CN101955146B - 一种用于瓶装多组分饮料的器具 - Google Patents

Abstract

一种用于向容器(10)中灌注液体尤其是饮料的器具(1)，包括用于向容器(10)中灌注液体的灌注装置(2)，包括用于向灌注装置(2)中提供液体的第一液体管线(4)，其中第一液体管线(4)中的液体以第一流向(R1)流动，流量测量装置(6)设置在所述第一液体管线(4)中，用于测量以第一流向(R1)流过所述流量测量装置(6)的液体的流量。根据本发明，流量测量装置(6)设置成也测量以与所述第一流向(R1)相反的第二流向(R2)流过所述流量测量装置(6)的液体的流量。

Description

一种用于瓶装多组分饮料的器具

技术领域

本发明涉及用于瓶装液体的器具，尤其涉及用于瓶装饮料的器具。

背景技术

现有技术中这种用于瓶装液体的器具已经是为人们所熟知。本发明中具体地说明了用于瓶装饮料的器具，其用于瓶装由果浆和水介质所组成的饮料。然而，需要注意的是，本发明同样还可应用于其他用于瓶装饮料或其他液体的器具，如瓶装牛奶、果汁、液体点心或油，或者应用于更黏的介质。

在这类用于瓶装饮料的器具中，经常会用到流量测量装置，用于测定各组分的流速。这种流量测量装置有时容易受到干扰，并在数量测量时出错进而直接导致将要被装瓶的饮料被不希望地混合。尤其是当液体中散布有颗粒时，这种流量测量装置经常不能可靠的工作。

根据专利文件DE 102006045987A1，已知一种用于装填灌注液体产品到容器的方法和装填灌注***其中，至少将液体产品的两种组分混合在一起。在此，至少一种组分利用流量计以同时控制装填灌注量和体积的方式提供。

EP 1362825B9描述了一种用于灌注容器的旋转机构。其中，一种用于添加剂的供给装置，其具有数个小管，沿小管布置有封口塞，用于打开或关闭小管。专利US 5,829,476公开了一种二流灌装阀，其中供给管道包含在另一供给管道中。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种简单的向容器中灌注饮料的器具及方法，并进一步提供了一种该灌注***的简单操作方法。此外，还可减少必须的用于测量流量的测量装置的数目。

根据本发明所述的用于向容器中灌注液体尤其是饮料的器具，包括用于向容器中灌注液体的灌注装置。进一步地，提供用于将液体引入到灌注装置的液体管线，其中在所述液体管线中的液体具有第一流向，在所述液体管线中设置有流量测量装置，用于测量以第一流向流过流量测量装置的液体流量。

根据本发明，流量测量装置设置成也测量以与所述第一流向相反的第二流向流过所述流量测量装置的液体的流量。

根据本发明，目的在于提供一种流量测量装置，其不仅根据流过液体的流量确定提及，还允许根据流量进行辨别可控阀。这样，例如，当提供第二组分时，可能会加入到流量测量装置的下游，因此第一液体组分将会出现临时回流。在此回流或其流量的基础上，可以确定第二组分的数量。然而，需要注意的是，第二液体并不一定是第二组分。因此，本发明还可适合于使得一种清洁介质从器具中穿过，此时流量测量装置仍被用于测量清洁介质的数量。

在进一步的实施例中，器具包括灌注状态测量装置，用于测量需要灌注容器内的灌注高度。这里，例如可以采用称重传感器(load cell)用来称量单个需要灌注容器的重量，尤其是在灌注的过程中。然而，灌注状态测量装置还可以是灌注水平探测器，或其他用于测定直接流入容器内的产品数量的流量测量装置。

在优选实施例中，器具包括第二液体管线，以向灌注装置提供第二液体。在本实施例中，本发明尤其适用于生产多组分饮料。另一方面，该第二液体管线可以是用于向灌注装置提供洗涤剂以进行清洗的冲洗管线，例如在具体的清洁操作中。

在进一步优选的实施例中，第二液体可引入与第一液体的流体交汇(fluidcommunication)。优选地，第二液体可在灌注装置的出口前引入与第一液体的流体交汇。这样，例如，饮料的灌注可能会停止，随后第二组分在混合区加入，且第二液体的数量由流量测量装置在回流方向上测定。

