CN111333002A - 用于用填充产品填充容器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种在饮料灌装设备中用具有基础液体和至少一种计量组分的填充产品填充容器的装置和方法，所述装置具有：提供基础液体的基础储存器；将填充产品导入到容器中的填充阀；基础生产线，具有：将基础储存器与填充阀流体连接的基础管线；确定流经流量计的流量的流量计；以及在流量计和填充阀之间的计量室；基础生产线的至少一个计量分支，其将计量组分导入到基础生产线的计量室中；至少一个辅助生产线，具有：将基础储存器通过阀与基础生产线的计量室流体连接的管线；流量计，其设置成确定流经辅助生产线的流量计的流量；以及在辅助生产线的流量计和所述阀之间的计量室；以及辅助生产线的至少一个计量分支，其将计量组分导入到辅助生产线的计量室中。

Description

用于用填充产品填充容器的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用于用具有基础液体和至少一种计量组分的填充产品填充容器的装置和方法。该装置和该方法例如在饮料灌装设备中用于灌装多组分饮料，例如软饮料、果汁或碳酸填充产品。

背景技术

为了混合和灌装由几种组分构成的填充产品，已知用于计量各个组分的各种技术，以下简要介绍这些技术：

因此，可以例如通过单独计量站单独计量和灌装所需组分，例如从US2008/0271809A1可以看出。然而，对于大量组分使用单独计量站导致复杂的设备结构和工艺流程，因为每个容器的灌装被分配给多个单独计量/灌装站，容器必须按照各自的计量时间定位在该多个单独计量/灌装站。尽管原则上能够将多个组分通过单独的管线和排出开口同时且在公共填充站计量分配到容器中，但这受到瓶口部或容器口部的尺寸的限制。

替代地，可以实现在公共填充阀中的组分合并，参见例如EP0775668A1和WO2009/114121A1。在此，待添加给基础流体的组分的计量在填充阀出口前方进行，其中，期望的数量可以例如通过借助流量计的体积测量(EP0775668A1)或通过例如借助计量活塞和/或膜片泵的另一种体积计量技术(WO2009/114121A1)来测量。

通过借助流量计的测量可以实现较高的计量精度。该流量计测量待计量体积或待计量质量并在达到阈值时关闭计量管线中的截止阀。其他体积计量方法，例如使用泵或时间/压力填充，通常具有更大的不确定性，并且往往对计量介质的变化，例如对压力、温度或组成的变化反应更敏感。结果是频繁的校准，尤其是在更换计量介质时。

由于在极小体积(μl)时的计量重量与容器重量之间的很大差异，几乎无法实现计量的重量定量测量。

上面阐述的技术的特征在于，组分在稍后的时间点，即或是在灌装期间或者在灌装之前不久混合。

与同样通常的大量工业混合和稍后的灌装不同，稍后添加组分的优点在于，可以避免例如会迁移到密封件中并通过清洁不能完全从密封件移除的强烈调味剂的残留。如果组分彼此分开地运输到容器口部并且计量保持无滴，则可以大致排除组分或其调味剂的残留。

然而，稍后的混合也带来技术困难。因此，不能容易实现灌装过程的时间优化，因为不能任意地加速例如使用流量计的计量过程。容器保持低于计量位置的时间与灌装生产线的性能成正比。因此，在性能要求较高的情况下，要么必须缩短计量时间并因此缩小计量范围，要么必须建立第二条并行计量生产线。可能的计量范围依赖于可用的计量时间并因此依赖于生产线性能。

产生的是，稍后的混合导致相当大的结构复杂性。在小容器口部的情况下，难以能够用固定的计量头填充运动的容器。因此，要么计量头必须与容器一起移动(例如，作为回转器)，要么容器必须保持在计量头下方用于计量和灌装过程，如例如在线性时钟机的情况下一样。当现在应同时提供大量各种计量组分时，这两种解决方案都由于填充阀上的大量填充位置和/或计量组分而在机械结构技术上复杂，成本高且维护费力并且需要大量结构空间。

那些例如借助泵或活塞计量器同时确定体积并输送介质的计量技术具有的缺点在于，无法将有关实际导入到容器中的体积的反馈提供给控制器。这同样适用于时间/压力填充。如果阀没有打开或管线堵塞，则系统无法容易立即识别该情况。由于不可能实现或者仅非常费力才能实现在个性化填充的情况下对已填充容器的事后质量控制，因而当不是强制性时，需要计量系统的有关实际已计量数量的反馈。

上述技术问题已带来计量/灌装过程的改进，例如从EP2272790A1和DE102009049583A1得知。在此，填充产品的组分在灌装时借助流量计直接计量并一起导入到待填充容器中，其中，在计量时主要组分从待计量组分向后排出。主要成分的已排出体积借助流量计来测定，因此，待计量组分的体积也是已知的并且是可控制的。在随后将填充产品灌装到容器中时，主要成分与待计量组分一起从填充阀完全被冲洗到容器中，其中，可以同时使用同一流量计测定总填充数量。在下一个灌装循环中，可以重新确定填充数量以及还有待计量组分数量。因此，能够在无需转换时间的情况下高度灵活地灌装个性化饮料。

