CN110167869A

CN110167869A - 用于填充圆柱形容器、特别是罐子的方法以及填充装置和容器的填充系统

Info

Publication number: CN110167869A
Application number: CN201780082572.0A
Authority: CN
Inventors: B·莱宾格
Original assignee: LEIBINGER SMB TECHNIK GmbH
Current assignee: LEIBINGER SMB TECHNIK GmbH
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-08-23
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: EP3345863C0; EP3565780A1; CN110167869B; HUE049288T2; US10894704B2; EP3345862B1; US20200017343A1; EP3345863A2; WO2018127268A1; PL3345862T3; EP3345863A3; EP3345863B1; EP3345862A1; ES2786560T3

Abstract

本发明涉及一种用于填充容器的方法和填充系统，该填充系统由填充装置和预定圆柱形容器(2)组成，预定圆柱形容器(2)的同心容器开口(21)的直径(dDo)为容器内直径(dDi)的70％至99.5％。填充装置配备有填充阀(1)，填充阀(1)具有在填充管(11、112)中可控地引导的活塞(10、100)。填充装置用于填充圆柱形容器(2)，并且为此目的，具有与容器开口(21)的直径(dDo)相协调的外直径(dFa)，使得填充阀(1)的填充尖端在没有摩擦且在可能的程度上没有游隙的情况下被接收在容器(2)中。在容器(2)中，填充阀(1)的填充尖端插入后占据的体积(VF)在容器体积(VD)的49％至99％的范围内。该方法在没有通气管并且基本上没有测量装置的情况下进行，其基于以下事实：当接收在容器(2)中时，填充阀(1)从容器(2)中排出相应的气体体积或在容器(2)中压缩相应的气体体积，然后打开填充阀(1)并使其以协调、受控的方式向上移动，以这种方式实现下层填充过程，其中液位始终位于填充阀(1)的端面上方。当向上运动结束时，实现容器(2)中的预定填充体积，因此可以关闭填充阀(1)并将其从容器(2)中取出。

Description

用于填充圆柱形容器、特别是罐子的方法以及填充装置和容器的填充系统

技术领域

本发明涉及一种用于以流体填充圆柱形容器特别是罐子的方法，以及适于执行该方法的填充装置和预定圆柱形容器的填充系统。

背景技术

在各种实施例中已知用于填充容器的填充装置和方法。在氧敏感性液体的情况下，在这种情形下应该防止液体与环境空气的氧接触并且防止发生不希望的气体结合、气体交换或气体引入，这由于氧化反应或细菌污染增加而可能会导致液体发生质量变化。因此，要填充这种液体的容器例如在实际填充过程之前被抽空并且/或者用惰性气体等吹扫容器内部，为了此目的，通常在相应的填充装置中形成对应的可控的进料和排放气体通道。

为了从容器中排出空气氧以进行填充过程，通常预先用惰性气体进行吹扫过程；在填充诸如啤酒之类的含二氧化碳的饮料的情况下，通常使用二氧化碳作为吹扫气体。为了此目的，填充装置可以包括例如可移动的管和阀，使得在打开吹扫气体供应之前可以将吹扫管插入容器中。

避免与空气氧接触的另一种方法是使用包括封闭管的球型可膨胀体的填充装置，该球型可膨胀体在填充过程之前被插入容器中。通过该管，将膨胀介质引入到球型体中，使后者膨胀直至其完全填满容器内部并以这种方式从容器中排出环境空气。然后将液体送入容器中，使膨胀介质再次经由该管从球型体中推出去。在DE 10 2011 100 560 B3中描述了对应的方法和装置。

为了始终将相同的填充量填充到容器中，在现有技术中通过填充液位来确定用于填充具有期望的填充体积的容器的填充量，该填充液位通过填充装置的回气管或回气孔的开口的位置来调节，或者通常以电子或电气动的方式，借助于传感器(填充液位传感器)和执行器(阀)及合适的控制逻辑来调节。通过控制逻辑借助于流率计数器(通常是磁感应型或借助于科里奥利力)来提供将相同的填充量填充到容器中的另一种可能性。在该控制逻辑中，因为直接测量液体量，所以容器体积不重要。这些测量装置的缺点在于其性价比，并且昂贵的控制电子装置(PLC)必须分别是非常精确的，因此必须使用昂贵的执行器。

在DE 10 2014 014 317 A1中公开了一种用于在没有测量装置的情况下以恒定填充液位填充容器(甚至是形状发生变化的容器)的方法和装置。该方法这样设置，将阀附件密封地放置在容器上，并且，将移位元件插入容器中，阀附件具有气阀和液阀且在壳体中带有阀座，移位元件与周围的阀座一起形成环形间隙，因此可沿长度方向从壳体中轴向地滑出。通过打开液阀，填充流体流入容器，直到在液阀关闭之前甚至环形间隙被淹没。将移位元件从容器中拉出，其中液体体积从环形间隙流出到容器中。这些体积与移位元件在淹没部分中的部分的体积一样大，使得相同的容器填充有相同高度的液位。

US 4,541,463还涉及在没有测量装置且具有很小的湍流并排除空气以防起泡的情况下填充容器。然而，其中的容器是在管状心轴上生产的纸或塑料的软管包装，该心轴可围绕填充管滑动地布置。由于容器直接在围绕填充阀布置的心轴上生产，即软管滑到心轴上，借助于底部进行密封，并因此以这种方式补充到容器中，所以在填充过程开始之前这样生产的容器从开始就基本上没有空气。填充管从储存容器的底部延伸，该储存容器相对于设置有泵的输送管旋转，该泵的吸入侧端部在储存容器中的液面下方打开，而出口端根据储存容器相对于输送管的角位置而接连与填充管连接。当输送管的出口侧和相应的填充管的入口之间产生连接时，泵输送液体。在与储存容器的旋转运动相关联的控制下，移动关闭填充管的活塞，以便在容器已经生产时打开填充阀。然而，在打开填充阀之前，心轴向上移动，使得容器由于与底部支架的形状配合保持而稍微被拉离心轴。以这种方式，应当防止用于生产容器的心轴与流入的液体接触。在填充阀打开的情况下，底部支架向下移动并因此将容器拉离心轴。当阀关闭时，填充动作结束，并且由于储存容器的旋转运动，输送管不再与填充管连通。

此外，为了填充诸如啤酒或软饮料之类的发泡液体，必须增加压力对容器加压，以防止或最大限度地减少在填充过程中起泡。在所谓的反压填充中，待填充的相应容器以密封的方式贴靠在填充装置上，使得在实际填充阶段之前通常通过在填充装置中形成的气体通道，通过压力下的加压气体(惰性气体或二氧化碳气体)进行预加压。后者作为返回气体通过在填充过程中流入容器的液体从容器内部排出，这也可以通过在填充装置中形成的受控气体通道来实现。

从US 3,830,265 A中得知的用含气体的液体填充容器的方法和对应装置据称操作速度更快，不起泡而且具有经济效率，以便将空间需求和成本降至最低。该方法包括排出容纳在容器中的空气，即在容器的开口端以密封的方式关闭之前将反压气体引入容器中，使得在填充有加压的预先计量的液体量的填充活塞已经通过容器的开口端引入之后，可以借助于反压气体用对应于液体的压力且大于大气压力的反压力对容器进行加压。通过打开填充活塞，活塞中容纳的液体的第一部分借助于重力供给到容器，使得容纳在容器的未使用的空间中的反压气体被排出。通过缩回填充活塞，容器被来自活塞的液体的剩余部分填充，其中，用阀控制在容纳于其中的反压气体已完全排出后回气管中从容器回流的液体。

DE 10 2013 113 070 B3涉及一种填充装置，其通过将洁净空间与纯度要求较低的区域进行优化分离来实现高纯度填充，并且由于改进了密封动作，该填充装置被特别设置用于罐子的反压填充。这通过密封钟形件(sealing tulip)来实现，如在填充装置中的常规做法，该密封钟形件封闭填充装置的容器开口和排放开口，但是，现在，该密封钟形件包括两个密封元件，其中一个密封元件密封该密封钟形件和填充装置的壳体之间的过渡区，并且，第二个密封元件在填充系统中布置在面向容器的自由端处，在外圆周处的控制装置的外侧径向地包围第一密封元件，并以这种方式密封该密封钟形件和清洁空间区域与其他区域之间的分离位置之间的过渡区。

减少填充容器(诸如罐子)所需的容器内部的环境空气氧、提供反压填充所需的加压压力、以及监测和维持正确的填充量，导致填充装置结构复杂而且填充过程容易出现故障。

发明内容

基于该现有技术，本发明的目的是提供一种用于填充(基本上)预先制造的圆柱形容器(诸如罐子)的可靠且简化的方法，其中，减少了对吹扫和加压气体的消耗，并且能够用具有简化的器件结构的装置且在减少氧吸收甚至没有吹扫步骤的情况下填充基本上圆柱形的容器，诸如罐子，而不需要回气管或回气导管或复杂的测量和控制技术。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法解决。

本发明的另一个目的是提供一种具有简化的器件结构的装置，其能够在减少氧吸收甚至没有吹扫步骤的情况下填充圆柱形容器或至少基本上圆柱形的容器，诸如罐子，而不需要复杂的测量和控制技术。

该目的通过具有独立权利要求13的特征的填充系统解决。

在从属权利要求中公开了该方法和装置的进一步发展。

本发明的基本构思基于使用具有填充阀的填充装置用于填充预定的圆柱形容器，该填充装置包括在填充管中可控地引导的活塞，该容器的同心容器开口的直径等于容器内直径的70％至99.5％，通常是这样，例如，饮料罐的最常见标准尺寸的80％至90％。后者在其金属(诸如铝或锡)的体积方面被非常精确地制造。在这种情形下，圆柱形容器也应理解为典型的罐子形状，其中上端朝向填充开口略微呈锥形逐渐变细。而且，圆柱形容器不仅应理解为典型的圆形横截面，而且还应理解为包括与其不同的形状，例如椭圆形或多边形横截面形状。重要的是，填充开口与容器的横截面形状同心并且具有与其一致的形状，其尺寸对应于容器的横截面尺寸的约70％至99.5％。根据本发明，填充阀现在包括外直径，该外直径被实施为与容器开口的直径相匹配，使得在填充阀和容器之间进行相对于彼此的相对移动时，填充阀的填充尖端(在这种情形下，填充尖端应理解为可以容纳在容器中的填充阀的整个部分)可以通过容器中的容器开口在无摩擦和游隙小(即几乎没有游隙)的情况下被同轴接收。在这种情形下，这可以是将填充阀引入容器中；然而，容器也可以借助于对应的可移动容器接收部在朝向填充阀的方向上轴向移动，以便将填充阀容纳在容器中，使得在此两种情况下，即使没有可膨胀的球囊元件，填充阀的引入部分也在容器中占据根据填充阀直径等于容器体积的高达99％的体积。以这种方式，容纳在容器中的环境空气(以及因此氧气)可以从容器中排出高达99％，从而可以省略吹扫气体或者可以至少使其使用最小化。或者，当容器开口被密封时，容器中存在的环境空气在插入填充阀时被压缩，使得容器中的压力升高并且可以省略加压气体；在任何情况下，都可以显著地减少加压气体的量，因为是通过借助于填充阀的机械移位实现了压力的产生。

