CN112209324B - 多功能填充阀 - Google Patents

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Abstract

一种用于用饮料填充系统中的填充产品、优选为饮料来填充容器(100)的填充阀(1),该填充阀包括阀基体(10),该阀基体包括:出口(13),其用于将填充产品排放到容器(100)中;涡流室(11),其构造成接收填充产品且能够与出口(13)流体连接;以及主入口(12),其进入涡流室(11)且构造成将填充产品的至少一种主要成分引入到涡流室(11)中,使得填充产品在涡流室(11)中打旋,由此填充产品在从出口(13)离开之后在容器(100)中以螺旋运动的方式向下流动;其特征在于,涡流室(11)具有环形形状,其横截面轮廓在延伸方向上且垂直于延伸方向呈圆形形状、环形形状优选地基本上没有拐角点。

Description

多功能填充阀
技术领域
本发明涉及一种填充阀,该填充阀用于用饮料填充系统中的填充产品、优选为饮料来填充容器。
背景技术
为了混合和填充由多种成分组成的填充产品,用于计量单个成分的各种技术是已知的并且将在下文进行简要介绍:
因此,如例如在US 2008/0271809 A1中所公开的,可以例如经由单独的计量站来单独地计量和填充期望的成分。然而,对于多种成分使用单独的计量站会导致复杂的系统设计和处理顺序,因为每个容器的填充都在多个单独的计量/填充站之间进行划分,在所述单独的计量/填充站处,容器必须在相应的计量时间内定位一段时间。虽然原则上可以在共同的填充站处通过单独的管线和排放开口同时计量进入到容器中多种成分,但这受到瓶开口和/或容器开口的尺寸的限制。
替代性地,可以在共同的填充阀中将各成分一起引导,例如参见EP 0775668 A1和WO 2009/114121 A1。在这种情况下,要添加到基础流体中的成分的计量在填充阀出口的上游进行,其中,可以例如通过借助流量计测量体积(EP 0775668 A1)或者通过不同的体积计量技术(WO 2009/114121 A1)、即借助计量活塞和/或膜泵来测量出期望的量。
通过使用流量计进行测量,可以实现高的计量精度。该流量计测量待计量的体积或待计量的质量,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、比如说泵或定时/加压填充的使用通常具有较大的不稳定性,并且倾向于对计量介质的变化例如对压力、温度或组分的变化更敏感地做出反应。这尤其是在更换计量介质时导致了频繁的校准。由于在小量(μl)的情况下的计量重量与容器重量之间存在显著差异,因此几乎不可能对已计量的量进行重量测量。
以上所提出的技术的特征在于,各成分会在稍后的时间、即在填充过程期间或填充过程之前不久混合。与常规方法的大量工业混合相比,各成分的稍后添加和稍后填充的优点在于可以避免浓缩的调味剂的迁移,例如,避免浓缩的调味剂迁移到密封件中以及可能无法通过清洁将其从密封件完全移除。如果将各成分彼此单独地运输到容器开口并且已计量的量保持无滴落,则可以基本上消除各成分和/或其调味剂的迁移。
但是,后期混合也与技术难点相关联。因此,不可能以简单的方式优化填充过程的持续时间,因为可能无法例如通过使用流量计根据需要来加速计量过程。容器保持低于计量点的时间与填充管线的输出成正比。因此,对于更大的输出要求,要么必须减少计量时间并因此减少计量区域,要么必须构造第二条平行计量管线。潜在的计量区域取决于可用的计量时间并因此取决于线路输出。
应当补充的是,稍后混合与结构复杂性相关联,这并不是可以忽略的。在小的容器开口的情况下,仅可能难以用固定的计量头填充运动的容器。因此,比如说在线性循环机器的情况下,计量头必须与容器一起移动(例如像转盘式机器),或者容器必须停在计量头下方以进行计量过程和填充过程。如果打算同时提供多种不同的已计量的成分,则由于填充阀上的多个填充点和/或已计量的成分,这两种解决方案的工程技术都很复杂、成本高昂且需要维护并且需要大量的结构空间。
那些同时确定体积并输送介质的计量技术、即借助于泵或活塞计量泵的计量技术具有以下缺点:无法向控制器提供关于具体引入容器中的体积的任何反馈。这同样适用于定时/加压填充。如果没有打开阀或管线被阻塞,系统可能不会以简单的方式立即识别出这种情况。由于不能在用多种成分进行定制填充的情况下或者仅以非常复杂的方式来实现填充的容器的后续的质量控制,因此,如果不是必须的,则期望来自计量系统的与特定计量的量有关的反馈。
上述技术问题导致了例如在EP 2272790 A1和DE 102009049583 A1中公开的计量/填充过程的改进方案。在这种情况下,直接在填充过程期间,通过流量计对填充产品的各成分进行计量并将它们一起引入待填充的容器中,其中,在计量过程期间,主要成分通过已计量的成分被向后移位。主要成分的移位体积通过流量计确定,并且因此,已计量成分的体积也是已知且可控制的。在随后将填充产品填充到容器中时,将主要成分与计量成分一起从填充阀中彻底冲洗到容器中,其中,同时可以使用同一流量计确定总填充量。在下一个填充周期期间,可以再次确定填充量以及已计量的成分量。因此,无需转换时间即可高度灵活地填充定制饮料。
已知使待填充的流体打旋,使得该流体在离心力的作用下在容器壁上以螺旋运动向下流动。位于容器中并且在填充过程中被填充产品移位的任何气体都能够通过容器开口从中心逸出。以这种方式,可以以短的填充时间来实现均匀、稳定且不间断的填充。为了产生涡流,填充阀可以设置有涡流体,该涡流体例如可以以导引叶片或涡流管的形式实现,如例如在DE 4012849 A1和DE 2620753 A1中所公开的那样。
然而,具有涡流体的填充阀具有的缺点在于,仅可能难以移除迁移的填充产品、特别是任何已计量的成分。为了避免在填充阀中存在残留物,这些残留物可能会在随后的填充过程中污染填充产品,主要成分的量和填充被必须设计成使得先前的填充的残留物从填充阀中被完全移除。但是,涡流的产生抵消了这种彻底的清洁。这是因为,首先,残留物会聚集在涡流体上;其次,由打旋产生了层流。但是,在层流中几乎不可能发生横向混合,横向混合对于彻底冲洗而言是重要的。应当补充的是,填充阀中的打旋层流流动通过具有相对高的比表面积的环形间隙。
上述涡流阀的另一个技术问题是,这些涡流阀不提供流量的无级控制功能,并且因此不适用于当前可用的高输出填充机器,特别是具有通过向后移位而进行的灵活计量的填充机器。为了对流量和/或填充速度进行这种控制,目前在截止阀的上游使用比例流量调节器PFR。串联使用两个控制部件的截止和流量控制在结构上很复杂,并且会增加压力损失。当前,出于不同的应用目的,存在各种各样的不同类型的填充阀(碳化或仍填充的产品、有或没有碎片、玻璃容器或PET容器等)。这导致在保养和维护方面付出了巨大的努力,并且导致了许多机器变型。
发明内容
本发明的目的是提出一种改进的填充阀,该改进的填充阀特别是用以在频繁更换产品的情况下以紧凑和可靠的设计来改善卫生性能。
