EP1692071B1 - Element de remplissage pour machine de remplissage et machine de remplissage equipee d'elements de remplissage de ce type - Google Patents

Element de remplissage pour machine de remplissage et machine de remplissage equipee d'elements de remplissage de ce type Download PDF

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EP1692071B1 EP04820064A EP04820064A EP1692071B1 EP 1692071 B1 EP1692071 B1 EP 1692071B1 EP 04820064 A EP04820064 A EP 04820064A EP 04820064 A EP04820064 A EP 04820064A EP 1692071 B1 EP1692071 B1 EP 1692071B1
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relief
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B67C3/2625—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened automatically when a given counter-pressure is obtained in the container to be filled
    • B67C3/2628—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened automatically when a given counter-pressure is obtained in the container to be filled and the filling operation stopping when the liquid rises to a level at which it closes a vent opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/12—Pressure-control devices

Definitions

  • the invention relates to a filling element according to the preamble of claim 1 and to a filling machine according to the preamble of claim 12.
  • a filling element according to the preamble of claim 1
  • a filling machine according to the preamble of claim 12.
  • Such a filling element and such a filling machine are made DE 199 39 521 A1 known.
  • Filling elements for filling a liquid filling material in bottles, cans or the like containers in particular under counter-pressure, i. e.g. for bottling carbonated drinks are known in various designs.
  • the object of the invention is to show a filling element for filling under counter pressure, which allows for a high reliability a simplified construction of a filling machine.
  • a filling element according to the patent claim 1 is formed.
  • a filling machine is the subject of claim 12.
  • All possible embodiments of the invention have in common that the discharge of each under counter-pressure filled container after completion of the filling phase via a controlled gas path, i. takes place via a gas path with a control valve in a vacuum channel, namely a reducing and / or regulating the gas flow during unloading element, for example via a nozzle and / or a weight valve and / or a spring-loaded valve and / or a controllable or controllable gas flow control valve ,
  • filling element is part of a single-chamber filling machine of rotating design and is provided together with a plurality of similar filling elements 1 each at uniform angular intervals about a vertical machine axis distributed on the circumference of a rotor 2.
  • the rotor 2 has in the illustrated embodiment, inter alia, a common for all filling ring bowl 3, the interior 4 partially, that level control to a level N level filled with the liquid product (beverage) is filled, so above the level N of the liquid level of the liquid space 4.1 a Gas space 4.2 is formed.
  • the liquid space 4.1 is connected to a supply line, not shown, for supplying the filling material under pressure and the gas space 4.2 is connected to a line for supplying the inert gas occupying this gas space, for example CO2 gas, under prestressing pressure.
  • a supply line not shown
  • the gas space 4.2 is connected to a line for supplying the inert gas occupying this gas space, for example CO2 gas, under prestressing pressure.
  • annular channel 5 which surrounds the vertical axis of the machine concentric as the ring bowl 3, designed as a vacuum channel and is connected for this purpose with a vacuum or vacuum source, not shown.
  • Each filling element 1 is associated with a bottle carrier 6, with which each bottle to be filled 7 upright with its bottle mouth 7.1 via an annular, the Golfelementachse FA concentrically enclosing seal 8.1 in sealing position against a provided on the underside of a Greegepuruses 9, also annular discharge opening 10th can be brought.
