CN101607686B - 自由射流灌装系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自由射流灌装系统，以及一种通过这种用于无接触地灌装容的自由射流灌装系统灌装容器的方法和相应的灌装机。所述自由射流灌装系统设置有灌装高度探测器。为获得在容器中始终相同的灌装高度并且同时实现卫生灌装，以可垂直移动的方式在自由射流灌装元件的下方设置对中单元，使其能够移动到容器口上，灌装高度探测器设置在对中单元上。

Description

自由射流灌装系统

技术领域

本发明涉及一种自由射流灌装系统，以及一种通过自由射流灌装系统灌装容器的方法和用于灌装容器并包括多个循环自由射流灌装系统的灌装机。

背景技术

自由射流灌装系统和相关的方法是现有技术中已知的。特别是EP 1571119A1已经公开了一种自由射流灌装系统，其中，在灌装过程中灌装元件和容器开口之间相互隔开，因此在灌装元件和容器之间没有接触；从卫生学和微生物的观点来看这是有利的。所述自由射流灌装元件设置有灌装高度探测器，其适于通过探测器致动装置被引入到容器中。为了对准瓶口，探测器被制成角形的(angular)部件。在公开的实施例中，由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的塑料容器的处理是毫无问题的，因为这些容器具有尺寸精确的容器口并且可以通过颈部操作夹具在灌装元件下面被准确对中。

如今，关于这些已知的自由射流灌装系统出现的问题在于，其它的容器无法轻易地相对于自由射流灌装元件足够准确地对中。这涉及到特别是由聚乙烯(PE)构成的塑料容器，其会受到由于所采用的生产工艺造成的三维尺寸的巨大变化。当这些容器以所谓的底部装卸方式通过灌装机运输时，这些容器从下面通过运输台支撑，并且径向地从侧面通过格式(format)部件支撑。通过在水平方向上、朝机器的旋转轴的径向发生的偏离，会发生在垂直的灌装元件轴和通过容器口的中心的垂直轴之间的偏离。一方面，这造成产品射流无法准确地对准瓶口并因此导致了在灌装瓶处以及在周围机器部件处的卫生风险。另一方面，可能会发生可插入的探测器无法准确地对准瓶口并因此被损坏，由此不再能够准确地测量灌装高度。

这个问题通常通过对中装置解决，其中，设置在灌装元件之下、与灌装元件同轴延伸的环状元件在灌装操作之前被放到瓶口上，从而使瓶口在灌装元件下方准确地对中。

出现的另一个问题在于，如果使用底部装卸方式，由于瓶子高度的变化，当从瓶口观察时无法实现恒定的灌装高度。即使使用颈部处理装置，由于从装载环到瓶口测量到的瓶口高度的变化，并且这些变化无法通过可移动探测器的探测器致动装置识别，可能会得到不同的灌装高度。从而，已知的系统为尺寸上不准确的容器仅调节一个灌装高度，所述灌装高度例如是从灌装元件的下边缘测量到探测器的末端，而不是从容器口测量到探测器的末端。

发明内容

在现有技术的基础上，本发明的目的在于提供一种自由射流灌装系统，一种相应的灌装容器的方法以及一种相应的灌装机，其从卫生学和微生物的观点来看可以实现完美的灌装，并且同时提供可靠地、容易地测量灌装高度的可能性，以及当从容器口进行观察时实现恒定的灌装高度的可能性。

根据本发明，该目的通过权利要求1、9和13的特征实现。

根据本发明，自由射流灌装系统除设置有自由射流灌装元件外还设置有对中单元，自由射流灌装元件包括自由射流阀或自由射流嘴。对中单元作为单独的部件实现，且以可垂直移动的方式设置在自由射流灌装元件下方，使得其可以移动到容器口上。因此，当对中单元安放在容器口上时，对中单元可以将容器对中，使容器准确地与自由射流灌装元件对准，并且保持容器。由于对中单元是单独的部件，其在灌装过程中定位在自由射流灌装元件下方，并且与自由射流灌装元件成相互间隔开的关系，在自由射流灌装元件与容器之间没有接触，因此可以排除微生物或细菌的污染。由于灌装高度探测器被设置在对中单元上，可以通过在灌装过程中将对中单元放置到各个瓶子上来补偿瓶子的高度公差，从而在容器或瓶子中产生均匀的空空间。通过这种方式可以实现从容器口进行观察的恒定的灌装高度。短语“到容器口上”应当被解释为对中单元直接地安放在容器口上，例如瓶颈，或者如果没有颈部，则围绕容器开口安放在容器上。