然而，使用流量计通过向后排出进行计量的技术问题涉及计量范围的极限。计量范围不仅会受可用的计量时间影响，而且还会受待计量介质的体积流量影响。由于每个流量计均在低于特定的测量极限，即低于设计相关的最小速度的情况下不指示流量并且最大速度由二次方上升的压力损失来给定，因而体积流量只能通过预压调节或比例阀在极限范围内更改。因此，通过选择管线、仪器和阀的标称宽度来确定计量范围。关于作为用于确定计量范围的另一参数的计量时间，最大可能的计量数量受可用于计量的最大时间的限制。最小可能的计量时间在技术上受流量计、计量阀和控制器的反应时间的限制。在较小的计量时间(例如<2s)的情况下，只能在计量时间内影响计量数量。另外，在较长的计量时间(例如>2s)的情况下，也能够通过调节阀和流量计调节流量。除了适配计量时间之外，还可以因此在大的计量时间的情况下调节流量，因此在该情况下的计量范围比在较小计量时间的情况下明显大。

由此表明，在使用流量计来计量组分时，最小可计量体积受到限制或随着计量时间的显著增加而出现。然而，恰好在个性化饮料的情况下或者在个性化药物或化妆品的领域中，力求尽可能较大的计量范围，也就是说，应可以测量不仅数量极小而且数量极大的待计量组分，而不会有损工艺效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于优选地在饮料灌装设备中用具有基础液体和至少一种计量组分的填充产品填充容器的改善的装置和改善的方法，尤其是改善计量灵活性和/或增大计量范围。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置和具有权利要求10的特征的方法来实现。有利的改进方案从从属权利要求、本发明的以下描述以及优选实施例的描述中得出。

根据本发明的装置设置用于用由基础液体和至少一种计量组分构成的填充产品填充容器。因此，填充产品是由至少两种组分构成的多组分填充产品，其中，为了语言上的区分，所述组分中的一种在本文中被称为“基础液体”并且优选地充当主要组分。除了灌装填充产品之外，所述装置还设置用于所述组分的合并或混合并就此而言承担待灌装填充产品的制造过程的至少一部分。基础液体是例如水。计量组分可以包括例如糖浆、含果肉的液体、果浆、调味剂等。然而，由于所述装置不仅适合于在食品领域中灌装饮料，而且例如还适合于混合/计量和/或灌装药物、颜料和其他液体，包括高粘度和糊状液体，因而，基础液体和计量组分的选择没有特别限制。

所述装置具有基础储存器和填充阀，所述基础储存器设置成提供基础液体，所述填充阀设置成将填充产品导入到容器中。术语“基础储存器”在本文中包括用于提供基础液体的任何源。因此，可以例如通过罐或容器，同样也通过从外部设备供应基础液体的管道或软管管线来实现基础储存器。这类似地适用于用于提供计量组分的任何计量储存器(如下进一步所述)。

所述装置包括基础生产线，所述基础生产线具有：基础管线，所述基础管线将所述基础储存器与所述填充阀流体连接；流量计，所述流量计布置在所述基础管线上在所述基础储存器和所述填充阀之间并且设置成确定在所述基础管线中流经所述流量计的流量；以及计量室，所述计量室布置在所述流量计和所述填充阀之间。

流量计可以测量体积流量、所运输的质量或其他物理变量以确定流体数量，从中可以推断出所流经的流体数量。优选地，流量计无接触地工作。此外，流量计优选地如此布置，使得其仅由基础液体流经，即，任何待计量的计量组分(如下所述)不到达流量计。因此，流量计上的介质属性不会改变，并且管线系统在这些区域中不会被不同的流体污染。

所述装置还具有所述基础生产线的至少一个计量分支，所述计量分支设置成将计量组分导入到所述基础生产线的所述计量室中。因此，计量室用于将一种或多种计量组分混合到基础液体中并且在最简单的情况下可以是基础管线的管线部段。为此，计量分支优选地具有：提供计量组分的计量储存器，与所述计量储存器流体连通的计量管线以及计量阀，所述计量阀使所述计量管线与所述计量室可切换地流体连接。

所述装置还包括至少一个辅助生产线，所述辅助生产线具有：管线，所述管线将所述基础储存器通过优选地作为截止阀实施的阀与所述基础生产线的所述计量室流体连接；流量计，所述流量计布置在所述管线上在所述基础储存器和所述阀之间并且设置成确定在所述管线中流经所述辅助生产线的所述流量计的流量；以及计量室，所述计量室布置在所述辅助生产线的所述流量计和所述阀之间。

一个或多个辅助生产线的管线还例如通过其与基础储存器连接或者在基础生产线的流量计上游从基础管线分支来与基础管线一样接收来自基础储存器的基础液体。当然，基础生产线和辅助生产线可以接收来自不同储存器的基础液体；在该情况下，特征“基础储存器”表示提供基础液体的所有储存器的全体。

辅助生产线的流量计可以与基础生产线的流量计一样测量体积流量、所运输的质量或其他物理变量以确定流体数量，从中可以推断出所流经的流体数量。优选地，辅助生产线的流量计无接触地工作。此外，辅助生产线的流量计优选地如此布置，使得其仅由基础液体流经，即，任何待计量的计量组分不到达流量计。因此，流量计上的介质属性不会改变，并且管线系统在这些区域中不会被不同的流体污染。

所述装置还具有所述辅助生产线的至少一个计量分支，所述计量分支设置成将计量组分导入到所述辅助生产线的所述计量室中。因此，辅助生产线的计量室与基础生产线的计量室一样用于将一种或多种计量组分混合到基础液体中并且在最简单的情况下可以是辅助生产线的管线部段。为此，辅助生产线的计量分支优选地具有：提供计量组分的辅助生产线的计量分支的计量储存器，辅助生产线的计量分支的与所述计量储存器流体连通的计量管线以及辅助生产线的计量分支的计量阀，所述计量阀使辅助生产线的计量分支的计量管线与计量室可切换地流体连接。

