Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ БУТЫЛОК ИЛИ ПОДОБНЫХ ЕМКОСТЕЙ ОДНИМ ЖИДКИМ РАЗЛИВАЕМЫМ ПРОДУКТОМ И РАЗЛИВОЧНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к способу наполнения бутылок или подобных емкостей и к разливочной машине.

Известно наполнение бутылок или подобных емкостей одним жидким разливаемым продуктом, в частности, также одним содержащим углекислоту разливаемым продуктом, например пивом, с применением противодавления посредством одной однокамерной наполняющей системы. Разливаемый продукт приготавливается при этом в одном общем для множества наполняющих элементов одной разливочной машины вращающегося типа котле, внутреннее пространство которого подразделено на одно, занятое разливаемым продуктом жидкостное пространство и одно, располагающееся над ним, занятое одним инертным газом газовое пространство. Инертным газом при этом является, как правило, CO₂ или газ CO₂. Общий котел и его содержимое находятся при этом под давлением наполнения.

Перед наполнением производится соответственно одно предварительное воздействие каждой емкости, расположенной в непроницаемом положении на наполняющем элементе, давлением наполнения при помощи инертного газа. В качестве воздействующего давлением газа для этого применяется, по меньшей мере частично, содержащийся в газовом пространстве котла инертный газ, который для этого заимствуется из котла. Во время наполнения воздействующий давлением или инертный газ, вытесненный из соответствующей емкости посредством вливающегося разливаемого продукта, частично отводится обратно в один, общий для всех наполняющих элементов разливочной машины, обратный газовый канал со стороны ротора, частично же, в том числе с экономических точек зрения, то есть для уменьшения расхода инертного газа - также в газовое пространство котла.

Для того чтобы повысить сохраняемость и качество залитого разливаемого продукта известно, что внутреннее пространство емкостей, находящихся в непроницаемом расположении с наполняющими элементами, перед предварительным воздействием давлением следует продувать одно- или многократно инертным газом, причем перед и/или после каждой продувки производится одно вакуумирование емкостей, а именно, посредством управляемого соединения соответствующего внутреннего пространства емкости с одним, общим для всех наполняющих элементов вакуумным каналом со стороны ротора.

Несмотря на вакуумирование и продувку остается, однако, малая доля воздуха или кислорода и в предварительно воздействованных давлением емкостях, так что во время наполнения обратно отводится в газовое пространство котла не только инертный газ, соответственно газ CO₂, но с ним и известная доля воздуха, соответственно кислорода. Таким образом, уже в котле доходит до поглощения кислорода разливаемым продуктом [и в котле до поглощения кислорода разливаемым продуктом], а именно, на поверхности раздела между разливаемым продуктом и находящейся над ней смесью инертный газ - кислород, что ведет к нанесению ущерба сохраняемости и качеству залитого разливаемого продукта.

Задачей изобретения является создание способа и разливочной машины, при которых при одном возможно малом расходе инертного газа, в частности газа CO₂, а с этим при одном возможно экономичном принципе действия избегается поглощение кислорода разливаемым продуктом в котле, а также связанных с этим недостатков.

Особенность изобретения состоит в том, что на роторе разливочной машины предусмотрен, по меньшей мере, один дополнительный, служащий в качестве газоспуска (газоприемника) газовый канал, находящийся в соединении по одному соединению газовой линией и газопроводу - с газовым пространством котла, и из которого (дополнительного газового канала) производится предварительное воздействие емкостей инертным газом под давлением наполнения.

Во время наполнения одна часть вытесненного из емкостей газа предварительного воздействия давлением или инертного газа направляется обратно в этот дополнительный, служащий как газоспуск (газоприемник) канал. Другая часть вытесненного газа предварительного воздействия давлением попадает в обратный газовый канал. Благодаря обычному управлению наполняющими элементами соответственно, газовыми трактами которых также обеспечено с учетом газообмена между наполняющими элементами, что количество инертного газа, направленного обратно, во время наполнения по общему каналу, служащему в качестве газоприемника, самое большее равна, предпочтительно же меньше, чем количество инертного газа, заимствованное этим дополнительным каналом при предварительном воздействии на емкости давлением. Вследствие того, что в предпочтительной форме осуществления количество газа, заимствованное совокупностью всех наполняющих клапанов для предварительного воздействия давлением, всегда больше, чем количество газа, отданное в дополнительный газовый канал во время наполнения, то в дополнительном газовом канале всегда преобладает нехватка газа.

Таким образом из дополнительного канала инертный газ, содержащий воздух или кислород, не может попасть в газовое пространство котла. Выполняется, более того, истечение газа из газового пространства котла в канал, служащий в качестве газоприемника. Для выравнивания дефицита газа соответственно для поддержания давления наполнения в газовом пространстве котла, к этому газовому пространству управляемо подводится инертный газ.

Изобретение поясняется ниже с чертежами, на которых показано:

фиг.1 - в упрощенном виде один наполняющий элемент одной разливочной машины вращающегося типа для наполнения бутылок или подобных им емкостей одним жидким разливаемым продуктом под противодавлением;

фиг.2 - схематичный вид сверху на разливочную машину, скомбинированную с одним укупоривателем.

На фигурах позиция 1 - разливочная машина для наполнения двух выполненных как бутылки 2 емкостей содержащим CO₂ жидким разливаемым продуктом, к примеру пивом. Разливочная машина 1 имеет для этого распределенное по окружности одного, приведенного в движение вращающимся вокруг одной вертикальной оси машины ротора 3 (стрелка А), на равномерных углах разведения, множество наполняющих технологических позиций 4, состоящих соответственно из одного, у представленной формы осуществления - не имеющего наполняющей трубки, наполняющего элемента 5 и из одного, расположенного под этим наполняющим элементом 5, носителя 6 бутылок или емкостей, в форме бутылочной тарели, имеющей возможность управляемо перемещаться на (наполняющий элемент) и от (наполняющего элемента) посредством ходового устройства.

