CN102190264A - 将液体注入容器的装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将液体注入容器(10)的装置(1)及其操作方法。在所述操作方法中，所述注入装置(1)具有多个用于将液体注入容器(10)的注入设备(4)，至少暂时在注入过程中，利用至少一个气体交换设备(6)，通过第一和第二管道连接(14、16)将气体提供给容器(10)，或将气体移出容器(10)，所述第一管道连接(14)和所述第二管道连接(16)至少部分不同，其中提供冲洗模式，在该模式中，注入设备(4)和管道连接(14、16)至少部分被冲洗媒介冲洗。根据本发明，对于这些管道连接(14、16)，分别确定流过所述第一管道连接(14)的冲洗媒介和流过所述第二管道连接(16)的冲洗媒介的量。

Description

将液体注入容器的装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种将液体注入容器的装置以及一种用于容器注入的注入装置的操作方法。

背景技术

现有技术中，这种类型的装置已为人们熟知。这些装置通常具有多个带注入阀的注入设备，通过注入阀可将液体(例如饮料)注入容器中。该情况中，对于这些容器，必须经常进行清洁处理。为此，所谓的CIP(不拆机清洗)方法已为人熟知，该方法中，用清洗液(例如碱或酸)冲洗单个注入设备。该情况中，可以控制清洗过程，例如通过控制返回相连的CIP装置的清洁剂的量，但是现有技术中，只能通过测量或监测CIP装置的返回线中的单个清洁媒介的总量。

EP 0672 613 B1公开了一种清洁注入装置的方法。在该例中，通过产品线和注入装置的注入头将清洗和杀菌媒介吸入，并测量清洗和/或杀菌过程中流过每个单个注入头的清洗剂的量。在该装置中，流量测量设备相应的与每个注入头相连。

这些用于注入例如碳酸饮料的注入装置中会出现一些特殊情况。当使用这类装置时，容器不仅被将要注入的实际液体作用，还被气体媒介、二氧化碳、氮气或其它惰性气体或压缩气体作用。相反地，还提供气体管道以便容器放气，其中，气体从容器返回相应管道。

在有关冲洗方法和过程的内容中，同样还需要对这些单个气体管道进行清洗。在工作过程中，上述这些气体或气体管道也可能被将要注入的材料沾染，这将导致完全堵塞气体通道。

该例的一个问题是，现有技术还不能检查相应的气体管道和对应阀门设备是否真的也被冲洗媒介清洗。

发明内容

因此本发明的目的是改进这些用于注入碳酸饮料的注入装置的冲洗方法。但是，需要指出，根据本发明的方法和根据本发明的装置还可以使用于传统注入装置。

上述目的可依据本发明通过独立权利要求的主题获得。本方法的优选实施例和其它有利的改进形成了从属权利要求的主题。

依据本发明的将液体注入容器的注入装置的操作方法中，所述注入装置具有多个将液体注入容器的注入设备。在该例中，至少暂时在注入过程中，利用至少一个气体交换设备，通过第一和第二管道连接将气体提供给容器或将气体移出容器。第一管道连接和第二管道连接至少部分不同，除此以外，还提供冲洗模式，在该模式中，注入设备和管道连接的至少部分被冲洗媒介冲洗。在该例中，根据冲洗步骤选择冲洗媒介，例如碱或酸后是清洗步骤，即用水冲洗，或是消毒和/或杀菌步骤，即热水、饱和蒸汽或消毒法(例如双氧水法、过氧乙酸法或臭氧水)。

根据本发明，对于这些管道连接，分别确定至少一个值，该值代表流过第一管道连接的冲洗媒介和流过第二管道连接的冲洗媒介的量。该值可以是量化值或容积值或又例如已超过或未达到量的预设阈值的信息。

相比现有技术，本发明不仅确定流过特定注入部件的冲洗媒介的量，还确定流过单个气体管道的冲洗媒介的部分量。通过该方法，可以可靠地确定是否也对这些单个气体管道进行了清洗。

