用于将填充产品填充到待填充容器中的装置和方法与流程

本发明涉及一种在饮料罐装厂中用于将填充产品填充到待填充的容器中的装置和方法，优选地用于填充碳酸饮料或热填充饮料。

背景技术：

用于填充饮料的装置和方法是已知的。通常，这样的装置包括填充产品储存器和填充构件，待填充的填充产品在填充之前容纳在该填充产品储存器中,而填充构件经由填充产品通道与填充产品储存器流体连通。

用于填充碳酸饮料的装置是已知的，其中待填充的容器在填充之前用增压气体预加压至预定压力。为此目的，填充构件与待填充的容器的开口密封接触，然后将增压气体从填充构件引入到该容器中。容器中的预定压力减小或防止在随后用碳酸化填充产品填充容器时二氧化碳从填充产品中脱气。

这样的装置是已知的，其中填充构件借助介质通道，也称为预加压通道，与填充产品储存器的气体区域流体连通。填充产品储存器的气体区域包含气体,主要为二氧化碳，其以预定压力存在于填充产品储存器中，并防止二氧化碳从填充产品储存器中的碳酸化填充产品中脱气。因此，填充产品储存器中以增压气体形式的气体在这些装置中用作预加压气体。在预加压之后存在于容器中的、包括预加压气体和先前已存在于容器中的气体(主要是空气)的气体混合物在填充容器时被流入的填充产品从容器排出到预加压通道中，并且特别是当填充产品储存器构造成环形容器时，可进入到填充产品储存器中并在那里污染气体气氛。

填充后，容器中的气体超压经由另一个介质通道，所谓的释放通道，释放。容器中的加压气体由此经由释放通道排放到环境中或排放到外面。

在填充对氧气的存在敏感的碳酸饮料(例如啤酒)时，待填充的容器在预加压之前还要用纯净的二氧化碳冲洗。因此，最初在待填充的容器中的空气中的氧气可在填充之前从容器中冲洗掉。为此，填充构件连接至另一个介质通道，即纯二氧化碳通道，该通道将纯净的二氧化碳输送到填充构件。二氧化碳流过纯二氧化碳通道进入到容器中，首先置换空气，然后在冲洗过程中将空气/co2气体混合物从容器中排放到敞开的释放通道中并进一步排放到环境中。此处的缺点是，除了预加压管线之外，还需要提供纯二氧化碳通道和用于打开和关闭纯二氧化碳通道的相应的阀，这使得这种装置的构造更加复杂，因此增加了制造和维护成本。

此外，已知用于热填充的装置和方法，其中填充产品在填充到容器中之前进行热处理，以杀死填充产品中的细菌并达到预定的或所需的微生物稳定性。填充构件和容器在填充过程中通过热填充的填充产品灭菌。在填充期间，通过填充产品通道输送到填充构件的填充产品将存在于容器中的气体(主要是空气)排放，该气体经由释放通道排放到环境中。为了避免填充产品在填充构件的填充阀闭合时或在生产中断期间位于填充产品通道中和/或位于填充构件中，将填充产品和/或填充构件冷却到所需的填充温度以下，用于热填充的装置包括以热回流通道形式的另一个介质通道。热回流通道连接至填充构件，并在填充阀闭合时允许热填充产品在填充构件或在装置中循环。

此外，已知适于通过碳酸化填充方法和热填充方法将填充产品填充到容器中的装置。在主要填充碳酸饮料且额外地还应热填充一些饮料时，这种类型的装置特别适用。为此，已知这样的装置，该装置除了填充产品通道之外，包括预加压通道和释放通道，另外还包括热回流通道。为了填充对氧气敏感的碳酸化产品，必须额外提供另一个纯二氧化碳通道。由于除了填充产品通道之外，还需要提供大量的介质通道及其切换功能和切换阀，因此，用于组合填充碳酸饮料和热饮料的装置具有复杂的结构，因此相应较大，价格昂贵且维修费用高。

技术实现要素：

基于已知的现有技术，本发明的目的在于提供一种在饮料灌装厂中用于将填充产品填充到待填充的容器中的改进的装置，优选地用于填充碳酸饮料或用于热填充饮料，以及相应的方法。