根据本发明的用于填充圆柱形容器的方法的第一实施例，该圆柱形容器的同心容器开口的直径等于容器内直径的约70％至99.5％，优选为80％至90％，该第一实施例提供以下步骤：

a)首先，进行关闭的填充阀和容器之间的相对于彼此的相对移动，使得填充阀通过容器开口引入容器(或容器及其开口滑过填充阀)，直到填充阀的填充尖端容纳在容器中。优选地，填充尖端被尽可能深地接收，可选地直到填充阀的端面接触容器底部的点，以实现对容纳在容器中的空气(或另一种气体)的最大可能的排出/压缩。为了接触，填充阀的端面可以根据容器的底部成形，或者可以包括间隔件等。

该过程是可行的，因为作为预定容器的罐子的几何参数(尺寸，诸如直径、高度、精确壁厚)是完全已知的，并且因为(特别是)填充管的尺寸与罐子匹配。

由于填充阀的直径与容器开口相匹配，容器体积的主要部分因为容器开口和容器之间的最小直径差而导致被填充阀占据，并且以这种方式将容纳在容器中的气体(空气)排出。因此，还以纯机械的方式减少了容器中容纳在容器壁和填充阀之间的剩余间隙体积中的空气氧的量。因此可以减少诸如氮气或二氧化碳之类的吹扫气体的使用；可选地，可以将其完全省略。

b)为了允许流体流入容器或流入环形间隙体积，通过将活塞转移到打开位置来打开填充阀，并且在活塞处于打开位置的情况下进行填充管的向上移动，使得面向容器底部的填充阀的端面定位成阀开口低于在容器壁和填充阀之间形成的间隙体积中的流体液位。可选地，在填充阀接触底部的情况下，在这种情形下可以这样设置，填充阀的端面，更确切地说是填充管的端面，设置有通道，该通道使得在打开的填充阀向上移动之前，当填充阀的端面仍然接触容器的底部时该阀已经打开之后流体能够流动。流入的流体仅在间隙体积内与容器中所容纳的气体接触。因为由于填充系统的几何条件而导致该接触表面非常小，所以即使在存在空气氧的情况下，进入流体的吸收也极小。此外，这是从底部到顶部的低于液位的填充过程，其特征在于漩涡和湍流最小，由此实现了进一步减少对氧的吸收。

c)在这种情形下，在填充过程中根据考虑容器中的预定填充体积的预定的控制参数，调节填充阀在容器内的相对向上移动(依据实施例，这通过填充阀或容器的移动来实现)直到容器开口，使得当填充阀到达容器开口的区域时达到填充体积，其中实现了低于液位的填充过程，即，在向上移动期间的填充过程中间隙体积中的液位位于填充阀的端面上方。

d)当达到容器中的预定填充体积时，关闭填充阀。

e)缩回关闭的填充阀，以便在下一个容器中执行该方法。

原则上，可以基于在步骤a)中气体是在围绕填充阀的容器开口未被密封时从容器中排出还是在围绕填充阀密封容器开口时在容器中被压缩，来区分填充过程。

作为填充阀通过间隔件或优选使用的环形密封件直接接触或间接接触底部以便完全容纳在容器中的替代方案，可以这样设置，填充阀相对于容器的底部被容纳直到预定距离，这确保了容器底部不会因与填充阀接触而变形。

在容器直径和开口直径之间的差异小的情况下使填充阀直径适应容器的填充开口直径而得到的根据本发明的方法的所述优点，通过另一个实施例进一步得以改进，在该另一个实施例中，填充阀另外包括围绕填充管的分离管，该分离管可以独立于填充管和活塞被可控地移动。在这种情形下，填充阀的外直径由围绕填充管的分离管确定，并且与容器开口的直径对应地匹配。以这种方式，通过改装可单独移动的分离管也可以使用传统的填充阀，即，借助于分离管，使填充阀的直径与容器开口相匹配。如果需要，通过使用对应的不同分离管，填充阀也能够以这种方式与不同的容器开口相匹配。

在可以用该填充阀执行的方法的实施例中，这样设置，当在步骤a)中将填充阀的整个填充尖端容纳在容器中的情况下，在分离管的下端和容器底部之间保留例如3mm至5mm的轴向间隙，以便在打开填充阀之后允许流体流入容器壁和分离管之间的环形间隙体积中。在优选实施例中，单侧作用的环形密封件可以布置在该轴向间隙中。步骤b)现在分为以下几个子步骤：

b0)为了打开阀，活塞被转移到打开位置，使得流体可以流入容器壁和分离管之间的径向间隙体积中。流体流入径向间隙体积中，直到存在预设的填充压力和预定的容器压力之间的压力补偿，由此确定径向间隙体积中的填充液位。

b1)在活塞处于打开位置的情况下在分离管内进行填充管的相对向上移动，分离管在该情形下保持在其完全插入位置，在该位置，其相对于底部具有轴向间隙。在活塞处于打开位置的情况下随着填充管的向上移动，分离管被流体填充。

b2)在位于容器底部和容器开口之间的预定高度处，填充管的向上移动终止并且活塞转移到关闭位置。

c)在此，根据预定的控制参数调节填充阀或带有活塞的填充管在容器内直至容器开口的向上移动，该预定的控制参数考虑了容器中的预定填充体积。

d1)当径向间隙体积被完全填充并且在步骤b2)中，预定高度在容器开口的区域内且容器被完全填充时，执行分离管的缩回，并且随后在步骤e)中使关闭的填充阀与分离管一起缩回，以便能够供给下一个容器进行填充。

如果在步骤b0)中，在径向间隙体积中可实现的填充液位小于由容器预定义的径向间隙体积中的最大填充液位(间隙体积被完全填充)，则该方法还包括以下步骤：

a1)在步骤b2)之后且在d1)之前，在活塞处于关闭位置的情况下进行填充管的相对向下移动，其中，存在于分离管中直到预定高度的流体体积被推动通过轴向间隙进入径向间隙体积并且填充液位在其中上升。

可选地，可以重复步骤b0)至a1)，直到在步骤a1)中间隙体积被完全填充到最大填充液位。

c1)然后在活塞处于关闭位置的情况下在分离管内进行填充管的相对向上移动直到预定高度，填充管之后在容器开口的区域中，其中分离管再次被流体填充。然而，分离管也可以与填充阀相对地向上一致地移动，使得径向间隙体积被完全填充。然而，在这种情形下，分离管的开口应始终保持低于液体的填充液位。

d1)在根据步骤b2)关闭容器开口的区域中的填充阀之后，进行分离管的缩回，其中分离管中存在的流体保留在容器中。

优选地，在实际填充过程之前的方法步骤中，为了在单个步骤a1)中完全填充径向间隙体积，可以在第一步骤b)中根据步骤b0)中可实现的填充液位设置并因此预先确定径向间隙体积中的第一高度，该填充液位也是基于预设的填充压力和预定的容器压力而已知的，使得在第一预定高度处由填充管限制在分离管中的体积，对应于最大填充液位和可实现的填充液位之间的间隙体积的体积差。

除了接触表面最小化和与之相关联的氧吸收的减少以及在引入填充阀时存在于容器中的气体的机械移位以外，主要通过分离管改善低于填充液位的填充过程，使得可以实现准层流条件。由于间隙体积中的液位因此极度平静地上升而没有湍流，所以进一步减少了接触表面处的氧吸收。

根据该方法的实施例，步骤c)中的预定控制参数可以是预设的填充时间，该填充时间是从容器中的预定填充体积和填充装置的设定的的填充体积导出的。在罐子的情况下，预定填充体积对应于标称体积，因为与瓶不同，罐子可以非常精确地进行制造。因此，在预定填充时间之后执行步骤d)中的填充阀的关闭。为了控制填充过程，因此可以在填充过程之前预先定义填充时间，并且在用于设置填充装置的方法步骤中，可以将填充时间输入到其控制装置中。而且，可以使用填充阀或填充管的向上移动终止并且活塞被转移到关闭位置的预定高度对填充过程进行控制，并且可以相应地将其输入到控制装置中。

有利地，采用根据本发明的填充系统的根据本发明的方法可以基本上在没有测量装置的情况下进行；不需要现有技术中所需的测量装置或测量措施。不需要借助于诸如磁感应流量计之类的控制仪器或借助于填充液位确定来调节和监视期望的填充体积。

在反压填充方法的另一实施例中，还可以填充发泡或含二氧化碳的流体，诸如啤酒或软饮料。在这种情形下，这样设置：

a0)在步骤a)之前或在步骤a)期间的时间点处，即，也是在实际填充过程之前，围绕填充阀密封容器开口，以便例如将填充装置配置成用于预期的填充过程，即附接环形密封元件，例如密封钟形件，用于密封容器开口处的填充阀和容器之间的过渡区。在这种情形下，在插入填充阀之前或期间的密封动作的时间点确定了在完全插入填充阀之后存在于密封容器中的压力。可以基于填充阀和容器的几何尺寸调节所需的压力，为了此目的，可以近似地利用玻意耳-马略特定律，即，恒定温度和恒定质量的理想气体压力与体积成反比：p*V＝常数。基于所指示的几何尺寸，诸如空容器的体积和由已经穿透到相应液位的填充阀的部分的体积确定的体积差，可以针对预定压力确定填充阀的穿透深度的对应长度。

