用于用填充产品填充容器的设备和方法与流程

1.本发明涉及优选在饮料灌装设施中用填充产品填充容器的设备和方法。


背景技术：

2.为了在饮料灌装设施中灌装填充产品、例如饮料，已知不同构型的填充机构。填充产品通过填充机构的流量从而到容器中的导入通常通过填充阀来控制，所述填充阀包括阀锥，所述阀锥安放在与阀锥互补地成形的阀容纳部中。这样通过将阀锥从阀容纳部中或从阀座中抬起开始填充过程，并且通过随后将阀锥下降到阀座上，再次结束填充过程。
3.为了可以对流入到容器中的填充体积进行无级控制并且对应地根据填充产品和进程环境追踪优化的体积流曲线，可将比例阀用作为填充阀，所述填充阀能够实现对体积流的基本上无级的控制。与仅具有两个状态打开/闭合的截止阀不同地，比例阀可以操控成，使得打开位置的连续的或近似连续的范围能够可靠地且可复制地设定。为了所述目的，比例阀通常经由步进马达操作，由此受构型影响地，在具有小的间隔的打开位置的离散的范围的阀也属于比例阀。
4.此外已知的是，在填充期间经由流量计确定流入到应填充的容器中的体积流，例如以便确定填充结束或者概括来说确保有意的填充曲线。流量计在此典型地设置在填充阀之上并且测量在填充过程期间流入到容器中的体积流。当前，在填充技术中使用感应式流量计和质量流量计。在感应式流量计中，经由在限定的横截面中的流速来确定体积流，其方式为：垂直于产品的流动方向施加可变的电磁场，由此进行与在液体中存在的载流子、例如离子的电荷分离。通过电荷分离产生的电压与载流子的流速成比例并且能够被测量以确定体积流。
5.流量计的测量精度此外与填充产品的性质和流速相关。流量计的工作范围、场强、采样率和其他参数迄今为止尽可能好地为整个测量范围设定。这造成，流量计的参数化并非对于全部填充产品和灌装而言速度是最优的，而是折中。这也适用于其他构型的流量计，例如适用于所述的质量流量计，其参数化必要时同样必须覆盖大的进程范围。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，改进用填充产品填充容器，尤其提高灌装精度和灌装进程的可靠性。
7.所述目的通过具有根据本发明的特征的设备以及具有根据本发明的特征的方法来实现。有利的改进方案在对本发明的下面的描述以及对优选的实施例的描述中得出。
8.根据本发明的设备和方法用于用填充产品填充容器。其尤其优选地在饮料灌装设施中使用，例如用于灌装水(碳酸化的或平静的)、啤酒、葡萄酒、果汁、软饮、冰沙、奶制品等。
9.根据本发明的设备包括：至少一个填充阀，所述填充阀设立成，用于将填充产品导入容器中；以及至少一个经由产品管路与填充阀连接的流量计，所述流量计设立成，用于确
定在产品管路中经过流量计的填充产品量。流量计为了所述目的可以测量体积流、运输的量或其他物理变量，其是代表穿流的流体量的量值。优选地，流量计如在感应式构型的情况中那样无接触地工作。
10.产品管路涉及优选出自填充产品储库的填充产品，在所述填充产品储库上在该情况下连结有产品管路。填充产品储库能够以中央桶或环形桶的形式实现并且能够在具有其的填充转盘上旋转地设置。替选地，填充产品储库优选在填充机器的领域中也可以是提供的桶。
11.设备此外具有控制装置，所述控制装置与填充阀以及流量计通信，无线地或有线地通信，并且设立成，用于在填充过程期间、即尤其在将填充产品导入容器中期间操控填充阀。在构成为截止阀的填充阀的简单的情况下，操控例如通过时间相关的信号实现，所述信号促使填充阀打开或关闭产品管路的对应的通路。在比例阀的情况下，操控通常包括其他信息，所述信息表示填充阀应具有的开启状态的特征。
12.根据本发明，控制装置与流量计双向地通信并且设立成，用于与一个或多个填充进程变量相关地执行流量计的参数化。“双向”在此表示，不仅测量数据以处理的或未处理的方式可由流量计传输给控制装置，例如以便开环控制或闭环控制其他填充进程，而且控制装置可以将信息发送给流量计。从控制装置到流量计的所述信息、指令等用于流量计的参数化，即改变影响流量计的工作方式的一个或多个参数，尤其用于调整或优化流量计的测量范围。在此要注意的是，参数化基于用于操控填充阀的控制装置或者由其执行。
13.通过在流量计和填充阀的控制装置之间的这种双向的通信以及流量计通过所述控制装置的参数化，流量计的工作范围可以最优地适应于当前的灌装情形，例如适应于填充产品、灌装量、灌装速度等或更概括地适应于填充曲线。以所述方式，可以改进设备的灌装精度和可靠性，因为参数化动态地由控制装置改变从而不必作为折中针对不同的灌装情形预先设定。
14.流量计的在上文中阐述的动态参数化在必要时也可以间接地通过控制装置进行，其方式为：在填充阀和流量计之间的通信实现成，使得填充阀将其状态发送给流量计，所述流量计据此可以调整填充阀的开启状态。这种间接的参数化同样属于要求保护的双向的通信。
15.优选地，控制装置设立成，用于在填充进程期间，优选在将填充产品导入容器中期间，执行流量计的参数化。因此，流量计的工作范围甚至在经历填充曲线期间可以最优地匹配于当前的给定条件，由此进一步地改进灌装精度。
16.优选地，一个或多个填充进程变量包括用于操控填充阀的控制变量和/或一个或多个填充产品特性，例如填充产品的粘性和/或白利糖度含量和/或水果纤维含量和/或果酱含量。在考虑填充产品特性和/或说明填充阀的开启状态的控制变量的情况下，流量计的参数化可以尤其精确地针对当前的灌装情形调整。
17.优选地，填充阀是比例阀。填充阀必要时可以用截止阀补充，尤其以便时间精确地和可复制地执行填充开始和填充结束。通过使用比例阀，可以实现不同的填充曲线，所述填充曲线根据填充产品、容器大小、容器形状等确保最优的、保护产品的灌装。
