專利名稱：自由射流灌裝系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自由射流灌裝系統(tǒng)，以及一種通過自由射流灌裝系統(tǒng) 灌裝容器的方法和用于灌裝容器并包括多個循環(huán)自由射流灌裝系統(tǒng)的灌 裝機。
背景技術：
自由射流灌裝系統(tǒng)和相關的方法是現(xiàn)有技術中已知的。特別是EP 1 571 119Al已經公開了一種自由射流灌裝系統(tǒng)，其中，在灌裝過程中灌裝 元件和容器開口之間相互隔開，因此在灌裝元件和容器之間沒有接觸；從 衛(wèi)生學和微生物的觀點來看這是有利的。所述自由射流灌裝元件設置有灌 裝高度探測器，其適于通過探測器致動裝置被引入到容器中。為了對準瓶 口，探測器被制成角形的(angular)部件。在公開的實施例中，由聚對苯 二甲酸乙二醇酯(PET)構成的塑料容器的處理是毫無問題的，因為這些 容器具有尺寸精確的容器口并且可以通過頸部操作夾具在灌裝元件下面 被準確對中。
如今，關于這些已知的自由射流灌裝系統(tǒng)出現(xiàn)的問題在于，其它的容 器無法輕易地相對于自由射流灌裝元件足夠準確地對中。這涉及到特別是 由聚乙烯(PE)構成的塑料容器，其會受到由于所釆用的生產工藝造成的 三維尺寸的巨大變化。當這些容器以所謂的底部裝卸方式通過灌裝機運輸 時，這些容器從下面通過運輸臺支撐，并且徑向地從側面通過格式(format) 部件支撐。通過在水平方向上、朝機器的旋轉軸的徑向發(fā)生的偏離，會發(fā) 生在垂直的灌裝元件軸和通過容器口的中心的垂直軸之間的偏離。 一方 面，這造成產品射流無法準確地對準瓶口并因此導致了在灌裝瓶處以及在 周圍機器部件處的衛(wèi)生風險。另一方面，可能會發(fā)生可插入的探測器無法 準確地對準瓶口并因此被損壞，由此不再能夠準確地測量灌裝高度。
這個問題通常通過對中裝置解決，其中，設置在灌裝元件之下、與灌裝元件同軸延伸的環(huán)狀元件在灌裝操作之前被放到瓶口上，從而使瓶口在 灌裝元件下方準確地對中。
出現(xiàn)的另一個問題在于，如果使用底部裝卸方式，由于瓶子高度的變 化，當從瓶口觀察時無法實現(xiàn)恒定的灌裝高度。即使使用頸部處理裝置， 由于從裝載環(huán)到瓶口測量到的瓶口高度的變化，并且這些變化無法通過可 移動探測器的探測器致動裝置識別，可能會得到不同的灌裝高度。從而， 已知的系統(tǒng)為尺寸上不準確的容器僅調節(jié)一個灌裝高度，所述灌裝高度例 如是從灌裝元件的下邊緣測量到探測器的末端，而不是從容器口測量到探 測器的末端。

發(fā)明內容
在現(xiàn)有技術的基礎上，本發(fā)明的目的在于提供一種自由射流灌裝系 統(tǒng)， 一種相應的灌裝容器的方法以及一種相應的灌裝機，其從衛(wèi)生學和微 生物的觀點來看可以實現(xiàn)完美的灌裝，并且同時提供可靠地、容易地測量 灌裝高度的可能性，以及當從容器口進行觀察時實現(xiàn)恒定的灌裝高度的可 能性。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權利要求l、 9和13的特征實現(xiàn)。 根據(jù)本發(fā)明，自由射流灌裝系統(tǒng)除設置有自由射流灌裝元件外還設置 有對中單元，自由射流灌裝元件包括自由射流閥或自由射流嘴。對中單元 作為單獨的部件實現(xiàn)，且以可垂直移動的方式設置在自由射流灌裝元件下 方，使得其可以移動到容器口上。因此，當對中單元安放在容器口上時， 對中單元可以將容器對中，使容器準確地與自由射流灌裝元件對準，并且