对中单元实施为具有开口，通过该开口可以借助于自由射流灌装容器。因此对中单元可以具有非常简单的结构设计并且无需任何液体管道、喷嘴、阀等等。

对中单元与自由射流灌装元件轴向对准，以便保证通过对中单元能够将自由射流正确地对准容器开口。

根据有利的实施例，自由射流灌装系统包括杠杆机构，通过该杠杆机构，对中单元可以，优选借助于凸轮控制装置，被移动到容器口上。因此，杠杆机构将对中单元在垂直方向上移动到指定的位置。杠杆机构在垂直方向上的运动可以例如通过凸轮来控制，使得当自由射流灌装系统移动以及容器同步地随之移动时，对中单元在垂直方向上的位置取决于水平移动的自由射流灌装系统的位置。自由射流灌装元件优选在垂直方向上保持静止。

根据优选的实施例，对中单元被设计成对中钟形物，该对中钟形物包括倾斜向下和向外拓宽的容纳部分，用于容纳容器口。这种对中单元可以容易地和可靠地连接到容器开口上并且有效地对中和保持所述容器开口。

自由射流灌装元件设置有用于杠杆机构的导向装置是有利的。通过这种配置，对中单元和自由射流灌装元件在灌装过程中可以保持正确的轴向相互对准。

根据有利的实施例，自由射流灌装元件设置有管道，特别是用于CIP清洗液的管道。因此，为了清洗的目的，该管道可以用于将液体导入灌装元件的内部以及对中单元的内部，以及用于将所述液体从所述灌装元件和所述对中单元中排出。

为了清洗的目的，灌装元件还设置有清洗封闭元件，特别是清洗盖，其可以连接到对中单元的下端，使得所述对中单元的开口在底部封闭。因此对中单元和自由射流灌装元件可以有效地从内部清洗，而不会有任何清洗液向下泄漏。

根据按照本发明所述的通过自由射流灌装系统用于灌装容器的方法，容器被移动到自由射流灌装元件下方的位置上。通过底部装卸可以轻易地将容器移动到自由射流灌装元件下方的所述位置上，无需任何提升运动。然后，对中单元从上方被移动到容器口上，使得所述对中单元安放在所述容器口上。因此容器可以与自由射流灌装系统准确地对准并被保持。可以通过自由射流灌装元件借助于穿过对中单元的自由射流对容器进行灌装。然后，灌装高度通过设置在对中单元上的并且伸入容器中的灌装高度探测器测量，当达到指定的测量灌装高度时，灌装过程停止。由于如前所述，伸入容器中的探测器的长度始终相同，在灌装过程中的容器高度公差可以得到补偿，从而可以实现均匀的灌装高度。

为了清洗的目的，将清洗封闭元件连接到对中单元的下侧。另外，自由射流灌装元件和/或对中单元朝向彼此移动，从而使自由射流灌装元件和对中单元相互密封地接触。通过这种方式获得在自由射流灌装元件和对中单元中的对外密封的共同的内部空间。于是可以在所述共同的内部空间中实施CIP清洗。

在根据本发明的方法中，可以将待灌装的容器连续地供给灌装机，在灌装机处容器被连续地灌装并且连续地拆卸。

为此，根据本发明提出一种灌装机，其包括多个循环自由射流灌装系统，这些自由射流灌装系统设置在具有中心液体容器装置的旋转系统上。使用这种灌装机可以连续地对容器进行灌装，并且可以实现前述的优点。

附图说明

下面参照附图更加详细地说明本发明，其中：

图1显示了根据本发明的自由射流灌装系统的纵截面的示意图；

图2显示了在CIP工作期间，根据本发明的自由射流灌装系统的部分截面图；

图3显示了从下面观察对中装置的立体视图。

具体实施方式

图1展示了根据本发明的自由射流灌装系统1的一个实施例。自由射流灌装系统包括用于无接触地对容器10(例如瓶子、塑料容器、罐等等)进行灌装的自由射流灌装元件2。自由射流灌装元件2设置有外壳4，其对外部密封并且其内部设置有自由射流阀3。自由射流阀3具有圆锥形的阀头和互补的阀座并且在此形成喷嘴。通过适当的致动装置30，阀头可以以已知的方式在垂直方向上上下移动，如通过箭头P所示。如在图1中所见，致动装置可包括电机30a和固定在其上的杆件30b。在壳体2的下部区域中，在阀3的下面设置有开口24，通过该开口将液体以自由射流朝容器排放。待灌装到容器中的液体通过供给管道14供给自由射流灌装元件2。液体例如从中心罐中供应，下文将更加详细地说明。