该目的通过具有本申请的一个方面的特征的填充阀来实现。从本申请的其他方面、本发明的以下描述以及优选的示例性实施方式的描述得出了有利的改进方案。
根据本发明的填充阀被构造用于用饮料填充系统中的填充产品、优选为饮料来填充容器。填充产品优选是由主要成分和至少一种附加成分组成的多成分填充产品。主要成分可以是例如水或果汁;附加成分可以包括例如糖浆、果肉、水果块等。如果填充产品仅包括主要成分而没有其他成分(多种成分),则术语“主要成分”和“填充产品”是同义词。
填充阀具有阀基体,该阀基体具有出口,该出口构造成将填充产品排放出和/或引入到容器中。在填充过程中,容器开口通常位于出口的正下方。为此,容器开口可以贴靠在阀基体的开口部分上。替代性地,填充阀也能够用作开放式阀。
阀体包括涡流室,该涡流室构造成接收填充产品并且涡流室能够与出口流体连接。
阀基体还包括主入口,该主入口进入涡流室中,并且该主入口构造成将填充产品的至少一种主要成分引入到涡流室中,使得填充产品在涡流室中打旋。
涡流室具有环形形状,其横截面轮廓在延伸方向上以及垂直于延伸方向呈圆形形状,环形形状优选为基本上没有拐角点。
换句话说,涡流室壁既沿其环形轴线又垂直于环形轴线是基本上连续的并且在几何上是可微分的。术语“基本上”首先是指例如在主入口的开口区域和下文进一步描述的任何副入口中并非总是能够避免拐角的事实,并且其次是指比如“连续”、“可微分的”、“拐角点”等的几何术语不应解释为理想的数学术语的事实。重要的是,所引用的涡流室的横截面轮廓不具有多边形、即矩形的形状。
应当提及的是,比如“在……之下”,“在……下方”,“在……上方”,“在……之上”等空间术语是指填充阀显然是由重力方向确定的安装位置。在安装状态下,填充阀的轴向方向至少与重力方向基本重合。
阀基体既不需要涡流体,比如说导引叶片或涡流管,也不需要附加的导流器,并且因此相对于不同的固/液混合物——固/液混合物例如包含水果块、浆液、水果纤维等等——而言非常卫生和耐受。而且,由于缺少涡流体,流中的碎片尺寸几乎不受限制。阀基体由于在涡流室中可实现的高湍流和相对较小的表面积而允许用最少量的冲洗流体从阀内部进行彻底冲洗。另外,涡流室基本上没有拐角部,调味料、水果块等可能会被收集在拐角部中。由此也优化了冲洗能力。由于这些原因,阀基体特别适用于填充产品的灵活地改变、包括容器的灵活地改变,特别是由于待计量的附加成分而进行灵活的改变。
由于具有阀基体的填充阀可以既用于壁填充也用于开口式填充以及/或者用于待在大气压下填充的产品,因此减少了用于不同应用的填充阀的变型数量。因此,减少了保养和维护方面的工作量以及机器变型的数量。设置有本文所描述的类型的填充阀的填充系统能够被普遍使用。从而可以填充多种不同的饮料、容器形式和容器材料(PET、玻璃、罐头、蒸馏器、碳酸饮料等)。
优选地,涡流室具有圆环体形状。在这种情况下,术语“圆环体”不仅表示由圆形轮廓构成的旋转体,即使这是优选的,而且也可以标示下述旋转轮廓和/或旋转表面:旋转轮廓和/或旋转表面也可以是椭圆形、卵形的或以不同方式倒圆的,例如只要不存在多边形的拐角和边缘即可。这种旋转对称的构造还有助于形成均匀的涡流和冲洗能力。
优选地,主入口切向通到涡流室中。在这种情况下,术语“切向”不需要主入口的几何上完美的切向连接。取而代之的是,在结构上有利于允许主入口以特定的角度打开而进入涡流室。重要的是,在这种情况下,流入方向基本上是横向的,即不是从上方,并且因此在涡流室内立即导致涡流,即环形流动。
通过使填充产品从主入口切向流入涡流室中,该填充产品得到最佳打旋,从而由于离心力将填充产品向外推,并在从出口流出后在容器中、优选地在容器壁上以螺旋运动向下流动。涡流室朝向出口逐渐变小和/或收缩导致压力下降,并且因此使涡流稳定。首先,这导致在整个圆周上产生均匀、轮廓均匀的涡流,其次,这是决定流速的重要因素。供给涡流室的侧向、即切向的主入口另外在涡流室上方提供了空间。该空间不受阻碍,并且可以用于以模块化的方式加宽阀基体,使得可以在以后进行针对特定应用的填充阀的变型和/或差异化的形成,从而可以节省成本和资源。阀基体的紧凑设计允许例如阀锥驱动装置在阀基体上方的卫生集成,以进行流量控制和/或可选的其他控制功能(用于对容器预加应力的气阀、回气管线、减压管线、电磁阀等)。例如,也可以将用于实施分散控制结构的控制电路板安装在阀基体上方的阀头中。
优选地,至少涡流室的轴向外壁以连续且可微分的方式过渡到主入口中,以优化涡流的形成和冲洗能力。出于相同的原因,在进入涡流室的开口的区域中,主入口优选地具有与涡流室基本相同的垂直于延伸方向的横截面轮廓。优选地,两个轮廓都是具有基本相同直径的圆形。以这种方式,填充产品的切向供应最佳地过渡到涡流室内的环形流中。
优选地,出口是环形的,其中,类似环形的涡流室朝向出口逐渐变小,由此填充产品在从出口离开之后在容器中以螺旋运动的方式向下流动。通过在环形管道中对填充产品的有针对性的加速,可以在涡流室与出口之间实现快速且受控的填充。涡流室优选地具有相对于环形出口的轴线轴向对称的形状。
优选地,填充阀具有阀锥,该阀锥优选至少部分地由聚四氟乙烯制成以及/或者优选构造成可调节的。阀锥的潜在可调节性可以包括如下文所述的截止功能和/或流量控制。
因此,阀基体优选地包括阀锥,该阀锥构造成用于以可调节的方式控制对通过出口的填充产品进行流量控制。术语“流量控制”在本文中应理解为通过调节阀锥来改变流动,而没有完全消除流动,即不包括零流动。因此,流量的二进制开关不属于流量控制的范围。阀锥的可调节性优选在由出口确定的轴向方向上以平移方式进行。阀锥本身也优选在轴向方向上延伸。优选地,阀锥在工作路径内可无级调节。
阀锥有助于涡流的形成。为了填充大的块状件、例如具有5mm×5mm×5mm或更大的体积的块状件,可以以灵活的方式增加在填充过程中的阀锥行程,由此阀锥的可调节性不仅可以用于控制填充速度,而且也拓宽了能够被填充的填充产品的范围。
如果阀锥由聚四氟乙烯制成,则由于较低的表面能而可以改善流出性能。如果另外将由聚四氟乙烯制成的阀锥与不锈钢制成的阀壳体组合在一起,则即使在高压差的情况下,只要填充阀具有截止功能,也可以通过这种材料配对来确保完全密封。相对于调味剂的潜在迁移,聚四氟乙烯还具有很好的抵抗力。
优选地,阀基体包括阀座,其中,阀锥和阀座构造成使得在截止位置,阀锥与阀座密封接触以完全密封出口。在阀基体中集成流量控制功能和截止功能可以允许减少部件数量并简化产品路径。这在填充过程中导致了较少的压力损失并且有助于更谨慎地处理产品并减少泡沫的形成。
优选地,填充阀具有控制阀,该控制阀连接在阀基体的上游,从而吸收了在填充过程开始时的压力波动,并且改善了朝向填充端部的产品流的变窄且可以可靠地保持涡流。
优选地,阀锥具有圆锥形的出口轮廓,该出口轮廓朝向出口渐缩并且至少部分地延伸到涡流室中。以这种方式,阀基体的设计特别紧凑。
涡流室优选地围绕阀锥基本轴向对称地延伸。在这种情况下,阀锥居中地穿透涡流室,由此阀锥以协同的方式形成了形成涡流室的壁的一部分。以这种方式,阀基体可以被设计得更加紧凑,其中,阀锥和涡流室的功能在结构上是一体的。