18.在本文中将如下阀视作为比例阀，所述阀能够实现对体积流的基本上无级的控制。与仅可以具有两个状态打开/关闭的截止阀不同地，可以操控比例阀，使得能够可靠地
且可复制地设定打开位置的连续的或近似连续的范围。为了所述目的，比例阀例如经由步进马达操作，由此受构型影响地，在具有小的间隔的打开位置的离散的范围的阀也属于比例阀，在此称作为“近似连续地”。
19.在使用比例阀的情况下，一个或多个填充进程变量尤其优选地包括用于操控填充阀的控制变量，其中控制变量是代表填充阀的应设定的开启度或开启状态的量值。控制变量可以直接地或间接地表示比例阀的应设定的开启度的特征。“间接地”在此表示，控制变量例如可以是期望的流量、灌装量或者是或确定代表比例阀的开启度的量值的其他变量。要指出的是，术语“控制变量”表示信息、指令、信号灯等并且不限制进程控制或进程调节的方式。换言之，控制变量例如可以是闭环控制、例如pid闭环控制、或者填充阀的控制的结果。通过这种控制变量用于流量计的参数化，其中包括由这种控制变量推导出的变量，流量计的工作范围可以关于灌装量和期望速度例如基于应经历的填充曲线始终最优地被设定。
20.优选地，流量计是感应式构型，即体积流经由在限定的横截面中的流速确定，其方式为：垂直于产品的流动方向施加优选可变的电磁场，由此进行与在液体中存在的载流子、例如离子的电荷分离。通过电荷分离产生的电压与载流子的流速成比例并且可以被测量以确定体积流。在这种感应式流量计的情况下，在流量计的参数化时应调整的参数优选包括电磁场的频率和/或强度和/或采样率。当然，其他构型的流量计、例如质量流量计也能够通过控制装置动态地参数化。
21.优选地，流量计的参数化包括调整流量计侧的电子装置和/或用于确定和/或评估由流量计记录的测量数据的算法。换言之，流量计侧的电子装置连同用于测量数据处理的可能的算法在本文中也属于参数化，因为流量计的工作范围的优化也能够在数据处理的层面上执行。
22.优选地，设备或填充阀设立成，用于自由射束填充。填充阀在该情况下经由阀通口输出填充产品，使得所述填充产品在跨越自由射束范围之后填入应由填充产品填充的容器的通口中。呈自由射束阀的形式的这种填充阀例如适合于灌装平静(still)的填充产品，尤其适合于灌装平静的水。然而，也考虑其他填充产品，例如果汁、冰沙、葡萄酒、奶制品等。
23.然而，一个或多个流量计的在此描述的动态参数化不限于自由射束填充器。更确切地说，如果为了开环控制或闭环控制灌装进程使用一个或多个流量计，那么所述动态参数化始终可以有意义地被使用。
24.因此，动态参数化例如可以在所谓的反压法中使用，所述反压法尤其在灌装碳酸填充产品、例如啤酒、矿泉水或软饮时使用。在此，将应填充的容器在将填充产品导入之前借助张紧气体预紧到超压。为了所述目的，将容器通口和阀通口置于压力密封的连接。作为张紧气体例如使用co2。对应地，在碳酸填充产品中结合的co2在填入应填充的容器中时以提高的co2压力填入，使得co2从填充产品中的释放减小或甚至完全被阻止。填充产品起泡的趋势减少，使得以所述方式可以整体上加速填充过程。
25.替选地，动态参数化可以在负压法中使用，在所述负压法中将填充产品在填充压力下导入容器中，所述容器相对于填充压力处于负压下。所述情况在本文中也称作为“突然填充”，因为可以特别快地实现填充产品的导入。为了将容器由填充产品突然填充，将容器的内部空间在填充阀闭合和真空阀打开时经由真空设备抽真空并且对应地处于负压下。如果在容器中实现预设的负压、例如0.1bar，那么真空阀关闭并且填充阀打开。由于在容器的
现在存在负压的内部空间和存在超压(相对于容器中的负压和/或相对于常压)的填充产品储库之间存在大的压差，造成用填充产品突然填充容器。填充过程借此可以非常快地执行并且对应地也快速地结束。
26.因为根据所述突然填充在填充过程期间由于已经在容器中存在的负压至少在填充的第一阶段中没有气体从容器中挤出，而是仅负压减小，所以填充产品也可以在容器的通口的整个通口横截面之上流入到容器中。不需要用于导出在填充期间挤出的气体的措施。
27.根据一个尤其优选的实施方式，一个或多个流量计的动态参数化在灌装多组分填充产品时被使用。
28.设备在该情况下设立成，用于用由基本液体和至少一个配料组分构成的填充产品来填充容器。填充产品因此是由至少两种组分构成的多组分填充产品，其中组分中的一种组分为了语言区分在本文中称作为“基本液体”并且优选地用作为主要组分。除了灌装填充产品之外，设备设立成，用于汇集或混合组分并且就此而言承担要灌装的填充产品的制造进程的至少一部分。基本液体例如是水。(多种)配料组分例如可以是糖浆、包含果肉的液体、果酱、香料等。因为设备然而不仅适合于在食品领域中灌装饮料，而且例如也适合于混合/配量和灌装药品、颜料和其他液体，包括高粘性的且膏状的液体，所以选择基本液体和(多种)配料组分不限于特别的方式。
29.根据所述实施方式组的设备具有基本储库，所述基本储库设立成，用于提供基本液体，以及具有填充阀，所述填充阀设立成，用于将填充产品导入容器中。术语“基本储库”在本文中包括用于提供基本液体的任意源。因此，基本储库例如可以通过箱或容器实现，同样可以通过管道或软管管路实现，所述管道或软管管路将基本液体从外部设施输入。这类似地适用于可能的用于提供配料组分的配料储库(参见更下文的描述)。
30.设备在该情况下此外包括基本线路，所述基本线路具有：基本管路，所述基本管路使基本储库与填充阀处于流体连接；流量计，所述流量计在基本管路处设置在基本储库和填充阀之间并且设立成，用于确定在基本管路中经过流量计的流体量；以及配料空间，所述配料空间设置在流量计和填充阀之间。流量计为了所述目的可以测量体积流、运输的质量或其他物理变量，所述其他物理变量是代表穿流的流体量的量值。优选地，流量计无接触地工作。此外，流量计优选地设置成，使得其仅由基本液体穿流，即可能的待配量的配料组分(在下文中描述)不到达流量计。借此，介质特性在流量计处不改变，并且管路系统在所述区域中不通过不同的流体污染。