在根据本发明的方法的另一个实施例中，这样设置，为了配置填充装置，在密封容器开口时，可以在容器开口和密封元件之间围绕填充阀以密封的方式插入体积补偿件。该体积补偿件被实施为使得在其壁和填充阀之间的体积补偿件中形成的环形间隙的体积，对应于由在步骤d)中关闭填充阀时仍然位于容器内的填充阀的一部分引起的排出体积。在这种情况下，存在于容器中的体积对应于预定填充体积和排出体积之间的差。为了在步骤e)中将关闭的填充阀缩回之后使预定填充体积存在于容器中，允许在根据步骤b)和c)填充容器时已经流入环形间隙中且对应于排出体积的流体体积，在步骤e)中将关闭的填充阀缩回时流入容器。

另一个实施例这样设置，密封元件或体积补偿件(如果使用的话)包括止回阀或溢流阀。以这种方式，防止了容器中的压力超过为填充过程预先定义的最高压力。由于在反压填充期间保持恒定的低过压，在减小的接触表面和低湍流填充相互作用下，进一步减少了氧引入。特别是在采用围绕填充管具有分离管的填充装置的填充过程的变型中，当存在于封闭填充管下方的分离管中的流体体积通过封闭填充管的相对向下移动而被推入环形间隙中时，即使对于“泵送步骤”，压力也可以因此保持恒定。此外，当仍然存在于间隙体积中的气体排出时，由于止回阀或溢流阀，由于这种后加压或泵送，确保了氧吸收保持最少或进一步减少，其中由于该后加压，也实现了低于液位的非常快速的基本上“层流”的填充过程。

在该方法的替代实施例中，采用具有组合式分离/填充管的填充阀，针对被实施为与容器开口的直径相匹配的相同的外直径，该填充阀具有比上述填充管更大的内直径，因此壁薄。相关联的可控地引导的活塞的直径与分离/填充管的扩大的内直径相匹配，即也被扩大。此外，分离/填充管中的活塞引导和活塞控制被设计成这样，除了为了允许流体流动而将活塞布置在分离/填充管的密封座的近侧(即，最接近分离/填充管的密封座)并因此对应于阀的正常打开位置的打开位置以外，活塞还包括至少第二打开位置，在该第二打开位置，活塞布置在分离/填充管的密封座的远侧(即，更远离分离/填充管的密封座)，使得在分离/填充管内，可以提供排出体积，该排出体积将已经流入间隙体积的流体体积补充到预定的填充体积。因此，活塞在第二打开位置的位置取决于预定容器的高度和容器与分离/填充管之间的直径差，因为这样设置：在第二打开位置中，在分离/填充管完全接收在容器中并且基本上延伸到容器底部时，活塞端位于容器开口的区域中，使得存在于分离/填充管中的流体体积与间隙体积中的流体体积的总和形成预定容器的填充体积。

在该方法中，步骤c)中的预定控制参数也是与填充阀的移动相匹配的填充时间。该实施例包括以下步骤：

b0)在步骤a)中将填充阀完全插入之后，活塞被转移到填充阀的第一打开位置，以允许流体流入容器壁和分离/填充管之间的径向间隙体积中，以及

b1.1)在活塞处于打开位置的情况下进行分离/填充管的向上移动，其中流体继续流入径向间隙体积，直到在径向间隙体积中达到在填充过程之前已经预先定义的填充液位，该填充液位取决于预设的填充压力和可预先定义的容器压力。

b2)在第二预定高度处，分离/填充管的向上移动终止，并且活塞被转移到关闭位置。这里，在实际填充过程之前，也是根据在b1.1)中可实现的径向间隙体积中的填充液位来确定第二预定高度，使得以第二预定高度限制在分离/填充管下方的体积对应于最大填充液位和b1.1)中可实现的填充液位之间的间隙体积的体积差。

a1)：在活塞处于关闭位置的情况下分离/填充管再次被完全插入，其中，由于后加压或泵送，存在于间隙体积中的气体被压缩并经由减压阀被排出，因此这里氧吸收也保持最少或进一步减少。

在重复步骤b0)之后，在步骤c1)中将分离/填充管转移到这样的位置，在该位置中，在分离/填充管的下端和容器底部之间保留3mm至5mm的轴向间隙。分离/填充管保持在该位置，同时活塞被转移到填充阀的第二打开位置，该第二打开位置位于容器开口的区域中，并且在这样做时，分离/填充管填充有预定排出体积的流体。在将分离/填充管缩回时(步骤d1))，活塞移动到关闭位置，并且流体从分离/填充管的排出体积进入容器，使容器被完全填充，并且在步骤e)中将关闭的填充阀缩回以填充下一个容器。

即使通过上述措施可以显著减少并且在许多情况下充分减少来自空气的氧吸收，但是对于特别具有氧敏感性的流体，可能需要进一步减少氧接触。为了能够另外消除此处的吹扫步骤，在该方法的另一个实施例中，这样设置，填充阀至少在步骤a)中完全插入容器的一部分或其部分的周围包括可弹性膨胀体。例如，球囊体可以布置成在对应区域中沿径向包围填充管、分离管或分离/填充管。

在这种情形中，该方法包括以下步骤：

a1)在步骤a)中将关闭的填充阀通过容器开口完全引入容器中之后，允许可弹性膨胀体膨胀。这可以通过将气体引入可弹性膨胀体中来主动实现；在容器在外部压力方面足够稳定并且由比可弹性膨胀体更耐压的材料制成的情况下，在将填充阀完全插入之后(由此空气已经被排出)，并且在密封容器之后，在活塞处于分离管中的关闭位置的情况下，通过缩回填充阀或填充管可以在容器中产生引起可弹性膨胀体膨胀的真空。继续膨胀直到可弹性膨胀体

a2)接触容器的内表面以及体积补偿件(如果使用的话)的内表面，其中整个空气通过阀从容器中被推出。

b1)将活塞转移到填充阀的打开位置以允许流体流入，其中可弹性膨胀体a)被压缩，直到其b)再次接触填充阀并且容器壁和填充阀之间的径向间隙体积被填充，并且体积补偿件(如果使用的话)和填充阀之间的环形间隙被填充。

b2)随后，在活塞处于打开位置的情况下，填充管向上移动直到容器开口的区域中的预定高度。

在其中可弹性膨胀体布置在分离管处或分离管周围的填充阀的情况下，在步骤b2)期间，在活塞处于打开位置的情况下，在填充管向上移动期间分离管保持在完全插入的位置，并且分离管被液体填充。在以下步骤中

d1)当在步骤b2)中达到容器开口的区域中的预定高度时，填充阀关闭，或者活塞转移到关闭位置，使得分离管内的体积和容器与分离管之间的间隙内的体积以及可任选的体积补偿件的体积的总和构成预定填充体积，使得通过分离管的缩回(d2)，分离管的流体体积进入容器中，并且当打开密封件时，体积补偿件(如果使用的话)的体积流入容器中，使得当在步骤e)中将关闭的填充阀缩回时，容器被完全填充。

根据本发明的填充系统相应地包括填充装置和圆柱形容器，圆柱形容器的同心容器开口的直径等于容器内直径的70％至99.5％。为了用流体填充这样的预定容器(预先定义的，因为其在形状和体积方面是已知的)，使用具有填充阀的填充装置，其通常包括在填充管中可控地引导的活塞。根据本发明，在这种情形下，填充阀配置成使得填充阀的外直径被实施为与容器开口的直径相匹配，即，设计成略小，使得能够在几乎无游隙(例如，最大径向间隙为1mm)的情况下通过容器开口将填充阀同轴地插入容器中，但是仍然可以在没有接触且没有摩擦的情况下插入和拉出填充阀。

填充阀通常还包括与容器(诸如罐子)的通常圆形横截面形状相对应的圆形横截面。当待填充的容器的形状和容器开口的形状不同于圆形形状时，填充阀的外轮廓与其匹配，使得在此实际上也在容器开口上没有游隙的情况下将填充阀插入容器中。

根据本发明的填充系统的填充装置配置成使得填充阀和容器可以相对于彼此移动，其中相应地，填充阀或容器接收器是可移动的。在这种情形下，该布置确保了填充阀的填充尖端通过容器开口同轴地(即居中地)引入到容器中。利用容器直径、开口直径和填充阀直径的几何条件，实现了借助于填充阀的插入的填充尖端，在容器中占据了在容器体积的49％至99％的范围内并且可以确保对应的排出或压缩的体积。因此，要用于插入的填充阀的填充尖端具有在容器中占据容器体积的49％至99％范围内的体积。根据本发明，填充装置没有回气管。由于已了解预定容器和相应调节的填充装置的精确体积条件，所以能够在没有回气管的情况下进行控制，这是因为对于诸如罐子之类的始终以相同的形状、直径和高度制造的容器，预定填充体积对应于标称体积，因此，例如，与瓶子相比，用预定填充体积获得的容器中的填充液位总是恒定的。

因此，控制动作可以配置成使得填充系统可以仅根据预定填充时间和/或预定高度来控制，在该预定填充时间和/或预定高度处，填充管的向上移动终止并且活塞被转移到关闭位置，使得控制动作在不仅没有回气管，而且基本上没有测量装置的情况下进行。

作为预设的控制参数的填充时间是从容器中的预定填充体积和填充装置的调节的填充体积流量导出的。然后，将填充阀的向上移动的速率与预定填充时间相匹配，并且在预定填充时间之后实现填充阀的关闭。同样地，填充阀或填充管的向上移动终止并且活塞被转移到关闭位置的预定高度，可以用作用于控制填充过程的预设的控制参数，并且相应地可以输入到控制装置中。对于这种控制动作，不需要现有技术中所需的测量装置或测量装置。

在优选实施例中，填充系统可以包括填充阀，该填充阀在填充尖端处围绕填充管包括分离管，该分离管可以独立于填充管和活塞而被可控地排出。在这种情形下，通过分离管确定填充阀的外直径，该外直径被实施为与容器直径相匹配。利用可单独移动的分离管，可以根据特别有利的本发明进行填充过程，这将在下面描述。

可替代地，填充管可以被实施为组合式分离/填充管，其外直径被实施为与容器开口的直径相匹配。然而，组合式分离/填充管具有薄壁构造，并且与传统尺寸的填充阀相比，包括扩大的内直径。因此，可控地引导的活塞被实施为相应加宽的活塞，其直径与分离/填充管的内直径相匹配。在该实施例中重要的是，利用该实施例，还可以这样执行根据本发明的方法，除了将活塞布置成靠近(即，最接近)分离/填充管的密封座的第一打开位置以外，活塞还包括至少第二打开位置，在该第二打开位置，活塞布置成在分离/填充管的密封座的远侧(即，远离分离/填充管的密封座)，并且，以这种方式扩大了活塞在分离/填充管中的行程。在这种情形下，活塞在第二打开位置的位置取决于预定容器的高度和容器与分离/填充管之间的直径差，因为设置如下：在第二打开位置中，在分离/填充管完全容纳在容器中并且基本上延伸直到容器底部时，活塞端位于容器开口的区域中，使得存在于分离/填充管中的流体体积与间隙体积中的流体体积的总和构成预定容器的填充体积。

