CN101754921B - 用于容器的填料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于饮料瓶的填料装置(F)，具有填料阀(V)和回气管道(R)，通过填料阀可以将不同的介质、包括有待灌装的产品输入和/或输出，回气管道可相对于填料阀借助于电磁的定位驱动装置(P)线性调节，定位驱动装置为线性电机(L)，其具有固定的定子壳体(9)以及与回气管道(R)相连的转子(14)。

Description

用于容器的填料装置
技术领域
本发明涉及一种用于容器的填料装置。
背景技术
因为在填料装置中回气管道利用其在填料阀中的相对高度位置不仅用作精确调节容器中的填料高度，也在冲洗过程中和/或在清洗中具有重要的作用，并且常常在不同的容器类型之间交替时希望卸料装置尽可能在没有外部的作用下调节回气管道的不同的高度位置，过去已知的解决方案-更换不同长度的回气管道端部部分-太麻烦且太费时，因此人们转入借助于定位驱动装置根据需要可选择地调节回气管道。
在从DE102005031319A中公开的填料装置中，不可旋转地支撑的回气管道具有外螺纹，其与在阀壳体中可旋转地支承的环的内螺纹啮合。在环上具有永磁铁环，其通过阀壳体的壁与外部固定设置的定子电磁配合。通过定子产生交变磁场，该交变磁场转动环且拧紧回气管道。尽管该解决方案避免了使用密封件(结构上较高的耗费、难以清洁、渗漏危险)的实施方式，还是要考虑明显的电磁损失和通过螺纹连接造成的相对较高的机械损失，以及回气管道的旋转可靠性。用于将旋转运动精确地、机械地转换成直线运动的部件不仅导致了过高的机械损失，而且由于介质暴露在填料装置中从而导致了卫生学上的担忧以及加大了清洁的难度。
在从DE19855975C中公开的填料装置中，在回气管道上固定了永磁铁环，其通过小室壁与定位在小室外部的永磁铁电磁地配合。外部的永磁铁以机械的方式被线性调节并且通过内部的永磁铁牵引回气管道。这无论如何都导致了具有已知的密封件以及安装问题的机械的实施方式。可代替的是，回气管道与机械操作装置直接连接，其中，不过需要在不同的压力区和不同的介质区之间进行实施。另一种解决方案展示了向外引导的、用于回气管道的加长的小室，以及定位在加长部分的外部的可线性调节的永磁铁，其与在回气管道上的永磁铁环通过小室壁电磁地配合。通过调节所能达到的精确度不总是令人满意，因为由于磁力穿过壁传递以及由于内部的永磁铁环的较大的空隙使外部的永磁铁无法非常可靠地跟随。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种文章开头所述类型的填料装置，其中，能够以极小的损失以及精确地实施在任何时候以及可选择地对回气管道的定位。
根据本发明的一个方面，用于容器的填料装置具有填料机构，通过所述填料机构能够将不同的介质、包括有待灌装的产品输入和/或输出，所述填料装置还具有包括在填料机构中的回气管道，所述回气管道能够相对于填料阀借助于电磁的定位驱动装置线性调节，其中，所述电磁的定位驱动装置是由固定的、包括至少一个线性电机绕组的定子壳体以及与回气管道连接的、在定子壳体中设置在转子孔中的转子组成的线性电机。
电磁的线性电机在极少损失下工作并且实现了在无需任何机械的实施方式下对回气管道精确和可复制地调节。该方案对于生产商和使用者是有利的。线性电机可以完全整合到填料装置的自身封闭的系统中。线性电机不仅实现了在相对较少的损失下将回气管道导入各个所需的位置中，还实现了可精确复制地将回气管道定位和固定。这以电磁的方式实现，无需相对的旋转运动、不存在密封的问题也不需要中间的壁。
线性电机可以装配有简单的、便于清洁的以及持久的密封件。这里重要的是，线性电机本身限定了填料装置的耐压的且介质可进入的小室，从而在磁力路径中无需壁或太大的空隙。
有利的是，线性电机是市场上常见的线性电机，其为了在填料装置中使用仅如此改造，使其具有能阻挡所处理的介质的和可用于食品的表面覆盖层，在通常的使用情况下此类线性电机无需这种表面覆盖层。线性电机的这种改造以相对较小的耗费就能实现且将线性电机转换成理想地整合到填料装置中的定位驱动装置。
有利的是，定子壳体和转子用不锈钢覆盖，无需设置任何难以清洁的侧凹或开孔。
在特别有利的实施方式中，线性电机与其转子孔是填料装置的功能部件，因为其用于输入和输出至少一种介质。因为在这样的填料装置中常常在回气管道的方向上在单个主动(aktiv)的和被动(passiv)的部件之间无论如何都设置一定的尺寸和/或间隔，所以线性电机可以有利地利用这种状况，即可以在整个方案无太大的修改下方便地将其整合。