在进一步优选实施例中，第二液体管线与第一液体管线相连通。这样，在第一液体管线与第二液体管线相连通的区域液体会进行混合，而且这样***可通过这种方式控制，在具体灌注操作开始，只有一种特定的产品在每一实例中被使用，例如不含任何水果块或类似物的水。

优选地，第二液体管线以这种方式设置，在器具运转期间，第二液体不经过流量测量装置。这在第二组分为含有水果或类似物的液体时尤其重要。在这种情况下，需要保证流量测量装置与到第二液体管线开口之间的容积足够大，以在供给第二液体时，其不会流经流量测量装置，因为测量结果可能会受到影响。

在进一步优选实施例中，灌注装置包括阀门，以对至少一种进入容器内的液体的供给进行控制。在此，该阀门优选设置在第二液体管线的朝向第一液体管线的开口的下游，这样只需要提供一个阀门来控制已经制好的混合物进入到容器内。

在进一步优选实施例中，器具包括用于容纳第一液体的储液器。除此之外，还包括用于容纳第二液体的储液器，例如提供环形通道。

在进一步优选实施例中，在第二液体管线中设置有可控阀。这就是说第二组分会利用该可控阀采用定量的方法来添加。优选地，该可控阀基于流量测量装置所测得的数据进行控制。因此，例如，该可控阀会打开以提供第二组分，只要流量测量装置测得一定量的液体(尤其是在逆流方向)，该可控阀会再次关闭。更优选地，灌注装置的阀门在此期间会关闭。

本发明进一步提供了一种将液体尤其是饮料灌注到容器内的方法，其中，采用灌注装置将第一液体灌注进容器中，且该第一液体沿第一液体管线进入到灌注装置中，其中采用流量测量装置测量以第一流向流过流量测量装置的液体流量。

根据本发明，第一液体至少暂时性地以与第二流向相反的第一流向在第一液体管线中流过，流量测量装置测量以第二流向流过流量测量装置的液体流量。

因此，从方法的角度上看，特别建议在两个方向上测量第一液体，进而得出需要提供多少第二液体(例如冲洗剂)的结论。

在优选的方法中，向容器中灌注第二液体，且至少暂时性地在与第一液体和第二液体之间存在流体交汇。优选地，在灌注第二液体的过程中，控制液体进入容器的主要阀门关闭。这样，通过灌注第二液体，会产生第一液体的流经流量测量装置的回流。因此，基于流量测量装置输出的流量值，可以得出关于已经灌注的第二液体数量的结论。因此流体交汇更适合相对于灌注装置的阀门在上游形成。

因此，在优选的方法中，需要向容器中灌注的第二液体的数量是基于流量测量装置所测量的第一液体以第二流向流过流量测量装置的流量来确定。

在进一步优选的方法中，控制装置根据测量信号控制至少一个阀门，该阀门控制第二液体向容器内的供给。

在进一步优选的方法中，还向容器中提供气体产品。例如，如果想得到一种含二氧化碳的液体，该气体产品可以是二氧化碳(CO₂)。然而，气体的这种供给还可以在灌注液体之前发生。例如当非碳酸饮料装瓶时，可以在灌注操作之前和/或之后提供氮气。