保持容器。由于對中單元是單獨的部件，其在灌裝過程中定位在自由射流 灌裝元件下方，并且與自由射流灌裝元件成相互間隔開的關系，在自由射 流灌裝元件與容器之間沒有接觸，因此可以排除微生物或細菌的污染。由 于灌裝高度探測器被設置在對中單元上，可以通過在灌裝過程中將對中單 元放置到各個瓶子上來補償瓶子的高度公差，從而在容器或瓶子中產生均 勻的空空間。通過這種方式可以實現(xiàn)從容器口進行觀察的恒定的灌裝高 度。短語"到容器口上"應當被解釋為對中單元直接地安放在容器口上， 例如瓶頸，或者如果沒有頸部，則圍繞容器開口安放在容器上。對中單元實施為具有開口，通過該開口可以借助于自由射流灌裝容
器。因此對中單元可以具有非常簡單的結構設計并且無需任何液體管道、 噴嘴、閥等等。
對中單元與自由射流灌裝元件軸向對準，以便保證通過對中單元能夠 將自由射流正確地對準容器開口 。
根據(jù)有利的實施例，自由射流灌裝系統(tǒng)包括杠桿機構，通過該杠桿機 構，對中單元可以，優(yōu)選借助于凸輪控制裝置，被移動到容器口上。因此, 杠桿機構將對中單元在垂直方向上移動到指定的位置。杠桿機構在垂直方 向上的運動可以例如通過凸輪來控制，使得當自由射流灌裝系統(tǒng)移動以及 容器同步地隨之移動時，對中單元在垂直方向上的位置取決于水平移動的 自由射流灌裝系統(tǒng)的位置。自由射流灌裝元件優(yōu)選在垂直方向上保持靜 止。
根據(jù)優(yōu)選的實施例，對中單元被設計成對中鐘形物，該對中鐘形物包 括傾斜向下和向外拓寬的容納部分，用于容納容器口。這種對中單元可以 容易地和可靠地連接到容器開口上并且有效地對中和保持所述容器開口。
自由射流灌裝元件設置有用于杠桿機構的導向裝置是有利的。通過這 種配置，對中單元和自由射流灌裝元件在灌裝過程中可以保持正確的軸向 相互對準。
根據(jù)有利的實施例，自由射流灌裝元件設置有管道，特別是用于CIP 清洗液的管道。因此，為了清洗的目的，該管道可以用于將液體導入灌裝 元件的內部以及對中單元的內部，以及用于將所述液體從所述灌裝元件和 所述對中單元中排出。
為了清洗的目的，灌裝元件還設置有清洗封閉元件，特別是清洗蓋， 其可以連接到對中單元的下端，使得所述對中單元的開口在底部封閉。因 此對中單元和自由射流灌裝元件可以有效地從內部清洗，而不會有任何清 洗液向下泄漏。
根據(jù)按照本發(fā)明所述的通過自由射流灌裝系統(tǒng)用于灌裝容器的方法， 容器被移動到自由射流灌裝元件下方的位置上。通過底部裝卸可以輕易地 將容器移動到自由射流灌裝元件下方的所述位置上，無需任何提升運動。 然后，對中單元從上方被移動到容器口上，使得所述對中單元安放在所述
6容器口上。因此容器可以與自由射流灌裝系統(tǒng)準確地對準并被保持?？梢?通過自由射流灌裝元件借助于穿過對中單元的自由射流對容器進行灌裝。 然后，灌裝高度通過設置在對中單元上的并且伸入容器中的灌裝高度探測 器測量，當達到指定的測量灌裝高度時，灌裝過程停止。由于如前所述， 伸入容器中的探測器的長度始終相同，在灌裝過程中的容器高度公差可以 得到補償，從而可以實現(xiàn)均勻的灌裝高度。
為了清洗的目的，將清洗封閉元件連接到對中單元的下側。另外，自 由射流灌裝元件和/或對中單元朝向彼此移動，從而使自由射流灌裝元件和 對中單元相互密封地接觸。通過這種方式獲得在自由射流灌裝元件和對中 單元中的對外密封的共同的內部空間。于是可以在所述共同的內部空間中
實施CIP清洗。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可以將待灌裝的容器連續(xù)地供給灌裝機，在 灌裝機處容器被連續(xù)地灌裝并且連續(xù)地拆卸。
為此，根據(jù)本發(fā)明提出一種灌裝機，其包括多個循環(huán)自由射流灌裝系 統(tǒng)，這些自由射流灌裝系統(tǒng)設置在具有中心液體容器裝置的旋轉系統(tǒng)上。 使用這種灌裝機可以連續(xù)地對容器進行灌裝，并且可以實現(xiàn)前述的優(yōu)點。


