CN104692310A - 用于将灌装产品注入容器的灌装头及清理灌装头的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将灌装产品注入饮料灌注设备中的容器的灌装头(1)，该灌装头包括能够通过提升传动装置(2)操纵的、用于将灌装产品通过灌装产品流出口(12)计量注入待灌注容器的灌装阀(3)，以及用于密封封闭灌装产品流出口(12)从而清洗灌装头(1)的清洗罩(4)，其中清洗罩(4)能够借助灌装阀(3)的提升传动装置(2)密封地压在管状产品流出口(12)上。

Description

用于将灌装产品注入容器的灌装头及清理灌装头的方法

技术领域

本发明涉及一种灌装头，用于将灌装产品注入饮料灌注设备中的容器，优选用于将饮料注入饮料灌注设备中的瓶或罐，本发明还涉及一种用于清洗灌装头的方法。

背景技术

已知将饮料注入饮料灌注设备中的容器或罐。对此设有灌装头，该灌装头用于将灌装产品从灌装产品储存罐通过灌装产品流出口进行灌注并从而控制注入容器的灌注量，灌装产品流出口与待灌注容器的各个入口对齐。为了实现灌装产品正确地计量注入容器，灌装头通常具有灌装阀，该灌装阀能够通过提升传动装置进行控制。借助提升传动装置可以在特定的时间点打开灌装阀并且在另一个时间点将其关闭，从而实现规定灌注量的灌装产品流入容器中。

此外，灌装阀可以这样构成，即，该灌装阀在灌装产品注入容器的过程中能够实现不同大小的体积流量，例如在灌注过程开始时实现减小的体积流量，从而减小起泡的趋势，随后实现尽可能高的灌注体积流量，从而获得快速的灌注过程，以及在结束时再次实现减小的灌注体积流量，从而例如在待灌注的容器中精确地获得灌装产品的规定的灌注体积或者规定的灌注高度。

灌装头通常安置在回转转盘上，从而实现连续的灌注过程。

灌装阀的提升传动装置例如可以是气动传动装置，电动传动装置，电磁传动装置、例如直线电动机，或机械传动装置、例如以与灌装阀有效连接的滚轮的强制运行装置的形式，该滚轮沿着灌注转盘在相应的曲线上运动。

已知各种方法用于清洗已知的灌装头。一个特别有利的清洗方法是所谓的实地清洁(Clean-In-Place，CIP)方法，在该方法中不需要拆除灌装头以进行清洗，而是在装配的状态下彻底清洗。为此借助清洗罩或所谓的CIP罩密封封闭灌装头的灌装产品流出口，从而清洗流体能够冲洗灌装头的所有产品流经的区域，该清洗流体通常通过单独的、通入灌装头的通道输送。

这种清洗罩通常借助单独的压紧装置压紧在灌装产品流出口上，从而实现密封封闭。另外，清洗罩在灌注过程中进行偏转或移动，从而实现无障碍的灌注过程。对此，例如由DE 94 03 832 U1已知该清洗罩，该清洗罩相对于转盘轴线性或径向地朝转盘轴的方向移动。替换性地，清洗罩可以在固定臂上偏转离开灌注区域。

为了密封清洗罩，需要相应的至少两个运动装置和相应的至少两个传动装置。一方面需要平移运动或偏转运动，该运动必须通过传动装置产生，通过该运动使清洗罩从停留位置移入灌装产品流出口下方的清洗前置位置。另一方面需要压紧运动，该运动必须通过压紧传动装置产生，通过该运动使清洗罩随后从清洗前置位置移入清洗位置，在该清洗位置中清洗罩密封地压紧在灌装产品流出口上。

发明内容

基于已知的现有技术，本发明的目的在于，提供一种具有较简单的构造的灌装头。

该目的通过具有权利要求1特征的灌装头实现。有利的扩展方案由从属权利要求给出。

相应地提出一种用于将灌装产品注入饮料灌注设备中的容器的灌装头，该灌装头包括能够通过提升传动装置操纵的、用于将灌装产品通过灌装产品流出口计量注入待灌注容器的灌装阀，以及用于密封封闭灌装产品流出口从而清洗灌装头的清洗罩。根据本发明，该清洗罩借助灌装阀的提升传动装置能够密封地压紧在灌装产品流出口上。