在进一步优选的方法中，向容器中提供第三液体，且至少在与第一液体和第三液体之间暂时存在流体交汇。

优选地，第二液体和第三液体采用时间延迟方式加入到灌注装置中。通过采用这种时间延迟方式供给，只需要采用一个流量测量装置来测量第二液体和第三液体的数量。

附图说明

本发明的更多有益效果和实施方式结合附图将更为显而易见。附图中：

图1是饮料灌注***的示意图；

图2是本发明的一方面结构示意图；

图3是灌注装置的剖视图；

图4是根据本发明的灌注装置的截面示意图；

图5是表示灌注装置的透视图；以及

图6是图5中所示的灌注装置的剖视图。

附图标记列表：1、器具；2、灌注装置；4、第一液体管线；6、流量测量装置；7和9、环形管道；10、容器；11、管道；12、第二液体管线；14、第三液体管线；15和17、连接管道；16和18、阀门；20、灌注阀门；21、控制管线；22、阀门；23、管道载体；24和27、储液器；26、控制装置；32、第一端口；33、回流气体管线；34、阀门出口；37、扩展区；38、阀门塞；42、混合室；44、连接管道；45和59、波纹管；46、供应管线；49、定心装置；51、阀门驱动器；52、密封垫圈；54、外壳；55、管道；56、锥形阀；57、外壳部及阀门座；58、外壳；60、***；62、容器供给件；64、进料星形轮；65、通风孔；66、冲洗装置；68、出料星形轮；69、复位弹簧；70、传送星形轮；72、填料流入星形轮；76、死角；78、出料星形轮；80、封口装置；82、密封盖的供给装置；84、出料星形轮；86、取走装置；92、紧固件；94和96、节流阀；97和99、驱动器；A-G、方法步骤；L、轴向；N、灌注水平；P1、箭头；R1和R2、流向。

具体实施方式

图1中示出了饮料灌注***60的示意图。该***60包括容器供给件62，用于通过冲洗装置66或冲洗器的进料星形轮64沿着箭头P1方向提供容器。

附图标记68是关于冲洗装置66的出料星形轮，用于接过经冲洗的容器并将其通过传送星形轮70和填料流入星形轮72传送至器具1，以瓶装饮料。在该器具1中，装有两种组分的饮料。附图标记A-G标识出了瓶装饮料所采用的不同方法步骤。以此方式，在步骤A中，容器被按压向灌注装置。在步骤B中，容器预装或添加气体介质，例如二氧化碳被装入容器中。在步骤C中，向容器中加入初始量的主要产品，例如碳酸饮料。在步骤D中，向主要产品中加入次要产品或次要产品填料。在步骤E中，进行主要产品的后灌注。参考字母T_E标记出了向容器中加入饮料的灌注过程的结束。

在步骤F中，可以澄清(settle)或摇匀(relax)装瓶的饮料，在步骤G中，容器从灌注装置处移出。

附图标记78是关于器具1的出料星形轮，附图标记80是关于封口装置，以采用密封盖将容器封闭，附图标记82是关于用于提供容器密封盖的供给装置。附图标记84标识出了封口装置的出料星形轮，附图标记86是关于将装满的容器运走的取走装置。

标号76是指死角，其中没有容器被装填灌注或在相应的装填灌注位置没有容器存在。在该位于填料出料星形轮和填料进料星形轮之间的死角处，定量的添加剂可以加入到主要产品中。因此，该死角也被用于灌注过程，并可增强装填灌注过程的整体性能，因为不需要总是在总是可用的角度区域(A～G)一直进行定量过程。该定量过程会结合其它附图作更详细的说明。从方法角度上看，因此建议在装填灌注第一液体到容器后延迟有一段时间延迟后，再添加定量的其它液体到所述第一液体。

如此，如图1中所示的器具也用于将至少两种或多种不同的液体制备混合饮料。这些液体例如可以是以与需要灌注的容器容积相关的比例混合的水，果浆和/或调味剂。这里，各种不同的液体优选在沿到各个灌装阀的分配点空间内混合。根据本发明上下文，建议将不同的介质在在尽可能接近灌注阀门出口处汇聚，从而有利于添加的介质在随后的容器装填灌注过程中自动流出。通过这种方法，每个随后的灌注操作会因灌注多种不同的调味剂而不同。另外，这样可以从阀门装置或阀锥冲走例如果浆等可能导致问题的产品。

图2中示出了本发明器具1的结构图。这里，附图标记24是关于用于主产品的储液器。从储液器24中，产品会通过第一液体管线4流至灌注装置2，其中灌注装置2只是用附图标记2作为整体标记而没有示出更多细节。附图标记6是关于用于测量以第一流向R1流动的液体流量的流量测量装置。优选地，流量测量装置6是感应流量计。

附图标记20是标识出了用于控制进入容器10内液体的灌注阀门。

这里，第二产品，例如果浆，可以提供至液体管线4，或通过第二液体管线12从环状管道7输出的第二液体管线12提供至装填灌注装置2。

在灌注过程中，阀门20会被关闭，随后用于供给次要液体的阀门16会被打开。这继而导致主产品被推回液体管线4，并流入流动方向R2上的流量计的区域。

因为流量测量装置6同样适用于测定以第二流向R2的流体，其可在这些测量结果的基础上测定第二液体管线12供给了多少液体。然而，第一液体管线4的长度需优选设置成使得出现在第二液体管线12中的液体本身不会回流至流量测量装置。

