RU2355624C2

RU2355624C2 - Filling element and liquid-filling machine incorporating aforesaid element

Info

Publication number: RU2355624C2
Application number: RU2005108497/12A
Authority: RU
Inventors: Дитер Рудольф КРУЛИЧ (DE); Дитер Рудольф КРУЛИЧ
Original assignee: Кхс Машинен-Унд Анлагенбау Аг
Priority date: 2004-03-27
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2009-05-20
Also published as: RU2005108497A

Abstract

FIELD: instrument making.

SUBSTANCE: invention relates to the element designed to fill bottles or the like vessels. The proposed filling element comprises a fluid duct made in its casing with its inlet communicated with the fluid product reservoir or tank and forming an outlet opening to force fluid product into the vessel. It incorporates the first liquid valve arranged in the fluid duct between the inlet and outlet openings and furnished with actuator to open/close the said valve. The proposed element includes also an open tube with its first open end located in the outlet opening area. The filling element casing has several ducts with valves to control the former and the gas return duct. Note that it incorporates additional fluid control valve designed to fill the tube second end communicated with the said reservoir or tank, the fluid flow, all along the aforesaid path, being appropriately controlled.

EFFECT: filling is possible via short tube or by free jet.

10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к наполнительному элементу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к разливочной машине согласно ограничительной части пункта 11 формулы изобретения.The invention relates to a filling element according to the restrictive part of paragraph 1 of the claims, as well as to a filling machine according to the restrictive part of paragraph 11 of the claims.

Наполнительные элементы для заполнения бутылок или другой тары жидким наполнителем известны в различных вариантах выполнения. При этом известными являются, в частности, также наполнительные элементы с короткой трубой для заполнения бутылок или аналогичной тары при нормальном давлении или при противодавлении, а именно, так, что подлежащий заполнению сосуд своей горловиной находится в положении плотного прилегания к наполнительному элементу, т.е. герметично прижимается своей горловиной к выпускному отверстию наполнительного элемента. При этом выпускное отверстие окружает слегка выступающую за нижнюю сторону наполнительного элемента и открытую там трубу, которая при наполнении входит в отверстие сосуда и служит в качестве возвратной трубы для газа, через которую из сосуда отводится газ, вытесняемый при заполнении втекающим наполнителем, а именно через, по меньшей мере, один газовый канал, управляемый газовым клапаном.Filling elements for filling bottles or other containers with liquid filler are known in various embodiments. In addition, filling elements with a short tube are also known, in particular, for filling bottles or similar containers under normal pressure or under back pressure, namely, so that the vessel to be filled with its neck is in a tight fit to the filling element, i.e. . tightly pressed with its neck to the outlet of the filling element. In this case, the outlet hole surrounds a pipe slightly protruding beyond the lower side of the filling element and open there, which, when filling, enters the opening of the vessel and serves as a return pipe for gas, through which gas is discharged from the vessel, which is displaced when filling with the flowing filler, namely, at least one gas channel controlled by a gas valve.

Известны также наполнительные элементы с короткой наполнительной трубой, а именно, в частности, для так называемого бесконтактного заполнения (заполнения свободной струей) расположенного хоть и по центру относительно наполнительной трубы под наполнительным элементом, но находящегося на расстоянии от горловины наполнительного элемента сосуда, при этом в этом способе заполнения жидкий наполнитель попадает в сосуд в виде свободной струи.Filling elements with a short filling tube are also known, in particular, for the so-called non-contact filling (filling with a free stream) located at least in the center relative to the filling pipe under the filling element, but at a distance from the neck of the filling element of the vessel, In this filling method, the liquid filler enters the vessel as a free stream.

Заполнение с помощью короткой трубы пригодно, в частности, для разлива слабоалкогольных напитков при противодавлении или при нормальном давлении. Заполнение с помощью свободной струи пригодно, в частности, для разлива биологически чувствительных продуктов и происходит без образования капель и без соприкосновения горловины соответствующего сосуда с наполнительным элементом и тем самым без опасности, в частности, бактериального заражения.Filling with a short pipe is suitable, in particular, for bottling low-alcohol drinks with back pressure or at normal pressure. Filling with a free jet is suitable, in particular, for spilling biologically sensitive products and takes place without the formation of drops and without touching the neck of the corresponding vessel with the filling element and thereby without danger, in particular of bacterial infection.