应指出的是，术语“基础”和“计量”不包含有关相关部段和填充产品组分的类型、质量或数量的任何表述。它们在本文中主要用作语言上的区分。

上述用于用由基础液体和至少一种计量组分构成的多组分填充产品填充容器的装置相对于传统概念提供了各种技术贡献和优点：

因此，在单个填充位置(填充阀的位置)用多种组分完全填充容器简化了容器的处理。此外，在计量阶段期间容器无须位于填充阀下方，因为计量不是在灌装时进行，而是在计量室中进行。用于计量的时间可以协同地用于容器运输。因此，本文中提出的概念不仅可以应用于具有一个或多个填充位置的线性时钟机，而且还可以应用于回转机。在回转机的情况下，容器可以根据小旋转角度再次离开转盘。在设置用于灌装碳酸饮料的填充机的情况下，可以将任何卸载时间协同地用于后续容器的计量阶段。

一个重要的技术贡献在于，通过使用与计量分支一样通向基础生产线的计量室的一条或多条辅助生产线，可以增大计量范围并且显著改善计量精度，尤其是在同时混合大计量数量和小计量数量的情况下。计量范围的进一步增大和/或计量时间的优化还从以下情况产生，即，在一种类型的计量组分未在一条生产线中计量时，另一种类型的计量组分可以在其中计量，也就是说，例如准备用于稍后灌装。这使得所述装置的灵活性显著增大。

用于实现所述装置的机械工程费用相对较低，因为管线系统可以通过具有少量阀且每条生产线只有一个流量计的管道或软管管线来实现。无须设计复杂的几何形状，从而使所述装置易于清洁和维护。堵塞风险小。所述装置还适用于计量高粘度流体。例如，使迁移到密封件中且不能通过清洁从密封件中移除的强烈调味剂的残留最小化，因为生产线在填充阀前方立即汇合，并且来自辅助生产线的填充产品仅在灌装时被导入到基础生产线的畅通无阻的流中。

优选地，所述基础生产线的所述计量分支和所述辅助生产线的所述计量分支设置成将相同的计量组分导入到所述所属的计量室中。为此，所述基础生产线的所述计量分支优选地具有所述基础生产线的所述计量分支的计量储存器，并且所述辅助生产线的所述计量分支优选地具有所述辅助生产线的所述计量分支的计量储存器，所述计量储存器双方都包含或提供相同的计量组分。所述装置根据该实施方式允许在宽的计量范围内进行特别精确的个性化计量，因为可以根据期望的计量数量所在哪个区域使用基础生产线、辅助生产线或两条生产线的组合。为此，可以设置一种控制装置，所述控制装置不仅对计量组分向计量室中的计量添加进行调节，而且还确定通过哪条生产线或通过哪种生产线组合可以最精确和/或最有效地计量期望的计量数量。

基础生产线和辅助生产线的不同计量方案可以通过所参与组分的不同标称直径或标称尺寸来实现。因此，基础生产线的计量室优选地具有与辅助生产线的计量室不同的、优选更大的内部体积。替代地或附加地，基础生产线的流量计优选地设置用于确定与辅助生产线的流量计不同的、优选更大的流量。替代地或附加地，两个计量室和/或流量计的管线横截面和/或流量计上游的管线部段可以不同。

应指出的是，术语“下游”和“上游”在本文中是指填充方向，即，填充产品在排空计量室以填充容器时流动的方向。

优选地，所述基础生产线的所述流量计和/或所述辅助生产线的所述流量计设置成确定在填充方向和/或与所述填充方向相反的方向上通过或流经的流量。在此，“回流测量”，也就是说，确定由所导入的计量组分向后从计量室排出的基础液体的体积是特别优选的，因为这样可以以在机械工程上简单、紧凑和可靠的方式确定混合比。尤其地，每条生产线仅安装单个流量计，以测量基础液体和计量组分并因此确定它们的比例。

优选地，所述装置具有所述基础生产线的至少两个计量分支和/或所述辅助生产线的至少两个计量分支，所述基础生产线的所述至少两个计量分支设置成将多个优选不同的计量组分导入到所述基础生产线的所述计量室中，辅助生产线的所述至少两个计量分支设置成将多个、优选不同的计量组分导入到所述辅助生产线的所述计量室中。这样可以将多种计量组分与基础液体混合，而不会使所述装置的整体结构显著复杂化。

优选地，所述装置包括第二辅助生产线，所述第二辅助生产线具有：管线，所述管线将所述基础储存器通过优选作为截止阀实施的阀与所述基础生产线的所述计量室流体连接；流量计，所述流量计布置在所述管线上在所述基础储存器和所述阀之间并且设置成确定在所述管线中流经所述第二辅助生产线的所述流量计的流量；以及计量室，所述计量室布置在所述第二辅助生产线的所述流量计和所述第二辅助生产线的所述阀之间。根据该特别优选的实施方式，所述装置还具有所第二辅助生产线的至少一个计量分支，所述计量分支设置成将计量组分导入到所述第二辅助生产线的所述计量室中。通过提供另一条辅助生产线，所述装置可以区分三种计量方案，这带来了显著改善，尤其是在难以计量的小数量和极小数量的混合时。

为此，可以相应地设计两条辅助生产线的标称宽度或标称尺寸。所述第一辅助生产线的所述计量室具有与所述第二辅助生产线的所述计量室不同的、优选较大的内部体积。替代地或附加地，所述第一辅助生产线的所述流量计可以设置用于确定与所述第二辅助生产线的所述流量计不同的、优选更大的流量。替代地或附加地，两个计量室和/或流量计的管线横截面和/或流量计上游的管线部段可以不同。然而，应指出的是，也可以设置多条具有相同标称宽度或计量范围的辅助生产线，只要计量组分的计量范围或数量要求这样的话。