附图标记26是用于接收流量测量装置6的测量信号、驱动例如阀门16，以及阀门20的控制装置。这样，可以实现对容器的自动灌注。该控制装置也可设置在远端，这样来自流量测量装置的测量信号被传输到控制装置，然后该远端控制装置再去驱动阀门。

正如已经提到过的，当通过第二液体管线12增加定量的产品时，例如块状产品，这些产品不可以流经流量测量装置6，因为这样会影响测量的准确性。因此，位于流量计和实际测量点之间的产品管线的体积必须相应地形成合适的尺寸，以便仅有主产品可以回流通过流量测量装置6。

这里第二液体管线(次级产品线12)在流量测量装置6的方向上进一步远离灌注装置2的进入主产品线的阀门出口。这样，可以灌注清澈液体，也就是说次要产品是作为填料加入到两部分主要产品中。然而这种情况下，优选地是，应考虑使主产品的后续部分足够多，以将次要产品，例如第二液体完全从阀门冲走。

开始时灌注清澈液体的好处在于，当直接通过打开的阀门或其他锥形阀添加定量的水果粒或水果块时，会产生理想的灌注喷射。如果阀门开启过程中水果粒留在阀门上，这样会阻碍理想喷射的形成，会引起产品不可控的喷溅。

图2示出了通过第二液体管线12径向地提供次要产品的方式。然而，这种次要产品的定量添加也可以在其他方向上进行，例如沿切线方向地，或以不同方式倾斜进入到第一液体管线4中。这样，可促进主要产品与次要产品之间的完全混合，可使得次要产品的冲洗会更加简单。

附图标记14是指第三液体管线，用于提供另外的液体，例如通过环形通道9。这里，还提供了用于控制这种产品向灌注装置2或阀门20供给的阀门18。

附图标记11是指气体介质管道，例如二氧化碳。该管道11通过连接管线15与储液器24相连通，以在储液器中产生气相，或者或在主产品上施加负荷。储液器24的灌注水平以字母N进行标识。进一步的连接管线17连接管道11和容器。该连接管线17是作为在灌注过程中将CO₂从容器反馈回管道11的气体管线。附图标记22是指作为气体回流阀和预先加压阀的阀门。

附图标记21标识(电学上的)出了通过控制单元26与阀门20、16和18进行通信的控制管线。

通过第二液体管线12提供的第二介质，优选在比第一液体管线4中的产品更高的压力下输入。这样，一方面可以实现第一液体管线4中产品的回推，另一方面这样可促使两种液体与气体混合。在第三液体管线14中的液体同样采用比第一液体管线4中液体更高的压力。

加量区或加量处可以根据产品采用喷嘴或分散器，从而促进基于用量的充分混合。同样可行的是，在反压装填灌注中的CO₂压力下以测量的方式添加果汁或添加剂产品，或者在已轻度“碳化”的情况下添加果汁。这样，可以抵消在混合区域因湍流所致的任何可能的CO₂逸出。

回气管道17也可以用作就地清洗(CIP，cleaning in place)回流管道。在此同样可行的是，从该管道提供通向CIP返回路径的支管道，例如在阀组(valveblock)的下游使用回气和/或预充阀门。特别地，在更为复杂的灌注过程中，阀组(未示出)包括用于不同功能的多个气体阀门，回气管道将可通过气体阀门在管道载体(channel carrier)23处分成多个气体管道。

另外可行的是，在灌注阀门处提供有多个用量点的情况下，灌注装置也可用于“多色灌注(multicoloured filing)”，其中不同产品从一个灌注阀门灌注到另一个，或进行依照指令的灌注过程，或不同产品以相同的产品移位倒班(production shift)方式一种接一种地灌注，其中可以进行一种产品向另一种产品非常快速的切换。