Кроме того, заполнение свободной струей пригодно предпочтительно для разлива таких продуктов, вязкость которых является слишком большой для наполнения через короткую трубу. В этом случае заполнение свободной струей также имеет то преимущество, что оно происходит без образования капель, а именно, без соприкосновения горловины сосуда с наполнительным элементом.In addition, free-stream filling is preferably suitable for pouring products whose viscosity is too high to be filled through a short pipe. In this case, filling with a free stream also has the advantage that it occurs without the formation of droplets, namely, without contacting the neck of the vessel with the filling element.

Задачей изобретения является создание наполнительного элемента, который посредством простого переключения обеспечивает как заполнение через короткую трубу, так и заполнение свободной струей. Для решения этой задачи наполнительный элемент выполнен в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения. Разливочная машина является предметом пункта 11 формулы изобретения.The objective of the invention is the creation of a filling element, which through simple switching provides both filling through a short pipe, and filling with a free stream. To solve this problem, the filling element is made in accordance with paragraph 1 of the claims. A filling machine is the subject of claim 11.

В наполнительном элементе согласно изобретению труба служит при заполнении с помощью короткой трубы в качестве возвратной трубы для газа, а при заполнении свободной струей - в качестве короткой наполнительной трубы.In the filling element according to the invention, the pipe serves as a return pipe for gas when filling with a short pipe, and when filling with a free stream, as a short filling pipe.

Переход между обоими режимами работы заполнения с помощью короткой трубы и заполнения свободной струей возможно осуществлять лишь за счет соответствующего управления клапанами наполнительного элемента. Это переключение происходит затем для всех наполнительных элементов разливочной машины управляемым образом с помощью управляющего устройства или же с помощью соответствующего выбора программы. При этом переключении нет необходимости в выполнении в разливочной машине каких-либо механических и/или ручных работ, в частности, нет также необходимости в установке, снятии или замене частей. Кроме того, это переключение не требует вхождения в стерильное пространство, что имеет особое значение в таких разливочных машинах или установках, которые для разлива особенно чувствительных продуктов расположены в чистом или стерильном помещении, которое после механического изменения разливочной машины необходимо снова приводить в свободное от бактерий состояние, что требует много времени и означает соответствующее прерывание производства.The transition between both operating modes of filling with a short pipe and filling with a free stream is possible only through appropriate control of the valves of the filling element. This switching then takes place for all filling elements of the filling machine in a controlled manner by means of a control device or by means of an appropriate program selection. With this switching, there is no need to perform any mechanical and / or manual work in the filling machine, in particular, there is also no need to install, remove or replace parts. In addition, this switching does not require entry into a sterile space, which is of particular importance in such filling machines or installations that are located in a clean or sterile room for the filling of particularly sensitive products, which, after a mechanical change of the filling machine, must again be brought into a state free of bacteria , which requires a lot of time and means a corresponding interruption of production.

Другое существенное преимущество изобретения состоит также в том, что все необходимые для обоих режимов каналы и управляющие клапаны внутри соответствующего наполнительного элемента подвергаются чистке при обычной чистке CIP, а также при выполняемой обычным образом наружной чистке разливочной машины.Another significant advantage of the invention is that all the channels and control valves necessary for both modes inside the respective filling element are cleaned during normal CIP cleaning, as well as when the filling machine is cleaned in the usual way.

Ниже приводится подробное описание изобретения на примере выполнения со ссылками на чертежи, на которых изображено:The following is a detailed description of the invention by way of example with reference to the drawings, which depict:

фиг.1 - наполнительный элемент согласно изобретению в рабочем состоянии для заполнения с помощью короткой трубы вместе с приставленной к наполнительному элементу в герметичном положении бутылкой, а также части имеющей этот наполнительный элемент разливочной машины роторного типа;figure 1 - the filling element according to the invention in working condition for filling with a short pipe together with the bottle attached to the filling element in a sealed position, as well as parts of a rotary type filling machine having this filling element;

фиг.2 - вид согласно фиг.1, но в рабочем состоянии наполнительного элемента для заполнения свободной струей, находящейся на расстоянии от наполнительного элемента бутылки.figure 2 is a view according to figure 1, but in the operational state of the filling element for filling with a free stream located at a distance from the filling element of the bottle.