气体交换设备被理解为与对应注入部件或将要被注入的容器流体连通并优选可通过气体作用于容器和/或将气体移出容器的设备。优选地，气体交换设备具有阀门块或多个最好能被控制的阀门。

优选地，在冲洗模式过程中，冲洗媒介至少部分在注入设备中沿与被注入容器的液体的流动方向相反的方向流动。

在其它优选方法中，容器的气体供应和/或容器的气体移除由至少一个阀门设备控制。在该例中，优选地，提供具有多个阀门的阀门块，尤其是这些阀门还用于分别确定流过第一管道连接的冲洗媒介和流过第二管道连接的冲洗媒介。

优选地，对于同一气体或甚至不同气体，提供至少两个阀门设备，尤其最好至少三个阀门设备。更精确地说，由多个阀门设备控制气体的供应和移除，且这些阀门设备在冲洗过程中至少部分延时工作。由于这种延时操作，还可以分别确定，尤其是流过与阀门相关的单个管道连接的冲洗媒介。

在优选方法中，将要注入的液体是碳酸饮料或包含二氧化碳气体的饮料。

优选地，还分别确定单个注入设备(即单个注入部件)的冲洗媒介。在该例中，优选地，流量测量设备与每个注入设备相连以便实现该分别确定过程。通过这种方法，可以测量流量以及以适当方式添加，该方式依赖于某类填装器的清洗时的注入部件。此外，还可以将各个部分的清洗在时间上分为各个区域，并就一个或多个流量阈值对它们进行监测，因此即使没有量化测量也可估算清洗质量。因此，在该例中，没有测量冲洗媒介的决定量化测量值，而仅仅做了对比，即比较设置值是否超过特定阈值。但是，在该例中，至少确定了一个代表量的值。特别优选地，确定是否流量＞0，即流过第一和/或第二管道连接的流量是否发生。它可以在清洗开始后迅速被确定，且为了修理，清洗过程可以被停止。因此，在生产过程中，只会损失最少工作时间。

另外，例如在填料转盘的每次旋转中，可以利用最小流量值确定特定数量的注入部件(例如10个注入部件)，且可以将该信息传送给用户或存储在数据存储器中。通过这种方法，通常可以确定每次有哪些注入部件被供应了最少量冲洗媒介。另外，对于每个单独的注入部件还可以确定上述每次被确定为最小流量冲洗媒介的管道部分。

在该例中，实施时，一旦媒介流量被终止(例如由来自CIP装置的连接信号导致)，可以产生10个或更多注入设备或甚至特定数量气体管道以及待确定的相应注入设备或管道连接的流量值的列表。通过这种方法，一方面可以不论媒介而确定清洗质量，另一方面在可预见的未来还可能出现合适的传感器系统通过测量来确定清洗质量且将在中央计算机中优化清洗时间或非中心地及自动地和/或将在读出的数据的基础上进行手动校正。

优选地，利用同一测量设备确定流过第一管道连接的冲洗媒介的量和流过第二管道连接的冲洗剂的量。例如，可以在液体供应管道中提供流量测量设备，所述液体供应管道用于传输将要注入的饮料。在冲洗步骤中，冲洗媒介最好在反方向流过该流量测量设备，通过这种方法，可以确定流过上述整个注入设备和各个供气管道的冲洗媒介的量。同样的方法，可以确定唯一的定性证据，即是否发生过流量。

在其它优选方法中，可以总计流过不同管道部分的冲洗剂的总量。还可以通过该总计确定是否所有管道部分已被清洗。通过这种方法，可以检查第一方法步骤中总量是否足以用于所有管道部分，以及若否，在下一方法步骤中，决定哪个管道部分未被作用或仅被不足的冲洗媒介作用。

