Разливочный элемент, а также разливочная машина с разливочным элементом - RU2392220C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к разливочному элементу согласно пункту 1 ограничительной части формулы изобретения, а также к разливочной машине согласно пункту 18 ограничительной части формулы изобретения.

Получили известность различные выполнения разливочных элементов для применения в разливочных машинах, в частности, также и в таких ротационных конструкциях для наполнения бутылок или подобных емкостей жидким разливаемым продуктом. При этом известны, кроме всего прочего, разливочные элементы для так называемого наполнения свободной струей, при котором жидкий разливаемый продукт поступает в соответствующую, находящуюся на некотором расстоянии от разливочного элемента емкость во время фазы наполнения из выпускного отверстия заправочного элемента в виде свободной струи. Кроме всего прочего, также получили известность разливочные элементы для так называемого наполнения под давлением или наполнения с противодавлением, в которых жидкий разливаемый продукт поступает в соответствующую, находящуюся в плотном контакте с разливочным элементом емкость во время фазы наполнения под давлением (давлении наполнения).

В принципе при наполнении свободной струей существует проблема с подтеканием разливочных элементов каждый раз после окончания фазы наполнения и после снятия наполненной емкости с держателя емкости. Это подтекание можно предотвращать применением газового затвора в выпускном отверстии.

Правда, разливочный элемент с расположенным в его выпускном отверстии газовым затвором не подходит для наполнения под давлением, в частности, углекислотного разливаемого продукта.

При закрытия клапана розлива или, в частности, после его закрытия определенная масса жидкого разливаемого продукта целиком удерживается в направлении потока выше газового затвора. Затем при имеющем место при наполнении под давлением во время закрытия клапана розлива снижении давления и (или) остаточного давления в выходящем сверху газового затвора и содержащем углекислоту разливаемом продукте происходит выделение содержащейся углекислоты. Вследствие этого разливаемый продукт сжимается газовым затвором, и в частности, как следствие, при значительном загрязнении разливочной машины, что, в частности, не допустимо при холодно-асептическом розливе, учитывая высокие требования к стерильности.

Если известные разливочные элементы используются как для наполнения свободной струей, так и для наполнения под давлением, то необходимо снимать газовые затворы, предусмотренные для предотвращения подтекания при наполнении свободной струей, или, наоборот, снова устанавливать их после наполнения под давлением и перед наполнением свободной струей; такое переключение является для соответствующей разливочной машины трудоемким и обуславливает дополнительные издержки производства, а также дополнительные циклы очистки.

Кроме того, известен разливочный элемент известного типа (DE 102004015167 В3), посредством которого можно выборочно выполнять наполнение свободной струей или наполнение под давлением и который имеет для этого в корпусе разливочного элемента первый образующий первое выпускное отверстие гидравлический канал с первым гидравлическим клапаном и дополнительно второй образующий другое выпускное отверстие гидравлический канал с другим гидравлическим клапаном. В этом случае для наполнения под давлением используется первый гидравлический канал с первым гидравлическим клапаном и первым выпускным отверстием, причем другой гидравлический канал служит при наполнении под давлением в качестве обратного газоотводного канала. Для наполнения свободной струей используется другой гидравлический канал с другим следующим гидравлическим клапаном и подключенным другим выпускным отверстием при закрытом первом гидравлическом клапане. Другой гидравлический клапан предусмотрен в этом известном разливочном элементе в нижнем конце канала, проходящим в нижнем конце корпуса розливочного элемента параллельно к поршню клапана первого гидравлического клапана в вертикальном направлении. Благодаря этому имеются, кроме всего прочего, относительно длинные и имеющие относительно большой объем каналы, которые занимаются во время наполнения свободной струей жидким разливаемым продуктом, поэтому полное опорожнение этих каналов, служащих при наполнении под давлением в качестве газоотводного пути и к которым при наполнении под давлением присоединены необходимые регулируемые газоотводные каналы, а также полное опорожнение соединений регулируемых газоотводных каналов происходит при переключении от наполнения свободной струей на наполнение под давлением, по меньшей мере, не без проблем.

Кроме того, известны разливочные элементы (DE 3903768 A1, US 4410108), выпускные отверстия которых выполнены ситообразно или снабжены газовым затвором. Однако для выборочного наполнения свободной струей или наполнения под давлением эти известные разливочные элементы как не предназначены, так и не подходят.

