CN101479182A - 用于防故障地控制灌装阀的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于控制灌装设备(3)的方法，该灌装设备具有多个可控制的、具有流量测量装置(18)的灌装元件(12，13)，通过该方法能够改进也适合于无菌应用的灌装设备，使得在一定故障下该设备至少保持暂时运行，而不必立刻进行维修。其解决方案是，为了控制第一灌装元件(12)的打开时间，借助位于至少一个灌装元件(13)上的流量测量装置(18)测量所述至少一个灌装元件(13)为通过给定通流量所需的打开时间并且使第一灌装元件(12)打开所测得的打开时间那么久。

Description

用于防故障地控制灌装阀的方法
技术领域
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于控制灌装设备的方法。
背景技术
将液体灌装物无菌地灌装到瓶等容器中的设备意义越来越大。很多情况下要求液体灌装物无菌地、即在洁净室条件下(例如洁净室等级100)灌装到瓶或类似容器中并且容器然后也在洁净室条件下封口，例如在灌装很敏感的饮料如奶制品、果汁时或者在灌装医药产品等时。这也适用于卫生的和微生物敏感的产品在无菌空气条件下的灌装，例如葡萄酒、啤酒或水果混合饮料。
对于无菌灌装，原理上已知一些设备，它们在罩内部形成一个对外封闭的、被供给经过滤的杀菌空气的洁净室或洁净室区域，用于容器或瓶的输送段穿过该洁净室，在输送段上在该洁净室区域内部则在输送方向上前后相继地设置有一个冲洗器、一个灌装机以及一个封口器。通常该洁净室区域被一安全区域包围，在该安全区域中则还设置有用于输入空的、要灌装的容器或用于导出已灌装和已封口的容器的闸口或通道。
此外已知用于用液体灌装物灌装瓶或类似容器、尤其是用于用饮料灌装瓶的不同结构的灌装元件，也构造为用于体积控制灌装的灌装元件(体积灌装)。对于这些灌装元件，在液体灌装物源(例如贮备容器或罐)与对应的灌装元件之间的液体管道中设置有流量测量装置，它对灌装机的中央控制装置(计算机)提供一个命令结束灌装过程、即关闭液体阀的测量信号或控制信号。
为了使所述消毒灌装设备保持无菌，如所描述的那样，需要阻止从外部接触。如果例如为了维修而必须将无菌区域的一个口打开一次，则接着必须对整个区域进行紧张且费时的清洁和消毒。因此，每次即使短时间地打开该区域例如为了维修，都导致经济上的损耗，它们远超过在传统设备中发生的经济损耗。
发明内容
因此，本发明的目的是，改进尤其适合于无菌使用的灌装设备，使得在一定故障下该设备至少保持暂时运行，而不必立刻进行维修。
本发明通过具有权利要求1特征的用于控制灌装设备的方法实现该目的。
以此方式能够使按照本发明的设备尽管灌装元件上的流量计故障也能够继续运行，而不必立即维修有缺陷的流量计。通过使用实时测得的第二流量计打开时间，也可以通过有缺陷的第一灌装元件进行相对可靠的容器灌装。即使在当前灌装条件经常强烈变化的情况下，这例如涉及输送管道中的灌装物压力或灌装设备整体的速度变化，也能够考虑尤其在有缺陷的灌装元件附近的当前条件，使得应灌装量的偏差只很小，因此在故障情况下也能够满足灌装量允许偏差方面的相应要求。
由此设备能够较长时间继续运行，而不会影响其能力或者明显增加误灌装数量。以此方式可以将必须的故障灌装元件更换或有故障流量计更换在一个时间进行，在该时间总归必须或规定了按计划消毒整个灌装设备。由此，整个设备的必要停机时间仅延长了真正的更换所必需的时间。由此可以避免整个设备的附加的关机和开机以及必要的、非计划的消毒。
由从属权利要求给出本发明的有利扩展构型。
有利的是，在灌装元件回转的情况下作为第二灌装元件使用在回转方向上在第一灌装元件前面行进的灌装元件。
对于常用的灌装设备结构形式，灌装元件固定在大的回转的转子上，它还可以承载待灌装物的罐。因为该罐内部的液位随着时间进展强烈波动并且在运行中在罐内部出现强烈的空间偏差，因此施加在灌装元件上的灌装压力与其位置和当时时间情况相关地承受很剧烈的变化。如果每个灌装元件带有自己的灌装物容器，产生类似问题。
