[发明专利]将液体的或可流动的内容物填充至包装件中的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于将液体的或可流动的内容物(3)填充至包装件(7)中的装置(1，1’)，包括：用于待填充的内容物(3)的罐(2)；具有填充阀(5)的填充装置(4)，其中，填充阀(5)具有可变的流动横截面(S5)并且可在打开位置和完全闭合位置之间调节；将罐(2)连接至填充装置(4)的管线(8)；设置在罐(2)和填充装置(4)之间的管线(8)中的节流阀(10)，节流阀(10)具有可变的流动横截面(S₁₀)且可在第一打开位置和第二打开位置之间调节；和用于控制填充阀(5)和节流阀(10)的控制装置(12)。根据本发明，为了优化填充射流的特性，控制装置(12)和/或节流阀(10)设计成使得节流阀(10)在整个填充时间(t_F)内是连续地至少部分打开的。本发明还涉及一种用于将液体的或可流动的内容物(3)填充至包装件(7)中的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于将液体的或可流动的内容物填充至包装件中的装置，所述装置包括：用于待填充的内容物的罐、具有填充阀的填充装置，其中，所述填充阀具有可变的流动横截面并且可在打开位置和完全闭合位置之间调节；将所述罐连接至所述填充装置的管线；布置在所述罐和所述填充装置之间的管线中的节流阀，其中，所述节流阀具有可变的流动横截面并且可在第一打开位置和第二打开位置之间调节；以及用于控制所述填充阀和所述节流阀的控制装置。

本发明还涉及一种用于将液体的或可流动的内容物填充至包装件中的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供用于将液体的内容物填充至包装件中的装置，所述装置具有填充阀且具有节流阀，b)打开所述填充阀，c)将所述节流阀的流动横截面从第一横截面积扩大至第二横截面积，d)将节流阀的流动横截面从第二横截面积减小至第一横截面积，以及e)闭合所述填充阀。

背景技术

将液体的内容物填充至包装件中是包装技术领域中(例如在食品方面)出现的问题。因此，对于将液体的或可流动的产品填充至指定的包装件中有许多可能性。例如液体的或可流动的产品可以是诸如牛奶、果汁、调味汁或酸奶的食品。例如，可以使用具有多个薄层的纸、纸板、塑料或金属的复合包装件作为前述包装件。

填充通常由如下装置来执行，该装置具有填充装置和用于待填充的内容物的罐，所述填充装置具有填充阀。管线将罐连接至填充装置。通常，罐的位置比填充装置更高，使得管线倾斜，并且可以使用重力来填充。当填充阀是打开的时，来自填充装置的内容物可以流入包装件，直到填充阀再次闭合。填充阀应该是可完全闭合的，以便实现良好的密封且没有内容物意外地流出填充装置。特别地，出于卫生的原因，必须确保当待填充的包装件被更换时，没有内容物流出填充装置并因此污染填充系统。

除了填充阀之外，在许多已知的装置中还提供了另外的阀，例如节流阀。节流阀特别用于设定和调节流速。从EP 2 199 249 B1中已知这种装置。关于节流阀，上述专利提出节流阀(在上述专利中为“第二阀装置”)在填充过程期间至少暂时地完全中断流体流动。

包装件填充中的重要步骤是尽可能快地将可流动的产品或液体的产品填充至包装件中，以便可以实现快速计时并因此实现高容量。尽管流速高，然而，为了满足卫生要求并避免污染包装件或填充机，填充应当尽量不飞溅和起泡。尽管在EP 2 199 249 B1中提出的方法使得可以在闭合填充阀时实现干净的失速(clean stall)而不会滴落，但实际上由于其它原因其已经证明是不利的。这是因为在填充阀仍然打开的情况下节流阀的完全截止在产品流中产生了空气夹杂物。一方面，这是由于流出填充装置的产品流在堵塞的节流阀和打开的填充阀之间的部分中引起负压的事实，这导致了空气通过填充阀被吸入装置中。空气与产品流的流动方向相反并且流入装置中，因此在产品流中产生不期望的空气夹杂物。当将内容物填充到包装件中时，这会导致失速(stall)并且增强了飞溅的形成。负压还导致待填充的内容物(例如牛奶)的空气渗出(“释气”)，从而导致更多的空气夹杂物。卫生缺点是其一个后果，例如污染填充系统。以这种方式，特别是在食品的无菌填充中要遵守的高卫生要求很难满足。

发明内容