一种饮品加工灭菌装置及方法

技术领域

本发明涉及瓶子消毒领域，尤其涉及一种饮品加工灭菌装置及方法。

背景技术

饮品加工灭菌装置是一种用于加工消毒饮品瓶子的装置，该装置可以有效地将瓶子内部残留的液体和微生物去除，确保瓶子在灌装之前的卫生，从而保证饮品的稳定品质。饮品加工灭菌装置通常包括输送带、清洗系统、烘干系统、瓶子转载机和控制系统等组成部分。在饮品加工灭菌装置运行时，瓶子会沿着输送机的传送带被输送到清洗系统中，然后通过一系列的喷淋装置进行清洗和消毒。清洗后，瓶子会被送到烘干系统中进行烘干，之后瓶子会被送到瓶子转载机上并进行下一步的生产处理。

目前饮品加工灭菌装置在实际使用时对于处理瓶内残留液体的问题，大多采用倒置瓶身使残留液体流出，由于通常瓶身静止残留液体靠自身重力流出速率较低，因此耗时较长影响装置加工瓶子的效率；对于瓶子消毒问题，目前大多饮品加工灭菌装置采用向瓶内喷射高温蒸汽的方法，高温蒸汽灭菌的方法效果较好，但是因为喷射入瓶内的蒸汽停留时间较短，所以灭菌效果十分有限。

所以为解决瓶内残留液体流出速率较低和喷射高温蒸汽灭菌效果有限的问题，本发明提供了一种饮品加工灭菌装置及方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种饮品加工灭菌装置，包括：轨道、夹持单元、杀菌单元、烘干单元；所述的轨道上滑动设置有夹持单元，同时所述的轨道上还固定设置有杀菌单元和烘干单元；其中：所述的杀菌单元包括一号支架、驱动组件、蒸汽柱、杀菌辅助组件、支撑弹簧、密封圈、风扇、拉绳、限位块；所述的轨道下方固定设置有一号支架，一号支架上固定设置有驱动组件，同时一号支架上滑动设置有蒸汽柱；所述的蒸汽柱下段设置有与驱动组件相配合的卡齿，蒸汽柱下段另一侧还开设有与杀菌辅助组件配合的蒸汽通孔；所述的蒸汽柱上段有圆形凸块，圆形凸块上均匀设置有四个支撑弹簧，蒸汽柱上滑动设置有密封圈，密封圈位于支撑弹簧上方；所述的密封圈内开设有L形通孔，蒸汽柱上对应L形通孔一侧开设有限位槽；所述的密封圈内L形通孔竖直向上方向转动设置有风扇，风扇的旋转轴下端缠绕有拉绳，拉绳另一端固定连接有限位块，限位块与蒸汽柱的限位槽滑动配合，限位块和风扇之间的拉绳上套设有弹簧；所述的蒸汽柱上还固定设置有杀菌辅助组件。

优选的，所述的轨道由朝上水平段、翻转段、齿轮段和朝下水平段共同组成；所述的轨道各段均有若干支撑架支撑；所述的朝上水平段左右对称设置翻转段；所述的两段翻转段另一侧分别设置有齿轮段；所述的两段齿轮段之间通过朝下水平段相互连接；所述轨道总体呈环形。

优选的，所述的夹持单元包括旋转组件、夹持柱、半弧形卡爪、夹持背板和卡槽；所述的旋转组件上固定设置有夹持柱，夹持柱上转动设置有相互铰接的两个半弧形卡爪，两个半弧形卡爪的夹持端和旋转端之间通过扭簧相互连接，两个半弧形卡爪上开设有引导槽；所述的旋转组件上固定设置有夹持背板；所述的夹持背板内开设有一段呈弧形的卡槽，两个半弧形卡爪的旋转端滑动设置在卡槽内。

优选的，所述的旋转组件包括滑块、轴座和齿轮盘；所述的轨道内滑动设置有滑块；所述的滑块上转动设置有轴座；所述的轴座上固定设置有与轨道齿轮段卡齿相互配合的齿轮盘。

优选的，所述的驱动组件包括驱动电机和驱动齿轮；所述的一号支架通过电机座固定设置有驱动电机；驱动电机的输出轴上固定设置有与蒸汽柱卡齿相配合的驱动齿轮。

优选的，所述的杀菌辅助组件包括喷头、蒸汽箱和蒸汽软管；所述的蒸汽柱上固定设置有喷头；所述的一号支架上固定设置有蒸汽箱，蒸汽箱和蒸汽柱上的蒸汽通孔之间连接有蒸汽软管。

