Изобретение относится к способу промывки емкостей промывочным газом согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к системе для промывки емкостей с промывочным газом согласно пункту 14 формулы изобретения.
Способ промывки, также наполнение под вакуумом емкостей известно в различных осуществлениях. При этом известно вакуумирование соответствующей емкости, соответственно, ее внутреннего пространства перед наполнением и затем промывка промывочным газом, образованным инертным газом (например СО2-газом или стерильным воздухом), чтобы удалить имеющийся окружающий воздух или другую газообразную и/или парообразную среду из внутреннего пространства емкости.
Задачей изобретения является создание способа, благодаря которому обеспечивается эффективная промывка соответствующего внутреннего пространств емкости при низком расходе промывочного газа. Для решения этой задачи предлагаются способ соответственно пункту 1 формулы изобретения и система для промывки емкостей промывочным газом согласно пункту 14 формулы изобретения.
Особенность изобретения заключается в том, что при промывке на первом этапе способа внутреннее пространство емкости вакуумируется с помощью соединения с источником вакуума и затем на втором этапе способа осуществляется собственно промывка емкости с помощью вдувания промывочного газа, причем внутреннее пространство емкости по-прежнему соединено с источником вакуума, так что вдувание промывочного газа осуществляется в вакуум или в высокий вакуум во внутреннем пространстве емкости. Вакуумирование емкости на первом этапе способа осуществляется, например, так: в емкости устанавливается давление примерно 0,05-0,4 бар, то есть разрежение примерно 0,6-0,95 бар, предпочтительно от 0,75 до 0,95 бар по отношению к атмосферному давлению. Подача или вдувание промывочного газа осуществляется потом с таким давлением и/или с таким объемным потоком, что при этом во внутреннем пространстве емкости устанавливается давление 0,46-0,9 бар, преимущественно давление 0,5, 0,55, 0,6, 065, 0,7, 0,75 или 0,8 бар.
Преимущественно с помощью подачи или вдувания промывочного газа во внутреннем пространстве емкости получается только небольшое повышение давления, например, максимум 0,1-0,2 бар. Благодаря этому нагрузка емкости из-за высоких колебаний давления существенно минимизируется.
Преимущество предложенного в соответствии с изобретением способа, среди прочего, заключается в эффективной промывке внутреннего пространства емкости, а также в значительном уменьшении расхода промывочного газа.
Так описанный выше способ показывает в сравнении с процессами промывки, которые осуществляются при атмосферном давлении, или давлении окружающей среды, или при давлении выше атмосферного давления, или давления окружающей среды, уменьшенные от одного до 5 раз объемную массу промывочного газа или количество промывочного газа.
Небольшой расход промывочного газа или инертного газа дальше представляет существенную экономию затрат. Дальше с предложенным в соответствии с изобретением способом может значительно уменьшиться поглощение кислорода при последующем наполнении.
Емкости в смысле настоящего изобретения представляют собой емкости, состоящие, в частности, из стекла, как стеклянные бутылки, а также из металла или синтетического материала, подобно имеющие стабильную форму, как, например, кеги, бочонки для парти, бутылки многократного использования из синтетического материала и т.д. Существенным является то, что используемые при предложенном в соответствии с изобретением способе емкости имеют достаточную прочность, так что при вакуумировании они не деформируются в нежелательной степени или совсем не повреждаются.
Емкость, находящаяся в положении, гарантирующем герметичность, с обрабатывающей головкой или разливочным элементом означает в смысле изобретения, что соответствующая емкость известным специалисту способом со своей горловиной емкости плотно с прижимом прилегает к обрабатывающей головке или к разливочному элементу, соответственно, к имеющемуся уплотнению.
Выражение «главным образом» соответственно «примерно» в смысле изобретения означает отклонения от соответственно точного значения на ±10%, предпочтительно на ±5% и/или не существенные для функционирования отклонения.
Усовершенствования, преимущества и возможности применения изобретения вытекают из нижеследующего описания примеров осуществления и из фигур. При этом все описанные и/или графически представленные признаки сами по себе или в комбинации в принципе являются предметом изобретения, независимо от их описания в пунктах формулы изобретения или их взаимосвязи. Также содержание пунктов формулы изобретения приводится в качестве составной части описания.
Изобретение ниже с помощью фигур более подробно поясняется на примере осуществления. Где показывают:
фигура 1: в упрощенном изображении и частично в разрезе разливочный элемент разливочной машины вращающейся конструкции вместе с емкостью в виде бутылки, расположенной на разливочном элементе в положении, гарантирующем герметичность;
фигура 2: в увеличенном частичном изображении и в разрезе нижнюю сторону разливочного элемента на фиг. 1 вместе с имеющимся центрирующим патроном разливочной машины;
фигура 3: очень схематично поперечное сечение разливочного элемента в области отпускного отверстия и трубчатого толкателя клапана, а также трубы возвратного газа;
фигура 4: в упрощенном изображении и частично в разрезе разливочный элемент разливочной машины вращающейся конструкции вместе с емкостью в виде бутылки, расположенной на разливочном элементе в положении, гарантирующем герметичность, в другой форме осуществления изобретения;
фигура 5: управляемый газовый клапан для применения в разливочном элементе на фиг. 1 и/или 4;
фигура 6: в упрощенном изображении и в вертикальном разрезе разливочный элемент разливочной системы согласно изобретению, по меньшей мере, частично размещенный в емкости для разливаемого продукта;
фигура 7: в упрощенном изображении и в вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система согласно фиг. 6 во время процесса промывки;
фигура 8: второй газовый клапан предложенной в соответствии с изобретением разливочной системы согласно фиг. 6 и 7 в подробном виде;
фигура 9: в упрощенном изображении и вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система согласно фиг. 6 и 7 во время вакуумирования емкости;
фигура 10: в упрощенном изображении и вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система согласно фиг. 6 и 7 во время предварительного натяжения емкости;
фигура 11: в упрощенном изображении и вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система согласно фиг. 6 и 7 во время наполнения емкости;
фигура 12: в упрощенном изображении и вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система фиг. 6 и 7 при окончании разливочного процесса;
фигура 13: в упрощенном изображении и в вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система согласно фиг. 6 и 7 с закрытым клапаном для жидкости;
фигура 14: в упрощенном изображении и вертикальном разрезе предложенная в соответствии с изобретением разливочная система согласно фиг. 6 и 7 при разгрузке емкости;
фигура 15: в упрощенном изображении и в вертикальном разрезе первая альтернативная форма осуществления предложенной в соответствии с изобретением разливочной системы согласно фиг. 6 и фиг. 7 и,
фигура 16: в упрощенном изображении и в вертикальном разрезе вторая альтернативная форма осуществления предложенной согласно изобретению разливочной системы согласно фиг. 6 и 7.
