CN104743487A

CN104743487A - 用于充填容器的装置和充填机

Info

Publication number: CN104743487A
Application number: CN201410849582.0A
Authority: CN
Inventors: P·阿贝利; M·博范蒂
Original assignee: GEA Procomac SpA
Current assignee: GEA Procomac SpA
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: EP2889261A1; EP2889261B1; CN104743487B; ITPR20130105A1

Abstract

一种用于充填容器(2)的充填装置(1)，包括：用于分配充填流体的分配喷嘴(5)；用于充填流体的第一通路(3)；阀(4)，其由主体(6)和相对于主体(6)可移动的中央部分(7)形成，中央部分(7)具有成形末端(7a)，成形末端(7a)用于将无气的流体朝向容器(2)中央输送，并且具有用于将碳酸液体导向至容器(2)内壁的螺旋线(8)。

Description

用于充填容器的装置和充填机

技术领域

本发明涉及用于充填容器的装置和充填机。

背景技术

涉及行业领域是所谓的“敏感”食品(即，对于细菌污染和氧化特别敏感的产品，例如，等渗饮料、果汁、花蜜、软饮料、茶、奶基饮料、咖啡基的饮料等)的装瓶，对于这些食品，在整个包装阶段，防止所有微生物污染是至关重要的。

已知使用无菌技术的包装线，其中在控制的污染环境中发生不同操作，对于这些操作，瓶装的食品储存延长的时段并且甚至在室温下也具有化学/物理和器官感觉稳定性。

一般而言，无菌包装线设想到：

-充填产品的灭菌；

-器皿的灭菌；

-闭合件或盖的灭菌；

-环境的灭菌，在该环境中发生充填和加盖并且在整个生产时段维持无菌条件。

本申请人近来开发了一种用于生产和充填器皿的系统，其中所有的加工单元(型坯灭菌单元、成型、充填和加盖单元等)受到相对应隔离器保护，相对应隔离器适于限定许多受控制的污染环境，而用于移动型坯和器皿的搬运构件的装置位于隔离器本身外侧(欧洲专利EP2279850)。

本文提出的发明主要讲述用于流体产品的无菌充填和加料设备。

在高生产速率的情况下，充填设备具有旋转架构，多个充填龙头或阀布置于原始圆周上。

在已知的充填设备中，必须首先根据产品类型进行区分：

-所谓的“无气”产品，即无二氧化碳的产品的充填设备；

-碳酸产品，即包含二氧化碳的产品的充填设备。

一般而言，保持充填阀离容器口部一定距离来进行无气产品的充填，从而避免由于与阀本身接触而对容器造成任何污染，并且使产品流入到容器中央(“中央”充填)。

相反，几乎总是通过将充填阀放置成与容器接触来进行碳酸产品的充填。实际上，用于碳酸产品的充填方法设想到通过由充填阀气密地密封口部而执行的容器的加压步骤。

另一方面，与无气产品相比，二氧化碳的存在使得碳酸产品更不敏感，因此不太可能被污染。

碳酸产品充填时的限制是要减少或防止泡沫形成。为此目的，某些已知的方案使用所谓的流动“偏转”技术。例如，可以通过偏转器，即突出部获得偏转，偏转器迫使流动以伞状方式打开，因此，将产品输送到容器内壁，同时空气从容器本身中央排出。使用偏转器在充填期间减轻了流体的湍流，因此限制了泡沫产生。

偏转器的主要缺点与形式变化有关。为了获得良好偏转，突出部或齿必须定位于瓶主体与颈部之间的连接区。因此偏转器的位置需根据容器/瓶的形式而变化。

替代地，通过在充填阀内获得的螺旋线而获得偏转。由产品冲击螺旋线造成产品旋转，从而形成被输送到容器内壁的旋转流动。而且，在此情况下，从容器中央排出空气。螺旋线的使用解决了形式变化问题。

在某些无菌装瓶线中，需要充填无气产品和碳酸产品。当从一种产品类型变化到另一产品类型时，因此需要执行手动操作以便能转换龙头而能分配所希望的产品。为了不损坏无菌性，使用处置手套来执行这些操作，处置手套的使用非常难并且因此更耗时。