На фиг.1 и 2 представлен наполнительный элемент 1, который наряду с множеством однотипных наполнительных элементов предусмотрен на периметре вращающегося вокруг вертикальной оси машины ротора 2 и предназначен для разлива жидкого наполнителя в сосуды, соответственно бутылки 3. На роторе 2 дополнительно предусмотрен кольцевой котел 4, который до заданного уровня N заполнен с возможностью управления уровнем жидким продуктом. Кроме того, в показанном варианте выполнения в роторе 2 выполнены несколько кольцевых каналов 5, 6 и 7, из которых кольцевой канал 5 соединен, среди прочего, с внутренним пространством кольцевого котла 4 над уровнем жидкого продукта, соответственно с находящимся там газовым пространством 4.1, в то время как кольцевые каналы 6 и 7 служат в качестве разгрузочных и вакуумных каналов.Figures 1 and 2 show a filling element 1, which, along with many similar filling elements, is provided on the perimeter of the rotor 2 rotating around the vertical axis of the machine and is intended for pouring liquid filler into vessels, respectively bottles 3. On the rotor 2 an annular boiler 4 is additionally provided, which is filled to a predetermined level N with the ability to control the level of a liquid product. In addition, in the shown embodiment, several annular channels 5, 6 and 7 are made in the rotor 2, of which the annular channel 5 is connected, inter alia, to the interior of the annular boiler 4 above the level of the liquid product, respectively, to the gas space 4.1 therein, in while the annular channels 6 and 7 serve as discharge and vacuum channels.

В корпусе 8 наполнительного элемента 1 образован обычный жидкостный канал 9, который в своей верхней зоне соответственно расположенным там входом входит через соединение 10 в жидкостное пространство 4.2 кольцевого котла 4, а на нижней стороне корпуса 8 в зоне расположенного там бокалообразного центрирующего элемента 11 входит с герметизацией в кольцевое выпускное отверстие 12, окруженное уплотнением центрирующего элемента 11.A usual liquid channel 9 is formed in the housing 8 of the filling element 1, which enters through the connection 10 into the fluid space 4.2 of the annular boiler 4 in its upper zone, respectively located therein, and enters with a seal on the lower side of the housing 8 in the area of the goblet-like centering element 11 into the annular outlet 12, surrounded by a seal of the centering element 11.

Для управляемой выдачи жидкого продукта в соответствующую подлежащую заполнению бутылку 3 в жидкостном канале 9 предусмотрен первый жидкостный клапан 13, который состоит по существу из клапанного тела 14, которое предусмотрено на наружной поверхности трубы 15, ориентированной своей осью по вертикальной оси FA наполнительного элемента. Открытая с обеих сторон и установленная с возможностью перемещения в направлении оси FA на ограниченный шаг для открывания и закрывания жидкостного клапана 13 труба 15 слегка выступает своим нижним открытым концом над центрирующим элементом 11 и входит своим верхним концом в выполненную в корпусе 8 камеру 16. Между жидкостным каналом 9 и камерой 16 находится исполнительный элемент 17 для управляемого открывания и закрывания жидкостного клапана 13. Этот исполнительный механизм состоит в показанном варианте выполнения из смещающей жидкостный клапан 13 в открытое положение пружины и, например, приводимого в действие пневматически цилиндра, с помощью которого жидкостный клапан 13 перемещается в закрытое положение. С помощью соответствующих уплотнений жидкостный канал 9, а также камера 16 герметизированы в местах входа трубы 15 в эту трубу. На радиально наружной относительно вертикальной машинной оси стороне в корпусе 8 предусмотрены четыре расположенных друг над другом, приводимых в действие пневматически управляющих клапана 18, 19, 20 и 21, из которых клапаны 18-20 являются клапанами, управляющими путями прохождения газа во время процесса заполнения, а клапан 21 является вторым жидкостным клапаном.For controlled delivery of the liquid product into the corresponding bottle to be filled 3, a first liquid valve 13 is provided in the liquid channel 9, which consists essentially of the valve body 14, which is provided on the outer surface of the pipe 15, oriented along its axis along the vertical axis FA of the filling element. Opened on both sides and mounted with the possibility of moving in the direction of the axis FA by a limited step for opening and closing the fluid valve 13, the pipe 15 slightly protrudes with its lower open end over the centering element 11 and enters its upper end into the chamber 16 made in the housing 8. Between the liquid the channel 9 and the camera 16 is an actuator 17 for controlled opening and closing of the fluid valve 13. This actuator consists in the shown embodiment of the bias fluid pan 13 to the open position of the spring and, for example, pneumatically actuated cylinder, whereby the liquid valve 13 is moved to the closed position. Using appropriate seals, the fluid channel 9, as well as the chamber 16 are sealed at the points of entry of the pipe 15 into this pipe. On the side radially outward relative to the vertical axis of the machine axis, four housings are arranged one above the other and are actuated pneumatically by control valves 18, 19, 20 and 21, of which valves 18-20 are valves that control the gas paths during the filling process, and valve 21 is a second fluid valve.