Разливочный элемент 1 вместе с множеством подобного рода разливочных элементов предусмотрен на окружности имеющего привод ротора 2, вращающегося вокруг вертикальной оси MA машины и образует вместе с держателем 3 емкости разливочное место для наполнения, например, наполнения под вакуумом, емкостей 4 в виде бутылок. Они изготовлены из стекла, металла или также из синтетического материала с достаточной прочностью. На роторе 2 для всех разливочных элементов 1 разливочной системы соответственно разливочной машины предусмотрен общий резервуар 5 для разливаемого продукта в виде кольцевого резервуара, который во время работы по разливу частично заполнен жидким разливаемым продуктом, а именно при образовании нижней полости 5.1 для жидкости и верхней полости 5.2 для газа, которая заполнена инертным газом (например, СО2 или азотом) под давлением наполнения. Полость 5.1 для жидкости соединена каналом 7 для жидкости, образованным в корпусе 6 разливочного элемента 1, который на нижней стороне разливочного элемента образует кольцеобразное отпускное отверстие 8, концентрически окружающее вертикальную ось FА разливочного элемента. В канале 7 для жидкости предусмотрен клапан 9 для жидкости, тело 11 клапана которого, образованное в толкателе 10 клапана, с управлением с помощью исполнительного элемента может перемещаться по оси, а именно для открывания и закрывания клапана 9 для жидкости. Толкатель 10 клапана образован патрубком, который с расположением коаксиально с осью FA разливочного элемента открыт на своем верхнем, а также на своем нижнем, выступающим вниз за отпускное отверстие 8 конце и образует первый газовый канал 12, который на верхнем конце толкателя 10 клапана выходит в образованную в корпусе 6 первую газовую камеру 13.
Коаксиально с осью FA разливочного элемента расположена труба 14 для возвратного газа, которая при наполнении служит в качестве элемента, определяющего уровень наполнения в бутылке 4, и образует второе на нижнем и на верхнем конце трубы 14 для возвратного газа отверстие. Газовый канал 13 выходит на верхнем конце трубы 14 для возвратного газа во вторую образованную в корпусе 6 газовую камеру 16. Газовые камеры 13 и 16 являются частью различных, газовых трактов, содержащих клапаны 17.1-17.4 управления разливочного элемента 1, через которые могут управляться газовые каналы 12 и 15 с полостью 5.2 для газа, а также могут соединяться с двумя кольцевыми каналами 18 и 19, которые вместе предусмотрены для всех разливочных элементов 1 разливочной машины соответственно разливочной системы.
Кольцевой канал 18 служит, например, для разгрузки наполненных бутылок 2 в конце соответствующего цикла наполнения. Кольцевой канал 19 во время работы по наполнению находится под вакуумом, соответственно разрежением, например под давлением от 0.05 до 0,25 бар или отличающегося от этого. Полость 5.2 для газа во время наполнения заполнена инертным газом, находящимся под давлением наполнения.
Центрирующий патрон 20 разливочной машины с помощью уплотнения плотно прилегает к нижней стороне корпуса бис прижимом к соответствующей бутылке 4 с краем ее отверстия бутылки в положении, гарантирующем герметичность, так что отпускное отверстие 8 и нижнее отверстие первого газового канала 12 выходят в верхнюю область внутреннего пространства бутылки. Труба 14 для возвратного газа выступает за нижний конец толкателя 10 клапана во внутреннее пространство бутылки 4.
Особенностью разливочного элемента соответственно осуществляемого с этим разливочным элементом способа заключается в специальном виде и исполнении промывки внутреннего пространства соответствующей расположенной на разливочном элементе 1 в положении, гарантирующем герметичность, бутылки 4 для вытеснения находящегося в бутылке окружающего воздуха из внутреннего пространства бутылки. Последующие этапы способа процесса наполнения, как предварительное натяжение внутреннего пространства бутылки с инертным газом из полости 5.2 для газа до давления наполнения, вакуум-наполнение бутылки 4, а также разгрузка наполненных бутылок 4 до атмосферного давления, например, в кольцевом канале 18, соответственно являются, например, обычными, известными этапами способа.
Существует стремление к эффективной промывке внутреннего пространства бутылки при низком расходе промывочного газа соответственно инертного газа. Для этого промывка включает два этапа способа. На первом этапе способа при закрытом клапане 9 для жидкости и закрытых клапанах 17.1, 17.2 и 17.4 управления через открытый клапан 17.3 управления, через газовую камеру 13 и газовый канал 12 вакуумируется внутреннее пространство бутылки 4, а именно, например, до 95%-ного вакуума или до давления в диапазоне от 0,05 до 0,4 бар, преимущественно до давления в диапазоне от 0,05 до 0,25 бар.