31.设备还具有基本线路的至少一个配料分支，所述配料分支设立成，用于将配料组分导入基本线路的配料空间中。配料空间因此用于将一种或多种配料组分混入到基本液体中并且在最简单的情况下能够是基本管路的管路部段。配料分支为了所述目的优选地具有：配料储库，所述配料储库提供配料组分；与其流体连接的配料管路以及配料阀，所述配料阀将配料管路与配料空间可切换地流体连接。
32.要注意的是，表述“基本”和“配料”不关于相关的部段和填充产品组分的类型、质量或量进行说明。其在本文中尤其用于语言区分。
33.在上文中阐述的用于用由基本液体和至少一种配料组分构成的多组分的填充产品填充容器的设备提供不同的技术贡献和相对于常规的构思的优点。因此，在唯一的填充
位置(填充阀的位置)处用多种组分完整地填充容器简化容器的操作。此外，在配量阶段期间容器不必处于填充阀下方，因为配量不在灌装时、而是在配量空间中执行。用于配量的时间可以协同地用于容器运输。借此，在本文中描述的构思可以用于具有一个或多个填充部位的线性周期机器和回转机器。在回转机器的情况下，容器可以在小的转动角之后已经再次离开转盘。在设立成，用于灌装碳酸饮料的填充机器的情况下，可能的卸荷时间可以协同地用于随后的容器的配量阶段。
34.用于实现设备的机器构造的耗费是相对小的，因为管路系统通过管道或软管管路以少量的阀和各线路仅一个唯一的流量计实现。不必构建复杂的几何形状，由此设备可简单地清洁和维护。堵塞风险是小的。设备此外适合于配量高粘度的流体。例如迁移到密封件中并且不可以通过清洁从密封件移除的密集的芳香剂的传播最小化，因为线路在填充阀上游在附近处才汇集并且所述线路在灌装时才导入基本线路的流动的流中。
35.在导入(多种)配料组分时在将基本液体或主要组分挤出的条件下和在利用流量计的条件下，配量的技术问题涉及配量范围的边界。配量范围可以通过可供使用的配量时间和通过要配量的介质的体积流影响。流量计的动态参数化解决所述问题或者至少改进配量的精度。
36.优选地，设备还包括至少一个副线路，所述副线路具有：管路，所述管路将基本储库经由优选地构成为截止阀的阀与基本线路的配量空间流体连接；流量计，所述流量计在管路处设置在基本储库和阀之间并且设立成，用于确定在管路中经过副线路的流量计的流体量；以及配量空间，所述配量空间设置在副线路的流量计和阀之间。
37.一个或多个副线路的(多个)管路同样从基本储库中获取基本液体，如基本管路，例如其方式为：所述管路与基本储库连接或者在基本线路的流量计上游从基本管路分支。当然，基本线路和(多个)副线路可以从不同的储库中获取基本液体，在该情况下特征“基本储库”表示所有提供基本液体的储库的整体。
38.副线路的流量计能够如基本线路的流量计那样测量体积流、运输的质量或其他物理变量，所述其他物理变量是代表穿流的流体量的量值。优选地，副线路的流量计无接触地工作。此外，副线路的流量计优选地设置成，使得其仅由基本液体穿流，即可能的配量的配料组分不到达流量计。借此，介质特性在流量计处不改变，并且管路系统在所述区域中不通过不同的流体污染。
39.设备优选地还具有副线路的至少一个配料分支，所述配料分支设立成，用于将配料组分导入副线路的配量空间中。副线路的配量空间因此如基本线路的配量空间那样用于将一种或多种配料组分混入到基本液体中并且在最简单的情况下能够是副线路的管路部段。
40.副线路的配料分支为了所述目的优选地具有：副线路的配料分支的配料储库，所述配料储库提供配料组分；副线路的配料分支的与其流体连接的配料管路；以及副线路的配料分支的配料阀，所述配料阀将副线路的配料分支的配料管路与副线路的配量空间可切换地流体连接。
41.重要的技术贡献在于，通过使用一个或多个如配料分支那样通入到基本线路的配量空间中的副线路，提高配量范围，并且配量的精度，尤其在同时混入大的和小的配量的量的情况下，可以明显被改进。配量范围的进一步的提高和/或配量时间的优化此外从如下得
出：在一条线路中一种类型的配料组分未配量时，其他类型的配料组分在其中配量，即例如可以准备用于随后的灌装。这引起设备的灵活性的明显提高。
42.优选地，基本线路的配料分支和副线路的配料分支设立成，用于将相同的配料组分导入相关的配量空间中。为了所述目的，基本线路的配料分支优选具有基本线路的配料分支的配料储库并且副线路的配料分支具有副线路的配料分支的配料储库，二者包含或提供相同的配料组分。设备根据该实施方式允许在宽的配量范围内的尤其精确的、个体化的配量，因为根据期望的配料量所处于的范围，可以使用基本线路、副线路或这两种线路的组合。为了所述目的，控制装置可以设立成，用于不仅调节(多种)配料组分到配量空间中的配量，而且此外确定，通过哪条线路或通过哪个线路组合可以最精确地和/或最有效地配量期望的配料量。
43.(多个)基本线路和副线路的不同的配料制度能够通过参与的组分的不同的额定宽度或额定大小来实现。因此，基本线路的配料空间优选地具有与(多个)副线路的配料空间不同的、优选更大的内部体积。替选地或附加地，基本线路的流量计优选设立成，用于确定与副线路的流量计不同的、优选更大的流量，其中在此可应用参数化，以便动态地设定相关的流量计的工作范围。替选地或附加地，两个配料空间和/或流量计的管路横截面和/或在流量计上游的管路部段可以是不同的。
44.要注意的是，表述“下游”和“上游”在本文中涉及填充方向，即填充产品在清空配量空间时流动以填充容器的方向。