自由射流灌装元件还设置有保持臂13，其包括管道19，通过该管道可以输送例如用于CIP清洗的清洗液。

此外，自由射流灌装系统1包括对中单元7，其被设计成单独的部件并且设置在自由射流灌装元件2的下方。对中单元7包括外壳体17，其在顶部、即朝喷射灌装元件2开口。该开口用于允许通过自由射流灌装元件2排放的自由射流经对中单元7流动。对中单元7在下部区域中设置有容纳部分12，其适于与容器口9接触。在该实施例中，对中单元7被设计成对中钟形物，所述环形的容纳部分12倾斜地向下和向外拓宽，以便轻易地容纳容器口9并且对中容器口9。

在对中单元7上还设置有向下朝容器10伸出的灌装高度探测器8。灌装高度探测器8可以例如是电阻探测器、短路探测器或电探测器或类似探测器。灌装高度探测器与控制阀3的控制装置相连。在径向上从中心轴A进行观察时，探测器8设置在位于产生的自由射流外侧的区域中。特别可以从图2中所见，灌装高度探测器的测量敏感区域26朝向外部，以便阻止由自由射流或喷溅引起的错误的测量结果。当然，探测器也可以有一些其它的结构设计。测量区域可以例如被限定到电极末端。如特别可以从图1和3中所见，对中单元7还包括侧面的连接装置11，通过该连接装置将探测器连接到机器控制装置上。

如通过箭头P所示，对中单元7以可垂直移动的方式设置，从而使其可以朝容器口9移动直到其安放在容器口9上。由于对中单元7，即其容纳部分12，安放在容器10上，特别是安放在容器口9上，探测器8伸入容器10的长度始终相同，从而可以在灌装过程中补偿容器高度公差并且可以实现在容器10中均匀的空的空间。对中单元在垂直方向上的移动的进行不受自由射流灌装元件的垂直移动的影响。

在该实施例中，对中单元7的垂直移动由杠杆机构5实现，对中单元7通过固定装置18与杠杆机构5相连。然而，在对中单元7在垂直方向上移动期间，自由射流灌装元件2是静止不动的。自由射流灌装元件仅设置有用于杠杆机构5的导向装置6a、6b。这种配置使得对中单元7始终在轴向上(中心轴A)准确地与自由射流灌装元件3对准。也可以替代所述导向装置6a、6b，用双管实现杠杆机构5，即通过两个互相套设的管子实现；内管在箭头P的方向上上下移动并且与对中单元7相连以便将对中单元上下移动。在这种情况下，自由射流灌装元件2被设置在不移动的外管上从而使其在垂直方向上静止不动。

为了在垂直方向上移动杠杆机构，优选设置凸轮控制装置。为此设置有转轮15，其在适当的导向装置(未示出)上运转。因此，例如当容器10与自由射流灌装系统同步地在水平方向上移动时，取决于自由射流灌装系统1的位置，杠杆机构5通过凸轮控制装置上下移动，从而使其始终能够呈现正确的垂直位置。

在用于灌装容器10的灌装机中设置如图1中所示的自由射流灌装系统1是有利的。为此，循环自由射流灌装系统1，例如通过臂13，被设置在包括中心液体容器装置的旋转系统上或者设置在环形容器装置上。这意味着，待灌装的容器10进入灌装机，例如进入所述灌装机的星形轮中，并且与设置在其上方的自由射流灌装系统同步地在圆形回路中被引导。在圆形回路的末端，容器以已知的方式离开灌装机。因此可以实现连续的灌装过程。因为自由射流灌装系统是循环的，如前面所述，取决于自由射流灌装系统1的位置，对中单元7通过凸轮控制装置移动到适当的位置上。

下面参照图1至3更加详细地说明根据本发明的方法。

首先，容器10移动到自由射流灌装元件2的下面。容器10通过传送单元以直立的状态移动到自由射流灌装元件2下面的位置上，无需任何提升运动。

然后，对中单元7从图1所示的位置垂直朝下移动到容器口9上，从而使对中单元7安放在所述容器10上。对于对中单元7的运动的控制如此设计，以考虑各个容器的高度公差并且使对中单元7始终被移动到其被安放在容器口上的位置上。对中单元7仅仅通过重力、或者必要时借助于压力弹簧，沿控制凸轮下降到容器口9上。