特别是当用填充系统借助于反压填充实现填充时，填充系统可以包括密封元件，根据实施例，该密封元件围绕填充阀，即围绕填充管、围绕分离管或围绕组合式的分离/填充管，布置在容器开口处。

可选地，填充系统可以另外包括体积补偿件，该体积补偿件围绕填充阀(填充管、分离管或组合式分离/填充管)布置在密封元件和容器开口之间。为了防止在填充期间容器中出现不希望的压力增加，密封件或体积补偿件可以包括阀，优选为止回阀或溢流阀。

此外，填充阀可以在面向容器底部的端面处包括径向延伸的流动通道，以便允许流体从与容器底部接触的打开的填充阀流出，其中端面设置在填充管处、在分离管处或在组合式分离/填充管处，这取决于使用哪种填充阀。将填充阀完全容纳直到接触底部的点对于最大排出/压缩是有利的。此外，为了接触，填充阀的端面可以根据容器底部的轮廓成形。然而，必须结合容器底部的接触来观察相对移动的精确控制动作，以防止容器变形并因此受损。由于精确的容器几何形状确定了填充体积，因此特别重要的是容器处不会发生变形，否则会导致容器体积发生变化。因此，优选的是，在面向容器底部的填充管、分离管或组合式分离/填充管的端面处的填充阀具有周向延伸的间隔件或多个分布式间隔件，其被实施为具有弹性/弹力，因此可以接触容器底部而不会有变形的风险。

特别优选的是，在这种情形下，可以采用具有阀功能的周向延伸的单侧作用的环形密封件，诸如密封唇，其不仅用作弹力间隔件而且还在一个方向上打开，以在沿相反方向密封时允许流体从填充阀流出到容器中，并且以这种方式防止回流(或者，当容器压力高于填充压力时)，还防止气体从容器渗透到填充阀开口下方的区域中。

根据一个实施例，为了完全排出容纳在容器中的空气，可以这样设置，填充阀至少在填充管或分离管(或组合式分离/填充管)的一个部分处或其部分周围包括沿着可插入的填充尖端的可弹性膨胀体。

为了有助于通过容器开口对填充阀进行同轴对中接收，填充阀还可以在填充尖端处包括朝向端面逐渐变细的对中部分。

另一个实施例可以这样设置，填充管和活塞各自包括可更换的填充尖端部分，使得在没有长时间中断填充操作的情况下，可以通过更换尖端部分快速且简单地对填充阀换新，例如，在出现磨损迹象的情况下，或者，在以其他几何形状与其他容器相匹配的情况下。

为了改善引导动作，填充管或活塞还可以包括至少一个滑动设计的径向间隔件保持装置，用于将活塞定在填充管的中心。

根据本发明的填充装置的另一个实施例确保了进一步改进填充过程，即通过定向流动，最大限度地减少包含的气泡，该气泡在填充过程结束时将导致不期望的起泡。为了此目的，在相应的密封表面上方，填充阀在填充管的一个内侧或在活塞的外侧或二者包括导流结构，该导流结构设计成使得从填充阀流出的流体具有旋涡或涡旋移动。由于流体的旋转流动，防止了流体沿径向撞击侧向容器壁并在那里反弹，否则由此将气泡封闭，当填充阀向上移动时，气泡可能积聚并可能导致起泡增加。旋转流产生的气泡明显更少，而且，气泡更小并且位于上升的流体液面的表面附近，使得其在填充过程终止之前塌缩，由此防止增加起泡动作。

导流结构可以例如由类似于螺纹的一个或多个螺旋腹板形成或由叶片结构形成。

叶片结构可以通过环形布置导向叶片来实施，所述导向叶片至少在一个平面上弯曲，即，相对于径向平面在圆周方向上弯曲。然而，导向叶片也可以在两个平面上弯曲，即，相对于径向平面在圆周方向和纵向方向上弯曲。

作为替代方案，当填充阀的活塞设计成旋转时，叶片结构可以由环形布置的活动叶片形成，该活动叶片可以是弯曲的或未弯曲的，并且布置在可旋转的活塞处。在弯曲的活动叶片的情况下，有利的是不需要驱动器，因为流过的流体导致活塞旋转。在未弯曲的活动叶片的情况下，活塞受驱动旋转。

根据需要，径向间隔件保持装置可以设计为导流结构，使得一个元件有利地实现两种功能。

附图说明

通过以下参照附图的详细描述，将更清楚且更好地理解其他实施例以及与这些和其他实施例相关的一些优点。基本相同或相似的对象或其部分可以具有相同的附图标记。附图仅是本发明的实施例的示意图示。在这种情形下，示出了：

图1是与根据本发明的方法的实施例的步骤a)至e)相对应的根据本发明的填充系统的剖视侧视图，该填充系统具有填充管和活塞的填充阀；

图2是与根据本发明的方法的替代实施例的步骤a)、b1)和b2)相对应的具有填充装置的替代填充系统的剖视侧视图，该填充装置另外包括分离管；

图3是图2的填充系统的另一个实施例的剖视侧视图，其中填充阀处的填充开口在根据本发明的方法的替代实施例的步骤a0)期间被密封；

图4是图2的填充系统的另一个实施例的剖视侧视图，其中在根据本发明的方法的替代实施例的步骤b2)期间，在密封元件和填充开口之间布置体积补偿件；

图5是根据步骤b2)、a1)和b1)的图3的填充系统的剖视侧视图，作为根据图2的根据本发明的方法的实施例的延续；

图6是与根据本发明的方法的替代实施例的步骤a)至d1)相对应的根据本发明的另一种填充系统的剖视侧视图，该填充系统具有带薄壁型组合式分离/填充管的填充阀和具有更大行程和两个打开位置的更宽的活塞；

图7是与根据本发明的方法的另一个替代实施例的步骤a)至d1)相对应的对应于图4的根据本发明的另一种填充系统的剖视侧视图，该填充系统另外具有围绕分离管的可弹性膨胀体；

图8是与根据本发明的方法的实施例的步骤0)至e)相对应的对应于图1的填充系统的示意性剖面侧视图，该填充系统具有填充液位的过程；

图9是与根据本发明的方法的替代实施例的步骤0)至e)相对应的对应于图2和图5的填充系统的示意性剖视侧视图，该填充系统具有填充液位的过程；

图10是填充系统的另一个实施例的剖视侧视图，其中在密封元件中具有阀并且在填充阀的端面处具有单侧作用的环形密封件，以避免在反压填充期间从环形间隙中回流；

图11是如图8一样的对应于图1的填充系统的示意性剖视侧视图，其中填充阀在填充尖端处具有锥形逐渐变细的对中部分；

图12是填充系统的另一个实施例的剖视侧视图，其中填充阀具有可更换的填充尖端和同心间隔件；

图13是根据本发明的填充阀的示意性纵向剖视图，其中在填充管中具有螺旋腹板型导流结构；

图14是根据本发明的填充阀的示意性纵向剖视图，其中在活塞处具有螺旋腹板型导流结构；

图15是根据本发明的填充阀的示意性横截面图，其中在活塞处具有导向叶片的导流结构；

图16是根据本发明的填充阀的示意性横截面图，其中在旋转活塞处具有活动叶片的导流结构。

具体实施方式

本发明涉及借助于特殊的填充系统来填充圆柱形容器，例如罐子。在这种情形下，如下事实是有利的：对饮料，主要是对诸如啤酒或软饮料之类的含二氧化碳的饮料而言，除了瓶子和纸盒以外，罐子是最重要的包装，罐子的圆柱形状经过极度精确生产，其同轴填充开口仅略小于容器直径。欧洲最常用的罐子体积为0.33升和0.5升，但也有罐子体积为0.15升、0.2升和0.25升，以及1升和5升。然而，根据本发明，只要容器体积是已知的，也可以填充具有其他体积的容器。

在附图中，图示了填充系统在不同方法步骤中的相应序列；因此，在填充系统的每个图示中并没有提供附图标记。然而，由于图示的等同性，与没有标记的组件和对象具有非常明显的相关性。

图1示出了方法和适合于该方法的填充系统的最简单的实施例，该填充系统包括填充阀1和容器2。在这种情形下，在此设置这样的罐子，其在上端处的基本上呈圆柱形的形状略微朝向同轴填充开口21逐渐变细。锥形主要用于接收这里未图示的盖子，该盖子在完成填充过程之后通过与罐子的边缘(多次)卷曲来附接和连接。根据本发明的方法利用容器(内部)直径d_Di与容器开口21的直径d_Do之间的这种差异。

如图1的图示例子所示，容器开口21的直径d_Do可以等于容器内直径d_Di的70％至99.5％，通常为80％至90％。

包括在填充管11和可控地引导的活塞10的最简单实施例中的可移动填充阀1包括外直径d_Fa，该外直径d_Fa与容器开口21的直径d_Do相匹配，使得可以在没有接触和没有摩擦而且尽可能地没有游隙的情况下，通过容器开口21将填充阀1插入容器2中。该方法同样在图8中示意性地简化示出，其设置如下：容器2(在步骤0中)相对于填充阀1布置，使得能够将填充阀1通过容器开口21同轴在中心插入容器2中---这可以通过填充阀或容器的轴向移动来实现，例如，借助于对应的可移动容器接收器(未图示)。在插入之前，容器体积V_D在初始压力p₀(例如环境压力)下被环境空气(可选地，还有另一种气体)填充。

在图8中的步骤a0)中，通过方框箭头表示填充阀1插入容器2中，使得当容器开口21被密封时容器中的压力p升高。然而，此外，在没有密封动作的情况下，当空气仅能够通过填充阀1周围的填充开口21缓慢地逸出时，可能会发生(暂时的)压力增加。

图1和图8中的步骤a)示出了已经完全插入容器2中的填充阀1。在这种情形下，已经穿透到容器2中的具有体积V_F的填充阀1的填充尖端导致当填充开口21被密封时，剩余间隙体积ΔV中的压力增加，或者气体体积的大部分从容器中移出，使得存在于间隙体积ΔV(容器体积V_D和插入的填充阀体积V_F之间的差)中的气体或空气的量以及因此氧的量被显著地减少。