本发明还涉及将液体注入容器的装置，该装置具有多个将液体导入容器的注入设备，其提供至少一个气体交换设备，且特别地，每个注入设备被提供至少一个气体交换设备——至少暂时在注入过程中——气体交换设备通过至少两个管道连接与容器气体连通，其中所述两个管道连接至少部分相互分离，以便将至少一种气体媒介注入容器和/或以便从容器中移出气体媒介。在该例中，气体交换设备具有至少两个阀门，以便控制与容器的气体交换，且此外，提供冲洗设备，用冲洗媒介间歇地冲洗注入设备和管道连接。另外还提供流量测量设备，用于确定流过注入设备的冲洗媒介的量。

根据本发明，阀门驱动设备与流量测量设备通信，从而对于这些管道连接，可以分别确定流过第一管道连接的冲洗媒介和流过第二管道连接的冲洗媒介的量。在该例中，气体交换设备可以具有包含阀门和管道部分或部分管道部分在内的阀门块。

在冲洗过程中，上述驱动设备最好有目的地驱动阀门，例如延时地，以便以这种方式允许冲洗媒介延时进入不同管道连接以及可选地阀门本身。通过这种方式，流量测量设备可以分别确定每个管道连接各自的流量，以及可选地还可以发送代表该量的值。如上所述，该特征值还可以是信号，该信号在超过或未达到特定阈值时显示。

管道连接可以是例如所谓的返回气体管道，返回气体管道将气体从容器中传回阀门块，或可以是所谓的预压管道，预压管道在冲洗前或冲洗过程中将压缩气体作用于容器。

优选地，每个注入设备分别具有与之相关联的流量测量设备。该流量测量设备用在工作过程中以确定将要注入的媒介，即例如饮料的量。但是，该流量测量设备还可以用在冲洗步骤中，以便同样确定冲洗媒介的量。然而在该例中，优选地，每个注入设备只提供一个流量测量设备，如上所述，该流量测量设备还确定——通过适当熟练操作阀门——流过各个管道连接的冲洗媒介的量。优选地，流量测量设备能够确定双向流过的液体的量。

在其它优选实施例中，所述装置具有存储设备，以便存储或确定所测量的各个流体设备的冲洗剂的流量。如上所述，存储设备还可以存储每次分别流过各个管道连接的冲洗剂的量。存储在存储设备中的数据可以，例如被自动计算出来，并以例如操作和/或输出终端上的列表的形式显示出来，且被用户取回。

另外，可以探测注入设备是否适合于注入特定液体。例如在强烈发泡产品的例子中可能会出现问题，当注入该产品时，由于起泡沫，产品残留物常常被转移到管道连接和阀门中。特别地，若产品被注入二氧化碳气体且包含微粒(例如果粒或水果纤维)，这些微粒将被气泡带到气体管道和阀门中并将卡在那里。这些微粒的直径通常甚至大于各个阀门孔，因此这些微粒不能穿过阀门而导致阀门完全堵塞。因此，反向冲洗阀门或注入设备(使卡住的微粒沿将它们送到阀门的同一路径移动)的重要性也变得清晰。若例如通过注入装置传输这种新产品，通过计算清洗过程中探测到的流量值可以探测相对以前来说冲洗动作中的改变。若改为新产品后的流量值的趋势与注入以前的产品时的大不相同，那么将被注入装置的操作者认识到，或者优选地，清洗过程中的流量值在注入装置的控制设备的数据存储器中与清洗前注入的产品的信息相关联。通过这种方式，可以自动做出评估并说明注入特定产品后清洗质量是否下降，且可以在例如操作终端上做出报告。然后可以做出决定，该产品是否应该继续流过注入装置。