优选地，所述计量分支中的一个或多个分别具有：计量储存器、与其流体连接的计量管线以及计量阀，所述计量阀将所述计量管线与所述所属的计量室可切换地流体连接。这样，可以以技术上简单、灵活和可靠的方式实现计量成分在相应的计量室中的混合。

优选地，所述装置具有一个或多个特别优选可电磁切换的计量阀，所述计量阀在填充方向上观察分别直接布置在所属的流量计的下游或上游。根据该特别优选的实施方式，这些计量阀尤其是位于相应的计量分支的供应管线的上游(并且在基础生产线的情况下，位于辅助生产线的阀的上游)。这样，与截止阀对各个已计量组分的切换相比，可以减少在流量检测与停止导入计量组分之间的反应时间，尤其是反应时间的波动，从而进一步改善了计量精度。这在小数量和极小数量的计量时是特别有用的。

计量阀优选地实施为连续可调节或可控制，从而可以设定不同的流动横截面。因此，可以在计量期间实现不同的流速，并且进一步增大计量范围。

然而，计量分支的截止阀优选地仅包括打开和关闭两种状态。

上述目的还通过一种用于用具有基础液体和至少一种计量组分的填充产品填充容器的方法来实现。所述方法使用根据所描述的实施方式中任一项所述的装置并且具有：通过基础储存器提供基础液体；将来自所述基础储存器的所述基础液体填充到所述基础生产线的所述计量室中；将来自所述基础储存器的所述基础液体填充到所述辅助生产线的所述计量室中；将来自所述基础生产线的所述计量分支的计量组分填充到所述基础生产线的所述计量室中，其中，为了计量所述计量组分，所述基础生产线的所述流量计确定在所述基础管线中经过所述流量计的流量；将来自所述辅助生产线的所述计量分支的所述计量组分填充到所述辅助生产线的所述计量室中，其中，为了计量所述计量组分，所述辅助生产线的所述流量计确定在所述辅助生产线的所述管线中经过所述辅助生产线的所述流量计的流量；以及将所述基础生产线的所述计量室和所述辅助生产线的所述计量室通过所述填充阀排空到所述容器中。优选地，所述基础生产线的所述计量室和所述辅助生产线的所述计量室的排空大致同时执行。这可以通过同时打开填充阀和辅助生产线的阀来实现。

关于所述装置所描述的特征、技术效果、优点和实施例类似地适用于所述方法。

因此，来自所述基础储存器的所述基础液体优选地大致同时被填充到所述基础生产线的所述计量室和所述辅助生产线的所述计量室。同样，所述计量组分优选地同时被导入到所述基础生产线的所述计量室和所述辅助生产线的所述计量室中。这样，可以实现不同的计量方案，而不会增加为导入计量组分和对计量组分进行计量所需的总计量时间。

优选地，在将来自所述基础生产线的所述计量分支的所述计量组分填充到所述基础生产线的所述计量室中时，所述基础生产线的所述流量计确定从所述基础生产线的所述计量室朝着填充方向排出的流量。替代地或附加地，在将来自所述辅助生产线的所述计量分支的所述计量组分填充到所述辅助生产线的所述计量室中时，优选地，所述辅助生产线的所述流量计确定从所述辅助生产线的所述计量室朝着填充方向排出的流量。这样，可以以机械工程上简单且可靠的方式确定混合比。

尤其地，每条生产线仅安装单个流量计，以测量基础液体和计量组分并因此确定它们的比例。这可以由此来实现，即，在将来自所述基础储存器的所述基础液体填充到所述基础生产线的所述计量室中时，所述基础生产线的所述流量计确定沿填充方向进入到所述基础生产线的所述计量室中的流量。替代地或附加地，在将来自所述基础储存器的所述基础液体填充到所述辅助生产线的所述计量室中时，所述辅助生产线的所述流量计确定沿填充方向进入到所述辅助生产线的所述计量室中的流量。

在第二辅助生产线的情况下，所述方法优选地还具有：将来自所述基础储存器的所述基础液体填充到所述第二辅助生产线的所述计量室中；将来自所述第二辅助生产线的所述计量分支的所述计量组分填充到所述第二辅助生产线的所述计量室中，其中，为了计量所述计量组分，所述第二辅助生产线的所述流量计确定在所述第二辅助生产线的所述管线中经过所述第二辅助生产线的所述流量计的流量；以及将所述第二辅助生产线的所述计量室通过所述填充阀排空到所述容器中。优选地，所述基础生产线的所述计量室、所述第一辅助生产线的所述计量室以及所述第二辅助生产线的所述计量室的排空大致同时执行。这可以通过同时打开填充阀和辅助生产线的阀来实现。通过提供另一条辅助生产线，所述装置可以区分三种计量方案，这带来了显著改善，尤其是在难以计量的小数量和极小数量的混合时。

当所述装置具有一个或多个计量阀时，这些计量阀优选地打开以将计量组分计量加入到相应的计量室中并在达到期望的计量数量时关闭。这样，可以减少在流量检测与停止导入计量组分之间的反应时间，尤其是反应时间的波动，从而进一步改善了计量精度。这尤其是在小数量和极小数量的计量时是有用的。优选地，计量阀实施成具有连续的位置调节，以控制或调节流速。

本发明的其他优点和特征从以下对优选实施例的描述中将变得显而易见。在此描述的特征可以单独实现，或者与上述特征中的一个或多个组合来实现，只要这些特征不冲突即可。在这里，参照附图对优选实施例进行以下描述。

