用于灌裝閥的方法和灌裝閥系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于灌裝閥的方法和灌裝閥系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及其中將灌裝閥配置為從液體產(chǎn)品供給系統(tǒng)排出預(yù)定體積的液體的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在灌裝工業(yè)中，并且特別是在通過(guò)將液體產(chǎn)品灌裝到單個(gè)的包裝內(nèi)進(jìn)行處理的工業(yè)中，需要精確地控制待灌裝液體產(chǎn)品的實(shí)際體積。為此，已證明了利用其中控制命令允許打開(kāi)閥門的灌裝閥是有效的。因此，排出液體產(chǎn)品并且關(guān)閉命令確保當(dāng)預(yù)定的體積已被排出時(shí)灌裝閥被關(guān)閉。
[0003]灌裝閥提供有關(guān)例如可用性、可控性和致密性的許多優(yōu)點(diǎn)。然而，必需精確地測(cè)定灌裝閥的性能以控制操作。因?yàn)殚_(kāi)啟和關(guān)閉是通過(guò)移動(dòng)兩個(gè)位置之間的閥元件進(jìn)行的，所以在這些移動(dòng)程序過(guò)程中將有一些排出，從而一定量的液體將被允許通過(guò)灌裝閥溢出，并且因此這樣的體積將貢獻(xiàn)于排出的總體積。
[0004]為了精確地控制灌裝閥的操作，可提供流量計(jì)，流量計(jì)被配置為每當(dāng)預(yù)定體積通過(guò)關(guān)聯(lián)的流量計(jì)時(shí)就傳輸脈沖。通過(guò)計(jì)算流量計(jì)的脈沖數(shù)可測(cè)定通過(guò)流量計(jì)的累積體積。因此，一旦灌裝閥被命令打開(kāi)，流量計(jì)將開(kāi)始測(cè)量排出的體積。當(dāng)已排出一定的體積時(shí)，灌裝閥將被命令關(guān)閉，從而由于延遲灌裝閥的關(guān)閉操作，控制器推測(cè)加入到排出體積中的額外體積。然而，如果由于一些原因，灌裝閥的實(shí)際關(guān)閉操作不同于推測(cè)的操作，那么排出液體的總體積將偏離所需的體積。這為灌裝操作提供了缺點(diǎn)，因?yàn)槿绻谝恍┓矫嬗绊懝嘌b閥的關(guān)閉操作的話，那么每個(gè)包裝會(huì)含有過(guò)多或過(guò)少的液體。
[0005]因此，有必要提供用于灌裝閥的導(dǎo)致更精確地控制灌裝閥的方法和灌裝閥系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的目的是克服或減輕上述問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的構(gòu)思是提供灌裝閥系統(tǒng)，其中根據(jù)灌裝閥上游的壓力控制灌裝閥的關(guān)閉。
[0008]根據(jù)第一個(gè)方面，提供被配置為排出預(yù)定體積的液體產(chǎn)品至單個(gè)的包裝的灌裝閥系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)灌裝閥；被配置為打開(kāi)所述至少一個(gè)灌裝閥從而允許排出液體產(chǎn)品并被配置為關(guān)閉所述至少一個(gè)灌裝閥的控制器;和被配置為測(cè)量通過(guò)所述至少一個(gè)灌裝閥排出的液體產(chǎn)品的量的流量計(jì)。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置為測(cè)定所述至少一個(gè)灌裝閥上游的壓力的壓力傳感器，其中所述控制器進(jìn)一步被配置為基于所測(cè)定的壓力計(jì)算在所述至少一個(gè)灌裝閥的關(guān)閉程序過(guò)程中估算的排放體積，并基于所述估算的排放體積啟動(dòng)所述關(guān)閉程序。當(dāng)通過(guò)灌裝閥的流速已被證明受上游壓力的影響時(shí)，在關(guān)閉程序過(guò)程中的排放體積將根據(jù)上游壓力而變化。因此，當(dāng)累積排出的體積等于所需的體積減去估算的排放體積時(shí)可啟動(dòng)關(guān)閉程序。
[0009]所述控制器可被配置為對(duì)比所測(cè)定的壓力和基準(zhǔn)壓力以測(cè)定壓差，并且其中基于所述壓差計(jì)算所估算的排放體積。因此可精確估算關(guān)閉程序過(guò)程中的排放體積，而且在這種情況下，由于系統(tǒng)操作可能需要調(diào)整基準(zhǔn)壓力。