На втором этапе способа в этом случае при по-прежнему открытом клапане 17.3 управления также открывается клапан 17.1 управления, так что инертный газ из полости 5.2 для газа через открытый клапан 17.1 управления и через дроссель 21 (дроссель точной настройки) вдувается в газовую камеру 16 и из нее через газовый канал 15 центрально, то есть в направлении оси FA разливочного элемента вниз в качестве промывочного газа во внутреннее пространство бутылки 4, соответственно, в имеющийся высокий вакуум. Так как труба 14 для возвратного газа проходит далеко вниз во внутреннее пространство бутылки 4, поступающий из трубы 14 для возвратного газа, то промывочный газ доходит вплоть до дна бутылки 4. Через газовый канал 12, газовую камеру 13 и открытый клапан 17.3 управления промывочный газ и вытесненным им из внутреннего пространства бутылки 4 воздух отводятся в кольцевой канал 19. С помощью дросселя 21 поток промывочного газа, соответственно, объемный поток промывочного газа, задросселированы так сильно, что разрежение, которое установилось при промывке в бутылке 4 в конце первого этапа способа, теперь слегка повышается, например, на примерно 0,1-0,4 бар, преимущественно на 0,1-0,2 бар, так что на втором этапе способа в бутылке создается внутреннее давление или давление промывки, которое еще всегда лежит существенно ниже атмосферного давления, и, например, составляет примерно от 0,46 до 0,8 бар.
Для интенсификации промывки подвод промывочного газа на втором этапе может осуществляться с регулированием по времени и без перерывов. В качестве альтернативы подвод промывочного газа может осуществляться также с интервалами, то есть в несколько частичных этапов.
При обоих вариантах подвода промывочного газа особенным преимуществом является то, что соединение внутреннего пространства бутылки 4 с находящимся под вакуумом кольцевым каналом 19 постоянно открыто, так что промывка внутреннего пространства бутылки происходит особенно интенсивно. Однако это необязательно.
Точно также возможно в целом многократное повторение промывки, причем в этом случае до повторения первого этапа способа повторяется второй этап способа, причем относительно второго этапа способа в распоряжении имеются описанные выше возможности.
Фиг. 4 показывает в качестве другой формы осуществления разливочный элемент 1а, который отличается от разливочного элемента 1 только тем, что клапан 17.1 управления со стороны входа соединен не с полостью 5.2 для газа, а с источником 22, который предоставляет промывочный газ, по меньшей мере, с определенным избыточным давлением. С помощью отдельного источника 22 давление промывочного газа может выбираться независимо от давления наполнения, а именно так, что без проблем достигается искомое низкое давление промывки.
Независимо от того, применяется ли в качестве инертного газа СО2 - газ или азот, является целесообразным, регулирование давления промывки во внутреннем пространстве бутылки 4 с помощью регулирования давления до требуемого уровня давления и для этого контролирование и/или управление с помощью датчика давления, расположенного в соответствующем разливочном элементе, например, в газовой камере 16, как он показан на фиг. 1 и 4 позицией 23. Регулирование или управление давлением промывки в этом случае осуществляется с помощью расположенного в соответствующем газовом тракте для промывочного газа и действующего в качестве дросселя клапаном управления, который имеет, по меньшей мере, два рабочих состояния, а именно рабочее состояние при небольшом дросселировании и рабочее состояние при большом дросселировании, но предпочтительно также и третье блокирующее состояние.
Подобного рода клапан 24 управления изображен очень схематично на фиг. 5. Клапан 24 управления имеет тело 25 клапана с сужающимся наподобие дросселя проточным каналом 26 и перемещаемым по оси элементом 27 клапана, который в зависимости от его положения освобождает или дополнительно сужает или полностью закрывает проточный канал 26.
Фигуры 6-10 показывают другие формы осуществления предложенной в соответствии с изобретением промывочной системы, а именно с образованием в виде промывочной и разливочной системы.
На фигурах 6-16 позицией 101 показан образованный в виде кольцевого резервуара резервуар для разливаемого продукта однокамерной разливочной системы, соответственно, однокамерной разливочной машины, вращающейся конструкции для наполнения емкостей 102, которые изображены в виде бутылок, жидким разливаемым продуктом. Резервуар 101 для разливаемого продукта является составной частью имеющего привод, вращающегося вокруг вертикальной оси машины ротора. Во время режима работы по наполнению резервуар 101 частично заполнен разливаемым продуктом с управлением уровня заполнения, так что во внутреннем пространстве резервуара 101 для разливаемого продукта образуются нижняя занятая разливаемым продуктом полость 101.1 для жидкости и над ним полость 101.2 для газа, которая заполнена, например, инертным газом, к примеру, СО2 или азотом или стерильным воздухом.
На нижней стороне резервуара 101 преимущественно на равных угловых расстояниях со смещением вокруг вертикальной оси машины образованы разливочные позиции 103, которые имеют соответственно разливочный элемент 104, а также держатель 105 для емкости, на котором своей донной частью стоят емкости 102 и с которым емкости 102 во время наполнения со своим отверстием расположены с помощью кольцевого уплотнения центрирующего патрона 106 разливочной машины с прижимом в положении, гарантирующем герметичность, на разливочном элементе 104. Каждый разливочный элемент 104 включает в показанном примере осуществления простой пластинчатый корпус 107 разливочного элемента, в котором образован канал 108 для жидкости, который через отверстие 109 в донной части резервуара 101 для развиваемого продукта соединен с пространством 101.1 для жидкости и на нижней стороне корпуса 107 разливочного элемента образует окруженное кольцевым уплотнением отпускное отверстие 110 для разливаемого продукта, через которое разливаемый продукт притекает при наполнении к соответствующей емкости 102.