如在图1中还可知，容器2具有成形的底部22。因此，可以完全插入填充阀1而不会使底部22变形，端面处的包括用于活塞10的密封座13的填充管11根据底部22的形状而成形。

在方法步骤b)中，通过将活塞10转移到打开位置来移动阀1，使得流体可以流入容器2中，而打开的填充阀1同时向上移动。在图8中，步骤b)以两个图示示出，其中在其中一个图示中，借助于方框箭头，图示了填充阀1的打开动作，其仅略微抬离容器底部(或者包括端面中的通道)，使流体可以流入间隙体积ΔV。在步骤b)的第二图示中，方框箭头表示打开的填充阀1的向上移动，其中向上移动的速率与流体的流入速率相匹配，使得阀1的具有阀开口的端面在间隙体积ΔV中始终低于液位。

显然，间隙体积ΔV中的流体的接触表面仅为具有环宽度s(容器内直径d_Di的一半与填充阀外直径d_Fa的一半之差)的圆环。由于这种填充低于液位，其中间隙体积ΔV中的液位高于填充阀1的端面，所以流体仅在圆环形接触表面处接触存在于容器2中的气体。具有环宽度s的圆环构成了极小的接触表面，使得吸收到流体中的气体(特别是空气氧)非常少。在活塞10处于打开位置的情况下通过填充管11的向上移动继续进行低于液面的填充过程，由此几乎不产生任何湍流，并且以这种方式进一步减少通过接触表面的气体引入。减小的接触表面连同减小的空气体积和低于液位的填充过程导致流体中的氧吸收显著减少。

图1所示的步骤c)示出了位于容器开口21的水平处的打开的填充阀1，在填充过程或填充量或填充速率方面，对填充阀1在容器2内的向上移动进行协调直到容器开口21的该水平。为了此目的，采用考虑了容器2中的预定填充体积的预定控制参数。由于罐子在其体积方面被非常精确地制造，因此预定填充体积对应于标称体积。在图1和图8中所示的方法中，步骤c)中的控制参数可以是预订填充时间，该填充时间是从容器2中的预定填充体积和填充装置的设定的的填充体积流量导出的。因此有利的是，在这种情形下不需要复杂的传感器装置。

在预定填充时间期间，打开的填充阀1在流入过程低于液位的情况下向上移动，在该预定填充时间之后，或者在达到容器开口21的区域中的预定高度H时，在步骤d)中关闭填充阀1，如图8中相应图示中的方框箭头所示，其中已达到容器2中的预定填充体积。最后，在步骤e)中，缩回关闭的填充阀1，使得可以对下一个容器2进行填充过程。

图11示出了填充阀1，其在填充尖端处具有呈锥形逐渐变细的对中部分19，通过该对中部分19，有助于通过容器开口21将填充阀1以同轴中心的方式引入到容器2中。

图2至5和图9、图10示出了具有优选的填充系统的方法步骤，其中填充阀1另外包括分离管12，该分离管12围绕填充管11直接且同轴地布置，并且可以独立于该填充管11被可控地移动。图2示出了没有密封件的填充系统，图5则是具有密封件的填充步骤。然而，分别图示的方法步骤适用于两种变型。

可选地，将不再描述对应于图1和图9中公开的方法的确定的方法步骤。利用具有分离管12的填充装置执行的方法的特征还在于减小了接触表面，减小了空气体积并且实现了低于液位的填充过程，这些导致流体中的氧吸收显著减少。

因此，这里，在步骤a)中填充阀1也通过容器开口21完全插入容器2中。然而，在这种情形下，在分离管12的下端和容器底部22之间保留轴向间隙A，以便允许流体流入间隙体积ΔV，该间隙体积ΔV在容器壁20和分离管12之间形成，此时如图9中在步骤b0)中借助于活塞中的方框箭头所示，活塞10已转移到填充阀1的打开位置。

如图2所示，利用具有分离管12的填充阀1的填充方法可以在不密封容器开口21的情况下进行，使得气体或空气可以逸出。

然而，特别是在具有分离管12的变型中，也可以执行反压填充过程，其中容器开口21围绕填充阀1密封，如图3、图4、图5和图10所示。

在步骤b0)中，将活塞10转移到填充阀1的打开位置，并且允许流体通过轴向间隙A流入容器壁20和分离管12之间的径向间隙体积ΔV中。流体流入径向间隙体积ΔV中，直到存在填充装置中的预设的填充压力和容器压力p之间的压力补偿，由此确定径向间隙体积ΔV中的填充液位h。容器压力p可以是预先定义的，并且取决于容器开口是否密封以及是否存在止回阀或溢流阀。

因此，当达到容器2中的压力与填充压力之间的压力补偿时，在填充阀1打开的情况下容器2中的间隙体积ΔV中的液位不会进一步上升。

为了现在将间隙体积完全填充到填充液位h_max，优选地执行泵送步骤(根据需要，还可以执行下面描述的几个泵送步骤)。

当在活塞10处于打开位置的情况下填充管11现在在分离管12内进行随后的向上移动时，如步骤b1)中通过活塞上方的方框箭头所示，分离管12保持在其完全插入的位置，使得分离管12被流体填充。

在图2和图9中，还图示了在步骤b2)中，在活塞10处于打开位置的情况下填充管11的向上移动在预定高度H₁处终止并且活塞10被转移到关闭位置。该高度H₁根据径向间隙体积ΔV中的填充液位h预先定义，其在步骤b0)中通过预设的填充压力和预定容器压力p实现：高度H₁可以基于通过填充管11以高度H₁限制在分离管12中的体积计算，并且，该体积对应于最大填充液位h_max与可实现的填充液位h之间的间隙体积ΔV的体积差。

在步骤a1)(图5和图9)中，通过在活塞10处于关闭位置的情况下将填充管11完全插入，将在步骤a2)之后存在于分离管12中直到预定高度H₁的流体体积从分离管12中推出，通过轴向间隙A进入径向间隙体积ΔV。其中的液位相应地升高，优选地达到最大填充液位，其中存在的残余气体完全从容器中排出。当通过一个泵送步骤不能完全填充间隙体积ΔV时，可选地，必须重复步骤顺序b0)-b1)-b2)-a1)-b0)......直到在步骤a1)中间隙体积ΔV被完全填充到容器开口21的区域。

在图9所示的步骤c1)中，在活塞处于打开位置的情况下填充管11然后在分离管12内向上移动直到容器开口21的区域，并且整个分离管体积被流体填充。这里，填充阀1在容器2内直到容器开口21的向上移动，也通过时间控制来实现，因为所有体积(填充体积、间隙体积、体积差、分离管中的体积等)都是预先定义的或可预先定义的。在c1)之后，当填充管11已在容器开口21的区域中达到预定高度H时，活塞10被转移到关闭位置并且分离管12在步骤d1)中缩回，其中先前存在于分离管12中直到阀的流体柱保持在容器2中，容器2因此被完全填充，使得填充阀1在步骤e)中缩回。

为了通过分离管12实现的后加压进行反压填充过程，容器2在填充阀1处被密封，如图3或图4所示。图3示出了在附接密封件14的时间点将填充阀1插入容器2中的过程中的方法步骤a0)。借助于附接密封件14的时间点或在此时间点的填充阀1穿透到容器2中的深度，确定当根据步骤a)完全插入填充阀1时存在于密封容器2中的压力p。

根据所需的压力p，也可以在插入填充阀1之前将密封件14放置在容器2上，其中在通过压缩容器体积V_D中存在的气体量来完全插入填充阀1之后，基于容器体积V_D和填充阀1的完全插入部分的体积V_F来实现最大压力。对于反压填充，为了防止含二氧化碳的流体在填充期间起泡，当设置2巴的填充压力时，例如，可以在容器2中调节成3巴的加压压力。

特别是在这种情况下，特别有利的是，如图10所示，在分离管12在轴向间隙A中的端面上，采用周向延伸的单侧作用的环形密封件18、诸如密封唇，防止流体或气体可能从间隙体积ΔV流回分离管12中。允许流体通过轴向间隙A逸出，并且特别是可以通过一个或几个前述泵送步骤来实现。

图4示出了当围绕填充阀1密封容器开口21时以密封方式在容器开口21和密封元件14之间采用的体积补偿件15的另一布置。在该方法的实施例中优选使用体积补偿件15，该实施例另外包括可弹性膨胀体，并且将在后面结合图7被更详细地说明。

为了不超过容器2中的用于相应填充过程的预定最高压力，可以在密封元件14(参见图5和图6)或体积补偿件15(参见图7)中布置减压阀16，并且，如图所示，减压阀16可以打开(但不是必须打开)到气体排放管线16'中。

在步骤a1)中在“后加压”时使用减压阀16，其中通过在活塞10处于关闭位置的情况下完全插入填充管11，将在步骤b2)之后存在于分离管12中直到预定高度H₁的流体体积从分离管12中推出，通过轴向间隙A进入径向间隙体积ΔV，防止了容器2中的压力p超过预定的最高压力。另外，通过保持容器2中的压力恒定，避免了增加气体引入，否则将会出现压力增加。

图6以八个图示的方式示出了采用具有组合式分离/填充管112的替代填充阀1的方法的实施例。与图1的填充阀1的不同之处在于分离/填充管112具有更大的内直径d_Fi，因此具有比图1的填充管11明显更薄的壁，该分离/填充管112具有相同的外直径d_Fa，其实施成与容器开口21的直径d_Do相匹配。因此，对应的可控地引导的活塞100具有对应的较大直径d_K，其与分离/填充管112的内直径d_Fi相匹配。与图1的填充阀1的另一个不同之处在于活塞100在分离/填充管112中的行程显著扩大。除了其中活塞100(与图1中所示相同)布置在分离/填充管112的密封座13的近侧(即，附近)的(第一)打开位置之外，分离/填充管112中的厚活塞100可以移动到第二打开位置，在该第二打开位置，活塞100相对于分离/填充管112的密封座13布置在远侧，即远离该密封座13。在该第二打开位置，活塞100限定了分离/填充管112内的排出体积V_V，其与间隙体积ΔV一起提供容器2的预定填充体积。

在图6所示的方法变型中，在步骤a)中，将填充阀1完全插入容器2中，直到填充阀1的端面接触容器底部22。所示的变型示出了反压填充，其中容器开口21围绕填充阀1密封。如上所述，实现了压力的调节。然而，该方法也可以在没有密封动作的情况下执行。

