CN104276312B - 充填装置、充填机以及用于充填容器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充填装置、充填机以及用于充填容器的方法，该充填装置用于特殊容器的食物产品包装设备。特别地，本发明涉及一种电子类型的充填装置，在该装置中阀与待充填的容器之间不会发生接触。具体地，本发明涉及饮料装瓶领域。特别地，本发明涉及一种充填装置(1)，该装置包括阀本体(2)，用于充填液体的分配管道(3)在阀本体中获得，分配管道(3)在下部终止于分配喷嘴(4)，其中阀本体(2)的下部(2’)包括围绕分配喷嘴(4)的套管(13)，以便在分配喷嘴(4)的外表面于套管(13)的内表面之间形成环形室(14)，其特征在于，所述套管(13)连接至布置为与气态卫生处理流体的源(20)流体连通的卫生处理管道(15)。

Description

充填装置、充填机以及用于充填容器的方法

技术领域

本发明涉及一种充填装置，该装置用于适合容器的食品包装设备。特别地，本发明涉及一种电子类型的充填装置，在该装置中，阀与待充填的容器之间不会发生接触。具体地，本发明涉及饮料装瓶领域。

背景技术

现有技术的充填阀可以属于两种不同的类型：机械阀和电子控制阀。

前者通常提供充填流体分配喷嘴与瓶颈之间的接触，这是能够确定瓶的充填水平以及能够停止所分配的流所必需的。这种类型的阀的缺点在于，例如，在一个瓶由于任何原因而被污染的情况下，这种污染可被传递到阀本身，因而被传递到下一个容器。这是一个严重的问题，因为在该领域中阀、容器以及其所有的周围环境的卫生处理是相当相关的因素。

反之，电子阀不提供与瓶的任何直接接触，因此消除了传递可能的污染的问题。但是，这种类型的阀还暴露于使存在于环境中的可能的微粒被带入进入容器的所分配的流中的风险。

为了消除这个缺点(该缺点可能存在于所有类型的充填机中，机械的和电子的)，已知的是将机器工作区域封闭在受控的大气环境中，在该大气环境中产生无菌空气过压，以便防止来自于外部的被污染的空气进入工作区域。但是，由于相当大的体积必须被保持在控制之下，这个解决方案(即使该接近方案被广泛地使用)是繁重的，并且在任何情况下该接近方案不保证在许多操作状态下(例如，诸如操作者进入充填机操作区域)完全不存在污染。

对工作场地的并且特别地对充填装置的卫生处理的关注是一个突出方面。在图1中示出了现有技术的电子阀的一个实例，在该图中连接围绕分配喷嘴的环形室的侧管道是可见的。这种管道(通称CIP(就地清洗)返回管道)为所有充填阀所公用以便清洗和消毒所有接触产品的那些部件。基本地，在清洗和卫生处理步骤期间，阀在下部被堵住，并且卫生处理液体通过产品供应管道加入。液体沿着阀分配管道行进、排出喷嘴、填充围绕液体的环形室并且如由箭头显示的排出侧管道。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种充填装置，该充填装置允许克服上文中阐述的缺点中的一个或者多个，并且特别地允许避免容器在经历充填操作时的外部污染。

这种问题通过如在本文中阐述的充填装置来解决，所阐述的内容是本说明书的整体的部分。

因此，本发明的一个目的是能够避免容器在经历充填操作时的外部污染的一种充填阀和一种包含该充填阀的充填机。

本发明的另一个目的是一种使用充填装置的方法，该方法能够避免容器在经历充填操作时的外部污染。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将一些实施例的实例的说明中变得更显而易见，这些实例在下文中通过说明性的、非限制性的实例的方式并参考下列附图给出：

图1表示在卫生处理步骤中的根据现有技术的充填装置的截面侧视图；

图2表示在操作状态中的根据本发明的充填装置的截面侧视图；

图3表示在卫生处理步骤期间的图2的装置的示意图；

图4表示在不同的操作状态中的图2的装置的示意图。

具体实施方式

参考附图，根据本发明的充填装置(总体上用数字1表示)包括本体2，用于充填流体的分配管道3在该本体中获得。分配管道3在下部终止于分配喷嘴4。

本体2通过支撑杆5固定至充填机(未示出)。用于瓶B的支撑臂6也固定至支撑杆5。支撑臂6是L形的并且终止于能够接合瓶B的颈部的叉形件7。

分配管道3连接至充填流体供应管8。

在一些实施例中，分配管道3包括大体上水平的第一段3’并包括通向分配喷嘴4的第二竖直段3”。在一些实施例中，第一段3’包括由两个阀装置10a、10b截断的两个大体上平行的分支9a、9b。两个分支9a、9b具有不同的直径。这样，可引导充填流体流过具有较大直径的第一分支9a或者流过具有较小直径的第二分支9b，从而改变分配的流体流速。

