CN102115022A - 用于灌装容器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于灌装容器，特别是瓶子的装置和方法。所述装置包括用于运输所述容器的至少一个运输装置(2、6、10、14)、用于灌装所述容器的至少一个灌装装置(8)和用于调节所述容器底部区域温度的调温装置，其中，所述调温装置至少有时且至少部分地设置在运输的容器的底部中或下方，所述灌装装置(8)至少有时且至少部分地设置在运输的容器的口部区域中或上方。依据本发明，所述调温装置通过在灌装操作中或之后调节温度成为可能方式设置在所述装置(1)上。

Description

用于灌装容器的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于灌装容器的装置和方法，其可有效地冷却容器。

背景技术

在将液体灌装到PET瓶子中的所谓热灌装(hot-fill)过程中，首先在吹塑机中将PET坯(以下称为预制件)吹塑成PET瓶子。随后，通过转移装置(或传输装置)将瓶子引导到灌装机处，以在那里利用(热)灌装材料灌装容器。随后，将氮气滴到还未封闭的瓶子上，之后不久封闭瓶子。该方法也称为氮热灌装(nitro-hot-fill)法。在位于吹塑机和灌装机之间的转移区域中通过串联工作的喷水器冷却瓶子底部。随后，优选地通过至少一个传送带将热封闭的瓶子运输到瓶子冷却装置上。在热交换动装置中，将热瓶子冷却至室温。

从WO 2006/079754A2可知一种方法，通过该方法，将瓶子底部模塑成使得作用于瓶子上的应力不会导致容器的任何不期望的变形，该应力是由在将热液体灌装到瓶子的过程中产生的热和压力而造成的。

从热液体在瓶子中的那一刻开始，底部承受巨大的热应力，一经封盖，底部上的应力由于滴入的氮气产生的压力增加而进一步增强。因此，到目前为止，该方法需要对所有可变参数进行非常精确的调节，因为如若不然的话，底部将不理想地变形或向外凸出。这意味着，例如底部中央将与站立表面接触，因此瓶子不再能够以可控方式站立。

从DE 20 2007 008 120U1中可知一种装置，通过该装置，由吹塑机产生的容器可以在它们到达灌装机的时间内被冷却。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供能够在高热应力和高压力应力情况下避免刚刚灌装的容器变形的装置。

依据本发明，上述目的通过一种用于灌装容器的装置实现，容器优选为瓶子。该装置包括用于运输所述容器的至少一个运输装置、用于灌装所述容器的至少一个灌装装置和用于调节各个容器底部区域温度的至少一个调温装置。此处，所述调温装置至少有时且至少部分地位于各个运输的容器的底部区域中或下方，所述灌装装置至少有时且至少部分地位于运输的容器的口部区域中或上方。依据本发明，所述调温装置通过可以在所述容器的灌装过程中和/或之后调节温度的方式安装在所述装置上。

这是有利的，因为根据作用在所述容器上的热应力和/或压力应力对所述容器进行主动和/或被动调温是可能的。因此，所述冷却操作可以适应各自的临界条件或状态，也可以在默认设置下操作。

在本发明另一优选实施方式中，所述调温装置是用于冷却所述容器底部区域的冷却装置。此处的所述底部区域不应仅理解为提供用于使瓶子站立在水平表面上的区域，其还包括可以与直立表面接触的区域，这些区域设置为偏离所述容器的纵向。所述容器的底部区域优选地也包括底壁区，其至少部分(insections)地在所述容器纵向的外壁上延伸，且从站立平面继续延伸。

该实施方式是有利的，因为通过所述冷却装置可以完成给定区域，特别是底部区域的指定冷却，由于这个原因，可以特别增强各个处理的容器的施用区域的稳定性。特别优选地，通过所述冷却装置可尤其冷却各个容器的注入点(injection point)。

在本发明另一优选实施方式中，通过所述调温装置可将流动介质施用到所述容器上，该流动介质优选为流体，特别优选为水或空气。

也可以想像的是，关于冷却，所述调温装置具有由例如冷却的或可冷却的金属、冰或类似材料构成的实心体(solid body)。此处的冷却温度低于40℃，优选地低于30℃，特别优选为20℃到30℃之间或者更低的温度。