优选地,阀基体包括一个或更多个副入口,所述一个或更多个副入口通向涡流室并且对应地构造成将填充产品的一种或更多种附加的成分引入涡流室,使得这些附加的成分与主要成分在涡流室中混合。通过副入口直接在涡流室中进行任何附加成分的混合,从而确保了有效冲洗阀基体的能力,并最大程度地减少了调味剂的潜在迁移。此外,填充阀因此特别适用于填充系统中的应用,这些填充系统设计成用于灵活的计量以及通过向后移位而即时更换产品。
在这种情况下,填充产品直接在填充阀的涡流室中由多种成分,比如说水或果汁之类的主要成分和比如说糖浆之类的至少一种附加成分混合在一起。在这种情况下,在填充过程中,填充产品的附加成分被引入到涡流室并一起进入容器内,以通过打旋进行填充。通过将附加成分引入到涡流室中,先前通过主入口供应的主要成分向后移位。主要成分的移位体积例如借助于流量计确定,并且因此,已计量的成分的体积也是已知的并且是可控的。在随后将填充产品填充到容器中期间,主要成分与已计量的成分被一起从填充阀中完全冲洗出到容器中,其中,同时可以使用相同的流量计来确定总填充量。在下一个填充周期中,可以再次确定填充量以及已计量的成分的量。因此,可以在基本上无需转换时间的情况下实现定制饮料的高度灵活且卫生的填充。
优选地,阀基体包括阀壳体,该阀壳体形成了限定涡流室和出口的壁的至少一部分,由此阀基体在结构上被简化并且特别可靠。阀壳体可以一体地制造。优选地,阀壳体是铸造体。
优选地,副入口中的至少一个副入口通过孔口构造在阀壳体中。通过将已计量的成分的供应集成到阀壳体中,不需要软管或附加的管线。以这种方式,以结构简单和可靠的方式优化了冲洗阀基体的能力并且使调味剂的潜在迁移最小。
优选地,阀基体包括由可变形材料、优选为聚四氟乙烯制成的膜,该膜优选地在上部区域中形成了限定涡流室的壁的一部分。膜在优选为圆形的外部轮廓上与阀壳体连接,并且在存在的情况下也优选为圆形的内轮廓上与阀锥连接。除上述技术效果外,通到涡流室中的侧向、即切向主入口提供了位于涡流室上方的空间,该空间可以用于在上部区域中安装对涡流室进行密封的膜。
该膜由可变形和/或挠性的材料制成,由此它能够跟随阀锥的轴向运动,并同时确保卫生的密封。阀锥的工作区域同时决定了材料必须提供给膜的可变形程度。通过该功能,相对于膜定义了术语“挠性”和“可变形”等。膜的挠性和材料的性质——特别是在聚四氟乙烯的情况下——即使在非常小的填充料流的情况下也有助于通过涡流来进行填充产品的填充。可以通过调节阀锥和/或通过位于上游的控制阀来抵消在通过打旋设定均匀的流之前在填充过程开始时出现的非预期的局部最大流量。
膜的对称性额外地允许具有高载荷循环的设计,这是填充阀通常需要的。优选地,膜具有环形的夹持部分,该环形的夹持部分构造用于紧固至阀壳体。
优选地,阀壳体在远离涡流室的外部面上包括一个或更多个接口,所述一个或更多个接口用于分别连接管线或计量阀,由此,填充阀能够以模块化的方式延伸。通过连接计量阀,可以精确地计量任何附加成分,特别是在通过向后移位而使用灵活计量的情况下。
优选地,阀基体包括气体管道,该气体管道在轴向方向上穿透阀锥,其中,该气体管道优选地经由管套管构造提供分离的气体路径。气体管道可以用作返回气体管道,以转移容器中的气态成分,该气态成分在填充期间从容器中移位。但是,气体管道也可以具有多管道结构,以便提供独立的供气和排气路径,例如以排空待填充的容器,从而用预应力气体——即二氧化碳——给容器预加应力、冲洗容器、清洁容器等。
优选地,填充阀包括阀锥驱动装置,阀锥驱动装置机械地连接至阀锥的连接部分,并且阀锥驱动装置构造成优选地以电动、磁力、气动或液压的方式致动阀锥,其中,阀锥驱动装置优选地包括用于给阀锥预加应力以使其进入工作位置、优选为截止位置中的弹簧。阀基体的紧凑设计允许阀锥驱动装置的卫生、可靠且结构简单的集成。
优选地,填充阀包括连接至阀基体的阀中央部分和连接至阀中央部分的阀头部分,其中,阀中央部分包括阀锥驱动装置。上文所述的切向主入口使阀基体的上部面是无障碍的,使得一个或更多个阀部件可以以堆叠的方式被附接,由此填充阀能够被以模块化的方式构造,并且能够在稍后针对特定应用形成变型和/或区别。以这种方式,减少了在保养和/或维护方面的付出以及机械变型的数目。
优选地,阀头部分包括一个或更多个供给连接部,供给连接部与气体管道流体连通,并且供给连接部在每种情况下都提供用于气体的入口和/或出口,由此,能够以灵活方式使用填充阀,并且填充阀可以通过阀头部分上的易于触及的供给连接部而被容易地安装和维护。
优选地,阀头部分包括用于连接一个相应的气阀的一个或更多个气阀接口,其中,填充阀能够以基本模块化的方式构建和/或构造,并且能够在稍后针对特定应用形成变型和/或区别。
优选地,填充阀包括杆状的水平探针,该水平探针能够插入穿过气体管道,并且该水平探针被构造成在插入状态下伸到容器中并且检测容器中的填充产品的填充高度。可以在阀头部分中构造具有用于安装水平探针的孔口的对应接口。以这种方式,可以在模块化基本构造的范围内通过测量技术来扩展填充阀。
本发明的其他优点和特征可以从对优选的示例性实施方式的以下描述中得出。只要本文中所描述的特征彼此不矛盾,则所述特征就可以单独地或者与上述特征中的一个或更多个特征结合来实施。对优选的示例性实施方式的以下描述参照附图来进行。
附图说明
通过附图的以下说明,对本发明的优选的其他实施方式进行更详细地描述,在附图中:
图1示出了具有涡流室、阀锥和膜的阀基体的立体剖视图;
图2示出了图1的阀基体的剖视图;
图3a示出了根据另一示例性实施方式的具有涡流室、阀锥和膜的阀基体的剖视图;
图3b以平面图示出了图3a的阀基体;
图4示出了包括图3a和图3b的阀基体的阀锥和膜的结构单元的立体剖视图;
图5示出了作为图3a和图3b的阀基体的模块化部件的阀壳体的立体图;
图5a至图5d示出了图5的阀壳体的不同构型的立体图;
图6示出了包括根据图3a和图3b的阀基体、具有阀锥驱动装置的阀中央部分和具有阀承载板的阀头部分的填充阀的剖视图;
图6a示出了图6的阀中央部分的壳体的立体图;
图6b示出了图6的阀头部分的立体图;
图7a至图7d示出了填充阀的示例性构型的立体图;
图8a至图8c示出了填充阀相对于待填充的容器的示例性使用;
图9示出了插入有水平探针的填充阀的剖视图;
图9a示出了图9的水平探针的立体图。
具体实施方式
在下文中,参照附图对优选的示例性实施方式进行描述。在这种情况下,相同的、类似的或类似作用的元件在附图中被提供有相同的附图标记,并且在某些情况下,为了避免冗余,省去了对这些元件的重复描述。
图1是产生涡流的填充阀1(见图6)的阀基体10的立体图。图2以剖视图示出了阀基体10。
阀基体10具有设计为环形管道和/或圆环体的涡流室11。阀基体10还具有主入口12,主入口12在图1中的立体图中不可见,主入口12切向地或大致切向地通入涡流室11中。主入口12在图2中被示意性地示出。主入口12还在图2、图3a、图3b和其他图的示例性实施方式中被示出。
在阀基体10的下部区域中,涡流室11朝环形出口13逐渐变小,填充产品在填充过程期间从环形出口13离开并进入置于阀基体10下方的容器中(图1和图2中未示出)。