下面參照附圖更加詳細地說明本發(fā)明，其中 圖l顯示了根據(jù)本發(fā)明的自由射流灌裝系統(tǒng)的縱截面的示意圖； 圖2顯示了在CIP工作期間，根據(jù)本發(fā)明的自由射流灌裝系統(tǒng)的部 分截面圖3顯示了從下面觀察對中裝置的立體視圖。
具體實施例方式
圖1展示了根據(jù)本發(fā)明的自由射流灌裝系統(tǒng)1的一個實施例。自由射 流灌裝系統(tǒng)包括用于無接觸地對容器10 (例如瓶子、塑料容器、罐等等) 進行灌裝的自由射流灌裝元件2。自由射流灌裝元件2設置有外殼4，其 對外部密封并且其內部設置有自由射流閥3。自由射流閥3具有圓錐形的 閥頭和互補的閥座并且在此形成噴嘴。通過適當?shù)闹聞友b置30，閥頭可以以已知的方式在垂直方向上上下移動，如通過箭頭P所示。如在圖1中所
見，致動裝置可包括電機30a和固定在其上的桿件30b。在殼體2的下部 區(qū)域中，在閥3的下面設置有開口24，通過該開口將液體以自由射流朝容 器排放。待灌裝到容器中的液體通過供給管道14供給自由射流灌裝元件 2。液體例如從中心罐中供應，下文將更加詳細地說明。
自由射流灌裝元件還設置有保持臂13，其包括管道19，通過該管道 可以輸送例如用于CIP清洗的清洗液。
此外，自由射流灌裝系統(tǒng)1包括對中單元7，其被設計成單獨的部件 并且設置在自由射流灌裝元件2的下方。對中單元7包括外殼體17，其在 頂部、即朝噴射灌裝元件2開口。該開口用于允許通過自由射流灌裝元件 2排放的自由射流經對中單元7流動。對中單元7在下部區(qū)域中設置有容 納部分12，其適于與容器口9接觸。在該實施例中，對中單元7被設計成 對中鐘形物，所述環(huán)形的容納部分12傾斜地向下和向外拓寬，以便輕易 地容納容器口 9并且對中容器口 9。
在對中單元7上還設置有向下朝容器10伸出的灌裝高度探測器8。灌 裝高度探測器8可以例如是電阻探測器、短路探測器或電探測器或類似探 測器。灌裝高度探測器與控制閥3的控制裝置相連。在徑向上從中心軸A 進行觀察時，探測器8設置在位于產生的自由射流外側的區(qū)域中。特別可 以從圖2中所見，灌裝高度探測器的測量敏感區(qū)域26朝向外部，以便阻 止由自由射流或噴濺引起的錯誤的測量結果。當然，探測器也可以有一些 其它的結構設計。測量區(qū)域可以例如被限定到電極末端。如特別可以從圖 l和3中所見，對中單元7還包括側面的連接裝置11，通過該連接裝置將 探測器連接到機器控制裝置上。
如通過箭頭P所示，對中單元7以可垂直移動的方式設置，從而使其 可以朝容器口 9移動直到其安放在容器口 9上。由于對中單元7，即其容 納部分12，安放在容器10上，特別是安放在容器口9上，探測器8伸入 容器10的長度始終相同，從而可以在灌裝過程中補償容器高度公差并且 可以實現(xiàn)在容器10中均勻的空的空間。對中單元在垂直方向上的移動的 進行不受自由射流灌裝元件的垂直移動的影響。
在該實施例中，對中單元7的垂直移動由杠桿機構5實現(xiàn)，對中單元7通過固定裝置18與杠桿機構5相連。然而，在對中單元7在垂直方向上 移動期間，自由射流灌裝元件2是靜止不動的。自由射流灌裝元件僅設置 有用于杠桿機構5的導向裝置6a、 6b。這種配置使得對中單元7始終在軸 向上(中心軸A)準確地與自由射流灌裝元件3對準。也可以替代所述導 向裝置6a、 6b，用雙管實現(xiàn)杠桿機構5，即通過兩個互相套設的管子實現(xiàn); 內管在箭頭P的方向上上下移動并且與對中單元7相連以便將對中單元上 下移動。在這種情況下，自由射流灌裝元件2被設置在不移動的外管上從 而使其在垂直方向上靜止不動。
為了在垂直方向上移動杠桿機構，優(yōu)選設置凸輪控制裝置。為此設置 有轉輪15，其在適當?shù)膶蜓b置(未示出)上運轉。因此，例如當容器 10與自由射流灌裝系統(tǒng)同步地在水平方向上移動時，取決于自由射流灌裝 系統(tǒng)1的位置，杠桿機構5通過凸輪控制裝置上下移動，從而使其始終能 夠呈現(xiàn)正確的垂直位置。
