CN112174073A - 将液态产品灌装到容器中的填充机和检查填充机上的填充过程和/或cip流程的方法 - Google Patents

Abstract

描述了将液态产品灌装到容器中的填充机和检查填充机上的填充过程和/或CIP流程的方法。其中，填充机被构造成用于借助短路探针进行填充水平限制。除了构造在各自的填充器上的短路探针外，填充机还包括单独地配属给填充器的流量计，流量计用于测量流过单个填充器的瞬时的实际流量。由此，在越过针对单个填充过程的预定的时间段或预定的机器角度之前就可以评定填充过程和/或CIP填充过程是否按规定性进行，以便将在容器破损时的产品损失将至最低程度。此外，CIP流程可以被优化并针对单个填充器来记载。

Description

将液态产品灌装到容器中的填充机和检查填充机上的填充过 程和/或CIP流程的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于将液态产品灌装到容器中的填充机以及一种根据权利要求8的前序部分所述的用于管控填充过程和/或CIP流程的方法。

背景技术

按类属的填充机包括填充器，填充器具有短路探针，以用于在产品达到容器中的额定填充水平之后结束填充过程。

这种填充机中的缺点例如是，在瓶子破损时，只有在越过了被设置用于灌装的机器角度范围之后和/或在被设置用于填充过程的填充持续时间期满之后才可以中断各个灌装过程。也就是说，只有这样才能够获知的是，短路探针区域内未出现短路是否可以推断出液位不足并因此是否可以推断出瓶子破损。

直到达到填充机的最大填充角度和/或直到最大填充时间期满为止，因此可能会损失可观的产品量。因此，在这种填充机中，瓶子破损导致大量的产品损失。

另外，值得期望的是，既能够获知在单个填充器处的各自的灌装量，也能够获知在CIP流程中流过单个填充器的清洁剂、消毒剂、冲洗剂等的量。

因此，对于上述问题中的至少一个问题，存在改进基于借助短路探针进行的填充状态限制的填充机和方法的需求。

发明内容

所提出的任务利用根据权利要求1的填充机来解决。填充机被构造成用于将液态产品灌装到容器中，并且包括填充器，填充器具有用于在产品达到容器中的额定填充水平之后结束填充过程的短路探针。此外，根据本发明，填充机还包括单独配属给填充器的流量计，其用于测量通过单个填充器的瞬时的实际流量。

由此在填充运行中和在CIP流程中均能够获知通过单个填充器的流体量。可以在任意的时间间隔内获知每单位时间的流体量，以及可以针对各个灌装过程和/或CIP流程获知流过单个填充器的产品或清洁剂或消毒剂的总量。

监控瞬时的实际流量还能够得出有关由于瓶子破损而导致的不规则的填充过程。瓶子破损导致所涉及的流量计处的实际流量发生表征性的变化，例如导致实际流量发生阶梯状的提升。

流量计例如可以是感应式流量计(IDM)、质量流量计(MDM)和/或适当的机械式流量计(例如叶轮计数器)。

此外能想到的是，借助压差测量和/或时间测量来确定流量或流体量。

优选地，流量计布置在通往单个填充器的供应线路中/供应线路上。流量计可以以易于触及到的方式布置在那里，并且在必要时可以加装到具有用于结束填充过程的短路探针的现有的填充机上。然而，流量计也可以布置在单个填充器中/其上。

供应线路优选由塑料、尤其是PTFE制成。电绝缘的供应线路适用于不同的流量测量原理，尤其适用于感应式流量测量。另外，塑料能够以相对较小的设计耗费来实现对由不同材料制成的结构组件之间出现的热致应力的补偿。

优选地，填充机还包括分析单元，其用于获知通过填充器的瞬时的实际流量与至少一个参考流量的偏差，其中，该分析单元尤其被构造成用于评定是否允许所获知的偏差。参考流量例如可以是实际流量的额定范围。在实际流量以表征性的方式不同于这种参考流量的情况下，例如可以推断出容器破损。