在这种设备结构形式中有利的是，使用在旋转方向上在流量计损坏的灌装元件前面行进的灌装元件来确定必需的打开时间，因为该灌装元件由于空间上靠近灌装罐入口而与损坏的元件处于很近似的条件下。以此方式能够对损坏的灌装元件相对精确地使用必要的打开时间。
因此第二灌装元件的阀打开信号延迟地施加在第一灌装元件上，延迟量为必要的、与转子速度相关的围绕一个灌装位置的旋转时间。一旦在前面行进的第二灌装元件中通过在那里的流量测量装置测得的给定流量，则该灌装元件关闭并且该关闭脉冲延迟必要的旋转时间地传递给第一灌装元件。本方法特别有利地使用在第一灌装元件的流量测量装置损坏的情况下。
有些情况下可能有利的是，为了计算第一灌装元件的必要打开时间，用一修正系数修正测得的第二灌装元件打开时间。
该修正系数例如可以考虑第一和第二灌装元件的通流速度静态偏差，这些偏差可以根据结构情况出现。
有利的可以是，对于每个灌装元件存储最后的或多个在前进行的灌装过程的为通过给定流量所需的打开时间。
如果直接使用第二灌装元件打开时间并且必要时用修正系数修正被证实是不够的，则可以由存储的打开时间进一步推断当前的设备情况，它们由所存储的打开时间得到并且被用于计算修正系数。
因此可以适宜地通过对所存储的第一和第二灌装元件的打开时间求值来求得修正系数。
为了实现上述功能，设置有至少一个中央的计算单元机或控制单元。因为这种控制单元在容器处理机上的使用也是公知的，因此无需详细这些单元的细节。也省去了在附图中的描述。
本发明还涉及一种用于实施本发明方法的控制单元以及一种具有相应控制单元的灌装设备。
附图说明
由附图中得知所描述的本发明其它优点。附图中示出：
图1  用于使用本发明的无菌灌装设备的局部剖切的示意侧视图，
图2  用于使用本发明的灌装阀的局部剖切的侧视图。
具体实施方式
图1中详细示出总体上用1标记的、用于使用按照本发明的控制的无菌灌装段。在此在封闭的罩5内先后相继地具有冲洗器2、灌装设备3和封口器4。瓶6或类似容器借助一输送装置在一侧穿过闸口7输送到罩5内部并且首先由冲洗器2在灌装前再一次冲洗并消毒。接着瓶6穿过灌装设备3并且在完成灌装后在封口器4中被设置一封盖。接着瓶6穿过另一闸口8，通过该闸口8，瓶又离开无菌罩5内部的无菌环境。
为了对无菌设备的内部供给新鲜空气，设置有空气导入装置9，在空气通过未详细示出的过滤机构变得无尘和无菌之后，空气导入装置将空气导入设备内部。
灌装机3具有一个回转的转子10，它通过未详细示出的驱动系统绕机器垂直轴线11旋转。瓶6在离开冲洗器2后被转子10接收并且随该转子在一个分度圆轨迹上运动通过灌装机3。
在转子10中布置有灌装元件11，尤其是一第一灌装元件12或一第二灌装元件13。瓶在灌装元件12，13的灌装口下面以与转子10相同的旋转速度运动通过灌装机3。灌装元件12，13被打开，待灌装物进入瓶6中。在流过必需的灌装物量后再关闭灌装元件12，13，瓶6被从灌装机3导送到封口器4。其它容器如罐、多腔瓶等的灌装类似地进行。
在图2中详细示出灌装元件12，13的结构。
这种灌装元件12，13在其下端部具有一灌装阀14，它例如可通过一杆被机电式的开关元件15打开和关闭。待灌装物如饮料或药液处于液体容器16中。贮存容器16的液位17与一系列因素有关，例如从最后灌装过程起的时间或未详细示出的输送系统的流速，该输送系统对灌装机3提供要灌装的液体。由于不断变化的液位17，灌装阀14上的灌装压力处于强烈波动下，使得流速波动，从而使为达到的位于下面的瓶中的确定灌装量所需的时间也波动。为了尽管存在该波动也总是能够灌装恒定的灌装量到瓶6中，设置了一个磁感应的流量测量装置18，它可以精确地确定流过阀14的液体量。
按照本发明的方法如下运行：
如果灌装元件12的流量计失灵，如上所述，由于剧烈变化的机器参数，灌装物通流量不再能精确地确定。因此测量在旋转方向上在前面行进的灌装元件13的打开时间。该时间是从打开灌装元件13的灌装阀直到该灌装阀关闭所经过的时间，其中该时间通过那里存在的仍然完好的流量测量装置求得。结果是，灌装元件12的灌装阀在相同的时间段被打开，其中起动脉冲延迟一个时间给出，灌装元件12需要该时间以便被转子10旋转到灌装阀13先前在起动其灌装过程时已经经过的同一起动位置。
由此也得知，有些情况下两个灌装阀在一个重叠的时间段是打开的，因为完好的阀13的起动脉冲和停止脉冲被延迟地传递给损坏的第一灌装元件12，延迟量为相应必需的、与转子10的转速相关的旋转时间。