Кроме того, известен разливочный элемент (JP 2001 - 122394 А), имеющий единственное выпускное отверстие, охватывающее центрирующий элемент, запираемый для очистки "CIP" запорным элементом, и, в частности, для образования закрытой обтекаемого моющей средой моющей камеры.

Задачей изобретения является создание разливочного элемента, позволяющего при компактной конструкции и оптимальном режиме без затруднений осуществлять переключение между наполнением свободной струей и наполнением под давлением. Для решения этой задачи выполнен разливочный элемент согласно п.1 формулы изобретения. Разливочная машина является предметом п.18 формулы изобретения.

Представленный разливочный элемент можно выборочно использовать без демонтажа или повторной установки газовых затворов для наполнения свободной струей и наполнения под давлением. В обоих случаях разливочный элемент работает без подтекания. При наполнении под давлением жидкий разливаемый продукт направляется внутри разливочного элемента по каналу или гидравлическому каналу, в котором газовый затвор не предусмотрен. Газовый затвор находится в дополнительном канале, используемом при наполнении под давлением в качестве обратного газоотводного канала. При этом обратный газ отводится газовым затвором, что позволяет избегать отрицательных моментов. Переключение между наполнением под давлением и наполнением свободной струей происходит лишь посредством перекрытия используемого для наполнения под давлением гидравлического клапана и открытия другого гидравлического клапана, по которому жидкий разливаемый продукт поступает затем в дополнительный канал, имеющий снабженное газовым затвором выпускное отверстие, так чтобы он мог поступать свободной струей по этому каналу и через снабженное газовым затвором выпускное отверстие в наполняемую емкость.

Таким образом, переключение между обоими способами розлива (наполнением свободной струей и наполнением под давлением) может происходить без пересборки разливочного элемента и только посредством управления соответствующими клапанами. Газовый затвор не требуется демонтировать или снова устанавливать.

Предложенный разливочный элемент подходит для наполнения свободной струей и наполнения под давлением бутылок или других емкостей, в частности также для наполнения свободной струей и наполнения под давлением банок. Усовершенствованные варианты изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Далее приводится более детальное описание изобретения со ссылкой на представленный на чертежах один пример выполнения. На чертежах показаны:

фиг.1. Разливочный элемент разливочной машины ротационной конструкции вместе с присоединенным к этому разливочному элементу держателю емкости или бутылок, упрощенное изображение, вид в разрезе;

фиг.2. Разливочный элемент согласно фиг.1 вместе с наполняемой бутылкой при наполнении свободной струей;

фиг.3. Разливочный элемент согласно фиг.1 вместе с наполняемой бутылкой при наполнении под давлением или наполнении под противодавлением;

фиг.4. Разливочный элемент согласно фиг.1 вместе с наполняемой банкой (например, банкой для прохладительных напитков) при наполнении свободной струей;

фиг.5. Разливочный элемент согласно фиг.1 при безразборной очистке (CIP);

фиг.6. Держатель емкости или бутылок разливочного элемента согласно фиг.1, упрощенное изображение горизонтальной проекции.

На чертежах представлен разливочный элемент 1 разливочной машины ротационной конструкции для наполнения бутылок 2 жидким разливаемым продуктом. Разливочный элемент 1 вместе с несколькими другими разливочными элементами предусмотрен по окружности приводимого во вращение вокруг вертикальной оси машины вращающегося диска 3 и образует вместе с держателем 4 бутылок соответственно одно из положений для наполнения на вращающемся диске 3.

Разливочный элемент 1 подходит, кроме всего прочего, для наполнения свободной струей, при котором соответствующая бутылка 2 со своей горловиной 2.1 бутылки находится на некотором расстоянии от разливочного элемента 1, а жидкий разливаемый продукт поступает в соответствующую бутылку во время процесса розлива свободной струей 5 так, чтобы вытесненные разливаемым продуктом из бутылки объемы воздуха и (или) объемы газа могли свободно выходить во внешнюю среду на участке горловины 2.1 бутылки.

Кроме того, разливочный элемент 1 подходит также для наполнения бутылок 2 при противодавлении (наполнении под давлением), причем в этом случае бутылки 2 плотно прилегают во время процесса розлива в соответствии с фиг.3 своими горловинами 2.1 бутылок к соответствующему разливочному элементу 1.