于是优选地，分析单元被构造成用于当超过了实际流量与额定流量的预定的允许偏差时，判断出不正确的填充过程并且尤其是明确了容器破损。

在阈值的意义下，实际流量的偏差例如可以是实际流量相对于参考流量/额定流量的显着提升。如果在填充过程期间例如在预定的时间段内超过了参考流量/额定流量，则推断出容器破损或类似的不密封性，并且因此推断出填充过程不正确，即未按规定进行填充过程。

优选地，填充机包括控制器，该控制器被构造成用于在填充过程不正确/存在不允许的偏差的情况下，尤其是在基于此判断出容器破损的情况下，单独针对所涉及的填充器提前中断产品流。因此，可以将由于容器破损或类似发生在出口侧的不密封性所引起的产品损失降至最低程度。

对填充过程的提前终止应被理解为，在达到填充机的所设置的最大填充角度之前和/或在所设置的最大的填充时间期满之前就终止该填充过程。

优选地，分析单元被构造成存储通过填充器的参考流量和/或通过填充器的关于时间的参考流量曲线，它们分别针对确定的产品是独特的并且/或者对于单个填充器是独特的。由此能够特别可靠地监控单个填充器的功能和/或瓶子破损的存在。

这种独特的参考流量和/或关于时间的参考流量曲线可以基于经验值和/或测量值和/或在填充过程等的统计评估之后进行调整，以便优化生产过程。

优选地，分析单元被构造成用于存储测得的实际流量并将其配属给所配属的填充器和/或所灌装的产品和/或所使用的清洁剂，并且在此基础上进行统计评估，以便计算对于单个填充器和/或不同的产品和/或不同的清洁剂是独特的参考流量和/或关于时间的参考流量曲线。

这就能够实现对单个填充器的改进的功能管控以及对各个灌装过程的伴随情况的经改进的监控。例如，对先前执行的填充过程的趋势分析能够实现对随后在单个填充过程中执行的填充过程的进度和/或品质的预测。此外，可以通过由流量测量获知的实际填充量的波动来推断容器的品质、尤其是尺寸精度。

所提出的任务还利用根据权利要求8的方法来解决。因此，该方法被用于在具有借助短路探针来液位限制的填充机上、尤其是在根据其中至少一个上述实施方式的填充机上管控填充过程和/或CIP(Cleaning-In-Place(就地清洁))流程。根据本发明，除了液位限制之外，还监控通过单个填充器的瞬时的实际流量。

因此可以实现关于权利要求1所描述的优点。

优选地，在通往单个填充器的供给线路中测量实际流量。在设备方面，这可以相对较容易地实现，并且必要时可以加装到具有液位限制的现有的填充机上。

替选或补充地，可以在填充器中并尤其是在短路探针的区域中测量实际流量。

优选地，连续地计算瞬时的实际流量和/或其关于时间的曲线与至少一个参考流量和/或关于时间的参考流量曲线的偏差。由此可以实时地判断出与参考值的偏差，并在必要时推断出在填充运行中存在不规则之处。

优选地，计算出的偏差在其是否是允许的方面通过机器评定。这被理解为，允许的偏差代表按规定的填充运行，而不允许的偏差则指明了存在故障，尤其是存在瓶子破损。在所配属的分析单元和/或控制单元中，借助比较标准以电子方式机器评定可靠性。

优选地，在出现代表容器破损的表征性的不允许的偏差时通过机器提前终止单个填充过程。这被理解为，实时地评估判断出的不允许的偏差，并输出控制信号以用于尽快地并且无论如何在填充过程的按规定结束之前终止各自的填充过程。由此可以将由于容器破损而造成的产品损失降至最低程度。

优选地，通过将实际流量和/或其关于时间的曲线与至少一个参考流量和/或关于时间的参考流量曲线进行比较来计算不允许的偏差。由此计算出的比较标准可以基于先前填充过程中在确定的填充器处收集到的数据进行连续优化，并在必要时与变化的生产条件相匹配。由此在权衡潜在的假的正面结果和假的负面结果的意义下优化可靠性。