45.优选地，基本线路的流量计和/或副线路的流量计设立成，用于确定沿填充方向和/或与填充方向相反的方向经过的或穿流的流体量。在此，“回流测量”、即确定从导入的配料组分向回从配量空间挤出的基本液体的体积是尤其优选的，因为以所述方式混合比例能够以机械构造方面简单的、紧凑的和可靠的方式确定。尤其地，每条线路仅安装唯一的流量计，以便测量基本液体和(多个)配料组分从而确定其比值。
46.优选地，设备具有多个填充阀，所述填充阀设置在回转填充器的转盘处并且分别经由产品管路与相关联的流量计连接，其中控制装置与填充阀以及相关联的流量计通信并且设立成，用于在填充过程期间、即尤其在将填充产品导入容器中期间操控填充阀，并且控制装置与流量计分别双向地通信并且设立成，用于与一个或多个填充进程变量相关地执行相关的流量计的参数化。
47.在上文中提到的目的此外通过一种用于优选在饮料灌装设置中用填充产品来填充容器的方法来实现，其中方法具有：提供填充产品，并且将其经由产品管路和在其上接合的填充阀导入容器中；通过接合到产品管路上的流量计来确定经过产品管路的填充产品量；和在填充过程期间，即用于将填充产品导入容器中，经由控制装置操控填充阀，所述控制装置与填充阀以及流量计通信，其中控制装置与流量计双向通信并且与一个或多个填充进程变量相关地执行流量计的参数化。
48.关于设备描述的特征、技术效果、优点以及实施例类似地适用于方法。
49.因此，优选在填充进程期间，优选在将填充产品导入容器中期间，控制装置出于上述原因执行流量计的参数化。
50.优选地，填充阀出于上述原因是比例阀，一个或多个填充进程变量包括用于操控填充阀的控制变量并且控制变量是代表填充阀的应设定的开启度的量值。
51.优选地，流量计是感应式构型的，并且出于上述原因，在参数化流量计时应调整的参数包括电磁场的频率和/或强度和/或采样率。
52.优选地，出于上述原因，流量计的参数化包括调整流量计侧的电子装置和/或用于确定和/或评估由流量计记录的测量数据的算法。
53.优选地，填充产品具有基本液体和至少一种配料组分，其中方法出于上述原因在该情况下还具有：通过基本储库提供基本液体；将基本液体从基本储库填入基本线路的配量空间中；将配料组分从基本线路的配料分支填入基本线路的配量空间中，其中为了配量配料组分，基本线路的流量计确定在基本线路中经过流量计的填充产品量；并且经由填充阀将基本线路的配量空间清空到容器中。
54.所述方法在一个或多个副线路的情况下可以对应地还包括：将基本液体从基本储库填入副线路的配量空间中；将配料组分从副线路的配料分支填入副线路的配量空间中，其中为了配量配料组分，副线路的流量计确定在副线路的管路中经过副线路的流量计的流体量；并且将基本管路的配量空间和副线路的配量空间经由填充阀清空到容器中。基本线路的配量空间和副线路的配量空间的清空优选基本上同时执行。这可以通过同时打开填充阀和副线路的阀来实现。
55.填充的不同方法以及本发明的其他优点和特征从下面对优选的实施例的描述中可见。在本文中描述的特征可以单独地或以与一个或多个在上文中详述的特征组合的方式实现，只要所述特征不相悖。下面对优选的实施例的描述在此参照附图进行。
附图说明
56.本发明的优选的其他实施方式通过随后对附图的描述详细阐述。在此示出：
57.图1示出用于用填充产品填充容器的设备的示意图；
58.图2示出图表，所述图表示意地示出根据示例性的参数和填充进程变量的流量计参数化；
59.图3示出根据另一实施例的用于用填充产品填充容器的设备的示意图；和
60.图4示出根据另一实施例的用于用多组分填充产品填充容器的设备的示意图。
具体实施方式
61.在下文中根据附图描述优选的实施例。在此，附图中的相同的、相似的或起相同作用的元件部分地设有相同的附图标记，并且可能放弃重复地描述所述元件，以便避免冗余。
62.图1示意地示出用于用填充产品填充容器100的设备1。
63.在图1中示出的实施例中，设备1包括填充阀2，所述填充阀在此示例性地以自由射束阀的形式设置。填充阀2经由阀通口2a输出填充产品，使得所述填充产品在跨越自由射束区域之后填入应用填充产品填充的容器100的通口110中。呈自由射束阀的形式的这种填充阀2例如已知能用于灌装平静的填充产品，尤其用于灌装平静的水。然而也考虑其他填充产品，例如果汁、冰沙、葡萄酒、奶制品等。碳酸饮料、例如苏打水、啤酒、软饮等通常借助设施在反压法或负压法中灌装，所述设施在更下文中根据另外的实施方式描述。
64.应填充的容器100经由容器支架200在填充期间保持在填充阀2处或下方，所述容器支架例如示例性地具有保持夹210，用于将要填充的容器100在颈部区域中、例如在容器
100的在此未示出的颈环下方保持。在此也提及应填充的容器100的所谓的“颈部处理”。“颈部处理”尤其在填充呈pet瓶的形式的塑料容器的情况下使用。
65.在图中未示出的替选方案中，应填充的容器100也能够在其底部区域中保持或者支撑，例如通过引导调节器，应填充的容器100竖立在所述引导调节器上。在此也提及应填充的容器100的所谓的“底部处理”。“底部处理”尤其在填充玻璃瓶的情况下使用。
66.在图中同样未示出的替选方案中，应填充的容器100也可以在容器或瓶腹部的区域中或以其他适合的方式保持和/或支撑和运输。
67.填充阀2尤其优选地构成为比例阀3或者包括在阀通口2a上游支承的、即在阀通口2a上游设置的比例阀。可选地，在阀通口2a的区域中可以设有截止阀，所述截止阀可以根据需要打开/关闭阀通口2a。比例阀3设立成，用于改变填充产品的体积流，因此调节每单位时间导入容器100中的填充产品量。目的是，确保有效的、精确的和保护产品的填充。
68.比例阀3例如可以构造成，使得由相应的填充产品穿流的环形间隙在其尺寸方面可改变。比例阀3的切换位置、即例如环形间隙的当前切换的尺寸/尺度是已知的并且可以可复制地设定，例如通过将步进马达用于驱动比例阀3。