  • the seal 8.1 is part of a centering tulip 8 of the respective filling element 1, which is guided by a vertical guide rod 11 and cam roller 12 cam-controlled in the direction of the Greelementachse FA in rotating filling machine.
  • a liquid channel 13 is formed, which forms the discharge opening 10 with its lower end and is in communication with its upper end with the liquid space 4.1.
  • the liquid valve 14 is provided for the controlled introduction and termination of Grepsus in the respective bottle 7 during the filling phase.
  • the liquid valve 14 consists essentially of a valve body 15 which is provided at the lower end of a coaxially arranged with the Greelementachse FA return gas pipe 16 and cooperates with a valve seat in the liquid passage 13.
  • a sensor tube 17 connects, which is also arranged coaxially with the Greetse FA and projects with a predetermined length on the underside of the Greelementgephinuses 9 and extends into the brought into sealing position with the filling element 1 bottle 7.
  • the sensor tube 17 is u. a. enclosed by the annular discharge opening 10 and forms with its channel the continuation of the gas channel 16.1.
  • two individually controllable and pneumatically actuable control cylinders or control valves 18 and 19 are provided, which are both associated with the vacuum or annular channel 5 and of which the control valve 18, for example for a pre-evacuation of the respective bottle 7, for flushing the bottle 7 with inert gas (CO2 gas) is opened from the gas space 4.2 and / or for a final evacuation of the bottle 7 before biasing this bottle with inert gas from the gas space 4.2 and of which the control valve 19 is opened substantially for the discharge of the respective bottle 7 after the filling phase becomes.
  • CO2 gas inert gas
  • the filling of the respective bottle 7 with the liquid filling material takes place, for example, in the form that is placed in sealing position against the filling element 1 bottle 7 first by opening the control valve 18, a pre-evacuation of the bottle interior, via the two channels 21 and 22nd and then the open gas path 20. Thereafter, for example, then rinsing of the interior of the bottle 7 with the inert gas (CO2 gas) from the gas space 4.2.
  • CO2 gas inert gas
  • control valve 18 is closed and the control valve 19 is opened and likewise opened via an actuator 26 in the return gas pipe 16 or in the local channel 16.1 provided valve 25, so inert gas into the interior of the bottle 7 through the open at its lower end sensor tube 17th flows in and can flow through the channels 21 and 22 and the opened by the control valve 19 gas path 23 into the vacuum or annular channel 5.
  • a deviating control of the control valves 18 and 19 for flushing the bottle interior is conceivable, for example, an opening of the control valve 18th
  • valve 25 is opened by the actuating device 26, so that via the return gas pipe 16 and the sensor tube 17 inert gas flows into the bottle 7 under biasing pressure.
  • the liquid valve 14 automatically, so then on the open liquid valve 14 and the discharge port 10, the contents can flow into the bottle under gravity and this from the Interior of the bottle 7 displaced inert gas flows back through the valve 25 is still open in the gas space 4.2.
  • the filling process is completed as soon as the liquid level of the filling material in the bottle 7 has reached the lower end of the sensor tube 17, i. this end is immersed in the level of contents. Subsequently, the liquid valve 14 and the valve 25 are closed by the actuator 26.
  • the control valve 19 is then opened, for example by an electronic control unit and remains in the open state over a predetermined discharge time TE, so that the pressure in the bottle 7, for example, according to the in the FIG. 2 shown curve can drop to a pressure corresponding to the ambient pressure, by discharge over the open gas path 23 with the throttle 24 in the vacuum or annular channel 5.
  • the control valve 19 is closed again by the control electronics.
