用于用填充产品来填充要填充的容器的方法和设备与流程

本发明涉及在饮料罐装设施中用于用填充产品来填充要填充的容器的方法以及设备。

背景技术：

填充方法和用于执行填充方法的设备是已知的，其中要填充的容器借助处理室密封，将填充阀与要填充的容器的通口连接，并且将要填充的容器的容器内部空间用吹扫气体吹扫以降低氧气含量。在用吹扫气体吹扫容器内部空间之后，随后将容器内部空间用填充产品填充。在填充之前——根据选择的填充方法并且根据要灌装的填充产品——也能够执行对要填充的容器预加应力或抽真空。

与用填充产品填充容器内部空间同时地，也在此之前或在此之后，将处理室置于超压下并且随后将填充阀从已经用填充产品填充的容器的通口移除。由于在处理室中存在超压，在将填充阀从用填充产品填充的容器的通口移除时，不发生尤其碳化的填充产品的溢流、飞溅或起沫外溢。处于超压下的处理室相应地与容器内部空间联通。

随后，在下一处理步骤中，在始终仍处于超压下的处理室中，将容器封闭件施加到容器上并且将容器相应地封闭。随后，将在处理室中存在的超压基本上降低至环境压力并且随后将被填充和封闭的容器从处理室移除。这种设备和这种方法例如从ep2937310a2中已知。

技术实现要素：

基于已知的现有技术，本发明的目的是，改进已知的方法和已知的设备，使得填充过程能够更有效地执行。

所述目的通过具有权利要求1的特征的用于用填充产品来填充要填充的容器的方法来实现。有利的改进方案在从属权利要求、本说明书以及附图中得出。

相应地，提出一种用于用填充产品来填充要填充的容器的方法，所述方法具有如下步骤：将要填充的容器密封地容纳在处理室中，将填充机构密封地施加到容器上，在将填充机构密封地施加到容器上之后，用通过吹扫气体通道导入到容器中的吹扫气体来吹扫容器，在用吹扫气体来吹扫容器之后，用填充产品来填充容器，用加压气体通过加压气体通道来对处理室预加压力，在填充容器和对处理室预加压力之后，将填充机构从容器移除，在将填充机构从容器移除之后，将容纳在处理室中的容器用容器封闭件封闭，并且在封闭容器之后，将在处理室中存在的预加压力泄压并且从处理室中取出容器。根据本发明，在处理室中存在的预加压力至少部分地泄压到吹扫气体通道中。

由于将处理室中的预加压力的泄压至少部分地通过吹扫气体通道来实现，能够实现在处理室中用于预加压力的气体的再次使用。在处理室中使用的加压气体随后尤其能够随后用于吹扫其他要填充的容器。

尤其是，由于在真正用填充产品来填充容器之前在用吹扫气体来吹扫容器时的压力比，所以不需要用高压来执行吹扫。更确切地说，吹扫优选在如下压力下执行，所述压力低于填充产品的压力。例如能够在小的压力下、例如在0.5bar至4bar的绝对压力下、优选在1.4bar至1.9bar的绝对压力下执行用吹扫气体的吹扫，其中容器同时经由真空通道与负压联通，所述负压低于吹扫气体的压力。相应地，在一定程度上穿过要吹扫的容器抽吸来自吹扫气体通道中的吹扫气体。

将真空通道的“真空”在本文中相应地仅理解成，真空通道中的压力在用吹扫气体吹扫容器期间低于在吹扫气体通道中存在的压力，以便相应地实现出自吹扫气体通道到容器中并且穿过所述容器的吹扫气体流。

相反地，为了提供防止从碳化的填充产品中排放气体的相应的反压，将处理室以2bar至11bar的绝对压力、优选以5bar至9bar的绝对压力，用加压气体加载。通过将处理室用加压气体加载能够实现，尤其碳化的填充产品在将填充机构从随后被填充的容器的通口移除时不倾向于，排放在填充产品中化合的co2。

由此相应地能够实现，通过处理室中的预加压力抑制在容器中容纳的填充产品从被填充的容器的通口中起沫外溢的倾向或完全阻止起沫外溢和流出。此外，可能在被填充的容器的通口区域中存在的泡沫由于处理室中的超压而被压回到被填充的容器中。维持处理室中的所述超压，直至容器借助于封闭器可靠地用容器封闭件封闭。

为了有效地实现吹扫气体的吹扫作用和加压气体的预加压力作用，此外加压气体通道处于比吹扫气体通道更高的压力下。借此也确保，加压气体从在压力下用加压气体加载的处理室中至少部分地在打开吹扫气体阀时流入到吹扫气体通道中。