应当提到的是,例如“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等空间术语是指填充阀1的安装位置,该安装位置通过重力方向被清楚地确定。此外,通过环形出口13,填充阀1和/或其阀基体10具有清楚限定的轴向方向,该轴向方向在安装状态下至少基本上与重力方向一致。
通过将填充产品从主入口12切向供给到涡流室11中,使该填充产品打旋,由此填充产品由于离心力而被向外驱使,并且在离开阀基体10之后被向外推动并在容器壁上向下流动。涡流室11至出口13的逐渐变小和/或收缩首先导致周缘上的均匀的、界限清楚的涡流,其次是关于流量的重要决定因素。因此,如果逐渐变小的程度、特别是出口13处的环形间隙的尺寸是可调节的,则可以实施整体的流量控制,可选地包括其截止,或者可以改变填充产品中的块的最大尺寸。
前述流量控制可以如下实现:根据图1和图2的示例性实施方式,阀基体10为此具有阀锥14,阀锥14具有朝向出口13逐渐渐缩的筒形形状。邻接涡流室11的环形间隙通过阀锥14的外周表面至少部分地形成在内部面上。在外部,环形间隙由阀壳体15限定和/或形成。根据本示例性实施方式的阀锥14被设计成能够沿轴向方向移位,即向上及向下移位。以这种方式,环形间隙可以在出口13处增大及减小。阀锥14的高度调节在工作区域内、即在完全打开位置与关闭位置或具最小流量的位置之间优选地以无级的方式进行。如果通过阀壳体15的内部形状形成了在填充阀1的关闭位置与阀锥14密封接触的阀座16,则出口13可以被完全关闭,由此实现了截止功能。
除上述技术效果外,进入涡流室11的侧向的即切向的主入口12还在涡流室11上方提供了空间。该空间是无障碍的并且可以用于安装膜17,膜17在上部区域中将涡流室11密封。膜17具有圆形的外部轮廓,该圆形的外部轮廓经由固定装置直接或间接地连接至阀壳体15。膜17在径向内部上固定至阀锥14。膜17由挠性材料、优选地由聚四氟乙烯制成,由此,膜17能够跟随阀锥14的轴向运动,并且同时确保涡流室11的卫生密封。膜17的对称性还允许具有填充阀通常所需的高负载循环的实施方式。
阀基体10还具有气体管道18,气体管道18沿轴向方向居中地穿透阀锥14。气体管道18例如是回气管道,以使诸如增压气体之类的任何气体转移,该气体在填充过程期间从容器中移位。然而,气体管道18也可以具有多管道构造,例如管套管构造,以提供分离的供气路径和排气路径。
阀锥14大致终止于节流点——即形成出口13的环形间隙的最窄点——的正下方,由此在容器中实现了从单相分离流至壁膜流的限定变化。因此,形成了液体的界限清楚的、均匀的分离边缘,即在具有最大流量的点处形成了液体的界限清楚的、均匀的分离边缘。优选地,阀座16——即截止点——的位置紧邻分离边缘,由此,可导致滴落的表面被最小化。
阀锥14优选地由聚四氟乙烯制成,由此,由于低的表面能而改善了流出行为。如果阀壳体15另外地由不锈钢制成,则即使在高压力差的情况下,也可以通过这种材料配对来确保完全密封。
除了阀锥14之外,阀基体10既不需要涡流体,比如说导叶片或涡流管,也不需要额外的导流器,并且因此相对于包含例如水果块、浆料、水果纤维等的不同的固/液混合物是非常卫生和具耐受性的。此外,由于没有涡流体,流中的块的尺寸几乎不受限制。对于填充例如具有5mm×5mm×5mm的体积或更大的体积的大块,可以以灵活的方式增大填充过程期间的阀锥行程。
阀基体10特别适于前面提到的壁填充,在该壁填充中,填充产品以螺旋形的方式在容器壁上向下移动。然而,设置有阀基体10的填充阀1也可以用作开口式阀。在这种情况下,阀基体10可以被用作卫生的控制阀,因为所述控制阀被安装在对应的填充产品管线中,该填充产品管线在出口处具有邻接的稳定部分以及可选地具有气体屏障。如果需要,可以通过径向而非切向的主入口12去除涡流。
由于可以在涡流室11中实现的高湍流以及相对小的表面积,阀基体10允许以最小量的冲洗流体彻底冲洗阀内部,特别是涡流室11和在填充方向上与涡流室11邻接的出口13。因此,阀基体10特别适合于填充产品的频繁改变,例如包括容器,特别是要被计量加入的成分的频繁改变。由于特别有效的冲洗能力,阀基体10也可以用于无菌填充机器中。
控制和截止功能在阀基体10中的集成允许减少部件的数目并简化产品路径。这导致较少的压力损失并有助于在填充过程期间更仔细地处理产品并减少泡沫的形成。
阀基体10的紧凑设计还允许阀锥驱动装置的卫生的集成以及可选地允许在阀头中即在涡流室11上方的其他控制功能,例如,用于对容器预加应力的气阀、回气管线、减压管线、电磁阀的集成,以用于在填充阀1的区域中进行其他单独的控制功能,例如提升及降低阀、计量加入成分等。类似地,例如,用于实现非中央控制结构(architecture)的控制电路板可以安装在阀头中。
由于具有阀基体10的填充阀1能够以模块化的方式扩展并且还能够用于壁填充和开口式填充和/或用于要在大气压下填充的产品,因此减少了用于不同用途的填充阀的多种变型。因此,减小了保养和维护方面的工作量以及机械变型的数目。设置有本文中所描述的类型的填充阀1的填充系统能够被普遍使用。由此,可以填充多种不同的饮料、容器形式和材料(PET、玻璃、罐头、蒸馏器、碳酸饮料等)。
图3a是根据另一示例性实施方式的产生涡流的阀基体10的剖视图。阀基体10的平面图在图3b中示出。基本构造和与其相关联的技术功能类似于图1和图2的示例性实施方式。然而,根据图3a和图3b的阀基体10具有相对于上述变型扩展的功能范围。
因此,阀基体10具有两个另外的入口,这两个入口在此被称为第一副入口12a和第二副入口12b。两个副入口的数目仅作为示例并且可以根据应用的目的而变化。
副入口12a、12b允许将另外的成分——在此也称为附加成分——直接供应到涡流室11中。为了能够对附加成分的量进行计量,副入口12a、12b在每种情况下都设置有计量阀19a、19b。计量阀19b在图3a的立体图中不可见,但是例如可以从图7a观察到。计量阀19a、19b特别地允许通过向后移位来进行计量,这将在下面详细描述。然而,首先,将描述阀基体10的其他结构特征和实施方式。
通过副入口12a、12b,直接在涡流室11中进行附加成分的混合,由此确保了冲洗阀基体10的有效能力,并且使调味剂的任何可能的迁移最小化。由于将已计量的成分的供应集成到阀壳体15中,因此不需要软管或其他管线。以此方式,阀基体10特别适合于产品的即时更换。
阀基体10在许多方面具有模块化构造,因此可以在功能上扩展并以简单的方式进行适配。因此,在图4中示出了由阀锥14和膜17组成的结构单元。膜17具有被设计成用于固定在阀壳体15中的夹持部分17a。夹持部分17a是环形结构,该环形结构可以作为膜17的一体部件或作为单独的元件被固定至膜17。在径向内部区域中,膜17固定至阀锥14。在阀锥14的上部区域中定位有用于与可能的阀锥驱动装置连接的连接部分14a。
