CN101588985B - 灌装系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种灌装机的灌装系统，用于对瓶或类似容器(2)进行热灌装，该灌装系统具有至少一个灌装元件(3)，该灌装系统具有构造在该灌装元件的壳体(7)中的液体通道(8)，该液体通道一方面与用于液态灌装物的储罐(14)连接并且另一方面形成用于将所述液态灌装物输出到相应的容器中的输出区域(5)，并且该灌装系统具有在所述液体通道中的液体阀(10)，该液体阀可在一个关闭状态与至少一个打开状态之间被控制。

Description

灌装系统
技术领域
本发明涉及一种用于向瓶或类似容器灌装热的液态灌装物的灌装系统。
背景技术
灌装系统、特别是那些用于向瓶或类似容器灌装热的液态灌装物、即用于热灌装例如无碳酸饮料或其他产品的灌装系统是公知的。在这种系统中必需、至少符合目的的是，对灌装元件进行保温和/或至少在灌装间歇时进行加热，以避免灌装元件的冷却并且保证灌装物在进入到容器中时例如对于灌装物的热无菌灌装所需的温度。
发明内容
本发明的任务在于给出一种灌装系统，该灌装系统在简化相应的灌装元件的情况下允许灌装机的灌装元件在灌装间歇时通过热灌装物的热循环进行加热和/或保温，但也允许CIP清洁和/或CIP消毒。
为了解决该任务，本发明提出了一种灌装机的灌装系统，用于对瓶类容器进行热灌装，该灌装系统具有至少一个灌装元件和构造在该灌装元件的壳体中的液体通道，该液体通道一方面与用于液态灌装物的储罐连接并且另一方面形成用于将所述液态灌装物输出到相应的容器中的输出区域，并且该灌装系统具有在所述液体通道中的液体阀，该液体阀可在一个关闭状态与至少一个打开状态之间被控制，其特征在于构造在所述灌装元件的壳体中的第一流动通道和构造在所述灌装元件的壳体中的第二流动通道，该第一流动通道使所述液体通道的沿流动方向处于液体阀前面的第一部分区段与对于多个灌装元件公共的收集通道连接，为了该灌装系统的清洁和/或消毒，收集通道通过所述第二流动通道可与容纳所述输出区域的清洗空间连接，其中，在第一以及第二流动通道中分别设置至少一个通过至少在配属的流动通道中的压力控制的阀，其中，所述至少一个设置在第一流动通道中的第一阀使第一流动通道在液体阀关闭的情况下自动打开并且在液体阀打开的情况下自动封闭，所述至少一个设置在第二流动通道中的第二阀使第二流动通道不仅在液体阀关闭的情况下而且在该液体阀打开的情况下都封闭并且只有在出现一个大于在灌装期间施加在第二阀上的灌装物压力的压力时才自动打开。
本发明的进一步构型、优点和应用可能性从下面对实施例的描述和附图中得出。在此，所述描述的和/或图示的特征本身或以任意的组合原则上都是本发明的主题。
附图说明
下面借助于附图以实施例详细描述本发明。附图中：
图1以简化的视图以及部分地以剖视图示出按照本发明的用于向瓶或类似容器灌装液态灌装物的灌装系统，其中液体阀关闭；
图2以细节图示出图1的灌装系统的灌装元件的两个压力控制的阀；
图3示出图1的灌装系统在用于CIP清洁和/或CIP消毒的运行状态中。
具体实施方式
附图中总体用1表示的灌装系统是一个灌装机的、例如回转结构形式的灌装机的组成部分，该灌装机用于向瓶2自由射流灌装热的液态灌装物(自由射流热灌装)。灌装系统1主要包括灌装元件3以及在每个灌装元件3下方的瓶或容器承载件4，所述瓶或容器承载件用于以如下方式悬挂地保持相应瓶2的构造在瓶颈上的法兰2.1，使得瓶嘴部2.2间隔距离地位于灌装元件3的由一气障装置(Gassperre)5构成的输出区域的对面。在一个可绕一竖直的机器轴线回转地被驱动的转台6的周缘上设置多个灌装元件3和容器承载件4。
在每个灌装元件3的壳体7中设置一个用于液态灌装物的液体通道8，确切地说其具有一个可通过操作装置9控制的液体阀10，该液体阀基本上由与阀座共同作用的阀体11构成。在图1中示出该液体阀10或其阀体11处于关闭位置中，使得液体通道8在该运行状态中被分为两个分隔开的部分区段8.1和8.2，其中，上部的部分区段8.1通过具有流量计12的管路13与一储罐14连接。该储罐14被设置用于所有的灌装元件3并且在灌装运行期间部分地、即直到水平N地被控制水平地灌装液态灌装物，使得在储罐14中在明显高于设有气障装置5的输出区域的高度水平的水平N上方形成一个气体空间14.1并且在该气体空间下面形成一个液体空间14.2，管路13以及用于供入液态灌装物的管路15通到该液体空间的底部中。