  • the discharge time TE is on the one hand dependent on machine parameters, such as flow cross-section or flow resistance of the throttle 24, negative pressure in the vacuum or annular channel 5, etc., and on the other hand also dependent on filling material or bottle specific parameters, such as preload pressure in the gas space 4.2, size or / and shape of the bottles 7, etc.
  • the unloading time TE is preferably adjustable on a control panel of the filling machine, for example, common to all filling elements 1 of the filling machine.
  • the initiation of the discharge takes place for the respective filling element 1, for example, after the closing of the valve 25 and the liquid valve 14.
  • the termination of the discharge, i. the closing of the control valve 19 takes place e.g. inevitably after expiration of the discharge time TE.
  • FIG. 3 shows as a further possible embodiment, a filling element 1 a, which differs from the filling element 1 of FIG. 1 only differs in that on the channel 22, a pressure sensor 27 is provided which measures the pressure in the channel 22 and supplies an electrical control or measuring signal corresponding to this pressure to an electronic discharge control 28, which in turn controls the control valve 19 during the discharge or discharge phase , And in such a way that after the discharge by opening the control valve 19 via the pressure sensor 27, the pressure in the channel 22 and thus in the provided on the filling element 1a bottle 7 is constantly measured.
  • the control valve 19 is closed via the relief control 28 of the control electronics, so that the bottle 7 can then be withdrawn from the filling element 1a by lowering the bottle carrier 6.
  • the sensor 27 and the associated relief control 28 are provided separately, for example, for each filling element 1a, wherein it is also possible for a plurality of pressure sensors 27 of a plurality of filling elements 1a or else all filling elements 1a of the filling machine to interact with a common relief control 28.
  • only a single filling element or only a few filling elements of the filling machine are formed according to the filling element 1a with the pressure sensor 27, in which case the relief control 28 due to the signal supplied by the respective pressure sensor 27 during the discharge phase for the Relief on ambient pressure or target pressure necessary relief time TE determined with the then all filling elements of the filling machine or its control valves 19 are controlled during the respective discharge.
  • FIG. 4 and 5 show as another possible embodiment, a filling element 1 b, which differs from the filling element 1 in that in the controlled gas path 23 instead of the throttle 24, a valve 29 is provided which acts as a throttle or gas flow regulating element and, for example, as a spring-loaded weight valve is trained.
  • the valve 29 has a valve body 31 in a formed in the gas path 23 chamber 30, which with his in the FIG. 5 lower end cooperates with a valve seat 32 and in which in the FIG. 5 shown state the gas path 23 closes.
  • the valve body 31 Due to its own weight and supported by a compression spring 32, the valve body 31 is biased in this state, from which the valve body 31 during the discharge phase with open control valve 19 and at sufficiently high pressure in the bottle 7 and in the channel 22 in the vertical direction to open becomes.
  • the weight of the valve body 31 and the force of the spring 33 are selected so that, taking into account the negative pressure in the vacuum or annular channel 5 of the valve body 31 after the discharge phase, ie after opening the control valve 19 as long as a gas flow through the valve 29 allows until a relief of the bottle 7 to ambient pressure or approximately to ambient pressure is reached.
  • the effective flow cross-section of the valve 29 decreases or the throttling effect of this valve increases, so that the desired for a gentle discharge of the respective bottle 7 desired course of the pressure drop is achieved during the discharge phase.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Vacuum Packaging (AREA)