因此能够实现，在将容器封闭之后加压气体的气体体积的在高压下在处理室中为了预加压力而存在的部分被引入到吹扫气体通道中，用于为处理室泄压。在吹扫气体通道中存在较小的压力，使得气体体积的相当大的部分能够从处理室流出到吹扫气体通道中。所述气体体积随后能够再次用于，吹扫下一要吹扫的容器。

对此要注意的是，将容器例如以其容器体积的双倍体积用吹扫气体吹扫。相反地，处理室典型地具有比容器体积明显更小的体积。

在一个示例性的构成方案中，处理室具有100ml的体积，而要填充的容器具有500ml至1l的体积。借此，在用出自加压气体通道的加压气体预加压力的处理室中的5bar的绝对压力和在吹扫气体通道中的1bar的绝对压力下得知，出自处理室的为了泄压流回到吹扫气体通道中的加压气体体积在下一次吹扫要填充的容器时完全在要吹扫的容器中被消耗。随后，于是还有新鲜的吹扫气体从吹扫气体储存器中补充流入。

以所述方式能够实现，能够降低通常分别是co2的吹扫气体和加压气体的消耗，因为在处理室中作为加压气体使用的co2随后能够作为吹扫气体被循环利用。相应地，得到作为加压气体在处理室中使用的co2的大约80％的循环利用率。

优选地，在将预加压力泄压到吹扫气体通道中之后，将在处理室中剩余的预加压力通过与环境联通的泄压通道继续泄压，优选泄压至环境压力。以所述方式能够确保，在从处理室中取出被填充的和封闭的容器之前，将处理室继续泄压并且相应地可靠地打开处理室和可靠地取出容器是可能的。

优选地，在取出封闭的容器之后进行的、用吹扫气体对随后容纳在处理室中的要填充的容器的吹扫，至少部分地借助流入到吹扫气体通道中的加压气体执行。借此，相应地能够实现气体的有效的再次使用。

优选地，为了吹扫容器，除了泄压到吹扫气体通道中的加压气体之外，使用出自吹扫气体源的吹扫气体。借此，能够确保输送新鲜的吹扫气体。

优选地，吹扫气体通道处于0.5bar至4bar的绝对压力下，尤其优选地处于1.4bar至1.9bar的绝对压力下，并且加压气体通道处于2bar至11bar的绝对压力下，优选处于5bar至9bar的绝对压力下。

在一个优选的改进方案中，在将处理室的预加压力泄压到吹扫气体通道中之后，紧接着将在处理室中剩余的预加压力通过经由真空管路提供的负压继续泄压，优选泄压至环境压力。通过将处理室与真空管路连接，相应地能够提供非常快的泄压。

优选地，在将处理室的预加压力泄压到吹扫气体通道中之后，紧接着将在处理室中剩余的预加压力通过从处理室中拉回填充机构和/或封闭机构继续泄压，优选泄压至环境压力。

借此，随着通过拉回填充机构和/或封闭机构引起在处理室中的体积增大，能够实现在处理室中剩余的预加压力的减压，使得能够放弃提供泄压管路。

在将预加压力部分地泄压到吹扫气体通道中之后拉回封闭机构本来就是必要的，以便将处理室再次置于初始位置中并且准备容纳新的要填充的容器。在该过程中，同时也进行处理室的限定的泄压。

优选地，在将吹扫气体引入到要填充的容器中期间，将要填充的容器用经由真空管路提供的负压加载，优选以便在要填充的容器中提供吹扫气体流。这能够实现容器的有效的吹扫。

有利地，在将填充产品引入到要填充的容器中之前，将要填充的容器置于负压并且将处于负压的填充产品引入到处于负压下的容器中。

上述目的此外通过具有权利要求11的特征的、用于用填充产品来填充要填充的容器的设备来实现。有利的改进方案在从属权利要求、本说明书以及附图中得出。

相应地，提出一种用于用填充产品来填充要填充的容器的设备，所述设备包括用于密封地容纳要填充的容器的处理室，用于密封地施加到借助处理室密封的容器上以及用于将填充产品引入到容器中的填充机构，用于将吹扫气体引入到要填充的容器中的吹扫气体通道，用于将加压气体引入到处理室中的加压气体通道，和用于将容器封闭件施加到处理室之内的被填充的容器上的封闭机构。根据本发明设有控制装置，所述控制装置设计成用于，在封闭容器之后，将在处理室中存在的预加压力至少部分地泄压到吹扫气体通道中。