利用具有分离/填充管112的该填充系统可执行的反压填充方法结合了上述方法的方法步骤，其中，在步骤b0)中打开填充阀1，即，活塞100移动到填充阀1的第一打开位置，使得流体可以流入容器壁20和分离/填充管112之间的径向间隙体积ΔV中。随后，在步骤b1.1)中在活塞100处于打开位置的情况下进行分离/填充管112的向上移动，其中这里还实现了低于液位的填充过程，即，在向上移动期间的填充过程中，间隙体积ΔV中的液位(未图示)位于填充阀1的端面上方。利用该实施例还实现了上述例子的另外优点。

因此，在步骤b2)中，在预定高度H₁处，在活塞100处于第一打开位置的情况下停止分离/填充管112的向上移动，并且活塞100被转移到关闭位置。即使没有单独的分离管12，通过在步骤a1)中在活塞100处于关闭位置的情况下重新完全插入分离/填充管112，可以执行后加压或泵送步骤，利用该后加压或泵送步骤，间隙体积ΔV中的液位可以升高，其中由于减压阀16，容器2中的压力保持恒定。然后，在步骤c1之前重复步骤b0)(是否重复步骤b1.1)、b2)和a1)，取决于几何条件和预定高度H₁)，在步骤c1中将分离/填充管112转移到这样的位置，在该位置中，在活塞100移动到其第二打开位置，并且分离/填充管112被液体填充之前，对于分离管12，轴向间隙A保留在分离/填充管112的下端和容器底部22之间。选择活塞100在第二打开位置的位置，使得分离/填充管112内的排出体积V_V将间隙体积ΔV补充到预定填充体积，使得在步骤d1)中分离/填充管112缩回到容器开口21的区域中的预定高度H直到活塞100达到关闭位置，从而使流体从分离/填充管112进入容器2并且容器2被完全填充。接下来是未图示的步骤e)，在步骤e)中将填充阀1缩回。该方法还使用已知的几何参数，并且可以通过具有协调移动序列的时间控制来执行。

在图7中图示了采用填充系统的根据本发明的方法的另一个有利实施例，该填充系统也是与本发明相对应的。这里，使用具有分离管12的填充阀1，其由可弹性膨胀体17包围，该可弹性膨胀体17沿着插入到容器2中的分离管12的整个部分延伸(在该实施例中包括体积补偿件15)。当然，这里也可以设想到不同的布置。例如，也可以在填充阀1周围和在填充阀1处沿周向布置和/或轴向布置几个可弹性膨胀体。此外，可以设想到在没有分离管1的情况下在所述填充阀之一处布置可弹性膨胀体。并且在没有体积补偿件15的变型中，可弹性膨胀体相应地仅沿着插入到容器2中的分离管12的整个部分延伸。可弹性膨胀体的类型、数量和布置取决于步骤a1)中是否允许可弹性膨胀体膨胀，然后，在步骤a)中，将关闭的填充阀1完全插入由其密封的容器2中，使得其在步骤a2)中接触容器2的内表面，并且如图示的例子那样，接触体积补偿件15的内表面，并且同时几乎完全迫使先前存在于容器2中的环境空气(或另一种气体)通过存在于体积补偿件15中的减压阀16。可弹性膨胀体17的膨胀可以通过供给可以是气体的膨胀流体来实现，但是也可以设想到，在完全插入填充阀1之后，气体由此从容器中排出，在活塞10处于关闭位置的情况下填充管11向上移动，使得在容器2中产生真空，这导致可弹性膨胀体17膨胀。然而，后者只能在相对于外部压力足够稳定的容器中；通常，饮料罐在内部压力方面具有高强度，但未填充的罐子的外部耐压性不是很高---空罐子可以相对容易地压扁。因此，通过供给膨胀流体实现的膨胀可以是优选的。

在接下来的b步骤中，首先将活塞10转移到填充阀1的打开位置，使得流体流入容器壁20和填充阀1之间的径向间隙体积ΔV，由此在步骤b1a)中压缩可弹性膨胀体17，直到其再次接触分离管12(步骤b1b)。当间隙体积ΔV和体积补偿件15与填充阀1之间的环形间隙被填充时，在步骤b2)中在活塞10处于打开位置的情况下向上移动填充管11，直到容器开口21的区域中的预定高度H(未图示)，其中分离管12保持在具有轴向间隙A的完全插入位置，使得分离管12被流体填充。当在步骤b2)中达到容器开口21的区域中的预定高度H时，在步骤d1)中关闭填充阀1。在步骤d2)中，之后将分离管12缩回，在此有利地同时打开与分离管12连接的密封件14。随后，将步骤e)中的关闭的填充阀1(未图示)从完全填充的容器2中缩回。

体积补偿件15(也在图4中示出)与环形间隙15'一起设置，环形间隙15'形成在体积补偿件15的内壁和分离管12之间，环形间隙15'的体积对应于由在步骤d1)中填充阀1关闭时位于容器2内的填充阀1的部分引起的排出体积，在这种情况下，该部分是分离管12。以这种方式，在步骤b)和c)中填充容器2时最初在间隙体积ΔV中流动直到体积补偿件15的环形间隙15'的流体，可以在通过在步骤d2)中缩回分离管12来打开密封件14时流入容器2中，使得预定填充体积存在于容器2中。

根据另一个实施例的根据本发明的填充系统，其在图12中以示例性方式图示，示出了体积补偿件15，其中这里还图示了密封元件14'，采用该密封元件14'，在容器2的容器开口21处密封体积补偿件15。具有体积补偿件15的上述实施例也可以在容器开口21处用合适的密封元件密封。

此外，图12中所示的填充阀1包括填充管11和活塞10，二者各自具有可更换的填充尖端部分7、8。这些填充尖端部分7、8可以通过任何螺纹、锁定或插入机构连接，例如也可以通过卡口封闭连接。利用可更换的填充尖端7、8，填充阀1可以与例如具有不同底部几何形状的容器简单且快速地匹配。此外，通过不同的填充尖端部分，可以影响流体的流出行为。最后，也可以通过简单更换填充尖端部分来明显更快地消除泄漏。

存在于活塞10的填充尖端8处并且朝向端面逐渐变细的对中部分19可以确保当阀关闭时改进密封动作，因为密封座11'、13将始终以这种方式适当地配合而彼此抵靠。

为了增强活塞10在填充管11中的对中引导作用，填充阀1具有径向间隔件保持装置6，在所图示的例子中，径向间隔件保持装置6包括附接到活塞的环，并且间隔件部分从该环沿径向突出。由于剖视图示，在图12中，只能看到这些间隔件部分中的一个，这些间隔件部分围绕由活塞10限定的中心轴线对称地布置。间隔件保持装置6的间隔件部分在这种情形下被实施为使得其能够当活塞10上下移动以打开和关闭阀1时，沿着填充管11的内侧滑动。优选地，间隔件保持装置6可以包括三个径向间隔件部分，它们相对于彼此以120°的角度对称地布置，因为以这种方式确保了对中作用，并且以这种方式，填充管11中的流动横截面仅最小程度地减小。然而，可以设置多于三个相对于彼此对称布置的径向间隔件部分。与图示的不同的是，径向间隔件保持装置也可以布置在填充管的内侧，其中间隔件部分滑动地接触活塞10。

应注意到，与图示的不同的是，根据本发明的没有可更换的填充尖端部分的填充阀可以设置有对中部分和/或间隔件保持装置。例如，结合图10描述的元件、对中部分19、可更换的填充尖端部分7、8和径向间隔件保持装置6，不必强制性地以所图示的组合实现，而且也可以单独地存在于根据本发明的填充系统或填充阀处。例如，填充阀可以具有可更换的尖端，而后者不包括逐渐变细的对中部分或径向间隔件，并且填充系统不包括密封的体积补偿件等。此外，这些元件不限于简单的填充阀，而且也可以存在于具有分离管、组合式分离/填充管和可膨胀体的填充系统处。这同样适用于具有下面描述的导流结构的填充阀的实施例。

为了进一步改善填充过程并实现基本上层流条件，使得间隙体积中的液位平静地上升并且避免封闭的气泡，本发明的另一个实施例这样设置，填充阀1包括导流结构9，其使流出的流体具有限定的旋涡或涡旋运动。以这种方式，避免了在填充压力下流出的流体沿径向撞击容器壁并且反弹，其导致更多的气泡被封闭，这会累积到填充过程的结束，然后引起强烈的起泡作用。

如图13所示，导流结构可以存在于填充管11的内侧，或者如图14至图16的例子所示，导流结构可以存在于相应的密封表面11'、13上方的活塞10的外侧。与图示不同的是，可以在填充管和活塞处设置彼此相互作用的导流结构，而填充阀也可以是向外或向下打开的填充阀。

图13和图14中的例子各自示出了在填充管11和在活塞10处的导流结构9，该导流结构9由类似于螺纹的螺旋腹板形成。此外，可以设置几个平行延伸的螺旋腹板。

图15和图16示出了在活塞10外侧作为导流结构的叶片结构。与图示的不同的是，叶片结构也可以设置在填充管的内侧。

图15中的活塞10处的导流叶片结构9由环形布置的导向叶片形成，该导向叶片至少在两个平面中弯曲，以便使流过其的流体具有旋涡或涡旋运动。

图16示出了这样的例子，其中导流叶片结构9由这里未弯曲的活动叶片进行环形布置而形成。为了使流过其的流体具有涡流或涡流运动，活塞10设计成旋转驱动，如方框箭头所示。当活动叶片弯曲时，活塞10被可旋转地支撑即可，因为流过活动叶片的流体将致使活塞10旋转，从而在即使没有驱动的情况下也可以帮助旋涡或涡旋产生。

有利的是，导流结构可以同时被实施为径向间隔件保持装置，或者径向间隔件部分可以设计为导流结构，即叶片形状。

应注意到，在所示的例子中，填充阀的打开方向总是通过活塞向内或向上移动来图示，其中活塞处的密封座向下指向并且填充管处的密封座向上指向。然而，除了具有组合式分离/填充管的变型之外，根据本发明，还明确地包括在相反方向上打开的填充阀的实施例，即，其中用于打开的活塞向下移动，为了此目的，活塞尖端通常包括板形加宽的端部，以便设置面向上的密封座，该密封座可以接触填充管的对应的面向下的密封座。