该目的通过具有本发明特征、在饮料灌装厂中用于将填充产品填充到待填充的容器中的装置来实现，优选地用于填充碳酸饮料或用于热填充饮料。有利的改进形式从本发明中获悉。

因此，提出一种在饮料灌装厂中用于将填充产品填充到待填充的容器中的装置，优选地用于填充碳酸饮料或用于热填充饮料，该装置包括填充产品储存器和经由填充产品通道与填充产品储存器流体连通以将填充产品引入到待填充的容器中的填充构件，其中填充构件在填充操作过程中经由提供具有如下功能的介质流的介质通道连通，即在填充填充产品之前用冲洗气体冲洗容器，和/或在填充碳酸化填充产品时在填充填充产品之前用增压气体将容器预加压至预定压力，和/或在用填充产品填充容器过程中使排出的气体回流，和/或在填充填充产品之后释放容器中形成的气体超压，和/或在热填充时使热填充产品循环通过填充构件以控制填充构件的温度。根据本发明，每个介质通道具有上述功能中的至少两个功能。

由于每个介质通道具有至少两个上述功能，减少了用于提供功能介质流所需的通道数量。因此，该装置在结构上可以比现有技术已知的装置更简单。此外，由于双重分配，在同一装置上可执行不同类型的填充方法。

根据另一种优选的实施形式，其中一个介质通道设置成在填充填充产品之前冲洗容器，以及在填充填充产品之前将容器预加压至预定压力。由此可省略额外的纯二氧化碳通道。冲洗容器以及对容器预加压优选地使用来自填充产品储存器中的气体执行。优选地，从填充产品储存器中取出的用于冲洗的气体量持续地返回至填充产品储存器。

根据优选的另一种实施形式，该装置设置成在第一操作状态下填充碳酸化的填充产品且在第二操作状态下用于热填充填充产品，其中优选地，将经由其中一个介质通道执行的功能之一与第一操作状态相关联，而将经由同一个介质通道执行的另一个功能与第二操作状态相关联。从而能够在装置中既填充碳酸化的填充产品，又填充热填充产品，而无需为两种操作模式中的每一个功能分别提供在装置处于另一操作状态下操作时保持为未使用状态的附加的介质通道。

该装置特别简单和有效的构造可在如下条件下实现，即根据另一种优选的实施形式，其中一个介质通道设置成在第一操作状态下在填充填充产品之前冲洗容器并在填充填充产品之前将容器预加压至预定压力，并在第二操作状态下在填充填充产品期间使从容器中排出的气体回流。

优选地，介质通道与填充产品储存器，优选与填充产品储存器的气体区域流体连通。

如果根据另一种优选实施形式的介质通道设置成在第一操作状态下在填充填充产品之后释放容器中形成的气体超压并在第二操作状态下在热填充时使热填充产品循环通过填充构件以控制填充构件的温度，则可省略附加的回流通道，但允许热填充产品进行所需的循环。

根据另一种优选的实施形式，装置特别简单的构造可在恰好设置了两个介质通道时实现。因此，降低了装置的制造成本和维护成本。优选地，两个介质通道中的第一介质通道设置成在第一操作状态下在填充填充产品之前冲洗容器和在填充填充产品之前将容器预加压至预定压力，并在第二操作状态下在填充填充产品期间使从容器中排出的气体回流，和/或两个介质通道中的第二介质通道设置成在第一操作状态下在填充填充产品之后释放容器中形成的气体超压，并在第二操作状态下在热填充时使热填充产品循环通过填充构件以控制填充构件的温度。

根据另一种优选的实施形式，填充产品储存器被构造成邻接的填充产品储存器。结果，在填充构件和填充产品储存器之间获得相应长的通道长度，使得在从容器中排出的气体回流时，介质通道充当缓冲器。换句话说，在用填充产品填充容器的过程中排出气体回流通过的介质通道的体积足够大，使得回流气体不会到达填充产品储存器。因此排除了容器中存在的受到污染的气体和/或空气对填充产品储存器的污染。

优选地，用于分配由填充产品储存器提供的介质的介质分配器布置在填充产品储存器和填充构件之间。由此进一步简化了装置结构。介质分配器将介质通道分成储存器-分配器部分和分配器-填充构件部分。当装置包括多个填充构件时，储存器-分配器部分可构造在共同的通道中以用于所有填充构件。然后，填充构件分别通过介质通道中各自的分配器-填充构件部分连接至介质分配器，并借助介质通道的共同的储存器-分配器部分从介质分配器连接至相邻的填充产品储存器。

在热填充时为了打开和关闭热填充产品的循环，根据另一种优选的实施形式，在填充构件上设置有回流切换阀，用于提供从填充构件到使热填充产品循环的介质通道的填充产品流。

此外，还可在向容器填充填充产品过程中使排出的气体回流的介质通道上设置切换阀和/或止回阀，以防止气体流入到填充产品储存器中，和/或可设置用于将介质通道中的气体或气体混合物排放到环境中的排气阀，其中优选地，可经由切换阀和/或止回阀的切换位置来控制/调节排气阀。