Внутри канала 108 для жидкости предусмотрен клапан 111 для жидкости, управляющий отпуском жидкого разливаемого продукта соответствующей емкости 102. Он состоит главным образом из тела 112 клапана, которое при закрытом клапане 111 для жидкости прилегает к седлу клапана, образованному в канале 108 для жидкости, и который предусмотрен на трубчатом, и расположенном коаксиально с вертикальной осью FA машины толкателе 113 клапана. Для открывания и закрывания клапана для жидкости тело 112 клапана перемешается вверх и вниз по оси FА разливочного элемента ниже описанным более подробно способом.
В толкателе 113 клапана образован первый газовый канал 114, продолжающийся в газовой трубе 115, которая при расположенной в положении, гарантирующим герметичность, на элементе 104 для наполнения емкости 102 через отверстие емкости входит в головное пространство емкости 102 и там на своем нижнем конце образует нижнее отверстие первого газового канала 114. В первом газовом канале 114 предусмотрен первый газовый клапан 116, который образован частично размешенным в верхней частичной длине газового канала 114 и расположенным коаксиально с осью FA разливочного элемента выполненным наподобие полой иглы телом 117 газового клапана, которое для открывания первого газового клапана 116 приподнимается относительно толкателя 113 клапана и для закрывания первого газового клапана 116 опускается относительно толкателя 113 клапана, так что преимущественно расположенная на нижнем конце тела 117 газового клапана поверхность клапана прилегает к образованному в первом газовом канале 114 седлу клапана и тем самым запирает первый газовый клапан 116. Выполненное наподобие полой иглы тело 117 газового клапана имеет наружное поперечное сечение, которое выбрано так, что газовый канал 114, окружая это тело 117 на расстоянии, продолжается вплоть до верхнего открытого конца толкателя 113 клапана.
Внутри тела 117 газового клапана образован второй газовый канал 121, который проходит коаксиально с первым газовым каналом 114 и преимущественно проходит сквозь тело 117 газового клапана по его всей длине. Тело 117 газового клапана образует соответственно трубообразное тело клапана, которое на первом, нижнем свободном конце при закрытом первом газовом клапане 116 герметично выходит в первый газовый канал и на своем втором верхнем конце имеет отверстие 124, которое образует второй газовый клапан 123, который может открываться соответственно закрываться описанным ниже более подробно способом.
Для управления первым и вторым газовыми клапанами 116, 123 преимущественно на верхней стороне резервуара 101 для разливаемого продукта и дальше преимущественно снаружи этого резервуара 101 для разливаемого продукта предусмотрен исполнительный элемент 118, который преимущественно является пневматическим исполнительным элементом 118. Исполнительный элемент 118 воздействует через расположенный коаксиально с осью FA разливочного элемента толкатель 119 и адаптер 120 на верхний конец тела 117 газового клапана, в частности, на этом верхнем конце тела 117 газового клапана предусмотрен участок 117.1 управления, который расширяет тело 117 газового клапана со стороны свободного конца наружу, так что с наружной стороны образуется ступенька тела 117 газового клапана.
Исполнительный элемент 118 образован с управлением, например, с помощью неизображенного электропневматического клапана управления для управляемого, двухступенчатого осевого перемещения толкателя 119 и таким образом адаптера 120 в оси FA разливочного элемента, и состоит для этого из двух пневматических подъемных образующих камеры управления элементов, которые в представленной форме осуществления образованы в виде устройств 118а и 118b из цилиндра и поршня. Поршень 118.1 устройства из цилиндра и поршня 118а предусмотрен непосредственно на толкателе 119, то есть последний образует поршневой шток этого устройства 118а из цилиндра и поршня. Поршень 118.2 верхнего устройства 118b из цилиндра и поршня предусмотрен на другом поршневом штоке, расположенном точно также коаксиально с осью FA разливочного элемента. Сильфонное уплотнение уплотняет область прохода толкателя 119 через верхнюю сторону резервуара 101 для разливаемого продукта.
Поршневой шток верхнего устройства 118b из цилиндра и поршня образует упорный элемент для поршневого штока нижнего устройства 118а из цилиндра и поршня, так что с помощью верхнего устройства 118b из цилиндра и поршня ограничивается ход нижнего устройства 118а из цилиндра и поршня. Для случая, когда верхнее устройство 118b из цилиндра и поршня занимает нижнее положение, ход поршневого штока нижнего устройства 118а из цилиндра и поршня ограничивается частичным участком хода поршня H1. Если верхнее устройство 118b из цилиндра и поршня настраивается таким образом, что оно занимает верхнее положение, то есть верхнее устройство 118b из цилиндра и поршня поднято на частичный участок хода поршня Н2, нижнее устройство 118 из цилиндра и поршня может выполнить увеличенный ход поршня, а именно ход поршня, который соответствует сумме участков хода поршня H1, Н2 (H1+Н2).