用于阀锥14和用于膜17的聚四氟乙烯的材料配对是优选的。膜的挠性和材料的性质即使在很小的填充流的情况下也可以帮助通过涡旋进行的填充产品的填充。此外,消除了在通过涡旋设定均匀流量之前、在填充过程开始时的非预期的局部最大流量。结合由因表面能低而优化流出行为的聚四氟乙烯制成的阀锥14,可以因此用较短的填充时间实现均匀、稳定且不间断的填充。
由于夹持部分17a和连接部分14a具有限定的、优选地标准化的尺寸,因此可以使用具有不同的流动特性和填充特性的不同的膜17和/或阀锥14,而不必重新设计整个阀基体10。其余的阀基体10,尤其是阀壳体15,可以是固定的、标准化的部件,而阀特性可以容易地通过由阀锥14和膜17组成的结构单元来改变。以此方式,例如,涡流室11的尺寸、阀锥14的形状、特别是其出口轮廓14b、阀锥14的预应力位置和预应力可以通过膜17等以简单的方式来改变并且可以适应所需的应用环境。
以类似的方式,阀基体10、特别是阀壳体15也可以以模块化的方式设计。因此,图5以立体图示出了作为根据示例性实施方式的阀基体10的模块化单元的阀壳体15。
阀壳体15在图5中以基本形状示出。阀壳体15被优选地设计为具有一致接口的铸造体。呈基本形状的阀壳体15用作各种生产变型的初始部件,这些生产变型例如可以涉及用于连接至要被填充的容器的开口部分15c的变型,或者用于任何副入口12a、12b的接口15a、15b的形状和数目。
图5a至图5d示出了阀壳体15的不同实施方式,以便满足不同的应用环境。因此,图5a示出了其中副入口12a和12b敞开的变型。因此,管线、计量阀19a、19b等可以连接至位于该点处的接口15a、15b,以便能够将填充产品的各成分——例如糖浆、果肉、浆料、块等——引入到涡流室11中并且/或者对填充产品的各成分进行计量。图5b示出了其中副入口关闭或未实施副入口的生产变型中的阀基体10的基本形状。可以看到没有进一步区分的接口15a、15b或其基本形状。图5c示出了具有开口部分15c的阀壳体15,其中该开口部分15c被设计成用于接纳瓶开口和/或用于填充玻璃瓶。图5d示出了具有开口部分15c的阀壳体15,其中该开口部分15c被设计成用于接纳瓶开口和/或用于填充PET瓶。
返回图3a,其中示出了瓶形容器100至阀壳体15的开口部分15c的可能的连接。容器100具有容器开口101,该容器开口101在壁填充模式下与开口部分15c接触,由此在填充过程期间,通过涡流室11而成涡旋的填充产品在离心力的作用下以螺旋运动在容器壁上向下流动。
如上所述的切向主入口12允许阀基体10的上部面不受阻碍,从而可以附接有一个或更多个模块化阀部件。因此,图6以剖视图示出了示例性的填充阀1,该填充阀1具有图3a和图3b的变型中的阀基体10、作为第一模块化阀部件的阀中央部分20和作为第二模块化阀部件的阀头部分30。
阀中央部分20经由接口固定至阀基体10的阀壳体15。在图6的示例性实施方式中,阀中央部分20具有用于致动阀锥14的阀锥驱动装置21。为此,阀锥驱动装置21具有致动器,该致动器例如以电动、磁力、气动或液压的方式操作。在本示例中,阀锥驱动装置21具有介质连接部21a,诸如压缩空气之类的工作介质可以经由介质连接部21a被供应以致动阀锥14。此外,阀锥驱动装置21具有弹簧21b,弹簧21b优选地构造为螺旋弹簧,该螺旋弹簧用于将阀锥14预加载到工作位置,例如截止位置或完全打开位置。
根据该示例性实施方式,气体管道18经由管套管构造提供分离的气体路径。可以借助于优选地由聚四氟乙烯制成的膜在阀中央部分20与阀头部分30之间的界面处辅助进行气体路径的分离,使得这些部件可以在阀头部分30中连接至下文所述的连接部和/或接口。
阀锥驱动装置21被接纳在筒形的壳体22中,壳体22被设计成用于固定至阀基体10并且为此具有一个或更多个界限清楚的、优选地标准化的接口。壳体22在图6a中被单独示出。此外,示出了下部方形凸缘部分22a和上部环形凸缘部分22b,通过示例的方式,所述凸缘部分是用于安装阀中央部分20的接口。通过这种对称性的故意中断,可以确保阀中央部分20始终安装在正确的位置和取向上。下凸缘部分22a和上凸缘部分22b分别具有孔口,作为紧固装置的螺钉可以通过该孔口拧入,由此可以将阀基体10和阀头部分30拧至阀中央部分20。
在图6b中单独示出的阀头部分30在顶部处邻接填充阀1,并且阀头部分30具有阀承载板31以及与填充阀1的功能有关的不同的连接部和/或接口。
阀头部分30经由阀承载板31固定至阀中央部分20。在这种情况下,阀头部分30、特别是其阀承载板31可以设计成直接连接至阀基体10。
在本示例性实施方式中,阀头部分30具有多个气阀接口32、33和34,例如,其中的三个气阀接口被设计成用于连接气阀40、41、42(见图7a、图7b和图7c)。气阀40、41、42的控制以及气体的供给/排出通过对应的供给连接部35进行。
图7a至图7d示出了填充阀1的示例性构型。针对特定应用的变型和/或区别的形成仅稍后通过模块化设计来实现,由此可以节省成本和资源。
图7a示出了具有三个气阀40、41、42和两个计量阀19a、19b的填充阀1。在该变型中,填充阀1例如适合于填充含有二氧化碳的饮料,例如啤酒和CSD(碳酸软饮料)。在这种情况下,气阀40用作预应力阀,以借助于通常为二氧化碳的预应力气体对容器100预加应力。气阀41用于对容器100进行减压,即,升高压力下的气体或在填充期间移位的气体可以因此从容器100经由气阀41以受控的方式被转移。为了在负压下进行填充、去除冲洗气体等,可以在容器100中经由气阀42产生负压或真空。通过在填充之前排空容器100,可以减少容器100中的氧气量,从而防止破坏产品质量。各种气体供应和气体排放功能是经由单独的气体路径实现的,优选地是通过气体管道18的管套管构造来实现的,如图6中所示。为了有无短的转换时间都允许高度灵活地填充定制饮料,除了可以对经由主入口12引入涡流室11中的主要成分例如水或果汁进行计量之外,还可以经由计量阀19a、19b对进入涡流室11中的一种或两种计量成分例如糖浆或果肉进行计量。
图7b示出了具有两个气阀40、41和两个计量阀19a、19b的填充阀1。在该变型中,填充阀1例如适合于填充水和含有二氧化碳的软饮料(CSD)。在这种情况下,气阀40用作预应力阀,以借助于通常为二氧化碳的增压气体对容器100预加应力。气阀41用于对容器100进行减压,即,升高压力下的气体或在填充期间移位的气体可以因此从容器100经由气阀41以受控的方式被转移。不同的气体供应和气体排放功能是经由单独的气体路径来实现的,优选地是经由气体管道18的管套管构造实现的,如图6中所示。为了有无短的转换时间都允许高度灵活地填充定制饮料,除了可以对经由主入口12引入涡流室11中的主要成分例如水进行计量之外,还可以经由计量阀19a、19b对进入涡流室11中的一种或两种计量成分例如糖浆进行计量。
图7c示出了具有邻接的第二副入口12b但没有气阀的填充阀1。阀19b连接至第二副入口12b。在该变型中,填充阀1例如适合于果汁的热填充。在这种情况下,主入口12用作热进口,而连接有阀19b的第二副入口12b用作热回流口。气体管道18例如经由阀头部分30与外部环境连通,并且在不插入气阀的情况下仅仅用作返回管道。在该应用中,并非必须要求单独的气体路径。