显然，基于本发明的基本原理，可以设想到该方法的多个不同实施例，其中一些已经仅以示例性方式进行了解释，并且这些实施例并不意味着限制由权利要求限定的保护。

利用本发明的基本原理的任何修改都包括在内：根据本发明，借助于容器(罐子)和填充阀的已知的几何形状(体积)实现填充量的确定，该填充阀同时代表排出元件。对于填充阀可以设想到各种实施例。根据本发明的填充阀(具有或不具有分离管、膨胀体......)的外直径与待填充的容器的直径相匹配，这仅表现出与容器直径的最小差异。因此，与现有技术相比，可以省去昂贵的测量装置，诸如MID传感器。此外，可以省去通过回气管或回气孔的开口的位置或通过传感器、执行器或合适的控制逻辑进行调节的基于填充液位的填充控制动作。

利用填充系统的几何条件(容器壁和填充阀之间的环形表面的尺寸取决于容器直径和容器开口直径，因此也可以非常小)，减少了接触表面，这导致减少吸收到填充的液体中的气体。在现有技术中，通过二氧化碳吹扫容器中存在的环境空气，这导致非常高的二氧化碳消耗，然而根据本发明，通过由于几何条件而导致从容器中机械地排出空气，显著地减少了氧量，即使在没有可膨胀体的实施例中也是如此。由于在分离管或填充管周围的低于流体液位的填充过程，使填充流体和容器中的残余气体的湍流得以减少或没有湍流，使得氧吸收进一步最少化。在具有泵送步骤或“后加压”的变型中，随着流体转移到间隙体积中，通过减压阀从容器中进一步除去残余气体(并因此氧)，使得在此也不会发生氧吸收。此外，由于这种“后加压”，可以获得非常快速的填充过程，该过程在其实现中几乎是层流的。

此外，在现有技术中由压缩气体(主要是二氧化碳或氮气)产生的反压填充所需的压力(反压力，饱和压力，填充压力)，可以通过在填充阀插入期间密封填充开口而进行机械设置，使得可以省去加压气体和对应的供应装置。通过确定给定几何条件所需的插入深度，可以以简单的方式调节所需压力。

此外，能够在没有回气管的情况下进行反压填充，从而不需要对回气管或回气导管进行单独的控制动作、清洁和维护，而在现有技术中仍然需要：这里通常采用单室原理进行填充。待填充的容器和填充装置(环形储存器)处的储存容器在实际填充过程中一起形成腔室。流入待填充的容器的液体将容纳在其中的气体排出到储存容器中。还有多腔室解决方案，但到目前为止还没有被接受，因为只有在接受填充材料损失时才能正确地分离各个腔室。只有采用具有球元件或不可渗透膜的复杂器件结构才能实现腔室的真正分离。

总之，为了填充诸如罐子之类的容器，可以借助于本发明省去用于监测填充量的测量装置以及吹扫或加压气体，本发明中所采用的填充装置具有非常简单的结构并且几乎不容易发生故障。尽管本发明优选不需要吹扫和加压气体，但不排除执行根据本发明的方法中的这些步骤。

在本发明中，在填充过程之前、期间和之后使用的已知参数不变。具有决定性的是，这些参数无法改变或控制。环境压力、罐子体积和填充阀的排出体积保持恒定而且无法控制。这些参数在合适的时间确定(测量或计算)，并且在填充过程期间在不同的时间点使用以便确定压力和(填充)体积。此外，使用这些参数使得在填充过程期间，在预定时间点，可以仅通过各个部件(填充阀、密封件、分离管......)相对于容器的沿着轴线的相对移动来调节标称压力和/或标称体积。附图标记列表

1 填充阀

10 活塞

11,11' 填充管，密封座

12 分离管

13 密封座/接触面

14,14' 密封元件

15,15' 体积补偿件

16 阀

16' 气体排放导管

17 弹性可膨胀体

18 单侧作用的环形密封件，密封唇

19 对中部分

100 宽活塞

112 组合式分离/填充管

2 圆柱形容器，罐子

20 容器壁

21 容器开口

22 容器底部

6 径向间隔件

7 可更换的填充管填充尖端部分

8 可更换的活塞填充尖端部分

9 导流结构

d_Fa 外直径填充装置

d_Fi 内直径填充管

d_K 活塞直径

d_Di 容器内直径

d_Do 内直径容器开口

A 轴向间隙

H 预定高度

h,h_max 间隙体积中的填充液位，最大值

s 间隙体积中的间隙宽度

V_D 容器体积

V_V 排出体积

V_F 插入的填充阀体积

ΔV 径向间隙体积

p₀ 环境压力

p 容器压力

Claims

1.一种通过使用填充装置用流体填充预定圆柱形容器(2)的方法，所述预定圆柱形容器(2)的同心容器开口(21)的直径(d_Do)等于容器内直径(d_Di)的70％至99.5％，其中，所述填充装置包括填充阀(1)，所述填充阀(1)包括在填充管(11、112)中可控地引导的活塞(10、100)，其中，所述填充阀(1)相对于所述容器是可移动的，并且包括外直径(d_Fa)，所述外直径(d_Fa)被实施为与所述容器开口(21)的所述直径(d_Do)相匹配，使得所述填充阀(1)的填充尖端能够在游隙小但没有接触也没有摩擦的情况下通过所述容器开口(21)同轴地插入到所述容器(2)中或从所述容器(2)中同轴地缩回，其中，要用于插入的所述填充阀(1)的所述填充尖端包括体积(V_F)，所述体积(V_F)在所述容器(2)中占据容器体积(V_D)的49％至99％范围内的体积，

所述方法包括以下步骤：

a)在关闭的填充阀(1)和所述容器(2)之间进行相对移动，其中，所述填充阀(1)的所述填充尖端通过所述容器开口(21)接收在所述容器(2)中，其中，根据所述填充阀(1)的被接收的填充尖端在所述容器(2)中的体积(V_F)，排出预先容纳在所述容器(2)中的气体或者将其压缩在所述容器(2)中；

b)打开所述填充阀(1)并允许所述流体流入所述容器(2)，使得所述填充阀(1)的面向容器底部(22)且具有阀开口的端面位于容器壁(20)和所述填充阀(1)之间的间隙体积(ΔV)中的液位下方；

c)使所述填充阀(1)在所述容器(2)内的直到所述容器开口(21)的相对向上移动与预定控制参数相匹配，所述预定控制参数考虑了所述容器(2)中的所述预定填充体积，其中，获得了液位以下的填充过程，因为在所述向上移动期间的所述填充过程中，所述间隙体积(ΔV)中的所述液位位于所述填充阀(1)的所述端面上方；

d)当达到所述容器(2)中的所述预定填充体积时，关闭所述填充阀(1)；以及

e)从所述容器(2)中取出关闭的填充阀(1)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤a)中，当未密封围绕所述填充阀(1)的所述容器开口(21)时，从所述容器(2)中排出所述气体，并且当密封围绕所述填充阀(1)的所述容器开口(21)时，在所述容器(2)中压缩所述气体。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤a)中，所述填充阀(1)相对于所述容器(2)的底部(22)被接收直到预定距离，或者完全接收在所述容器(2)中，直到所述填充阀(1)的所述端面的直接或经由间隔件间接地接触所述底部(22)的点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述填充阀(1)包括围绕所述填充管(11)的分离管(12)，所述分离管(12)能够独立于所述填充管(11)和所述活塞(10)可控地移动，

其中，在步骤a)中，包括所述分离管(12)的所述填充阀(1)与所述填充尖端一起被接收在所述容器(2)中，并且在所述分离管(12)的下端和所述容器底部(22)之间保留轴向间隙(A)，

所述方法包括以下步骤：

b0)将所述活塞(10)转移到所述填充阀(1)的打开位置，以允许所述流体通过所述轴向间隙(A)流入所述容器壁(20)和所述分离管(12)之间的所述径向间隙体积(ΔV)中，其中，所述流体流入所述径向间隙体积(ΔV)中，直到存在预设的填充压力和预定容器压力(p)之间的压力补偿，由此确定所述径向间隙体积(ΔV)中的填充液位(h)，

b1)在所述活塞(10)处于打开位置的情况下在所述分离管(12)内进行填充管(11)的相对向上移动，所述分离管(12)相对于所述容器底部(22)保持在其位置处，其中所述分离管(12)被流体填充，

b2)在预定高度(H)处终止所述填充管(11)的所述相对向上移动并将所述活塞(10)转移到关闭位置，

d1)当在步骤b2)中所述预定高度(H)位于所述容器开口(21)的区域中并且所述容器(2)被完全填充时，将所述分离管(12)缩回。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述径向间隙体积(ΔV)中可实现的所述填充液位(h)小于由所述容器(2)在所述径向间隙体积(ΔV)中预先定义的最大填充液位(h_max)，

所述方法包括以下步骤：

a1)在步骤b2)之后且在d1)之前，在所述活塞(10)处于关闭位置的情况下进行所述填充管(11)的相对向下移动，其中，存在于所述分离管(12)中直到所述预定高度(H)的所述流体体积被迫通过所述轴向间隙(A)进入所述径向间隙体积(ΔV)中，

并且，可选地，重复步骤b0)至a1)，直到在步骤a1)中所述间隙体积(ΔV)被完全填充到最大填充液位(h_max)，

c1)在所述活塞(10)处于打开位置的情况下在所述分离管(12)内进行所述填充管(11)的向上移动，直到位于所述容器开口(21)的区域中的所述预定高度(H)，其中，所述分离管(12)被流体填充，

d1)在步骤b2)之后将所述分离管(12)缩回，其中，存在于所述分离管(12)中的所述流体保留在所述容器(2)中。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，在进行所述填充过程之前，为了在单个步骤a1)中填充所述径向间隙体积(ΔV)，在第一步骤b)中确定的第一预定高度(H₁)是根据所述径向间隙体积(ΔV)中的所述填充液位(h)实现的，所述填充液位(h)可在步骤b0)中用所述预设的填充压力和所述预定容器压力(p)实现，使得通过所述填充管(11)以所述第一预定高度(H₁)限制在所述分离管(12)中的体积对应于所述最大填充液位(h_max)与所述可实现的填充液位(h)之间的所述间隙体积(ΔV)的体积差。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述预定控制参数是：

-预设的填充时间，其是从所述容器(2)中的预定填充体积和所述填充装置的设定的填充体积流量导出，其中，在所述预定填充时间之后实现在步骤d)中的填充阀(1)的关闭，和/或