在用于灌裝容器10的灌裝機中設置如圖1中所示的自由射流灌裝系 統(tǒng)1是有利的。為此，循環(huán)自由射流灌裝系統(tǒng)l，例如通過臂13，被設置 在包括中心液體容器裝置的旋轉系統(tǒng)上或者設置在環(huán)形容器裝置上。這意 味著，待灌裝的容器IO進入灌裝機，例如進入所述灌裝機的星形輪中， 并且與設置在其上方的自由射流灌裝系統(tǒng)同步地在圓形回路中被引導。在 圓形回路的末端，容器以己知的方式離開灌裝機。因此可以實現(xiàn)連續(xù)的灌 裝過程。因為自由射流灌裝系統(tǒng)是循環(huán)的，如前面所述，取決于自由射流 灌裝系統(tǒng)1的位置，對中單元7通過凸輪控制裝置移動到適當?shù)奈恢蒙稀?br> 下面參照圖1至3更加詳細地說明根據(jù)本發(fā)明的方法。
首先，容器10移動到自由射流灌裝元件2的下面。容器10通過傳送 單元以直立的狀態(tài)移動到自由射流灌裝元件2下面的位置上，無需任何提 升運動。
然后，對中單元7從圖1所示的位置垂直朝下移動到容器口9上，從 而使對中單元7安放在所述容器10上。對于對中單元7的運動的控制如 此設計，以考慮各個容器的高度公差并且使對中單元7始終被移動到其被 安放在容器口上的位置上。對中單元7僅僅通過重力、或者必要時借助于 壓力彈簧，沿控制凸輪下降到容器口9上。對中單元將容器10保持在正確定位的位置處。通過打開自由射流閥 3，容器10可以通過穿過對中單元7的自由射流得以灌裝。在該灌裝過程 中，自由射流灌裝元件2與容器IO無接觸。在灌裝容器期間，自由射流 灌裝元件2在垂直方向上與對中單元7相間隔。容器10中的灌裝高度上 升，直到其達到灌裝高度探測器8的敏感測量區(qū)域。在預設的灌裝高度處， 自由射流閥3將被關閉。
當灌裝過程結束時，對中單元7可以通過在凸輪控制裝置上運轉被提 升并且容器10可以從自由射流灌裝系統(tǒng)1下面移開。
如果容器10與自由射流灌裝系統(tǒng)同步地在旋轉系統(tǒng)上以圓形回路移 動，那么灌裝過程可以連續(xù)地進行。
自由射流灌裝系統(tǒng)的CIP清洗可以通過將清洗封閉元件16，在本例中 為清洗蓋16,連接到對中單元7的下端來實現(xiàn)，如特別從圖2中可見的那 樣，或者可通過自動引入清洗封閉元件16來實現(xiàn)。清洗蓋可以例如壓配 合到環(huán)形槽27中，從而將對中單元7的下端封閉。此外，為了清洗的目 的，對中單元7可以例如被移到自由射流灌裝元件2上，從而使自由射流 灌裝元件2和對中單元7相互密封地接觸。為此，在自由射流灌裝元件2 的下部區(qū)域設置有密封裝置25，如從圖l中可見，可替換地或者附加地， 也可以在對中單元7的上部區(qū)域設置相應的密封裝置。蓋16可以例如插 入環(huán)形槽27 (見圖2)中。
然后清洗液可以通過管道19被供給或排放。
權利要求
1.一種自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，包括用于無接觸地灌裝容器(10)的自由射流灌裝元件(2)和灌裝高度探測器(8)，其特征在于，對中單元(7)，所述對中單元(7)以可垂直移動的方式設置在自由射流灌裝元件(2)下方，以便能夠移動到容器口(9)上，其中，所述灌裝高度探測器(8)設置在對中單元(7)上。
2. 根據(jù)權利要求l所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述 對中單元(7)設置有開口，通過所述開口借助于自由射流能夠罐裝容器 (10)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，其特征在于， 所述對中單元(7)與自由射流灌裝元件(2)軸向對準。