图7d示出了具有两个气阀40、41和被连接的第二副入口12b的填充阀1。阀19b连接至第二副入口12b。在该变型中,填充阀1例如适合于填充含有二氧化碳的软饮料(CSD)以及适合于果汁的热填充。在果汁的热填充的情况下,主入口12用作热进口,而连接有阀19b的第二副入口12b用作热回流口。气阀40用作用于通过通常为二氧化碳的增压气体对容器100预加应力的预应力阀。气阀41用于对容器100进行减压,即,升高压力下的气体或在填充过程期间移位的气体可以因此从容器100经由气阀41以受控方式被转移。不同的气体供应和气体排放功能是经由单独的气体路径实现的,优选地是经由气体管道18的管套管构造实现的,如图6中所示。
填充阀1的在文中所述的灵活性的另一特征涉及其相对于待填充的容器100的处理。图8a至图8c示出了填充阀1的不同用途。
根据图8a和图8c,填充阀1可被设计成能够竖向移动。为此,主入口12可以连接至挠性产品线50。例如,在所谓的“颈部处理”的情况下,使用如此设计的填充阀1,如图8a中所示。在这种情况下,待填充的容器100由保持装置52例如运输星形件上的保持夹通过颈部和/或通过容器开口101来保持和运输。这种类型的处理通常在PET瓶的情况中使用。图8c还示出了能够竖向移动的填充阀1,其中,容器100被放置在桌状容器接收器53上。这种类型的处理也被称为“基础处理”,并且例如与玻璃瓶一起使用。在图8b中示出了固定填充阀1情况下的“基础处理”。在这种情况下,主入口12可以连接至刚性产品线51,因为在填充过程中,容器100通过可竖向移动的桌状容器接收器53’从下方沿填充阀1的方向移动。
如图9和图9a中所示,填充阀1能够设置有水平探针60。参见图9a,水平探针60具有杆状构型,其中在杆的一端处具有传感器元件61。水平探针60被设计成例如通过传感器元件61的浸润来检测容器100中的填充产品的填充高度。为此,水平探针60被插入穿过气体管道18直到传感器元件61位于容器100中的限定位置为止。在阀头部分30中构造有具有用于安装水平探针60的孔口的对应接口。
文中所述的填充阀1特别适于在下述填充系统中使用,该填充系统被设计成用于灵活的计量和通过向后移位而进行的即时产品更换。在这种情况下,填充产品直接在填充阀1的涡流室11中由多种成分——主要成分例如水以及至少一种其他成分例如糖浆——混合在一起。在这种情况下,在填充过程期间,填充产品的附加成分经由任何可能的计量阀19a、19b而被引入涡流室11中并一起进入要被填充的容器100中。通过将附加成分引入涡流室11中,先前通过主入口12供应的主要成分被向后移位。主要成分的移位体积是通过流量计确定的,因此,计量加入的成分的体积也是已知且可控制的。在随后将填充产品填充到容器100中期间,主要成分与计量加入的成分一起被从填充阀1彻底冲洗到容器100中,其中,同时,总填充量可以通过相同的流量计来确定。在下一个填充循环期间,可以再次确定填充量以及计量的成分量。因此,可以在基本上没有转换时间的情况下高度灵活地填充定制饮料。
如果适用,可以在不脱离本发明的范围的情况下将在示例性实施方式中示出的所有单个特征组合在一起和/或替换。
附图标记列表
1 填充阀
10 阀基体
11 涡流室
12 主入口
12a 第一副入口
12b 第二副入口
13 出口
14 阀锥
14a 连接部分
14b 出口轮廓
15 阀壳体
15a、15b 接口
15c 开口部分
16 阀座
17 膜
17a 夹持部分
18 气体管道
19a、19b 计量阀
20 阀中央部分
21 阀锥驱动装置
21a 介质连接部
21b 弹簧
22 壳体
22a 方形凸缘部分
22b 筒形凸缘部分
23 膜
30 阀头部分
31 阀承载板
32、33、34 气阀接口
35 供给连接部
40、41、42 气阀
50 挠性产品线
51 刚性产品线
52 保持装置
53、53’ 桌状容器接收器
60 水平探针
61 传感器元件
100 容器
101 容器开口。

Claims (32)

1.一种填充阀(1),所述填充阀(1)用于用饮料填充系统中的填充产品来填充容器(100),所述填充阀(1)包括阀基体(10),所述阀基体(10)包括:
出口(13),所述出口(13)构造成将所述填充产品排放到所述容器(100)中;
涡流室(11),所述涡流室(11)构造成接收所述填充产品并且所述涡流室(11)能够与所述出口(13)流体连接;以及
主入口(12),所述主入口(12)进入所述涡流室(11)中,并且所述主入口(12)构造成将所述填充产品的至少一种主要成分引入到所述涡流室(11)中,使得所述填充产品在所述涡流室(11)中打旋;
其特征在于,
所述涡流室(11)具有环形形状,所述涡流室(11)的横截面轮廓在延伸方向上并且垂直于所述延伸方向呈圆形形状,
其中,所述主入口(12)切向地通到所述涡流室(11)中,
其中,所述阀基体(10)包括阀壳体(15)和由可变形材料制成的膜(17),所述阀壳体(15)形成了限定所述涡流室(11)和所述出口(13)的壁的至少一部分,所述膜形成了限定所述涡流室(11)的壁的一部分并且所述膜在外部轮廓上连接至所述阀壳体(15)。
2.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充产品为饮料。
3.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述圆形形状没有拐角点。
4.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述涡流室(11)具有圆环体形状。
5.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述涡流室(11)的至少轴向外壁以连续且可微分的方式过渡到所述主入口(12)中。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,在进入所述涡流室(11)中的开口的区域中,所述主入口(12)具有与所述涡流室(11)相同的垂直于所述延伸方向的横截面轮廓。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述出口(13)是环形的,并且所述涡流室(11)朝向所述出口(13)逐渐变小,由此,所述填充产品在从所述出口(13)离开之后在所述容器(100)中以螺旋运动的方式向下流动。
8.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充阀包括阀锥(14)。
9.根据权利要求8所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀锥(14)至少部分地由聚四氟乙烯制成以及/或者构造成可调节的。
10.根据权利要求8所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀锥(14)构造成用于以可调节的方式来对通过所述出口(13)的所述填充产品进行流量控制。