Внутри корпуса 8 дополнительно выполнены каналы, а именно, канал 22, который в показанном варианте выполнения участком 22.1 проходит параллельно оси FA, своим верхним концом входит в камеру 16, а своим нижним концом входит в жидкостный канал 9, а именно, в ту часть жидкостного канала 9, которая даже при закрытом жидкостном клапане 13 все еще соединена с соединительным каналом 10, соответственно с кольцевым котлом 4. В канале 22 находится второй жидкостный клапан 21.Channels are additionally made inside the housing 8, namely, the channel 22, which in the shown embodiment by section 22.1 runs parallel to the axis FA, enters the chamber 16 with its upper end and enters the liquid channel 9 with its lower end, namely, that part of the liquid channel 9, which even when the liquid valve 13 is closed, is still connected to the connecting channel 10, respectively, with the annular boiler 4. In the channel 22 there is a second liquid valve 21.

Дополнительно к каналу 22 в корпусе 8 в показанном варианте выполнения выполнены три газовых канала 23, 24 и 25, каждый из которых соединен с одним из кольцевых каналов 5, 6 или 7. Соединенный с кольцевым каналом 5 газовый канал 23 соединен с входом клапана 18, соединенный с кольцевым каналом 6 газовый канал 24 соединен с входом клапана 19 и соединенный с кольцевым каналом 7 газовый канал 25 соединен с входом клапана 20. Выходы этих газовых клапанов входят в проходящий между камерой 16 и жидкостным клапаном 21 участок 22.1 канала 22.In addition to the channel 22 in the housing 8 in the shown embodiment, three gas channels 23, 24 and 25 are made, each of which is connected to one of the annular channels 5, 6 or 7. The gas channel 23 connected to the annular channel 5 is connected to the valve inlet 18, The gas channel 24 connected to the annular channel 6 is connected to the valve inlet 19 and the gas channel 25 connected to the annular channel 7 is connected to the valve inlet 20. The outputs of these gas valves enter the section 22.1 of the channel 22 passing between the chamber 16 and the liquid valve 21.

Как показано на фиг.1 и 2, с помощью наполнительного элемента 1 можно по выбору выполнять заполнение с помощью короткой трубы (фиг.1) или заполнение свободной струей бутылок 3.As shown in figures 1 and 2, using the filling element 1, you can optionally fill with a short pipe (figure 1) or fill with a free stream of bottles 3.