在验证注入装置(尤其是再次验证注入装置)的情况中，所描述的方法尤其适用于确定各个注入部件(特别是装置)的卫生状态。

附图说明

从下面的附图中可以明显得到更多优点和实施例。附图中：

图1a和1b是注入饮料的装置的简要示意图；

图2是清洗步骤的可能的时序的示意图；

图3是根据本发明的装置的框图；以及

图4a和4b是说明清洗步骤的示意图。

附图标记列表：

1         注入装置

4         注入设备

4a，b     气体阀门

5         冲洗盖

6         气体交换设备

7         供应管道

8         冲洗设备

9         产品管道

10        容器

11        电气连接线

12        气体传送管道

14，16，18连接管道

15，17，19(气动)阀门

22        流量测量设备

24        气体返回管道

26，28        连接管道

27，29        (气动)阀门

34            储液槽/环形管

36            产品管道

38            媒介分发器

40            注入阀门

42，44，46    罐

43，45，47    阀门

48            泵

52            冲洗剂返回管道

53，54，55，57阀门

58            冲洗剂管道

62            控制装置

66            气动块

64            处理线控制装置

68            存储设备

具体实施方式

图1a和1b是用于容器注入的装置的简要基本示意图。在该例中，提供储液槽34(例如环形管)，其中包含将要注入的产品。它通过产品供应管道36给注入设备4供料。在该例中，多个这种类型的产品供应管道和注入设备均匀地间隔排布在载物转盘(未示出)上。流量测量设备22确定正常工作过程中通过相应注入设备4注入的液体量(体积注入形式)以及在冲洗过程中的相反方向流过的冲洗剂的量。各个注入设备4能够被独立控制。如图1a所示，冲洗剂只冲洗右边的气体阀门4a，且根据流量测量设备22确定流过该右边阀门的冲洗剂的量。如图1b所示，通过适当的阀门操作，冲洗剂只冲洗左边的阀门4b，因此能够单独确定流过该左边气体阀门的冲洗剂的量。附图标记10指的是容器(仅示出简图)。它处于注入过程中压紧注入设备4的状态中，因此气体阀门4a、4b与容器内部流体连通。通过供应及移除设备(未示出)将容器10供应给或移除出载物转盘。在清洗操作状态中，注入设备上没有容器10。在该状态中，注入设备被所谓的CIP盖子封闭。

图2是冲洗过程(例如通过旋转载物转盘)的可能的时序的示意图。因此，多个注入设备可以排布在例如载物转盘上，且每个注入设备的冲洗过程可以在不同时间段I-IV进行。通过这种方式，冲洗步骤可以在时间或甚至空间上与各个注入设备相关联。在该例中，可以不需定量确定流过每个注入设备的冲洗剂的量，但是可以检查流量是否超过或未达到特定阈值。优选地，在不同时段I-IV中，开启如前一部分的另一气体阀门，并相应地冲洗该阀门。这意味着，例如在时段I开启并冲洗第一气体阀门4a，其中气体阀门4b是关闭的。在时段II第一气体阀门4a是关闭的，开启并冲洗第二气体阀门4b。

通过这种方式，在第一步中，可以确定每个气体阀门的流量值(依赖于媒介)。另外，还可以确定每个注入方向及每个气体阀门的瞬间流量值。另外，可以将各个注入设备的号码与各自测量值列成表格，通过这种方法可以确定流量阈值。然后，可以生成依赖于媒介的流量值的预报警值和报警值，且在测量值差异很大的情况下，可以对各个注入设备进行错误搜寻。

通过对媒介流量是否在带驱动的(即开启的)气体阀门(例如4a)的特定注入设备4上出现简单定性回答“是/否”，可以在冲洗过程的极早点确定气体阀门是错误地未被打开还是被污垢堵塞。因此，代表流过该气体阀门的流体媒介的量的值“流量＞0”。若针对一个或多个气体阀门检测到该值，通过下面将要描述的控制和/或存储设备可以产生表明或暗示给用户的错误报告，或自动终止冲洗过程而同样产生错误报告。，