而且，用于转换龙头的部件位于在充填机的无菌环境内的储存区中；实际上，这种部件在开始生产之前与机器本身一起被灭菌。常常，使用处置手套难以接近储存区，因此干预操作需花费较长时间。

另一方面，如果需要通过打开隔离器接近门来进行干预(例如在根据EP2279850的设施中)，将失去无菌性，在操作结束时需要恢复无菌性，由于该线的停工期而导致明显的时间损失。

文献EP1411023提出了“在中央”充填无气和碳酸产品，而通过外侧管道进行空气排出。

发明内容

在此上下文中，基于本发明的技术任务是，提出一种用于充填容器的装置和一种充填机，其克服了上文所提到的现有技术的问题。

特别地，本发明的目的在于，提供一种用于充填容器的装置，其为“通用的”，即，其可用于分配无气和碳酸产品，无需执行任何手动调适干预。

本发明的另一目的在于，提出一种用于充填容器的装置和一种充填机，其能处理无气产品和碳酸产品而不降低该生产线的生产率。

本发明的另一目的在于，提出一种用于充填容器的装置，其是紧凑的并且在结构上是简单的。

所设置的技术任务和规定的目的基本上由用于充填容器的装置和充填机实现，其包括在所附权利要求中一项或多项中陈述的技术特征。

附图说明

本发明的另外的特征和优点从如在附图中所示用于充填容器的装置和充填机的优选但非排他性实施例的非限制性描述更加全面地显示，在附图中：

-图1和图2以截面图示出了处于两种配置的根据本发明的用于充填容器的装置。

具体实施方式

参考附图，附图标记1指示用于向容器2充填特别是敏感饮料的装置。

特别地，容器2为具有管状主体2a和外螺纹颈部2b的瓶。

特别地，容器2由热塑性材料例如PET制成。替代地，容器2由玻璃制成。

充填装置1包括：

-用于所述充填流体的第一通路3；

-阀4；

-用于分配充填流体的分配喷嘴5；

阀4操作性地在第一通路3上作用以便形成其与分配喷嘴5的选择性连通。

特别地，阀4可以至少可配置成：

-打开配置，其中，其允许通过第一通路3一直远至分配喷嘴5的流动；

-闭合配置，其中，其阻止朝向分配喷嘴5的流动。

阀4包括主体6和至少部分地定位于主体6中的中央部分7。优选地，中央部分7与主体6同轴。

优选地，阀4具有大致纵向延伸部，因此主体6和中央部分7都具有大致纵向延伸部。

优选地，阀4具有牢固地约束到主体6上的环形密封件11。

中央部分7具有末端7a，末端7a被成形为朝向容器2中央输送液体。这个末端7a在此处被确定为表达“输送器末端”。特别地，输送器末端7a位于分配喷嘴5附近。

优选地，输送器末端7a比中央部分7的主体更薄。

优选地，输送器末端7a基本上为圆锥形。特别地，由输送器末端7a限定的圆锥的外侧表面具有凹入轮廓，即，其相对于输送器末端7a向内弯曲。

在本文所示的实施例中，输送器末端7a具有倒圆端部。

阀4还包括牢固地约束到中央部分7的偏转器构件8。

在第一实施例(未图示)中，偏转器构件8沿着中央部分7延伸并且在输送器末端7a方向上加宽。

例如，偏转器构件8包括中央部分7的环形突出部。特别地，在单个成形的部分中获得环形突出部8和中央部分7。

在图1和图2所示的第二实施例中，偏转器构件8由一个或多个螺旋形成的螺旋线组成。特别地，由单个成形的部分获得螺旋线8和中央部分7。

替代地，偏转器构件8(例如，环形突出部或螺旋线或任何其它等效构型)牢固地组装到中央部分7上。

在中央部分7中，有第二通路9，用于从容器2排出气体或者用于使容器2本身加压。