69.借助比例阀3可以确定填充曲线、即每单位时间的体积流的一个或多个特性，例如在达到期望的填充水平时的填充结束或者填充曲线的整体。
70.填充产品在真正灌装到应填充的容器100中之前暂存在填充产品储库4中，其中填充产品储库4在此以回转填充器的中央转盘的形式示出。在一个替选的实施方式中，填充产品储库4例如也能够以环形桶、冲洗管路或分配输送部的形式构成。
71.在填充产品储库4中，填入填充产品直至特定的填充高度并且能够从那里开始经由填充产品管路5流向填充阀2并且从那里起引入到应填充的容器100中，所述填充产品管路在此示例性地具有第一管路部段50、第二管路部段52、第三管路部段54以及第四管路部段56。
72.除了用于开环控制或闭环控制填充产品流的比例阀3之外，此外设有流量计6，所述流量计设立成，用于探测穿流填充产品管路5的填充产品的流体量或体积流。借助于流量计6必要时也可以确定引入到容器100中的填充产品量，例如通过将确定的体积流积分或或相加。以所述方式，在应填充的容器100中达到期望的填充产品水平之后，填充过程可以通过关闭比例阀3和/或通过关闭在此示出的截止阀结束。
73.填充阀2包括比例阀3、流量计6和填充产品管路5的部段、例如管路部段52、54和56可以形成假想的和/或构造的单元或部件，其在本文中称作为“填充机构”。
74.在图1中示出的设备1仅示出填充机构，所述填充机构与填充产品储库4连接。设备1然而优选地具有多个填充机构，所述填充机构例如围绕共同的填充产品储库4设置，以便以所述方式构成回转填充器。回转填充器在此围绕示意地示出的旋转轴线r旋转，以便在旋转期间填充应填充的容器100并且同时运输所述容器。在回转填充器的环周处例如可以设置有多于20个或50个填充阀10，使得可执行将输送给回转填充器的流有效地填充给应填充的容器100。
75.设备1——作为填充机构的组成部分或者在填充机构之外——可以具有一个或多个过滤器7，所述过滤器优选地设置在填充产品管路5的第一部段50和填充产品管路5的第二部段52之间。过滤器7设立成，用于在灌装之前执行填充产品的清洁，例如用于从填充产
品滤除颗粒、病毒、细菌、病菌、真菌。尤其当设备1设为用于灌装平静的水时，过滤器7是有意义的。
76.填充产品储库4中的填充产品的当前的填充高度例如可以借助于填充高度探针152来测量。
77.设备1还具有控制装置150，所述控制装置设立成，用于与填充机构通信。尤其地，控制装置150与比例阀3以及流量计6通信，以便利用由流量计6确定的体积流值来确定比例阀3的当前的切换位置。此外，对填充产品储库4中的填充高度的评估可以借助于控制装置150来执行。
78.控制装置150可以中央地或分立地，作为基于互联网和/或基于云的应用的组成部分或以其他方式实现，以及必要时访问数据库。控制装置150与对应的组件的通信可以无线地或有线地进行。
79.控制装置150此外设立成，用于使流量计6的一个或多个参数匹配与一个或多个填充进程变量。换言之，与一个或多个填充进程变量相关地，进行流量计6的参数化，尤其用于调整测量范围或者用于优化测量范围。为了所述目的，控制装置150和流量计6双向地通信。流量计6的一个或多个参数的调整优选地在填充进程期间、即在将填充产品导入容器100中期间进行。
80.在感应式流量计6的情况下，应调整的参数例如包括一个或多个如下参数：用于在填充产品中的电荷分离的电磁场的频率，电磁场的强度，采样率。在有效压力或质量流量测量法的流量计6的情况下，应调整的参数例如包括一个或多个如下参数：测量光圈，振荡系统的频率，振荡系统的幅值。替选地或附加地，也可以与一个或多个填充进程变量相关地调整用于评估流量计6的传感器数据和创建应由控制装置150处理的数据，尤其是体积流数据的算法。流量计侧的电子装置，包括用于测量数据处理的可能的算法，也属于用于流量计6的参数化的参数。
81.作为用于流量计6的参数化的填充进程变量尤其和特别优选地考虑控制装置150到比例阀3的控制变量。控制变量可以直接地或间接地表明比例阀3的应设定的开启度。“间接地”在此表示，控制变量例如可以是期望的流量的量、灌装量或其他变量，所述其他变量是或确定表示比例阀3的开启度的量值。
82.通过在流量计6和控制装置150之间的这种双向通信，流量计6关于灌装量和期望速度可以例如基于应经历的填充曲线动态地，在任意时刻最优地参数化，由此改进灌装精度和可靠性。
83.流量计6的在上文中阐述的参数化在必要时也可以间接地通过控制装置150进行，其方式为：在比例阀3和流量计6之间的通信实现成，使得比例阀3将其状态发送给流量计6，所述流量计据此可以使其参数或其测量范围协调于比例阀3的开启度。
84.对控制变量替选地或附加地，可以将一个或多个其他的填充进程变量用于流量计6的参数化。因此，关于此例如可以考虑一个或多个如下参数：填充产品的粘性、填充产品的白利糖度含量、填充产品的水果纤维含量或块状物含量、果酱含量和/或其他填充产品特性。
85.图2给出关于流量计6的参数化的概览、示例性的参数和填充进程变量。
86.通过使流量计6的工作范围匹配于填充进程变量，例如填充产品特性，和/或使控
制变量匹配于比例阀3、例如有意的或预期的流速，那么可以实现在灌装时明显更好的精度。同样地，可以改进配料的精度，如这在下文中关于图3和4的实施例示出的那样。通过改进灌装精度和可靠性，可以减少次品并且节约资源，尤其还有填充产品本身。
87.一个或多个流量计6的在此阐述的动态参数化不限于自由射束填充器1。更确切地说，如果为了开环控制或闭环控制灌装进程使用一个或多个流量计6，那么可以有意义地总是使用动态参数化。