为了进一步提高装置在第一操作状态下的效率，根据另一种优选的实施形式，其中在第一操作状态下用于冲洗和预加压容器的介质通道可设置成使用在填充填充产品到容器的过程中从容器排出到介质通道中的气体或气体混合物来冲洗和/或预加压至少一个另外的待填充容器。

根据另一种优选的实施形式，填充构件包括填充阀，其中回流切换阀设置成在第二操作状态下在填充阀关闭时使从填充产品通道流到填充构件中的填充产品流动到使热填充产品循环的介质通道中。结果，能够实现对填充构件温度的控制并保持热填充产品所需的填充温度。此外，通过回流切换阀还确保在填充容器期间没有填充产品流入到介质通道，否则有可能降低装置的填充能力。

根据另一种优选的实施形式，为了精确地控制/调节功能所需的介质流，冲洗和/或预加压容器的介质通道可包括用于将填充构件与介质通道连接的预加压阀，和/或在第一操作状态下释放容器中形成的气体超压的介质通道可具有用于将填充构件中的气体或气体混合物排放到介质通道中的减压阀。

根据另一种优选的实施形式，在第一操作状态下释放容器中形成的气体超压且在第二操作状态下使热填充产品循环的介质通道具有另一个切换阀，用于选择性地提供与填充产品储器和/或填充产品通道的流体连通或与环境流体连通。

根据另一种优选的实施形式，为了能够同时填充多个容器并因此增加装置的填充能力，装置具有多个填充构件。优选地，多个填充构件布置在装置的输送装置上，优选地布置在旋转盘输送装置上，其中优选地，填充构件分别通过自己的介质通道与介质分配器连接，并且在介质分配器和填充产品储存器之间存在共同的介质通道。

根据另一种优选的实施形式，在第一操作状态下，在将填充产品填充到容器的过程中从容器中排出并回流到介质通道中的气体或气体混合物用于对至少一个另外的容器预加压。如此一来，在第一操作状态下操作装置所需的气体体积流量可由于回流气体的量而减少。因为冲洗容器所需的气体比填充时从容器回流的气体更多，特别是当从填充产品储存器来看，气流流动始终沿朝向填充构件的方向流动时更是如此。因此不可能污染填充产品储器。

上述目的通过具有本发明特征、在饮料灌装厂中将填充产品填充到待填充的容器中的方法实现，优选地用于填充碳酸饮料或用于热填充饮料。该方法的有利的改进形式可从本说明书和附图中获悉。

因此，提出一种在饮料灌装厂中将填充产品填充到待填充的容器中的方法，优选地用于填充碳酸饮料或用于热填充饮料，其中填充产品从填充产品储存器经由填充产品通道引入到填充构件以便将填充产品引入到待填充的容器中，其中填充构件在填充过程中经由提供具有如下功能的介质流的介质通道连通，即在填充填充产品之前用冲洗气体冲洗待填充的容器，和/或在填充碳酸化的填充产品时在填充填充产品之前用增压气体将容器预加压至预定压力，和/或在用填充产品填充容器过程中使排出的气体回流，和/或在填充填充产品之后释放容器中形成的气体超压，和/或在热填充时使热填充产品循环通过填充构件以控制填充构件的温度。根据本发明，介质通道具有上述功能中的至少两个功能。

通过该方法，类似地实现针对装置所描述的效果和优点。

根据优选的改进形式，其中一个介质通道用于在填充填充产品之前冲洗容器，以及在填充填充产品之前将容器预加压至预定压力。

根据另一个优选的改进形式，在第一操作状态下将碳酸化的填充产品填充到容器中，并且在第二操作状态下将热填充产品填充到容器中，其中优选地，将通过其中一个介质通道执行的功能之一与第一操作状态相关联，将通过同一个介质通道执行的另一功能与第二操作状态相关联。

根据另一个优选的改进形式，其中一个介质通道用于在第一操作状态下在填充填充产品之前冲洗容器和在填充填充产品之前将容器预加压到预定压力，并且在第二操作状态在填充填充产品期间使从容器中排出的气体回流。

根据优选的改进形式，其中一个介质通道用于在第一操作状态下在填充填充产品之后释放容器中形成的气体超压并在第二操作状态下在热填充时使热填充产品循环通过填充构件以控制填充构件的温度。

根据另一种优选的改进形式，使用恰好两个介质通道来为功能提供介质流。

根据另一种优选的改进形式，在将填充产品填充到用增压气体预加压的容器的过程中从预加压的容器中排出并回流到介质通道中的气体或气体混合物用来对至少一个另外的容器预加压。

