CN105905851A - 用于填充容器的填充设备以及相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用流体产品填充容器的填充设备，以及涉及相应的方法，其中，该设备包括：休息区域，布置在填充路径的外部和填充区域的外部，操作者可接近该休息区域而不中断容器的填充；以及致动装置，适于将第一填充单元和第二填充单元交替地从操作状态驱动到休息状态；其中，在操作状态中，第一填充单元和第二填充单元之间的一个被布置在填充区域中并能够与待填充的容器流体连通；以及其中，在休息状态中，第一填充单元和第二填充单元之间的另一个被布置在休息区域中，操作者可接近该休息区域而不中断容器在填充区域中的填充。

Description

用于填充容器的填充设备以及相关方法

技术领域

本发明涉及一种用流体产品填充容器的设备，该设备设置有两个交替地(reciprocally)操作的填充单元。具体而言，本发明涉及一种当通过一填充单元进行填充操作时确保能够接近另一填充单元的设备。

另一方面，本发明涉及一种用于填充容器的方法，该方法包括两个填充单元的交互驱动步骤。

背景技术

流体本体的容器通常包括中空体，该中空体在其内部限定用于容纳产品的空间并设置有至少一个填充开口。所述容器的示例可以是柔性塑料容器、饮料胶囊或瓶子、或设置有颈部的容器。

在生产上述类型的容器期间，中空本体被典型地设置在填充单元上的多个填充构件通过开口填充。所述开口随后通过适当形状的壁的热密封和/或借助盖子或附加的已知类型的封闭工具来密封。

已知类型的填充设备设置有用于使容器前进的合适工具，且能够驱动一系列的进入的空容器以及一系列的离去的填满的容器。所述设备插入入口与出口之间的一部分用合适剂量的流体产品填充容器。

被指定填充所述容器的产品可以为具有不同味道、颜色和化学成分的多种类型。因此，用不同产品填充容器的连续组件的产品的改变，意味着需要清洗填充组件以避免一次改变与下一次之间的污染。所述清洗操作根据已知的被称为“原位清洗”(Clean-In-Place，CIP)的方法而典型地实施。这是一种用于清洗管、储罐以及通常参与填充操作的所有装置(例如过滤器和配件)的内表面的方法。采用CIP的优点是能够自动地(而不需使用专门的操作者)快速进行清洗，和/或减少操作者暴露到化学试剂。

为了借助CIP技术提高设备的效率并克服相对较长的清洗操作，已知使用能够对连续进入的容器交替地进行操作的两个填充单元，使得两个单元的清洗操作不会在填充区域产生“瓶颈问题”。

上述类型的已知设备已经在例如专利US5690151A中描述。具体而言，在所述文件中，设备设置有包括两个填充单元的填充系统，其中，当一个单元用于填充容器时，通过CIP操作清洗剩下的单元及其相应回路。

为了提供适当的设备维护并保证高水平的卫生，特别是在食品和制药领域，必须进行分配喷嘴的和整个产品供给系统的计划内的或例外的彻底的清洗操作。为了上述类型的操作，由于常常需要提供部件的拆卸而不仅仅是回路之内清洗液体的通道，所以CIP系统不再适用。反之，使用称为“移位清洗”(Clean-Out-of-Place，COP)的不同已知类型的清洗方法。

因此，COP提供：填充系统的部件从它们的操作区域被移除并带到填充设备之外的清洗站，且用于部件自身的复位。

填充单元沿着填充路径设置，并且为了安全起见，设置在适当的安全屏障处，该安全屏障防止在填充操作期间接近操作者。因此，在COP操作期间，设备必须被停止以允许涉及部件的拆卸/组装的操作者或机器臂进入。

因此，在COP操作期间，取决于液体供应回路的复杂度和所需的维修时间和/或清洗操作，在或多或少的时长的休息时间期间，设备保持不操作。因此，停止意味着在每单位时间填充的容器数量方面，该装置的平均效率的显著降低。

专利申请US2002139436A1在图23-图29的实施例中描述了一种允许CIP操作的、用流体产品填充容器的设备。具体而言，填充设备包括：填充构件的第一组件，位于填充区域以进行对应的空容器的填充；以及填充构件的第二组件，位于休息区域以进行清洗循环。操作构件的两个组件被可移动地安装以在填充区域和休息区域之间循环地移动，使得当填充构件的组件工作时，填充构件的其他组件被清洗。

发明内容

本发明的目的是提供一种用流体产品填充容器的设备，该设备能够获得高生产率和质量，同时维持适于生产需要的清洗和维护水平。

本发明的另一目的是提供一种用于填充容器的设备，该设备具有相对于传统机器减小的外形尺寸。

根据本发明，提供了一种用流体产品填充容器的填充设备，其包括：

-所述容器的推进装置，能够沿着填充路径驱动进入的空的容器和填充有一定量的所述流体产品的离去的所述容器；

-填充区域，沿着所述填充路径布置，在该填充路径中，所述空的容器填充有一定量的所述流体产品，所述填充区域设置有用于操作者的安全屏障，并当对所述容器进行填充时能够防止接近所述填充区域；

-第一填充单元，用于填充所述容器，且设置有多个填充构件，上述多个填充构件能够将所述一定量的所述流体产品供给到对应的容器中；

-第二填充单元，用于填充所述容器，且设置有多个填充构件，上述多个填充构件能够将所述一定量的所述流体产品供给到对应的容器中；

-休息区域，布置在所述填充路径和所述填充区域的外部；所述操作者能接近所述休息区域而不中断所述容器的填充；以及

-致动装置，适于将所述第一填充单元和所述第二填充单元交替地从操作状态驱动到休息状态；

其中，所述第一填充单元和所述第二填充单元能够沿着所述填充路径，在所述填充区域中供给所述一定量的流体产品；

其中，在所述操作状态中，所述第一填充单元和所述第二填充单元中的一个被布置在所述填充区域中并能够与待填充的所述容器流体连通；并且

其中，在所述休息状态中，所述第一填充单元和所述第二填充单元之间的另一个被布置在所述休息区域中，所述操作者可接近该休息区域而不中断所述容器在所述填充区域中的填充；

所述设备的特征在于：

所述致动装置包括能围绕竖直旋转轴线旋转的支撑结构；

所述第一填充单元和所述第二填充单元被布置在所述支撑结构上，使得所述操作位置与所述休息位置之间的运动由所述支撑结构的旋转决定；

所述支撑结构包括在所述休息区域与所述填充区域之间的分隔壁；以及

所述第一填充单元和所述第二填充单元被布置在所述分隔壁的相对表面上。

根据本发明，提供了一种用流体产品填充容器的方法，该方法包括以下步骤：

-借助推进装置沿着填充路径推进所述容器，所述推进装置能够驱动进入的空的容器和填充有一定量的所述流体产品的离去的容器；

-在沿着所述填充路径布置的填充区域中，借助第一填充单元或第二填充单元用一定量的所述流体产品填充所述空的容器，上述第一填充单元或第二填充单元分别设置有多个填充构件，所述填充区域设置有用于操作者的安全屏障，以便防止在所述填充步骤期间接近所述填充区域；以及