图3是根据本发明的用于容器10的注入的装置的框图。在该例中，实线指的是媒介管道，虚线指的是气体管道，点划线指的是电气连接线。

在该例中，附图标记4指的是整个用于容器10(图3中未示出)的注入的注入设备。附图标记5指的是所谓的冲洗盖，该冲洗盖在冲洗过程中封闭注入阀门40以便实现冲洗剂的短路。在注入操作中，首先将待注入的产品通过供应管道7和阀门54传递给媒介分发器38。从该媒介分发器38开始，产品通过产品管道9进入储液槽(例如环形管34)。从该环形管34开始，产品通过产品延长管道36传递给注入设备4。流量计22确定注入的媒介的量。该流量计22通过电气连接线11与控制装置62相连。

附图标记8指的是整个用于冲洗注入设备4的冲洗设备。在该例中，提供多个罐42、44和46，例如罐42可以是碱罐，罐44可以是酸罐，罐46可以代表其它可行的罐，例如热水罐、冷水罐和消毒罐。阀门43、45、47和53、55以及57用于控制流过注入设备的冲洗剂流。冲洗剂可以通过冲洗剂管道52、冲洗剂返回管道58以及泵48进行传输。

附图标记14、16和18指的是简介中提到的连接管道，用于给注入设备4提供气体媒介或从注入设备4接收气体媒介。

附图标记12指的是通向管道连接14、16和18的相应气体传送管道。各种情况下，这些管道连接14、16和18分别与阀门15、17和19相关联，阀门15、17和19能够被相互独立操作。在该例中，例如对于CIP清洗过程，阀门15可以是气体阀门，以便增加经过注入设备的总流量，从而增强清洗效果。若没有探测到特定气体阀门的流量，该阀门通常是开启的。附图标记17涉及用于在注入过程中快速放气的气体阀门，附图标记19涉及用于在注入过程中缓慢放气的气体阀门。附图标记26指的是用于例如快速注入的另一连接管道。其中，气体阀门27在该管道中相应地设置。连接管道28可以用于缓慢注入且同样可具有气体阀门29。在该例中，阀门中用于缓慢注入的开启的阀门的截面小于用于快速注入的阀门中开启的阀门截面。或者作为另一种选择，所有的阀门中开启的阀门截面大小相等，且管道28中设有节流阀(未示出)。这些管道26和28能够被冲洗媒介冲洗。附图标记6指的是整个气体交换设备，该设备包含各个连接管道14、16、18、26、28和阀门15、17、19、27和29以及气体传送管道12。

附图标记66指的是整个气动块，该气动块用作驱动设备，并通过气体连接管道48驱动各个阀门15、17、19、27、29和注入阀门4a。如上所述，该气动块66与控制设备62通信，使得即使在冲洗过程中，也可以延时操作各个阀门，该方式依赖于流量测量设备22的测量值(通过管道49传送)。通过这种方法，首先可以在冲洗过程中关闭例如阀门15、17、27和29，仅开启阀门19。通过这种方式，可以确定管道连接18中是否流过足够的冲洗剂。然后，还可以开启阀门17，以便另外按照这种方法确定管道连接16中是否也流过足够的冲洗剂。对于其它管道连接14、16、18、26和28，可以相应地重复上述过程。

附图标记24涉及气体返回管道，在注入过程中，注入气体通过该管道再次进入环形管。附图标记64涉及上级处理线控制装置，即使在冲洗过程中，该装置也可以与其它注入设备4以及那些与后者相关的阀门协同运行，或另一方面，优选地与和注入装置同时被清洗的装置(未示出)协同运行。附图标记68指的是存储设备，该存储设备用于存储各个注入设备4或各个连接管道的流量。与各个注入设备或连接管道的参考值进行比较的结果可以存储在该存储设备中。

图4a示出了一清洗过程，其中，对阀门19进行快速释放的碱性清洗。在该例中，黑色的阀门43、53、54和19是开启的，其余的阀门是关闭的。相应地，冲洗媒介只能通过管道连接18这一路径，因此冲洗媒介首先通过该管道连接，然后通过注入设备4，最后通过流量测量设备22被传送回来。