该实施方式是有利的，因为可以优选依赖于所述容器或提供的流体调节提供的流体的温度，具有各自相应或合适的热传导系数的介质可以用于冷却。

在本发明另一优选实施方式中，通过所述灌装装置可将热流体(即液体或气体)引入所述容器中。所述流体温度理想地高于30℃，优选高于50℃，特别优选高于70℃。所述流体特别优选为流体食品，但也可以想像的是，可将其他可流动的物质灌装到所述容器中。

在本发明另一优选实施方式中，所述冷却装置通过形成至少一个冷却区段的方式至少部分地安装在所述灌装装置之前和/或其中和/或之后，从而可以至少部分地进行运输的瓶子的周期性或连续性冷却。

这是有利的，因为可以延伸所述冷却区段(其喷水到瓶子底部区域上)，其位于吹塑机(特别是拉伸吹塑机)和至少一个灌装装置之间的转移区域中。因此，另一冷却区段可以从上述冷却区段结束时开始，并在另一灌装装置之前结束，该另一灌装装置特别是点滴器(droppler)。因此，优选地以悬浮式在整个距离上运输瓶子，以允许冷却其底部区域。优选地可能的是，在灌装过程中冷却底部区域，由此可以避免加热其底部区域。

点滴器应理解为至少供给氮气到容器或将其引入容器内的装置。特别优选地，可以通过所述点滴器封闭瓶子，或者在点滴器之后通过封盖装置封闭瓶子。另外可以想像的是，所述冷却区段也在所述点滴器中延伸，且仅部分地沿所述提供点滴器之后延伸。

在本发明另一优选实施方式中，所述冷却装置在所述灌装装置的区域中具有固定的和/或活动的空气和/或水喷嘴，以便可以将水供给到所述容器的外壁上。在固定的空气和/或水喷嘴的情况下，所述喷嘴可以安装成与转移区段或冷却区段一致。优选地，可以事前在所述灌装装置的区域和/或所述灌装装置之后的转移区段中提供固定的空气和/或水喷嘴。

术语“固定的”在此意指优选为静止的，特别优选为静止不动的，但是术语“静止的”也可以包括所述喷嘴的枢转和/或旋转运动。

活动的空气和/或水喷嘴优选地与瓶子或灌装阀门一起移动。这意味着，活动的空气和/或水喷嘴优选为可动的，术语“可动的”应理解为包括可枢转、可旋转和/或可相对周围移动。活动的空气和/或水喷嘴的移动可以根据所述容器的运输速度和运输路径进行。特别优选地，活动的水喷嘴可以以至少部分地与运输的容器具有相同或近似相同的速度的方式移动，因此所述容器的移动方向和移动速度实质上与空气和/或水喷嘴的移动方向和移动速度一致。

在活动的水喷嘴的情况下，可以通过例如旋转分发器完成水的进给，因此可实现定向和更为有效的冷却。另外，活动和固定的空气和/或水喷嘴的组合配置是可以想像的，或者活动的空气和/或水喷嘴有时可以用作固定的喷嘴或用作具有受限程度的自由移动的喷嘴。

在本发明另一优选实施方式中，所述装置具有另一灌装装置，所述另一灌装装置优选地在优选地沿所述容器的运输路径设置在利用热的或加热的液体灌装容器的第一灌装装置之后。此处，所述另一灌装装置优选地应理解为点滴器，其优选地供给流体，特别优选为气体，更优选为氮气，以将其引到所述容器或引入所述容器中。

沿所述容器的运输路径，在所述第一灌装装置的上游，优选地提供用于将预制件吹塑成容器的吹塑机。优选地，所述容器至少部分地由塑料材料制成，特别优选为PET瓶子。

在本发明另一有利实施方式中，沿所述容器的运输路径在所述另一灌装装置的下游提供热交换装置，在从所述另一灌装装置到所述热交换装置的转移过程中可至少周期性地通过至少一个冷却装置冷却所述容器。优选地，至少部分地通过传送带完成该转移。然而，也可以想像的是，实质上通过传送带完成从所述另一灌装装置到所述热交换装置的整个转移过程。紧随封闭过程之后，在所述传送带上将瓶子运输到所述热交换装置。此处，也可以事前完成底部的主动或被动冷却。