-借助致动装置交替地将所述第一填充单元和所述第二填充单元从操作状态移动到休息状态；其中

在所述操作状态中，所述第一填充单元和所述第二填充单元中的一个被布置在所述填充区域中，并且能够与待填充的所述容器流体连通，实施填充所述容器的所述步骤；以及

其中，在所述休息状态中，所述第一填充单元和所述第二填充单元之间的另一个被布置在所述填充路径的外部和所述填充区域的外部的所述休息区域中，所述操作者可接近所述休息区域而不中断在所述填充区域中填充所述容器的所述步骤；

所述方法的特征在于：

所述致动装置包括能围绕竖直旋转轴线旋转的支撑结构；

所述第一填充单元和所述第二填充单元被布置在所述支撑结构上，使得所述操作位置与所述休息位置之间的运动由所述支撑结构的旋转决定；

所述支撑结构包括所述休息区域与所述填充区域之间的分隔壁；以及

所述第一填充单元和所述第二填充单元被布置在所述分隔壁的相对表面上。

用这种方式，能够对布置在休息区域中的单元进行CIP或COP操作而无需设备的剩余部分中的机器停止，从而保持高生产率。

附图说明

从经由附图中的非限制性示例示出的优选的实施例的描述中，本发明的进一步的特征和优点将更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的用于填充容器的填充设备的第一实施例的正视立体图；

图2是根据本发明的用于填充容器的填充设备的第一实施例的后视立体图；

图3是根据本发明的用于填充容器的填充设备的第一实施例的俯视平面图；

图4是根据本发明的用于填充容器的填充设备的第二实施例的正视立体图；

图5是图4的正视立体图，其中用于填充容器的填充设备缺少操作单元保护壳体；

图6是根据本发明的用于填充容器的填充设备的第二实施例的后视立体图；

图7是图6的后视立体图，其中用于填充容器的填充设备缺少操作单元保护壳体。

具体实施方式

在图1-图3中，附图标记1表示在第一实施例中根据本发明的用流体产品填充容器101的填充设备的整体。

在下文中，将参照塑料瓶101的填充，该塑料瓶作为容器的示例，且设置有作为密封工具的热密封壁101’。瓶101包括中空体，该中空体能够容纳一定剂量的液体或半液体形式的产品。在本示例中，瓶101容纳用于获得饮料的浓缩液。在使用中，移除热密封壁101’允许接近待与水或蒸汽一起被供给的内容物，用以获得所需的饮料。

填充设备1设置有用于沿着填充路径推进待填充的容器101的合适的装置。特别地，在示出填充设备1的实施例中，填充路径由如上所述的推进装置限定，从而为前述填充路径限定直线型填充方向F。所述推进装置包括由在合适的驱动装置上封闭成环路的输送带限定的输送机11，具体地，在本文描述的实施例中是驱动带轮和从动带轮。因此，如上所述的输送机11包括：上分支，支撑连续地推进的多个容器101；以及对应的下分支，在向前运动期间由返回部形成。特别地，输送机11设置有用于容纳容器101的多排底座。每个所述排沿着填充方向F被连续地布置，并能够在所述排中沿着垂直于填充方向F的容纳方向S并排地容纳两个或多个容器101。

在另一实施例(图中未示出)中，输送机为板式输送机，其中每个板设置有沿着所述容纳方向S对齐布置的多个底座。因此，如上所述，每个板的多个底座限定输送机的每排底座。

经由前述输送机11，推进装置将进入的空的容器101驱动到设备1，并且驱动填充有一定剂量的所述流体产品的、相同的、离去的容器101。在使用中，致动装置操作输送机11的输送带，使其连续运动并与形成填充设备1的单元保持一致。特别地，输送机11将空的容器供给到填充单元101，随后供给到封闭单元，以在封闭完成后最终将它们布置在排放区域。

空的容器的供给装置(图中未示出)101设置在输送机11的上游。而且，用于填充有流体物质的容器101的移除装置(图中未示出)设置在同一输送机11的下游。

沿着由输送机11限定的路径，在填充方向F上，能够将容器101连续地操作进入填充设备1的多个单元被连续地布置。操作单元被金属结构110或壳体保护并封闭。该金属结构设置有由塑料和/或玻璃材料的合适的透明面板制成的多个透明窗，以允许监视填充过程并同时避免操作者或辅助工具接触到相同的操作单元。

填充区域1’沿着填充路径101布置，空的容器在该填充路径中被填充有一定剂量的流体产品。填充区域1’设置有用于操作者的合适的安全屏障，上述安全屏障适于在执行填充操作时防止接近区域1’本身。

所描述的实施例中，如图1和图3所示，填充区域1’由金属结构110的一部分限定。安全屏障由设置有安全开关(图中未示出)的金属结构110的两个可动面板1110、2110制成。可动面板1110、2110被铰接到金属结构110，以便相对于该金属结构旋转而分开设置，并允许接近工作单元。安全开关连接到填充设备1的主开关，并且通常在两个可动面板1110、2110闭合且防止接近操作单元时被关掉。允许接近操作单元的可动面板1110、2110的打开被设置为使得安全开关处于接通位置，由此打开电路并作用在主开关上以中断对填充设备1的电力的供应。

相反，如图2和图3所示，填充设备1的一部分限定休息区域1”。休息区域1”被布置在填充路径的外部和填充区域1’的外部，且操作者能够接近该休息区域而不中断填充区域1’中的容器101的填充。特别地，在这里所述的实施例中，休息区域1”与填充区域1’相对。