4. 根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，其特 征在于，所述自由射流灌裝系統(tǒng)(1)設置有杠桿機構(5)，通過所述杠 桿機構(5)，對中單元(7)能夠，優(yōu)選借助于凸輪控制裝置，被移動到 容器口 (9)上和從容器口 (9)提起。
5. 根據(jù)權利要求1至4中至少一項所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，其 特征在于，所述對中單元(7)為對中鐘形物，包括傾斜地向下和向外拓 寬的用于容納容器口 (9)的容納部分(12)。
6. 根據(jù)權利要求1至5中至少一項所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，其 特征在于，所述自由射流灌裝元件(2)設置有用于杠桿機構(5)的導向 裝置(6a、 6b)。
7. 根據(jù)權利要求1至6中至少一項所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1),其 特征在于，所述自由射流灌裝元件(2)設置有管道(19)，特別是用于 CIP清洗液的管道。
8. 根據(jù)權利要求1至7中至少一項所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，其 特征在于，所述對中單元(7)還設置有清洗封閉元件(16)，特別是清洗 蓋(16)，所述清洗封閉元件(16)為清洗的目的能夠被連接至對中單元 (7)的下端以便將所述對中單元(7)在底部封閉。
9. 一種通過自由射流灌裝系統(tǒng)(1)罐裝容器(10)的方法，包括以下步驟所述容器(10)被移動到自由射流灌裝元件(2)下方的位置，對中單元(7)被移動到容器口 (9)上以便將所述對中單元安放在所 述容器口 (9)上，所述容器借助于穿過對中單元(7)的自由射流通過自由射流灌裝元件 (2)被灌注，灌裝高度通過設置在對中單元(7)上并且伸入到容器中的灌裝高度探 測器被測量，以及當達到指定的測量灌裝高度時灌注過程停止。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，為清洗的目的，將清 洗封閉元件(16)連接在對中單元(7)的下側。
11. 根據(jù)權利要求9或10所述的方法，其特征在于，為清洗的目的， 自由射流灌裝元件(2)和/或對中單元(7)朝向彼此移動，使得自由射流 灌裝元件(2)和對中單元(7)相互密封地接觸。
12. 根據(jù)權利要求9至11中至少一項所述的方法，其特征在于，為灌 裝的目的，容器(10)被連續(xù)地供給灌裝機，在灌裝機處容器(10)被連 續(xù)地灌裝以及連續(xù)地卸掉。
13. —種用于灌裝容器(10)的灌裝機，包括多個循環(huán)的根據(jù)權利要 求l-8中至少一項所述的自由射流灌裝系統(tǒng)(1)，這些自由射流灌裝系統(tǒng) 設置在具有中心液體容器裝置的旋轉系統(tǒng)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自由射流灌裝系統(tǒng)，以及一種通過這種用于無接觸地灌裝容器的自由射流灌裝系統(tǒng)灌裝容器的方法和相應的灌裝機。所述自由射流灌裝系統(tǒng)設置有灌裝高度探測器。為獲得在容器中始終相同的灌裝高度并且同時實現(xiàn)衛(wèi)生灌裝，以可垂直移動的方式在自由射流灌裝元件的下方設置對中單元，使其能夠移動到容器口上，灌裝高度探測器設置在對中單元上。
文檔編號B67C3/28GK101607686SQ20091014753
公開日2009年12月23日 申請日期2009年6月18日 優(yōu)先權日2008年6月19日
發(fā)明者克里斯蒂安·古德布倫納 申請人:克朗斯股份公司