附图说明

图1是用于用多组分填充产品填充容器的装置的示意图。

图2是根据另一示例性实施例的用于用多组分填充产品填充容器的装置的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图描述优选实施例。在这里，附图中的相同、相似或等同的元件附有相同的附图标记，并且省略了这些元件的重复描述，以避免冗余。

图1是用于用多组分填充产品填充容器2的装置1的示意图。

装置1具有用于基础液体的基础储存器10以及填充阀11，该基础液体也可以视为主要产品。基础液体和通过后述的流体系统混合的计量组分通过填充阀11被导入到容器2中。基础液体是例如水。计量组分可以包括例如糖浆、含果肉的液体、果浆、调味剂等。然而，由于装置1不仅适合于在食品领域中灌装饮料，而且例如还适合于混合/计量和/或灌装药物、化妆品、颜料和其他液体，包括高粘度和糊状液体，因而，基础液体和计量组分的选择没有特别限制。

装置1具有基础生产线20，并且在本实施例中，具有两个辅助生产线30、40，该基础生产线20和辅助生产线30、40设置用于将不同数量和/或更大数量的计量组分混合到基础液体中。

为此，基础生产线20具有基础管线21，该基础管线21从基础储存器10延伸到填充阀11。基础管线21配备有基础生产线的流量计22。流量计22优选是非接触式的，例如电感式的测量装置，用于确定经过流量计22的液体流量、体积流量、所输送的质量等。这同样适用于以下所述的辅助生产线的流量计32、42。

基础管线21的位于流量计22和填充阀11之间的部段被称为基础生产线20的计量室23或包含该计量室23。根据本实施例，两个计量分支24、25通向计量室23。两个计量分支24、25分别具有计量储存器24a、25a、与其流体连接的计量管线24b、25b以及计量阀24c、25c，所述计量阀24c、25c将所属的计量管线24b、25b与基础生产线的计量室23可切换地流体连接。

通过选择计量室23、流量计22和/或计量分支24、25的标称宽度，设定了用于基础生产线20的计量范围，该计量范围根据本实施例优选地设计用于相对较大的计量数量。

对于其他的、优选较小数量的计量，根据本实施例的装置1包括第一和第二辅助生产线30、40，该第一和第二辅助生产线30、40可以例如相应地设计用于少量和非常少量的计量。第一辅助生产线30具有第一辅助生产线的管线31，该管线31配备有第一辅助生产线的流量计32。类似地，第二辅助生产线40具有第二辅助生产线的管线41，该第二管线41配备有第二辅助生产线的流量计42。

两个辅助生产线30、40的管线31和41与基础管线21一样通过以下方式得到基础液体，即，管线31、41与基础储存器10连接或者在流量计22的上游从基础管线21分支。两个管线31、41通过第一和第二辅助生产线的优选地作为截止阀来实施的相应的阀36、46通向基础生产线20的计量室23。与基础生产线20类似，在流量计32、42和所属的阀36、46之间各存在一个计量室，这些计量室在本文中被称为第一辅助生产线的计量室33和第二辅助生产线的计量室43。应指出的是，即使在图1和图2中为了清楚起见仅示出了一个基础储存器10，基础生产线20和辅助生产线30、40也可以得到来自不同储存器的基础液体。

各两个计量分支通向辅助生产线的计量室33、43，这些计量分支按照在本文中选择的术语被称为第一辅助生产线的第一计量分支34、第一辅助生产线的第二计量分支35、第二辅助生产线的第一计量分支44和第二辅助生产线的第二计量分支45。辅助生产线的第二计量分支34、35、44、45分别具有计量储存器34a、35a、44a、45a、与其流体连接的计量管线34b、35b、44b、45b以及计量阀34c、35c、44c、45c，该计量阀34c、35c、44c、45c使计量管线34b、35b、44b、45b与所属的计量室33、43可切换地流体连接。

第一计量储存器24a、34a、44a优选地提供第一计量组分，并且第二计量储存器25a、35a、45a优选地提供与第一计量组分不同的第二计量组分，从而原则上可以在辅助生产线30、40中将与在基础生产线20中相同的计量组分添加给基础液体，但针对不同的计量数量或计量方案进行了优化。不过，这种对应不是必需的。因此，基础生产线和辅助生产线20、30、40的计量存储器24a、34a、44a、25a、35a、45a也包含不同的计量组分，由此例如通过预先计量当前不需要的计量组分以供以后使用，可以提高设备的灵活性。

下面将参照根据图1的实施例的装置1描述计量和填充过程。

所有生产线，即基础生产线20和两个辅助生产线30、40在每个填充循环开始时用基础液体来冲洗，由此所属的计量室23、33、43在填充阀11关闭并且阀36、46关闭时用基础液体来填充。在填充计量室23、33、43时，所属的流量计22、32、42可以测量基础液体在向前方向即填充方向上的流量。这样可以测定和设定相应的计量室23、33、43的期望的总填充体积。

随后，通过打开相应的计量阀24c、25c、34c、35c、44c、45c，将计量组分导入到计量室23、33、43中。计量组分可以同时或依次导入。计量组分的导入使得基础液体的一部分向后从计量室23、33、43排出。在这种情况下，向后流动由相应的流量计22、32、42检测。可以作为纯截止阀或也作为可调节的截止阀来实施的计量阀24c、25c、34c、35c、44c、45c一直保持打开状态，直到期望量的计量组分被填充到计量室23、33、43中。为此，装置1的流量计22、32、42和阀与控制装置(图中未示出)通信连接，该控制装置根据流量计22、32、42的检测结果确定打开/关闭的时间点或通常确定所参与组分的切换行为。应指出的是，通过依次导入生产线的不同的计量组分来精确地确定每个单独计量组分的数量。

