阅读说明：本技术 用于用填充产品填充容器的装置和方法 (Device and method for filling containers with a filling product ) 是由 克里斯蒂安·库尔辛格 于 2018-05-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于用填充产品填充容器(100)的装置(1),其包括填充阀(2),所述填充阀(2)用于打开和关闭在填充产品贮存器(10)和所述待填充容器(100)之间的填充产品流经部(22)以控制用所述填充产品填充所述容器,其中,用于使所述填充产品碳酸化的碳酸化装置(4)与所述填充阀(2)的所述填充产品流经部(22)连通。(The invention relates to a device (1) for filling a container (100) with a filling product, comprising a filling valve (2), the filling valve (2) being used to open and close a filling product flow-through (22) between a filling product reservoir (10) and the container (100) to be filled in order to control the filling of the container with the filling product, wherein a carbonator (4) for carbonating the filling product is in communication with the filling product flow-through (22) of the filling valve (2).)

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填充产品填充容器、优选地用于在饮料灌装设备中用碳酸化的填充产品填充容器的装置和方法。

背景技术

为了用碳酸化的填充产品填充容器，已知借助填充元件将碳酸化的填充产品填入到待填充容器中。在这里，已知首先使用CO₂使待填充容器偏置，然后借助填充元件将碳酸化的填充产品填入到使用CO₂偏置的容器中。通过使用CO₂使容器偏置可以实现的是，在填充过程期间在填充产品中键合的CO2不会去键合或少量去键合，并且在填入到待填充容器中时相应地减少了填充产品的发泡倾向。

在这里，填充产品的碳酸化发生在用填充产品实际填充容器之前。在填充产品贮存器中，例如在饮料灌装设备的环形罐或中央罐中，尤其是在饮料灌装设备的填充器转盘中，填充产品已经以碳酸化形式存在。因此，在填充产品贮存器中的填充产品水平上方的气体空间中存在CO₂气氛，该CO₂气氛确保填充产品贮存器中的碳酸化的填充产品中的CO₂同样不会去键合，而是以预定的计量保留在填充产品中。

在这里，为了在填充产品贮存器中提供之前向填充产品提供CO₂，已知有CO₂混合器和注入器，该CO₂混合器和注入器构成为单独的装置，并且该CO₂混合器和注入器确保填充产品可以在进入到灌装装置的填充产品贮存器中之前相应地如此充分地被碳酸化，使得实现期望的碳酸化水平。然后，由期望的碳酸化水平引起的CO₂背压对应于CO₂压力，该CO₂压力保持在填充产品贮存器中的填充产品水平上方的气体空间中。

在一个替代方案中，例如在DE10028676A1中提到的方案中，首先将未碳酸化的填充产品填入到待填充容器中，然后在实际填充之后借助导入到容器中的碳酸化管在已经填充的容器本身中进行碳酸化。

从DE20220674U1中已知一种用于使填充产品碳酸化的装置，其中在第一填充步骤中将未碳酸化的填充产品填入到待填充容器中，然后借助另外的装置在填充装置和封闭装置之间的传送路径上将液态CO2引入到容器中，然后在关闭装置中施加容器盖。

从DE102009031104B3中还已知一种装置，其中首先通过施加压力波动，例如借助超声波发生器使填充产品脱气，然后才进行填充产品的碳酸化。以这种方式将消除过度的发泡倾向。

发明内容

从已知的现有技术出发，本发明的目的是提供一种用于用填充产品填充容器的装置，该装置提供了饮料灌装设备的进一步简化的结构。

该目的是通过一种具有权利要求1的特征的用于用填充产品填充容器的装置来实现的。有利的改进方案从从属权利要求中得出。

因此，提出了一种用于用填充产品填充容器的装置，其包括填充阀，所述填充阀用于打开和关闭在填充产品贮存器和所述待填充容器之间的填充产品流经部以控制用所述填充产品填充所述容器。根据本发明，设置有碳酸化装置(4)，所述碳酸化装置(4)与所述填充阀的所述填充产品流经部连通以使所述填充产品碳酸化。

由于碳酸化装置与填充产品流经部连通以使填充产品碳酸化，因而可以省去用于使填充产品碳酸化或充气的其他外部装置。尤其地，可以以这种方式以一碳酸化量实现对相应待灌装的填充产品的简单且有针对性的碳酸化，该碳酸化量对应于对填充产品的期望的CO₂施加量。

