專利名稱：全自動殺菌釜的機械組成結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種全自動殺茵釜，特別是涉及一種針對藥品、食品及相應物品以玻璃瓶、塑料瓶、鋁箔袋或殺菌軟袋包裝，在不致造成外包裝結構變形或破壞的狀態(tài)下進行殺菌工作的裝置的機械結構。
現(xiàn)在，有些藥品及食品，為延長保存期限，在制造過程中進行高溫處理，即大多以蒸汽殺菌為主，完成后，在一定時間內直接冷卻至符合保存的溫度。如此殺菌方式，雖可降低包裝內的藥品及食品細菌的含量，避免細菌的繁殖而延長保存期限。但是，這種殺菌過程所需的自動化設備相當缺乏，使殺菌及冷卻質量無法獲得精確穩(wěn)定的控制。目前，傳統(tǒng)的殺菌冷卻方式是將高溫殺菌完成的物品以自然冷卻方式使之冷卻，因其過程較長，有的廠商用電風扇吹冷，或用熱水桶、冷水桶逐次交替浸泡冷卻。這樣，除了使用殺菌設備外，另外還需要冷卻過程的設備，不但所占空間過大，而且時間過長，耗時費力；且在殺菌冷卻過程中更會造成殺菌不完全或冷卻不確實，造成該產(chǎn)品的提早腐化，難以實現(xiàn)上述延長保存期限的目的。
本實用新型的目的是提供一種全自動殺菌釜的機械組成結構，該裝置輔以可收集殺菌釜和熱水桶上各種感測器的數(shù)據(jù)的主控制器，從而控制各個殺菌釜及熱水桶上的注水裝置及加溫加壓裝置，再配合泄壓、排水等機構使殺菌釜內的環(huán)境可以實現(xiàn)全自動控制而達到確實整體殺菌、冷卻及不致破壞外包裝的高溫殺菌處理效果。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的它的主要設備包括有殺菌釜、熱水桶、設于殺菌釜與熱水桶之間的注水裝置，其特征在于還包括有設于殺菌釜及熱水桶的多個感測器、設于殺菌釜上以配合控制裝置控制殺菌釜內環(huán)境變化的加溫加壓裝置以及相關的泄壓、排水裝置，以及與各個注水裝置、感測器、加溫加壓裝置及相關的泄壓、排水裝置連接控制、可自動進行排氣、殺菌和冷卻三道程序的主控制器。
上述殺菌釜為一般殺菌裝置的桶體，內可供包裝有食品或藥品的包裝物制品置入其中，以進行殺菌作業(yè)，在其殺菌釜桶身上分別設有泄氣栓、排氣閥、安全閥、大小排水閥、小排泄閥以及大、小泄壓閥，并另外外接相關的感測器及加溫加壓裝置。
上述熱水桶也為一般的桶體結構，其可供水容置于其間，而其桶身上，在桶身頂部設有一個供高水位時將多余水泄出的溢水管，還設有桶蒸汽閥連接具有蒸汽源開關的蒸汽源，并外接一個補水閥，與具有水源開關閥的水源連接，在桶身底部另外設有手動排水閥，且另與注水裝置連接至殺菌釜，桶身上適當位置處另設有感測器。
其中，注水裝置主要用管道連通殺菌釜與熱水桶，并配合設置水泵、小水閥和大水閥，以隨時為主控制器控制流進殺菌釜的熱水流量。
上述多個感測器包括有裝置在熱水桶上的桶溫感測器(TH3)及水位感測器，以及裝置在殺菌釜上釜壓感測器(SN1)、釜溫感測器(TH1)、瓶溫感測器(TH2)以及水位感測器。
連接殺菌釜的加溫加壓裝置，主要具有連接一個連通具有水泵貯氣槽的殺菌加壓閥以及與同時為蒸汽比例閥及手動閥控制輸入殺菌釜蒸汽量的蒸汽源，而該蒸汽源至上述比例閥與手動閥之前另外設有蒸汽開關閥，在與殺菌釜連接處同時設有大、小加壓閥，控制輸入殺菌釜空氣氣壓以提高殺菌釜的壓力。
其中，主控制器相對上述各個感測器分別設置有釜壓控制器(PS1)、釜溫控制器(TC1)、瓶溫控制器(TC2)、桶溫控制器(TC3)，各個控制器與主控制器中心的程序控制器相連，該程序控制器還與兩個水位感測器、兩個計時器相連及對其進行控制；該程序控制器內還設有可存儲記憶相關過程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)和溫度數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于記錄殺菌過程中釜內溫度情況；該程序控制器還與各個閥組相連接，以控制各裝置及閥組的操作。