通过清洗罩借助灌装阀的提升传动装置能够密封地压紧在灌装产品流出口上，能够实现明显更加简单的灌装头构造。特别是可以省去其中一个传动装置，即单独的压紧传动装置，根据现有技术，该压紧传动装置用于将清洗罩压紧在灌装产品流出口上。

换句话说，操控灌装阀的提升传动装置同时也用于将清洗罩压紧在灌装产品流出口上。由此可以提供如下比较简单的灌装头构造，即，可以舍弃单独的压紧传动装置和用于该压紧传动装置的各个控制装置。由此使得整个装置在构造方面不太需要维修并且比较经济。

另外，通过舍弃单独的压紧传动装置，灌装头能够不太复杂地构造而成，从而可以改善灌装头的清洗性能。此外，可以减小灌装头的形状系数，从而灌装头能够更加紧凑地构造而成并且相应地在装入饮料灌注装置的转盘时实现更高的灵活性。

本发明利用了，即使在灌装头的清洗或消毒过程中也需要打开灌装阀。特别是借助提升传动装置将阀锥从其灌装阀座向上提升，从而能够贯穿冲洗或者从四面冲刷灌装头内部的所有流经产品的区域。该充分打开灌装阀的提升运动同时也用于将清洗罩压紧在灌装产品流出口上。

清洗罩和提升传动装置优选能够通过连接装置可控地相互连接。以这种方式能够避免在灌注过程中始终与灌装阀同步的提升和下降，并且只在清洗过程或消毒过程中进行提升和下降。

为了实现可控地连接清洗罩和传动装置以清洗灌装头，清洗罩优选能够线性和/或径向地从停留位置移入清洗前置位置，和/或清洗罩能够从停留位置转入清洗前置位置。

径向在这里是指这样的方向，当灌装头安装在回转灌注装置的转盘中时，该方向从灌注转盘的旋转轴径向向外延伸。通过灌装头的装配规定了优先方向。通过灌装头的几何结构以及特别是用于固定待灌注容器的固定部件的构造给出了该径向方向，但也是在灌装头本身上，不需要将该灌装头装入回转灌注装置的转盘中。

优选在清洗罩移动和/或偏转的同时能够通过连接装置在清洗罩和提升传动装置之间形成机械连接。

为了能够通过平移或偏转在清洗罩和提升传动装置之间形成有效连接，设置有清洗罩支架，该清洗罩支架能够通过连接装置与提升传动装置建立可控的有效连接。特别优选连接装置具有设置在清洗罩支架上的连接区段和与其互补的的、与提升传动装置相连的连接接收部，连接区段和连接接收部能够彼此啮合从而形成连接。

在一个具体的实施方式中，清洗罩支架基本上形成C形或弓形。设有上部支臂和下部支臂，它们径向延伸，其中下部支臂支撑清洗罩并且上部支臂支撑连接装置，该连接装置能够连接相应的、与提升传动装置有效连接的连接区段。

连接接收部可以安置在灌装阀的推杆上，并且在清洗罩支架从停留位置平移或偏转进入清洗位置的过程中连接区域能够与灌装阀的推杆上的连接接收部相连接。

由于在灌装阀或阀锥从其灌装阀座提升时，在能够充分压紧清洗罩之间，首先打开灌装阀，所以导致了遗留在灌装阀上部的流体通过灌装产品流出口和还未充分密封压紧的清洗罩之间的缝隙短时间地流出。由于在灌装头的清洗时总归需要使剩余的灌装产品从灌装产品储存罐、导管和灌装头中排出，并且遗留在关闭的灌装阀上部的剩余灌装产品必然需要从灌装头流出，所以这种短时间的流出并不是不利的。此外，在这种情况下，也能够如期望地清洗灌装产品流出口和还未充分闭合的清洗罩之间的缝隙，从而也能够清洗这样的区域，特别是装置区域，在该区域上清洗罩密封地紧靠在灌装头上。

在一个替换方案中，通过传动机构和/或操纵杆能够实现，相比于阀锥从灌装阀座的提升，清洗罩更加快速地压紧在灌装产品流出口上，从而能够减少或者能够完全避免流体从灌装产品流出口和清洗罩之间的缝隙流出。

