[发明专利]灌装机中的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于监测和控制管下游部分的压力的设备和方法，并且具体而言涉及用于控制灌装机中管下游部分的压力的设备和方法。

背景技术

在用于液体食品包装(例如由Tetra以名称Tetra Pak Al出售的)的灌装机中，包装材料幅材被灭菌，并随后形成管。这个管被不断灌装液体食品，并且包装材料管被横向密封并切割从而形成含有液体食品的单个包装。液体食品通常灌装在包装材料管内，达到一定的高度，使得在包装的形成和密封过程中产生一定的压力。通常，液体食品柱对具有良好的包装形成而言足矣，但在某些情况下需要另外的超压。这通常通过以下来提供：将加压的无菌空气的管系统连接在灌装管上，提供包装材料管内的超压，作用在液体食品柱上并通过管密封件维持，布置在包装材料管内并紧靠内部管密封。然而，液体柱上的压力难以测量，并且在生产过程中由于各种原因可能波动。

因此，本发明的一个目的是缓解这种缺点。在第一个方面，本发明提供用于通过利用控制灌装机中的包装材料管中的压力的方法准确监测包装材料管内的压力的系统。

联系本发明的任何方面所描述的所有特征可用于本发明的任何其他方面。

附图说明

参照优选实施方式将进一步描述本发明，如附图所示，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的系统的示意图，

图2示出了本发明的一个替代实施方式的示意图，以及

图3-4示出了用于计算本发明方法中所用的常数的图表。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明。在图1中，示出了用于实施根据本发明的方法的设备1的示意图。设备1包括入口管10，入口管10从未图示的源(例如罐或泵)为设备供给无菌加压空气。无菌空气供给管20从主管分支，并提供有控制阀21。无菌空气供给管20还提供有第一压力计22和第二压力计23，第一压力计22和第二压力计23沿无菌空气供给管20被隔开短距离。然后无菌空气供给管20被引导到包装材料管27内。无菌空气供给管20被布置在用于液体食品产品的灌装管(未示出)之内或之外。管密封件26提供在无菌空气供给管20的外部，用于紧靠供给管(即无菌空气供给管20和灌装管)并且紧靠包装材料管27的内部密封，包装材料管27已经提供有进一步上游的纵向密封。包装材料管27通过通常存在于用于液体食品包装的灌装机中的设备被纵向和横向地密封，但是那些设备不是本发明的一部分。

精密制造的限制器24被插在第一压力计22和第二压力计23之间，直径为10mm。第二限制器25表示从第一压力计22到包装材料管27的限流。实际限制是由管道自身及其角等引起的。

控制单元30通过第一连接器31连接在第一压力计22上并过第二连接32器连接在第二压力计23上。第一连接器31和第二连接器32向控制单元30发送压力测量值，用于计算。控制单元通过控制线33连接在控制阀21上。

在图2中，示出了可替代的实施方式。代替第二压力计23，插入已知类型的质量流量计28。该质量流量计28可以是科里奥利流量计、热质量流量计、皮托管或类似物。在该实施方式中，空气质量流量计28通过第三连接器34将与空气质量流量相关的信号发送给控制单元30。

现在将解释设备1的功能。来自入口管10的加压空气被引导通过无菌空气供给管20和控制阀21。通过无菌空气供给管20的空气质量流量用m_f表示，并且它在整个管中是恒定的。通过无菌空气供给管20的空气流进入包装材料管，并且空气通过管密封件26泄漏。

无菌空气供给管20内的压力通过压力计22、23测量。然而，待监测的压力是包装材料管27内的压力p_t，但是，即使并非不可能，出于例如卫生原因也难以在包装材料管27内具有压力计。取而代之的是，由第一压力计22在上游位置测量压力并且包装材料管27内的压力是第一压力计22处的压力减去从第一压力计22的位置起由于无菌空气供给管20内的空气质量流量的流阻而在该管内发生的压降。流阻随空气流发生变化，所以这必须预先连同校准被建立。控制单元30接收压力的测量值(对于第二实施方式而言，直接空气质量流量)，并计算包装材料管27内的压力。对于适中的空气流而言，当空气的可压缩性小时，适用以下公式：