Расположенный на толкателе 119 адаптер 120 имеет крючкообразный участок 120а с поверхностью 120.1 управления, образованной для захвата сзади участка 117.1 управления тела 117 газового клапана. Адаптер 120 имеет участок 120.2 поверхности, взаимодействующий с отверстием 124, предусмотренным с верхней стороны на теле газового клапана, соответственно предусмотренной там уплотнительной поверхностью для образования второго газового клапана 123. При прилегании участка 120.2 поверхности к уплотнительной поверхности отверстия 124 захватывающая сзади участок 117.1 управления тела 117 газового клапана поверхность 120.1 управления отстоит в осевом направлении от участка 117.1 управления. Благодаря этому при поднимании толкателя 119 образуется осевой зазор, в котором участок 120.2 уже приподнят от уплотнительной поверхности отверстия 124 (то есть второй газовый клапан уже открыт), однако поверхность 120.1 управления еще удалена на расстояние от участка 117.1 управления или непосредственно прилегает к нему, так что с помощью толкателя 119 не происходит какого-либо приподнимания тела 117 газового клапана и таким образом какого-либо открывания первого газового клапана 116. Осевое расстояние между поверхностью 120.1 управления и участком 120.2 поверхности адаптера 120 вдоль вертикальной оси FA разливочного элемента преимущественно равно или больше участка хода поршня H1.
Для случая, когда толкатель 119 с помощью устройства 118 из цилиндра и поршня смещен в нижнее положение, то есть с максимальной частичной длиной входит в емкость для разливаемого продукта, участок 120.2 поверхности адаптера 120 плотно прилегает по отношению к уплотнению, предусмотренному на отверстии 124, так что второй газовый клапан 123 закрыт. Тело 117 газового клапана при этом полностью вдвинуто в первый газовый канал 114, так что и первый газовый клапан 116 закрыт, то есть второй газовый канал 121 герметично соединен с первым газовым каналом 114.
При позиционировании поршневого штока верхнего устройства 118b из цилиндра и поршня в нижнем положении толкатель 119 при приведении в действие нижнего устройства 118а из цилиндра и поршня и таким образом адаптера 120 приподнимается на участок HI хода поршня. При этом участок 120.2 поверхности адаптера 120 приподнимается от предусмотренного на отверстии 124 уплотнения и второй газовый клапан 123 открывается. С помощью расположения отверстия 124 в полости 101.2 для газа емкости 101 для разливаемого продукта находящийся там газ через отверстие 124, второй газовый канал 121, первый газовый канал 114, а также газовую трубу 115 может поступать в головную область расположенной на разливочном элементе 104 емкости 102.
Преимущественно второй газовый канал 121 имеет уменьшенное поперечное сечение канала в сравнении с первым газовым каналом 114. Благодаря этому достигается задросселированный подвод газа из полости 101.2 для газа в емкость 102. Далее в области отверстия 124 может быть дополнительно предусмотрен дроссель, который точно также способствует дросселированию подвода газа из полости 101.2 для газа в емкость 102.
После позиционирования поршневого штока верхнего устройства 118b из цилиндра и поршня в верхнее положение толкатель 119 с помощью нижнего устройства 118а из цилиндра и поршня может приподниматься на ход поршня, который соответствует сумме участков хода поршня H1 и Н2, причем при полном выполнении этого хода поршня тело 117 газового клапана благодаря захватыванию сзади участка 117.1 управления поверхностью 120.1 управления, по меньшей мере, частично вытягивается вверх из первого газового канала 114 и таким образом открывается первый газовый клапан 116.
Между верхним концом толкателя 113 клапана и проходящим в виде кольца на расстоянии вокруг толкателя 113 клапана, образующим поступление разливаемого продукта элементом 127 предусмотрена пружина, открывающая отверстие 124, которая размещена внутри резервуара 101 для разливаемого продукта и образована в виде нажимной пружины и способствует описанным ниже способом открыванию клапана 111 для жидкости.
Фигура 6 показывает разливочный элемент 104 и исполнительный элемент 118 в первом рабочем состоянии, то есть в состоянии, в котором как клапан 111 для жидкости, так и газовые клапаны 116 и 123 закрыты. Емкость 102 с помощью держателя 105 для емкости снизу прижимается к кольцевому уплотнению в области центрирующего тюльпанчика 106, так что емкость 102 находится в положении, гарантирующем герметичность, на заливочном элементе 104.
Затем с помощью открывания клапана 128 управления через канал 129, предусмотренный в корпусе 107 разливочного элемента, осуществляется соединение между источником 130 вакуума с внутренним пространством емкости. Источник 130 вакуума, соответственно клапан 128 управления, при этом настроены таким образом, что во внутреннем пространстве емкости 102 устанавливается давление от 0,05 до 0,4 бар. Например, емкость 102 вакуумируется до 95%-ного вакуума.
В результате этого, как показано на фигуре 7 и, в частности, на фигуре 8, второй газовый клапан 123 открывается описанным выше способом, то есть с помощью поднимания толкателя 119 исполнительным элементом 118 на участок хода поршня H1, так что участок 120.2 поверхности выведен из контакта с уплотнением в области отверстия 124. Благодаря этому между полотью 101.2 для газа и внутренним пространством емкости высвобождается сквозной канал для газа, а именно через отверстие 124, второй газовый канал 121, соединенный герметично со вторым газовый каналом 121 первый газовый канал 114 и к газовой трубе 115. При поступлении содержащегося в полости 101.2 для газа инертного газа, преимущественно CO2, во внутреннее пространство емкости осуществляется промывка емкости 102. При этом внутреннее пространство емкости через канал 129 остается соединенным с источником 130 вакуума, так что отсасывается воздух, вытесненный поступающим промывочным газом. Благодаря этому получается особенно интенсивная, соответственно эффективная промывка внутреннего пространства емкости 102.