Claims (17)

  1. Élément de remplissage pour une machine de remplissage destinée à remplir un produit, par exemple une boisson, sous une contre-pression dans des bouteilles, des boîtes ou des récipients (7) analogues, avec un canal de liquide (13) présentant une vanne de liquide commandable (14) et se terminant dans une ouverture (10) de délivrance de liquide, avec au moins une première voie de gaz commandée (20) par laquelle l'espace intérieur du récipient (7) appliqué respectivement sur l'élément de remplissage (1, 1a, 1b) peut être relié pour une mise sous vide à un canal de vide (5) de la machine de remplissage, dans laquelle une décharge de pression commandée du récipient a également lieu après son remplissage sous contre-pression, caractérisé en ce que, pour la décharge, il est prévu une deuxième voie de gaz (23) commandée reliant l'intérieur du récipient au canal de vide (21) avec au moins un élément (24, 29) réduisant et/ou régulant l'écoulement dans cette voie de gaz (23).
  2. Élément de remplissage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un étranglement (24) est prévu sur la deuxième voie de gaz commandée (23).
  3. Élément de remplissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que sur la deuxième voie de gaz commandée (23), il est prévu au moins une soupape (29) régulant l'écoulement, qui s'ouvre en cas de pression de gaz dans le canal de gaz (22) ou dans le récipient (7) supérieure à la pression atmosphérique et se ferme en cas de pression de gaz égale ou approximativement égale à la pression atmosphérique.
  4. Élément de remplissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la soupape (29) présente un corps de soupape (31) précontraint par un ressort (23) contre un siège de soupape (32).
  5. Élément de remplissage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la soupape (29) régulant l'écoulement présente un corps de soupape (31) s'appuyant contre une surface de soupape (32) sous l'effet de son propre poids.
  6. Élément de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième voie de gaz commandée (23) présente au moins une vanne de commande (19), et ce que des moyens de commande (28) sont prévus, qui ouvrent la vanne de commande (19) pour une décharge et la ferment de façon forcée après une période de décharge (TE) prédéterminée.
  7. Élément de remplissage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la période de décharge (TE) est réglable, par exemple en fonction du produit à remplir et/ou du type et/ou de la taille des récipients (7).
  8. Élément de remplissage selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par un capteur de pression (27) qui, pour commander la vanne de commande (1ç) sur la deuxième voie de gaz (23), délivre un signal de commande ou de mesure aux moyens de commande (28), signal qui correspond à la pression dans le récipient (7) ou dans un canal de gaz (22) communiquant avec l'intérieur du récipient.
  9. Élément de remplissage selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de commande (28) ferment la deuxième vanne de commande quand le signal de commande délivré par le capteur de pression (27) correspond à la pression ambiante ou approximativement à la pression ambiante ou à une pression de consigne prédéterminée.
  10. Élément de remplissage selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de commande (28) déterminent sur la base du signal de mesure délivré par le capteur de pression (27) le temps de décharge (TE) nécessaire pour la décharge à la pression ambiante, avec lequel s'effectue alors la fermeture de la deuxième voie de gaz (23) de l'élément de remplissage ou d'autres éléments de remplissage.
  11. Élément de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par sa réalisation sous forme d'élément de remplissage sans tube de remplissage, avec une ouverture de délivrance de produit (10) sur une face inférieure d'un boîtier d'élément de remplissage (9) et avec un canal de gaz de retour (16, 17) qui débouche dans l'intérieur du récipient quand le récipient (7) est appliqué sur l'élément de remplissage, la deuxième voie de gaz (23) débouchant par exemple par l'intermédiaire du canal de gaz (22) dans le canal de liquide (13) au niveau de l'ouverture de délivrance de produit (10).
  12. Machine de remplissage du type à circulation pour le remplissage d'un produit dans des bouteilles, des boîtes ou des récipients analogues (7) sous une contre-pression et avec décharge ultérieure à la pression ambiante, avec plusieurs éléments de remplissage (1, 1a, 1b) sur un rotor (2) pouvant être entraîné en circulation autour d'un axe vertical de machine, caractérisée en ce que les éléments de remplissage sont conformés selon l'une des revendications précédentes.
  13. Machine de remplissage selon la revendication 12, caractérisée en ce que le temps de décharge (TE) peut être réglé de manière commune pour tous les éléments de remplissage (1) de la machine de remplissage.
  14. Machine de remplissage selon la revendication 12 ou 13, caractérisée en ce qu'au moins un élément de remplissage (1a) de la machine de remplissage présente un capteur de pression (27) dans le canal de décharge (22, 23).
  15. Machine de remplissage selon la revendication 14, caractérisée en ce que tous les éléments de remplissage (1a) de la machine de remplissage présentent chacun un capteur de pression (27) dans le canal de décharge (22, 23).
  16. Machine de remplissage selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que la commande de décharge (28) coopérant avec le capteur de pression (27) détermine le temps de décharge (TE) pour la commande de la deuxième voie de gaz (23), temps de décharge avec lequel est commandée par exemple la décharge de tous les éléments de remplissage qui sont associés à l'élément de remplissage à capteur de pression (27).
  17. Machine de remplissage selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisée en ce qu'un seul élément de remplissage (1a) de la machine de remplissage présente le capteur de pression (27) mesurant la pression dans le canal de décharge (22, 23).
EP04820064A 2003-12-13 2004-12-10 Element de remplissage pour machine de remplissage et machine de remplissage equipee d'elements de remplissage de ce type Active EP1692071B1 (fr)

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