在随后的灌装阶段中，所有计量室23、33、43同时或依次通过填充阀11被排空到容器2中，由此生产线完全被冲洗。因此，灌装量由所有计量室23、33、43的灌装量之和得出。

用于基础液体和计量组分的储存器10、24a、25a、34a、35a、44a、45a可以分别单独或共同在顶部空间中被施加气体压力，以确保用于输送相应流体的必要压力差。通过输送压力的个体适配性，即使在具有不同密度和/或粘度的不同介质的情况下，也可以改变和设定流速。

通过根据期望的计量数量和流速设计计量室23、33、43的标称宽度，可以实现精确的计量和用基础流体的最佳冲洗。装置1还允许在非常宽的计量范围中进行精确的个体化计量，因为难以计量的少量和最少量被转移到为此优化的辅助生产线30、40中。现在，控制装置可以根据期望的计量数量确定通过哪条生产线或哪种生产线组合可以最佳地生产出期望的填充产品。

生产线在填充阀11前方立即汇合使得在灌装阶段期间由于在畅通无阻的流中的计量而产生无残留的灌装。

应指出的是，只要确保安装有至少两条优选地针对不同计量数量而优化的生产线，生产线的数量和通向各个生产线的计量分支的数量都没有特别限制。

计量阶段的持续时间在以下情况下指定了对计量组分可用的最大计量时间，即，无须对相应生产线的其他计量组分进行计量。同样地，在计量期间不需要在填充阀11下方的容器2。因此，计量阶段可以协同地用于容器运输。

另一实施例考虑到以下事实，即，借助流量计22、32、42进行的流量检测与计量阀24c、25c、34c、35c、44c、45c的切换之间的反应时间，尤其是反应时间的波动共同确定计量数量的精度。在食品领域中，主要是气动阀用于产品接触应用。然而，气动阀与电磁阀相比具有反应时间往往更长的技术缺点并因此可能会导致计量精度下降。

由于该原因，尤其是在食品领域中的填充产品的灌装时将计量阀布置在流量计22、32、42的周围、优选地直接在流量计后方是有利的。图2是根据另一实施例的这种装置1的示意图。

在这里，各个计量阀27、37、47直接位于流量计22、32、42的下游。计量阀27、37、47优选地是可磁切换的，以便优化其反应时间。计量阀27、37、47在磁驱动的情况下反应非常快，并且既可以作为纯截止阀来实施，尤其是针对短的计量时间，又可以作为截止和调节阀来实施，尤其是针对较长的计量时间。此外，当计量阀27、37、47如此安装并设置，使得其仅由基础液体例如水流经时，对卫生和冲洗行为的要求比在填充阀11和也由计量组分流经的辅助生产线的30、40的阀36、46的情况下要少。

应指出的是，不一定每条生产线都必须配备一个计量阀27、37、47。由于尤其是对于少量和最少量都力求提高计量精度，因而例如当一条或多条辅助生产线30、40具有一个计量阀37、47时就足够了。

根据图2的装置1的其余结构与图1所示的装置1的结构相同。

根据本文阐述的实施例的用于生产由基础液体和混合在其中的至少一种计量组分构成的多组分填充产品并灌装该填充产品的装置1和方法与常规概念相比提供各种技术贡献和优点：

因此，在单个位置完全填充容器2简化了容器2的处理。此外，在计量阶段期间容器2无须位于填充阀11下方，因为计量不是在灌装时进行，而是在计量室23、33、43中进行。用于计量的时间可以协同地用于容器运输。因此，本文中提出的概念不仅可以应用于具有一个或多个填充位置的线性时钟机，而且还可以应用于回转机。在回转机的情况下，容器2可以根据小旋转角度再次离开转盘。在设置用于灌装碳酸饮料的填充机的情况下，可以将任何卸载时间协同地用于后续容器2的计量阶段。

一个重要的技术贡献在于，通过使用与计量分支一样通向基础生产线20的计量室23的一条或多条辅助生产线30、40，可以增大计量范围并且显著改善计量精度，尤其是在同时混合大计量数量和小计量数量的情况下。计量范围的进一步增大和/或计量时间的优化还从以下情况产生，即，在某种类型的计量组分未在一条生产线中计量时，其他组分可以计量。这使得计量系统的灵活性显著增大。

流量计22、32、42和任何所属的计量阀27、37、47始终仅由基础液体流经，也就是说，该基础液体在大多数情况下为水。因此，介质属性不会改变，并且管线系统在这些区域中不会被不同的流体污染。

用于实现装置1的机械工程费用低，因为管线系统可以通过具有少量阀且每条生产线只有一个流量计的管道或软管管线来实现。无须设计复杂的几何形状，从而使装置1易于清洁和维护。堵塞风险小。装置1还适用于计量高粘度流体。例如，使迁移到密封件中且不能通过清洁从密封件中移除的强烈调味剂的残留最小化，因为生产线在填充阀11前方立即汇合，并且来自辅助生产线30、40的填充产品仅在灌装时被导入到基础生产线20的畅通无阻的流中。

在适用的情况下，可以在不脱离本发明的范围的情况下将实施例中示出的所有单独特征相互组合和/或交换。

附图标记说明：

1 用于填充容器的装置

2 容器

10 基础储存器

11 填充阀

20 基础生产线

21 基础生产线的基础管线

22 基础生产线的流量计

23 基础生产线的计量室

24 基础生产线的第一计量分支

24a 基础生产线的第一计量分支的计量储存器

24b 基础生产线的第一计量分支的计量管线

24c 基础生产线的第一计量分支的计量阀

25 基础生产线的第二计量分支

25a 基础生产线的第二计量分支的计量储存器

25b 基础生产线的第二计量分支的计量管线

25c 基础生产线的第二计量分支的计量阀

27 基础生产线的计量阀

30 第一辅助生产线(例如用于小数量)