以这种方式还产生一种简化的设备结构，因为在将填充产品填入到待填充容器之前不久就向填充产品施加CO₂，并且以这种方式可以实现的是，位于填充阀上游的上游设备区域可以将尺寸确定得较小并可以省去上游碳酸化装置。

借助碳酸化装置碳酸化的填充产品可以在通过碳酸化装置之前或是完全不包含CO₂，或是已经包含小于期望含量的CO₂。在第一种情况下，碳酸化装置承担填充产品的整个碳酸化。在第二种情况下，仅进行CO2向填充产品中的补充计量。

特别优选地，碳酸化装置包括用于将CO₂注入到填充阀的填充产品流经部中的注入器。由于CO₂可以借助注入器通过填充阀被引入到填充产品流经部中，因而可以实现CO₂的特别准确且精准的计量，例如借助相应的流量计(例如磁流量计和/或电感式流量计)进行测量，从而一方面可以实现高的填充产品质量，但是另一方面，这也可以以经济的方式来实现，因为只需将确切需要量的CO₂释放到填充产品流中即可。可以以这种方式避免由于可能的过量计量而引起的CO₂损失，从而所提出的设备结构还实现更经济的操作。

当注入器包括穿过填充阀的套筒的通道时，可以实现特别简单的结构。

优选地，碳酸化装置包括注入器，该注入器在由填充阀的阀座和阀锥限定的密封平面下方通向填充产品流经部。通过布置在密封平面下方，也就是说布置在密封平面和待填充容器之间，碳酸化装置可以不依赖于填充阀的切换位置而作用在容器或容器内部空间上。

另外，优选地设置有真空阀，该真空阀具有真空通道，该真空通道与填充产品流经部连通。借助真空阀可以使容器的内部空间达到预定的环境压力。在这里，特别优选地，真空通道在由填充阀的阀座和阀锥限定的密封平面下方通向填充产品流经部。因此，真空通道可以不依赖于填充阀的切换位置而与容器或容器内部空间交互作用。在这里，真空通道可以特别优选地被引入到填充阀的套筒中，以便实现结构上有利的构成。借助真空阀可以使容器的内部空间在填充之前达到负压。

填充阀特别优选具有阀座和在其中可密封地收纳的阀锥，大致垂直于填充产品的流经方向布置的阀平面由该阀座和该阀锥构成。碳酸化装置以及尤其是用于将CO₂注入到填充产品流经部中的注入器优选地布置在填充阀座下方以及相应地在阀平面下游。以这种方式，可以准确地进行CO₂向借助填充阀控制的填充产品流中的计量添加，并且进行CO₂仅向填充产品中的释放，该填充产品实际上已填入到容器中。以这种方式，一方面可以实现进一步简化的设备结构，因为注入器可以附接到填充元件并且特别是附接到填充阀，并且另一方面可以限制CO₂损失。

优选地，碳酸化装置具有阀，该阀用于如此精确地控制CO₂向填充产品流经部中的流入，使得可以实现进入填充产品流中的CO₂的精确计量，该填充产品流流入到待填充容器中。该计量可以依赖于填入的填充产品的种类以及在灌装到容器中的填充产品中的期望的CO₂饱和度或期望的CO₂含量的大小来确定。该计量还可以依赖于相应的填充产品的CO₂吸收特性和填入速度来确定。

上述目的还通过一种具有权利要求8的特征的方法来实现。有利的改进方案从从属权利要求中得出。

因此，提出了一种用于用填充产品填充容器的方法，该方法优选地借助上述装置中的一个装置来执行，其中，设置有填充阀，所述填充阀用于打开和关闭在填充产品贮存器和所述待填充容器之间的填充产品流经部以控制用所述填充产品填充所述容器，并且所述填充阀打开，以便开始使填充产品通过所述填充产品流经部流到所述待填充容器中。根据本发明，碳酸化装置使流经所述填充产品流经部的填充产品碳酸化。