液体通道的部分区段8.2在其下端部处形成所述设有气障装置5的输出区域。在所示的实施形式中，该气障装置5是具有多个两端敞开的通道的嵌入件。
通过操作装置9可使阀体11从关闭位置向着气障装置5的方向运动以打开液体阀10，确切地说可运动到至少两个不同的打开位置中，即可运动到第一打开位置中和第二打开位置中，在第一打开位置中，液体阀10为了制动式灌装以减小的打开横截面打开，在第二打开位置中，液体阀10为了快速灌装以较大的打开横截面打开。
此外，在灌装元件3的壳体7中还构造有一个第一流动通道16，该流动路径使所述部分区段8.1与一环形通道17连接，该环形通道被设置用于所有的灌装元件3或对于灌装机的灌装元件3的组是公共的。在该流动通道16中设置一个第一阀18，该阀基本上包括通过压力弹簧预加载到阀关闭位置中的阀推杆18.1和形成阀体的第一膜片18.2并且被这样构成，使得该阀在压力P1的情况下按照限压阀的类型打开，确切地说特别是也用于流动通道16中从部分区段8.1到环形通道17的流动。
此外，在灌装元件3的壳体7中还构造有一个第二流动通道19，该流动通道使流动通道16的在第一阀18与环形通道17之间的区段与一个清洗空间20连接，该清洗空间在一个钟形的、设置在壳体7的下侧的元件21的内部形成并且在灌装运行期间在灌装元件3的下侧敞开(开口21.1)。所述由气障装置5形成的输出区域被容纳在该清洗空间20中。
在第二流动通道19中设置一个第二阀22，该阀的构造方式与阀18相同并且基本上包括通过压力弹簧预加载在阀关闭位置中的阀推杆22.1和形成阀体的第二膜片22.2并且被这样构成，使得该阀在压力P2的情况下按照限压阀的类型打开。所述环形通道17与一管路23连接，该管路是用于液态灌装物的热循环的一部分并且在该管路中设置一可电操作的控制阀24。
利用该灌装系统1可实现不同的运行方式。
对灌装元件3进行加热和/或保温的灌装运行：
图1示出灌装元件3，其处于关闭状态中，即处于灌装间歇中，例如在一个灌装阶段结束之后或在对瓶2结束灌装之后并且在将空瓶2推入到容器承载件4之后的新的灌装阶段之前。
所述对于所有的灌装元件3或灌装元件3的组公共的控制阀24在热灌装时一般打开，使得热的液态灌装物能够以热循环流经灌装机的所有恰好处于关闭状态中的灌装元件3，所述热循环包括储罐14、管路13、部分区段8.1、流动通道16、环形通道17、管路23以及未示出的灌装物加热设备，灌装物从该灌装物加热设备经由管路15被回输到储罐14中。为了允许这个引起灌装元件3的加热和/或保温的热循环，每个灌装元件3的阀18被这样调节，使得该阀在液体通道8或液体阀10关闭的情况下通过施加的灌装物压力P1打开，但是在液体通道8或液体阀10打开的情况下关闭。
通过液体阀10的打开开始灌装过程，为此例如为了快速灌装通过操作装置9使阀体11运动到其第二打开位置中。热的液态灌装物于是作为自由的射束从由气障装置5形成的输出区域流入到所述以其瓶嘴部2.2与所述开口20.1间隔距离的瓶2中。流到瓶2中的灌装物量借助流量计12来测量，该流量计将与所述量相应的测量信号提供给灌装机的中央控制装置。在该灌装阶段结束之前，在考虑由流量计12提供的测量信号的情况下进行制动式灌装。为此，通过操作装置9使阀体11运动到其具有减小的打开横截面的第一打开位置中，从而液态的灌装物然后缓慢地但是仍以自由的射束流向瓶2。
在快速灌装和缓慢灌装期间，液态灌装物的施加在阀18上的压力被这样地减小，使得该阀18关闭。对此特别是也有贡献的是，流动通道16具有一个与打开的液体通道8相比减小的流动横截面并且倾斜地通入到一个在阀体11与液体通道8的壁之间形成的、具有减小的流动横截面的环形间隙中，使得通过流经液体通道8的并且流向瓶2的液体灌装物以文丘里效应的形式降低了作用在阀18上的灌装物压力。