并且，休息区域1”设置有作为另一金属结构210或壳体的多个部分的多个面板1210、2210。上述面板1210、2210相对于壳体210可移动，但是缺少先前描述的安全开关。面板1210、2210被铰接到可动金属结构210，以便相对于可动金属结构210旋转而分开，并允许接近工作单元。缺少安全开关的可动面板1210、2210的打开允许接近工作单元而不中断对填充设备1的供给，因此，确保填充设备的操作连续性。

在另一些实施例(图中未示出)中，休息区域能够缺少如前所述的保护结构。同样，休息区域能被布置在相对于填充区域1’的非相对的位置，例如仅借助为填充区域1’自身提供的安全屏障与该填充区域分开设置。

在另一些实施例(图中未示出)中，布置在休息区域中的可动面板能够设置有安全开关，该安全开关仅操作性地(operatively)连接到布置在所述区域中的工作单元，而不连接到设备的主开关。并且，在上述情况下，面板的打开允许接近工作单元而不中断对填充的电力供应，因此确保填充的操作连续性。

在图1-图3所示的实施例中，填充设备1的操作单元包括第一填充单元111和第二填充单元211，用于填充移动的进入容器101。填充设备1还设置有另一施加单元311，用以将封闭件101’施加到布置在上述填充单元111、211的下游的填满的容器101。

第一填充单元111和第二填充单元211中的每个包括能够将一定剂量的流体产品供给到对应的容器101内的填充构件1111、1211的组件或分配喷嘴。上述填充构件的组件或分配喷嘴被支撑结构111’、211’驱动，并被布置在多排填充构件或分配喷嘴中。特别地，所述填充构件1111、1211的组件优选地布置为等间距的排。此外，每排中填充构件1111、1211的数量等于由输送机11运送前进并沿着容纳方向S布置的容器101的数量。

因此，第一填充单元111和第二填充单元211能够沿着填充路径(特别是沿着填充方向F)在填充区域1’处供给一定剂量的流体产品。与此相比，在休息区域1”处，第一填充单元111和第二填充单元211是不操作的。特别地，所述填充单元111、211交替地操作，即以彼此相反的逻辑操作：当两个填充单元111、211中的一个被布置在填充区域1’中时，剩余单元布置在休息区域1”，反之亦然。

此外，第一填充单元111和第二填充单元211能设置有称重系统或操作性地连接到称重系统，该称重系统相应地被布置成与每个喷嘴相对。所述称重系统能够称量被测量的液体的量，通过比较该液体的量与流量计的读数，能够控制被填充构件1111、1211操作的剂量(可能是反作用地(retroactively)操作和通过改变供给参数)。用这种方式，还能够在填充效率达到低于预定最小阈值之下的值之前，检测故障和磨损。

布置在填充区域1’中的填充单元处于操作状态并与待填充的容器101流体连通，从而能够用流体物质填充容器101。相对于用流体物质填充容器101的操作，剩余单元以休息状态布置在休息区域1”。

因此，两个填充单元111、211可交替地从操作状态移动到休息状态。

在本发明中，术语“交替地”表示两个填充单元的移动相互地或可交换地发生，使得当填充单元中的一个被布置在操作状态中时，另一个被布置在休息状态中，反之亦然。

从操作状态到休息状态的移动借助填充设备1的合适的致动装置执行。在图1-图3所示的实施例中，所述致动装置包括围绕竖直旋转轴线R可旋转的支撑结构21。第一填充单元111和第二填充单元211被布置在支撑结构21上，使得支撑结构21的运动(即相对于竖直轴线R的旋转)能够使多个单元以操作状态和休息状态相互地布置。

支撑结构21在填充区域1’与休息区域1”之间限定分隔壁。特别地，所述第一填充单元111和所述第二填充单元211被布置在分隔壁21的相对表面21’和21”上。以这种方式，分隔壁的旋转对应于填充单元111、211在对应的填充区域1’和休息区域1”中的交替的驱动。

每个填充单元111、211设置有各自的驱动装置，上述驱动装置能够在容器101的前进期间驱动填充单元和/或接近在容器101自身的开口处的填充构件1111、1211。这可以是单元111、211自身的一体部分，或填充设备1的分开但操作性地连接到对应的填充单元的部分。

驱动装置能够用提供操作步骤和返回步骤的运动规则(a law of motion)平行于填充方向F驱动第一填充单元111和第二填充单元211。在操作步骤中，填充构件1111、1211沿与输送机111相同的方向并与输送机111同步前进，以从容器101的开始填充位置移动到结束填充位置。在以上所述操作步骤期间，每个填充构件1111、1211一直保持操作性地连接到对应的容器101。上面提到的运动规则还提供返回步骤，其中沿相对于所述输送机111相反的方向前进的填充构件1111、1211从结束填充位置移动到开始填充位置。

在图1和图3所示的实施例中，布置在填充区域1’中的、用于第一填充单元111的第一驱动装置包括铰接曲柄机构121，该铰接曲柄机构决定支撑结构111’相对于填充设备1的移动。所述铰接曲柄机构121包括两个支撑结构，这两个支撑结构在支撑结构21的两个相对部分中铰接，特别是在沿着填充方向F布置的端部处铰接。所述支撑结构的每一个包括两个臂，这两个臂能够平衡由移动填充单元111引起的力的分布。这两个支撑结构借助平行于输送机111布置的杆126连接，且能够沿着所述填充方向F以交替运动的方式被线性地驱动。特别地，两个支撑结构和杆126借助对应的曲柄元件127’、127”的插入而被连接到彼此，对应的曲柄元件127’、127”能够将杆126的直线运动转换成曲柄127’、127”的旋转。用这种方式，在操作步骤期间，沿着与输送机11的前进相反的方向的杆126的移动随着输送机11的移动来放置第一填充单元111。同样，杆126沿着输送机11的前进方向的移位在返回步骤中布置第一填充单元111。

在图2中示出了布置在休息区域1”中的、用于第二填充单元211的第二驱动装置。所述驱动装置包括铰接曲柄结构221，当被操作性地连接的第二填充单元211布置在填充区域1’中时，该铰接曲柄结构决定支撑结构211’相对于填充设备1的移动。所述铰接曲柄机构221等价于先前描述的、用于第一驱动装置的铰接曲柄机构121，可将铰接曲柄机构121作为参考。

