用于灌装容器的装置及相关操作方法与流程

本发明涉及一种用于灌装容器的装置和一种用于操作用于灌装容器的装置的方法。

背景技术：

0、技术背景

1、当将啤酒或碳酸饮料等灌装到玻璃瓶等容器中时，通常需要恒定的灌装高度作为质量标准。在不同的灌装系统中，灌装容器的灌装高度受各种效应或参数的影响。在回风管灌装器的情况下，当灌装水平上升到正确的高度时，通过用液体覆盖容器和锅炉之间的连接来产生灌装液位，因此气体不能再逸出时，则在探头灌装器中，由于容器中的灌装水平上升，在探头上产生电短路，从而关闭灌装阀。

2、回风管灌装器和探头灌装器分别需要升降装置将回风管或短路探头插入容器中。例如，在将容器在运输带高度转移到相应灌装器之后，可以通过升降气缸来提升容器。

3、这些灌装系统的缺点可能是，其需要一个相对费力的，因此昂贵的技术来实现升降装置，此外，高卫生要求只能非常费力地实现。例如，短路探头可以增加容器的冲程，直到容器受到挤压。卫生的绝缘子设计很难实施。无菌灌装器的实现可能很少或根本不可能。工艺角度或工艺时间可以通过高冲程增加，这反过来会导致灌装器性能的降低。实现升降曲线，必要时包括实现冲程的高度调节装置，以及长升降连杆和定心钟可能是费力和昂贵的。此外，在灌装器转塔上的力矩也可能增加。此外，病菌、污垢、细菌等可以通过浸没探头或回风管而转移到容器中。cip自动装置(就地清洁自动装置)可能很麻烦，并且不适用于每个分区。探头或回风管的调整不能卫生地进行，或者只能非常费力地进行。探头或回风管可以阻塞可用于例如实施更好的co2漂洗工艺的安装空间。

4、wo 2007/058838 a2公开了一种具有用于运输容器的载体和具有多个阀门的灌装装置和灌装方法。每个阀门在单独的、特定的时间内开启，以便在容器通过载体运输时控制进入相应容器的液体流。装置具有一个将容器引导到载体的输入供给路径和至少一个定位在输入供给路径旁边的辅助传感器，以便在容器位于输入供给路径上时对其进行观察。辅助传感器用于在容器布置在载体上进行灌装之前确定容器的容积容量。该装置和方法在每个单独的阀门上省去了用于容积流量或质量流量调节的传感器。根据wo 2007/058838a2，每个阀门所分配的此类流量传感器或质量流量传感器价格昂贵，可由基于时间表开启和关闭的阀门替代。

5、本发明的目的是创造一种改进的容器高度灌装技术。

技术实现思路

1、此目的通过根据本发明的特征来实现。有利的改进方案在本发明中给出。

2、本公开的一个方面涉及一种用于灌装容器的装置。装置具有用于检测容器的相应内部形状的容器检测装置。该装置具有位于容器检测装置的(容器)下游的多个灌装站，以及容器中的一个的相应接收室，用于将灌装材料输送到定位在相应灌装站的接收室中的容器的灌装阀和用于检测相应灌装站的灌装阀的灌装材料流量的流量检测装置。该装置还具有控制装置，其被配置为根据由容器检测装置检测的相应容器的内部形状分别确定(例如，计算)用于灌装相应容器的容器的灌装容积达到(例如，可通过用户接口指定的)设定灌装高度。控制装置还被配置为根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的确定的灌装容积和由流量检测装置检测的到相应灌装阀的灌装材料流量分别操作灌装阀，优选地使确定的灌装容积完全灌装灌装材料。

3、有利地，该装置能够基于对每个单独容器的灌装容积确定以实现容器的高度灌装。因此，对于内部容积(或灌装容积)变化相对较大的容器，也可以实现精确的高度灌装，例如，对于高达±10ml的玻璃瓶，就可以实现这种情况。该装置还允许克服上述缺点，从而简化装置的结构和配置，并增加卫生。有利地，放弃灌装探头或回风管系统也可以为实际灌装提供更大的工艺角度。可以提高装置的性能。在灌装之前和灌装期间，可以通过检测的内部形状和确定的灌装容积来优化灌装工艺。因此，优选地，可以更精确地达到设定灌装高度，因为灌装的灌装高度是相对于检测的内部形状和确定的灌装容积来实现的，其中，有利地考虑了根据容器底部的设定灌装高度。容器的高度公差、壁厚公差等可以得到补偿。

4、在一个实施例中，控制装置还被配置为分别确定(例如，计算)用容器的头部容积，用于由容器检测装置检测的相应容器的内部形状的头部区域延伸到容器口和设定灌装高度之间。控制装置还可被配置为还根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的确定的灌装容积分别操作相应灌装阀，优选地使相应头部容积保持未灌装。因此，有利地，可以进一步优化灌装工艺和尽可能精确地达到设定灌装高度。