为此，提升传动装置和阀锥之间的连接也可以带有空转，由此提升传动装置首先需要将推杆提升一段规定的距离，并且随后才提升阀锥。由此，能够首先提升清洗罩支架，而后才打开灌装阀。相应地，在打开灌装阀之前，清洗罩就已经能够密封地压紧在灌装产品流出口上。

优选设有一个传动装置用于使清洗罩在停留位置和清洗前置位置之间运动。特别优选该传动装置通过连接装置有效连接清洗罩和提升传动装置，优选在清洗罩支架上。借助该传动装置能够以这种方式接通连接装置。

根据权利要求8所述设置了用于清洗灌装头的清洗方法。有利的扩展方案由从属权利要求给出。

相应地，用于清洗上述灌装头的方法包括如下步骤：清洗罩从停留位置移入清洗前置位置；清洗罩与灌装阀的提升传动装置连接；以及通过提升传动装置的操纵打开灌装阀；用清洗罩密封灌装产品流出口。

通过借助灌装阀的提升传动装置将清洗罩提升或压紧在灌装产品流出口上，能够省去较昂贵的控制装置，并且能够舍弃单独的、用于压紧或降低清洗罩的压紧传动装置。

优选对灌装阀喷射清洗介质或消毒介质，并且清洗罩至少一次，优选周期性地通过灌装阀的部分闭合而下降，从而清洗介质、消毒介质和/或冷凝液能够从灌装产品流出口流出。

以这种方式能够清洗或消毒在清洗罩和围绕灌装产品流出口的灌装头部件之间的装置表面或密封面。此外，在借助热蒸汽或饱和蒸汽消毒灌装头的过程中积聚的冷凝液能够导出并且维持热蒸汽或饱和蒸汽的持续流通。

附图说明

接下来通过附图描述进一步阐述本发明的优选的其它实施方式和其它方面。其中：

图1示出了带有在清洗位置的、压紧的清洗罩的灌装头的侧向截面示意图；

图2示出了从前面观察处于清洗位置的、图1所示的灌装头的截面示意图；

图3示出了带有在清洗前置位置的闭合的灌装阀和下降的清洗罩的、前述附图所示的灌装头的侧面示意图；以及

图4示出了带有在停留位置的移至一侧的清洗罩和闭合的灌装阀的、前述附图所示的灌装头。

具体实施方式

接下来根据附图描述优选的实施例。其中，各个附图中相同、相似或作用相同的部件用相同的附图标记表示，并且为了避免冗余，在接下来的描述中部分地省略了对这些部件的重复描述。

图1示出了用于将灌装产品灌注入饮料灌注设备中的、图中未示出的容器的灌装头1。设有能过借助提升传动装置2操纵的灌装阀3，该灌装阀用于将灌装产品计量注入待灌注的容器中。灌装阀3包括灌装阀锥30以及灌装阀座32，灌装阀座基本上与灌装阀锥30互补地形成，并且灌装阀锥30能够密封地降低到灌装阀座中。如果灌装阀锥30降落到灌装阀座32中，灌装阀3就闭合。

灌装产品能够通过灌装产品通道10从未示出的灌装产品储存罐流至灌装阀3，从而随后通过灌装产品流出口12流入安置在下方的容器中。

提升传动装置2通过推杆20作用在灌装阀锥30上，从而通过提升传动装置2牵引推杆20时灌装阀锥30抬高并且相应地提升离开灌装阀座32，灌装产品能够通过灌装产品流出口12流入待灌注的容器。如果提升传动装置2降低推杆20并且由此使灌装阀锥30重新降落到灌装阀座32中，灌装产品流通就中断。此外，通过借助提升传动装置2改变推杆20的上升情况，也能够调节流动和通过灌装阀3的流量，从而实现与待灌注容器的形状以及灌装产品的性质的匹配。