附图说明

通过以下对附图的描述更详细地说明本发明的其他优选实施方式。在附图中：

图1示出了具有碳酸化装置的用于用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，不同附图中的相同、相似或等同的元件附有相同的附图标记。为了避免冗余，在以下描述中部分地省略了这些元件的重复描述。

在图1中示出了用于用填充产品填充容器的装置1。在这里，填充产品存在于填充产品贮存器10中，该填充产品贮存器10在所示的实施例中以环形罐的形式构成在饮料灌装设备的填充器转盘中。

填充产品从填充产品贮存器10通过填充产品开口12流到填充阀2中，该填充阀2包括填充阀套筒20，该填充阀套筒20提供填充产品流经部22。在饮料灌装设备中，在所述的填充器转盘上通常在填充器转盘的圆周上均匀地布置有多个填充阀2，以便以这种方式提供多个填充位置，以相应地提供所要求的填充能力和产量。

填充阀2的填充阀套筒20还具有填充阀座24，该填充阀座24形成在填充产品套筒20的界定填充产品流经部22的内壁中。填充阀锥26可以以原则上已知的方式如此降低到填充阀座24中，使得在填充阀锥26完全降低到填充阀座24中时进行填充产品流经部22的完全密封。因此，从填充产品贮存器10提供的填充产品则不会流经填充产品流经部22。通过使填充阀锥26降低到填充阀座24中来完全关闭填充产品流经部22是在关闭平面28中实现的。

另一方面，在填充阀锥26打开时，也就是说在填充阀锥26从填充阀座24中抬起时，填充产品从填充产品贮存器10通过填充产品开口12流到填充产品流经部22中，然后沿着填充阀锥26通过形成在填充阀锥26和填充阀座24之间的环形间隙流到填充产品出口29，以便然后被填入到待填充容器100中。这种使用可降低到填充阀座24中且又可从该填充阀座24中抬起的填充阀锥26对用于填充待填充容器100的填充产品流进行的控制原则上是已知的。

填充产品出口29在所示的实施例中终止在收纳罩30上，待填充容器100可以以其口部区域110密封地收纳在该收纳罩30上。因此，填充产品通过填充产品出口29直接通过口部110流到待填充容器100中。

设置有碳酸化装置4，该碳酸化装置4以也同时用作CO2注入器40的碳酸化通道通向填充阀2的填充产品流经部22并相应地与填充产品流经部22以及因此还与流经填充产品流经部22的填充产品连通。在这里，碳酸化装置4的注入器40布置在阀关闭平面28下方，也就是说阀座24下方。

因此，当填充阀打开时，也就是说填充阀锥26从填充阀座24抬起时，碳酸化装置4可以通过注入器40将CO₂引入到填充产品流中，该填充产品流流到填充产品流经部22中。然后，注入器40可以将CO₂注入到填充产品流中并以期望的量进行计量。

如果填充阀2关闭，也就是说填充阀锥26密封地降低到填充阀座24中，则没有填充产品流经填充产品流经部22。然而，由于注入器40布置在阀密封平面28下方并且相应地在阀座24下游通向填充产品流经部22，因而注入器40仍与待填充容器100的内部空间连接。因此，CO₂可以通过CO₂供应部42并通过碳酸化阀44以受控方式进入到待填充容器100的内部空间中。因此，能够对待填充容器100施加CO₂而不依赖于通过填充产品流经部22的填充产品流的存在或流动。

此外，在阀密封平面28下方，也就是说还在阀座24下方设置有真空阀5，其中，真空阀5具有真空通道50和真空连接件52，该真空连接件例如也可以连接到真空装置或欠压装置。

为了现在用填充产品填充新的待填充容器100，在一个有利的应用中，首先将容器100以其口部区域110密封地按压在灌装罩30上。在这里，阀锥26仍密封地降低到阀座24中，使得填充阀关闭并且相应地没有填充产品流经填充产品流经部22。

在第一实施方式中，可以在填充阀2关闭时用CO₂冲洗容器100，以减少容器100内的氧含量。为此，如此打开真空阀5并同时也打开碳酸化阀44，使得CO₂可以流经待填充容器100的内部空间并且然后可以通过真空阀5排出。

作为用于施加CO₂的上游步骤，也可以通过打开真空阀5并在真空连接件52处施加负压或真空来实现待填充容器100的抽真空。之后，可以通过打开碳酸化阀44进行刚刚描述的CO₂冲洗。