流体产品对填充单元111、211的供给，以及因此对容器101的供给，借助于布置成与所述填充单元111、211流体连通的合适的供给装置实现。特别地，设备1包括第一储罐112和第二储罐212，第一储罐112和第二储罐212能够容纳待填充的流体产品。在其中所示的实施例中，所述储罐112、212分别被布置在第一填充单元111和第二填充单元211处。同样，上述储罐的布置可以不同，例如，它们能够被布置在所述填充单元的仅一个处，或替代地，布置在与填充单元分开设置和/或与填充区域和/或休息区域分开设置的填充设备的一部分处。

储罐112、212优选地能够容纳两种不同的填充液体。以这种方式，能够迅速进行产品更换而不需等待单个储罐的排空和清洗。同样，两个储罐能容纳待填充的相同液体产品，其中一个储罐仅用作另一个储罐的备份，以确保在清洗或维修两个单元中的一个或两个储罐中的一个期间的覆盖连续性。

因此，设备1包括从第一储罐112到第一填充单元111的流体产品的第一供给装置(图中未示出)。同样，填充设备1设置有从第二储罐212到第二填充单元211的流体产品的第二供给装置(图中未示出)。

两个供给装置均操作性地连接到第一填充单元111和第二填充单元211的致动装置。以这种方式，当第一储罐112或第二储罐212布置在操作状态中(即在填充区域1’中)时，能够将第一储罐112或第二储罐212放置成分别与第一填充单元111或第二填充单元211流体连通。当致动装置将填充单元布置在填充区域1’时，可以例如借助布置在储罐与对应的填充单元之间并由致动装置驱动的单向阀通过将该阀放置在打开位置来进行所述操作连接。

在替代的实施例(图中未示出)中，填充设备可以设置有用于流体产品的单个储罐，该单个储罐交替地供给两个填充单元中的一个。在所述实施例中，该设备设置有从储罐分出直到填充单元的流体产品的供给装置，例如借助三通止回阀的连接。并且在所述实施例中，供给装置操作性地连接到致动装置，以将储罐放置成与布置在操作状态中(即布置在填充区域1’中)的填充单元流体连通，因为储罐不与布置在休息区域1”中的处于休息状态下的交替的填充单元流体连通。

此外，为了确保借助原位清洗系统(CIP)的清洗操作，填充设备还包括优选地布置在与前述储罐分开的另一储罐(图中未示出)中的一定存量的清洗产品。清洗产品的供给借助清洗装置(例如清洗回路)而进行，并且操作性地连接到该一定存量的清洗产品。

在图1-图3所示的实施例中，所述一定存量的清洗产品和所述清洗装置在致动装置中一体化，具体地，在由致动装置形成的分隔壁21中一体化。根据另一些实施例，如为第一储罐112和第二储罐212示出的，上述一定存量的清洗产品和清洗装置还可被布置在外部。

清洗装置操作性地连接到致动装置以将该一定存量的清洗产品分别放置成与布置在休息状态中(即在休息区域1”中)的第一填充单元111或第二填充单元211流体连通。并且，在所述情况下，能够使用例如布置在一定存量的清洗产品与对应的填充单元之间的三向止回阀；通过将阀放置在被致动装置布置在休息区域1”中的对应的填充单元的两条退出路径的一条上的打开位置，所述阀能被致动装置驱动。

在填充单元111、211的下游，并沿着第一输送机11，布置有用于将封闭件101’施加到填满的容器101的施加单元311。所述施加单元311设置有焊头1311的组件，该组件能够同时将多个封闭件施加到布置在每排中的所有的容器101，并连续地施加到连续前进的排。施加单元311包括支撑结构31，该支撑结构设置有布置在等间隔的排中的焊头1311的组件。优选地，在每排中的焊头1311的数量等于输送机111的每排中的保持底座的数量。

焊头1311被布置在支撑结构31中的固定位置，特别地在多个排中沿着容纳方向S各自等距隔开，并在多个排之间沿着填充方向F进一步等距隔开。上述等距隔开的位置分别对应于输送机111的每排中的保持底座之间的间隔和连续布置的底座之间的间隔。因此，底座的不均匀间隔或保持底座的不同尺寸可能需要焊头1311的不同或不等间隔的布置。

在施加单元311处，填充设备1包括第三驱动装置，该第三驱动装置能够驱动所述施加单元311。这可以是单元311自身的一体部分，或填充设备1的分开但操作性地连接到所述施加单元311的部分。

所述第三驱动装置能够用提供操作步骤和返回步骤的运动规则平行于填充方向F驱动施加单元311。在操作步骤中，焊头1311以与输送机111相同的方向前进并与输送机111同步，而从容器101的开始焊接位置移动到结束焊接位置。在以上所述操作步骤期间，每个焊头1311一直保持操作性地连接到对应的容器101。此外，上面提到的运动规则预见了返回步骤，其中焊头1311通过沿相对于上述输送机111相反的方向前进，从结束焊接位置移动到开始焊接位置。

施加单元311的驱动装置由曲柄机构131制成，该曲柄机构等同于先前分别对第一填充单元111和第二填充单元211的曲柄机构121、221所进行的描述，可以参考上述曲柄机构121、221。

在使用中，容器101沿着由运送它们的输送机111限定的填充路径F前进。特别地，空的容器101在操作单元的上游被布置在输送机111上。

第一填充单元111和第二填充单元211中的一个以操作状态被布置在填充区域1’中，并与待填充的容器101流体连通。因此，在操作状态中，单元111、211平行于输送机111被各自的驱动装置驱动。

特别地，在图1-图3所示的实施例中，交替地，第一填充单元111被布置在填充区域1’中，第二填充单元211被布置在休息区域1”中。

在沿着填充路径被布置的填充区域1’中，进入的空的容器101因此从设置有多个填充构件1111的第一填充单元111填充一定剂量的流体产品。所述填充区域1’设置有用于操作者的安全屏障，该安全屏障能够防止在填充步骤期间接近区域1’自身。