Разливочный элемент 1 состоит, в частности, из корпуса 6, в котором, кроме всего прочего, выполнен разветвляющийся канал, образованный обоими каналами 7 и 8. К нему присоединен общий соединительный канал 9, по которому жидкий разливаемый продукт подводится при наполнении от внешнего соединения 10. Одновременно соединительный канал 9 образует участок измерения измерительного устройства 11 (датчик MID), посредством которого регистрируется поступающая в соответствующую бутылку 2 масса разливаемого продукта во время розлива для регулирования объема в ходе процесса наполнения.

Канал 7 частично образован открытым с обоих концов каналом 12.1 трубообразного, определяющегося своей осью ось FA разливочного элемента поршнем 12, переходящим в нижней стороне 6.1 корпуса в элемент 13 трубы, с расположенным в нем газовым затвором 13.1 и образующим короткую разливочную трубку для наполнения свободной струей. Газовый затвор 13.1 представляет собой в самом простом варианте вставной блок в виде сита с большим количеством отверстий или же вставной блок, имеющий большое количество каналов, открывающихся соответственно к каналу 12.1 поршня, а также к образующему выпускное отверстие для жидкого разливаемого продукта нижнему концу элемента 13 трубы. Верхним концом канал 12.1 поршня впадает в камеру 14 клапана гидравлического клапана 15, через который камера 14 клапана, а вместе с ней также и канал 12.1 поршня могут управляемо соединяться с точкой разветвления обоих каналов 7 и 8 или с соединительным каналом 9. Гидравлический клапан 15 состоит из управляемого посредством приводного устройства 16 корпуса 17 клапана, перемещаемого в представленной форме выполнения для открытия и закрытия гидравлического клапана 15 на ход клапана в перпендикулярном к оси FA разливочного элемента и тем самым радиально ориентированном в направлении к оси машины и взаимодействующего с соответствующей поверхностью 18 клапана.

Поршень 12 радиально перемещается в направлении к оси FA разливочного элемента на заданный ход в корпусе 6 или в образованном в этом корпусе участке 19 корпуса, имеющем форму кругового цилиндра и, в частности, с использованием дискообразных мембранных уплотнений 20 и радиальных уплотнений 21, уплотняющих зазор между внешней поверхностью поршня 12 и окружающей этот поршень внутренней цилиндрической поверхностью участка 19 корпуса. Поршень 12 подпружинен в нижнем положении своего возвратно-поступательного движения.

Канал 8 выполнен аналогично обычному гидравлическому каналу, выполненному в разливных элементах, и впадает на нижней стороне 6.1 корпуса 6 в кольцеобразное выпускное отверстие 22, охватывающее элемент 13 трубы, в котором предусмотрен второй гидравлический клапан 23, закрытый при опущенном поршне 12. Для гидравлического клапана 23 нижний конец поршня 12 выполнен как корпус 24 клапана, взаимодействующий с выполненной в направлении канала 8 рядом с выпускным отверстием 22 поверхностью клапана.

Кроме того, на нижней стороне 1.1 корпуса предусмотрен выступающий от этой нижней стороны кольцеобразный центрирующий элемент 25, в котором также предусмотрено кольцеобразное уплотнение 25.1, охватывающее выпускное отверстие 22, к которому плотно прилегает своей горловиной соответствующая бутылка 2 во время наполнения под давлением.

В представленной форме выполнения в камеру 14 клапана впадают два управляемых газоотводных канала 26 и 27, в которых соответственно предусмотрен управляемый клапан 26.1 или 27.1.

В форме выполнения на фиг.1-3 держатель 4 емкости выполнен так, что соответствующая бутылка 2 удерживается на нем за горловину 2.2 бутылки. Для поднимания и опускания держателя 4 емкости он удерживается штоком 28, расположенным своей осью параллельно к оси FA разливочного элемента и аксиально перемещаемым для возвратно-поступательного движения на корпусе 6, а также на вращающемся диске 3. Шток 28, а вместе с ним также соответствующий держатель 4 емкости предварительно напряжены пружиной 29 сжатия в нижнем положении хода. Шток 28 и держатель 4 емкости поднимаются из своего нижнего положения хода посредством приводного устройства 30, например, в виде компоновки пневмоцилиндров, взаимодействующей с верхним концом штока 28. Нижнее положение хода штока 28, а вместе с тем нижнее положение держателя 4 емкости соответствует положению во время наполнения свободной струей. Для наполнения под давлением шток 28 и соответствующий держатель 4 емкости перемещаются в верхнее положение хода.