为了控制现有技术中已知的这种灌注过程，依据本发明的装置，其可同样用于依据本发明的灌注方法，包括灌注控制装置(未示出)，例如SPS。

图3示出了一种根据本发明一方面所述的灌注装置2。该灌注装置或该灌注阀门包括阀门组件20，其依次包括锥形阀或阀门塞38。附图标记12是指用于提供次要产品的第二液体管线。该次要产品通过阀门16输入，进而通过连接管线44进入混合室42。附图标记34标识出了阀门20的出口，从该出口液体流入至容器内。附图标记54标识出了灌注装置的外壳。回流气体，例如二氧化碳，会被通过回流气体管道33被再次带走。锥形阀38会沿纵向L移动，以这种方式控制从出口34进入到容器内的产品的供给。

为此目的，阀门具有密封垫圈52，其在阀门关闭时压紧外壳部57，以关闭阀门。附图标记56标识出了相应的锥形阀。

附图标记46标识出了灌注装置中用于供应主要产品的供应管线。其中可以看出，可以看出，管道46要么关闭，要么紧邻阀门区域。附图标记55标识出了用于灌注的产品。

图3所示的灌注装置2特别对混合和装瓶与果汁混合的碳化液体有用处，特别是混合有水果纤维和碎片的果汁的碳化液体。现有技术中已知的是，从两个分离的容器输入两种液体到公共混合室。通常灌注***在此用于灌注含有部分饮食纤维或固体食物的液体，其在灌注阀门的出口之前立即密封。在这种特定出口结构的情况下，基于密封，没有任何产品会出现在灌注过程的最后，从而可省去气障。气障是通过利用表面张力防止液体从一端开口的管线逃脱的部件。然而，这样的气障并不适合用于较大比例的水果纤维。

然而，该已有的用于保持和转换的***也求助于本发明的内容。可是，如前所述，还提供了一种改进的或流量最优化的输入用于灌注阀门的出口34，并采用锥形阀56封闭。对于任何需要进一步添加的介质，例如通过管道44，提供了进一步的通向公共混合室42的管线，其设计成不同介质从一个灌注装置到另一个灌注装置的混合重复。

为了保证灌注的预设顺序，每一输送管线均包括关闭机构，例如这里的阀门16。供给的不同介质的不同用量可以利用已知的测量手段测量，例如通过称重传感器(load cell)，其上放置被装填灌注的容器，或者通过流量测量装置(未示出)。

优选地，所有介质中的一种或几种的用量进一步通过特定的体积流量和流动持续时间提供，其先决条件是，液体在尽可能靠近出口34的位置混合到一起，并具有合适的组成。

图4是对本发明的器具的进一步描述，其尤其适合罐装液体，包括含有水果块或纤维的次要产品。除了实际的灌注装置外，其周围环境也可从这里看出，也就是第一液体管线4和用于次要产品的第二液体管线12。该第二供给管线12从储液器27输入，在此，储液器27相比储液器24位于较高水平，从而使在第二供给管线1中的液体在比液体管线4中的液体高的压力的情况下到达装填灌注装置24。附图标记51是指用于在轴向11上启动锥形阀56的启动装置(actuating device)，例如气动驱动。附图标记58接着标识了灌注装置2的外壳。附图标记45是指阀门16的组成部分波纹管，阀门区域也因此被液体环绕。在灌注装置2中对应设置有波纹管59，其可能也因此被来自第一液体管线4的主要产品所环绕。

在灌注的过程中，开始需要注入的第一介质，例如主要产品，通过打开对应通向供给介质的阀门，并关闭其他阀门来注入。随后，或者同时，灌注阀门的出口开启，或者阀门20开启。一旦达到期望的比例量，灌注阀门的开口34再次关闭。然而，在没有重复操作时，介质也会随着阀门20(如图2所示)的开启而改变。如前所述，随后的介质会替换掉先前的介质，以便实现可复现的混合比例。

优选地，每个输送管线包括单独用于这里液体的关闭机构或者阀门。

图5根据本发明及其周围环境进一步示意出了灌注装置2。在这里，附图标记58也是指外壳，而且附图标记51是指用于驱动采用紧固件92安在外壳58上阀门的阀门驱动。附图标记34也标识出了阀门出口。这里，关闭件或者节流阀94，96分别设置在两条产品管线4和12中。产品会沿着箭头P3和P4的方向供给。附图标记16，18分别是指分别由驱动器97，99驱动的隔膜阀。

