具体实施方式

参考附图，根据本发明的灌装单元用附图标记1表示。灌装单元1被设计用于用液体物质99灌装容器，液体物质99尤其是饮料，更具体地是一种碳酸饮料。

灌装单元1是用于用液体物质99灌装容器的机器100的一部分。如图25和26所示，机器100包括多个灌装单元1。

如下文将变得更清楚，灌装单元1可以被使用并且被配置为灌装第一类型的容器和灌装第二类型的容器。例如，所述两种类型的容器在容器口部的尺寸、容器的尺寸和/或用于制造容器的材料方面不同。具体地，第一类型的容器是瓶90(例如由玻璃或塑料、PET或HDPE制成)，第二类型的容器是罐95(由金属，例如铝制成)。

灌装单元1包括主体11和用于将液体物质99供给到主体11的供给管道13。供给管道13上具有用于调节液体物质的流速的阀14，其允许在“快速灌装”模式或“慢速灌装”模式(其对容器中液体物质的液位提供更高的精度)下操作。

主体11包括外壳2，该外壳2被配置为接收待灌装的容器的口部。外壳2包括底壁24和侧壁25，它们界定腔26。基本上，外壳2是钟形的。

外壳2装配有设计为与第一类型的容器90的口部91接触的第一环形垫圈21和设计为与第二类型的容器95的口部96接触的第二环形垫圈22。基本上，环形垫圈21、22与相应容器的口部的边缘接触并与其形成密封。由于存在所述两种环形垫圈21、22，以及由外壳2形成的腔26的形状和尺寸，外壳2被构造成能接纳第一类型的容器90的口部91和/或第二类型的容器95的口部96。

第一环形垫圈21的尺寸小于第二环形垫圈22的尺寸(特别地，由于垫圈是圆形的，第一环形垫圈21的直径小于第二环形垫圈22的直径)并且位于距外壳2的底壁24更短的距离处。具体地，第一环形垫圈21定位在底壁24上(它甚至形成底壁24的一部分)。第二环形垫圈22比第一环形垫圈21离底壁24更远并且位于外壳2的侧壁25上。

侧壁25具有至少一个第一部分251，其具有从底壁24发散的形状，基本上它从第一环形垫圈21朝着第二环形垫圈22发散。所述第一部分251相对于中心轴线具有圆柱对称性，特别是具有截锥形状。

主体11还包括分配器3，该分配器3具有终止于分配开口30的分配管道31。分配器3通向外壳2：分配开口30在外壳的底壁24上敞开。特别地，第一环形垫圈21环绕分配开口30。在使用中，分配器3面向容器90、95的口部91、96，以便通过分配开口30将液体物质99分配给容器90、95的内部容积92、97。

主体11包括阀4，其介于供给管道13和分配开口30之间。阀4是可控的以呈现打开位置和关闭位置：在打开位置，阀4允许通过液体物质及其从分配器3中的分配；在关闭位置，阀4关闭通道并防止液体物质的分配。

阀体4包括阀体41(具体为主体11的一部分)、阀体41内的密封座42、阀件43和阀杆44。阀杆44可在阀体41内移动并且阀件43固定在阀杆44上。因此，阀件43可通过阀杆44在其中阀4关闭的与密封座42接触的位置和其中阀4打开的远离密封座42的位置之间移动。

具体地，密封座42为阀体41内的管道45内壁上的环形区域，位于管道45的狭窄处。阀件43是位于管道45中的主体，通过阀杆44沿管道移动并且装配有设计为与密封座42接触的环形垫圈431。阀4的管道45从供给管道13接收液体物质99。

阀4由控制系统控制。例如，气动致动器46(其空气入口用附图标记460表示)将阀杆44和阀件43移向关闭位置；阀4还包括将阀杆44和阀件43带回到打开位置的弹簧。具体地，气动致动器46由远程位于机器100的控制系统的气动面板中的螺线管阀(即，电磁阀)控制。电磁阀和气动面板在图中未示出，但是它们可以用已知的方法制作。阀4本身的操作方面与现有技术相似，因此不需要进一步描述。

在图中所示的实施例中，分配器3位于阀体41的一端并且阀杆44具有与分配器3的分配开口30基本同轴的轴向延伸部。基本上，阀杆44是细长的本体，其沿纵轴线40延伸。纵轴线40也是阀4的管道45的轴线，阀杆44可在其中在关闭位置和打开位置之间轴向移动，反之亦然。分配管道31与阀4的管道45同轴(或甚至部分重合)。