该实施方式是有利的，因为，在封闭所述容器过程中，在所述另一灌装装置中供给的氮气导致所述容器中的压力增加，由于进行的底部区域冷却，从而避免了容器底部的变形。

在本发明另一优选实施方式中，所述冷却装置和至少一个另一冷却装置以包括水浴和/或水喷嘴和/或空气喷嘴的方式部分地在所述另一灌装装置和所述热交换装置之间的区域中形成。一方面可能的是，在水浴中将瓶子运输到冷却装置，即上面站立有瓶子的传送链经过水浴。

然而，也可以在所述吹塑机和所述点滴器或所述另一灌装装置之间的区域中提供水浴。

另一方面，水和/或空气喷嘴可以设置成可在经过它们的方向上向上喷射各自的流体，即优选以在所述容器的方向上向上喷射各自的流体的方式设置在例如运输带的内侧上。为此，需要相应地适应调节该链接(chain link)，即可在链接上提供孔，以便能够从传送带的内侧将水注喷射到瓶子底部上。可以想像的是，在使用空气喷嘴的情况下，进给从所述吹塑机回收的空气。

如上所述，用于底部区域的后冷却设施(after-cooling facility)无需在整个传送带路径中整合直到瓶子冷却装置。“冷却区段”也是可以想像的，可以通过它们冷却瓶子底部。因此，冷却区段是指整个转移路径的区段，其可以通过例如水和/或空气喷嘴、水浴、类似组成部分或其组合构成。

依赖于装置大小，瓶子需要预定时间以到达所述热交换装置。在本发明另一优选实施方式中，瓶子需要约1.5-3.5分钟，特别优选地需要约2.5分钟，以便到达所述热交换装置。在该时间段内，如上所述，瓶子底部暴露于大幅增强的过程，即该期间内，瓶子底部需要抵消约1-3bar的瓶内压力，在热灌装材料情况下优选为1.3-2.0bar。通过上述装置，在灌装期间和运输过程中，瓶子底部不再承受严重的应力，因为进行了连续或分段的冷却过程，优选为实质上持续性的冷却过程。因此，一方面可以减少容器或瓶子的底部重量，以及或者另一方面可以增加瓶内压力。

本发明一优选实施方式还包括用于盖子的消毒装置。利用热液体灌装过程的情况下的优点之一在于，在封闭操作后，可以将所述容器枢转，使得热产品不仅与容器内壁接触，而且与盖子内壁接触。因此，热产品起到对盖子消毒或灭菌的作用。为此，沿灌装机和系统出口之间的处理区段设置旋转工位，在该灌装工位中，可以至少部分地旋转或至少有时枢转容器。优选地，在该旋转工位中，也进行所述容器底部的冷却。依据一优选实施方式，将所述容器旋转75度到100度的角度，更优选为85度到95度，从而近似地在水平方向上运输它们。在该位置，可以进行或继续所述容器底部的冷却。冷却介质的施用可以通过喷嘴进行。

在另一实施方式中，检测所述旋转工位中的容器的运输装置形成为连续的，例如在运输链中。为了避免在运行过程中运输装置上温度方面的过多的应力，为消除应力可施用冷却介质。优选地，同样的冷却介质也用于冷却所述容器底部。还可以想像的是，两介质从一个相同的供给装置中出来，并返回其中。

因此优选地，本发明涉及用于灌装操作的工艺过程，其中，将氮气供给到所述容器，本发明尤其涉及一种利用氮气进行的氮热灌装过程。

本发明还涉及一种用于灌装容器，特别是瓶子的方法。通过至少一个运输装置运输所述容器，利用至少有时且至少部分地位于运输的容器的口部区域中或上方的灌装装置灌装所述容器，并通过至少有时且至少部分在安装在运输的容器底部区域中或下方的至少一个调温装置调节所述容器的温度。依据本发明，在灌装过程中和/或之后至少周期性地通过所述调温装置冷却所述容器。