Так как газовая труба 115 проходит глубоко вниз во внутреннее пространство емкости 102, промывочный газ, выходящий из газовой трубы 115, доходит вплоть до донной части емкости 102. С помощью выбора размера поперечного сечения второго газового канала 121 в теле 117 газового клапана и/или с помощью расположенного в области отверстия 124 дросселя поток промывочного газа, соответственно объемный поток промывочного газа, задросселирован в целом так, что разрежение, устанавливаемое при вакуумировании перед подачей промывочного газа, в процессе промывки только слегка возрастает, например, на примерно от 0,05 до 0,2 бар. Благодаря этому в процессе промывки в емкости 102 создается внутреннее давление или давление промывки, которое все еще лежит ниже атмосферного давления, например, составляет примерно от 0,46 до 0,8 бар. Для интенсификации промывки подвод промывочного газа может осуществляться с управлением во времени и без перерывов. Но в качестве альтернативы подвод промывочного газа может осуществляться также с интервалами, то есть в несколько частичных этапов.
Как показано на фигуре 9, после завершения процесса промывки с помощью закрытия второго газового клапана 123, то есть с помощью подачи толкателя 119 в нижнее положение, внутреннее пространство емкости может по-прежнему оставаться в соединении с источником вакуума через канал 129 и клапан 128 управления, так что емкость 102 вакуумируется преимущественно до первоначального разрежения перед началом процесса промывки. Благодаря этому эффективность процесса промывки еще больше возрастает.
Чтобы достичь по возможности быстрого предварительного натяжения подлежащей затем наполнению емкости 102 до давления наполнения, как показано на фигуре 10, поршневой шток верхнего устройства 118b из цилиндра и поршня передвигается в верхнее положение, так что поршневой шток нижнего устройства 118b может проделать максимальный ход поршня, который равен частичной сумме участков хода поршня H1+Н2, и при этом открывается первый газовый клапан 116, который открывает путь существенно большему объемному потоку из полости 101.2 для газа во внутреннее пространство емкости.
Упругость выполненной в виде нажимной пружины открывающей пружины 125 подобрана таким образом, что упругость незначительно больше, чем сила тяжести, действующая на тело клапана 112 соответственно толкатель 113, соответственно столб жидкости, воздействующий на тело 112 клапана, содержащегося в резервуаре 101 разливаемого продукта (при пренебрежении эффектами трения). Благодаря этому при равенстве давлений между давлением во внутреннем пространстве емкости и давлением, преобладающим в резервуаре 101 для разливаемого продукта, тело 112 клапана с помощью открывающей пружины 125 приподнимается от своего седла клапана в корпусе 107 разливающего элемента, так что содержащийся в резервуаре 101 для разливаемого продукта разливаемый продукт по каналу 108 для жидкости и выпускному отверстию 110 для разливаемого продукта может поступать во внутреннее пространство емкости. Используемый для предварительного натяжения емкости 102 инертный газ может течь обратно через газовую трубу 115, первый газовый канал 114, а также открытый первый газовый клапан 116 в полость 101.2 газа резервуара 101 для разливаемого продукта.
Тело 112 клапана имеет преимущественно в области непосредственно над конусом клапана блокировочное устройство 112.1 для газа, с помощью которого после погружения газовой трубы 115 в находящееся в емкости 102 зеркало разливаемого продукта осуществляется автоматическое прекращение процесса промывки. При этом благодаря блокировочному устройству 112.1 для газа предотвращается поступление газа из головного пространства емкости 102 через тело 112 клапана в полость 101.1 для жидкости 101.1 резервуара 101 для разливаемого продукта.
Закрытие клапана 111 для жидкости разливочного элемента 104 осуществляется активно с помощью воздействия исполнительного элемента 118 на толкатель 113 клапана. Воздействие исполнительного элемента 118 на толкатель 113 клапана осуществляется при этом с помощью адаптера 120, а именно с поверхностью 120.3 управления, предусмотренной на крючкообразном участке 120а адаптера 120, которая, например, проходит параллельно поверхности 120.1 управления и лежит напротив нее. Поверхность 120.3 управления при этом взаимодействует с выполненным наподобие фланца с верхней стороны участком толкателя 113 клапана. При возвратном перемещении поршневого штока нижнего устройства 118а из цилиндра и поршня в нижнее исходное положение и таким образом возврате толкателя 119 поверхность 120.3 управления входит в контакт по отношению к выполненному наподобие фланца участку толкателя 113 клапана и способствует таким образом смещению тела 112 клапана против упругости открывающей пружины 125, так что тело 112 клапана герметично прилегает по отношению к корпусу 107 разливочного элемента. При возврате толкателя 119 наряду с этим снова закрывается как первый, так и второй газовый клапан 116, 123, так что газовые каналы 114, 121 отделены от полости 101.2 для газа.
После закрытия клапана 111 для жидкости и газовых клапанов 116, 123 осуществляется, как показано на фигуре 14, разгрузка внутреннего пространства емкости до атмосферного давления, а именно, например, с помощью соединения внутреннего пространства емкости через канал 129 и клапан 131 управления с окружающим воздухом. При этом разгрузка может осуществляться преимущественно ступенчато в несколько этапов разгрузки и/или при применении дросселя в канале 129.
После выполненной разгрузки емкость 102 может выводиться из положения, гарантирующего герметичность, разливочного элемента, например, с помощью опускания держателя 105 для емкости.
Фигура 15 показывает альтернативную форму осуществления показанной на фигурах 6-14 разливочной системы. Принципиальное устройство разливочной системы при этом идентично описанному прежде устройству разливочной системы согласно фигурам 6-14, так что ниже поясняются только различия альтернативной формы осуществления в отношении ранее описанной формы осуществления. В остальном разливочная система образована как описано выше.