Кроме того, на чертежах показано, что имеющий газовый затвор 13.1 элемент 13 трубы выступает вниз над плоскостью кольцеобразного уплотнения 25.1, а вместе с тем также над выпускным отверстием 22, причем нижний конец газового затвора 13 расположен, например, почти на одном уровне с нижней кромкой центрирующего элемента 24.

Под ссылочным номером 31 обозначена стенка, отделяющая внутреннюю зону 32, в котором разливочные элементы 1 своими нижними концами, а также держатели 4 емкости совершают круговое движение, от зоны, например, для холодно-асептического розлива. На границе между вращающимся диском 3 и фиксированной стенкой 31 предусмотрено уплотнение 33.

В соответствии с фиг.2 для наполнения свободной струей бутылки 2 подаются во время хода подачи емкостей разливочной машины в положение наполнения, соответственно образованное разливочным элементом 1 и присоединенным держателем 4 емкости, и, в частности, таким образом, чтобы каждая бутылка 2 удерживалась в подвешенном за фланец 2.2 горловины положении на держателе 4 емкости с ориентированием оси бутылки почти по оси, или, например, по оси с осью FA разливочного элемента и, в частности, чтобы горловина 2.1 бутылки находилась на некотором расстоянии от разливочного элемента 1 или от нижнего конца имеющего газовый затвор 13.1 элемента 13 трубы. Процесс наполнения начинается при открытии гидравлического клапана 15, то есть жидкий разливаемый продукт поступает в этом случае вовнутрь соответствующей бутылки 2 в виде свободной струи 5 по элементу 13 трубы, имеющему внешнее соединение 10, соединительный канал 9, камеру клапана 14, канал 12.1 поршня и газовый затвор 13.1. Отдельный канал 8 и кольцеобразное выпускное отверстие 22 закрыты гидравлическим клапаном 23. Измерительное устройство 11 измеряет массу разливаемого продукта в соответствующую бутылку 2 во время процесса наполнения. По завершении наполнения необходимого объема разливаемого продукта гидравлический клапан 15 закрывается вследствие посланного измерительным устройством 11 сигнала, и поэтому процесс наполнения завершается. Наполненные бутылки 2 снимаются на выходе емкостей соответствующим держателем 4 емкости и подводятся к машине для закатки (закаточной машине). Применение газовых затворов 13.1 на разливочных элементах 1 эффективно предотвращает подтекание жидкого разливаемого продукта после снятия соответствующей бутылки 2.

Для освобождения камеры 14 клапана и канала 12.1 поршня в окружающую среду или в специальный газоотводный канал, выполненный, например, во вращающемся диске, может быть открыт один из обоих газоотводных каналов 26 или 27 посредством приведения в действие соответствующего распределительного или газового клапана 26.1 или 27.1.

На фиг.3 показан рабочий режим соответствующего разливочного элемента 1 во время наполнения под давлением. В данном случае горловина бутылки 2.1 соответствующей бутылки 2 находится при поднимании ее держателем 4 емкости в плотном контакте с разливочным элементом 1 или уплотнением 25.1. Гидравлический клапан 15 в этом рабочем режиме закрыт. При открытии одного из распределительных клапанов 26.1 или 27.1 внутреннее пространство 2 предусмотренной в плотном контакте с разливочным элементом 1 бутылки 2 нагружается, например, через камеру 14 клапана и канал 12.1 поршня, в частности, находящимся под давлением инертным газом. Разливаемый продукт попадает под давлением наполнения через внешнее соединение 10, соединительный канал 9 в канал 8, поэтому поршень 12 вследствие этого и в том числе вследствие воздействующего на нижнее кольцеобразное мембранное уплотнение 20 давления перемещается в свое верхнее положение хода и открывает гидравлический клапан 23, поэтому жидкий разливаемый продукт течет через кольцеобразное выпускное отверстие 22 вдоль внутренней поверхности бутылки в соответствующую бутылку 2. Вытесненный из бутылки 2 жидким разливаемым продуктом обратный газ устремляется в этом рабочем режиме через газовый затвор 13.1 в служащий в качестве обратного газоотводного канала канал 12.1 поршня и камеру 14 клапана, по меньшей мере, в один открытый газоотводный канал 26 или 27. Процесс розлива управляемо заканчивается при получении желаемого объема наполнения закрытием газоотводных каналов 26 и 27 и гидравлического клапана 23 посредством сигнала измерительного устройства 11.