此处应当指出，本申请文件公开的全部特征以或单独或相互组合的有利方式发展了一般的灌装装置或现有技术已知的灌装装置。

附图说明

本发明的其他优点、目的和特征将通过附图的下述说明进行解释，其中通过实施例说明用于灌装容器的灌装装置。此处，所述灌装装置中至少实质上就其功能而言在附图中对应的组成部分可利用相同的标号区别出，但是这些组成部分并未在所有附图中提及或解释。附图中：

图1示出了灌装装置的第一示意图；及

图2示出了本发明一实施方式提供的冷却区段的一例。

具体实施方式

图1示出了用于灌装容器的装置1的示意图。箭头P指供给方向，在该供给方向上，通过运输路径区段2将预制件从设置在上游的装置供给到用于将预制件模塑成瓶子的吹塑机4。

在吹塑机4中生产的瓶子，可以沿运输路径区段6供给到用于灌装容器的灌装装置8，该灌装装置8利用优选加热的物质，特别优选利用加热的液体灌装容器。

在灌装装置8中灌装的容器可沿运输路径区段10供给到进一步用气体灌装容器的另一灌装装置12。在另一灌装装置12或该另一灌装装置12下游的容器的运输路径中，通过封盖装置(未示出)封闭瓶子。

随后，沿运输路径区段14将封闭的瓶子运输到热交换装置16。在该热交换装置16中，冷却容器和包含在容器中的液体和/或气体。

在运输路径区段2、6、10、14中，可以至少部分地以悬浮和/或站立方式运输容器或预制件。运输路径区段2、6、10、14优选地包含至少一个旋转传输装置和/或至少一个线性传输单元3、14。线性传输单元3、14也可以传输沿曲线运输的容器或预制件。然而，至少部分地不绕单一旋转轴完成运输移动。也可以想像的是，直接完成瓶子从吹塑机4到灌装装置8和/或从灌装装置8到另一灌装装置12的转移，即不提供一个或数个运输路径区段6、10。

另外可以想像的是，在各个可用的运输路径区段2、6、10、14中，或者在路径区段2、6、10、14的至少部分区段中完成运输的容器的某些区域，特别是底部区域的主动和/或被动冷却。

也可将吹塑机4和灌装装置8以及另一灌装装置12当作运输装置，在其中或其所处区域中的单独或相互结合的主动和/或被动冷却也是可以想像的。为冷却容器，优选在所有运输装置中至少部分地提供冷却装置。

然而，此处也可以想像的是，仅在各个运输路径区段2、4、6、8、10、12、14、16中提供冷却装置，或者部分地可以理解为一单个冷却装置。

此处，冷却装置可以实施为浴冷，即可以实施为至少部分地冷却运输的容器或运输的预制件的某一区域。浴冷优选地具有冷却的或可冷却的物质，其优选为流体，特别优选为液体。在一实施方式中，所述物质优选为水，视要求可在该水中混合一种或数种添加剂。浴冷可以装配有用于冷却浴中存在的物质的冷却装置，以及/或者其可以包括用于交换被加热物质的循环。

也可以想像的是，浴冷通过利用水喷嘴和/或空气喷嘴冷却来补充或替代。该一个或多个冷却装置特别优选为可通过控制装置和/或传感器装置控制，为此，参数选自至少包括传输速度、灌装速度、灌装温度、预制件材料、瓶子大小、类似参数及其组合的组。