图6中示出了图5中灌注装置的剖视图。在此仍然可以看到锥形阀56。锥形阀56会沿纵向L移动，并静止地靠在阀门座57上。主要产品沿第一液体管线4供给，通过供给通道55进入到混合室42。在该混合室42中，主要产品会与来自第二液体管线12的次要产品(优选在阀门20关闭时)混合。这里，用于次要产品的管道44完全地在圆周方向上围绕着用于主要产品的管道55。

附图标记59也标识出了形成用于主产品的管道55的波纹管。在该波纹管内，引导用于启动阀门的启动杆。附图标记49是指锥形阀56的定心装置。从这里可以看到，用于次要产品(或第二液体)的第一端口32设置在比用于主要产品(或第一液体)第一端口34低的位置。进一步地，管道44靠近锥形阀56，以便于一直保证容器最开始被灌注主要产品，接近结束时也被灌注主要产品。

附图标记65标识出了通风孔，附图标记69标识出了复位弹簧，以便于在不连通的状态下移动锥形阀56至关闭位置。因此，如前所述，在图6中所示的实体中，管道44是环状的，且围绕着管道55。第一液体管线4和第二液体管线12都具有扩展区37，分别用于对两种产品的供应进行流体优化。

采用图6中所示的布置方式，管道44和管道55的任何交叉或者两种产品管道位于彼此之内都会被避免。混合室42在这里位于最邻近锥形阀56处，更好的是，输送管线或者两端口32和34在混合室42的上方被提供。

本发明已对本申请文件中所公开的所有特征进行了必要的权利要求，到目前为止其相对于单独或者相结合的现有技术均具有新颖性。

Claims (10)

1.一种用于向容器（10）中灌注至少两个液体的器具（1），包括用于向容器（10）中灌注液体的灌注装置（2），将第一液体供应给所述灌注装置（2）的第一液体管线（4），其中所述第一液体管线（4）中的第一液体具有第一流向（R1），且流量测量装置（6）设置在所述第一液体管线（4）中，用于测量以第一流向（R1）流过所述流量测量装置（6）的第一液体的流量，

其特征在于，所述流量测量装置（6）设置成也测量以与所述第一流向（R1）相反的第二流向（R2）流过所述流量测量装置（6）的第一液体的流量；

所述器具（1）具有第二液体管线（12），以向所述灌注装置（2）提供第二液体，其中所述第二液体管线（12）与所述第一液体管线连通且所述第二液体与第一液体形成流体交汇；

所述第二液体管线（12）设置成在器具运转时，所述第二液体管线（12）不流经所述流量测量装置（6）。

2.根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述灌注装置（2）包括阀门（20），用于控制至少一液体进入到所述容器。

3.根据权利要求1所述的器具，其特征在于，所述第二液体管线（12）内设置有可控阀（16）。

4.一种液体灌注方法，其中第一液体通过灌注装置（2）注入到容器（10）内，且所述第一液体通过第一液体管线（4）注入到所述灌注装置（2）中，其中所述第一液体管线（4）中的第一液体具有第一流向（R1），且流量测量装置（6）测量以第一流向（R1）流过所述流量测量装置（6）的第一液体的流量，

其特征在于，所述第一液体管线（4）内的第一液体至少暂时地以第二流向（R2）流动，其中第二流向（R2）与所述第一流向（R1）相反，所述流量测量装置（6）测量以所述第二流向（R2）流过所述流量测量装置（6）的第一液体的流量。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将第二液体引入到容器内，且至少暂时性地在第一液体和第二液体之间形成流体交汇。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据以第二流向（R2）流过所述流量测量装置（6）的第一液体流量，确定需要向容器（10）内加入的第二液体的量。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制装置根据测量信号控制至少一个影响进入到容器内的第二液体供给的阀门。

8.根据权利要求4-7中任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，向所述容器中加入气体产品。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，向所述容器中加入第三液体，流体交汇至少暂时地存在于第一液体和第三液体之间。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二液体和第三液体采用时间延迟方式加入到灌注装置（2）中。

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