专利名称：用于填充特别是大容积容器的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用特别是气体饮料的液体填充特别是大容积容器的方法，依照 该方法，液体在预定流速下供给。
背景技术：
这些类型的填充方法通常用于充碳酸气的饮料的情形例如用于灌瓶啤酒或一般 用在饮料工业中。在啤酒灌瓶的框架内，所谓的桶筒用作大容积容器。这些是周转使用的 筒，其体积含量通常为例如30L或50L。这种桶筒在其顶侧设置有阀，即所谓的桶头，其上装配了适当的丝锥头。利用丝锥 头，二氧化碳从外部容器定期地供给，这样桶筒的包含物就可以排放到分配头中。利用推进 气体，会在桶中生成过压，当丝锥被打开时，该过压会将包含物通过桶内部的管压出。当丝 锥头被除去时，阀会以气密方式闭合桶，因此使包含物的进一步存储成为可能。筒内部的过 压会保持恒定并且减少饮料的任意起泡。这些类型的装瓶方法在实践中用于许多情形并且例如是DE 30 08 213A1的目 的。除此之外，通常已知并且通过DE 196 48 493 Al的另一个上下文可知，在用于重 复的计量可选的可再生数量的液体的方法的情形中，曾经手动地实现的计量操作可以学习 并且存储从而被调用。然而，这些类型的操作方法在填充饮料中并不是已知的，因为在这种 情形中，将各个桶筒或通常大容积容器尽可能迅速地填充是一个问题。在这种情形下，实际上已经出现了通过填充部分的流速和因此对于容器特别是当 使用气体饮料填充容器时并且在这种情况下优选地充了碳酸气的产品的填充速率受到限 制。所述限制是由于下面的事实，即当超过所描绘的速率的最大值时，液体中的碳趋于除气 并且因此开始形成泡沫。该泡沫形成物使得容器填充相当地更加困难。为此，已经在实践中使用适合容器内部的填充级别或填充级的改变的流速并且在 此仍然存在相当的改进的需求。因为在实践中，填充部分通常具有相当的长度并且这导致 或多或少的大的液体体积在填充部分内部，而这会周期性地延迟流速中的变化。在实践中 这通常会带来不兼容性，其方式为在填充部分的排料口处观察到的流速不同于沿着填充部 分例如利用可控阀已经预定的流速。这是本发明要适合之处。
发明内容
本发明所基于的技术问题是开发另一种用于填充特别是上述开发的大容积容器 的方法，这样填充过程就会被优化。另外，生成特别适当的设备。在这种情形下，优化的目 标特别是提高在填充时的流速或填充速率。另外，在实践中沿着填充部分观察到的所有压 力波动或压力猛增应该减小至最小值。因为这种压力猛增或压力波动通常会导致包含在液 体中的充碳酸气的除气。为了解决先前概述的问题，在使用液体填充特别是大容积容器的情形中，假设当
3前流速预定为并行地测量的一个或多个参数值的函数并与至少一个现有填充操作的速率 值结合，所述现有填充操作的速率值与参数值相关。 因此，在本发明的框架内，当前期望的流速预定为不仅是并行地测量的一个或多 个参数值而且是与已经经由一个或多个现有的填充操作确定的已知速率值组合的所述参 数值的函数。这意味着与当前流速并行地测量的参数值反映了填充部分内部液体的特定状 态，而且流动的特定特征与所述特定填充部分动态相关。对于该状态，从现有的填充操作或 从几个现有的填充操作的流速的特定速率值已被证明是尤其有益的。然后利用至少一个 先前填充操作的所述速率值来预定当前流速。在这种情形下，测量的参数值当然不仅在确 定现有填充操作的速率值时起到作用，而且还通过修改(从至少一个现有的填充操作导出 的)过去速率值在适用处默认地包含在当前流速中。 就此而论，它已经在当前流速被优化时证明了价值。在这种情形下，有进行优化所 采用的各种目标过程或目标。通常，选择的动作的过程是测量容器所需填充时间尽可能地 少且考虑特定的填充级别。另一个或可选目标是液体内不会发生压力飙升或压力波动或仅 仅沿着填充部分最低程度地发生。很明显，经由其它目标的其它类型的优化也是可以想见 的并且包括在本发明中。无论如何，至少一个先前填充操作的各个速率值被作为初始起始点。然后通过例 如增大速率进行修改。如果在这种情形下目标已经得到维持，它就是优化的当前流速。优化为该效果的当前流速可以连同并行地测量的参数值存储在速率值矩阵中。一 个或几个现有填充操作的速率值当然已经预先记录在速率值矩阵中。这意味着本发明访问 存储在速率值矩阵中的速率值并且与一个或几个现有的填充操作相关从而连同并行地测 量的参数值来预定当前流速。