Разливочная система имеет другую газовую камеру 126, в которой содержится преимущественно газ, отличающийся в сравнении с газом, содержащимся в полости 101.2, для газа, например азот (N2), парообразная среда и тому подобное. В качестве альтернативы в газовой камере 126 точно также может содержаться СО2. Газовая камера 126 через клапан 132 управления и через преимущественно гибкий трубопровод 133 соединена с поршневым штоком исполнительного элемента 118, в котором выполнен проходящий по оси третий газовый канал 134, то есть третий газовый канал 134 тянется в продольном направлении, преимущественно вдоль оси FA разливочного элемента. Третий газовый канал 134 на своем нижнем конце через отверстие 124 соединен со вторым газовым каналом 121, а именно при закрытом втором газовом клапане 123, в котором участок 120.2 поверхности адаптера 120 прилегает по отношению к отверстию 124. В этом положении адаптера 120 точно также закрыт газовый клапан 116, так что сквозной газовый канал от другой газовой камеры 126 во внутреннее пространство емкости включает трубопровод 133, третий газовый канал 134, второй газовый канал 121, первый газовый канал 114 и газовую трубу 115.
Существенное преимущество этой альтернативной формы осуществления заключается в том, что в другой газовой камере 126 может резервироваться более благоприятный в сравнении с CO2 технологический газ, соответственно инертный газ, который в частности, применяется для предварительного напряжения емкости 102. Исполнительный элемент 118 при этом может быть образован, в частности, для обеспечения только одноступенчатого хода, причем размеры хода выбраны таким образом, что с помощью исполнительного элемента 118 обеспечивается только открывание второго газового клапана 123, так что при поднятии толкателя 119 и таким образом связанного открывания второго газового клапана 123 содержащийся в полости 101.2 для газа газ, как описано выше, при закрытом клапане 132 управления с дросселированием подводится к внутреннему пространству емкости для промывки, при предварительном натяжении емкости 102, однако, при закрытом первом, соответственно втором газовом клапане 116, 123 с помощью открывания клапана 132 управления технологический газ, содержащийся во второй газовой камере 126, подводится к внутреннему пространству емкости. Благодаря этому может достигаться благоприятное в экономическом отношении наполнение емкости 102.
Предложенная в соответствии с изобретением разливочная система может иметь к тому же Trinox-функциональные возможности, причем через Trinox-канал 135, соединенный с каналом 129, из Trinox-газовой камеры 136 к головному пространству емкости 102 подводится Trinox-газ, чтобы таким образом внутри емкости 102 получить положение уровня наполнения, а именно таким образом, что зеркало разливаемого продукта внутри емкости 102 соответствует нижней кромке газовой трубы 115. С помощью подвода Trinox-газа разливаемый продукт, который находится выше нижней кромки газовой трубы 115, через газовую трубу 115, первый газовый канал 114, второй газовый канал 121, а также третий газовый канал 134 и трубопровод 133 транспортируется в направлении соединительного канала 137, который соединяет трубопровод 133 с управлением через клапан управления с внутренним пространством резервуара 101 для разливаемого продукта. Благодаря этому разливаемый продукт, переполняющий емкость 102 таким путем подводится к резервуару 101 для разливаемого продукта.
Фигура 16 показывает другую альтернативную форму осуществления предложенной в соответствии с изобретением разливочной системы подобно форме осуществления согласно фигуре 15.
Существенное отличие по отношению к форме осуществления согласно фигуре 15 заключается, во-первых, в том, что в области второго газового канала 121 тела 117 газового клапана не предусмотрено какого-либо дросселя для уменьшения потока газа через имеющее форму наподобие полой иглы тело 117 газового клапана, а дроссель подведен снаружи, именно, в области трубопровода 133, который соединяет третий газовый канал 134 с другой газовой камерой 126. Дальше трубопровод 133 имеет между третьим газовым каналом 134 и второй газовой камерой 126, по меньшей мере, одно место разветвления 138, в котором канал, образованный в трубопроводе 133 разветвляется на два или несколько проходящих параллельно друг другу каналов 139, 140, причем все эти проходящие параллельно каналы 139, 140 выходят в другую газовую камеру 126. В каждом из этих проходящих параллельно друг другу каналов 139, 140 предусмотрен соответственно клапан 132а, 132b управления, с помощью которого отдельные каналы 139, 140 соответственно независимо друг от друга могут открываться, соответственно закрываться, чтобы иметь возможность образовать соединение между третьим газовым каналом 134 и второй газовой камерой 126. В проходящих параллельно друг другу каналах 139, 140 предусмотрены соответственно дроссели 141, 142, с помощью которых ограничивается объемный поток через соответствующие каналы 139, 140. Преимущественно дроссели 141, 142 каналов 139, 140 имеют различные размеры, так что в каналах 139, 140 может создаваться различной величины объемный поток. Например, дроссель 141 имеет меньшее отверстие, чем дроссель 142, так что дроссель 141 допускает меньший объемный поток, чем дроссель 142 (соответственно при постоянном давлении внутри другой газовой камеры 126). Благодаря этому в зависимости от вида способа промывки с помощью выбора открытого канала 139, соответственно 140, может изменяться объемный поток через третий газовый канал 134 соответственно трубопровод 133. Это является существенным преимуществом, в частности, когда в разливочном элементе может осуществляться как наполнение емкостей с поддержанием вакуума (например, стеклянных бутылок), соответственно без поддержания вакуума (например, РЕТ-бутылок), так как в зависимости от давления промывки, господствующего в подлежащей наполнению емкости, может изменяться объемный поток в другой газовой камере 126.
Изобретение выше было описано на примерах осуществления. Понятно, что возможны многочисленные изменения и модификации при сохранении лежащей в основе изобретения сущности изобретения.
Так выше исходили из того, что промывка бутылок 4 или других емкостей осуществляется в фазе промывки процесса наполнения с помощью разливочного элемента 1 соответственно 1а. В принципе промывка емкостей может осуществляться также через другие обрабатывающие головки, которые не являются разливочными элементами, например, в машине или компонентах установки, предшествующих разливочной машине.