也可以设置用于相对于主体6移动中央部分7的装置(未图示)。

所述装置在下列配置之间移动中央部分7：

-第一配置，其中，中央部分7缩回到主体6中并且仅输送器末端7a从主体6突伸以拦截充填流体，同时偏转器构件8完全保留在主体6内(参看图6)。

-第二配置，其中，中央部分7至少部分地从主体6突出，使得偏转器构件8从主体6突伸以便拦截待分配的充填流体(参看图2)。

例如，用于使中央部分7移动的移动装置被气动地或电气地控制。

优选地，当从第一配置转至第二配置时，中央部分7执行在5mm与60mm之间的直线行进范围。

优选地，在分配喷嘴5附近，设有另一密封件10。

本文提出的充填机(未图示)包括多个充填工位，其中，使用刚刚描述的充填装置1。

优选地，充填机为旋转木马型。替代地，充填机为直线型。

优选地，充填机具有集中式启动系统，其用于启动中央部分7的移动装置和阀8。替代地，在每个充填工位，设置旨在用于启动相对应阀8的中央部分7的移动装置的系统。

在下文中描述了根据本发明用于充填容器的装置的操作。

首先，考虑无气充填流体(即，无二氧化碳)的情况。

一旦其到达充填工位，容器2就位于充填装置1下方，不与充填装置1接触。特别地，容器2的口部2c保持在离其上方的分配喷嘴5预定距离处。优选地，预定距离在5mm与40mm之间。

从已知类型的供应装置(未图示)出来的无气的流体下降到第一通路3内。

阀4的中央部分7处于第一配置，因此：

-仅输送器末端7a从主体6突伸以拦截充填流体；

-偏转器构件8保持完全在主体6内。

使最初处于闭合配置的阀4处于打开配置，因此，其允许通过第一通路3远至分配喷嘴5的流动。为此目的，阀4升高使得环形密封件11脱离第一通路3(参看图1)。

在分配喷嘴5处，由中央部分7的输送器末端7a拦截流体。由于其圆锥形状特别是有凹入轮廓，流体被输送到容器2中央。

由已知类型的称重装置(例如，称重传感器)或体积装置(例如，磁性流量计)来执行流体加料。

在到达所希望的重量或体积时，阀4返回到闭合配置，因此，其阻止朝向分配喷嘴5的流动。特别地，环形密封件11接合第一通路3。

然后使充填容器2准备用盖闭合。

现在考虑碳酸(即包含二氧化碳)的充填流体。

一旦其到达充填工位，容器2就在充填装置1下方。然后升高容器2使得另一密封件10密封容器2的口部2c。

然后容器2由通过第二通路9的二氧化碳加压。在加压结束时，在容器2内侧的气体处于与包含碳酸液体的罐中的气体相同的压力。

阀4的中央部分7处于第二配置，因此，偏转器构件8从主体6突伸以拦截待分配的充填流体。

优选地，用于使中央部分7移动的移动装置通过存在于充填流体罐中的气体而启动。

使最初处于闭合配置的阀4处于打开配置，因此，其允许通过第一通路3远至分配喷嘴5的流动。为此目的，阀4升高使得环形密封件11脱离第一通路3(参看图2)。

在分配喷嘴5处，由偏转器构件8来拦截流体。

特别地，如果偏转器构件8由环形突出部组成，会以伞状方式打开流动，因此流体被输送到容器2的内壁上。优选地，为了在环形突出部的情况下获得良好偏转，环形突出部必须位于在容器2a主体与颈部2b之间的连接部附近。因此，中央部分7从第一配置转到第二配置必须执行在5mm与60mm之间的直线行进范围。

如果偏转器构件8由螺旋线组成(参看图1和图2)，由螺旋线本身使流体旋转，因此，形成输送到容器2内壁的旋转流动。实际上，螺旋线的几何形状对流体实施涡流运动，因此流体速度具有切向分量，切向分量允许其粘附到容器2内壁上。