在图2中显示的实施例中，本体2的下部2’可与剩余的固定部2”脱离，以便允许其根据不同的分配需要而进行维护和更换，该下部包括分配管道3的端部并包括分送喷嘴4。为了这个目的，两个部分2’、2”的连接表面包括垫圈11(典型地为O型圈)和适合的固定装置12。

但是，显然的是，在其他的实施例中，本体2的下部2’和固定部2”可以形成单一件。

本体2的下部2’包括围绕分配喷嘴4的套管13，以便产生在喷嘴4的外表面与套管13的内表面之间形成环形室14的间隙。

套管13连接至卫生处理管道15。卫生处理管道15则又连接至管子16，该管子通过插入适合的阀装置17(例如，三通阀或者类似的阀)而分成连接至气态卫生处理流体的源20的第一管线18a以及连接至液体卫生处理流体的收集罐19的第二管线18b，液体卫生处理流体将能够从该收集罐中通过管子21和阀装置22再循环至阀本体2的分配管道3中，或者被丢弃。因此，这样，可使环形室14与所述气态卫生处理流体的源20连通，如将在下文中进行解释。

用于充填瓶B的产品从专用罐23中被取出，并且通过阀装置22加入进供应管8中。因此，阀装置22允许选择操作充填步骤或者卫生处理步骤。

在优选的实施例中，卫生处理管道15是已经存在于现有技术的充填装置中的CIP管道，本发明的装置区别于该现有技术的充填装置之处在于用于液体卫生处理流体的再循环管道(其是典型的CIP(就地清洗)处理)和到气态卫生处理流体的连接两者的存在，该连接的功能将被在下文中进一步地解释。

在可替换的实施例中，分离的卫生处理管道将能够被提供给液体流体和气态流体。

在优选的实施例中，充填装置1是电子受控装置，由此该装置被操作地连接到驱动和控制单元，该驱动和控制单元驱动阀装置10a、10b、17以及22的操作。

本发明的充填装置的操作如下所述。

在操作状态中，充填流体被从罐23中取出，并且该充填流体通过阀装置22和供应管道8加入进分配管道3中，然后该充填流体通过分配喷嘴4从该分配管道分配进瓶B中。伴随地，阀装置17使气态卫生处理流体的源20与环形室14流体连通。然后气态卫生处理流体(典型地无菌空气或者无菌惰性气体)离开围绕由充填装置1分配的充填液体流的环形室14，从而保证它与外部环境的隔离。

气态卫生处理流体通过一过压(用“P++”表示)离开环形室14，该过压高于通常相对于外部环境存在于充填机工作区域中的过压(用“P+”表示)，由此气态流体流被有效地产生，该气态流体流从瓶B的颈部向外放出。因此，防止了粉尘或者其他污染物穿过进入瓶B中。

相反，在非操作维护步骤(图3)中，充填装置1的开口将由适合的封闭件24密封，并且液体卫生处理流体将通过阀装置22和供应管道8加入，该液体卫生处理流体将在分配管道3和环形室14中循环，然后该液体卫生处理流体将通过卫生处理管道15被去除。在这个情况下，阀装置17将引导离开的液体流体进入罐19中。

在图4中示出的不同操作状态中，将能够执行通过从罐23中取出的充填液体的容器的常规充填。在可应用到无需特殊卫生处理的类型的产品的情况下，卫生处理气体将被排除。

因此，本发明的另一个目的是一种用于充填容器B的方法，包括以下步骤：

a)提供一种充填机，该充填机包括至少一个如上所述的充填装置1，所述充填机包括受限的(confined，限定边界的)操作环境，该操作环境具有相对于外部环境的大体上无菌流体的过压，

b)将所述至少一个充填装置1的卫生处理管道15与气态卫生处理流体的源20连接，

c)通过所述至少一个充填装置1的分配喷嘴4分配充填流体，

d)伴随所述步骤c)，通过所述卫生处理管道15和所述环形室14分配所述气态卫生处理流体，以便形成围绕所分配的充填流体的流并且围绕所述容器B的颈部的大体上无菌的环境，在该无菌的环境中所述卫生处理流体具有相对于充填机1的受限的操作环境的过压。