本實用新型的優(yōu)點是1、確保包裝體的外形完整殺菌操作可在包裝體外部保持一定的溫度和壓力，以抵抗內部受熱膨脹的壓力，達到保護外包裝的功能，使外包裝不會有任何變形或破壞。2、冷卻作業(yè)迅速由于是在同一設備中進行自動循環(huán)方式的冷卻，自然可以加快冷卻作業(yè)的速度，更不會有使包裝體容器因冷卻作業(yè)的實施而發(fā)生破壞及變形的現(xiàn)象。3、保證包裝體內物品的殺菌效果在殺菌和冷卻過程中，均無包裝破壞或變形的現(xiàn)象，使包裝體內的物品受污染的機會減少；而且殺菌、冷卻連續(xù)完成，可將冷卻時序循至最短的時間內完成，其包裝體內物品即使含有細菌，也不會有太多的時間繁殖，可確保避免造成其中物品的提早腐敗。
以下結合附圖具體介紹本實用新型。
圖1是本實用新型平面配置示意圖。
圖2是本實用新型主控制器與殺菌釜、熱水桶間控制裝置示意圖。
圖3是本實用新型控制流程圖。
圖4是本實用新型整體殺菌流程示意圖。
圖5是本實用新型的第一種實施例控制流程示意圖。
圖6是本實用新型的第二種實施例控制流程示意圖。
參閱
圖1、圖2，本實用新型主要設備包括有殺菌釜10、熱水桶20、設于殺菌釜10與熱水桶20之間的注水裝置30，設于殺菌釜10及熱水桶20的多個感測器40、設于殺菌釜10上以配合控制裝置控制殺菌釜10內環(huán)境變化的加溫加壓裝置50以及相關的泄壓、排水裝置，以及與各個注水裝置30、感測器40、加溫加壓裝置50及相關的泄壓、排水裝置連接控制、可自動進行排氣70、殺菌80和冷卻90三道程序的主控制器60。參見圖3及圖4。
上述殺菌釜10為一般殺菌裝置的桶體，且應經(jīng)有關部門檢查合格，內可供包裝有食品或藥品的包裝物制品置入其中，以進行殺菌作業(yè)，其外形結構與常規(guī)設備相同，故不另贅述。在其殺菌釜桶身上分別設有泄氣栓11、排氣閥12、安全閥13、大小排水閥14、15、小排泄閥16以及大、小泄壓閥17、18，并另外外接相關的感測器40及加溫加壓裝置50。
上述熱水桶20也為一般的桶體結構，其可供水容置于其間，而其桶身上，在桶身頂部設有一個供高水位時將多余水泄出的溢水管21，還設有桶蒸汽閥22連接具有蒸汽源開關220的蒸汽源221，并外接一個補水閥23，與具有水源開關閥230的水源231連接，在桶身底部另外設有手動排水閥24，且另與注水裝置30連接至殺菌釜10，桶身上適當位置處另設有感測器40。
其中，流水裝置30主要用管道連通殺菌釜10與熱水桶20，并配合設置水泵31、小水閥32和大水閥33，以隨時為主控制器60控制流進殺菌釜10的熱水流量。
而上述多個感測器40包括有裝置在熱水桶20上的桶溫感測器41(TH3)及水位感測器43，以及裝置在殺菌釜10上釜壓感測器43(SN1)、釜溫感測器44(TH1)、瓶溫感測器45(TH2)以及水位感測器46等。
連接殺菌釜10的加溫加壓裝置50，主要具有連接一個連通具有水泵510貯氣槽511的殺菌加壓閥51以及與同時為蒸汽比例閥52及手動閥53控制輸入殺菌釜10蒸汽量的蒸汽源54，而該蒸汽源54至上述比例閥與手動閥53之前另外設有蒸汽開關閥540，在與殺菌釜10連接處同時設有大、小加壓閥55、56，控制輸入殺菌釜10空氣氣壓以提高殺菌釜10的壓力。
通過上述設備，配合主控制器60的程序控制，執(zhí)行不同的控制流程，就可實現(xiàn)殺菌的整個作業(yè)流程。而其中，主控制器60相對上述各個感測器40分別設置有釜壓控制器61(PS1)、釜溫控制器62(TC1)、瓶溫控制器63(TC2)、桶溫控制器64(TC3)，各個控制器與主控制器60中心的程序控制器65相連，該程序控制器65還與兩個水位感測器42、46兩個計時器66、67相連及對其進行控制；該程序控制器內還設有可存儲記憶相關過程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)和溫度數(shù)據(jù)存儲區(qū)，以備突然停電時，自動記憶相關處理程序，以便來電后，將相關數(shù)換反饋后重新進行后續(xù)程序以及用于記錄殺菌過程中釜內溫度情況；該程序控制器65還與各個閥組相連接，以控制各裝置及閥組的操作。