一旦已经实现了在此描述的优化，当前优化的流速就会记录 在速率值矩阵中，然后又会作为用于将来填充操作的现有填充操作的各个速率值起作用。在这种情形下，详细的过程是当前(修改的)流速与并行地测量的参数值相关的 现有填充操作的流速进行比较。现有的填充操作的所述流速或现有的填充操作的相应的速 率值如所述的那样存储在速率值矩阵中。当前(修改的)流速和先前流速之间的比较是考 虑到一个或多个目标而执行的。例如所述目标可以是对于容器填充时间尽可能短且考虑到 相应的填充级别。如果所述比较结果是例如考虑到当前(修改的)流速填充时间减少，则当前和因 此优化的流速然后被记录到速率值矩阵中代替先前的流速或相关速率值。如果，与此相反， 现有的填充操作的流速显示了更短的填充时间，则其速率值的条目保持在速率值矩阵中。这样，在将容器的所需填充时间减小到最低且考虑特定填充级别的实例的情形 中，通过当前(修改的)流速在每种情形中与现有的流速比较可以获得自学习过程。在所 述过程结束时，这样确定的优化流速或与参数值相关的其速率值被记录到速率值矩阵中并 且可用于后续的填充操作作为现在现有的填充操作的速率值。已经证明了当参数值确定在不同的填充点处或用于将被填充的存储容器和排料 口之间的位置处时的价值。在实例的情形中，大容积容器例如桶筒位于排料口的直接附近 处。总之，当前流速是根据闭合控制系统预先确定的。在这种情形下，由并行地测量的参数 值和作为参考变量的一个或多个现有的填充操作的相关速率值，每种情形中的当前(修改 的)速率值可以导出为作用变量。所述当前速率值对应于当前流速，当前流速又会按照自
4学习过程与具有相同或可比较参数值的先前流速进行比较。就此而论，它还已经证明当控制器操作或者设计成所谓的初步控制器时是有利 的。这种初步控制的特征在于，例如，出于确定参数值的目的，考虑了液体产品在其从填充 点到排料口的行程中的当前流速中的所有偏差。这意味着可以以此方式考虑各个填充点的 流动和/或反应行为。此前描述的在流速变化转换时的流动和任意延迟会由此吸收。这样，就可以按照这样一种方式考虑在填充点和卸料口之间的液体体积和其行为 或各个填充部分的行为，即用于调节流速例如提高流速的相关控制阀不会打开得过大然后 由于上游的液体体积抑制流速提高而突然地闭合。而是可以考虑到这一点，例如在流速的 升高被指数地选取直至期望值从而最初地加速停滞的液体体积。无论如何，来自现有填充 操作的针对相关填充点的这种知识可以精确地再现并且连同相关的参数值存储在速率值 矩阵中。在实例的情形中的所述参数值可以是填充点处流速的期望变化，而这由于“学习” 行为，不再被急剧的方式影响而是在后续的填充操作中即对于当前流速指数地增大。本发明的目的还为如权利要求8所述的使用液体填充特别是大容积容器的设备， 所述设备优选地适于执行所述方法。所述设备的有利发展是权利要求9和10所述的目标。
因此，在本发明的框架内，可以第一次优化特别是充碳酸气的饮料到大容积容器 中的填充操作，无论是关于填充速率还是相对于将被避免的压力波动或压力飙升。这可以 主要地归因于该方法和设备可以存取对于相似液体状态(现有填充操作的速率值)的经验 数据并且经由学习过程的当前测量(优化的当前速率值)不断地改进它的事实。在此将会 看到本发明的主要优点。
下面将通过仅仅表示一个实施例的附图详细地描述本发明，其中图1显示了依照本发明的设备的图示，并且图2显示了填充操作的图形，其中在y轴上表示了向前体积V的周期变化即流速， 而χ轴标识了从0%到100%的填充级别。在这种情形下必须指出，曲线(表面积)整体表 示了填充体积。
具体实施例方式图1表示用于填充特别是大容积容器1的设备。容器1是桶筒1，在这种情形下以 一般配置填充啤酒，这不必是强制的。容器1或桶筒1由饮料的流或流速(向前体积V的 周期变化)填充，饮料的流动或流速在示例性实施例中是沿着填充部分2从存储容器3到 远至排料口 4进行控制的。原则上，桶筒内的压力可以经由回气控制系统改变，然而并未表 示这一点。可调节阀5负责控制液体在其行程上从存储容器3到排料口 4的流动或调节流 速。在示例性实施例中并且以非限制的方式，所述可调节阀5与具有可调节流动隔膜7的 旁路6结合。可调节流动隔膜7和可调节阀5均连接至调节单元8，且在示例性实施例中， 调节单元8的形式为控制单元8或是其组成部分并且监视和控制整个设备。