主体11还包括另外的回路，其在图11中示意性地示出，用于就地清洁，用于用二氧化碳冲洗，用于加压以及用于在容器中产生真空。

特别地，存在真空管线81、二氧化碳管线82和“排气(snifting)”管线83，它们分别连接到真空阀810、二氧化碳阀820和排气阀830。阀810、820、830是气动操作的并且具有相应的空气入口811、821、831，这些空气入口连接到远程位于气动面板中的相应电磁阀。

用于二氧化碳的阀820也连接到阀4的管道45。真空阀810和排气阀830连接到与外壳2的腔26连通的管道84。真空管线81也是连接到冲洗阀850，也由气动活塞操作(其空气入口851连接到远程位于气动面板中的电磁阀)，其通过相应的管道85与外壳2的腔26连通。冲洗阀850可特别用于执行罐95的冲洗。

术语“排气”是指在灌装结束时使容器顶部空间中的压力达到大气压力的通气或脱气作用。

基本上，主体11是灌装头。

灌装单元1还包括板12，其形成用于待灌装的容器90、95的底部93、98的搁置表面120。外壳2面向板12并且由外壳2形成的腔26朝向板12开口。基本上，板12定位在灌装头11下方并且腔26向下开口，朝向板12所在的位置。在灌装期间，容器90、95被锁定在板12和外壳2的相应环形垫圈21、22之间。

板12可朝向或相反地远离灌装头11并且特别是相对于分配器3和外壳2的底壁24移动。该移动改变了搁置表面120和外壳2的底壁24之间的距离。为此，板12安装在支撑件122上，支撑件122可滑动地安装在固定结构124上。第一致动器126被定位用于移动支撑件122并因此移动板12。具体地，板12的运动路线是竖向的。

此处描述的灌装单元1的第一创新方面涉及容器灌装程度的控制以及随后对容器中液体物质的分配的管理，即阀4的控制。灌装单元1包括用于检测容器内部容积中液体物质99的灌装液位的液位传感器51。灌装单元1还包括体积计52，用于测量供给到分配器3的液体物质99的体积。

控制阀4的控制系统可操作地连接到液位传感器51和体积计52。所述控制系统被配置为当灌装单元1用于灌装第一类型的容器90时，基于由液位传感器51检测到的灌装液位来控制阀4，并且被配置为当灌装单元1用于灌装第二类型的容器95时，基于由体积计52测量的供给体积来控制阀4。

在特定示例中，液位传感器51用于瓶，而体积计52用于罐。对于瓶，当瓶中的液体物质达到预定水平时，阀4关闭。对于罐，当达到预定体积的分配液体物质时关闭阀4。

基本上，灌装单元1已经配备有两种不同的测量装置。根据要灌装的容器，可以使用最适合特定容器类型的容器，而无需更换测量设备或接受使用不太适合容器类型的设备。

例如，与具有宽颈部的容器相比，对于具有窄颈部的容器，液位传感器可能是优选的，因为在灌装结束时添加相同量的液体物质会导致更大的液位变化。在这种情况下(例如对于瓶)，液位测量可能比体积测量更敏感，因此更优选。相反，体积测量可能更适合罐或圆柱形容器。此外，对于可以看到内容物的透明容器(例如玻璃瓶或塑料瓶)，最好使用液位传感器，以便将所有装满的容器呈现给消费者的内容物水平相同。

特别地，体积计52是位于供给管道13上的流量计。具体地，它是感应式流量计。体积计52连接到控制系统以传输所进行的测量。

在所示实施例中，液位传感器51包括设计为插入容器90的内部容积92中的探针54，以便与容器90本身中的液体物质99接触。为此，探针54从分配器3突出并延伸到设计为接收容器90的口部91的外壳2中。因此，当定位容器90时，探针54插入通过口部91。如果需要，可以根据容器90中液体物质的预定液位来调整和选择突出部分的长度。

为了防止探针54在不需要时保持突出，探针54可在操作位置与非操作位置之间移动，在所述操作位置，探针54从分配器3突出并延伸到外壳2中(例如如图7和图8所示)，而在所述非操作位置，探针54缩回到分配器3的内部(例如，如图9和10所示)。