灌装装置8中液体和/或另一灌装装置12中气体的灌装可以在联锁、周期性联锁或非联锁机器中完成。在非联锁机器的情况下，吹塑机4和灌装机8优选地彼此间隔地安装，并通过例如空气运输装置(未示出)相互连接。如果使用空气运输装置，优选地通过该空气运输装置使用的处理空气进行容器的底部区域冷却。因此，如果或由于运输容器的持续时间足以用于冷却瓶子，优选地在吹塑机和灌装装置之间进行底部冷却。因此，可以想像仅在灌装装置中容器的灌装过程中和/或在下游装置或运输区段中包括冷却装置的实施方式。然而，组合配置也是可以想像的，即该配置中，同时在吹塑机和灌装装置之间提供空气运输装置和另一用于冷却容器底部的装置。

另外可以想像的是，至少在灌装装置和热交换装置之间的区域中，提供用于消毒盖子装置(其可用于封闭容器)，特别是用于消毒容器(内侧和/或外侧)的头部或口部区域的头部空间消毒器。

图2示出了运输路径18的示意图。运输路径包括在标号20和22之间延伸的另一运输区段。该运输区段中，通过吹塑机将预制件模塑成容器。在标号20和22之间的运输区段中，优选地进行容器的后冷却处理。在标号22和24之间，运输路径18优选地延伸通过冷却容器的灌装装置，其中可冷却瓶子的底部。在标号24和标号32之间延伸的运输路径区段中，优选地在传送带26上运输容器。通过传送带26将容器引导通过区段冷却区域28、30，在区段冷却区域28、30中，至少在底部区域冷却它们。从图2可以看出，区段冷却区域28、30可以形成为具有不同的长度，并可以任意期望的数量在沿运输路径18的任意期望位置提供。

本申请文件中公开的所有特征对本发明而言均是必要的，不论是单独或相互结合，相比于现有技术均是新颖的。

标号清单：

1                 用于灌装容器的装置

2、6、10、14      运输路径区段

3、14             线性传输单元

4                 吹塑机

8                 灌装装置

12                另一灌装装置

16                热交换装置

18                运输路径

20、22、24、32    运输区段

26                传送带

28、30            区段冷却区域

P                 箭头

Claims (10)

1.一种用于灌装容器，特别是瓶子的装置，包括用于运输所述容器的至少一个运输装置(2、6、10、14)、用于灌装所述容器的至少一个灌装装置(8)和用于调节所述容器底部区域温度的调温装置，其中，所述调温装置至少有时且至少部分地设置在所述运输的容器的底部区域中或下方，所述灌装装置(8)至少有时且至少部分地设置在所述运输的容器的口部区域中或上方；

其特征在于，所述调温装置以在灌装操作中或之后调节温度成为可能的方式设置在所述装置(1)上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调温装置是用于冷却所述容器底部区域的冷却装置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，通过所述调温装置可将流动介质施用到所述容器上，该流动介质优选为流体，特别优选为水或空气。

4.根据至少一项前述权利要求所述的装置，其特征在于，通过所述灌装装置(8)可将热流体引入所述容器中。

5.根据至少一项前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述至少一个冷却装置通过形成至少一个冷却区段的方式安装在所述灌装装置(8)之前和/或其中和/或之后，从而可以至少部分地进行运输的瓶子的周期性或连续性冷却。

6.根据至少一项前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述冷却装置在所述灌装装置(8)的区域中具有固定的和/或活动的水喷嘴，以便将水供给到所述容器的外壁上。

7.根据至少一项前述权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置包括另一灌装装置，所述另一灌装装置(12)优选地沿所述容器的运输路径设置在所述灌装装置(8)的下游。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，沿所述容器的运输路径在所述另一灌装装置(12)的下游提供热交换装置。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述冷却装置或至少一个另一冷却装置在所述另一灌装装置(12)和所述热交换装置(8)之间部分地形成为水浴和/或形成为具有水喷嘴或空气喷嘴。

10.一种用于灌装容器，特别是瓶子的方法，其中，通过至少一个运输装置(2、6、10、14)运输所述容器，利用至少有时且至少部分地位于运输的容器的口部区域中或上方的灌装装置(8)灌装所述容器，并通过至少有时且至少部分地位于运输的容器底部区域中或下方的调温装置调节所述容器的温度，

其特征在于，在灌装操作中或之后至少周期性地通过所述调温装置冷却所述容器。

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