根据本发明的“是/否流量探测”不仅可以用于注入装置中，在该装置中，产品管道36中设置有用于探测流量的流量计。若例如用伸入容器10中的注入水平传感器确定注入的产品的量，或若在注入过程中将容器10设置在称重装置上，那么例如可以在产品管道36中设置简单的流体开关而不是流量计，该流体开关不确定流量，而仅仅做出定性陈述“流量是/否”。通过这种方法，根据本发明的操作方法能够应用于任意注入技术。

图4b示出了一种情况，在该情况中，对所有阀门15、17和19进行完全的酸性清洗。在该例中，阀门45、55对酸罐44打开，通过全部管道连接14、16和18以及相关阀门15、17和19传送酸。

注入装置1的优选设计中，在气体返回管道24中具有流量测量设备(未示出)。因此，由于该路径构成产品管道36的旁路，同样可以通过管道26、28、通过阀门27、29确定流量。在确定过程中，优选地，阀门17和19以及注入阀门40是关闭的。只有将要被确定流量的阀门15和阀门27或29是开启的。在该例中，也可以使用简单的流体开关，用于“是/否流量探测”。

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。

Claims (10)

1.一种将液体注入容器(10)的注入装置(1)的操作方法，其中所述注入装置(1)具有多个用于将液体注入容器(10)的注入设备(4)，至少暂时在注入过程中，利用至少一个气体交换设备(6)，通过第一和第二管道连接(14、16)将气体提供给容器(10)，或将气体移出容器(10)，所述第一管道连接(14)和所述第二管道连接(16)至少部分不同，并且其中提供冲洗模式，在该模式中，注入设备(4)和管道连接(14、16)至少部分被冲洗媒介冲洗，其特征在于，对于这些管道连接(14、16)，分别确定至少一个值，该值代表流过所述第一管道连接(14)的冲洗媒介和流过所述第二管道连接(16)的冲洗媒介的量。

2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，在冲洗模式中，冲洗媒介至少部分在注入设备(4)中沿与被注入容器(10)的液体的流动方向相反的方向流动。

3.根据前述至少一项权利要求所述的操作方法，其特征在于，容器的气体供应和/或容器(10)的气体移除由至少一个阀门设备控制。

4.根据权利要求3所述的操作方法，其特征在于，由多个阀门设备控制气体的供应和移除，且这些阀门设备在冲洗过程中至少部分延时工作。

5.根据前述至少一项权利要求所述的操作方法，其特征在于，所述液体是碳酸饮料。

6.根据前述至少一项权利要求所述的操作方法，其特征在于，分别针对各个注入设备(4)确定所述冲洗媒介。

7.根据前述至少一项权利要求所述的操作方法，其特征在于，用同一测量设备(22)确定流过第一管道连接的冲洗媒介的量和流过第二管道连接的冲洗媒介的量。

8.一种将液体注入容器(10)的装置(1)，具有多个将液体注入容器(10)的注入设备(4)，以及至少一个气体交换设备(6)，所述气体交换设备(6)至少暂时在注入过程中通过至少两个管道连接(14、16)与容器(10)气体连通，其中所述管道连接(14、16)至少部分相互分离，以便将至少一种气体媒介注入容器(10)和/或以便从容器(10)中移出气体媒介，其中所述气体交换设备(6)具有至少两个阀门(15、17)，以便控制与容器(10)的气体交换，所述装置(1)还具有冲洗设备(8)，所述冲洗设备(8)用冲洗媒介间歇地冲洗所述注入设备(4)和所述管道连接(14、16)，所述装置(1)还具有流量测量设备(22)，用于确定流过注入设备(4)的冲洗媒介的量，其特征在于，所述阀门(15、17)的驱动设备(62)与所述流量测量设备(22)通信，从而对于这些管道连接(14、16)，可以分别确定流过第一管道连的冲洗媒介和流过第二管道连接的冲洗媒介的量。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，每个注入设备分别具有与之相关联的流量测量设备(22)。

10.根据前述至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，所述装置具有存储设备(68)，以便确定所测量的各个流动设备的冲洗媒介的流量。

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