88.因此，动态参数化例如可以在所谓的反压法中使用，所述反压法尤其在灌装碳酸填充产品、例如啤酒、矿泉水或软饮时使用。在此，将应填充的容器100在将填充产品导入之前借助张紧气体预紧到超压。为了所述目的，将容器通口110和阀通口2a置于压力密封的连接。作为张紧气体例如使用co2。对应地，在碳酸填充产品中结合的co2在填入应填充的容器中时抵抗提高的co2压力填入，使得co2从填充产品中的释放可以被减小或甚至完全被阻止。填充产品起泡的趋势减少，使得以所述方式可以整体上加速填充过程。
89.替选地，动态参数化可以在负压法中使用，在所述负压法中将填充产品在填充压力下导入容器中，所述容器相对于填充压力处于负压下。所述情况在本文中也称作为“突然填充”，因为可以特别快地实现填充产品的导入。为了将容器100用填充产品突然填充，将容器100的内部空间在填充阀2闭合和真空阀(在图中未示出)打开时经由真空设备(在图中未示出)抽真空并且对应地置于负压。如果在容器100中实现预设的负压、例如0.1bar，那么真空阀关闭并且填充阀2打开。由于在容器100的现在存在负压的内部空间和存在超压(相对于容器中的负压和/或相对于常压)的填充产品储库4之间存在大的压差，造成用填充产品突然填充容器100。填充过程借此可以非常快地执行并且对应地也快速地结束。
90.因为在填充过程期间所述突然填充时由于已经在容器100中存在的负压至少在填充的第一阶段中没有气体从容器100中被挤出，而是仅减小负压，所以填充产品也可以在容器100的通口110的整个通口横截面之上流入到容器100中。不需要用于导出在填充期间被挤出的气体的措施。
91.从图3中得出用于一个或多个流量计的动态参数化的另一实施例。图3是用于用多组分的填充产品填充容器100的设备1的示意图。因为设备1的一些构件、如填充阀、流量计等在图3的实施例的情况下具有与图1的实施例相比不同的构造和不同的工作方式，所以为了区分部分地使用自身的附图标记。
92.图3的设备具有用于基本液体的基本储库10以及填充阀11，所述基本液体也可以视作为主要产品。基本液体和配料组分经由填充阀11导入容器100中，所述配料组分经由在下文中描述的流体系统混入。基本液体例如是水。配料组分例如可以包括糖浆、包含果肉的液体、果酱、香料等。因为设备1然而不仅适合用于在食品领域中灌装饮料，而且例如也适合用于药品、化妆品、颜料和包括高粘性和膏状液体的其他液体的混匀/配量和/或灌装，所以基本液体和(多种)配料组分的选择不限于特定的方式。
93.设备1具有基本线路20和在本实施例中示例性地具有两个副线路30、40，其设立成，用于将不同量和/或较大数量的配料组分混入到基本液体中。然而，副线路30、40是可选的并且如果存在，其数量可任意缩放。在该组实施例中示出的通过向回挤压进行的配量同样在基本线路20的情况下在没有连结于其上的副线路30、40时可实现。
94.基本线路20为了所述目的具有基本管路21，所述基本管路从基本储库10延伸至填
充阀11。基本管路21配设有基本线路的流量计22。流量计22优选地是无接触的、尤其是感应式测量装置，用于确定经过流量计22的液体流、体积流、运输的质量等。这同样适用于副线路的在下文中描述的流量计32、42。
95.基本管路21的处于流量计22和填充阀11之间的部段称作为基本线路20的配量空间23或者包含所述配量空间。根据当前的实施例，两个配料分支24、25通到配量空间23中。两个配料分支24、25分别具有配料储库24a、25a，与其流体连接的配料管路24b、25b以及配料阀24c、25c，所述配料阀将所属的配料管路24b、25b与基本线路的配量空间23可切换地流体连接。
96.通过选择配量空间23、流量计22和/或配料分支24、25的内径，规定用于基本线路20的配量区域，所述配量区域根据当前的实施例优选地设计用于相对大的配料量。
97.对于其他的、优选更小的量的配料，设备1根据当前的实施例具有第一和第二副线路30、40，所述副线路例如可以对应地针对小量和最小量的配料设计。第一副线路30具有第一副线路的管路31，所述管路配设有第一副线路的流量计32。类似地，第二副线路40具有第二副线路的管路41，所述管路配设有第二副线路的流量计42。
98.两个副线路30、40的管路31和41如基本管路21那样获取基本液体，其方式为：所述管路与基本储库10连接或者在流量计22的上游从基本管路21分支。两个管路31、41经由第一和第二副线路的优选地构成为截止阀的对应的阀36、46通入到基本线路20的配量空间23中。类似于基本线路20，在流量计32、42和所属的阀36、46之间分别存在配量空间，所述配量空间在本文中称作为第一副线路的配量空间33和第二副线路的配量空间43。要注意的是，基本线路20和副线路30、40可以从不同的储库获取基本液体，即使在图3中为了概览性示出仅一个基本储库10。
99.各两个配料分支通到副线路的配量空间33、43中，所述配料分支在延续在本文中选择的术语的条件下称作为第一副线路的第一配料分支34、第一副线路的第二配料分支35、第二副线路的第一配料分支44和第二副线路的第二配料分支45。副线路的配料分支34、35、44、45分别具有配料储库34a、35a、44a、45a，与其流体连接的配料管路34b、35b、44b、45b以及配料阀34c、35c、44c、45c，所述配料阀将配料管路34b、35b、44b、45b与所属的配量空间33、43可切换地流体连接。
100.第一配料储库24a、34a、44a优选地提供第一配料组分并且第二配料储库25a、35a、45a优选地提供第二配料组分，所述第二配料组分不同于第一配料组分，使得在副线路30、40中原则上可以向基本液体添加与在基本线路20中相同的配料组分，然而针对不同的配料量或配料成分。然而，这种对应性不一定是必需的。因此，基本线路和副线路20、30、40的配料储库24a、34a、44a、25a、35a、45a也可以包含不同的配料组分，由此可以提高设施的灵活性，其方式为：例如当前不预先配量需要的配料组分用于随后的使用。