При заполнении с помощью короткой трубы, показанном на фиг.1, соответствующая бутылка 3 прижимается с помощью предусмотренного на каждом наполнительном элементе 1 держателя 26 бутылки, который, например, захватывает бутылку 3 на выступающем из горлышка бутылки фланце своим отверстием 3.1 бутылки с герметизацией к наполнительному элементу 1, соответственно к уплотнению центрирующего элемента 11. Перед собственно заполнением при противодавлении выполняется в любом случае сначала предварительное натяжение бутылки 3 находящимся под давлением газом (инертным газом) из газового пространства 4.1, а именно, при открытом клапане 18. Затем для собственно заполнения при все еще прижатом с герметизацией к наполнительному элементу положении бутылки 3 открывают жидкостный клапан 13, так что через окружающее трубу 15 кольцевое выпускное отверстие 12 жидкий продукт течет в бутылку 3, а вытесняемый при этом продуктом из бутылки 3 инертный газ протекает через служащую в качестве возвратной трубы для газа трубу 15 в камеру 16 и оттуда, например, через открытый клапан 18, через газовый канал 23 и через кольцевой канал 5 обратно в газовое пространство 4.1 кольцевого котла.When filling with the short pipe shown in FIG. 1, the corresponding bottle 3 is pressed using the bottle holder 26 provided on each filling element 1, which, for example, grips the bottle 3 on the flange protruding from the neck of the bottle with its opening 3.1 of the bottle with a seal against the filling element 1, respectively, to the seal of the centering element 11. Before actually filling with backpressure, in any case, first the preliminary tension of the bottle 3 is carried out under pressure gas (inert gas) from the gas space 4.1, namely, with the valve 18 open. Then, for the actual filling while the bottle 3 is still pressed against the filling element, the liquid valve 13 is opened, so that through the surrounding pipe 15 the annular outlet 12 is liquid the product flows into the bottle 3, and the inert gas displaced by the product from the bottle 3 flows through the pipe 15 serving as a return pipe for gas into the chamber 16 and from there, for example, through the open valve 18, through the gas channel 23 and through the tsevoy conduit 5 back to the gas space of the annular boiler 4.1.

Под управлением индуктивного расходомера 27 в соединительном канале 10 в конце собственно фазы заполнения снова закрывается жидкостный канал 13.Under the control of the inductive flow meter 27 in the connecting channel 10 at the end of the actual filling phase, the liquid channel 13 is again closed.

Возможно также выполнение других способов заполнения и процессов, например, для промывки бутылок 3 при их прилегании с герметизацией к наполнительному элементу и с использованием трубы 15 в качестве возвратной трубы для газа, например, также заполнение при нормальном давлении.It is also possible to perform other filling methods and processes, for example, for washing bottles 3 when they are sealed with sealing to the filling element and using pipe 15 as a return pipe for gas, for example, also filling at normal pressure.

На фиг.2 показано применение наполнительного элемента 1 в способе заполнения, в котором труба 15 используется не в качестве возвратной трубы для газа, а в качестве короткой наполнительной трубы, а именно, для заполнения свободной струей бутылок 3. При этом соответствующая подлежащая заполнению бутылка 3 так удерживается держателем 26, что она своим отверстием 3.1 находится на расстоянии под наполнительным элементом, а именно так, что продольная ось бутылки снова совпадает с осью FA.Figure 2 shows the use of the filling element 1 in the filling method, in which the pipe 15 is used not as a return pipe for gas, but as a short filling pipe, namely, for filling with a free stream of bottles 3. Moreover, the corresponding bottle 3 to be filled it is held so by the holder 26 that it, with its opening 3.1, is at a distance below the filling element, namely, so that the longitudinal axis of the bottle again coincides with the axis FA.

Для начала процесса заполнения при закрытом жидкостном клапане 13 открывают дополнительный жидкостный канал 21, так что жидкий продукт из кольцевого котла 4 через соединительный канал 10, жидкостный канал 9 и канал 22 протекает в камеру 16 и оттуда через трубу 15 в виде свободной струи 28 жидкости - в уже установленную бутылку 3. Вытесняемый во время процесса заполнения из бутылки газ уходит через не закрытое отверстие бутылки в свободное пространство.To start the filling process with the closed liquid valve 13 open an additional liquid channel 21, so that the liquid product from the annular boiler 4 through the connecting channel 10, the liquid channel 9 and channel 22 flows into the chamber 16 and from there through the pipe 15 in the form of a free stream 28 of liquid - into an already installed bottle 3. The gas displaced during the filling process leaves the bottle through an open hole in the bottle into free space.

В этом варианте выполнения закрывание жидкостного канала 21 осуществляется также под управлением сигнала индуктивного расходомера 27.In this embodiment, the closing of the liquid channel 21 is also controlled by the signal of the inductive flow meter 27.

Выше было приведено описание изобретения применительно к одному примеру выполнения. Понятно, что возможны изменения и модификации без отхода от лежащей в основе изобретения идеи.The above was a description of the invention in relation to one example implementation. It is clear that changes and modifications are possible without departing from the underlying idea.