因为损坏的第一灌装元件12和完好的第二灌装元件13在空间上靠近地位于机器中，那里存在的条件比较相近，因此上述方法使得也能用有故障的灌装元件12得到满意的灌装。损坏的流量测量装置则可以在设备1的下一次按计划停机时更换，因为此时总归必须对罩5内部进行彻底清洁和消毒。
如果上述方法还不能达到足够的灌装效果，可以将其它符合目的地在前面行进的灌装元件的打开时间例如通过形成平均值引入到对用于损坏的灌装元件12的打开时间的计算中。也可以用静态参数来修正打开时间，例如由于各个灌装元件因结构情况引起的一般不同的流速或者将打开时间普遍地延长或缩短一定量，以便随发展趋势将容器过量灌装或欠量灌装，视哪种情况对于设备运行更有意义而定。除了对这些值使用固定系数外符合目的的可以是，在一定时间段上将具有功能良好的流量计的灌装元件的打开时间存储并求值。
本发明当然不局限于上述实施例，而是可以在多方面变化而不偏离基本思想。因此上述机器的布置以及以其它类型补充是可变化的。同样情况也适用于所使用的用于灌装的容器以及要灌装的灌装物。尤其是本发明原则上也可以用在传统的、非无菌的灌装设备中，以减少停机时间。
附图标记
1   灌装段
2   冲洗器
3   灌装设备
4      封口器
5      罩
6      瓶
7      闸口
8      闸口
9      空气导入装置
10     转子
11     机器垂直轴线
12     第一灌装元件
13     第二灌装元件
14     灌装阀
15     机电式开关元件
16     液体容器
17     液位
18     流量测量装置

Claims (11)

1.用于控制灌装设备(3)的方法，该灌装设备具有多个可控制的、具有流量测量装置(18)的灌装元件(12，13)，其特征在于，为了控制第一灌装元件(12)的打开时间，借助位于至少一个灌装元件(13)上的流量测量装置(18)测量所述至少一个灌装元件(13)为通过给定通流量所需的打开时间并且使第一灌装元件(12)打开所测得的打开时间那么久。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灌装元件(12，13)回转并且作为第二灌装元件(13)使用在回转方向上在第一灌装元件(12)前面行进的那个灌装元件。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，只在第一灌装元件(12)的流量测量装置(18)故障的情况下使用该方法。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，为了计算第一灌装元件(12)所需的打开时间，用一修正系数修正所测得的第二灌装元件(13)打开时间。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对于每个灌装元件(12，13)存储最后的或多个已进行的灌装过程的为通过给定流量所需的打开时间。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过对所存储的第一灌装元件(12)打开时间和第二灌装元件(13)打开时间求得修正系数。
7.如权利要求4至6中任一项所述的方法，其特征在于，附加测量其它灌装元件(11)的打开时间并且通过对所测得的其它灌装元件(12，13)打开时间的加权平均值的求值来求得修正系数。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为流量测量装置(18)使用磁感应的测量装置。
9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为灌装元件使用可机电式和/或气动式和/或液压式控制的阀。
10.控制单元，用于实施如权利要求1或其后权利要求中任一项所述的方法。
11.灌装设备，具有一用于实施如权利要求1或其后权利要求中任一项所述方法的控制单元。
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