本實用新型的基本流程是如圖4所示的排氣70，殺菌80，冷卻90等三大步驟。但其控制過程可以針對不同的包裝物品分為兩套不同的實施方式。
參見圖5所示的第一種實施例，是通過殺菌釜10飽和壓力控制變化以改變溫度的變化值，使包裝置物品在殺菌釜10內以恒壓溫環(huán)境下，保持高精度作業(yè)而實現(xiàn)殺菌的目的。首先將內含有包裝物品、藥品的包裝物放入殺菌釜10并予以緊鎖，然后就可以進行殺菌操作；只是這次殺菌冷卻操作之前，應先完成準備熱水的作業(yè)。該準備熱水的作業(yè)包括自動補水76打開補水閥23，補充冷水至熱水桶20到達水位感測器42至EL2-A的水位高度并持續(xù)加水；加熱77打開桶蒸汽閥22，將蒸汽導入熱水桶20內加熱桶內的水；停止補水78當水位感測器42感測熱水桶20內的水位到達設定的高度EL2-B時，關閉補水閥，停止補水。
到達設定溫度79當加熱到達桶溫設定值TC3-SE1(如80℃)后關閉桶蒸汽閥22，停止加熱，以供整個殺菌作業(yè)的備用。
當使用者啟動殺菌的全自動按鈕時，就開始依排氣70、殺菌80、冷卻90三大步驟進行。其中排氣計時70同時開啟計時器66(T1)、殺菌釜10的排氣閥12、泄氣栓11、蒸汽比例閥52，在排氣的同時進行下一步驟；升溫71引入高溫蒸汽以加熱殺菌釜10；感測壓力72；升溫的同時殺菌釜10的壓力也在升高，經(jīng)釜壓感測器43(SN1)將釜壓傳至釜壓控制器61(PS1)，經(jīng)主控制器60的程序控制器65控制蒸汽比例閥52的開啟與關閉，使殺菌釜10內的飽和蒸汽壓保持穩(wěn)定；保持第一段飽和蒸汽壓73即該殺菌釜10內的飽和蒸汽壓力在其釜壓控制器61(PS1)的設定值(SE1)內；計時完成74時間到達，關閉計時器66(T1)，完成計時；完成排氣75計時過程中，可將殺菌釜10內部及包裝物品上的冷空氣、水分排出，而整體排氣70過程，該殺菌釜10內均保持一定的飽和蒸汽壓力，直至排氣計時器66(T1)計時完成；殺菌80先行關閉排氣閥12；升溫升壓81殺菌釜10內的飽和蒸汽壓力及溫高隨著升高，同時主控制器60內的飽和蒸汽壓力設定值自動轉換為第二段設定值(SE2)；保持第二段飽和蒸汽壓力82該殺菌釜10內的飽和蒸汽壓力到達釜壓控制器61(PS1)所設計的第二段設定值(SE2)，同時飽和蒸汽溫度也在相同對比的溫度上，依附件所示的飽和水蒸汽溫度壓力對照表，例如壓力在1.06kg/cm2，溫度則為121℃；控制比例閥83籍釜壓控制器61(PS1)通過主控制器60控制蒸汽比例閥52，使殺菌釜10內的壓力保持在設定值(SE2，約±0.005kg/cm2)一定的精確范圍內；到達設定瓶溫84放置在殺菌釜10中的包裝物樣品101上的瓶溫感測器45(TH2)傳回該瓶溫，至瓶溫控制器63(TC2)到達設定值(SE1)，例如121℃；計時85待到達設定瓶溫84，就開始啟動計時器67(T2)；完成殺菌86殺菌釜10內的壓力及溫度都保持一定，至殺菌計時85完成；冷卻90關閉蒸汽比例閥52及泄氣栓11，以使殺菌釜10內形成一個封閉的形態(tài)；加壓91依自動控制方式平衡壓力，在不同的時間開啟大、小加壓閥55、56，加入空氣以平衡整體壓力，并使殺菌釜10內的壓力大于殺菌時的壓力(如+0.2kg/cm2)，而后停止；注水92啟動注水裝置30的水泵31以及平衡開啟大、小水閥33、32，使熱水桶20對殺菌釜10內自動調節(jié)注入熱水，使殺菌釜10內的溫度降低，而該熱水的溫度較上述各作業(yè)溫度都低，以達到降溫的目的。