比如将定子壳体安装在优选用于在特定的填料条件下所需的容器的真空加载和/或压力卸载的连接体与阀体本身之间。此外，线性电机一方面实现了回气管道的无缺陷的精确以及快速响应的定位以及另一方面实现了介质的根据需要的输入和输出。
在有利的实施方式中，转子以间隙设置在转子孔中并且比如在两个端部通过导向件在转子孔中引导。然而导向件与转子孔的内壁限定出至少一个介质通道。必要时介质通道或另一个介质通道在定子壳体中也与转子孔分开地设置在合适的位置上，由此线性电机能够执行次级的功能。
有利的是，在定子壳体中也已经包含了线性电机的控制电子装置，从而仅安装连接管道(必要时具有信号管道)。此外，控制电子装置可以包含程序部分或类似部分。
有利的是，在回气管道和转子之间设置连接器，以便能够将这些部分随时分开。该连接器优选是可松开的。这也减轻了填料装置的安装难度。
连接器应该具有比转子孔更小的直径，由此连接器可以连同回气管道的至少一个部分塞入转子孔中。这节省了结构长度并且利用了由于转子的工作行程无论如何都可使用的空间。
转子行程有利地为直到大约100mm。利用这种大小的行程不仅可以使回气管道向上运行，比如用以使容器侧面地插入或取出或者使清洁过程变得容易，还可以根据在容器中的各个所需的填料高度调节回气管道的许多不同的深度位置，并且最后特别有利的是，可以将回气管道沉降到足够深，这对于冲洗过程可以是有利的，其中，回气管道可以作为主动部件，比如利用气体强化容器中的冲洗效应。
基于线性电机的普遍性能使得回气管道甚至在每个填料周期中都能够比如通过相应的程序首先沉降到位于深处的冲洗位置中，用以强化冲洗过程且之后才调节到填料高度。
附图说明
下面参照附图说明本发明的实施方式。其中：
图1是具有整合的电气的线性电机的填料装置的示意性截面图，以及
图2是在图1中的截面II-II的细节截面图。
具体实施方式
在图1和2中所示的填料装置F用作比如填充容器B，如用饮料填充塑料瓶或玻璃瓶。这里，从比如在DE202005007446U1中所说明的填料方法着手。从结构上来看，下面描述的填料装置也是在已知的现有技术上构建。
填料装置F在比如可围绕垂直轴连续回转地驱动的填料环形釜中借助于支承结构2(釜的上侧面)支撑并且具有下面的填料锥形体1，每个容器B从下面抵压到该填料锥形体上。在填料锥形体1的上方，在填料环形釜的下侧面上设置与DE202005007446U1(图1)相同设计的填料机构O(填充机构)，该填料机构具有可升降的阀体以及外部成形的旋流体。在填料装置F中可线性调节的回气管道R穿过填料锥形体1突出，该回气管道以已知的方式决定容器B中的最终填料高度，因为一旦回气管道R的下面的出口浸入产品中，那么该回气管道就阻止了产品的继续填入且由此关闭回气路径。在支承结构2上支承有被回气管道R轴向贯穿的阀壳体3，其中包括了未详细示出的阀部件。比如在阀壳体3上安装了示意性示出的阀7。为了进行气体交换，阀壳体3通过轴向通道与位于更深处的、至少部分填充的用于有待灌装的产品的环形釜A连接，其中，在环形釜中在产品高度的上方具有处于压力下的气体，比如CO2。在阀壳体3中在所述通道中有用于密封可动的回气管道R的示意性示出的塑料内衬18。
在阀壳体3的上方以一定间隔设置有同样具有其它的阀6的连接体5，该连接体包括比如用于清洁剂和/或用于容器B的真空加载和/或压力卸载的流体路径。
在连接体5和阀壳体3之间安装有电气的线性电机L作为用于回气管道R的各个高度位置的定位驱动装置P。线性电机L具有较长的固定的定子壳体9以及包含在内腔10中的至少一个可加载电流的定子绕组W，其中，定子壳体具有轴向穿透的转子孔11。定子壳体9在外侧、必要时在转子孔11中设置有覆盖层或涂层12、13，其阻挡在填料装置F中处理的介质并且可用于食品且比如由不锈钢制成。
必要时外部的覆盖层12在线性电机L安装在阀壳体3或连接体5上的地方留出空隙。
在转子孔11中以径向间隙19线性可动地引导转子14，比如借助于在连接器元件20的两个端部上固定的导向体16，该导向体比如由聚四氯乙烯制成。必要时转子14也具有比如由不锈钢制成的覆盖层或涂层。导向件16(图2)与转子孔11的内壁形成介质通道21，从而即使转子14安置在转子孔11中，介质流也能够在一个和/或另一个方向上流经转子14。转子14包括一个或多个磁铁(未示出)，优选永磁铁，其比如在使用稀土下制成。
如前所述，比如如果原则上需要，容器B的真空加载和/或压力卸载比如通过转子孔11实现，或者引导清洁剂通过，用以比如通过阀壳体3中的输出室8以及必要时侧面的、向外引出的孔将污渍排出。
转子14的可用的线性行程用值X表示并且比如为直到大约100mm。