101.图1的实施方式的填充产品管路5、基本管路21、配量空间23、33、43以及配料管路24b、25b、34b、44b、35b和45b共同地属于表述“产品管路”。
102.下面根据图3的实施例描述配料和灌装进程。
103.全部线路，即基本线路20和两个副线路30、40在每个填充周期开始时由基本液体冲洗，由此所属的配量空间23、33、43在填充阀11闭合和填充阀36、46闭合时用基本液体填充。在填充配量空间23、33、43时，所属的流量计22、32、42测量基本液体沿前进方向、即填充
方向的流量。以所述方式，能够确定和设定对应的配量空间23、33、43的期望的总填充体积。
104.随后，将配料组分导入配量空间23、33、43中，其方式为：打开对应的配料阀24c、25c、34c、35c、44c、45c。配料组分可以同时或依次被导入。导入配料组分引起，将基本液体的一部分向回从配量空间23、33、43中挤出。在此，探测对应的流量计22、32、42的向回定向的流量。可以构成为纯的截止阀或也可以构成为可调节的截止阀的配料阀24c、25c、34c、35c、44c、45c保持打开，直至(多种)配料组分的期望的体积导入配量空间23、33、43中。为了所述目的，流量计22、32、42以及设备1的阀与控制装置(在图中未示出)通信地连接，所述控制装置基于流量计22、32、42的探测结果确定打开/闭合的时刻或概括而言确定参与的组件的切换表现。要注意的是，可以精确地确定每个单独的配料组分的量，其方式为：将一条线路的不同的配料组分依次导入。
105.在随后的灌装阶段中，全部配量空间23、33、43同时地或依次地经由填充阀11清空到容器100中，由此完全地冲洗线路。灌装体积因此从全部配量空间23、33、43的灌装体积的总和中得出。
106.用于基本液体和配料组分的储库10、24a、25a、34a、35a、44a、45a可以分别单独地或共同地在顶部空间中加载气体压力，以便确保用于运送对应的流体的需要的压差。通过运送压力的个体化的可调整性，也可以在介质不同时以改变的密度和/或粘性改变和设定流速。
107.通过针对期望的配量的量和流量速度来设计配量空间23、33、43的额定内径，可以实现精确的配量和借助基本液体的最优的冲洗。设备1此外允许在特别宽的配量范围内的精确的、个体化的配量，因为难以配量的小量和最小量在为此优化的副线路30、40中转移。控制装置现在可以根据期望的配料量来确定，通过哪条线路或通过哪个线路组合来最佳地生产期望的填充产品。
108.线路在填充阀11上游近处的汇集在灌装阶段期间由于到流动的流中的配料引起无延迟的灌装。
109.要注意的是，线路的数量和通入各条线路中的配料分支的数量不限于特定的方式。
110.配量阶段的持续时间预设最大可供用于配料组分的配量时间，在对应的线路的其他配料组分不必配量的情况下如此。同样地，在配量阶段期间，不需要处于填充阀11下方的容器100。因此，可以将配量阶段协同地用于容器运输。
111.另一实施例考虑如下事实，在借助于流量计22、32、42的流量探测和配料阀24c、25c、34c、35c、44c、45c的接通之间的反应时间，尤其反应时间的波动一起确定配量的量的精度。在食品领域中，为了接触产品的应用主要使用气动阀。所述气动阀然而具有相对于磁驱动阀可能较长的反应时间的技术缺点从而会引起配料精度的减小。
112.出于所述原因有用的是，尤其在食品领域中灌装填充产品时，将配量阀设置在流量计22、32、42的周围，优选直接设置在流量计下方。图4是根据另一实施例的这种设备的示意图。
113.在此，直接在流量计22、32、42的下游分别存在配量阀27、37、47。配量阀27、37、47优选地可磁性切换，以便优化其反应时间。配量阀27、37、47在磁性驱动时非常快地起反应并且能够构成为纯的截止阀，尤其对于配量时间短的情况，以及构成为截止和调节阀，尤其
对于配量时间较长的情况。如果配量阀27、37、47此外构造和设立成，使得其仅由基本液体、例如水穿流，那么对卫生性和冲洗性能的要求小于在也由配料组分穿流的填充阀11和副线路30、40的阀36、46中的情况。
114.要注意的是，不一定每条线路必须配设有配量阀27、37、47。因为尤其对于小量和最小量力求改进配量精度，所以例如足够的是，副线路30、40中的一条或多条具有配量阀37、47。
115.根据图4的设备1的其余构造与在图3中示出的设备1没有区别。
116.用于由基本液体和至少一种在其中混入的配料组分制造多组分的填充产品和根据图3和4的在其中示出的实施例的灌装填充产品的设备1以及方法相对于常规构思提供不同的技术贡献和优点。因此，容器100在唯一的位置处被完全填充容器100简化了对容器100的操作。此外，在配量阶段期间，不必有容器100处于填充阀11下方，因为配量不在灌装时，而是在配量空间23、33、43中进行。用于配量的时间可以协同地用于容器运输。借此，在本文中示出的构思可用于具有一个或多个填充部位的线性周期机器和回转机器。在回转机器的情况下，容器100已经在小的转动角度之后再次离开转盘。在设立成，用于灌装碳酸饮料的填充机器中，可能的卸荷时间可以协同地用于随后的容器100的配量阶段。
117.重要的技术贡献在于，通过使用一个或多个如配料分支那样通入到基本线路20的配量空间23中的副线路30、40，配量范围增大并且配量的精度尤其在同时混入大的和小的配量的量时可以改进。配量范围的进一步增大和/或配量时间的优化也通过如下方式造成：即在一条线路中的特定的配料组分不被配量的时间内，其他组分可以被配量。这引起配量系统的灵活性的明显提高。