优选地，在CIP流程中，根据测得的实际流量来计算流过单个填充器的清洁剂的量或类似的CIP介质的量，例如通过对测得的实际流量进行积分来累计计算。因此例如可以记录所需的流体量。

优选地，在达到为每个填充器规定的清洁剂或类似的CIP介质的量之后，借助电子控制器单独针对填充器中断通向单个填充器的清洁剂的来流。由此，可以精确地维持用于实现CIP流程的确定的品质标准所需的流体量，并且可以使CIP清洁剂或类似的CIP介质的总消耗将至最低程度。

附图说明

以图示示出了本发明的优选的实施方式。其中：

图1示出填充机的第一实施方式；并且

图2示出填充机的第二优选实施方式。

具体实施方式

从图1中可以看出，用于将诸如饮料的液态产品2灌装到诸如由玻璃或塑料制成的瓶子的容器3中的填充机1包括具有短路探针5的填充器4，短路探针被用于在产品2到达容器3中的额定填充水平6时/之后结束对各个容器3的填充过程。

附加地，给填充器4单独地配属有流量计7。流量计7被构造成用于测量通过单个填充器4的瞬时的实际流量8。实际流量8可以在通向单个填充器4的产品入口中和/或在延伸穿过填充器4的产品路径中测量。

产品2的实际流量8优选地在通向单个填充器4的供应线路9中测量。单个填充器4经由供应线路9与产品罐10联接，该产品罐例如环形地构造，并且像填充器4那样被紧固在填充机1的转子11上。

转子11在图1中仅以虚线示意性地指示。在填充运行期间，填充机1的转子11以传统方式绕竖直的转动轴线11a持续不断地转动。由于填充机1的已知的机械运行方式，使得这方面也仅示意性地指示。

填充器4包括出口侧的产品阀12，其可以对产品2向从下方密闭地安置到填充器4上的容器3中的输出进行释放和中断。

在填充器4上，示例性地还可以看到具有放泄阀13a的放泄气体路径13以及具有压气阀14a的压气路径14，它们以已知的方式建立了与在转子11上居中延伸的放泄通道15和压气通道16的连接。

还示意性地指示了用于将其中每个容器3抬升到所配属的填充器4的产品阀12处的环绕的提升装置17，该功能在原理上也是已知的，并且因此不再详细阐述。

填充机1包括电子分析单元18，其用于对以流量计7测得的产品2的实际流量8进行数据处理。

分析单元18例如可以集成到构造在填充机4上的用于填充器4的控制器19中。控制器19例如处理短路探针5的测量信号，并且控制产品阀12、放泄阀13a和压气阀15a。

填充机1通过探针控制。也就是说，依赖于以短路探针5分别测得的液位地、即在达到额定液位6时由控制器19结束单个填充过程。

附加地，产品2通过单个填充器4的实际流量8借助流量计7连续地监控。借助于以此方式监控的实际流量8，使得可以由分析单元18针对每个填充器4分开地检查：分别运行的填充过程是否具有按规定的瞬时的实际流量8和/或实际流量8的关于时间的曲线，或者是否存在例如由于瓶子破损或瓶口不密封所引起的不允许的与之的偏差。

这种偏差由分析单元18参照存储在其中的参考值进行计算和评价。

如果分析单元18例如计算出瞬时的实际流量8和/或实际流量的关于时间的曲线以不允许的方式偏离表征性的参考流量和/或参考流量曲线，则提前地尤其是尽快终止所涉及的填充器4上的不允许的填充过程。

换句话说，即使在通过探针控制的填充过程的情况下，在达到单个填充过程的按规定的结束之前，即在越过了填充机1的被设置用于填充过程的机器角度之前和/或在被设置用于填充过程的填充时间期满之前，也可以基于所述的流量测量来识别瓶子破损和/或以其他方式造成不密封的容器3。由此可以将由于不规则的填充过程而造成的产品损失降至最低程度。

此外，流量计7可以在CIP流程中被用于监控CIP介质(即清洁剂、消毒剂、冲洗剂等)的瞬时的实际流量8，并且例如对测得的实际流量8进行积分。由此可以累计地确定流过各自的填充器4的清洁剂的量。