На фиг.4 показан разливочный элемент 1а для выборочного наполнения свободной струей или наполнения под давлением банок 2а. Разливочный элемент 1а отличается, по существу, от разливочного элемента 1 только несколько большим по сравнению с уплотнением 25.1 уплотнением 25а.1. На фиг.4 изображено рабочее положение разливочного элемента 1а при наполнении свободной струей при открытом гидравлическом клапане 15. Наполнение под давлением происходит при приподнятом держателе 4а емкости к уплотнению 25а.1, с прижатой в плотном контакте кромкой емкости или кромкой 2а.1 банки.

На фиг.5 представлен разливочный элемент 1 во время так называемой очистки "CIP". В данном случае центрирующий элемент 24 закрыт запорным элементом 34 в форме тарелки так, чтобы при открытых гидравлических клапанах 15 и 23 используемая для очистки "CIP" среда могла протекать через все каналы внутри соответствующего разливочного элемента 1. В частности, как показано на фиг.6, подобный тарелке запорный элемент 34 предусмотрен в держателе 4 емкости и может переводиться при повороте выполненного в форме кругового сектора держателя 4 емкости вокруг оси штока 28 (двойная стрелка А) в положение ниже центрирующего элемента 25, чтобы затем при активизации приводного элемента 30 запорный элемент 34 входил в контакт с центрирующим элементом 25 для образования вследствие этого вместе с центрирующим элементом 25 на нижней стороне 6.1 корпуса моющего колпака, соединяющего открытое выпускное отверстие 22 с имеющим газовый затвор 13.1 элементом 13 трубы.

Кроме того, как показано на фиг.6, на держателе 4 емкости в форме кругового сектора, со стороны запорного элемента 34, предусмотрен соответствующий паз 35 или 36, и, в частности, разного размера, так чтобы можно было устанавливать держатель 4 емкости при повороте штанги 28 на бутылки 2 с разным диаметром на участке фланца 2.2 горловины.

Выше представлено описание одного примера выполнения изобретения. Понятно, что возможны многочисленные изменения, а также варианты, без потери при этом замысла, составляющего основу изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1, 1а. Разливочный элемент

2. Бутылка

2.1. Горловина бутылки

2.2. Фланец горловины

2а. Банка

2а.1. Кромка банки

3. Вращающийся диск

4, 4а. Держатель емкости

5. Струя наполняемого продукта

6. Корпус

6.1. Нижняя сторона корпуса

7, 8. Канал

9. Соединительный канал

10. Внешнее соединение

11. Измерительное устройство

12. Поршень

12.1. Канал поршня

13. Элемент трубы

13.1. Газовый затвор

14. Камера клапана

15. Гидравлический клапан

16. Приводной элемент

17. Корпус клапана

18. Седло клапана

19. Участок корпуса

20. Кольцеобразное мембранное уплотнение

21. Радиальное уплотнение

22. Кольцеобразное выпускное отверстие

23. Гидравлический клапан

24. Корпус клапана

25. Центрирующий элемент

25а.1. Уплотнение в центрирующем элементе 25

25а.1. Уплотнение

26, 27. Газоотводный канал

26.1, 27.1. Регулировочный клапан

28. Шток

29. Пружина

30. Приводной элемент

31. Стенка

32. Зона

33. Уплотнение

34. Запорный элемент

35, 36. Паз

А. Переключение держателя 4 емкости

FA. Вертикальная ось разливочного элемента

Реферат

Изобретение отностся к оборудованию для наполнения бутылок или подобных емкостей жидким продуктом. Разливочный элемент содержит в корпусе первый гидравлический канал, в котором расположен между соединительным каналом для подвода продукта и первым выпускным отверстием для выпуска продукта в емкость, регулируемый первый гидравлический клапан с поршнем, предусмотренным в корпусе клапана и перемещаемым на ход клапана для открытия и закрытия. В корпусе разливочного элемента образован второй канал, регулируемо соединяемый через второй гидравлический клапан с соединением для подвода продукта и образующий на участке первого выпускного отверстия другое выпускное отверстие. Поршень клапана первого гидравлического клапана снабжен каналом поршня, впадающим одним концом в образованную выше поршня клапана в корпусе разливочного элемента камеру, образующую вместе с каналом поршня часть второго гидравлического канала. Второй гидравлический клапан имеет корпус клапана, перемещаемый посредством приводного элемента на ход клапана для открытия и закрытия. В другом выпускном отверстии предусмотрен газовый затвор. Изобретение обеспечивает легкое переключение при розливе свободной струей на розлив под давлением, при этом предотвращается подтекание жидкого продукта после удаления емкости. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула