加二氧化硫或其它化學(xué)添加劑。最近，已經(jīng)專門討論了因使用這些硫基化合物對人類健康的影響。某些國家的規(guī)定要求在產(chǎn)品的標(biāo)簽上強制標(biāo)明存在的硫衍生物，且可以預(yù)見不久的將來為了捍衛(wèi)消費者的利益該規(guī)定可能演化為一種必須標(biāo)明存在于酒中的硫化合物量的義務(wù)。鑒于上述理由，高檔酒類的生產(chǎn)商在能夠降低上述化學(xué)添加劑的使用的正在開發(fā)中的封蓋軟木塞過程方面具有極大的興趣。
封蓋軟木塞系統(tǒng)已經(jīng)被人們所熟知，預(yù)知這類系統(tǒng)在施加軟木塞之前對存在于瓶子的頂部分內(nèi)的空氣進(jìn)行抽吸。
然而，對于汽酒的進(jìn)行軟木塞的封蓋這類系統(tǒng)不能使用，因為從瓶子中抽取空氣不可避免地會引起起泡的下降，而起泡是昂貴的汽酒的其中一個重要的質(zhì)量。
因此，對于汽酒來說，在封蓋軟木塞之前不進(jìn)行空氣的抽取，但是有時在封蓋軟木塞之前采用注入惰性氣體，典型地是氮氣。然而，已知類型的惰性氣體的注入系統(tǒng)在封蓋軟木塞之后降低包含在瓶子中的氧氣方面具有非常低的效率。
已知類型的惰性氣體的注入系統(tǒng)不會使在灌裝時必須添加的硫基添加劑的量顯著降低。
本發(fā)明的目的是提供一種使得能夠克服上述缺陷的封蓋軟木塞的機器和過程。特別地，本發(fā)明的目的是提供一種封蓋軟木塞的機器和過程，其能夠達(dá)到使存在于瓶子中的氧氣量顯著的降低，且在汽酒的封蓋軟木塞的特定情況下，不涉及到二氧化碳，且因此造成起泡的損失。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過一種具有構(gòu)成權(quán)利要求書的主題的那些特點的機器和一種封蓋軟木塞的過程來實現(xiàn)。


現(xiàn)在將參考借助于非限制性示例給出的附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是本發(fā)明封蓋軟木塞的機器的示意性前視圖；圖2是圖1所示機器的平面圖；圖3是放大比例的且由圖1中的箭頭III所示的部分的局部剖開的視圖；圖4和5是圖3中分別由箭頭IV和V所示的部分的放大比例的截面圖；以及圖6是對應(yīng)于圖1表示的本發(fā)明的其中一個可能的變型的示意圖。
具體實施例方式
參見圖1和2，一個本發(fā)明的自動灌裝機(或封蓋軟木塞的機器)由附圖標(biāo)記10指示。灌裝機10包括自動封蓋軟木塞單元12，該封蓋軟木塞單元可以是任何市場上可購買到的類型。特別是，封蓋軟木塞單元12可以是適宜于施加軟木塞、金屬瓶蓋、螺旋蓋等的類型。封蓋軟木塞單元12優(yōu)選地屬于旋轉(zhuǎn)木馬類型(或旋轉(zhuǎn)式傳送盤類型)，其帶有多個由結(jié)構(gòu)14攜帶的軟木塞頭，結(jié)構(gòu)14圍繞一個豎向軸線16轉(zhuǎn)動，但該單元也可以是單頭的。
自動封蓋軟木塞單元12的結(jié)構(gòu)和功能不再詳細(xì)描述，因為如前面所述的，該封蓋軟木塞單元可以是任何已知的類型且其特點對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已知的。
灌裝機10包括一個具有進(jìn)口區(qū)段18和出口區(qū)段22的輸送裝置，其中進(jìn)口區(qū)段18用于將要封蓋軟木塞的瓶子20給送到封蓋軟木塞單元12，而出口區(qū)段22用于排出已經(jīng)封蓋軟木塞的瓶子24。輸送裝置屬于通常在灌裝區(qū)域內(nèi)使用的皮帶類型，其傳送連續(xù)排列的豎直取向的瓶子20、24。
與輸送裝置的進(jìn)口區(qū)段18的端部分相對應(yīng)設(shè)置一個螺旋輸送裝置26，螺旋輸送裝置26使要封蓋軟木塞的瓶子20間隔開且將它們給送到第一傳遞輪28(見圖2)，第一傳遞輪28可圍繞一個豎向軸線轉(zhuǎn)動并配備有用于夾持瓶子20的座30。傳遞輪28與一個曲線成形的固定導(dǎo)向件32相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)向件32限定一個用于瓶子20的導(dǎo)向路徑。
灌裝機10包括一個布置在封蓋軟木塞單元12的上游的注入單元34。注入單元34也可以是單頭的，其從傳遞輪28拾取要封蓋軟木塞的瓶子20并在注入惰性氣體之后，將要封蓋軟木塞的瓶子通過第二傳遞輪36送到封蓋軟木塞單元12。
參見圖3，注入單元34包括一個可轉(zhuǎn)動的支承件38，該支承件以可圍繞一個豎向軸線轉(zhuǎn)動的方式支撐在灌裝機10的一固定的支承平板42上。轉(zhuǎn)動支承件38攜帶一個轉(zhuǎn)動中心輪轂44，多個在周向方向上間隔開的注入頭46連接到該中心輪轂上。注入頭46通過一個盤結(jié)構(gòu)48連接到中心輪轂上。
轉(zhuǎn)動支承件38攜帶有多個瓶子支承件50，每一個瓶子支承件設(shè)置成與一個相應(yīng)的注入頭46相對應(yīng)。每個瓶子支承件50包括一個豎向移動的小盤52，在使用中一個相應(yīng)的要封蓋軟木塞的瓶子20貼靠在該小盤上。
一直參考圖3，注入單元34包括一個與轉(zhuǎn)動輪轂44同軸布置的分配歧管54。分配歧管54通過一個固定管56與一個由附圖標(biāo)記58表示的惰性氣體壓力源連通。該惰性氣體可以是任何相對于容納在瓶子20中的產(chǎn)品為惰性的氣體。典型的惰性氣體例如可以是氮。另外，可以使用其他的無氧氣的氣體或氣體混合物。該惰性氣體例如氮容納在配置有減壓閥的高壓氣缸中。分配歧管54以下面將要描述的方式將惰性氣體流給送到單個的注入頭46。
參見圖5，每個注入頭46包括一個相對于結(jié)構(gòu)48固定的外本體60。在外本體60內(nèi)，沿豎直方向可滑動地安裝一個套管62，該套管在其下端攜帶一個對中部件64，該對中部件包括一個帶有錐形(或圓錐形)對中表面68的塑料本體66，該錐形對中表面準(zhǔn)備用來以密封接觸貼靠在瓶子20的頂表面(或上表面)上。套管62被壓縮盤簧70彈性地向下推動。
每個注入頭46包括一個注入管72，注入管72相對于外本體60固定并在滑動套管62內(nèi)延伸。注入管72的上端連接到一個惰性氣體給送管74。注入管72端接有一個導(dǎo)管76，導(dǎo)管76的下端配合到瓶子20的頂部分(或上部分)中。導(dǎo)管76的下端在使用中布置在離盛放在瓶子20內(nèi)的液體的上液面約20毫米(mm)的距離處。
一直參考圖5，滑動套管62具有內(nèi)腔78，內(nèi)腔78構(gòu)成一個用于使返回氣流出來的管道。管道78在頂部與一個腔室80連通，腔室80形成在外本體60的頂部上并與出口管82連通。
在圖5中，各箭頭表示在每個注入頭46中的惰性氣體的流動方向。當(dāng)將瓶子20的頂部分壓靠在對中部件64的錐形表面68上時開始輸送惰性氣流。彈簧70確保在錐形表面68和瓶子20的上端之間的壓力接觸。惰性氣體從導(dǎo)管7678的下端流動并產(chǎn)生一個由向上指向的箭頭所示的回流。這一回流除去了容納在瓶子20的頂部分內(nèi)的空氣?？諝夂投栊詺怏w離開瓶子20的頂部分并通過管道78到達(dá)腔室80。該回流通過出口管82被抽出注入頭46。僅作為示例，惰性氣體的注入壓力(表壓力)設(shè)定在2.5巴(bars)量級的值，每個噴嘴的平均流率(或流速)在15Nl/1’的量級。惰性氣體注入的持續(xù)時間可以是例如每個瓶子約4秒鐘。對于常規(guī)的酒瓶而言，注入導(dǎo)管76具有11毫米(mm)量級的外徑和約8.5(mm)毫米量級的內(nèi)徑。