因此，一方面，可以记载流过填充器4的CIP介质的量，并且在达到为每个填充器4所规定的CIP介质的量之后，可以有目的明确地结束针对单个填充器4的清洁过程。由此可以优化CIP介质的总体消耗。

借助流量计7在单个填充器4处测得的实际流量8可以存储在分析单元18中，以便由此计算针对单个填充器4的单独的参考流量。由此，可以针对填充器4单独地例如以单独的额定特征曲线的形式表征出在填充运行和/或在CIP中的正常行为。

此外，能够对测得的实际流量8进行统计评估，例如计算针对单个填充器4的平均值和/或趋势。由此可以对填充器4上的单个填充过程和/或CIP流程的按规定进行更精确的监控并且/或者判断出单个填充器即将发生的故障4。

此外，参考流量和/或它们的关于时间的曲线可以针对不同的填充过程以产品特定和/或规格特定的方式存储在分析单元18中，并且可以在生产更改期间通过调用相应的产品特定和/或规格特定的填充程序和/或CIP程序来激活。

由于在通过探针控制的灌装时将容器的基本上统一的填充水平作为前提条件，因此可以以流量计7测得的实际流量8和由此计算出的产品量推断出：容器3是否在其尺寸公差的允许范围之内还是以不允许的方式有所偏差。因此，所述的在产品路径中的流量测量也能够实现对在填充机1中处理的容器3进行品质管控。

图1中所示的流量计7在通向单个填充器4的各自的供应线路9上的布置方式可以以相对较少的技术上的耗费来实现，并且必要时可以加装到通过探针控制的填充机上。为此目的，流量计7仅被布置在适当的位置处，尤其是布置在输送线路9的可自由接近的区段中，并且控制器19由分析单元18来补充。

输送线路9优选地由允许用于灌装液态食品的塑料制成，尤其是由PTFE制成。

由塑料制成的输送线路9特别好地适用于流量测量，这是因为它们不会妨碍电磁式/感应式流量计7的功能。流量计7可以例如感应式地工作(IDM)或通过确定质量流量地工作(MDM)。

此外，由塑料制成的输送线路9也有利于连接由具有受温度影响的不同的膨胀特性的材料，例如不同的钢、灰铸铁等制成的结构组件。

图2示意性地示出了具有与上述原则上相同的功能的填充机21。然而，示意性地示出了在CIP流程中使用的清洁剂22或类似的CIP介质来代替液态产品。填充机21包括出口侧的产品路径23、围绕该产品路径的填充器24和短路探针25，短路探针用于在达到仅在图2中示意性地示出(没有容器)的额定填充水平26之后结束单个填充过程。

填充机21与前述填充机1的主要区别在于集成在填充器24中的流量计27。这些流量计测量在短路探针25区域内的产品或清洁剂22的实际流量28。

短路探针25可以在流量计27的区域中例如包括非传导的区段25a。这有利于感应式流量测量。

填充机21还包括环形的产品罐29，填充器24通过法兰连接在该产品罐上，而在它们之间没有自由延伸的连接线路。

填充机21的其他功能、尤其是在分析单元18中对以各个流量计27测得的实际流量28进行评估并且它们与控制器19的接驳方式原则上相应于关于填充机1所描述的功能，从而不再重复描述/示出这些功能。

利用填充机1、21可以分别进行如下工作：

在达到各自的额定填充水平6、26之后，借助短路探针5、25自动结束按规定的填充过程。以此方式，使得所有容器3都以基本上相同的填充水平填充产品2。

在单个填充过程期间，连续监控产品2向填充器或通过填充器4、24的瞬时的实际流量8、28。在此，将测得的实际流量8、28连续地与至少一个参考流量和/或流量的参考曲线进行比较。在分析单元18中检查：在此方面必要时判断出是否允许实际流量8、28的偏差。

如果例如判断出实际流量8、28存在针对瓶子破损的表征性的不允许的偏差，则控制器19指示填充机1、21自动地通过操纵存在于各自的填充器4、24的产品阀12提前并尤其尽早地取消所涉及的填充器4、24的填充过程。由此可以防止产品2被输出给有缺陷的容器3并因此被算入产品损失。