然后，由此使容器100偏置，即，关闭真空阀5并使CO₂注入器或具有碳酸化阀44的碳酸化装置4保持打开。因此，CO₂经由CO₂供应部42通过碳酸化阀44和注入器40到达待填充容器100的内部空间中并使容器100的容器内部空间相应地偏置到预定的偏置压力。

在一个替代方案中，通过打开真空阀5来对容器100的内部空间进行抽真空，以便相应地在容器100的内部空间中提供负压或真空。

在本文中，在容器100中提供相应的负压也称为“真空”。因此，真空也可以理解为绝对压力为0.5巴至0.05巴，优选为0.3巴至0.1巴，特别优选为0.1巴的负压。

如果在填充过程开始时容器100中存在负压，则这可能导致填充产品非常快地或在一定程度上突然地流入到容器100中。

如果根据第一实施方式在容器100中达到了预定的偏置压力，或者如果根据替代方案在容器100中达到了预定负压，则阀锥26从阀座24抬起，并且在填充产品贮存器10与容器内部空间100之间的填充产品流经部22相应地打开。填充产品现在可以从填充产品贮存器10流入到容器内部空间100中。在这里，填充产品从碳酸化装置4的注入器40旁流过，从而可以通过碳酸化装置4的注入器40实现将CO₂计量地、受控地计量添加到流入到容器100中的填充产品流中。以此方式，可以不仅通过借助填充阀2控制填充产品流，而且通过经由注入器40控制CO₂流，可以实现将CO₂受控地引入到填充产品流中。因此，从贮存器10流出的填充产品富含CO₂。在这里，存在于填充物贮存器10中的填充产品本身可能已经用CO₂碳酸化，并且经由碳酸化装置4的计量添加仅负责对CO₂的调节或补充计量，或者填充产品贮存器10中的填充产品完全未碳酸化，并且在填充产品的填入期间使用碳酸化装置4进行了填充产品的期望的完全碳酸化。

为了完成填充过程，将填充阀锥26再次降低到填充阀座24中，从而关闭填充阀2，并且逐渐结束和停止填充产品从填充产品贮存器10流到容器100中。

然后，碳酸化阀44或是与填充阀2的关闭同时关闭，或是在该时间点之前或在该时间点之后也关闭。

紧接在填充阀的按压罩30之后的是压力室6，该压力室6与容器100例如通过室密封件60密封，该室密封件60贴合在容器100的外侧。因此，压力室6或压力室6的内部空间62相对于环境气密地封闭。在用填充产品填充容器100之后或期间，可以通过打开CO₂阀64向压力室6施加CO₂，该CO₂阀64布置在CO₂供应部66中。以这种方式，在压力室6中使用CO₂提供超压。超压优选地对应于在容器100填充后的容器100中的CO₂的饱和压力。

因此，容器100的口部可以在完成填充过程之后由按压罩30释放，使得容器100的内部空间与压力室6的内部空间62连通。键合在填充产品中的CO₂和尚未键合在填充产品中但存在于容器100中的CO₂由于压力室6中的CO₂超压而不会去键合。因此，可以避免填充产品从已填充容器100起泡溢出或流出。

然后，在压力室6中也可以例如借助这里未示出的封闭器来封闭已填充容器100，该封闭器使用螺旋盖或冠状盖。

然后，压力室6可以在容器100关闭之后或者在填充产品沉降之后以限定方式通过卸载阀68和卸载管线69被卸载，然后从装置1中排出相应的已填充容器100。

之后，可以将填充有碳酸化的填充产品的容器100供应到另外的处理，例如供应到封闭器或贴标签器。

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 用于用填充产品填充容器的装置

10 填充产品贮存器

12 填充产品开口

100 容器

2 填充阀

20 填充阀套筒

22 填充产品流经部

24 填充阀座

26 填充阀锥

28 阀平面

29 填充产品出口

30 按压罩

4 碳酸化装置

40 注入器

42 CO₂供应部

44 碳酸化阀

5 真空阀

50 真空通道

52 真空连接件

6 压力室

60 室密封件

62 压力室的内部空间

64 CO₂阀

66 CO₂供应部

68 卸载阀

69 卸载通道