根据另一种优选的改进形式，在第二操作状态下，在填充期间排出并回流到介质通道中的气体或气体混合物被排放到环境中。

附图说明

通过下面对附图的描述来更详细地阐述本发明的优选实施形式，其中：

图1是根据第一实施例、用于将填充产品填充到待填充的容器中的装置的示意性侧视图；和

图2是根据第二实施例、用于将填充产品填充到待填充的容器中的装置的示意性侧视图。

具体实施方式

下面参照附图描述优选的示例实施例。在不同附图中，相同、相似或等效的元件具有相同的附图标记，为了避免冗余，部分地省略了对这些元件的描述。

图1示意性示出根据第一实施例的用于将填充产品17填充到待填充的容器16中的装置1的侧视图。为了用填充产品填充待填充的容器16，设置有多个填充构件2，用于将填充产品17引入到待填充的容器16中，该待填充的容器16布置在各个填充构件2的下方。多个填充构件2布置在可绕旋转轴线20旋转的运输装置21上，例如布置在填充转盘的圆周上。

装置1还包括固定地位于运输装置21旁边的填充产品储存器4，其中填充构件2经由共同的填充产品通道3与填充产品储存器4流体连通。

填充构件2除了与填充产品通道3流体联通之外，还恰好与另外两个介质通道5、6流体连通。

在图1所示的配置中，第一介质通道5与气体区域12或填充产品储存器4的顶部空间流体连通。在填充产品储存器4的气体区域12中，通常存在有以二氧化碳形式的增压气体，并且该增压气体处于预定压力。第二介质通道6提供了从容器内部向环境或外面的排气。

在填充产品储存器4和填充构件2之间布置有介质分配器7，其将填充产品储存器4提供的介质，即填充产品17和增压气体分配到各个填充构件2中。介质分配器7因此将填充产品通道3和第一介质通道5分为储存器-分配器部分18和分配器-填充构件部分19，其中用于所有填充构件2的储存器-分配器部分18构造在共同的填充产品通道3和共同的第一介质通道5中。

在分配器-填充构件部分19中，填充构件2经由填充产品通道3各自的部分和第一介质通道5的部分各连接至介质分配器7。多个填充构件2也可经由共同的部分连接至介质分配器7。

下面参照多个具有类似构造的填充构件2中的一个示例性地描述装置1。

填充构件2包括容器保持器22，其中保持有待填充的容器16。经由容器保持器22，容器16可与填充构件2密封接触。为了控制或调节填充产品17到容器16中的流动，在填充构件2中设置有填充阀9。为了将填充构件2连接至第一介质通道5，还设置有预加压阀11，并且为了将填充构件2连接至第二介质通道6，设置有减压阀10。

下面将描述对氧气敏感的碳酸化填充产品17(例如啤酒)到待填充的容器16中的填充。一旦容器16从未示出的转移装置转移到容器保持器22，容器16就与填充阀9闭合的填充构件2形成密封接触。

随后，用冲洗气体冲洗容器16，以便在填充之前从容器16中除去空气，特别是空气中所含的氧气，其最初存在于待填充的容器16中。为了冲洗，将减压阀10和预加压阀11分别置于打开位置，使得源自填充产品储存器4中的二氧化碳能够从第一介质通道5经由填充构件2流入到容器16中。流入到容器16中的二氧化碳首先置换空气，然后在冲洗过程中将空气/co2气体混合物从容器16中排出到打开的第二介质通道6中，并经由排气进一步排放到环境中。

在冲洗容器16之后，再次关闭减压阀10，使得在容器16中根据仍在流动的二氧化碳形成相应于填充产品储存器4中预定压力的预定压力。容器16中的预定压力减小或防止了随后用碳酸化填充产品17填充容器16时二氧化碳从填充产品17中脱气。

因此，来自填充产品储存器4的气体既用作冲洗气体又用作增压气体。因此，第一介质通道5设置成在填充填充产品17之前冲洗容器16，并设置成在填充填充产品17之前将容器16预加压至预定压力。

在预加压之后打开填充阀9，使填充产品17流入到预加压的容器16中。在预加压之后存在于容器16中的气体被流入的填充产品17置换经由打开的预加压阀11从容器16排到第一介质通道5中，并可选择地排到介质分配器7中。因此，第一介质通道5还能够实现用填充产品17填充容器16的过程中被置换的气体的回流。