-在所述容器开口(21)的区域中的预定高度(H)，在所述预定高度处，所述填充阀或所述填充管的所述向上移动终止并且所述活塞(10)被转移到所述关闭位置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：

a0)在步骤a)之前或步骤a)期间的时间点，用密封元件(14)围绕所述填充阀(1)密封所述容器开口(21)，其中，所述密封的时间点确定了在完全插入所述填充阀(1)之后在密封的容器(2)中存在的压力(p)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述填充装置包括体积补偿件(15)，在所述填充过程之前，在围绕所述填充阀(1)密封所述容器开口(21)期间，所述体积补偿件(15)布置在所述容器开口(21)和所述密封元件(14)之间，其中，在所述体积补偿件(15)和所述填充阀(1)之间形成的环形间隙(15')的体积，对应于由当在步骤d)中关闭所述填充阀(1)时存在于所述容器(2)内的所述填充阀(1)的一部分引起的排出体积，使得在步骤b)和c)中填充所述容器(2)时已经流入所述环形间隙(15')的所述流体在步骤e)中将关闭的填充阀(1)缩回时然后流入所述容器(2)，使得所述预定填充体积存在于所述容器(2)中，并且/或者

其中，通过在所述密封元件(14)中或在所述体积补偿件(15)中布置止回阀或溢流阀(16)，防止所述容器(2)中的所述压力(p)超过用于所述填充过程的预定最高压力。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述填充阀(1)包括：

-作为填充管(11)的组合式分离/填充管(112)，其外直径(d_Fa)被实施为与所述容器开口(21)的所述直径(d_Do)相匹配，并且包括扩大的内直径(d_Fi)，使得所述分离/填充管(112)为薄壁型，以及

-可控地引导的活塞(100)，其直径(d_K)与所述分离/填充管(112)的所述扩大的内直径(d_Fi)相匹配，并且，除了所述活塞(100)被布置为靠近所述分离/填充管(112)的密封座(13)的第一打开位置之外，所述活塞(100)还具有至少一个第二打开位置，在所述第二打开位置中所述活塞(100)被布置为远离所述分离/填充管(112)的所述密封座(13)，其中，处于所述第二打开位置的所述活塞(100)限制所述分离/填充管(112)内的排出体积(V_V)，所述排出体积(V_V)与所述间隙体积(ΔV)一起形成所述容器(2)的所述预定填充体积，

所述方法包括以下步骤：

b0)将所述活塞(100)转移到所述填充阀(1)的所述第一打开位置，以允许所述流体流入所述容器壁(20)和所述分离/填充管(112)之间的径向间隙体积(ΔV)中，以及

b1.1)在所述活塞(100)处于打开位置的情况下进行所述分离/填充管(112)的向上移动，其中，所述流体继续流入所述径向间隙体积(ΔV)中，直到在所述径向间隙体积(ΔV)中达到预定填充液位，所述预定填充液位取决于所述预设的填充压力和可预先定义的容器压力(p)，

b2)在第二预定高度(H₂)处，终止所述分离/填充管(112)的向上移动并将所述活塞(100)转移到关闭位置，其中，在所述填充过程之前，根据b1.1)中可实现的所述径向间隙体积(ΔV)中的所述填充液位，确定所述第二预定高度(H₂)，使得以所述第二预定高度(H₂)限制在所述分离/填充管(112)下方的体积，对应于所述最大填充液位(h_max)和在b1.1)中可实现的所述填充液位(h)之间的所述间隙体积(ΔV)的体积差，

a1)在所述活塞(100)处于关闭位置的情况下将所述分离/填充管(112)完全插入，

以及在重复步骤b0)之后，

c1)将所述分离/填充管(112)转移到所述分离/填充管(112)的下端和所述容器底部(22)之间保留轴向间隙(A)的位置，并将所述活塞(100)转移到所述填充阀(1)的所述第二打开位置，所述第二打开位置位于所述容器开口(21)的区域中，其中，所述分离/填充管(112)被流体填充，

d1)当在步骤c1)中达到所述第二打开位置时，将所述分离/填充管(112)缩回，直到所述活塞(100)处于关闭位置，其中，所述流体从所述分离/填充管(112)进入所述容器(2)，使得所述容器(2)被完全填充。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述填充阀(1)包括可弹性膨胀体(17)，所述可弹性膨胀体(17)在步骤a)中被完全接收在所述容器(2)中，

所述方法包括以下步骤：

a1)在步骤a)中将关闭的填充阀(1)通过所述容器开口(21)完全插入所述容器(2)后，允许所述可弹性膨胀体(17)膨胀直至后者

a2)接触所述容器(2)的内表面，并且，如果使用的话，接触所述体积补偿件(15)的内表面，

b1)将所述活塞(100)转移到所述填充阀(1)的所述打开位置以允许所述流体流动，其中，所述可弹性膨胀体(17)在步骤b1a)中被压缩，直到其在步骤b1b)中接触所述填充阀(1)和所述容器壁(20)与所述填充阀(1)之间的所述径向间隙体积，并且，如果使用的话，所述体积补偿件(15)和所述填充阀(1)之间的所述环形间隙被填充，

b2)在所述活塞(10)处于打开位置的情况下进行所述填充管(11)的向上移动，直到所述容器开口(21)的区域中的所述预定高度(H)。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述可弹性膨胀体(17)布置在所述分离管(12)处或其周围，所述方法包括以下步骤：

在所述填充管(11)向上移动期间，在所述活塞(10)处于打开位置的情况下，在步骤b2)期间将所述分离管(12)留在所述完全插入位置，其中，所述分离管(12)被流体填充，

d1)当在步骤b2)中达到所述容器开口(21)的所述区域中的所述预定高度(H)并且所述容器(2)被完全填充时，关闭所述填充阀(1)，

d2)将所述分离管(12)缩回，以及

e)将关闭的填充阀(1)缩回。

13.一种具有用于执行根据权利要求1至12中任一项所述的方法的填充装置和预定圆柱形容器(2)的填充系统，其中，所述预定圆柱形容器(2)的同心容器开口(21)的直径(d_Do)等于容器内直径(d_Di)的70％至99.5％，其中，所述填充装置包括填充阀(1)，所述填充阀(1)包括在填充管(11、112)中可控地引导的活塞(10、100)，

其特征在于：

所述填充阀(1)包括被实施为与所述容器开口(21)的所述直径(d_Do)相匹配的外直径(d_Fa)，使得所述填充阀(1)的填充尖端在几乎没有游隙且没有接触也没有摩擦的情况下通过所述容器开口(21)可同轴地插入到所述容器(2)中或从所述容器(2)中缩回，并且

所述填充装置设置用于所述填充阀(1)和所述容器(2)之间的相对移动，其中所述填充阀(1)的所述填充尖端通过所述容器开口(21)可同轴地插入到所述容器(2)中，

其中，要用于插入的所述填充阀(1)的所述填充尖端包括体积(V_F)，所述体积(V_F)在所述容器(2)中占据容器体积(V_D)的49％至99％范围内的体积，

其中，所述填充装置包括在没有回气管的情况下的控制动作。

14.根据权利要求13所述的填充系统，其特征在于，所述控制动作配置成根据预定填充时间和/或预定高度(H)来控制所述填充系统，在所述预定填充时间和/或预定高度(H)处，所述填充管(11)的所述向上移动终止并且所述活塞(10)被转移到关闭位置，其中，所述控制动作优选地不包括测量。

15.根据权利要求13或14所述的填充系统，其特征在于，在所述填充尖端处，所述填充阀(1)在所述填充管(11)周围包括分离管(12)，所述分离管(12)独立于所述填充管(11)和所述活塞(10)能够可控地移动。

16.根据权利要求13或14所述的填充系统，其特征在于，所述填充管(11)被实施为组合式分离/填充管(112)，其外直径(d_Fa)被实施为与所述容器开口(21)的所述直径(d_Do)相匹配，其中，所述组合式分离/填充管(112)为薄壁型并且包括扩大的内直径(d_Fi)，并且其中，所述可控地引导的活塞(10)被实施为加宽的活塞(100)，所述活塞(100)包括与所述分离/填充管(112)的所述扩大的内直径(d_Fi)匹配的直径(d_K)，并且除了所述活塞(100)被布置为靠近所述分离/填充管(112)的密封座(13)的第一打开位置之外，所述活塞(100)还具有至少一个第二打开位置，在所述第二打开位置中所述活塞(100)被布置为远离所述分离/填充管(112)的所述密封座(13)。

17.根据权利要求13至16中的任一项所述的填充系统，其特征在于，所述填充系统包括密封元件(14)，所述密封元件(14)围绕所述填充阀(1)布置在所述容器开口(21)处。

18.根据权利要求17所述的填充系统，其特征在于，所述填充系统包括体积补偿件(15)，所述体积补偿件(15)围绕所述填充阀(1)布置在所述密封元件(14)和所述容器开口(21)之间，

其中，优选地，所述密封元件(14)或所述体积补偿件(15)包括阀，优选为止回阀或溢流阀。

19.根据权利要求13至18中的任一项所述的填充系统，其特征在于，所述填充阀(1)在面向所述容器底部(22)的端面处包括径向流动通道或间隔件，优选为弹性或弹簧间隔件和/或单侧作用的环形密封件(18)，其中，所述端面设置在所述填充管(11)、所述分离管(12)或所述组合式分离/填充管(112)处。

20.根据权利要求13至19中的任一项所述的填充系统，其特征在于，所述填充阀(1)至少在所述填充管(11)或所述分离管(12)的一个部分处或其部分的周围包括沿着所述填充尖端的可弹性膨胀体(17)，并且/或者

所述填充阀(1)在所述填充尖端处包括朝向所述端面逐渐变细的对中部分(19)，并且/或者

所述填充管(11)和所述活塞(10)各自包括可更换的填充尖端部分(7、8)，并且/或者

所述填充管(11)或所述活塞(10)包括至少一个滑动径向间隔件保持装置(6)，用于将所述活塞(10)对中于所述填充管(11)中。

21.根据权利要求13至20中的任一项所述的填充系统，其特征在于，所述填充阀(1)在所述填充管(11)的内侧和/或所述活塞(10)的外侧处包括在相应的密封表面(11'、13)上方的导流结构(9)。

22.根据权利要求21所述的填充系统，其特征在于，所述导流结构(9)由螺旋腹板或至少一个叶片结构形成，其中，所述叶片结构

-由环形布置的导向叶片形成，所述导向叶片至少在一个平面上弯曲，优选地在两个平面上弯曲，或者

-由环形布置的活动叶片的形成，所述活动叶片是弯曲的或未弯曲的，并且优选地布置在所述活塞(10)处，所述活塞(10)被实施成可旋转的。