交替地，剩余的第二填充单元211以休息状态被布置在填充路径外部(且因此是填充区域1’的外部)的休息区域1”中。在休息状态，为了被布置在填充设备中的填充单元211，能够实施填充设备1的相应部分的清洗。这由相同单元形成，且由例如经由原位清洗(CIP)系统能够进行与第二储罐212流体连通的装置来形成。

在本发明中，术语“原位清洗”表示被设计为对装置进行清洁而无需拆卸装置的一组操作。特别地，CIP涉及清洗管、储罐、过滤器和配件以及填充回路的其他元件的内表面。

为了进行CIP操作，因此一定存量的清洗液体被放置成与第二填充单元211流体连通。例如，在支撑结构21的致动装置的移动期间，三通止回阀被布置在打开位置，以允许清洗流体从存放部通行到仅第二填充单元211和到连接到该存放部上的填充回路。以这种方式，第一填充单元111与清洗回路隔离，同时维持与第一储罐112和容纳在其中的流体的对应的供给回路的操作连接(operative connection)和流体连接。

在布置在休息区域1”中的第二填充单元211上的CIP操作例如可通过提供高度紊流溶液，并且以高流速的清洗液体和喷射溶液来进行。此外，优选地，所述清洗产品以高温加热来提高清洗效率。

在借助于CIP的清洗操作期间，收集清洗液体并允许重复循环清洗液体的托盘也能被布置在喷嘴之下。

操作者可接近休息区域1”而不会中断容器101的填充，即，不会中断填充设备1对被布置在填充区域1’中的第一填充单元111的供给。特别地，能够借助移位清洗(COP)系统或布置在休息区域1”中的操作单元的维修和替换(特别是布置在其中的第二填充单元211的维修和替换)进行清洗操作。

在本发明中，术语“移位清洗”表示适于借助拆卸装置来清洁这些装置的一组清洗操作。特别地，COP提供了管、储罐、过滤器和接头以及填充回路的其他元件的内表面和外表面的清洗。分配喷嘴可以没有电和/或气动布线(cabling)，从而在COP或维修操作期间易于替换。

在布置在休息区域1”中的第二填充单元211上的COP操作例如可处理休息区域1”的金属结构210的面板1210、2210部分的开口。这些处理允许接近第二填充单元而不会中断第一填充单元111的操作，因此维持设备1的高生产率。

另外，设备的清洗和/或干燥可以通过辅助机器人的协助，该辅助机器人允许在布置在休息区域的设备的外部和该设备的部件的外部自动操作。特别地，所述辅助机器人即使在操作者在场的情况下也能安全地操作而无需任何遮蔽物或分隔物，这增加了休息区域的清洗和/或维护操作方面的效率和速度。

当第一填充单元111的清洗是必要的、或作为产品改变的需求的结果时，致动装置通过将第一单元111从操作状态带到休息状态(即从填充区域1’带到休息区域1”)来执行两个填充单元111、211的交互移动，以使CIP和/或COP操作的执行成为可能。交替地，相同致动装置将第二填充单元211从休息状态带到操作状态(即从休息区域1”带到填充区域1’)，以使容纳在与该第二填充单元相关联的第二储罐212之内的流体产品能够分配到对应的前进的容器。

在图4和图6中，数字2指的是在第二实施例中根据本发明的用流体产品填充容器的设备的整体。图5和图7示出缺少保护操作单元的壳体的相同设备2，如随后详细描述的。

在下文中，将参考塑料瓶(图中未示出)的填充，该塑料瓶设置有被施加到开口处的套管的螺旋盖(图中未示出)。该瓶子包括中空体，该中空体适于容纳液体或半液体形式的一定剂量的产品。在该示例中，瓶子容纳用于生产饮料的浓缩液。

在使用中，螺旋盖的移除允许接近待与水或水蒸气混合的内容物，以获得所需饮料。

特别地，在图4-图7所示的实施例中，设备2包括用于填充空的容器的第一填充单元122和第二填充单元222以及用于螺旋盖的施加的施加单元322。

填充设备2设置有沿着填充路径的瓶子的适当的推进装置。所述供给装置包括第一输送机12和第二输送机22。两个输送机12、22都各自被在适当驱动装置上形成回路的输送带限定。因此，所述输送机12、22支撑在所述带的上分支上连续地前进的多个瓶子。

第一输送机12允许将进入的空的瓶子驱动到设备2，而第二输送机22允许驱动离去的填充有一定剂量的流体产品的瓶子。特别地，在该处所示的实施例中，第一输送机12将空瓶供给到填充单元，而第二输送机22接纳已经填充并由施加螺旋盖的施加单元322封闭的瓶子。

为了允许在填充单元与施加单元之间以及在输送机12、22之间连续地传送瓶子，推进装置还包括放置在第一输送机12和第二输送机22之间以及填充单元和施加单元之间的多个传送轮。这些传送轮允许瓶子从第一输送机12到被布置在填充区域1’中的填充单元的连续的取出，随后将由填充单元填充的瓶子驱动到施加单元，最后将瓶子从施加单元驱动到第二输送机12。

因此，在为填充设备2所示出的实施例中，填充路径被所述推进装置部分地限定，从而限定混合式的填充方向A，即，该填充方向包括具体由输送机限定的线性伸展以及具体由传送轮限定的圆形伸展。此外，第一填充单元122和第二填充单元222当被布置在所述操作状态时限定所述填充路径的一部分。

在使用中，驱动装置用连续动作并与形成设备2的单元同相地驱动输送机12、22的输送带和传送轮。

第一输送机12的上游设置了空瓶的供给装置(图中未示出)。同样，第二输送机22的下游设置了填充有流体物质的瓶子的移除装置(图中未示出)。沿着由推进装置限定的路径，多个单元被连续布置，以能够在被引入设备2的瓶子上连续地进行操作。操作单元被金属结构120或壳体保护并限定。该金属结构或壳体设置有由塑料和/或玻璃材料的合适的透明面板制成的多个观察窗，以允许监测填充过程并同时防止操作者或辅助工具能接触到该操作单元。