5、要指出的是，关于头部容积的确定的技术也作为一个独立的方面在本文中公开。例如，这方面可能涉及用于灌装容器的装置。装置具有用于检测容器的相应内部形状的容器检测装置。该装置具有位于容器检测装置的(容器)下游的多个灌装站，以及容器中的一个的相应接收室，用于将灌装材料输送到定位在相应灌装站的接收室中的容器的灌装阀。该装置还具有控制装置，其被配置为分别确定(例如，计算)容器的头部容积，用于由容器检测装置检测的相应容器的内部形状的头部区域延伸到容器口和(例如，可通过用户接口指定的)设定灌装高度之间。控制装置还被配置为根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的确定的灌装容积分别操作相应灌装阀，优选地使相应头部容积保持未灌装。

6、在一个实施例中，灌装阀可分别定位在具有第一流动横截面的第一开启位置和具有大于第一流动横截面的第二流动横截面的第二开启位置。优选地，控制装置还可以被配置为根据确定的灌装容积和/或定位在相应灌装站的接收室中的容器的检测的内部形状，分别操作灌装阀，部分用于定位在第一开启位置，部分用于定位在第二开启位置，优选地定位在最后灌装部分的第一开启位置以达到设定灌装高度。因此，灌装工艺本身可以有利地适应单个容器的内部形状，从而可以防止例如不期望的、过于强烈的起泡，例如在容器的横截面减小或容器的颈部处。

7、在另一实施例中，控制装置还被配置为根据由容器检测装置检测的相应容器的内部形状分别检测(例如，识别)容器的喉部区域和/或根据由容器检测装置检测的相应容器的内部形状确定(例如，计算)喉部容积。优选地，控制装置还可以被配置为还根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的检测的喉部区域和/或检测的喉部容积分别操作灌装阀，优选地使在灌装检测的喉部区域和/或检测的喉部容积时降低灌装速度。因此，灌装工艺本身可以有利地适应单个容器的内部形状，从而可以防止例如在灌装容器颈部时不期望的、过于强烈的起泡。

8、在一个实施方式中，控制装置还可以被配置为在灌装定位在相应灌装站的接收室中的容器的检测的喉部区域和/或确定的喉部容积时分别操作灌装阀以定位在第一开启位置。

9、在另一实施方式中，用于检测容器的相应内部形状的容器检测装置被构造成检测以下的至少一个：

10、-容器的相应内部圆周表面；

11、-容器的相应内部圆周表面曲线；

12、-容器的相应周壁厚度；

13、-容器的相应周壁厚度曲线；

14、-容器的相应底壁厚度；

15、-容器的相应底壁厚度曲线；

16、-容器的相应容器高度；

17、-容器的相应容器口；

18、-容器的相应(例如内部和/或外部)横截面；以及

19、-容器的相应(例如内部和/或外部)横截面曲线。

20、以这种方式，具有所需细节水平的内部形状的检测可以有利地适应各种不同的要求。

21、在一个实施变体中，容器检测装置具有旋转系统(例如，转盘)，其被构造成例如围绕高轴旋转容器中的每一个或多个，例如用于检测容器的相应内部形状。替代地或附加地，用于检测容器的相应内部形状的容器检测装置可以被构造成分别从多个角度和/或从多个侧面检测容器。因此，可以显著地改进对相应容器的内部形状的检测。

22、要指出的是，关于旋转系统和/或从多个角度和/或从多个侧面的检测的技术也作为一个独立方面在本文中公开。例如，这方面可能涉及用于灌装容器的装置。装置具有用于检测容器的相应内部形状的容器检测装置。容器检测装置具有旋转系统(例如，转盘)，其被构造成例如围绕高轴旋转容器中的每一个或多个，例如用于检测容器的相应内部形状。替代地或附加地，用于检测容器的相应内部形状的容器检测装置可以被构造成分别从多个角度和/或从多个侧面检测容器。该装置具有位于容器检测装置的(容器)下游的多个灌装站，以及容器中的一个的相应接收室，用于将灌装材料输送到定位在相应灌装站的接收室中的容器的灌装阀。该装置还具有控制装置，其被配置为根据由容器检测装置检测的相应容器的内部形状分别确定(例如，计算)用于灌装相应容器的容器的灌装容积达到(例如，可通过用户接口指定的)设定灌装高度。控制装置还被配置为根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的确定的灌装容积分别操作灌装阀，优选地使确定的灌装容积完全灌装灌装材料。

23、在另一实施变体中，容器检测装置具有至少一个摄像机、立体摄像机、3d扫描仪或计算机断层扫描仪。

24、在一个实施例中，控制装置还被配置为还根据最小设定灌装量分别操作灌装阀，优选地使灌装超过设定灌装高度以达到(例如，可通过用户接口指定的)最小设定灌装量，例如当最小设定灌装量大于相应容器的确定灌装容积时。优选地，这可以确保始终遵守例如监管的，例如法定的最小灌装量。

25、优选地，多个灌装站没有用于升降多个容器的升降装置和/或没有灌装探头和/或没有回风管。

26、优选地，多个灌装站和容器检测装置可以例如通过容器输送机相互连接。

27、本公开的另一个方面涉及容器处理设备(例如，用于制造、清洁、涂覆、测试、灌装、密封、标签、印刷和/或包装液体介质、优选饮料或液体食品的容器)。容器处理设备可以具有如本文所公开的用于灌装容器的装置。