因此，当灌装单元1用于灌装第一类型的容器90时，探针54处于操作位置，而当灌装单元1用于灌装第二类型的容器95时，探针54处于非操作位置。这对于防止探针54能够干扰容器95的灌装和/或干扰它们的移动是有用的。

在所示的实施例中，探针54安装在杆55上(在杆的下端)，该阀杆沿着所述纵轴线40轴向延伸，并被限制在安装在主体11顶部的保持元件56上。保持元件56可在多个轴向隔开的座中固定到主体11。探针54不工作的第二位置可对应于安装在最高座中的保持元件56。安装有保持元件56的主体11的顶部是容易触及的(特别是，其具有开放的框架)以允许调节杆55相对于保持元件56的位置并因此调节伸入外壳2的部分的长度。

此外，可以有气动致动器58，用于自动调节探针54的杆55的位置及其突出部分的长度。例如，气动致动器58具有连接到远程位于气动面板中的电磁阀的空气入口581。

在一种可能的使用方式中，保持元件56用于将杆55保持在非操作位置，以灌装第二类型的容器95。气动致动器58用于在灌装第一类型的容器90的操作位置中调节杆55的位置。

如果需要，杆55可以是伸缩的，因此探针54可以在不移动保持元件56的情况下以不同长度的突出部分呈现非操作位置和操作位置(这是图中所示的实施例)。例如，气动致动器58作用在伸缩部分之一上。

液位传感器51还包括传感器57，其读取探针54的信号并连接到控制系统以传输所获得的读数。特别地，液位传感器51是导电类型的。

在示例性实施例中，阀4的阀杆44具有轴向腔440并且液位传感器51的杆55可滑动地容纳在轴向腔440中。如图9和10所示，在非操作位置，探针54缩回到阀杆44的轴向腔440内，而不从分配开口30突出。

这里描述的灌装单元1的第二创新方面涉及灌装单元1的部件的移动，用于将容器90、95定位在灌装所需的位置。

外壳2的侧壁25至少部分地由环形体6形成，环形体6可相对于外壳2的底壁24移动。第二环形垫圈22安装在环形体6上。基本上，环形体图6是用于第二类型的容器95的密封和定心钟罩。

环形体6朝向板12移动，或者反之，远离板12移动(特别地，其是沿着竖向线的移动)，因此该移动对应于第二环形垫圈22远离板12的移动，或者反之，朝向外壳2的底壁24的移动。在任何情况下，环形体6的运动都非常有限，大约为几毫米(例如，8毫米或更小)。

在远离底壁24的位置中，腔26和侧壁25的高度大于在接近底壁24的位置中的高度。

在即将灌装之前的步骤期间，将第二环形垫圈22安装在可移动环形体6上的事实对于考虑容器类型的具体特征是有用的。

对于第一类型的容器90，这在图12至15中示出。在容器90已经定位在板12上之后(图12和14)，板12朝向分配器3移动以使容器90的口部91与第一环形垫圈21接触并且可以进行灌装(图13和15)。基本上，口部91最初离灌装单元1的主体11中的外壳2相当远。第一致动器126的操作将容器90向主体11提升，口部91进入外壳2直到它邻接抵靠第一环形垫圈21(其具体地定位在底壁24上，但如果需要，它可以定位在侧壁25上)。容器90被定位并准备好被灌装。在灌装结束时，第一致动器126降低板12并且可以移除灌装好的容器90。

对于第二类型的容器95，应参考图16至23。在将容器95定位在板12上(图16、18和20)之后，环形体6朝板12移动，以使第二环形垫圈22与容器95的口部96接触(图21)。容器95被灌装(图17、19和22)，并且在灌装结束时，环状体6被移离板12(图23)并且被灌装好的容器95可以被移除。

基本上：对于第一类型的容器，通过将容器(借助板12)推靠在垫圈21上来获得与垫圈的密封；对于第二类型的容器，通过将垫圈22(借助环形体6)推靠在容器上来获得与垫圈的密封。