在瓶子的頂部分內(nèi)注入惰性氣體促使存在于瓶子的頂部分內(nèi)的空氣(因此為氧氣)基本上得到去除。同時，也獲得了使溶解在容納于瓶子內(nèi)的液體中的氧氣量的降低。據(jù)估算，在750毫升(ml)汽酒的瓶子中，其頂部空間等于25毫升(ml)(775毫升(ml)的瓶子的總?cè)萘?，在封蓋軟木塞之后總氧氣的富含量約為3.0毫克/升(mg/l)。在根據(jù)本發(fā)明的注入單元中注入惰性氣體注入之后，在瓶子中存在的總氧氣量平均降低到約0.5毫克/升(mg/l)。
圖4示出了氣流在分配歧管54中的分配。分配歧管54包括一個具有中央通道86的內(nèi)部穩(wěn)定輪轂84。兩個同心部件88、90相對于該內(nèi)部穩(wěn)定輪轂84固定，并形成一個用于將惰性氣體流分配到管子74的環(huán)形通道92，各管子74接著將惰性氣體流給送到各個注入頭46。部件90連接到管子56，管子56將來自氣源58(見圖3)的惰性氣體流給送到歧管54。
分配歧管54包括與轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)48成一體的轉(zhuǎn)動體94，且用于將氣流給送到分配頭46的管子74和用于返回氣流的管子82連接到該轉(zhuǎn)動體上。環(huán)形通道92通過形成在轉(zhuǎn)動體94和部件90之間的第一環(huán)形歧管96連通到各個管子74上。返回氣流的管子82連接到第二環(huán)形歧管98上。第二環(huán)形歧管98連接到形成在穩(wěn)定輪轂84內(nèi)的管道86，用于排出返回氣流。管道86通過一個接頭100連接到管子102(見圖1和3)用于排放返回氣流。
參見圖1和2，灌裝機10包括一個殼體104，殼體104形成一個包含封蓋軟木塞單元12和注入單元34的腔室106。殼體104包括兩個含有輸送裝置的區(qū)段18和22的延長部分108、110。該殼體104配備有分別用于要封蓋軟木塞的瓶子20進(jìn)入和用于已經(jīng)封蓋軟木塞瓶子24出去的開口112和114。開口112和114優(yōu)選地配備有能彎曲的相應(yīng)的塑料柔性幕簾，以便能夠使瓶子經(jīng)過開口112和114通過。
殼體104與一個適合于在腔室106內(nèi)保持一個的惰性氣體環(huán)境的惰性氣體的給送系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。在附圖中示出的示例中，惰性氣體的給送系統(tǒng)包括在殼體104內(nèi)伸展的管子150，管子150通過一個管道152連接到惰性氣體源58。在殼體104中，優(yōu)選布置一個用于計量氧氣濃度的裝置154，該計量裝置通過一個電磁閥156引入到殼體104中的惰性氣體的流速。
一個氧氣濃度的第二計量儀158優(yōu)選設(shè)置在殼體104的外面。第二計量儀158為操作者提供安全狀態(tài)預(yù)警，且在氧氣濃度下降到預(yù)建立的閾值以下時開啟警報。
殼體104優(yōu)選與一個溫度調(diào)節(jié)單元160相關(guān)聯(lián)，該溫度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)腔室106內(nèi)的氣體溫度。該溫度調(diào)節(jié)單元通過形成在殼體104的上壁上的開口與腔室106連通。
溫度調(diào)節(jié)單元160包括一個熱交換器(冷卻器)162和多個風(fēng)扇164、166。在圖1所示的示例中，第一風(fēng)扇從殼體104的上部抽出氣流。通過熱交換器162將氣體冷卻下來并通過第二風(fēng)扇166將冷卻的氣體再引入到殼體104中?？梢灶A(yù)見到，通過用于使經(jīng)冷卻的氣流能夠到達(dá)腔室106的大部分地區(qū)在腔室106內(nèi)延伸的一個單獨的壁168，來避免抽出的氣流與從該溫度調(diào)節(jié)單元放出的氣流之間的“短路”。
惰性氣體流通過管子150在約300毫米水柱(mmH2O)壓力下以平均50米3/小時(m3/h)量級的變化流速引入到艙室內(nèi)。