11.根据权利要求8所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀锥(14)构造成用于以可轴向移位的方式来对通过所述出口(13)的所述填充产品进行流量控制。
12.根据权利要求8至11中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀基体(10)包括阀座(16),其中,所述阀锥(14)和所述阀座(16)构造成使得在截止位置中,所述阀锥(14)与所述阀座(16)密封接触,以完全密封所述出口(13)。
13.根据权利要求8至11中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀锥(14)具有锥形的出口轮廓(14b),所述出口轮廓朝向所述出口(13)渐缩并且至少部分地延伸到所述涡流室(11)中。
14.根据权利要求8至11中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述涡流室(11)关于所述阀锥(14)轴向对称地延伸。
15.根据权利要求1至5中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀基体(10)包括一个或更多个副入口(12a、12b),所述副入口(12a、12b)通到所述涡流室(11)中并且所述副入口(12a、12b)对应地构造成将所述填充产品的一种或更多种附加成分引入到所述涡流室(11)中,使得这些附加成分在所述涡流室(11)中与所述主要成分混合。
16.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀壳体(15)被制造为铸造体。
17.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述可变形材料为聚四氟乙烯。
18.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述外部轮廓为圆形。
19.根据权利要求1所述的填充阀(1),其特征在于,所述膜(17)具有环形的夹持部分(17a),所述夹持部分(17a)构造成用于固定至所述阀壳体(15)。
20.根据权利要求8至11中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀基体(10)包括阀壳体(15),所述阀壳体(15)形成了限定所述涡流室(11)和所述出口(13)的壁的至少一部分,其中,所述阀基体(10)包括由可变形材料制成的膜(17),所述膜形成了限定所述涡流室(11)的壁的一部分并且所述膜在外部轮廓上连接至所述阀壳体(15),其中,所述膜(17)在内部轮廓上连接至所述阀锥(14)。
21.根据权利要求20所述的填充阀(1),其特征在于,所述内部轮廓为圆形。
22.根据权利要求15所述的填充阀(1),其特征在于,所述副入口(12a、12b)中的一个或更多个副入口通过孔口构造在所述阀壳体(15)中。
23.根据权利要求22所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀壳体(15)包括位于远离所述涡流室(11)的外部面上的一个或更多个接口(15a、15b),所述一个或更多个接口(15a、15b)用于分别连接管线或计量阀(19a、19b)。
24.根据权利要求1至5中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充阀包括阀锥(14),其中,所述阀基体(10)包括气体管道(18),所述气体管道(18)在轴向方向上穿透所述阀锥(14)。
25.根据权利要求24所述的填充阀(1),其特征在于,所述气体管道(18)经由管套管构造提供分离的气体路径。
26.根据权利要求1至5中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充阀包括阀锥(14),其中,所述填充阀包括阀锥驱动装置(21),所述阀锥驱动装置(21)机械地连接至所述阀锥(14)的连接部分(14a),并且所述阀锥驱动装置(21)构造成致动所述阀锥(14)。
27.根据权利要求26所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀锥驱动装置(21)构造成以电动、磁力、气动或液压的方式致动所述阀锥(14)。
28.根据权利要求26所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀锥驱动装置(21)包括用于对所述阀锥(14)预加应力以使其进入工作位置中的弹簧(21b)。
29.根据权利要求26所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充阀包括连接至所述阀基体(10)的阀中央部分(20)和连接至所述阀中央部分(20)的阀头部分(30),其中,所述阀中央部分(20)包括所述阀锥驱动装置(21)。
30.根据权利要求24所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充阀包括阀锥驱动装置(21),所述阀锥驱动装置(21)机械地连接至所述阀锥(14)的连接部分(14a),并且所述阀锥驱动装置(21)构造成致动所述阀锥(14),其中,所述填充阀包括连接至所述阀基体(10)的阀中央部分(20)和连接至所述阀中央部分(20)的阀头部分(30),其中,所述阀中央部分(20)包括所述阀锥驱动装置(21),其中,所述阀头部分(30)包括一个或更多个供给连接部(35),所述一个或更多个供给连接部(35)与所述气体管道(18)流体连通且在每种情况下都提供用于气体的入口和/或出口。
31.根据权利要求30所述的填充阀(1),其特征在于,所述阀头部分(30)包括用于连接一个相应的气阀(40、41、42)的一个或更多个气阀接口(32、33、34)。
32.根据权利要求1至5中的任一项所述的填充阀(1),其特征在于,所述填充阀包括阀锥(14),其中,所述阀基体(10)包括气体管道(18),所述气体管道(18)在轴向方向上穿透所述阀锥(14),其中,所述填充阀还包括杆状的水平探针(60),所述水平探针(60)能够插入穿过所述气体管道(18),并且所述水平探针(60)构造成在插入状态下伸到所述容器(100)中并检测所述容器(100)中的所述填充产品的填充高度。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020131817A1 (de) 2020-12-01 2022-06-02 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