Способ промывки емкостей промывочным газом перед их наполнением при применении обрабатывающей головки, на которой соответствующая емкость расположена в положении, гарантирующем герметичность и через которую газ подается в емкость, причем промывочный газ и вытесненная им газообразная и/или парообразная среда, например, воздух, отводятся из емкости, которую перед подачей промывочного газа вакуумируют, соответственно в ней источником вакуума создается вакуум. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.
1. Способ промывки емкостей (4, 102) промывочным газом перед их наполнением при применении обрабатывающей головки (1, 1а, 104), на которой в положении, гарантирующем герметизацию, при промывке располагают соответствующую емкость (4, 102) и через которую промывочный газ подают в емкость (4, 102), и промывочный газ, а также вытесненную им газообразную и/или парообразную среду, например воздух выводят из емкости (4, 102), причем емкость (4, 102) перед подачей промывочного газа вакуумируют, соответственно, в ней создают вакуум с помощью источника (19, 130) вакуума, отличающийся тем, что при подаче промывочного газа в емкость (4, 102) она по-прежнему соединена с источником (19, 130) вакуума, а давление и/или объемный поток поданного в емкость (4, 102) промывочного газа, а также разрежение источника (19, 130) вакуума устанавливают таким образом, что при проходящем внутреннее пространство емкости промывочном газе в емкости (4, 102) устанавливается давление промывки, составляющее от 0,46 до 0,9 бар, причем подачу технологического газа для предварительного натяжения емкости (4, 102) и подачу технологического газа для промывки емкости (4, 102) осуществляют с помощью различных газовых клапанов (116, 123), управление которыми осуществляют посредством исполнительного элемента (118).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на первом этапе способа емкость (4, 102) вакуумируют до давления в диапазоне от 0,05 до 0,4 бар, а на втором по времени следующем этапе способа подачу или вдувание промывочного газа в емкость (4, 102) осуществляют, а именно преимущественно таким образом, что давление в емкости (4, 102) благодаря подаче или вдуванию промывочного газа возрастает от 0,46 до 0,9 бар.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что соединение емкости (4, 102) с источником (19) вакуума осуществляют через первый, образованный в обрабатывающей головке (1, 1а) газовый канал (14), и подачу промывочного газа осуществляют через второй, образованный в обрабатывающей головке (1, 1а) газовый канал (15).
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что подачу промывочного газа в емкость (4, 102) осуществляют центрально.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что подачу промывочного газа в емкость (4, 102) осуществляют по газовой трубе или трубе для возвратного газа (14, 115), входящей во внутреннее пространство емкости.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве промывочного газа применяют СО2 или азот, преимущественно из газовой камеры, содержащей промывочный газ под давлением, и дросселируют с помощью дросселя (21, 122).
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что давление промывки в емкости контролируют или управляют с помощью датчика (23) давления.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в системе обработки с несколькими обрабатывающими головками (1, 1а, 104) давление промывки для каждой обрабатывающей головки (1, 1а, 104) контролируют и/или управляют с помощью отдельного датчика (23) давления.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в системе обработки с несколькими обрабатывающими головками (1, 1а, 104) давление промывки для всех обрабатывающих головок (1, 1а, 104) контролируют и/или управляют одним единственным предусмотренным в обрабатывающей головке (1, 1а, 104) датчиком (23) давления.
10. Способ по любому из пп. 1-6, 8, 9, отличающийся тем, что обрабатывающая головка представляет собой разливочный элемент (1, 1а, 104) разливочной системы для наполнения емкости (4, 102) жидким разливаемым продуктом.
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что в разливочной системе для вакуум-наполнения емкостей (4, 102) из находящегося под давлением наполнения резервуара (5, 101) для разливаемого продукта промывочный газ предоставляют из независимого от резервуара (5, 101) для разливаемого продукта источника (22).
12. Способ по любому из пп. 1-6, 8, 9, 11, отличающийся тем, что объемный поток технологического газа, направленный для предварительного натяжения емкости (4, 102) перед процессом наполнения во внутреннее пространство емкости, больше, чем объемный поток технологического газа при промывке емкости (4, 102).
13. Система для промывки емкостей (4, 102) промывочным газом перед их наполнением при применении обрабатывающей головки (1, 1а, 104), которая образована для расположения соответствующей емкости (4, 102) при промывке в положении, гарантирующем герметичность, и для подачи промывочного газа в емкость, причем на обрабатывающей головке (1, 1а, 104) предусмотрены средства для отвода промывочного газа, а также вытесненной им газообразной и/или парообразной среды, например воздуха из емкости, причем предусмотрено средство для вакуумирования емкости перед подачей промывочного газа, отличающаяся тем, что система выполнена таким образом, что при подаче промывочного газа в емкость (4, 102) она соединена с источником (19, 130) вакуума, а давление и/или объемный поток направленного в емкость (4, 102) промывочного газа, а также разрежение источника (19, 130) вакуума установлены таким образом, что при протекающем во внутреннем пространстве емкости промывочном газе в емкости (4, 102) устанавливается давление промывки, составляющее от 0,46 до 0,9 бар, причем подача технологического газа для предварительного натяжения емкости (4, 102) и
подача технологического газа для промывки емкости (4, 102) осуществляется с помощью различных газовых клапанов (116, 123), управление которыми осуществляется посредством исполнительного элемента (118).
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫБОРКИ ОРУДИЙ ЛОВА | 0 |
|
SU308721A1 |
| DE 19939521 A1, 07.09.2000 | |||
| US 2002139434 A1, 03.10.2002. | |||