因此，在腔室106內(nèi)存在有一個帶有可在4％至7％范圍內(nèi)變化的最小氧氣存留量的惰性氣體環(huán)境。這使得在從注入單元34出來時和在封蓋軟木塞單元12中實施封蓋軟木塞時的時間之間能夠防止要封蓋軟木塞的瓶子中出現(xiàn)氧氣的進(jìn)入。在實施封蓋軟木塞時，存在有一個基本上無氧氣的環(huán)境。
進(jìn)行惰性氣體注入和封蓋軟木塞的操作絕對沒有在瓶子中實施抽吸工作。因此，本發(fā)明的系統(tǒng)特別適合于對汽酒的瓶子的軟木塞封蓋，因為，在低氣壓的條件下封蓋軟木塞將是特別有害的，這會因后續(xù)的二氧化碳(CO2)的損失使泡沫噴出且使起泡下降。
本發(fā)明的系統(tǒng)在封蓋軟木塞之后使得存在于瓶子中的氧氣含量能夠顯著的下降，直至80％(從3毫克/升(m/l)至0.5毫克/升(m/l))左右。由于這一結(jié)果，能夠在灌裝步驟期間顯著地減少或完全取消二氧化硫的添加或其他化學(xué)添加劑。從質(zhì)量的角度觀察，已經(jīng)證明，帶有低添加劑的酒類更有益于健康，且由于瓶子中的總氧氣含量的下降，能夠提供其帶有苦味的低化合物(導(dǎo)致氧化的酚類化合物)含量的更益于長壽的且更柔和的汽酒。
參見圖1和2，根據(jù)本發(fā)明的一個進(jìn)一步有益的特點，能夠預(yù)見到，相對于開口112、114設(shè)置一個惰性氣體幕簾，該惰性氣體幕簾用來將瓶子的進(jìn)口和出口與保持惰性氣體環(huán)境的容積空間隔開。該惰性氣體幕簾通過由惰性氣體流給送到的噴嘴132來產(chǎn)生，該惰性氣體流通過管道102從注入單元34放出。
在蓋的傳輸通過一個抽吸器(例如用于封蓋軟木塞或類似的抽吸器)來實現(xiàn)的情況下，當(dāng)將封蓋軟木塞單元12設(shè)置在充滿惰性氣體的環(huán)境中時，由抽吸器產(chǎn)生的氣流也可以用來相對于開口112、114形成惰性氣體的幕簾。抽吸器的排出的氣流通過一個管道136被輸送到一個風(fēng)扇138，該風(fēng)扇將該氣流通過管道170給送到噴嘴132。在這種情況下，將注入單元34的排出(或廢氣)氣流與抽吸器的排出(或廢氣)氣流一起給送到噴嘴132中的一個或兩者。
在圖6中所示的變型中，將可預(yù)見到，在風(fēng)扇138的下游設(shè)置一個熱交換器(冷卻器)172，用于將送達(dá)到噴嘴132的氣流冷卻下來。在這一變型中，溫度調(diào)節(jié)單元160可以由無冷卻器的簡單的空氣單元174來替代，該空氣單元174唯一的任務(wù)是使容積空間106內(nèi)的氣流循環(huán)。在圖6的變型中，也表示出使用兩個輔助噴嘴176，用來在殼體104的延長部分108、110內(nèi)給送惰性氣體。當(dāng)然，輔助噴嘴176也可以用于圖1的方案中。
權(quán)利要求
1.一種用于封蓋容器的自動機器，它包括自動封蓋軟木塞單元(12)；輸送裝置，所述輸送裝置包括用于朝向所述自動封蓋軟木塞單元(12)給送要封蓋軟木塞的容器(20)的進(jìn)口區(qū)段(18)和用于將已封蓋軟木塞的容器(24)移離所述封蓋軟木塞單元(12)的出口區(qū)段(22)；其特征在于，所述自動機器還包括注入單元(34)，所述注入單元(34)設(shè)置在所述封蓋軟木塞單元(12)的上游，且設(shè)置成用于在要封蓋軟木塞的所述容器(20)的頂部分內(nèi)注入惰性氣體；形成腔室(106)的殼體(104)，所述腔室包含所述注入單元(34)和所述封蓋軟木塞單元(12)；以及惰性氣體的給送系統(tǒng)(58、150、154、156)，用于在所述腔室(106)內(nèi)維持一種惰性氣體環(huán)境。
2.如權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，所述惰性氣體的給送系統(tǒng)(120、122、124、128)設(shè)置成用于在所述腔室(106)內(nèi)維持一種氧氣含量低于預(yù)定水平的氣體環(huán)境。