如图4所示，金属结构120的一部分限定填充区域2’。填充区域2’沿着前进路径被布置，空瓶在该前进路径中被填充有一定剂量的流体产品且设置有用于操作者的合适的安全屏障，该安全屏障能在执行填充操作时防止接近区域2’本身。如同先前对于填充设备1的描述，安全屏障由设置有安全开关(图中未示出)的金属结构120的两个可动面板1120、2120组成。可动面板1120、2120被铰接到金属结构120，以便相对于金属结构旋转而分开设置，并允许接近工作单元。安全开关连接到设备的主开关，并通常在两个可动面板1120、2120被封闭时被关掉，从而防止接近操作单元。允许接近操作单元的可动面板1120、2120的打开将安全开关布置在接通位置，从而打开电路并作用在主开关上，以中断对填充设备2的电力供应。

与此相比，如图6所示，与填充区域2’相对的设备2的一部分限定休息区域2”。休息区域2”被布置在前进路径的外部。特别地，休息区域2”还设置有相同金属结构或壳体120的部分的多个面板2221、2222。上述面板2221、2222是相对于壳体120可移动的，但是缺少先前描述的安全开关。面板2221、2222被铰接到可动金属结构120，以便相对于该可动金属结构旋转而分开设置，并允许接近工作单元。缺少安全开关的可动面板2221、2222的打开允许接近工作单元而不中断对设备2的电力供应，因此，确保该设备的操作连续性。

在另一些实施例(图中未示出)中，休息区域能够缺少如前所述的用于填充设备1的保护结构。同样，休息区域2”能被布置在相对于填充区域2’的非相对位置，而仅例如借助为填充区域2’自身提供的安全屏障与该填充区域分开设置。

在另一些实施例(图中未示出)中，布置在休息区域中的可动面板能够设置有安全开关，该安全开关仅操作性地连接到布置在所述区域中的工作单元，而不会连接到设备的主开关。并且，在上述情况下，面板的打开允许接近工作单元而不中断对设备的电力供应，从而确保填充的操作连续性。

在图4-图7所示的实施例中，设备2的操作单元包括用于填充进入的移动瓶的第一填充单元122和第二填充单元222。设备2也设置有另一施加单元322，用以将螺旋盖施加到布置在上述填充单元122、222的下游的填满的瓶子上。

第一填充单元122和第二填充单元222中的每个包括用于填充构件1122、1222的组件的支撑结构122’、222’。所述支撑结构122’、222’各自由围绕竖直的旋转轴线可旋转的输送机形成，当所述填充单元122、222以操作状态交替地布置在填充区域2’中时，限定填充路径的一部分。特别地，采用围绕前述竖直的旋转轴线的连续动作实现旋转，以沿着由此限定的循环填充路径的一部分循环地前进。每个所述可旋转的输送机122’、222’支撑多个填充构件1122、1222，所述填充构件能够在对应的容器内供给一定剂量的流体。特别地，填充构件1122、1222沿着各自的可旋转输送机122’、222’的外周被布置在等间隔的位置，且与分配口一起被竖直地布置。另外，为了允许一定剂量的产品的分配，填充构件1122、1222操作性地连接到包括两个分开的储罐的待填充的液体物质的供给循环，如后文详细描述的。

因此，第一填充单元122和第二填充单元222适于沿着填充路径在填充区域2’处供给一定剂量的流体产品。特别地，当被布置在操作状态、即在所述填充区域2’中时，第一填充单元122和第二填充单元222限定前述填充路径的一部分。

反之，在休息区域2”，第一填充单元122和第二填充单元222在休息状态时不可用于填充操作。特别地，所述填充单元122、222相互地操作，即以彼此相反的逻辑操作，可参考如前所述的用于设备1的两个填充单元111、211。因此，被布置在填充区域2’中的填充单元在操作状态中用流体物质进行瓶子的填充，同时剩余单元被布置在休息区域2”中，相对于用流体产品填充瓶子的操作，上述剩余单元处于休息且非操作状态。

因此，两个填充单元122、222可交替地从操作状态移动到休息状态。

从操作状态到休息状态的运动借助设备2的合适的致动装置进行。在图4-图7所示的实施例中，所述致动装置包括围绕竖直旋转轴线P可旋转的支撑结构422。特别地，这限定了圆盘传送带，前述第一填充单元122和第二填充单元222被安装在该圆盘传送带上的相对的位置。这些被布置在支撑结构422上，使得支撑结构422的运动(即相对于竖直轴线P的旋转)允许单元在操作状态和在休息状态的交替布置。用这种方式，支撑结构422的旋转对应于填充单元122、222在对应的填充区域2’和休息区域2”中的交替的驱动。

流体产品对填充单元122、222的供给，以及因此对空瓶的供给，借助被放置成与所述填充单元122、222流体连通的合适的供给装置实现。特别地，设备2包括第一储罐和第二储罐(图中未示出)，上述储罐能够容纳待填充的流体产品。在其中所示的实施例中，所述储罐分别被布置在可旋转输送机122’、222’的每个之内。同样，上述储罐的布置可以不同，例如，它们能够被布置在所述填充单元的仅一个处，或替代地，被布置在与填充单元分开设置和/或与填充区域和/或休息区域分开设置的设备的一部分处。

储罐优选地能够容纳两种不同的填充液体。以这种方式，能够迅速进行产品改变而不需等待单个储罐的排空和清洗。同样，两个储罐能容纳待填充的相同液体产品，其中一个储罐仅用作另一个储罐的备份，以确保在清洗或维修两个单元中的一个或两个储罐中的一个期间的填充连续性。

因此，设备2包括从第一储罐到第一填充单元122的流体产品的第一供给装置(图中未示出)。同样，设备2设置有从第二储罐到第二填充单元222的流体产品的第二供给装置(图中未示出)。

两个供给装置均操作性地连接到第一填充单元122和第二填充单元222的致动装置。以这种方式，当第一填充单元122和第二填充单元222布置在操作状态中(即在填充区域2’中)时，能够将第一储罐或第二储罐放置成分别与第一填充单元122或第二填充单元222流体连通。当致动装置将填充单元布置在填充区域2’时，例如可以借助布置在储罐与对应的填充单元之间并由致动装置驱动的单向阀通过将阀放置在打开位置来进行所述操作连接。

在替代的实施例(图中未示出)中，设备可以设置有用于流体产品的单个储罐，该单个储罐交替地供给两个填充单元中的一个。在所述实施例中，设备设置有从储罐分出直到填充单元的流体产品的供给装置，例如借助三通止回阀的连接。并且在所述实施例中，供给装置操作性地连接到致动装置，以将储罐设置为与布置在操作状态中(即填充区域2’中)的填充单元流体连通，而不与以休息状态布置在休息区域2”中的交替的填充单元流体连通。