28、例如，容器可以被实施成瓶子、罐子、桶、纸板箱、小玻璃瓶等。容器可以特别优选地被设计成玻璃瓶。容器优选地至少部分透明或半透明。

29、优选地，术语“控制装置”可指电子设备(例如，被设计为驱动电路或具有微处理器和数据存储器)，以及可选的附加机械、气动和/或液压控制器，其可根据构造方案接管控制任务和/或调节任务和/或处理任务。虽然这里使用了“控制”一词，但其也可适当地包括或表示“调节”或“反馈控制”和/或“处理”。

30、可以的是，控制装置还被配置为根据相应检测的内部形状检查多个容器是否有损坏。优选地，控制装置还可以被配置为操作装置，使得被检测为损坏的容器被排出和/或不被多个灌装站灌装。

31、也可以的是，控制装置还被配置为根据相应检测的内部形状将多个容器与一个设定内部形状进行比较。优选地，控制装置还可以被配置为操作装置，使得与设定内部形状有实质性偏差和/或超过公差的容器被排出和/或不被多个灌装站灌装。例如，可以通过装置的用户接口来指定设定内部形状和/或公差。

32、也可以的是，控制装置可以操作用户接口，用于输出与容器中的至少一个所检测的内部形状、所确定的灌装容积、所检测的或所确定的头部区域、所确定的头部容积、所检测的或所确定的躯干区域、所检测的或所确定的喉部区域和/或所确定的喉部容积有关的至少一个信息。

33、本公开的另一个方面涉及一种用于操作用于灌装容器的装置的方法，优选地如本文所公开的。该装置具有控制装置、容器检测装置和位于容器检测装置的(容器)下游的多个灌装站以及相应接收室、灌装阀和流量检测装置。该方法具有通过容器检测装置(例如，通过容器检测装置的至少一个摄像机、立体摄像机、3d扫描仪或计算机断层扫描仪)检测容器的相应内部形状。该方法具有根据检测的相应内部形状通过控制装置确定(例如，计算)容器的相应灌装容积达到(例如，可通过用户接口指定的)设定灌装高度。该方法具有根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的确定的灌装容积和由流量检测装置检测的到相应灌装阀的灌装材料流量通过控制装置操作用于灌装定位在相应灌装站的接收室中的容器的灌装阀，优选地使确定的灌装容积完全灌装灌装材料。使用该方法可以有利地获得已经在参考该装置时描述的相同的优点。这同样适用于该方法的优选实施例，如下所述，以此类推。

34、在一个实施例中，该方法还具有确定(例如，计算)容器的相应头部容积，用于检测的相应容器的内部形状的头部区域延伸到容器口和设定灌装高度之间。优选地，还可以根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的确定的灌装容积操作相应灌装阀，优选地使相应头部容积保持未灌装。

35、在另一实施例中，灌装阀操作具有将灌装阀分别部分地定位在具有第一流动横截面的第一开启位置和部分地定位在具有大于第一流动横截面的第二流动横截面的第二开启位置，根据确定的灌装容积和/或定位在相应灌装站的接收室中的容器的检测的内部形状，优选地定位在最后灌装部分的第一开启位置以达到设定灌装高度。

36、在一个实施方式中，该方法还具有根据检测的相应内部形状通过控制装置检测(例如，识别)容器的相应喉部区域和/或根据检测的相应内部形状通过控制装置确定(例如，计算)容器的相应喉部容积。优选地，还可以根据定位在相应灌装站的接收室中的容器的检测的喉部区域和/或检测的喉部容积操作灌装阀，优选地使在灌装检测的喉部区域和/或检测的喉部容积时通过相应灌装阀降低灌装速度。

37、在另一实施方式中，通过容器检测装置从多个角度和/或从多个侧面检测容器的相应内部形状；和/或当通过容器检测装置检测容器的相应内部形状时，分别检测的和/或待检测的容器通过旋转系统(例如，转盘)旋转，优选地围绕高轴旋转。

38、在一个实施变体中，还根据最小设定灌装量操作灌装阀，优选地使灌装超过设定灌装高度以达到(例如，可通过用户接口指定的)最小设定灌装量，例如当最小设定灌装量大于相应容器的确定灌装容积时。

39、这里使用的术语“容积”可以指，例如，归一化的无量纲数，或者以单位容积(例如mm3或cm3)为单位，或者以单位容积(例如ml、cl或l)为单位。

40、这里使用的术语“数量”可以指，例如，归一化的无量纲数，或者以单位容积(例如mm3或cm3)为单位，或者以单位容积(例如ml、cl或l)为单位。

41、优选地，内部形状可以被检测为三维内部形状(例如，也被近似为多个排列在一起的层或横截面)。

42、原则上，本文所公开的技术也可用于定时灌装。例如，控制装置可以被配置为操作灌装阀以开启确定的时间，所确定的时间最好根据检测的内部形状和/或确定的灌装容积和/或确定的相应容器的头部容积，例如由控制装置确定。

43、上述本发明的优选实施方式和特征可以根据需要相互结合。