优选的，所述的烘干单元包括二号支架、气缸、烘干柱、烘干辅助组件、出气烘干杆、热风通孔和橡胶垫套；所述的轨道朝下平面段在其支撑架底部固定设置有二号支架，二号支架上固定设置有气缸，气缸的伸缩端上固定设置有烘干柱；烘干柱上开设有烘干辅助组件相配合的烘干通孔；所述的烘干柱上固定设置有出气烘干杆，出气烘干杆上均匀开设有热风通孔，出气烘干杆顶端固定设置有橡胶垫套。

优选的，所述的烘干辅助组件包括烘干热风箱和烘干软管；所述的二号支架上还固定设置有烘干热风箱，烘干热风箱和烘干组件之间连接有烘干软管。

本发明还提供了一种饮品加工灭菌装置的方法；具体灭菌装置的使用方法如下：

S1、瓶身固定：夹持单元的初始位置在轨道的朝上水平段，工人需要将瓶子瓶口朝上装入夹持单元；夹持有瓶子的夹持单元先通过轨道翻转段将瓶子倒立使瓶口朝下，随后在经过轨道的齿轮段时，齿轮盘与齿轮段上的卡齿配合使夹持单元带动瓶子转动，瓶子旋转能够通过离心作用加快瓶内残留液体从瓶口流出。

S2、高温蒸汽灭菌：瓶子被夹持单元在轨道上运输到杀菌单元所在的位置时，启动蒸汽箱产生高温蒸汽，高温蒸汽会通过蒸汽软管运输至蒸汽柱，进而从喷头喷出射入到瓶内；瓶内的气体从瓶口流出带动风扇转动，风扇的转动会使拉绳更多的缠绕在风扇的旋转轴上，从而将限位块从蒸汽柱的限位槽内拉出，密封圈上升紧贴瓶子瓶口使瓶子处于密封状态，加长高温蒸汽灭菌时间从而加强灭菌效果；灭菌作业完成后，驱动组件推动蒸汽柱上升至其上限位槽与限位块再次配合的位置时，拉绳上的弹簧推动限位块进入限位槽，密封圈再次被固定到蒸汽柱上，此时驱动组件带动蒸汽柱重新回到初始位置。

S3、瓶身烘干：当夹持单元夹持瓶子沿着轨道运输到烘干单元所在的位置时，气缸启动推动烘干柱向上运动，当出气烘干杆顶端的橡胶垫套碰到瓶子底部时气缸停止运动；此时烘干热风箱启动产生热风，热风先后通过烘干软管、烘干柱和出气烘干杆，最后热风通过出气烘干杆上的热风通孔进入瓶内进行烘干作业；当烘干作业完成后，气缸运行带动烘干柱回到初始位置。

S4、收集处理：夹持单元夹持瓶子沿着轨道通过齿轮段，当通过翻转段时，倒立的瓶子重新回到瓶口朝上的位置，最后夹持单元夹持瓶子回到初始朝上水平段位置，工人将处理好的瓶子从夹持单元上取下收集。

与相关技术相比较，本发明具有如下有益效果：

1、本发明中夹持单元的初始位置在轨道的朝上水平段，将瓶子瓶口朝上装入夹持单元后，夹持有瓶子的夹持单元先通过轨道翻转段将瓶子倒立使瓶口朝下，随后在经过轨道齿轮段时，齿轮盘与齿轮段上的卡齿配合使夹持单元带动瓶子转动，瓶子旋转能够通过离心作用加快瓶内残留液体从瓶口流出。

2、本发明中瓶子被夹持单元在轨道上运输到杀菌单元所在的位置时，启动蒸汽箱产生高温蒸汽，高温蒸汽会通过蒸汽软管运输至蒸汽柱，进而从喷头喷出射入到瓶内；瓶内的气体从瓶口流出带动风扇转动，风扇的转动会使拉绳更多的缠绕在风扇旋转轴上，从而将限位块从蒸汽柱的限位槽内拉出，密封圈上升紧贴瓶子瓶口使瓶子处于密封状态，能够显著增加高温蒸汽在瓶内的停留时间，从而加强灭菌效果。