借助于所述设备能够实现在上文中针对方法所描述的优点。

优选地，控制装置设计成用于，在将处理室的预加压力泄压到吹扫气体通道中之后，紧接着将在处理室中剩余的预加压力通过与环境联通的泄压通道继续泄压，优选泄压至环境压力。

在一个有利的改进方案中，控制装置设计成用于，在将处理室的预加压力泄压到吹扫气体通道中之后，紧接着将在处理室中剩余的预加压力通过经由真空线路提供的负压继续泄压，优选泄压至环境压力。

在另一有利的改进方案中，控制装置设计成用于，在将处理室的预加压力泄压到吹扫气体通道中之后，紧接着将在处理室中剩余的预加压力通过从处理室中拉回填充机构和/或封闭机构继续泄压，优选泄压至环境压力。

优选地，控制装置设计成用于，在取出封闭的容器之后进行的、对随后在处理室中容纳的要填充的容器的吹扫，至少部分地借助泄压到吹扫气体通道中的加压气体来执行。

有利地，控制装置设计成用于，为了吹扫容器，除了泄压到吹扫气体通道中的加压气体之外，使用出自吹扫气体源的吹扫气体。

附图说明

本发明的优选的另外的实施方式通过随后对附图的描述来详细阐述。在此示出：

图1示出用于用填充产品来填充容器并且随后用容器封闭件来封闭容器的设备的示意剖面图，其中设有用于容纳容器的处理室，作用于容纳在处理室中的容器上的填充机构，和作用于容纳在处理室中的容器上的封闭元件；

图2示出图1中的设备的示意图，其中封闭元件经由被填充的容器的通口区域引导，以便将容器封闭件施加到被填充的容器上；和

图3示出上述附图中的设备的示意图，其中封闭元件再次被拉回到初始位置中并且被填充的和封闭的容器向下从处理室中被引出。

具体实施方式

下面根据附图描述优选的实施例。在此，不同的附图中的相同的、相似的或起相同作用的元件设有相同的附图标记，并且部分地放弃重复描述所述元件，以便避免冗余。

在附图中示意地示出用于用填充产品来填充容器120和用于接着用容器封闭件封闭用填充产品填充的容器120的设备1的不同的局部、细节图和状态。

设备1包括处理室2、填充机构3和封闭机构4，这下面详细描述。

处理室2用于，当要填充的容器120的通口122与处理室2联通时，为要填充的容器120或其内部空间提供预设的压力比和/或预设的氛围。

填充机构3用于，将要填充的容器120的内部空间以本身已知的方式用预设量的填充产品填充。

封闭机构4用于，将用填充产品填充的容器120最后用容器封闭件封闭。

设备1例如能够设置在饮料罐装设施中，其中随后将饮料填入到要填充的饮料瓶中并且将饮料瓶在用饮料填充之后用容器封闭件封闭。但是也考虑用于灌装其他填充产品的设施，例如食品领域、制药领域、卫生领域或矿物油领域中的设施。

在这种设施中，常见的方式是环绕处理旋转件的环周设置多个示出的是设备1。例如在饮料罐装设施中，设备1相应地环绕处理旋转件的旋转轴线，以便相应地提供连续地处理和尤其连续地填充和连续地封闭连续被输送的要填充的容器120。在此，由被填充的和封闭的容器120形成流。

相应的设备1的处理室2设为用于，容纳要填充的容器120的至少一部分。对此，处理室2在其下端部上具有容器容纳开口20，穿过所述容器容纳开口，能够将分别要填充的容器120借助其容器通口122事先推入到处理室2中。

通过将要填充的容器120借助其容器通口122引入到处理室2中，将容器容纳开口20——例如借助于可开关的密封件60——相对于环境气密地封闭，使得处理室2的容器容纳开口20在容器120被推入时相对于环境气密地封闭。

因此，容器120用处理室2密封地容纳。在一个替选的设计方案中，不仅容器120的一部分——如在示出的实施方式中为通口区域——而且整个容器120容纳在处理室2中。

处理室2在其上端部上此外具有封闭件容纳开口22。穿过封闭件容纳开口22，封闭机构4或封闭机构4的封闭元件40能够作用于随后被填充的容器120的容器通口122上，以便施加容器封闭件。通过封闭机构4和封闭机构4的封闭件凸缘42的下沉，能够将封闭件容纳开口22气密地相对于环境密封。

借此，通过将容器120引入到容器容纳开口20中和通过将封闭机构4下沉到封闭件容纳开口22上，将处理室2的内部空间相对于环境气密地封闭。在处理室2之内，相应地能够施加不同于环境的压力和/或能够在处理室2中提供与环境氛围不同的氛围或气体混合物或气体。