此外，为了确保借助原位清洗系统(CIP)的清洗操作，设备还包括优选地布置在与前述储罐不同的另一储罐(图中未示出)中的一定存量清洗产品。

清洗产品的供给借助操作性地连接到所述一定存量的清洗产品的清洗装置(图中未示出)进行。

清洗装置操作性地连接到致动装置，从而当第一填充单元122或第二填充单元222布置在休息状态中(即在休息区域2”中)时，将该一定存量的清洗产品分别设置成与第一填充单元122或第二填充单元222流体连通。并且，在所述情况下，能够使用例如布置在一定存量的清洗产品与对应的填充单元之间的三向止回阀；所述驱动装置驱动所述阀，以使该阀设置在打开位置，该打开位置在对应于被驱动装置以休息状态设置在休息区域2”中的填充单元的两条退出路径中的一条上。

在填充单元122、222的下游并在第二输送机22处，布置有用于将螺旋盖施加到填充后的瓶子的施加单元322。所述施加单元322设置有螺旋头(screwing head)1322的组件，该组件能够同时地将封闭件施加到沿着相同施加单元322的外周布置的所有瓶子并在连续运动中连续前进。

施加单元322还包括由围绕竖直旋转轴线旋转的输送机限定的支撑结构322’(例如用于填充单元122、222)。特别地，借助围绕上述竖直旋转轴线的连续运动进行旋转，该旋转循环地限定填充路径A的另一部分。螺旋头1322的组件由输送机322’支撑，该组件在沿着该输送机的外周的等间隔的位置并随着竖直地布置的螺旋头可旋转。优选地，螺旋头1322的数量等于布置在填充单元122、222上的分配口的数量。

在使用中，空瓶沿着填充路径A前进，该填充路径A由运送空瓶的输送机12、22限定，以及部分地由布置在填充区域2’中的操作状态的填充单元限定，以及由用于施加螺旋盖的施加单元322限定。

第一填充单元122和第二填充单元222中的一个以操作状态被布置在填充区域2’中，并能够被放置成与待填充的瓶子流体连通。因此，在操作状态中，单元122、222分别被各自的驱动装置在第一输送机12的下游交替地驱动。

特别地，在图4-图7所示的实施例中，交替地，第一填充单元122被布置在填充区域2’中，第二填充单元222被布置在休息区域2”中。

在沿着填充路径被布置的填充区域2’中，进入的空瓶随后借助设置有多个填充构件1122的第一填充单元填充有一定剂量的流体产品。所述填充区域2’设置有用于操作者的安全屏障，该安全屏障能够防止在填充步骤期间接近区域2’自身。

交替地，剩余的第二填充单元222以休息状态被布置在填充路径A外部(且因此在填充区域2’的外部)的休息区域2”中。在休息状态，被布置在其中的填充单元222能够进行由该填充单元形成的以及由能够提供与第二储罐的流体连通的工具形成的设备2的一部分的清洗，例如借助于原位清洗系统。

为了进行CIP操作，因此一定存量的清洗液体被放置成与第二填充单元222流体连通。例如，在支撑结构122’的致动装置的移动期间，三通止回阀被布置在打开位置，该打开位置允许清洗流体从存放部中通行仅到第二填充单元222和到连接到该存放部上的填充回路。以这种方式，第一填充单元122与清洗回路隔离，同时维持到第一储罐和容纳在其中的流体的对应的供给回路的操作和流体连接。

如前面对设备1的描述，在布置在休息区域2”中的第二填充单元222上的CIP操作例如可通过提供高度紊流溶液并以高流速的清洗液体和喷射溶液来进行。此外，优选地，所述清洗产品以高温加热以提高清洗效率。

同样，操作者可接近所述休息区域2”而不会中断瓶子的填充，即，不会中断设备2的供给。特别地，能够借助移位清洗(COP)系统或布置在休息区域2”中的操作单元的维护和替换(特别是布置在其中的第二填充单元222的维护和替换)来进行清洗操作。

在布置在休息区域2”中的第二填充单元222上的COP操作例如可进行将休息区域2”的金属结构的面板2221、2222、120部分打开。这些面板允许接近第二填充单元222而不会中断第一填充单元122的操作，从而维持设备2的高生产率。

当第一填充单元122的清洗是必要的、或作为需要产品改变的结果时，致动装置通过将第一单元122从操作状态设置到休息状态(即从填充区域1’安排到休息区域1”)来进行两个填充单元122、222的交替驱动，因此能够允许CIP和/或COP操作的执行。交替地，该致动装置将第二填充单元222从休息状态设置到操作状态(即从休息区域1”布置到填充区域1’)以允许容纳在与该第二填充单元相关联的第二储罐之内的流体产品分配到对应的前进的容器。

上述填充设备还可设置有另一单元，上述另一单元用于控制所执行的容器或瓶子(图中未示出)的密封/封闭或正确填充。在这种情况下，设备还可包括例如布置在输送机的端部处的排出站(图中未示出)。

此外，上述填充设备还能用于填充设置有一个或多个开口的一个或多个封闭壁的胶囊，而不需要显著的修改。

上述填充设备1、2具有很多优点。

首先，能够在确保容器或瓶子的填充的同样高的质量标准的同时实现较高的每小时生产率，即，在单位时间中较多数量的容器或瓶子。

事实上，由于在推动工具的连续移动期间(不会中断)进行填充单元的所有的清洁和维护操作，所以根据本发明的设备允许获得高得多的产量，以及获得负责填充容器/瓶子的单元的驱动。

另外，识别填充区域和休息区域的可能性允许将填充单元分别交替地布置在操作或非操作位置，因此，允许操作者进行清洗和维修操作而无需离开移动中的设备。

由于多个特征(致动装置包括用于填充单元111、211；122、222的支撑结构，该支撑结构围绕竖直旋转轴线可旋转，该支撑结构包括休息区域1’与填充区域2’之间的分隔壁，以及两个填充单元111、211；122、222被布置在分隔壁的相对表面上)的协同组合，所以确保了填充区域1’与休息区域2’之间的适当的隔离(分隔)，同时没有不利于填充单元111、211；122、222在填充区域1’与休息区域2’之间的移动。换言之，分隔壁确保非常好的休息区域1’与填充区域2’之间的隔离(分隔)，同时，在填充单元111、211；122、222的移动期间不需要被拆卸/移除(即，间隔的存在不会对填充单元111、211；122、222的移动造成任何类型的延迟)。