在CIP流程中，产品路径23和/或供应线路9被清洁剂22、消毒剂等穿流，同样借助于各个流量计7、27可以针对填充器4、24单独地监控清洁剂22、消毒剂等的实际流量8、28。

在此，例如可以对各个实际流量8、28进行积分，并且因此可以累计地确定流过单个填充器4、24的清洁剂22的量。同样地，基于测得的实际流量8、28一旦清洁剂22在各自的填充器4、24处的所需的最小流体量，就可以目的明确地结束针对单个填充器4、24的CIP流程。

借助分析单元18的电子编程，可以针对单个填充器4、24和/或产品2和/或清洁剂22和/或容器3灵活地确认用于评定是否允许在填充过程期间和/或在CIP流程中的实际流量8、28的标准。

Claims (14)

1.用于将液态产品(2)灌装到容器(3)中的填充机(1、21)，所述填充机包括填充器(4、24)，所述填充器具有用于在所述产品(2)达到所述容器(3)中的额定填充水平(6、16)之后结束填充过程的短路探针(5、25)，其特征在于具有单独配属于所述填充器(4、24)的流量计(7、27)，所述流量计用于测量通过单个填充器(4、24)的瞬时的实际流量(8、28)。

2.根据权利要求1所述的填充机，其中，所述流量计(7)布置在通向单个填充器(4)的供应线路(9)中/在通向单个填充器(4)的供应线路(9)上。

3.根据权利要求1所述的填充机，所述填充机还包括分析单元(18)，所述分析单元用于获知通过所述填充器(4、24)的瞬时的实际流量(8、28)与至少一个参考流量的偏差，并且尤其是用于评定是否允许所获知的偏差。

4.根据权利要求3所述的填充机，其中，所述分析单元(18)被构造成在超过所述实际流量(8、28)与额定流量的预定的允许的偏差时，确定出不正确的填充过程，并且尤其是判断出容器破损。

5.根据权利要求3和/或4所述的填充机，所述填充机还具有控制器(19)，所述控制器被构造成用于在存在不允许的偏差并且尤其基于不允许的偏差确定出容器破损的情况下单独地针对所涉及的填充器(4、24)提前中断产品流。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的填充机，其中，所述分析单元(18)被构造成用于存储针对所述产品(2)和/或单个填充器(4、24)的特定的参考流量和/或关于时间的参考流量曲线。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的填充机，其中，所述分析单元(18)被构造成用于针对单个填充器(4、24)和/或不同的产品(2)和/或不同的清洁剂(22)单独地存储测得的实际流量(8、28)，并且进行统计评估，以便计算针对单个填充器(4、24)和/或不同的产品和/或不同的清洁剂的特定的参考流量和/或关于时间的参考流量曲线。

8.用于在具有借助短路探针(5、25)进行的液位限制部的填充机(1、21)上、尤其是在根据前述权利要求中任一项所述的填充机上检查填充过程和/或CIP流程的方法，其特征在于，附加地监控通过单个填充器的瞬时的实际流量。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，测量在通向单个填充器(4)的供应线路(9)中的实际流量(8)。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述填充器(24)中并且尤其是在所述短路探针(25)的区域中测量实际流量(28)。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，通过机器连续计算所述瞬时的实际流量(8、28)与至少一个所存储的参考流量和/或参考流量曲线的偏差，并且尤其是评定是否允许所述偏差。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在存在代表容器破损的不允许的偏差的情况下，借助电子控制器(19)提前终止单个填充过程。

13.根据权利要求8至12中至少一项所述的方法，其中，在CIP流程中，根据在此测得的实际流量(8、28)计算流过单个填充器(4、24)的清洁剂(22)的量。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在达到为每个填充器(4、24)而规定的清洁剂(22)的量之后，借助电子控制器(19)针对所述填充器(4、24)单独地中断清洁剂(22)向单个填充器(4、24)的来流。

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