在处理室2中，例如通过引入超压能够设置相对于环境不同的压力，所述压力在处理室2中从而随后也在相对于环境气密地借助处理室2封闭的要填充的容器120的内部空间中在如下情况下实现，容器通口122不密封地伸入到处理室2中并且相应地容器内部空间与处理室2联通。

通过用气体或气体混合物、如例如通过经由与处理室2联通的加压气体通道84导入co2或其他惰性气体加载处理室2，在处理室2中能够提供不同于环境的氛围。

在处理室2中，设有填充机构3的填充产品流出口3，借助于所述填充产品流出口能够将要灌装的填充产品引入到要填充的容器120的内部空间中。填充机构3具有包围填充产品流出口30的填充产品流出口密封件300，容器120的通口122能够匹配于所述填充产品流出口密封件并且借助于所述填充产品流出口密封件能够在容器内部空间和填充机构3之间建立密封的连接。

在相对于环境气密地借助处理室2封闭的要填充的容器120的内部空间中，在容器通口122敞开地通到处理室2中时，提供与在处理室2中基本上相同的压力和基本上相同的氛围。

如果要填充的容器120的容器通口122相反地相对于处理室2气密地封闭，例如通过将容器通口122借助填充机构3密封的方式封闭，那么在处理室2中存在的压力和在处理室2中存在的氛围不对在容器120的内部空间中存在的压力或在其中存在的气体组成产生影响。

填充机构3从而还有填充产品流出口30能够在示出的实施例中沿示出的表示填充机构运动方向的箭头f的方向运动，使得填充产品流出口30要么在处理位置中设置在容器容纳开口20之上，以至于要填充的容器120能够穿过其容器通口122用通过填充产品流出口30流出的填充产品加载，要么然而填充机构3和填充产品流出口30运动到拉回的停止位置中，以至于封闭机构4以下面描述的方式能够将容器封闭件施加到随后被填充的容器120上。

封闭机构4具有封闭元件40，借助于所述封闭元件能够将真正的容器封闭件施加到仍还在处理室2中容纳的、被填充的、但是还未封闭的容器120上。在示出的实施例中，封闭元件40构成为用于，在要封闭的容器120上施加瓶盖封闭件。封闭元件40然而能够根据需要和根据要求的容器封闭件构成并且尤其能够除了构成为瓶盖封闭件之外，也构成为用于施加作为成型件提供的螺旋封闭件的螺旋封闭器，构成为用于将容器封闭套筒缠绕或滚压到被填充的容器的外螺纹上的缠绕或滚压封闭器，构成为用于施加塞子、软木塞或以任意其他方式和方法用于封闭被填充的容器120的封闭元件。

现在一旦在填充产品流出口30和容器120之间形成气密的密封，那么能够发生用经由吹扫气体通道80输送的吹扫气体，例如co2来吹扫容器120。优选地，也能够设有真空通道88，借助于所述真空通道将容器120用负压加载。以所述方式，吹扫气流能够扫过容器120，并且以所述方式能够将在容器120中剩余的氧气挤出。或者能够通过交替地加载负压和吹扫气体来实现有效地吹扫容器120。

在吹扫气体通道80中优选存在0.5bar至4bar的绝对压力。如果应能够实现使吹扫气体流入到容器120中，那么必须相应地通过开关真空通道88将在容器120中存在的压力保持为低于在吹扫气体通道80中施加的压力。

控制装置9用于，将吹扫气体阀82和真空阀89切换成，使得以在上文中描述的方式用吹扫气体吹扫容器120并且相应地实现容器120中的预设的吹扫气体浓度。借此，例如能够实现容器120中的低氧的氛围。

随后能够将填充产品引入到随后被吹扫的容器120中。在优选的设计方案中，在引入填充产品之前，在容器120中要么能够提供负压，于是相对于此处于超压下的填充产品被导入到所述容器中，要么能够用加压气体对容器120预加压力至高于填充产品的饱和压力的压力并且将填充产品引入到预加压力的容器120中。

此外，当处理室2相对于容器120通过按压填充机构3压力密封地密封时，经由加压气体管路84，用加压气体对处理室2预加压力。控制装置9相应地通过开关加压气体阀86来控制处理室2用加压气体的所述加载。

为了有效地实现吹扫气体的吹扫作用和加压气体的预加压力作用，吹扫气体通道80优选处于0.5bar至4bar的绝对压力下，优选处于1.4bar至1.9bar的绝对压力下，并且加压气体通道84处于2bar至11bar的绝对压力下，优选处于5bar至9bar的绝对压力下。