Claims (7)

1.一种用流体产品填充容器(101)的填充设备(1；2)，其包括：

所述容器的推进装置，能够沿着填充路径驱动进入的空的所述容器(101)和填充有一定量的流体产品的离去的所述容器(101)；

填充区域(1’；2’)，沿着所述填充路径被布置，其中空的所述容器(1)被填充有一定量的所述流体产品，所述填充区域设置有用于操作者的安全屏障，并且当对所述容器(1)进行填充时，能够防止接近所述填充区域(1’；2’)；

第一填充单元(111；122)，用于填充所述容器(1)，并且设置有多个填充构件(1111；1211)，所述多个填充构件能够将一定量的所述流体产品供给到对应的容器(1)中；

第二填充单元(211；222)，用于填充所述容器(1)，并且设置有多个填充构件(1122；1222)，所述多个填充构件能够将一定量的所述流体产品供给到对应的容器(1)中；

休息区域(1”；2”)，设置在所述填充路径的外部和所述填充区域(1’；2’)的外部；所述操作者能接近所述休息区域(1”；2”)而不中断所述容器(1)的填充；以及

致动装置，适于将所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)交替地从操作状态驱动到休息状态；

其中，所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)能够沿着所述填充路径在所述填充区域(10’；20’)中供给一定量的所述流体产品；

其中，在所述操作状态中，所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)中的一个被布置在所述填充区域(1’；2’)中并能够与待填充的所述容器(1)流体连通；以及

其中，在所述休息状态中，所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)之间的另一个被布置在所述休息区域(1”；2”)中，所述操作者能接近所述休息区域而不中断所述容器(1)在所述填充区域(1’)中的填充；

所述设备(1；2)的特征在于：

所述致动装置包括能围绕竖直旋转轴线旋转的支撑结构；

所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)被布置在所述支撑结构上，使得在所述操作位置与所述休息位置之间的移动由所述支撑结构的旋转决定；

所述支撑结构包括在所述休息区域(1’)与所述填充区域(2’)之间的分隔壁；以及

所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)被布置在所述分隔壁的相对的表面上。

2.根据权利要求1所述的填充容器(1)的填充设备(10；20)，其包括：

所述流体产品的第一储罐；

所述流体产品的第一供给装置，将所述流体产品从所述第一储罐供给到所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)；以及其中

所述供给装置操作性地连接到所述驱动装置，以将所述第一储罐放置成与被布置在所述操作状态中的所述填充单元(111，122；211，220)流体连通。

3.根据权利要求1所述的填充容器(1)的填充设备(10；20)，其包括：

所述流体产品的第一储罐；

所述流体产品的第一供给装置，将所述流体产品从所述第一储罐供给到所述第一填充单元(111)；

所述流体产品的第二储罐；

所述流体产品的第二供给装置，将所述流体产品从所述第二储罐供给到所述第二填充单元(211)；以及其中

所述供给装置操作性地连接到所述致动装置，以将所述第一储罐或所述第二储罐分别放置成当被布置在所述操作状态中时，与所述第一填充单元(111)或所述第二填充单元(211)流体连通。

4.根据权利要求1到3中的一项或多项所述的填充容器(1)的填充设备(10；20)，其包括：

一定存量的清洗产品；

清洗装置，操作性地连接到所述一定存量的清洗产品；以及其中

所述清洗装置操作性地连接到所述驱动装置，以将所述一定存量的清洗产品分别放置成，当被设置在所述休息状态时，与所述第一填充单元(111；122)或所述第二填充单元(211；222)流体连通。

5.根据权利要求1到3中的一项或多项所述的填充容器(1)的填充设备(10)，其中，所述推进装置至少包括在第一驱动装置上被封闭成环的输送机(410)；其中

所述第一填充单元(111)和第二填充单元(211)，当处于所述操作状态时，分别通过第一致动装置和第二致动装置平行于所述输送机(410)被驱动。

6.根据权利要求1到3中的一项或多项所述的填充容器(1)的填充设备(20)，其中，所述第一填充单元(122)和第二填充单元(222)均由输送机形成，该输送机能围绕竖直旋转轴线旋转且设置有所述多个填充构件(1122，1222)；以及其中

在所述操作状态中，所述第一填充单元(122)和第二填充单元(222)限定所述填充路径的一部分。

7.一种用流体产品填充容器(1)的方法，该方法包括以下步骤：

借助推进装置沿着填充路径推进所述容器，所述推进装置能够驱动进入的空的容器(101)和填充有一定量的所述流体产品的离去的容器(101)；

在沿着所述填充路径布置的填充区域(1’；2’)中，借助第一填充单元(111；122)或第二填充单元(211；222)用一定量的所述流体产品填充所述空的所述容器，所述第一填充单元(111；122)或所述第二填充单元(211；222)分别设置有多个填充构件(1111，1211；1122，1222)，所述填充区域设置有用于操作者的安全屏障，以便防止在所述填充步骤期间接近所述填充区域(1’；2’)；以及

借助致动装置交替地将所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)从操作状态移动到休息状态；其中

在所述操作状态中，所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)中的一个被布置在所述填充区域(1’；2’)中并能够与待填充的所述容器(1)流体连通，实施填充所述容器的步骤；以及

其中，在所述休息状态中，所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)之间的另一个被布置在所述休息区域(1”；2”)中，所述休息区域在所述填充路径的外部和所述填充区域(1’；2’)的外部，所述操作者能接近所述休息区域(1”；2”)而不中断在所述填充区域中填充所述容器(1)的步骤；

所述方法的特征在于：

所述致动装置包括能围绕竖直旋转轴线旋转的支撑结构；

所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)被布置在所述支撑结构上，使得所述操作位置与所述休息位置之间的移动由所述支撑结构的旋转确定；

所述支撑结构包括所述休息区域(1’)与所述填充区域(2’)之间的分隔壁；以及

所述第一填充单元(111；122)和所述第二填充单元(211；222)被布置在所述分隔壁的相对的表面上。