3、本发明中当夹持单元夹持瓶子沿着轨道朝下水平段运输到烘干单元所在的位置时，气缸启动推动烘干柱向上运动，当出气烘干杆顶端的橡胶垫套碰到瓶子底部时气缸停止运动，由于出气烘干杆深入到瓶子内，这样能够使热风直接在瓶内输出，比从瓶子外吹入热风更能够加快烘干作业的效率。

附图说明

图1是本发明整体的第一视角结构示意图。

图2是本发明整体的第二视角结构示意图。

图3是本发明整体的俯视视角结构示意图。

图4是本发明轨道齿轮段结构示意图。

图5是本发明夹持单元的第一视角结构示意图。

图6是本发明夹持单元的剖视图。

图7是本发明杀菌单元省去杀菌辅助组件的剖视图。

图8是本发明烘干单元省去烘干辅助组件的剖视图。

图中：1、轨道；11、朝上水平段；12、翻转段；13、齿轮段；14、朝下水平段；2、夹持单元；21、旋转组件；211、滑块；212、轴座；213、齿轮盘；22、夹持柱；23、半弧形卡爪；24、夹持背板；25、卡槽；3、杀菌单元；31、一号支架；32、驱动组件；321、驱动电机；322、驱动齿轮；33、蒸汽柱；34、杀菌辅助组件；341、喷头；342、蒸汽箱；343、蒸汽软管；35、支撑弹簧；36、密封圈；37、风扇；38、拉绳；39、限位块；4、烘干单元；41、二号支架；42、气缸；43、烘干柱；44、烘干辅助组件；441、烘干热风箱；442、烘干软管；45、出气烘干杆；46、热风通孔；47、橡胶垫套。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步的详细说明。

请结合参阅图1、图2和图7，一种饮品加工灭菌装置，包括：轨道1、夹持单元2、杀菌单元3、烘干单元4；所述的轨道1上滑动设置有夹持单元2，同时所述的轨道1上还固定设置有杀菌单元3和烘干单元4；其中：所述的杀菌单元3包括一号支架31、驱动组件32、蒸汽柱33、杀菌辅助组件34、支撑弹簧35、密封圈36、风扇37、拉绳38、限位块39；所述的轨道1下方固定设置有一号支架31，一号支架31上固定设置有驱动组件32，同时一号支架31上滑动设置有蒸汽柱33；所述的蒸汽柱33下段设置有与驱动组件32相配合的卡齿，蒸汽柱33下段另一侧还开设有与杀菌辅助组件34配合的蒸汽通孔；所述的蒸汽柱33上段有圆形凸块，圆形凸块上均匀设置有四个支撑弹簧35，蒸汽柱33上滑动设置有密封圈36，密封圈36位于支撑弹簧35上方；所述的密封圈36内开设有L形通孔，蒸汽柱33上对应L形通孔一侧开设有限位槽；所述的密封圈36内L形通孔竖直向上方向转动设置有风扇37，风扇37的旋转轴下端缠绕有拉绳38，拉绳38另一端固定连接有限位块39，限位块39与蒸汽柱33的限位槽滑动配合，限位块39和风扇37之间的拉绳38上套设有弹簧；所述的蒸汽柱33上还固定设置有杀菌辅助组件34。