在此情况下，中央部分7从第一配置转到第二配置时执行在5mm与60mm之间的直线行进范围就足够了。

因为相对于流体路径而言偏转器构件8在输送器末端7a上游，所以流体由偏转器构件8拦截，偏转器构件8使流体在能到达输送器末端7a之前朝向容器2内壁导向。

在充填期间，通过第二通路9排出气体。

在此点，容器2被减压，即，返回到大气压力。容器2然后相对于充填装置1降低并且准备用盖闭合。

已经清楚解释了根据本发明用于充填容器的装置和充填机的特征以及优点。

特别地，所提出的充填装置是通用的，即，能分配无气产品和碳酸产品，而无需执行任何手动调适/转换干预。

由于阀中央部分的构型使这成为可能，阀中央部分的构型为：

-输送器末端，其对于拦截无气产品的流动和将其在中央输送到容器内而言至关重要；以及

-偏转器构件，其在碳酸产品充填时被抽出，使碳酸产品加大朝向容器内壁的流动。

相对于流体路径而言，偏转器构件在输送器末端上游，然而：

-当充填无气产品时，偏转器构件保持隐藏在阀内，因此其并不与产品接触；

-当充填碳酸产品时，偏转器构件拦截流体，使流体朝向容器内壁导向，而后使流体到达输送器末端，即使输送器末端仍从阀突出也行。

而且，中央部分相对于阀主体的滑动组件确保了：

-当充填无气产品时，在充填装置与容器之间不存在接触，以便防止污染容器。

-当充填碳酸产品时，充填装置形成了在容器上的密封结构以允许容器被加压。

包括螺旋线的偏转器构件的实施例甚至更有利，因为它仅使中央部分执行直线行进范围(最大20mm)就足够了，无论容器的形式如何。

为了从对于无气产品的操作转至对于碳酸产品的操作，移动阀中央部分就足够了，因此能防止使机器停机以进行手动干预。因此，能保持该生产线的生产率。

从一种类型的操作转至另一类型的操作因此是自动的并且不需要使用处置手套(不方便)或打开隔离器接近门。

最后，用于启动移动装置的集中式启动系统允许进一步减少充填机的部件。

Claims

1.一种用于充填(1)容器(2)的装置，包括：

用于分配所述充填流体的分配喷嘴(5)；

用于所述充填流体的第一通路(3)；

阀(4)，其操作性地在所述第一通路(3)上作用以便形成其与所述分配喷嘴(5)的选择性连通，其特征在于，所述阀(4)包括：

主体(6)；

中央部分(7)，其至少部分地位于所述主体(6)内侧，所述中央部分(7)具有末端(7a)，所述末端(7a)被成形为将所述流体朝向所述容器(2)中央输送，所述末端(7a)位于所述分配喷嘴(5)附近；

偏转器构件(8)，其牢固地约束到所述中央部分(7)；

第二通路(9)，其设置于所述中央部分(7)中，用于从所述容器(2)排出气体；

移动装置，其用于使所述中央部分(7)在第一配置与第二配置之间移动，在所述第一配置，所述中央部分(7)缩回到所述主体(6)中使得仅所述末端(7a)从所述主体(6)突伸以便拦截所述充填流体，而所述偏转器构件(8)完全保留在所述主体(6)内，在所述第二配置，所述中央部分(7)至少部分地从所述主体(6)突出使得所述偏转器构件(8)从所述主体(6)突伸以便拦截待分配的充填流体。

2.根据权利要求1所述的充填装置(1)，其特征在于,所述中央部分(7)的所述末端(7a)基本上为圆锥形。

3.根据权利要求2所述的充填装置(1)，其特征在于,由所述末端(7a)限定的所述圆锥的所述外侧表面具有凹入轮廓，即，其相对于所述末端(7a)向内弯曲。

4.根据前述权利要求中任一项所述充填装置(1)，其特征在于，所述偏转器构件(8)相对于所述第一通路(3)中所述流体的路线位于所述中央部分(7)的所述末端(7a)上游。

5.根据前述权利要求中任一项所述充填装置(1)，其特征在于，所述偏转器构件(8)沿着所述中央部分(7)延伸并且在所述中央部分(7)的所述末端(7a)的方向上加宽。

6.根据权利要求5所述的充填装置(1)，其特征在于，所述偏转器构件(8)由所述中央部分(7)的环形突出部构成。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的充填装置(1)，其特征在于，所述偏转器构件(8)由借助一个或多个螺旋形成的螺旋线构成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的充填装置(1)，其特征在于，还包括密封件(10)，其放置于所述分配喷嘴(5)附近。

9.根据前述权利要求中任一项所述充填装置(1)，其特征在于，所述中央部分(7)从第一配置转到第二配置时具有在5mm与60mm之间的直线行进范围。

10.一种用于充填容器(2)的充填机，包括根据前述权利要求中任一项所述的多个充填装置(1)。