31 第一辅助生产线的管线

32 第一辅助生产线的流量计

33 第一辅助生产线的计量室

34 第一辅助生产线的第一计量分支

34a 第一辅助生产线的第一计量分支的计量储存器

34b 第一辅助生产线的第一计量分支的计量管线

34c 第一辅助生产线的第一计量分支的计量阀

35 第一辅助生产线的第二计量分支

35a 第一辅助生产线的第二计量分支的计量储存器

35b 第一辅助生产线的第二计量分支的计量管线

35c 第一辅助生产线的第二计量分支的计量阀

36 第一辅助生产线的阀

37 第一辅助生产线的计量阀

40 第二辅助生产线(例如用于极小尺寸)

41 第二辅助生产线的管线

42 第二辅助生产线的流量计

43 第二辅助生产线的计量室

44 第二辅助生产线的第一计量分支

44a 第二辅助生产线的第一计量分支的计量储存器

44b 第二辅助生产线的第一计量分支的计量管线

44c 第二辅助生产线的第一计量分支的计量阀

45 第二辅助生产线的第二计量分支

45a 第二辅助生产线的第二计量分支的计量储存器

45b 第二辅助生产线的第二计量分支的计量管线

45c 第二辅助生产线的第二计量分支的计量阀

46 第二辅助生产线的阀

47 第二辅助生产线的计量阀

Claims (15)

1.一种用于优选地在饮料灌装设备中用具有基础液体和至少一种计量组分的填充产品填充容器(2)的装置(1)，所述装置(1)具有：

基础储存器(10)，所述基础储存器(10)设置成提供所述基础液体；

填充阀(11)，所述填充阀(11)设置成将所述填充产品导入到所述待填充容器(2)中；

基础生产线(20)，所述基础生产线(20)具有：基础管线(21)，所述基础管线(21)将所述基础储存器(10)与所述填充阀(11)流体连接；流量计(22)，所述流量计(22)布置在所述基础管线(21)上在所述基础储存器(10)和所述填充阀(11)之间并且设置成确定在所述基础管线(21)中流经所述流量计(22)的流量；以及计量室(23)，所述计量室(23)布置在所述流量计(22)和所述填充阀(11)之间；

所述基础生产线的至少一个计量分支(24)，所述计量分支(24)设置成将计量组分导入到所述基础生产线的所述计量室(23)中；

至少一个辅助生产线(30)，所述辅助生产线(30)具有：管线(31)，所述管线(31)将所述基础储存器(10)通过阀(36)与所述基础生产线的所述计量室(23)流体连接；流量计(32)，所述流量计(32)布置在所述管线(21)上在所述基础储存器(10)和所述阀(36)之间并且设置成确定在所述管线(21)中流经所述辅助生产线的所述流量计(32)的流量；以及计量室(33)，所述计量室(33)布置在所述辅助生产线的所述流量计(32)和所述阀(36)之间；以及

所述辅助生产线的至少一个计量分支(34)，所述计量分支(34)设置成将计量组分导入到所述辅助生产线的所述计量室(33)中。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述基础生产线的所述计量室(23)具有与所述辅助生产线的所述计量室(33)不同的、优选较大的内部体积，和/或所述基础生产线的所述流量计(22)设置用于确定与所述辅助生产线的所述流量计(32)不同的、优选更大的流量。

3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述基础生产线的所述流量计(22)和/或所述辅助生产线的所述流量计(32)设置成确定在填充方向和/或与所述填充方向相反的方向上通过的流量。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述基础生产线的所述计量分支(24)和所述辅助生产线的所述计量分支(34)设置成将相同的计量组分导入到所述所属的计量室(23，33)中，其中，优选地，所述基础生产线的所述计量分支(24)具有所述基础生产线的所述计量分支的计量储存器(24a)，并且所述辅助生产线的所述计量分支(34)具有所述辅助生产线的所述计量分支的计量储存器(34a)，所述计量储存器(24a)和所述计量储存器(34a)双方都提供相同的计量组分。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有所述基础生产线的至少两个计量分支(24，25)和/或所述辅助生产线的至少两个计量分支(34，35)，所述计量分支(24，25)设置成将多个优选不同的计量组分导入到所述基础生产线的所述计量室(23)中，所述计量分支(34，35)设置成将多个、优选不同的计量组分导入到所述辅助生产线的所述计量室(33)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)还包括：

第二辅助生产线(40)，所述第二辅助生产线(40)具有：管线(41)，所述管线(41)将所述基础储存器(10)通过阀(46)与所述基础生产线的所述计量室(23)流体连接；流量计(42)，所述流量计(42)布置在所述管线(41)上在所述基础储存器(10)和所述阀(46)之间并且设置成确定在所述管线(41)中流经所述第二辅助生产线的所述流量计(42)的流量；以及计量室(43)，所述计量室(43)布置在所述第二辅助生产线的所述流量计(42)和所述第二辅助生产线的所述阀(46)之间；以及