在方法的一个尤其优选的设计方案中，吹扫气体通道80处于大致1.7bar的绝对压力下并且加压气体通道84处于大致7bar的绝对压力下。

为了有效地实现吹扫气体的吹扫作用和加压气体的预加压力作用，此外加压气体通道84处于比吹扫气体通道80更高的压力下。

如果在处理室2中达到期望的预加压力并且将容器120用填充产品填充，那么能够将填充机构3从容器120的通口122取走。容器120的内部空间以及处于其中的填充产品那么通过将处理室2与容器120联通的方式用处理室2的预加压力加载。以这种方式，当取走填充机构3时，填充产品的起沫外溢能够通过在填充产品中化合的气体——例如co2——的排放而被减少或避免。

随后，将填充机构3沿填充机构运动方向f拉回，并且将封闭器4——如在图2中示意地示出那样——下沉，以便将封闭件施加到随后被填充的容器120的通口122上。容器120或容器内部空间在此始终与容器处理室2联通，所述容器处理室本身处于预加压力下。

在封闭容器120之后，随后将处理室2泄压至较低的压力，这通过将吹扫气体通道80借助于吹扫气体阀82打开的方式实现。因为吹扫气体通道80处于低压下，例如在一个优选的实施方式中处于1.7bar的绝对压力下，所以在吹扫气体阀82打开时，在处理室2中处于高压下、例如在该实施例中处于7bar的绝对压力下的气体流回到吹扫气体通道80中。相应地——与压力比相关地——在处理室2中存在的加压气体的至少一部分流回到吹扫通道80中。

在示出的实施例中，即使填充机构3被拉回，处理室2也与其联通并且尤其经由填充产品流出口30也与吹扫气体通道80和真空通道88联通。

因为在特定的压力比下，处理室2至环境压力的完全泄压不会发生在吹扫气体通道80中，所以处理室2中的压力至环境压力的完全泄压例如能够通过将处理室2与真空通道88连接来实现。

在一个替选方案中或附加地，处理室2至环境压力的泄压也能够或能够附加地经由泄压通道800来实现，所述泄压通道与环境联通。

在另一替选方案中或对一个或两个上述用于处理室2的泄压的可能性附加地，在将处理室2的预加压力泄压到吹扫气体通道80中之后，紧接着能够将在处理室2中剩余的预加压力通过从处理室2拉回填充机构3和/或封闭机构4继续泄压，优选泄压至环境压力。

在此，在将处理室2泄压到吹扫气体通道80之后，将吹扫气体阀82再次关闭并且随后将封闭元件40从处理室2中移出。处理室2中的自由体积的在此产生的体积增大同样引起仍在处理室2中存在的预加压力的泄压。所述拉回能够执行直至泄压至环境压力。被填充的和封闭的容器随后能够从处理室2中取出。

相应的过程经由控制装置9来控制，所述控制装置在其方面开关相应的阀，例如加压气体阀86和/或吹扫气体阀82和/或真空阀89和/或泄压阀802。

在使处理室2处于环境压力之后，能够将随后被填充的和封闭的容器120如在图3中示意地表示那样从处理室2中取出。

在重新吹扫随后容纳在处理室2中的要填充的容器120时，将流回到吹扫气体通道80中的加压气体相应地再次使用，所述加压气体现在用作为吹扫气体。流回的加压气体在此暂存在吹扫气体通道80中。吹扫气体通道80的体积相应地设计并且例如能够通过插入的压力储存器扩展。

因为流回到吹扫气体通道80中的加压气体可能不能满足用于另外的要填充的容器120的下一吹扫过程的体积，所以能够从吹扫气体源820中——例如从吹扫气体箱中——输送新鲜的吹扫气体。通过将流回到吹扫气体通道80中的加压气体用作为吹扫气体，然而能够降低新鲜的吹扫气体的消耗。

优选地，吹扫气体通道80在此构成为，使得全部流回的加压气体体积能够容纳在吹扫气体通道80中，而流回的加压气体不进入到吹扫气体源820中，以便在此排除可能的污染。

只要可应用，在实施例中描述的所有单独的特征能够彼此组合和/或替换，而不脱离本发明的范围。

附图标记列表：

1设备

120容器

122容器通口

2处理室

20容器容纳开口

22封闭件容纳开口

3填充机构

30填充机构流出口

300填充机构流出口密封件

4封闭机构

40封闭元件

60可开关的密封件

80吹扫气体通道

82吹扫气体阀

84加压气体通道

86加压气体阀

88真空通道

89真空阀

800泄压通道

802泄压阀

820吹扫气体源

9控制装置