借助弹性的褶皱管22实现了灌装阀3和灌装头1的其它区域，例如推杆20和提升传动装置2之间的卫生的密封。

提升传动装置2可以设计成气动，但也可以设计成电磁方式，例如借助直线电动机，或者也可以设计成机械方式，例如以与滚轮轨道互补的滚轮的强制运行装置的形式。

为了能够清洗流经产品的区域和特别是灌装产品通道10和阀锥30以及灌装阀座32，借助清洗罩4密封地闭合灌装产品流出口12。为此将清洗罩4密封地压紧在灌装产品流出口12上，从而清洗流体不再能够从灌装产品流出口12流出。

随后，通过单独的清洗通道14，也称为CIP通道，输送相应的清洗介质和/或消毒介质，由此清洗灌装头1。通过清洗通道14输送的清洗介质流入灌装产品流出口12的区域，随后流动穿过阀锥30和灌装阀座32之间的缝隙，并且最后流过灌装产品通道10。为了获得最佳的清洗效果，清洗介质优选朝这样的方向循环，该方向与灌装产品在灌注过程中的流动方向相反。在图1中，清洗介质相应地从下而上流经灌装阀3。借助清洗介质完成清洗之后，可以以相同的方式进行消毒。

清洗罩4安置在清洗罩支架40上，该清洗罩支架具有下部支臂42、侧面支臂44和上部支臂46。下部支臂42支撑清洗罩4。垂直的侧面支臂44沿灌装阀3的提升方向X或者沿传动装置2的提升方向X延伸。上部支臂46基本上平行于下部支臂42延伸。

图1所示的状态对应于清洗罩4的清洗位置，在该状态下，清洗罩支架40通过连接装置5与提升传动装置2有效连接。连接装置5包括设置在清洗罩支架40的上部支臂46上的连接区段50，该连接区段与传动装置2的推杆20上的连接接收部52啮合。借助连接装置5能够在清洗罩4或清洗罩支架40与灌装阀3的提升传动装置2之间形成可控的连接，从而在连接装置5的第一工作位置时将提升传动装置2的运动传递到清洗罩4上，并且在连接装置5的第二工作位置时不将提升传动装置2的运动传递到清洗罩4上。图1至3示意性地示出了连接装置5的第一工作位置。图4示意性地示出了连接装置5的第二工作位置。

为了控制连接装置5，借助传动装置6使清洗罩支架40朝Y方向移动，也就是朝垂直于提升方向X的方向移动。Y方向也朝径向方向延伸。通过清洗罩支架借助传动装置6朝Y方向移动，对连接装置5在第一和第二工作位置之间进行切换。

图2示出了图1所示的灌装头1从前面看的截面示意图，如该图所示，连接区段50形成了叉形，而推杆20上的连接接收部52则形成为相应的、与连接区段50的叉形结构互补的槽。换句话说，推杆20和提升传动装置2以及清洗罩支架40通过连接装置5形状配合地有效连接，从而在推杆20运动时清洗罩支架40也进行运动，因为该清洗罩支架与推杆20间接啮合。

在其它的实施方式中，可以在推杆20上形成凸肩来替代槽，该凸肩可以连接连接区段50和连接接收部52并且实现清洗罩支架40的提升。连接装置5也可以以其它任意方式形成，该连接装置能够可控地连接连接区段50和连接接收部52，从而能够通过灌装阀3的提升传动装置2来抬高清洗罩支架40。该连接能够通过清洗罩支架40和推杆20之间的相对运动而实现，例如通过清洗罩支架40相对于推杆20的径向或线性平移或者通过清洗罩支架40相对于推杆20的偏转。

在图1和2中可以看出，清洗罩4固定地压紧在灌装产品流出口12上，对此通过提升传动装置2来实现将清洗罩4压紧在灌装产品流出口12上，因为提升传动装置2也将灌装阀3完全抬高并且同时通过清洗罩支架40将清洗罩4压紧在灌装产品流出口12上。

图3示出了处于第二状态下的灌装头1，即处在这样一个状态下，在该状态中清洗罩4相对于灌装产品流出口12下降。这种状态也称为清洗前置状态。因为借助连接装置5使清洗罩4通过清洗罩支架40与提升传动装置2或者提升传动装置2的推杆20有效连接，所以同时也使得灌装阀锥30下降到灌装阀座32中，从而密封灌装阀3。