由于阀18在液体阀10打开时自动关闭，所以在灌装过程期间中断经由流动通道16的热循环，使得通过流量计12可准确无误地测量供入到相应瓶2中的灌装物并且从而可体积精确地向瓶2灌装液态灌装物。此外，通过流动通道16和那里的阀18的所述构造不必要的是，在该流动通道16中设置一个通过灌装机的控制电子装置控制的控制阀。
所述阀22被这样构成，使得该阀在出现灌装过程期间施加的压力P1的情况下闭锁。该灌装过程通过液体阀10的关闭结束，由此于是施加在阀18上的压力P1又足够使该阀打开并且从而允许所述热液态灌装物的热循环。
CIP清洁和/或CIP消毒：
图3示出灌装系统1处于用于CIP清洁和/或CIP消毒的运行状态中。为此，通过容器承载件4的摆动，一个设置在该容器承载件上的封闭帽25布置在灌装元件3的下侧上并且在那里被压靠到一个包围所述开口21.1的环形密封装置26上，确切地说用于封闭所述空间20并且用于在每个灌装元件3的下侧上形成一个密封的清洗空间。
于是，在液体阀10完全打开的情况下、即在阀体11处于第二打开位置的情况下，被使用来进行CIP清洁和/或CIP消毒的液态清洁介质或消毒介质通过管路15以压力P2供入到储罐14，确切地说其方式是，清洁介质和/或消毒介质完全充满储罐14的内空间。通过清洁介质或消毒介质的明显高于压力P1的压力P2，两个阀18和22都打开，使得清洁介质或消毒介质可流经所有的灌装元件3，也就是说通过相应的管路13流到液体通道8中并且流经该液体通道8地部分地通过流动通道16并且部分地通过所述输出区域或气障装置5，通过对外关闭的清洗空间20并且通过流动通道19到达环形通道17，所述清洁介质或消毒介质从该环形通道中通过具有打开的阀24的通道23被排出。
通过流动通道19和那里的阀22的所述构造同样不必要的是，在流动通道19中设置一个通过灌装机的控制电子装置控制的控制阀。由此，每个灌装元件用一个唯一的、通过灌装机的控制电子装置控制的、具有例如仅仅两个调节元件或调节缸的操作元件9就足够。
对于阀18，基本上液体通道8的部分区段8.1中的压力起控制作用，对于阀22，空间20中的压力起控制作用，确切地说至少在相应的阀打开时，因为这些压力在阀分别关闭的情况下作用在构成阀体的膜片18.2或22.2的较大的面上。
所述特别是也具有相应的膜片状的阀体的阀18和22具有的优点是，这些阀的功能不受经常包含在液态灌装物、例如鲜果汁中的纤维和/或固体的影响。
上面以实施例描述了本发明。可以理解的是，在不脱离本发明所基于的发明构思的情况下可进行大量的改变以及改型。
上述方案的出发点是，这些阀18和22至少在其作用方面相应于限压阀，也就是说，阀18在液体阀10关闭的情况下出现的灌装物压力P1时打开，该灌装物压力基本上等于由于储罐14中的灌装物液面的水平N与阀18的高度位置之间的高度差引起的流体静压力；而阀22只有在CIP清洁和/或CIP消毒期间的清洁介质和/或消毒介质的非常高的压力P2的情况下才打开。
原则上对于阀18和22也存在使用其他类型的阀的可能性，例如可使用止回阀或那些对于阀入口与阀出口之间的压力差进行响应并且然后当该压力差超过或低于预给定的阈值时打开或关闭的阀。
参考标号表
1        灌装系统
2        瓶
2.1      法兰
2.2      瓶嘴部
3        灌装元件
4        容器承载件
5        气障装置
6        转台
7        壳体
8        液体通道
8.1，8.2 液体通道8的部分区段
9        操作装置
10       液体阀
11    阀体
12    流量计
13    管路
14    储罐
14.1  气体空间
14.2  液体空间
15    管路
16    第一流动通道
17    环形通道
18    第一阀
18.1  推杆
18.2  第一膜片
19    第二流动通道
20    清洗空间
21    钟形的元件
21.1  所述元件21的开口
22    第二阀
22.1  推杆
22.2  第二膜片
23    管路
24    控制阀
25    封闭帽
26    环形密封装置

Claims (12)