Перечень позицийList of items

1 Наполнительный элемент1 Filling element

2 Ротор2 rotor

3 Бутылка3 Bottle

3.1 Отверстие бутылки3.1 Bottle opening

4 Кольцевой бак4 ring tank

4.1 Газовое пространство в кольцевом котле4.1 Gas space in the ring boiler

4.2 Жидкостное пространство в кольцевом котле4.2 Liquid space in the ring boiler

5, 6, 7 Кольцевой канал5, 6, 7 Ring Channel

8 Корпус наполнительного элемента8 casing of the filling element

10 Соединительный канал10 Connecting channel

11 Центрирующий элемент в форме бокала11 Glass-shaped centering element

12 Выпускное отверстие12 Outlet

13 Жидкостный клапан13 Liquid valve

14 Клапанное тело14 Valve body

15 Труба15 Trumpet

16 Камера16 Camera

17 Исполнительный элемент для жидкостного клапана 1317 Actuator for fluid valve 13

18, 19, 20 Клапан для управления путем прохождения газа18, 19, 20 Gas control valve

21 Дополнительный жидкостный клапан21 Optional fluid valve

22 Канал22 channel

22.1 Участок канала22.1 Channel section

23, 24, 25 Газовый канал23, 24, 25 Gas channel

26 Держатель сосуда26 vessel holder

27 Индуктивный расходомер27 Inductive flowmeter

28 Струя наполняемого продукта28 Jet filled product

FA Вертикальная ось наполнительного элементаFA Vertical axis of the filling element

N Уровень.N Level.

Claims

1. A filling element for pouring a liquid product into bottles (3) or similar vessels, comprising a liquid channel (9) made in the housing (8) of the filling element (1), which is inlet connected to a reservoir or boiler (4) for the liquid product and forms an outlet (12) for dispensing a liquid product into a vessel (3) to be filled, located between the inlet and outlet (12) in the liquid channel of the first liquid valve (13) with a corresponding actuator (17) for controlled opening and closing of the first about the liquid valve (13), the pipe (15) open at both ends, which is the first open end in the area of the outlet (12), several channels (22, 23, 24, 25) made in the body (8) of the filling element (1) ), as well as control valves controlling these channels (18, 19, 20, 21), of which at least one is installed with the ability to control to fill the corresponding, pressed with sealing to the filling element of the vessel passing through the pipe (15) return channel for gas characterized in that in addition to lane a liquid valve (13) is provided with a control valve serving as an additional liquid valve (21), by which the second end of the pipe (15) is filled with a free stream of a corresponding vessel located at its opening (3.1) from the filling element (15) of the vessel ( 3) is connected in a controlled manner with a tank or boiler (4) for a liquid product.

2. The filling element according to claim 1, characterized in that the control valve (21) forming an additional liquid channel is located in the connecting channel between the second end of the pipe (15) and passing between the inlet for the product to be filled into the filling element and the first liquid valve (13) part of the fluid channel (9).

3. The filling element according to claim 2, characterized in that the connecting channel (22) is connected at one end to the second end of the pipe (15).

4. The filling element according to claim 3, characterized in that the connecting channel (22), as well as the pipe (15) are included in a common chamber (16) made in the housing (8).

5. The filling element according to claim 1, characterized in that at least one gas valve (18, 19, 20) is located in the connection between the gas channel (5, 6, 7) and the section connected to the pipe (15) ( 22.1) the connecting channel (22).

6. The filler element according to claim 5, characterized in that the pipe (15) at its first end is annularly surrounded by an outlet (12).

7. The filling element according to claim 6, characterized in that the pipe (15) protrudes from the filling element (1) above the abutment surface formed at the outlet (12) for the opening (3.1) of the corresponding vessel (3).

8. The filling element according to claim 1, characterized in that the first liquid valve (13) is formed provided on the pipe (15) and interacting with the valve surface in the liquid channel (9) by the valve body (14), and that the pipe (15) is installed with the possibility of moving together with the valve body (14) to open and close the first fluid valve (13) using the actuator (17) of this valve for a limited step in the axial direction.

9. The filling element according to claim 1, characterized in that at least three gas channels (23, 24, 25) made in the housing (8) are provided with a corresponding gas valve (18, 19, 20) controlling this channel .

10. A filler element according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the gas channels are arranged to be controlled via their control valves (18, 19, 20) with a section of the connecting channel connected to one end (15).