具体的，当需要被加工的瓶子被夹持单元2在轨道1上运输到杀菌单元3所在的位置时，启动蒸汽箱342产生高温蒸汽，高温蒸汽会通过蒸汽软管343运输至蒸汽柱33，进而从喷头341喷出射入到瓶内；随着高温蒸汽进入瓶内，瓶内气体被挤压从瓶口流出，流出的气体带动风扇37转动，风扇37转动会带动拉绳38更多的缠绕在风扇37的旋转轴下端，从而造成了限位块39和风扇37之间的拉绳38缩短，拉绳38逐渐将限位块39从蒸汽柱33的限位槽内拉出；当限位块39被拉绳38从蒸汽柱33的限位槽内拉出时，密封圈36会被支撑弹簧35从初始位置弹出，密封圈36被弹出后沿着蒸汽柱33向上移动直至紧贴被加工瓶子的瓶口，此时蒸汽箱342停止运行，瓶内充满高温蒸汽，由于密封圈36紧贴瓶口使瓶子处于密封状态，能够显著增加瓶内高温蒸汽的停留时间，加强了高温蒸汽灭菌的效果；抵触瓶口后，没有高温气体从瓶口流出，会通过弹簧的作用带动风扇37反向转动使得拉绳38从风扇37的旋转轴上解除，直至限位块39被抵触在蒸汽柱33外壁，当满足杀菌时间要求后，驱动组件32启动推动蒸汽柱33向上运动，此时会通过瓶口的作用抵触密封圈36，密封圈36相对蒸汽柱33向下移动，当蒸汽柱33上升到一定位置，蒸汽柱33的限位槽与限位块39再次配合时，被压缩的弹簧回弹推动限位块39进入蒸汽柱33的限位槽内，此时密封圈36再次被固定在蒸汽柱33上，驱动组件32运行带动蒸汽柱33向下运动回到初始位置。

请结合参阅图1和图4，所述的轨道1由朝上水平段11、翻转段12、齿轮段13和朝下水平段14共同组成；所述的轨道1各段均有若干支撑架支撑；所述的朝上水平段11左右对称设置翻转段12；所述的两段翻转段12另一侧分别设置有齿轮段13；所述的两段齿轮段13之间通过朝下水平段14相互连接；所述轨道1总体呈环形。

具体的，夹持单元2的初始位置在轨道1的朝上水平段11，将瓶子瓶口朝上装入夹持单元2后，夹持有瓶子的夹持单元2先通过轨道1翻转段12将瓶子倒立使瓶口朝下，随后在经过轨道1齿轮段13时，齿轮盘213与齿轮段13上的卡齿配合使夹持单元2带动瓶子转动，瓶子旋转能够通过离心作用加快瓶内残留液体从瓶口流出；之后夹持单元2夹持瓶子通过轨道1的朝下水平段14，瓶子会先后经过杀菌单元3和烘干单元4的处理；由于轨道1整体呈环形，因此夹持单元2会夹持瓶子经过各种处理后回到初始朝上水平段11位置。

请结合参阅图2、图5和图6，所述的夹持单元2包括旋转组件21、夹持柱22、半弧形卡爪23、夹持背板24和卡槽25；所述的旋转组件21上固定设置有夹持柱22，夹持柱22上转动设置有相互铰接的两个半弧形卡爪23，两个半弧形卡爪23的夹持端和旋转端之间通过扭簧相互连接，两个半弧形卡爪23上开设有引导槽；所述的旋转组件21上固定设置有夹持背板24；所述的夹持背板24内开设有一段呈弧形的卡槽25，两个半弧形卡爪23的旋转端滑动设置在卡槽25内。

具体的，当工人将瓶子从夹持单元2上方插入时，瓶子通过半弧形卡爪23的夹持端上的引导槽逐渐进入两个半弧形卡爪23内部，两个半弧形卡爪23夹持端逐渐张开，旋转端沿着呈弧形的卡槽25也同步张开，当瓶子完全插入夹持单元2时，两个半弧形卡爪23旋转端正好移动到卡槽25两端终点位置，这样能够保证了两个半弧形卡爪23夹持瓶子时不会发生左右摆动，而使瓶子始终处在旋转组件21中心位置，保证了之后杀菌单元3和烘干单元4能够准确的进入瓶子内进行相关的操作。

请结合参阅图6，所述的旋转组件21包括滑块211、轴座212和齿轮盘213；所述的轨道1内滑动设置有滑块211；所述的滑块211上转动设置有轴座212；所述的轴座212上固定设置有与轨道1齿轮段13卡齿相互配合的齿轮盘213。

请结合参阅图7，所述的驱动组件32包括驱动电机321和驱动齿轮322；所述的一号支架31通过电机座固定设置有驱动电机321；驱动电机321的输出轴上固定设置有与蒸汽柱33卡齿相配合的驱动齿轮322。