3.如權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，其包括用于計量在所述腔室(106)內(nèi)的氧氣濃度的計量儀(154)，所述計量儀(154)控制給送到所述腔室(106)內(nèi)的惰性氣體的流速。
4.如權(quán)利要求3所述的機器，其特征在于，其包括溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括所設(shè)置的冷卻器(162、172)和通風(fēng)單元(164、166)，以便在所述腔室(106)中獲得惰性氣體循環(huán)。
5.如權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，所述注入單元(34)包括旋轉(zhuǎn)木馬式結(jié)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)木馬式結(jié)構(gòu)包括多個注入頭(46)，每個所述注入頭包括給送加壓惰性氣體的注入管(72)，所述注入管(72)具有端部分(76)，所述端部分在使用中配合到相應(yīng)的容器(20)的頂部分內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的機器，其特征在于，每個所述注入頭包括帶有表面(68)的對中部件(64)，所述表面在使用中與要充填的所述容器(20)的所述頂部分建立密封接觸，每個所述注入頭(46)具有用于聚積從所述容器(20)的所述頂部分排出的返回氣流的管道(80)。
7.如權(quán)利要求1所述的機器，其特征在于，其包括用于相對于所述殼體(104)的開口(112、114)形成惰性氣體幕簾的裝置(132)，所述開口用于所述容器(20、24)的進(jìn)口和出口。
8.如權(quán)利要求7所述的機器，其特征在于，用于形成惰性氣體幕簾的所述裝置(132)給送有來自所述封蓋軟木塞單元(12)的抽吸器的廢氣氣流。
9.如權(quán)利要求7所述的機器，其特征在于，用于形成惰性氣體幕簾的所述裝置(132)給送有來自所述注入單元(34)的廢氣氣流。
10.一種用于封蓋容器的過程，其特征在于，它包括如下步驟形成腔室(106)，在其中維持一種惰性氣體環(huán)境；在容納在所述腔室(106)中的容器的頂部分內(nèi)注入惰性氣體流，并將從所述容器的所述頂部分中排出的返回氣流排放到所述腔室(106)之外；以及在所述腔室(106)中實施對所述容器封蓋軟木塞。
11.如權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于，在所述腔室(106)內(nèi)維持一種氧氣含量低于預(yù)建立的閾值的惰性氣體環(huán)境。
全文摘要
一種用于封蓋容器的自動機器，它包括自動封蓋軟木塞單元(12)；輸送裝置，其包括用于朝向自動封蓋軟木塞單元(12)給送要封蓋軟木塞的容器(20)的進(jìn)口區(qū)段(18)和用于將已封蓋軟木塞的容器(24)移離封蓋軟木塞單元(12)的出口區(qū)段(22)；注入單元(34)，其設(shè)置在封蓋軟木塞單元(12)的上游，且設(shè)置成用于在要封蓋軟木塞的容器(20)的頂部分內(nèi)注入惰性氣體；形成腔室(106)的殼體(104)，其包含注入單元(34)和封蓋軟木塞單元(12)；以及惰性氣體的給送系統(tǒng)(58、150、154、156)，用于在腔室(106)內(nèi)維持一種惰性氣體環(huán)境。
文檔編號B67B1/04GK1966390SQ20061016033
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者S·卡佩利, P·比爾利 申請人:阿羅爾股份有限公司