对中单元将容器10保持在正确定位的位置处。通过打开自由射流阀3，容器10可以通过穿过对中单元7的自由射流得以灌装。在该灌装过程中，自由射流灌装元件2与容器10无接触。在灌装容器期间，自由射流灌装元件2在垂直方向上与对中单元7相间隔。容器10中的灌装高度上升，直到其达到灌装高度探测器8的敏感测量区域。在预设的灌装高度处，自由射流阀3将被关闭。

当灌装过程结束时，对中单元7可以通过在凸轮控制装置上运转被提升并且容器10可以从自由射流灌装系统1下面移开。

如果容器10与自由射流灌装系统同步地在旋转系统上以圆形回路移动，那么灌装过程可以连续地进行。

自由射流灌装系统的CIP清洗可以通过将清洗封闭元件16，在本例中为清洗盖16，连接到对中单元7的下端来实现，如特别从图2中可见的那样，或者可通过自动引入清洗封闭元件16来实现。清洗盖可以例如压配合到环形槽27中，从而将对中单元7的下端封闭。此外，为了清洗的目的，对中单元7可以例如被移到自由射流灌装元件2上，从而使自由射流灌装元件2和对中单元7相互密封地接触。为此，在自由射流灌装元件2的下部区域设置有密封装置25，如从图1中可见，可替换地或者附加地，也可以在对中单元7的上部区域设置相应的密封装置。盖16可以例如插入环形槽27(见图2)中。

然后清洗液可以通过管道19被供给或排放。

Claims (15)

1.一种自由射流灌装系统(1)，包括用于无接触地灌装容器(10)的自由射流灌装元件(2)和灌装高度探测器(8)，其特征在于，

对中单元(7)，所述对中单元(7)作为单独部件，以可垂直移动的方式设置在自由射流灌装元件(2)下方，以便能够移动到容器口(9)上，并且在灌装过程中所述对中单元(7)定位成与自由射流灌装元件(2)成相互间隔开的关系，其中，

所述灌装高度探测器(8)设置在对中单元(7)上。

2.根据权利要求1所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述对中单元(7)设置有开口，通过所述开口借助于自由射流能够罐装容器(10)。

3.根据权利要求1或2所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述对中单元(7)与自由射流灌装元件(2)轴向对准。

4.根据权利要求1所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述自由射流灌装系统(1)设置有杠杆机构(5)，通过所述杠杆机构(5)，对中单元(7)能够借助于凸轮控制装置被移动到容器口(9)上和从容器口(9)提起。

5.根据权利要求1所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述对中单元(7)为对中钟形物，包括倾斜地向下和向外拓宽的用于容纳容器口(9)的容纳部分(12)。

6.根据权利要求4所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述自由射流灌装元件(2)设置有用于杠杆机构(5)的导向装置(6a、6b)。

7.根据权利要求1所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述自由射流灌装元件(2)设置有管道(19)。

8.根据权利要求7所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述管道(19)是用于CIP清洗液的管道。

9.根据权利要求1所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述对中单元(7)还设置有清洗封闭元件(16)，所述清洗封闭元件(16)为清洗的目的能够被连接至对中单元(7)的下端以便将所述对中单元(7)在底部封闭。

10.根据权利要求9所述的自由射流灌装系统(1)，其特征在于，所述清洗封闭元件(16)是清洗盖(16)。

11.一种通过自由射流灌装系统(1)罐装容器(10)的方法，包括以下步骤：

所述容器(10)被移动到自由射流灌装元件(2)下方的位置，

对中单元(7)被移动到容器口(9)上以便将所述对中单元安放在所述容器口(9)上，

所述容器借助于穿过对中单元(7)的自由射流通过自由射流灌装元件(2)被灌注，其中所述对中单元(7)形成为单独部件，设置在自由射流灌装元件(2)下方，并且与自由射流灌装元件(2)成相互间隔开的关系，

灌装高度通过设置在对中单元(7)上并且伸入到容器中的灌装高度探测器被测量，以及

当达到指定的测量灌装高度时灌注过程停止。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为清洗的目的，将清洗封闭元件(16)连接在对中单元(7)的下侧。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，为清洗的目的，自由射流灌装元件(2)和/或对中单元(7)朝向彼此移动，使得自由射流灌装元件(2)和对中单元(7)相互密封地接触。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为灌装的目的，容器(10)被连续地供给灌装机，在灌装机处容器(10)被连续地灌装以及连续地卸掉。

15.一种用于灌装容器(10)的灌装机，包括多个循环的根据权利要求1所述的自由射流灌装系统(1)，这些自由射流灌装系统设置在具有中心液体容器装置的旋转系统上。

Images