而殺菌釜10的壓力由于降溫作用而下降，主控制器隨時進行加壓操作，使冷卻作業(yè)初期，殺菌釜10內仍保持在恒壓狀態(tài)，以確保包裝物不會因內熱外冷的影響而變形或破壞；而當水位增加，殺菌釜10內部的壓力開始增加時，就可以泄壓93平衡開啟大、小泄壓閥17、18，自動將殺菌釜10內過高的壓力泄掉；排水94當水位到達水位感測器46的高水位設定值EL1-A時，開排水閥14、15進行排水，該水位可依不同制品類別需要予以調整改變；停止注水95當水位到達水位感測器46的超高水位設定值EL1-B時，暫停大、小水閥32、33，以停止水注入殺菌釜內，而當水位低于超高水位設定值后，再繼續(xù)注水；到達設定瓶溫96當包裝物的樣品101瓶溫到達第二段設定的溫度(即該樣品包裝不致變形成破壞的溫度差時)，瓶溫感測器45(TH2)傳回該瓶溫，至瓶溫控制器63(TC2)到達設定值(SE2)，例如100℃；加冷水入熱水桶97開補水閥23，將冷水填入熱水桶20內；使熱水桶20內的溫度降低；而殺菌釜(10)仍重復上述各冷卻90的后續(xù)流程，使制品逐漸降溫；快速降溫98殺菌釜10仍然重復上述各冷卻90的后續(xù)流程，使整體降溫速度增加；到達設定溫度99瓶溫感測器45(TH2)傳回其瓶溫，至瓶溫控制器63(TC3)已到達冷卻完成程度設定值(SE3)，殺菌釜10，熱水桶20同時停止注水；完成冷卻901其設定值SE3即為冷卻溫度。
這樣在冷卻降溫過程中，是一個逐漸降溫狀況下循環(huán)進行至冷卻完成，包裝體及內裝食品及藥品保持在一個平緩的降溫曲線下降溫，同時整體的壓力也隨溫度下降而逐漸降低，可確保在降溫過程中不會有包裝變形或破壞的現(xiàn)象。
第二種實施例如圖6所示利用控制殺菌釜10內的溫度，并另外加入一個空氣壓力，使包裝體的包裝不致受熱膨脹或冷卻收縮變形；其中，籍由熱水桶20內補充水量及加溫過程，以及殺菌80后的冷卻90過程與圖5的程序相同，本實施例流程最大的不同在于排氣70與殺菌80，其中排氣計時70即同時開啟計時器66(T1)、殺菌釜10的排氣閥12，泄氣栓11，蒸汽比例閥52，在排氣的同時進行以下步驟；升溫71引入高溫蒸汽以加熱殺菌釜10；感測溫度720升漸經(jīng)釜溫感測器44(TH1)將釜溫傳至釜溫控制器62(TC1)，經(jīng)主控制器60的程序控制器65控制蒸汽比例閥52的開放與關閉，使殺菌釜10內的排氣溫度保持穩(wěn)定；保持第一段溫度設定值730控制殺菌釜10內的溫度在釜溫控制器62(TC1)的設定值SE1內；計時完成74待時間到達，關閉計時器66(T1)，完成計時；完成排氣75計時過程中，可將殺菌釜10內部及包裝制品上的冷空氣、水分排出，而整個排氣70過程、殺菌釜10內均保持一定的溫度值；殺菌80先行關閉排氣閥12；升溫升壓81開啟殺菌加壓閥51，引入少量空氣，與殺菌釜10內的蒸汽混合至殺菌10內的空氣壓力大于該溫度的飽和蒸汽壓力值(例+0.5kg/cm2的范圍)，殺菌釜10內的壓力及溫度隨著升高，同時主控制器60內的溫度設定值自動轉換成第二段設定值(SE2)；保持第二段溫度設定值820即殺菌釜10內的溫度到達該釜溫控制器62(TC1)所設計的第二段設定值SE2；
恒壓升溫821殺菌加壓閥51持續(xù)開放，使釜內的壓力保持在一定的范圍內，而釜溫則因內部溫度的傳導開始升溫至釜溫控制器62(TC1)感測到大于瓶溫殺菌設定值(SE2)的設定值(SE3)；恒壓恒溫822經(jīng)過一段時間的傳導，待傳導完全時，瓶溫接近殺菌設定值后，再逐漸降低殺菌釜10的溫度，至釜溫控制器62(TC1)所感測的溫度降至殺菌設定值(SE2)，(過程中，釜壓超過設定值時，會關閉殺菌加壓閥51并經(jīng)小泄壓閥18的開啟泄壓，以平衡殺菌釜10內的壓力，保持恒壓狀態(tài))；到達設定瓶溫84經(jīng)上述過程一段時間后，瓶溫確實到達殺菌溫度設定值，即瓶溫控制器63(TC2)感測的溫度到達殺菌設定值(SE2)后，就進行下一步驟；計時85待到達設定瓶溫84，就開啟計時器67(T2)；完成殺菌86計時85的同時，殺菌釜10內的溫度均保持一定，至殺菌計時85完成，馬上轉入如圖5所示的冷卻90作業(yè)。