1.一种灌装机的灌装系统，用于对瓶类容器(2)进行热灌装，该灌装系统具有至少一个灌装元件(3)和构造在该灌装元件(3)的壳体(7)中的液体通道(8)，该液体通道一方面与用于液态灌装物的储罐(14)连接并且另一方面形成用于将所述液态灌装物输出到相应的容器(2)中的输出区域(5)，并且该灌装系统具有在所述液体通道(8)中的液体阀(10)，该液体阀可在一个关闭状态与至少一个打开状态之间被控制，其特征在于构造在所述灌装元件(3)的壳体(7)中的第一流动通道(16)和构造在所述灌装元件(3)的壳体(7)中的第二流动通道(19)，该第一流动通道使所述液体通道的沿流动方向处于液体阀(10)前面的第一部分区段(8.1)与对于多个灌装元件(3)公共的收集通道(17)连接，为了该灌装系统(1)的清洁和/或消毒，收集通道(17)通过所述第二流动通道可与容纳所述输出区域(5)的清洗空间(20)连接，其中，在第一以及第二流动通道(16，19)中分别设置至少一个通过至少在配属的流动通道(16，19)中的压力控制的阀(18，22)，其中，至少一个设置在第一流动通道(16)中的第一阀(18)使第一流动通道(16)在液体阀(10)关闭的情况下自动打开并且在液体阀(10)打开的情况下自动封闭，至少一个设置在第二流动通道(19)中的第二阀(22)使第二流动通道(19)不仅在液体阀(10)关闭的情况下而且在该液体阀打开的情况下都封闭并且只有在出现一个大于在灌装期间施加在第二阀(22)上的灌装物压力(P1)的压力(P2)时才自动打开。
2.根据权利要求1所述的灌装系统，其特征在于，所述收集通道(17)和至少一个与该通道连接的、具有控制阀(24)的管路(23)是用于热灌装物的循环回路的组成部分，在液体阀(10)关闭的情况下为了对灌装元件(3)进行加热和/或保温所述液体通道(8)的第一部分区段以及所述打开的第一流动通道(16)也包括在该循环回路中。
3.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，所述第一阀(18) 和/或所述第二阀(22)是止回阀或者按照止回阀的方式工作的阀。
4.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，所述第一阀(18)和/或所述第二阀(22)是限压阀或者按照限压阀的方式工作的阀。
5.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，所述第一阀(18)和/或所述第二阀(22)是当阀入口与阀出口之间的压力差高于或低于一个阈值时打开或关闭的阀。
6.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，所述液体阀(10)可在一个关闭状态与至少一个具有减小的打开横截面的、用于制动式灌装的第一打开状态与至少一个具有增大的打开横截面的、用于快速灌装的第二打开状态之间被控制。
7.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，在所述输出区域(5)处设置一个容纳该输出区域(5)的并且在灌装元件(3)的下侧敞开的空间，该空间可通过封闭元件(25)封闭以形成清洗空间(20)并且所述第二流动通道(19)通入到该空间中。
8.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，在所述液体通道的沿流动方向跟随液体阀(10)的部分区段(8.2)中设置一个气障装置(5)。
9.根据权利要求8所述的灌装系统，其特征在于，所述气障装置(5)形成所述输出区域。
10.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，构造有用于悬挂地固定相应待灌装的容器(2)的容器承载件(4)。
11.根据权利要求10所述的灌装系统，其特征在于，在所述容器承载 件(4)上设置一个形成所述清洗空间(20)和/或封闭所述清洗空间(20)的元件(25)。
12.根据权利要求1或2所述的灌装系统，其特征在于，所述灌装元件(3)被构造用于自由射流灌装。 
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