充填机的受限的操作环境通常通过布置封闭机器的一系列侧板和上板而获得。具有相对于外部环境的轻微过压的无菌空气典型地被加入进这种受限的环境中，以便避免空气的入口可能会从外部被污染。

本发明的优点通过上文中所描述的是显然的。

实际上，本发明的充填装置解决了避免待充填的容器和充填流体的污染的问题，从而在充填流体分配点的附近产生大体上无菌的环境。

因为常规的充填装置将能够被使用，从而也如上文所述的将CIP管道连接到气态卫生处理流体的源上，所以这个结果在基本上不改变阀的结构的情况下而得到实现。因此，同一CIP管道将具有以下的双重功能，即，在阀的非操作维护步骤期间为用于液体卫生处理流体的排放管道；在充填机的操作步骤期间为用于气态卫生处理流体的入口管道。

显然的是已经描述了本发明的仅一些特别的实施例，本领域技术人员将能够对这些实施例做出有必要适应其特定的应用的所有那些修改，而无论如何不会脱离本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种充填装置(1)，所述充填装置包括本体(2)，用于充填流体的分配管道(3)在所述本体中获得，所述分配管道(3)在下部终止于分配喷嘴(4)，其中所述本体(2)的下部(2’)包括围绕所述分配喷嘴(4)的套管(13)，以便在所述分配喷嘴(4)的外表面与所述套管(13)的内表面之间形成环形室(14)，其中，所述套管(13)连接至卫生处理管道(15)，所述卫生处理管道布置成与气态卫生处理流体的源(20)流体连通，其特征在于，所述卫生处理管道(15)连接至管子(16)，所述管子通过插入适合的阀装置(17)而分成第一管线(18a)和第二管线(18b)，所述第一管线连接至所述气态卫生处理流体的源(20)，所述第二管线连接至液体卫生处理流体的收集罐(19)。

2.根据权利要求1所述的充填装置(1)，其中，所述分配管道(3)连接至充填流体供应管(8)，并且所述分配管道包括大体上水平的第一段(3’)并包括通向所述分配喷嘴(4)的第二竖直段(3”)，其中所述第一段(3’)包括两个大体上平行的分支(9a、9b)，两个所述分支由两个阀装置(10a、10b)截断并且具有不同的直径。

3.根据权利要求1或2所述的充填装置(1)，其中，所述本体(2)的所述下部(2’)包括所述分配管道(3)的端部并包括所述分配喷嘴(4)，并且所述下部能与剩余的固定部分(2”)脱离。

4.根据权利要求1或2所述的充填装置(1)，其中，所述充填装置(1)是操作地连接至驱动和控制单元的电子受控装置，所述驱动和控制单元驱动所述阀装置(10a、10b、17、22)的操作。

5.一种充填机，包括至少一个根据权利要求1至4中任一项所述的充填装置(1)。

6.根据权利要求5所述的充填机，还包括受限的操作环境，所述受限的操作环境具有相对于外部环境的大体上无菌流体的过压。

7.根据权利要求6所述的充填机，其中，所述受限的操作环境包括封闭所述充填机的一系列侧板和上板，具有相对于所述外部环境的过压的无菌气态流体被加入到所述受限的操作环境中。

8.一种用于充填容器(B)的方法，包括以下步骤：

a)提供充填机，所述充填机包括至少一个根据权利要求1至4中任一项所述的充填装置，所述充填装置包括本体(2)，用于充填流体的分配管道(3)在所述本体中获得，所述分配管道(3)在下部终止于分配喷嘴(4)，其中所述本体(2)的下部(2’)包括围绕所述分配喷嘴(4)的套管(13)，以便在所述分配喷嘴(4)的外表面与所述套管(13)的内表面之间形成环形室(14)，所述充填机包括受限的操作环境，所述受限的操作环境具有相对于外部环境的大体上无菌流体的过压，

b)将所述环形室(14)与气态卫生处理流体的源(20)连接，

c)通过所述至少一个充填装置(1)的所述分配喷嘴(4)分配充填流体，

d)伴随步骤c)，通过所述环形室(14)分配所述气态卫生处理流体，以便形成围绕所分配的充填流体的流并且围绕所述容器(B)的颈部的大体上无菌的环境，其中所述气态卫生处理流体具有相对于所述充填机的所述受限的操作环境的过压，

e)其中，在非操作维护步骤中，所述阀装置(17)将引导离开的液体流体进入所述卫生处理流体的所述收集罐(19)中。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述受限的操作环境包括封闭所述充填机的一系列侧板和上板。