CN113683036B (zh) * 2021-08-19 2023-06-02 江西牛牛乳业有限责任公司 双腔瓶灌装分配器和灌装设备
DE102022122713A1 (de) 2022-09-07 2024-03-07 Krones Aktiengesellschaft Füllsystem und Verfahren zum Überwachen eines Füllsystems
DE102023103859A1 (de) * 2023-02-16 2024-08-22 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Befüllen von Behältern und Verfahren zur Überwachung des Füllprozesses

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7238305U (de) * 1972-10-19 1973-01-25 Ortmann & Herbst Gmbh Füllrohrloses Füllorgan für Flaschenfüllmaschinen
DE4012849A1 (de) * 1990-04-23 1991-10-24 Alfill Getraenketechnik Vorrichtung zum fuellen von behaeltern mit einer fluessigkeit
DE19543945A1 (de) * 1995-11-25 1997-05-28 Khs Masch & Anlagenbau Ag Füllmaschine und Füllelement für eine solche Maschine
CN102287065A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 天津万联管道工程有限公司 玻璃钢内衬钢纤维混凝土储罐
CN103663322A (zh) * 2012-09-12 2014-03-26 克朗斯公司 把填充产品灌装到容器中的装置和方法
CN105229353A (zh) * 2013-03-22 2016-01-06 百事可乐公司 容器填充系统和用于容器填充系统的阀
CN105502256A (zh) * 2014-10-10 2016-04-20 克罗内斯股份公司 用填充产品填充容器的填充阀

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2620753C3 (de) * 1976-05-11 1980-01-17 Ortmann & Herbst Gmbh, 2000 Hamburg Füllorgan zum Abfüllen CO 2 -haltiger Getränke mit Drall
FR2601665B1 (fr) * 1986-07-21 1988-10-21 Seva Dispositif de remplissage a retour d'air separe
JP2001097488A (ja) 1999-10-01 2001-04-10 Hitachi Zosen Corp 液体充填方法および装置
US6698473B2 (en) * 2000-08-16 2004-03-02 Sidel Cone-shaped jet filling tube and filling machine equipped therewith
JP4445238B2 (ja) 2003-10-09 2010-04-07 シーケーディ株式会社 流体制御弁
US8479784B2 (en) * 2007-03-15 2013-07-09 The Coca-Cola Company Multiple stream filling system
US8091737B2 (en) * 2008-03-13 2012-01-10 Lancer Partnership, Ltd Method and apparatus for a multiple flavor beverage mixing nozzle
DE102009032791A1 (de) * 2009-07-10 2011-01-13 Krones Ag Vorrichtung zum Abfüllen mehrkomponentiger Getränke
DE102009049583A1 (de) * 2009-10-15 2011-05-12 Khs Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Behältern mit einem Füllgut bestehend aus wenigstens einer ersten und zweiten flüssigen Komponente in einem vorgegebenen Mengenverhältnis
JP2014129768A (ja) 2012-12-28 2014-07-10 Toshiba Corp 蒸気弁
DE102020131817A1 (de) * 2020-12-01 2022-06-02 Krones Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7238305U (de) * 1972-10-19 1973-01-25 Ortmann & Herbst Gmbh Füllrohrloses Füllorgan für Flaschenfüllmaschinen
DE4012849A1 (de) * 1990-04-23 1991-10-24 Alfill Getraenketechnik Vorrichtung zum fuellen von behaeltern mit einer fluessigkeit
DE19543945A1 (de) * 1995-11-25 1997-05-28 Khs Masch & Anlagenbau Ag Füllmaschine und Füllelement für eine solche Maschine
CN102287065A (zh) * 2010-06-18 2011-12-21 天津万联管道工程有限公司 玻璃钢内衬钢纤维混凝土储罐
CN103663322A (zh) * 2012-09-12 2014-03-26 克朗斯公司 把填充产品灌装到容器中的装置和方法
CN105229353A (zh) * 2013-03-22 2016-01-06 百事可乐公司 容器填充系统和用于容器填充系统的阀
CN105502256A (zh) * 2014-10-10 2016-04-20 克罗内斯股份公司 用填充产品填充容器的填充阀

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