另外，沿着填充部分2可以看到多个传感器9、10、11、12。传感器9、11、12均是压 力传感器9、11、12，而传感器10开发为流量传感器10。另外，还设置了填充阀13和气阀14。压力传感器12和气阀14与供气管道相联，桶筒1利用它使用需要的推进气体起 作用，如已经在前言中描述的那样。压力传感器11和填充阀13与桶头相连并且保证桶筒 1在填充操作之后正确地关闭。两个压力传感器11、12和填充阀13和气阀14对于本发明 并不重要。填充操作进行如下。从存储容器3排出的液体在适当的填充点或沿着填充部分2 的位置上利用压力传感器9和流量传感器10进行测量。这会生成用于压力和流量或流速 的参数值，这些参数值是另外由控制单元8检测和使用的，如下文更详细地说明的那样。至 少一个现有填充操作的一个或多个速率值实际上与两个参数值相关，在示例性实施例中即 压力和流速。所述速率值存储在控制单元8或在该位置处的存储器8’中的速率值矩阵中。 这种速率值矩阵例如看上去类似于下列
权利要求
一种使用特别是气体饮料的液体填充特别是大容积容器(1)的方法，依照该方法，液体以预定流速供给，其特征在于，当前流速预定为并行地测量的一个或多个参数值的函数并与参至少一个现有填充操作的速率值结合，所述现有填充操作的速率值与所述参数值相关。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，关于容器(1)的所需填充时间、压力飙升和 /或压力波动的缺失或类似目标优化当前流速。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当前流速连同并行地测量的参数值存储 在速率值矩阵中。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，当前流速与和针对一个或多个目标 与并行地测量的参数值相关的现有的填充操作的流速比较，其中仅仅每种情形中的优化速 率按照自学习过程存储。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，沿着填充部分(2)在存储容器(3) 和排料口(4)之间的各个填充点处检测参数值。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，当前流速是按照闭合的控制系统预 定的，其中由并行地测量的参数值和作为参考变量的一个或多个现有的填充操作的相关速 率值，会导出每种情形中的当前速率值作为当前流速的作用变量。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，控制系统设计为初步控制系统，例如该初步 控制系统考虑到当前流速在从填充点到远至排料口(4)的其行程上的任意偏差用于确定 参数值。
8.一种使用特别是气体饮料的液体填充特别是大容积容器(1)的设备，优选地用于实 现如权利要求1至7之一所述的方法，所述设备包括至少一个用于测量填充点处的至少一 个参数值的传感器(9，10)，还包括用于预置流速的可调节阀(5)和依照参数值调节阀(5) 的控制单元(8)，其特征在于，控制单元(8)具有其中存储了与参数值相关的现有填充操作 的速率值的存储器(8’)，且其与利用阀(5)的相应调节与参数值结合预定当前流速。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，具有可调节流动隔膜(7)的旁路(6)与阀 (5)相连。
10.如权利要求8或9所述的设备，其特征在于，沿着填充部分(2)在存储容器(3)和 排料口(4)之间实现多个传感器(9，10，11，12)，例如压力传感器(9)、流量传感器(10)、温 度传感器、CO2传感器等。
全文摘要
本发明涉及一种使用特别是含气饮料的液体填充特别是大容积容器(1)的方法和设备。该液体被添加有预定的流动速度。依照本发明，当前速度预定为一个或多个同时测量的参数值的函数并与至少一个现有填充过程的速度值结合，所述速度值与所述参数值相关。
文档编号B67D7/36GK101980947SQ200980111584
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月17日 优先权日2008年4月1日
发明者A·蒙策尔 申请人:Khs有限责任公司