[0010]所述系統(tǒng)可進(jìn)一步包括與液體產(chǎn)品罐流體連通的氣體系統(tǒng)，其中液體產(chǎn)品罐被布置為與所述至少一個(gè)灌裝閥流體連通。氣體系統(tǒng)的提供使得液體產(chǎn)品罐內(nèi)的環(huán)境能受控制。
[0011]此外，壓力傳感器可被布置在所述液體產(chǎn)品罐內(nèi)并被配置為測(cè)定所述液體產(chǎn)品罐內(nèi)部的氣體壓力。因此，如果氣體壓力變化，這將不影響排出體積，因?yàn)殛P(guān)閉程序作為液體產(chǎn)品罐內(nèi)的氣體壓力的函數(shù)被控制。
[0012]在生產(chǎn)過(guò)程中，所述氣體系統(tǒng)可與鄰近所述至少一個(gè)灌裝閥的區(qū)域流體連通，以在所述區(qū)域提供氣體環(huán)境。微生物或其他有害物質(zhì)的存在可能因此會(huì)減少，從而液體產(chǎn)品的質(zhì)量以及封閉液體產(chǎn)品的包裝將會(huì)改善。
[0013]所述至少一個(gè)灌裝閥可包括與第一灌裝線相關(guān)的第一灌裝閥組和與第二灌裝線相關(guān)的第二灌裝閥組，其中所述灌裝閥中組的每一個(gè)被配置為彼此獨(dú)立地處于打開(kāi)狀態(tài)或處于非打開(kāi)狀態(tài)，并且其中所述氣體系統(tǒng)僅向處于打開(kāi)狀態(tài)的灌裝閥組提供氣體環(huán)境。這是有利的，因?yàn)闅怏w的實(shí)際量可僅被引導(dǎo)到需要的區(qū)域，而不影響排放灌裝量的精確度，因?yàn)楣嘌b閥的關(guān)閉程序?qū)⒒谝后w產(chǎn)品罐內(nèi)的氣體壓力被啟動(dòng)。
[0014]所述氣體系統(tǒng)可包括空氣或氮?dú)夤┙o源。
[0015]根據(jù)進(jìn)一步的方面，提供了用于向單個(gè)的包裝灌裝液體產(chǎn)品的灌裝機(jī)。所述灌裝機(jī)包括根據(jù)第一方面所述的灌裝閥系統(tǒng)。
[0016]所述灌裝閥系統(tǒng)可被布置在所述灌裝機(jī)的無(wú)菌區(qū)域中。
[0017]根據(jù)又一個(gè)方面，提供了用于被配置為向單個(gè)的包裝排放預(yù)定體積的液體產(chǎn)品的灌裝閥的方法。所述方法包括以下步驟:控制所述灌裝閥的打開(kāi)，以允許液體產(chǎn)品在起始時(shí)間排出，測(cè)量通過(guò)灌裝閥排出的液體量，并控制所述灌裝閥的關(guān)閉?？刂乒嘌b閥的關(guān)閉的步驟是通過(guò)以下步驟進(jìn)行的:i)測(cè)定所述灌裝閥上游的壓力，ii)基于所述測(cè)定壓力計(jì)算灌裝閥的關(guān)閉程序過(guò)程中的估算排放體積，以及iii)基于所述估算的排放體積啟動(dòng)關(guān)閉程序。
[0018]控制灌裝閥的關(guān)閉的步驟可進(jìn)一步包括對(duì)比所述測(cè)定壓力與基準(zhǔn)壓力以測(cè)定壓差，并且其中所述估算的排放體積是基于所述壓差計(jì)算出來(lái)的。
[0019]此外，測(cè)定所述灌裝閥上游的壓力的步驟可包括測(cè)定與所述灌裝閥流體連通的液體產(chǎn)品罐內(nèi)的壓力。
【附圖說(shuō)明】
[0020]參照附圖，通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的下述舉例說(shuō)明性且非限制性的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中:
[0021]圖1是使用根據(jù)不同的實(shí)施方式所述的灌裝閥系統(tǒng)的灌裝機(jī)的示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)一實(shí)施方式的灌裝閥系統(tǒng)的示意圖；
[0023]圖3是舉例說(shuō)明灌裝閥的灌裝程序的圖；
[0024]圖4是根據(jù)進(jìn)一步的實(shí)施方式的灌裝閥系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖5是根據(jù)一實(shí)施方式的灌裝閥系統(tǒng)的一部分的示意圖；和