转子14与回气管道R通过连接器K连接，其中，连接器K有利地为可松开的。连接器K可以设置在旋入转子14的插入件17上。
回气管道R可借助于线性电机L在双箭头23的方向上可选择地调节并且可固定在各个调节的位置上。必要时回气管道R甚至沉降到位于深处的冲洗位置24，用以在各个填料周期中(事先)将容器特别强力地进行冲洗，比如利用从用于有待灌装的产品的容器中输出的CO2。假如利用预紧压力进行工作，就可以将预紧管道25平行于回气管道R引导直到位于下方的填料机构O中。
线性电机L可以是市场上常见的线性电机，如前所述，其仅设置有不锈钢覆盖层。这种线性电机可具有各种不同的规格参数，其要么在生产商方面要么在生产填料装置时相应地进行改造并且在定子壳体9的基座上仅还具有两个连接插槽，在插槽上可连接电线。有利的是，已经在定子壳体9中安置了用于线性电机的控制电气装置22，必要时该控制电气装置具有程序部分。线性电机可以以这种方式方便地整合到填料装置的电气的或电子的控制系统中，用以之后能够控制两个功能，即定位回气管道R的功能以及必要时还有介质输入或输出的功能。
在未示出的可替代的实施方式中，线性电机L仅可以安装在阀壳体3上，无需在上面插入的连接体5。然后为了清洗必要时可以从下面冲洗线性电机。这在填料装置中可以是有利的，其在不进行真空加载和/或压力卸载的情况下工作，或无需为此使用另一个系统。
原则上电气的线性电机L可以作为回气管道L的定位驱动装置也整合到其它设计的填料装置中，这是因为定位回气管道的功能完全与在填料装置中应用的技术无关。

Claims (13)

1.一种用于容器(B)的填料装置(F)，所述填料装置具有填料机构(O)，通过所述填料机构能够将不同的介质、包括有待灌装的产品输入和/或输出，所述填料装置还具有包括在填料机构中的回气管道(R)，所述回气管道能够相对于填料阀借助于电磁的定位驱动装置(P)线性调节，其特征在于，所述电磁的定位驱动装置(P)是由固定的、包括至少一个线性电机绕组(W)的定子壳体(9)以及与回气管道(R)连接的、在定子壳体中设置在转子孔(11)中的转子(14)组成的线性电机(L)。
2.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，所述线性电机(L)具有内部的和/或外部的、阻挡在填料装置(F)中处理的介质的、且能够用于食品的表面覆盖层(12、13、15)。
3.按照权利要求2所述的填料装置，其特征在于，所述定子壳体(9)用不锈钢进行覆盖。
4.按照权利要求3所述的填料装置，其特征在于，所述转子(14)用不锈钢进行覆盖。
5.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，带有定子壳体(9)和设置在定子壳体中的转子孔(11)的线性电机(L)在为至少一种介质构成流体路径的情况下在结构上整合到填料装置(F)中。
6.按照权利要求5所述的填料装置，其特征在于，所述定子壳体(9)安装在真空加载和/或压力卸载的连接体(5)和被回气管道(R)贯穿的阀壳体(3)之间。
7.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，所述转子(14)以间隙(19)设置在转子孔(11)中，并且通过导向件(16)引导，所述导向件与转子孔(11)的内壁限定出在定子壳体的两个端部之间延伸的介质通道(21)。
8.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，在定子壳体(9)中包括线性电机(L)的控制电子装置(22)。
9.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，在回气管道(R)和转子(14)之间设置有连接器(K)。
10.按照权利要求9所述的填料装置，其特征在于，所述连接器(K)的直径小于转子孔(11)的直径并且所述连接器能够与回气管道(R)的至少一个部分塞入转子孔中。
11.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，线性电机的转子行程(X)为直到100mm。
12.按照权利要求1所述的填料装置，其特征在于，所述线性电机将回气管道(R)在填料装置的每个填料周期中可控地带入各种不同的位置中，其中，各种不同的位置能够根据时间或在回转的填料装置中根据路程通过能够直接配设给所述线性电机的控制电子装置进行改变。
13.按照权利要求12所述的填料装置，其特征在于，所述线性电机是程序控制的。
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