由于以下原因，这种操作方式很有用。

第一类型的容器90具有比第二类型的容器95更小的直径的口部91，因此相应的垫圈21更小并且更靠近底壁24。

因此，需要更多地插入到外壳2中以及容器90和相应的垫圈21之间的更大的相对运动。这是通过向上移动板12以实用的方式实现的，实际上板12是一种简单且易于移动的结构，并且其行程可以以必要的值进行选择，而没有特定的结构限制。此外，应该考虑的是，对于例如玻璃瓶的容器90，该容器具有一定的重量和结构强度。因此，容器90在向上运动期间保持稳定在板12上，并且在压靠垫圈21期间，向上推力具有更大的容差而不损坏容器。

第二类型的容器95具有直径较大的口部96，因此它需要较少地插入外壳2中，并且容器95和相应的垫圈22之间的相对运动较少。由于环形体6，这很容易实现，从而允许通过最小化运动中的质量来实现上述目的，而板12不运动。对于例如铝罐的容器95，容器很轻并且其壁很薄且可变形。因此，保持板12静止避免了容器95可能移动和失去对中的风险。此外，环形体6的运动很小，并且环形体6施加在容器的口部96上的力比移动板12所能达到的力更容易控制，因此更容易将其保持在一值内，该值使得当容器95与垫圈22接触时，它不会损坏容器95。

为了使环形体6移动，主体11包括第二致动器62。具体地，第二致动器62为气动致动器，其设有两个进气口621、622，分别用于控制朝向板12的运动和远离板12的运动。第二致动器62由远程位于控制系统气动面板中的电磁阀控制。

控制系统被配置为基于要灌装的容器的类型而使板12的第一致动器126和环形体6的第二致动器62移动。

侧壁25的第一部分251从底壁24朝向板12发散，具体地，第一部分具有截锥形；然而，环形体6形成侧壁25的第二部分252并且该第二部分252是圆柱形的。第一部分251介于底壁24与第二部分252之间；所述两个部分251、252彼此连接，使得在它们的界面处它们基本上具有相同的直径(在加工公差限制内)。

环形体6形成侧壁25的第二部分252的外边缘255并且第二环形垫圈22环绕所述外边缘255。基本上，例如如图6所示，第二环形垫圈22相对于侧壁25的圆柱形部分252位于外部并且被容纳在围绕外边缘255的相应座中。

在图示的实施例中，环形体6位于阀体41的外侧并且可滑动地安装在与阀体41同轴的外表面上。换言之，环形体6与阀杆44的纵轴线40同轴并且可沿所述纵轴线40滑动以执行上述运动。

这里描述的灌装单元1的第三创新方面涉及在灌装期间在容器中产生液体物质的特定流动。

分配器3具有横截面减小元件33，该横截面减小元件与分配管道31基本同轴并占据其中心区域，延伸至分配开口30。分配管道31和分配开口30具有环形通道横截面(环状)，其外表面是分配管道31的壁并且其内表面是横截面减小元件33的表面。

横截面减小元件33具有作为流动调节器的部分34：该部分34被配置为在通过分配管道31的液体物质99上施加旋转运动，使得液体物质以螺旋流从分配开口30流出。基本上，流动调节部分34在液体物质中产生涡流，使得液体物质除了沿着分配管道31的轴向运动之外还具有围绕管道31的轴线40的旋转运动。

当灌装第一类型的容器90时，从分配开口30出来的液体物质99直接分配到容器的口部91中并流到容器的侧壁(以口部91结束)的内表面上。容器。事实上，第一环形垫圈21环绕分配开口30，因此液体物质直接进入容器90；此外，当从分配开口30出来时，具有螺旋运动的液体物质随着离心运动扩张，不再被管道31的壁所容纳，从而与容器的侧壁的内表面碰撞。

相反，当灌装第二类型的容器95时，从分配开口30出来的液体物质99流到外壳2的侧壁25上，并且在进入容器95的口部96之后流到外壳2的侧壁的内表面(以口部96结束)上。实际上，第二环形垫圈22并且因此口部96与底壁24分开，分配开口30位于底壁24上。因此，从分配开口30出来的具有螺旋运动的液体物质以离心运动扩张，但遇到外壳2的侧壁25。沿着侧壁25下降，液体物质进入容器95。由于尺寸调整在侧壁25的下部，进入容器95的液体物质流到容器95的侧壁的内表面上，而不是落入容器95的中心区域。液体物质的路径在图24中示出，其用带有附图标记39的虚线表示。