[0026]圖6是根據(jù)一實(shí)施方式的用于灌裝閥的方法的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]從圖1開(kāi)始，示出了灌裝機(jī)的示意圖。灌裝機(jī)10優(yōu)選地被配置為向單個(gè)的包裝灌裝液體產(chǎn)品，并且包括液體產(chǎn)品入口 11和包裝材料的供給源12。所述包裝材料可例如是半成品容器，例如開(kāi)口式PET瓶、玻璃容器等，但在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述包裝材料是液體食品工業(yè)內(nèi)使用的基于紙箱的材料，其為包裝材料卷材的形式，或者作為單獨(dú)的坯件。包裝材料優(yōu)選被送入滅菌單元13中以減少微生物物質(zhì)和其它有害微生物的存在。灌裝機(jī)10進(jìn)一步包括其中液體產(chǎn)品被允許進(jìn)入單個(gè)的包裝的灌裝單元14。在包裝材料作為基于紙板的材料提供的情況下，灌裝單元14進(jìn)一步被配置為將這種包裝材料形成單個(gè)的包裝并相應(yīng)地將其密封。例如，灌裝單元14可被配置為進(jìn)行多個(gè)后續(xù)步驟，例如i)提供半成品的基于紙板的包裝，i i)向這些半成品包裝灌裝液體產(chǎn)品，以及i i i)密封已灌裝的包裝，使得包裝完全封閉。
[0028]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，灌裝單元14接收基于紙板的材料的坯件并將它們形成為開(kāi)口式的管或套筒，由此塑料材料的封閉頂部直接注射模制在管上用于封閉一個(gè)端部。將在稍后形成包裝的底端的另一個(gè)端部隨后與灌裝單元的灌裝閥對(duì)準(zhǔn)，以接收液體產(chǎn)品。當(dāng)預(yù)定體積的液體產(chǎn)品被接收到時(shí)，灌裝單元14密封還打開(kāi)的端部以完全密封包裝。密閉的包裝其后接收在分配單元15中，其中若干后續(xù)的包被收集并轉(zhuǎn)送以進(jìn)一步處理和分配。
[0029]由于包裝材料在進(jìn)入灌裝單元14時(shí)被滅菌，因此這有利于將灌裝單元14布置在無(wú)菌環(huán)境中。這可以例如通過(guò)在灌裝區(qū)提供滅菌氣體的過(guò)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)，維持該過(guò)壓直到包裝被完全灌裝和密封。
[0030]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出了灌裝閥系統(tǒng)100的示例。灌裝閥系統(tǒng)100可利用各種不同的灌裝機(jī)，這將在下文進(jìn)行描述，并且尤其用于在灌裝體積控制中需要高精度的應(yīng)用。這樣的應(yīng)用可例如包括昂貴的液體產(chǎn)品，例如化學(xué)品、藥品、化妝品等，而且還可包括用于消費(fèi)者期望有高精度的液體產(chǎn)品，例如用于液體食品產(chǎn)品，例如牛奶、飲料、果汁等。
[0031]灌裝閥系統(tǒng)100包括至少一個(gè)灌裝閥110，其與液體產(chǎn)品供給源120流體連通。如圖2中可以看出，四個(gè)灌裝閥110a-d并行設(shè)置，其中所述灌裝閥110a-d中的每一個(gè)與液體產(chǎn)品供給源120流體連通。
[0032]灌裝閥系統(tǒng)100與用于半成品包裝130的進(jìn)料單元配合地布置。如圖2中所示，空包裝是從附圖的左端部接收的并且與第一灌裝閥IlOa垂直對(duì)準(zhǔn)地移動(dòng)。部分灌裝之后，運(yùn)送包裝并使其與第二灌裝閥IlOb對(duì)準(zhǔn)以進(jìn)行額外部分的灌裝。然后在包裝130被完全灌裝之前使包裝130移動(dòng)跨過(guò)第三和第四灌裝閥I 1c、I 1d。使幾個(gè)灌裝閥110a-d順序操作提供了許多優(yōu)點(diǎn)。首先，將灌裝過(guò)程分成幾個(gè)步驟，使包裝130能移動(dòng)以適應(yīng)灌裝機(jī)的之前和隨后的換位和移動(dòng)，灌裝閥系統(tǒng)100形成灌裝機(jī)的一部分。其次，每個(gè)灌裝閥110a-d可根據(jù)其換位位置進(jìn)行優(yōu)化。例如，第一灌裝閥IlOa將向空包裝提供第一體積的液體產(chǎn)品，從而快速灌裝可能導(dǎo)致過(guò)度的泡沫形成和飛濺。因此，第一灌裝閥IlOa可設(shè)置成相對(duì)較慢地灌裝特定分布的出口液體產(chǎn)品，使得液體產(chǎn)品擊中包裝的內(nèi)壁。因此，隨后的灌