请结合参阅图2和图3，所述的杀菌辅助组件34包括喷头341、蒸汽箱342和蒸汽软管343；所述的蒸汽柱33上固定设置有喷头341；所述的一号支架31上固定设置有蒸汽箱342，蒸汽箱342和蒸汽柱33上的蒸汽通孔之间连接有蒸汽软管343。

请结合参阅图2、图3和图8，所述的烘干单元4包括二号支架41、气缸42、烘干柱43、烘干辅助组件44、出气烘干杆45、热风通孔46和橡胶垫套47；所述的轨道1朝下平面段在其支撑架底部固定设置有二号支架41，二号支架41上固定设置有气缸42，气缸42的伸缩端上固定设置有烘干柱43；烘干柱43上开设有烘干辅助组件44相配合的烘干通孔；所述的烘干柱43上固定设置有出气烘干杆45，出气烘干杆45上均匀开设有热风通孔46，出气烘干杆45顶端固定设置有橡胶垫套47。

具体的，当夹持单元2夹持瓶子沿着轨道1朝下水平段14运输到烘干单元4所在的位置时，气缸42启动推动烘干柱43向上运动，当出气烘干杆45顶端的橡胶垫套47碰到瓶子底部时气缸42停止运动，由于出气烘干杆45深入到瓶子内，这样能够使热风直接在瓶内输出，比从瓶子外吹入热风更能够加快烘干作业的效率；此时烘干热风箱441启动产生热风，热风先后通过烘干软管442、烘干柱43和出气烘干杆45，最后热风通过出气烘干杆45上的热风通孔46进入瓶内进行烘干作业；当烘干作业完成后，气缸42运行带动烘干柱43回到初始位置。

请结合参阅图2和图3，所述的烘干辅助组件44包括烘干热风箱441和烘干软管442；所述的二号支架41上还固定设置有烘干热风箱441，烘干热风箱441和烘干组件之间连接有烘干软管442。

工作原理：S1：瓶身固定：夹持单元2的初始位置在轨道1的朝上水平段11，工人需要将瓶子瓶口朝上装入夹持单元2；夹持有瓶子的夹持单元2先通过轨道1翻转段12将瓶子倒立使瓶口朝下，随后在经过轨道1齿轮段13时，齿轮盘213与齿轮段13上的卡齿配合使夹持单元2带动瓶子转动，瓶子旋转能够通过离心作用加快瓶内残留液体从瓶口流出。

S2：高温蒸汽灭菌：瓶子被夹持单元2在轨道1上运输到杀菌单元3所在的位置时，启动蒸汽箱342产生高温蒸汽，高温蒸汽会通过蒸汽软管343运输至蒸汽柱33，进而从喷头341喷出射入到瓶内；瓶内的气体从瓶口流出带动风扇37转动，风扇37的转动会使拉绳38更多的缠绕在风扇37的旋转轴上，从而将限位块39从蒸汽柱33的限位槽内拉出，密封圈36上升紧贴瓶子瓶口使瓶子处于密封状态，加长高温蒸汽灭菌时间从而加强灭菌效果；灭菌作业完成后，驱动组件32推动蒸汽柱33上升至其上限位槽与限位块39再次配合的位置时，拉绳38上的弹簧推动限位块39进入限位槽，密封圈36再次被固定到蒸汽柱33上，此时驱动组件32带动蒸汽柱33重新回到初始位置。

S3：瓶身烘干：当夹持单元2夹持瓶子沿着轨道1运输到烘干单元4所在的位置时，气缸42启动推动烘干柱43向上运动，当出气烘干杆45顶端的橡胶垫套47碰到瓶子底部时气缸42停止运动；此时烘干热风箱441启动产生热风，热风先后通过烘干软管442、烘干柱43和出气烘干杆45，最后热风通过出气烘干杆45上的热风通孔46进入瓶内进行烘干作业；当烘干作业完成后，气缸42运行带动烘干柱43回到初始位置。

S4:收集处理：夹持单元2夹持瓶子沿着轨道1通过齿轮段13，当通过翻转段12时，倒立的瓶子重新回到瓶口朝上的位置，最后夹持单元2夹持瓶子回到初始朝上水平段11位置，工人将处理好的瓶子从夹持单元2上取下收集。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。