因此，介质通道5用于提供冲洗气体，用于提供增压气体并用于接收填充期间从容器16排出的气体的回流。

一旦容器16被填充，关闭填充阀9和预加压阀11，于是容器中的气体超压经由现在打开的减压阀10排到第二介质通道6中，直到在用填充产品17填充之后容器16中形成的气体超压以有控制的方式释放到环境压力为止，以便容器16随后能够与填充构件分离。容器16中的加压气体经由第二介质通道6和排气排到环境中或外面。

由于冲洗容器所需的气体多于填充容器时流回的气体，因此确保了气体总是从填充产品储存器4朝向介质分配器7的方向流动。因此，填充产品储存器4不可能被从容器16回流的气体污染。特别地，这种情况是因为，由于相邻的填充产品储存器4和与之相连的共同的储存器-分配器部分18连同储存器-分配器部分18中的流动情况，始终存在从填充产品储存器4引出的气体流量。

图2示意性示出根据另一实施例的用于将填充产品17填充到待填充的容器16中的装置1的侧视图。装置1基本上对应于图1中的装置，只是在填充构件2上附加地设置了回流切换阀8，用于提供从填充构件2到第二介质通道6的填充产品流。

因此，装置1设置成在第一操作状态下填充碳酸化的填充产品17，在第二操作状态下热填充填充产品17。

在图2中装置1的情况下，在第一操作状态下填充碳酸化的填充产品17的方法对应于先前关于图1中装置描述的方法。回流切换阀8因此持续地保持在关闭位置。

下面将描述在第二操作状态下将热填充产品17(例如果汁)填充到容器16中。因此，填充产品17在填充到容器16中之前进行热处理，以便杀死存在于填充产品17中的细菌并获得预定或所需的微生物稳定性。填充构件2和容器16在填充过程中通过热填充的填充产品17灭菌。填充构件2因此必须保持在相应的温度，以便填充构件2中的填充产品17在流入到容器16中之前不会冷却。热填充无需进行冲洗或预加压。

为了避免在填充构件2的填充阀9关闭时，例如在容器16转移到容器保持器22或从容器保持器22上取下时或在生产中断期间，填充产品17位于填充产品通道3和/或填充构件2中，从而导致填充产品17和/或填充构件2冷却到所需的填充温度以下，回流切换阀8打到打开位置，使得填充构件2在填充阀9的区域中连接至第二介质通道6。结果，填充产品17能够经由第二介质通道6循环通过填充构件2并再次回到填充产品储存器4中并再次加热。在这种情况下，减压阀10关闭，使得没有填充产品17可进入容器16或环境中。

此外，第二介质通道6还包括另一个切换阀15，通过该切换阀可在与填充产品储存器4或与环境流体连通之间进行切换。因此，第二介质通道6提供了与填充产品储存器4的连接，或者提供了至环境的排气，如这里用附图标记23表示。

因此，第二介质通道6设置成在第一操作状态下在用填充产品17填充之后释放容器16中形成的气体超压，并且在第二操作状态下热填充时使热填充产品17循环通过填充构件2以对填充构件2的温度进行控制。

为了填充容器16，首先使容器16与填充构件2接触。一旦关闭回流切换阀8，就打开填充阀9，于是热填充产品17流入到容器16中。不同于在第一操作状态下填充碳酸饮料，由于第二介质通道6在第二操作状态下使热填充产品17循环通过填充构件2，因此，从容器16中排出的气体在容器16的填充期间不会像在第一操作状态下那样经由减压阀10回流到第二介质通道6中。在第二操作状态下，排出的气体经由第一介质通道5回流。为此，在填充期间打开预加压阀11。

因此，第一介质通道5在第一操作状态下执行如下功能，即在填充填充产品17之前冲洗容器16，在填充填充产品17之前将容器16预加压到预定压力，以及使从容器中排出的气体回流，并且在第二操作状态下允许从容器16中排出的气体在填充填充产品17期间回流。

为了防止容器中排出并回流到第一介质通道5中的气体进入填充产品储存器4中，安装附加的切换阀13，该切换阀将填充产品储存器4与第一介质通道5分离。为了在第一介质通道5中不产生由于回流气体而阻碍填充的背压，第一介质通道5还包括从第一介质通道5中释放气体或气体混合物因此排气至环境的排气阀14，如附图标记23所示。

只要适用，在不脱离本发明范围的情况下，示例实施例中示出的所有单独的特征可组合和/或互换。

附图标记列表

1装置

2填充构件

3填充产品通道

4填充产品储存器

5介质通道

6介质通道

7介质分配器

8回流切换阀

9填充阀

10减压阀

11预加压阀

12气体区域

13切换阀

14排气阀

15切换阀

16容器

17填充产品

18储存器-分配器部分

19分配器-填充构件部分

20旋转轴线

21运输装置

22容器保持器

23排气