權利要求1.一種全自動殺菌釜的機械組成結構，它的主要設備包括有殺菌釜、熱水桶、設于殺菌釜與熱水桶之間的注水裝置，其特征在于還包括有設于殺菌釜及熱水桶的多個感測器、設于殺菌釜上以配合控制裝置控制殺菌釜內環(huán)境變化的加溫加壓裝置以及相關的泄壓、排水裝置，以及與各個注水裝置、感測器、加溫加壓裝置及相關的泄壓、排水裝置連接控制、可自動進行排氣、殺菌和冷卻三道程序的主控制器。
2.如權利要求1所述的全自動殺菌釜的機械組成結構，其特征在于上述殺菌釜為一般殺菌裝置的桶體，內可供包裝有食品或藥品的包裝物制品置入其中，以進行殺菌作業(yè)，在其殺菌釜桶身上分別設有泄氣栓、排氣閥、安全閥、大小排水閥、小排泄閥以及大、小泄壓閥，并另外外接相關的感測器及加溫加壓裝置。
3.如權利要求1所述的全自動殺菌釜的機械組成結構，其特征在于上述熱水桶也為一般的桶體結構，其可供水容置于其間，而其桶身上，在桶身頂部設有一個供高水位時將多余水泄出的溢水管，還設有桶蒸汽閥連接具有蒸汽源開關的蒸汽源，并外接一個補水閥，與具有水源開關閥的水源連接，在桶身底部另外設有手動排水閥，且另與注水裝置連接至殺菌釜，桶身上適當位置處另設有感測器。
4.如權利要求1所述的全自動殺菌釜的機械組成結構，其特征在于其中，注水裝置主要用管道連通殺菌釜與熱水桶，并配合設置水泵、小水閥和大水閥，以隨時為主控制器控制流進殺菌釜的熱水流量。
5.如權利要求1所述的全自動殺菌釜的機械組成結構，其特征在于上述多個感測器包括有裝置在熱水桶上的桶溫感測器(TH3)及水位感測器，以及裝置在殺菌釜上釜壓感測器(SN1)、釜溫感測器(TH1)、瓶溫感測器(TH2)以及水位感測器。
6.如權利要求1所述的全自動殺菌釜的機械組成結構，其特征在于連接殺菌釜的加溫加壓裝置，主要具有連接一個連通具有水泵貯氣槽的殺菌加壓閥以及與同時為蒸汽比例閥及手動閥控制輸入殺菌釜蒸汽量的蒸汽源，而該蒸汽源至上述比例閥與手動閥之前另外設有蒸汽開關閥，在與殺菌釜連接處同時設有大、小加壓閥，控制輸入殺菌釜空氣氣壓以提高殺菌釜的壓力。
7.如權利要求1所述的全自動殺菌釜的機械組成結構，其特征在于其中，主控制器相對上述各個感測器分別設置有釜壓控制器(PS1)、釜溫控制器(TC1)、瓶溫控制器(TC2)、桶溫控制器(TC3)，各個控制器與主控制器中心的程序控制器相連，該程序控制器還與兩個水位感測器、兩個計時器相連及對其進行控制；該程序控制器內還設有可存儲記憶相關過程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲區(qū)和溫度數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于記錄殺菌過程中釜內溫度情況；該程序控制器還與各個閥組相連接，以控制各裝置及閥組的操作。
專利摘要一種全自動殺菌釜的機械組成結構，主要是通過主控制器接收分別安裝在殺菌釜和熱水桶上的壓力、溫度、水位的感測器反饋回來的各種信號，來控制分別設于殺菌釜上的加溫、加壓、泄壓、排水等裝置及與熱水桶連接的注水裝置，使殺菌釜內的溫度及壓力受到適當控制，以便對藥品、食品及其他制品以玻璃瓶裝、塑料瓶裝、鋁箔袋或殺菌軟袋等物品可確實進行殺菌及冷卻，又不會造成外包裝結構因熱脹冷縮而產(chǎn)生變形或破壞。
文檔編號A61L2/04GK2264590SQ96207589
公開日1997年10月15日 申請日期1996年4月9日 優(yōu)先權日1996年4月9日
發(fā)明者施正德 申請人:施正德