所有这些特别是当液体物质是碳酸饮料时是有用的，因为液体物质在容器内表面上的流动是层流类型，因此防止了已经在容器中的物质与正在进入容器的物质的剧烈混合。在碳酸饮料的情况下，所述剧烈混合的缺点是会在容器中产生泡沫。

基本上，对于第二类型的容器，外壳2的钟形形状复制了对于第一类型的容器直接由容器的内表面产生的效果，也就是说，提供了表面，其接收分配的液体物质并以层流将后者引导到容器的内部容积中。

因此，上述第三方面允许灌装单元1以同样有效的方式用于灌装第一类型的容器和第二类型的容器，而无需替换灌装头11的部件以使其适应一个类型或另一个类型。

液体物质从侧壁25到第二类型的容器95的内表面的通道由于以下事实而特别有利，即，侧壁25包括环形边缘255，并且第二环形垫圈22外接环形边缘255。在灌装期间，环形边缘255靠近容器95的内表面，并且因此在侧壁25上流动的液体物质越过环形边缘255并直接流到内表面上。

特别地，该环形边缘是侧壁25的第二部分252的外边缘255。

流动调节部分34在其表面上装配有肋345或叶片。那些肋345或叶片能够使液体物质的流动转向并且在流动上赋予旋转分量。特别地，如图24所示，肋345的高度等于分配管道31中通道横截面的宽度，也就是说，它们基本上与分配管道31的壁接触。

肋345具有带可变螺距的螺旋形状，螺距在流动方向上减小。

分配管道31包括位于流动调节部分34和分配开口30之间的会聚部分315。该会聚部分315通过减小管道的半径来增加对从分配开口30流出的液体物质的离心作用。

在所示的实施例中，横截面减小元件33(其包括流动调节部分34)是阀杆44和/或阀4的阀件43的一部分，其位于分配管道31中。流动调节部分34位于密封座42的上游，也就是说，密封座42介于流动调节部分34和分配开口30之间。

在更一般的实施例中，横截面减小元件33接合到阀杆和/或阀件，而不是其一部分，并且如果需要，阀4不位于分配管道31中(例如，阀可能在流动调节部分的上游)。

机器100包括多个灌装单元1(例如，它包括四十个所述单元)、用于将要灌装的容器供应到灌装单元1的装置、用于从灌装单元1移除已灌装的容器的装置、用于将液体物质送入灌装单元1的供给管道13中的系统。

特别地，如图25和26所示并且类似于现有技术机器，机器100包括传送带结构110，灌装单元1安装在圆盘传送带结构110上。圆盘传送带结构110可相对于底座105绕垂直轴线115旋转，并包括下部111和上部112，板12的固定结构124安装在下部111上，因此板12本身安装在下部111上，灌装单元1的主体11和供给管道13安装在上部112上。

上部112与下部111一起围绕轴线115旋转并且可通过沿轴线115的平移相对于下部111移动。

如图25和26的比较所示，对于第一类型的容器90(瓶)，上部112远离下部111，以便为板12的移动留出行进空间；对于第二类型的容器95(罐)，上部112更靠近下部111，因为灌装单元1的环形体6的行程比板12的行程短得多。

此外，瓶通常比罐具有更大的高度，因此在灌装过程中需要在板12和外壳2之间有更大的距离。

当机器100在第一操作模式下使用时，即灌装第一类型的容器90时，上部112平移远离下部111并且因此灌装单元1的主体11远离安装在下部111上的相应板12移动；当机器100在第二操作模式下使用时，即灌装第二类型的容器95时，上部112朝下部111平移并且因此灌装单元1的主体11朝向相应的板12移动。

至于用于供应容器的装置、用于移除容器的装置以及灌装方法的细节，这些可以以已知方式制造和实施，因此不进一步详细描述。在图25和26中示出了用于移除容器的设备120的一个示例。然而，由于它是单独的专利申请的主题，因此这里不描述其方面。

由于根据本发明的灌装单元1，机器100在第一操作模式下的使用(例如用于灌装瓶)，机器100在第二操作模式下的使用(例如用于灌装罐)以及根据生产要求从一种操作模式切换到另一种操作模式非常容易和有效。

在不脱离所附权利要求书中阐述的发明构思的范围的情况下，可以以多种方式对上述本发明进行修改和适配。

所有细节都可以用其他技术上等效的元素代替，并且所使用的材料以及各种组件的形状和尺寸可根据要求而变化。