所述第二辅助生产线的至少一个计量分支(44)，所述计量分支(44)设置成将计量组分导入到所述第二辅助生产线的所述计量室(43)中。

7.根据权利要求6所述的装置(1)，其特征在于，所述第一辅助生产线的所述计量室(33)具有与所述第二辅助生产线的所述计量室(43)不同的、优选较大的内部体积，和/或所述第一辅助生产线的所述流量计(32)设置用于确定与所述第二辅助生产线的所述流量计(42)不同的、优选更大的流量。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述计量分支(24，25，34，35，44，45)中的一个或多个分别具有：计量储存器(24a，25a，34a，35a，44a，45a)、与其流体连接的计量管线(24b，25b，34b，35b，44b，45b)以及计量阀(24c，25c，34c，35c，44c，45c)，所述计量储存器(24a，25a，34a，35a，44a，45a)提供相应的计量组分，所述计量阀(24c，25c，34c，35c，44c，45c)将所述计量管线(24b，25b，34b，35b，44b，45b)与所述所属的计量室(23，33，43)可切换地流体连接。

9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述装置(1)具有一个或多个优选可电磁切换的计量阀(27，37，47)，所述计量阀(27，37，47)在填充方向上观察分别直接布置在所属的流量计(22，32，42)的下游或上游。

10.一种用于优选地在饮料灌装设备中借助根据前述权利要求中任一项所述的装置、用具有基础液体和至少一种计量组分的填充产品填充容器(2)的方法，其中，所述方法具有：

通过基础储存器(10)提供基础液体；

将来自所述基础储存器(10)的所述基础液体填充到所述基础生产线的所述计量室(23)中；

将来自所述基础储存器(10)的所述基础液体填充到所述辅助生产线的所述计量室(33)中；

将来自所述基础生产线的所述计量分支(24)的计量组分填充到所述基础生产线的所述计量室(23)中，其中，为了计量所述计量组分，所述基础生产线的所述流量计(22)确定在所述基础管线(21)中经过所述流量计(22)的流量；

将来自所述辅助生产线的所述计量分支(34)的所述计量组分填充到所述辅助生产线的所述计量室(33)中，其中，为了计量所述计量组分，所述辅助生产线的所述流量计(32)确定在所述辅助生产线的所述管线(31)中经过所述辅助生产线的所述流量计(32)的流量；以及

将所述基础生产线的所述计量室(23)和所述辅助生产线的所述计量室(33)通过所述填充阀(11)排空到所述容器(2)中，其中，优选地，所述基础生产线的所述计量室(23)和所述辅助生产线的所述计量室(33)的排空大致同时执行。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，来自所述基础储存器(10)的所述基础液体大致同时被填充到所述基础生产线的所述计量室(23)和所述辅助生产线的所述计量室(33)中，和/或来自所述基础生产线(20)的所述计量分支(24)和所述辅助生产线(20)的所述计量分支(34)的所述计量组分大致同时被导入到所述所属的计量室(23，33)中。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，

在将来自所述基础生产线的所述计量分支(24)的所述计量组分填充到所述基础生产线的所述计量室(23)中时，所述基础生产线的所述流量计(22)确定从所述基础生产线的所述计量室(23)朝着填充方向排出的流量，和/或

在将来自所述辅助生产线的所述计量分支(34)的所述计量组分填充到所述辅助生产线的所述计量室(33)中时，所述辅助生产线的所述流量计(32)确定从所述辅助生产线的所述计量室(33)朝着填充方向排出的流量。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，

在将来自所述基础储存器(10)的所述基础液体填充到所述基础生产线的所述计量室(23)中时，所述基础生产线的所述流量计(22)确定沿填充方向进入到所述基础生产线的所述计量室(23)中的流量，和/或

在将来自所述基础储存器(10)的所述基础液体填充到所述辅助生产线的所述计量室(33)中时，所述辅助生产线的所述流量计(32)确定沿填充方向进入到所述辅助生产线的所述计量室(33)中的流量。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置(1)还具有：

第二辅助生产线(40)，所述第二辅助生产线(40)具有：管线(41)，所述管线(41)将所述基础储存器(10)通过阀(46)与所述基础生产线的所述计量室(23)流体连接；流量计(42)，所述流量计(42)布置在所述管线(41)上在所述基础储存器(10)和所述阀(46)之间并且设置成确定在所述管线(41)中流经所述第二辅助生产线的所述流量计(42)的流量；以及计量室(43)，所述计量室(43)布置在所述第二辅助生产线的所述流量计(42)和所述第二辅助生产线的所述阀(46)之间；以及

所述第二辅助生产线的至少一个计量分支(44)，所述计量分支(44)设置成将计量组分导入到所述第二辅助生产线的所述计量室(43)中；

以及其中，所述方法还具有：

将来自所述基础储存器(10)的所述基础液体填充到所述第二辅助生产线的所述计量室(43)中；

将来自所述第二辅助生产线的所述计量分支(44)的所述计量组分填充到所述第二辅助生产线的所述计量室(43)中，其中，为了计量所述计量组分，所述第二辅助生产线的所述流量计(42)确定在所述第二辅助生产线的所述管线(41)中经过所述第二辅助生产线的所述流量计(42)的流量；以及

将所述第二辅助生产线的所述计量室(43)通过所述填充阀(11)排空到所述容器(2)中，其中，优选地，所述基础生产线的所述计量室(23)、所述第一辅助生产线的所述计量室(33)以及所述第二辅助生产线的所述计量室(43)的排空大致同时执行。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述装置(1)具有一个或多个优选可电磁切换的计量阀(27，37，47)，所述计量阀(27，37，47)在填充方向上观察分别直接布置在所属的流量计(22，32，42)的下游或上游，其中，所述计量阀(27，37，47)在将所述计量组分计量到所述相应的计量室(23，33，34)中期间打开并且在达到期望的计量数量时关闭。

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