清洗罩支架40和提升传动装置2连接之后，清洗罩4和灌装阀锥30同方向地运动。相应地，在这里通过用来闭合灌装阀3的传动装置2的下降运动同时也使清洗罩4下降到清洗前置位置中，从而不再密封地封闭灌装产品流出口12。而是随后在灌装产品流出口12和清洗罩4之间产生空气缝隙。

上部支臂46借助连接装置5，即通过连接区段50和连接接收部52与传动装置2的推杆20建立有效连接，该上部支臂相应地沿提升方向X抬高或者在图3所示的情况下下降，从而清洗罩4随着灌装阀3或提升传动装置2的提升而一起抬高和下降，提升传动装置引起灌装阀3的提升。

为此在阀壳体34中设有足够大的凹槽16，清洗罩支架40的上部支臂46贯穿该凹槽延伸。凹槽16具有这样的尺寸，即，上部支臂46的提升运动能够和推杆20一起无障碍地进行。根据连接装置5的构造以及连接和操纵所需的运动而构建凹槽16。

图4示出了处于另一位置中的灌装头1，即停留位置，在该位置中清洗罩4充分离开灌装产品流出口12的下方，从而能够通过灌装头1无障碍地对容器灌注灌装产品。

对此清洗罩支架40朝方向Y移动，方向Y或径向方向可以是在回转灌注装置中。相应地，在清洗罩4的停留位置时灌装产品流出口12再次完全畅通，从而不会阻碍灌注。

同样借助传动装置6实现清洗罩支架40或清洗罩4从清洗前置位置移入停留位置，该传动装置使清洗罩支架40相应地朝Y方向移动。对此传动装置6用于使清洗罩4从如图4所示的停留位置移入清洗位置，在该清洗位置时清洗罩支架40的连接区段5与传动装置2的连接接收部52有效连接。传动装置6能够相应进行简单的设计并且对定位精确度和传动装置6的控制要求很低，因此在这里能够获得成本有利的解决方案。

在图4所示的停留位置时，清洗罩4在灌装阀3的操作过程中不会升高或下降，因为清洗罩4与提升传动装置2分离。相应地在常规的灌注过程中可以舍弃清洗罩4的持续抬高和下降，从而提升传动装置2的运动量相对于清洗过程减小并且由此实现灌装阀3的较快反应时间。

多个灌装头1能够相互并行地运行，由此在这里能够实现特别有效的清洗或消毒。这些灌装头1优选以相同的间距安置在同一个灌注转盘的圆周上。

在灌注过程中，清洗罩4基本上设在停留位置，正如图4中所示。在该停留位置进行饮料灌注设备中的灌注操作，即，灌装产品通过灌装产品流出口12引入安置在下方的容器中。

在灌注过程结束之后或者在更换产品时需要清洗饮料灌注设备以及特别是各个灌装阀3。为此例如借助图4所示的传动装置6使清洗罩4移开停留位置，即，使该清洗罩安置在各个灌装产品流出口12下方的清洗位置中。

传动装置6能够以已知的方式通过短的曲线区段而位于这里未示出的凸轮的控制范围内，对此灌注转盘随后需要缓慢地至少转完一圈，从而整个凸轮在转完之后在曲线部件上相应地重新定位并且由此整个清洗罩4转入清洗位置或者线性地移入该位置。也可以设置其它的传动装置，例如气动传动装置，电传动装置或电磁传动装置。

通过固定有清洗罩4的清洗罩支架40的偏转或线性平移，同时进行清洗罩支架40的连接区段50在与其互补的、在提升传动装置2或提升传动装置2的推杆20上的连接接收部52中的机械啮合，从而清洗罩支架40与提升传动装置2建立连接。

随后，沿提升方向X操纵提升传动装置2，从而阀锥30抬高离开灌装阀3的灌装阀座32。在灌装阀锥30的抬高过程中，同时也通过连接装置5抬高清洗罩支架40，从而清洗罩4密封地压紧在产品流出口12上。