118.流量计22、32、42和可能的所属的配量阀27、37、47始终仅由基本液体、即在通常情况下由水穿流。借此，介质特性不改变并且管路系统在该区域中不由不同的流体污染。
119.用于实现设备1的机器构造的耗费是小的，因为管路系统可以通过管道或软管管路以少量的阀和每条线路仅一个唯一的流量计实现。不必构造复杂的几何形状，由此设备1可简单地清洁和维护。堵塞风险是小的。设备1此外适合于配量高粘性的流体。例如使迁移到密封件中并且不可通过清洁从密封件移除的密集的芳香剂的传播最小化，因为线路在填充阀11上游在近处才汇集并且出自副线路30、40的填充产品此外在灌装时才导入基本线路20的流动的流中。
120.根据图3和4的设备1如在图1的实施方式中那样此外具有控制装置150，所述控制装置设立成，用于与填充机构通信。尤其地，控制装置150与填充阀11以及流量计22通信。控制装置150设立成，用于使流量计22的一个或多个参数匹配与一个或多个填充进程变量。换言之，与一个或多个填充进程变量相关地进行流量计22的参数化，尤其用于调整测量范围或优化测量范围。为了所述目的，流量计22和控制装置150双向通信。流量计22的一个或多个参数的调整优选地在填充进程期间进行，即在将填充产品配量和/或导入容器100中期间进行。
121.即使在图3和4中，副线路30和40的流量计32和42以及阀24c、25c、36、46、34c、35c、44c、45c、27、37和47看上去不与控制装置150通信(出于概览性省略虚线)，其至少单向地与控制装置150通信。优选地，流量计32和42然而双向地与控制装置150通信，以便与一个或多个填充进程变量相关地可以执行对流量计32和42的参数化，尤其用于调整测量范围或优化
测量范围。
122.关于流量计22、32、42的构造和示例性的参数、用于一个或多个流量计22、32、42的参数化的示例性的填充进程变量以及动态参数化的技术效果和优点方面，适用参照图1的实施方式的上述描述。
123.只要可用，在实施例中示出的全部单独的特征可以彼此组合和/或被替换，而不脱离本发明的范围。
124.附图标记列表：
[0125]1ꢀꢀꢀꢀ
用于用填充产品填充容器的设备
[0126]2ꢀꢀꢀꢀ
填充阀
[0127]
2a
ꢀꢀꢀ
阀通口
[0128]3ꢀꢀꢀꢀ
比例阀
[0129]4ꢀꢀꢀꢀ
填充产品储库
[0130]5ꢀꢀꢀꢀ
填充产品管路
[0131]
50
ꢀꢀꢀ
填充产品管路的第一部段
[0132]
52
ꢀꢀꢀ
填充产品管路的第二部段
[0133]
54
ꢀꢀꢀ
填充产品管路的第三部段
[0134]
56
ꢀꢀꢀ
填充产品管路的第四部段
[0135]6ꢀꢀꢀꢀ
流量计
[0136]7ꢀꢀꢀꢀ
过滤器
[0137]
100
ꢀꢀ
容器
[0138]
110
ꢀꢀ
通口
[0139]
150
ꢀꢀ
控制装置
[0140]
152
ꢀꢀ
填充高度探针
[0141]
200
ꢀꢀ
容器支架
[0142]
210
ꢀꢀ
保持夹
[0143]rꢀꢀꢀꢀ
旋转轴线
[0144]
10
ꢀꢀꢀ
基本储库
[0145]
11
ꢀꢀꢀ
填充阀
[0146]
20
ꢀꢀꢀ
基本线路
[0147]
21
ꢀꢀꢀ
基本线路的基本管路
[0148]
22
ꢀꢀꢀ
基本线路的流量计
[0149]
23
ꢀꢀꢀ
基本线路的配量空间
[0150]
24
ꢀꢀꢀ
基本线路的第一配料分支
[0151]
24a
ꢀꢀ
基本线路的第一配料分支的配料储库
[0152]
24b
ꢀꢀ
基本线路的第一配料分支的配料管路
[0153]
24c
ꢀꢀ
基本线路的第一配料分支的配料阀
[0154]
25
ꢀꢀꢀ
基本线路的第二配料分支
[0155]
25a
ꢀꢀ
基本线路的第二配料分支的配料储库
[0156]
25b
ꢀꢀ
基本线路的第二配料分支的配料管路
[0157]
25c
ꢀꢀ
基本线路的第二配料分支的配料阀
[0158]
27
ꢀꢀꢀ
基本线路的配量阀
[0159]
30
ꢀꢀꢀ
第一副线路(例如用于小量)
[0160]
31
ꢀꢀꢀ
第一副线路的管路
[0161]
32
ꢀꢀꢀ
第一副线路的流量计
[0162]
33
ꢀꢀꢀ
第一副线路的配量空间
[0163]
34
ꢀꢀꢀ
第一副线路的第一配料分支
[0164]
34a
ꢀꢀ
第一副线路的第一配料分支的配料储库
[0165]
34b
ꢀꢀ
第一副线路的第一配料分支的配料管路
[0166]
34c
ꢀꢀ
第一副线路的第一配料分支的配料阀
[0167]
35
ꢀꢀꢀ
第一副线路的第二配料分支
[0168]
35a
ꢀꢀ
第一副线路的第二配料分支的配料储库
[0169]
35b
ꢀꢀ
第一副线路的第二配料分支的配料管路
[0170]
35c
ꢀꢀ
第一副线路的第二配料分支的配料阀
[0171]
36
ꢀꢀꢀ
第一副线路的阀
[0172]
37
ꢀꢀꢀ
第一副线路的配量阀
[0173]
40
ꢀꢀꢀ
第二副线路(例如用于小量)
[0174]
41
ꢀꢀꢀ
第二副线路的管路
[0175]
42
ꢀꢀꢀ
第二副线路的流量计
[0176]
43
ꢀꢀꢀ
第二副线路的配量空间
[0177]
44
ꢀꢀꢀ
第二副线路的第一配料分支
[0178]
44a
ꢀꢀ
第二副线路的第一配料分支的配料储库
[0179]
44b
ꢀꢀ
第二副线路的第一配料分支的配料管路
[0180]
44c
ꢀꢀ
第二副线路的第一配料分支的配料阀
[0181]
45
ꢀꢀꢀ
第二副线路的第二配料分支
[0182]
45a
ꢀꢀ
第二副线路的第二配料分支的配料储库
[0183]
45b
ꢀꢀ
第二副线路的第二配料分支的配料管路
[0184]
45c
ꢀꢀ
第二副线路的第二配料分支的配料阀
[0185]
46
ꢀꢀꢀ
第二副线路的阀
[0186]
47
ꢀꢀꢀ
第二副线路的配量阀