在清洗位置时能够通过未示出的锁紧装置锁紧清洗罩4，从而密封地封闭灌装产品流出口12而不依赖于提升传动装置2的运动。

通过清洗通道14使清洗介质贯穿流过灌装头1，从而清洗所有产品流经的路径并且能够冲洗清洗罩4和灌装产品流出口12之间的设备区域。随后可以通过相应的输送产品的通道导入消毒介质，例如饱和蒸汽，从而实现表面的消毒。在消毒过程中，清洗罩4可以通过周期性操纵提升传动装置2而下降规定的量，从而排出冷凝液并且实现在规定的背压下饱和蒸汽持续流动通过产品流经的路径。灌装阀3中的缩小的缝隙与灌装产品流出口12和清洗罩4之间的空气缝隙的结合导致限定的流动阻力，该流动阻力实现可靠的消毒。

在清洗过程或消毒过程结束之后，例如借助传动装置6拉动或旋转清洗罩4进入如图4所示的位置，从而随后能够再次进行灌注过程。

只要能够应用，便能使各个实施例中所描述的所有单个特征相互结合和/或替换，而不会超出本发明的范围。

附图标记说明

1     灌装头

10    灌装产品通道

12    灌装产品流出口

14    清洗通道

16    凹槽

2     提升传动装置

20    推杆

22    褶皱管

3     灌装阀

30    灌装阀锥

32    灌装阀座

34    阀壳体

4     清洗罩

40    清洗罩支架

42    下部支臂

44    侧面支臂

46    上部支臂

5     连接装置

50    连接区段

52    连接接收部

6     传动装置

X     提升方向

Y     径向方向

Claims (11)

1.一种用于将灌装产品注入饮料灌注设备中的容器的灌装头(1)，所述灌装头包括能够通过提升传动装置(2)操纵的、用于将灌装产品通过灌装产品流出口(12)计量注入待灌注容器的灌装阀(3)，以及用于密封封闭所述灌装产品流出口(12)从而清洗所述灌装头(1)的清洗罩(4)，

其特征在于，

所述清洗罩(4)能够借助所述灌装阀(3)的所述提升传动装置(2)密封地压在所述管状产品流出口(12)上。

2.根据权利要求1所述的灌装头(1)，其特征在于，设有连接装置(5)，借助所述连接装置能够将所述清洗罩(4)和所述提升传动装置(2)可控地相互连接。

3.根据权利要求1或2所述的灌装头(1)，其特征在于，所述清洗罩(4)能够线性和/或径向地从停留位置平移进入清洗前置位置，和/或所述清洗罩(4)能够从停留位置偏转进入清洗前置位置。

4.根据权利要求3所述的灌装头(1)，其特征在于，在所述清洗罩(4)平移和/或偏转的同时能够通过连接装置(5)在所述清洗罩(4)和所述提升传动装置(2)之间形成机械连接。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的灌装头(1)，其特征在于，所述清洗罩(4)固定在清洗罩支架(40)上，所述清洗罩支架能够通过连接装置(5)与所述提升传动装置(2)可控地有效连接。

6.根据权利要求5所述的灌装头(1)，其特征在于，所述清洗罩支架(40)具有连接区段(50)，所述连接区段能够与所述提升传动装置(2)上的连接接收部(52)可控地啮合。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的灌装头(1)，其特征在于，设有传动装置(6)用于使所述清洗罩(4)在停留位置和清洗前置位置之间运动。

8.根据权利要求6所述的灌装头(1)，其特征在于，在清洗前置位置中所述传动装置(6)与连接装置(5)优选通过清洗罩支架(40)有效连接，从而连接所述清洗罩(4)和所述提升传动装置(2)。

9.用于清洗根据前述权利要求中任意一项所述的灌装头(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-所述清洗罩(4)从停留位置移入清洗前置位置以及所述清洗罩(4)与所述灌装阀(3)的提升传动装置(2)连接；

-通过所述提升传动装置(2)的操纵打开所述灌装阀(3)以及用所述清洗罩(4)密封所述灌装产品流出口(12)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述提升传动装置(2)在清洗之后再次闭合所述灌装阀(3)并且所述清洗罩(4)移入清洗前置位置。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，对所述灌装阀(3)喷射清洗介质或消毒介质，并且所述清洗罩(4)至少一次，优选周期性地通过所述灌装阀(3)的部分闭合而下降，从而清洗介质、消毒介质和/或冷凝液能够从所述灌装产品流出口(12)流出。