Наполняемые бутылки 2 подводятся к разливочной машине 1 по одному транспортеру 7 как поток 2.1 емкостей, стоящих вертикально, и попадают соответственно по отдельности по одному входу 8 емкостей на одну из наполняющих технологических позиций 4, в которых соответствующая бутылка 2 со своей осью бутылки, ориентированной в вертикальном направлении, встает на опущенный сначала носитель 6 емкостей. После подъема соответствующей бутылки 2 носителем 6 емкостей в непроницаемое положение к наполняющему элементу 5 запускается технологический процесс наполнения. Наполненные бутылки 2 попадают посредством выхода или одной передаточной звездочки 9 на укупориватель 10. Наполненные и укупоренные бутылки 2 выводятся через выход 11 машины на транспортер 7.

Наполняющий процесс, осуществленный на каждой наполняющей технологической позиции 4 во время вращательного движения (стрелка А) ротора 3, состоит соответственно фигуре 2 из множества следующих друг за другом шагов технологического процесса, производящихся соответственно в угловых диапазонах вращательного движения ротора 3, обозначенных на фигуре 1 позициями W1…W11, a именно:

W1: вакуумирование, соответственно предварительное вакуумирование бутылок 2,

W2: первая продувка газом CO₂ бутылок 2,

W3: вакуумирование бутылок 2,

W4: вторая продувка газом CO₂ бутылок 2,

W5: вакуумирование, соответственно окончательное вакуумирование бутылок 2,

W6: частичное предварительное нагружение давлением газа CO₂ бутылок 2,

W7: предварительное воздействие давлением газа CO₂ бутылок 2,

W8: наполнение бутылок 2 под противодавлением (давлением наполнения),

W9: замедленное и корректирующее наполнение бутылок 2,

W10: окончания наполнения, предварительное снятие давления и успокоение,

W11: остаточное снятие давления.

Принципиально, к примеру, также возможно осуществлять технологический процесс наполнения в упрощенной форме, а именно, например, в такой форме, что отказываются от второй продувки газом CO₂ (угловой диапазон W4) и от следующего за ним вакуумирования (угловой диапазон W5), и следовательно, после первой продувки газом CO₂ (угловой диапазон W2) и следующего за ним вакуумирования (угловой диапазон W3) следует уже частичное предварительное нагружение давлением (угловой диапазон W6) со следующим за ним предварительным нагружением давлением (угловой диапазон W7).

Каждый наполняющий элемент 5 состоит из одного, закрепленного по окружности ротора 3 корпуса 12, в котором, в том числе, выполнен один жидкостный канал 13, находящийся в соединении своим, на фигуре 2 - верхним концом, посредством одного соединения жидкостной линией или трубопровода 14 с одним, общим для всех наполняющих элементов 5 наполняющей машины 1, котлом 15. По меньшей мере, во время наполняющего действия котел 15 по своему обеспечивающему подсоединению 15.3 частично наполнен жидким разливаемым продуктом, так что внутреннее пространство котла 15 образует одно нижнее, занятое жидким заполняемым продуктом, составляющее или жидкостное пространство 15.1 и одно, расположенное над ним составляющее или газовое пространство 15.2, занятое находящимся под давлением (давлением наполнения) инертным газом, соответственно газом CO₂, который управляемо подводится к газовому пространству 15.2 по одному, снабжающему газом CO₂ трубопроводу 16 с управляющим клапаном 16.1.

Жидкостный канал 13 каждого наполняющего элемента 5 образует на нижней стороне этого элемента, кроме того, одно отверстие выдачи 17 с уплотнением 17.1, к которому соответствующая бутылка 2 во время технологического процесса наполнения прилегает своим венчиком горловины бутылки в непроницаемом положении, прижатая посредством носителя 6 бутылки. В жидкостном канале 13 расположен один жидкостный клапан 18, который посредством, к примеру, пневматически управляемого исполнительного элемента 19 управляемо открывается в начале наполнения (угловой диапазон W8) и управляемо закрывается в конце замедленного и корректирующего наполнения (угловой диапазон W9), а именно, у представленной формы осуществления управляемо по высоте наполнения посредством одного, подающегося во время технологического процесса наполнения в соответствующую бутылку 2 пробоотборника 20.

В одном толкателе 18.1 клапана, образующем также корпус 18.2 клапана жидкостного клапана 18, и с которым соединен исполнительный элемент 19, выполнен один, открытый на отверстие выдачи 17, охватывающий кольцеобразно пробоотборник 20 газовый канал 21, являющийся общей составной частью нескольких управляемых газовых трактов, выполненных в корпусе 12. Они имеют у представленной формы осуществления три управляющих клапана 22, 23 и 24, соответственно закрытые в неактивированном состоянии. Управляющие клапаны 22-23 соединены со стороны выхода соответственно с одним общим, находящимся в соединении с газовым каналом 21 газовым каналом 25. Кроме того, в корпусе 12 каждого наполняющего элемента 5 для образования газовых трактов предусмотрены газовые каналы 26-28, из которых газовый канал 26 соединяет вход управляющего клапана 22 с одним обратным газовым каналом 29 со стороны ротора, газовый канал 27 - вход управляющего клапана 23 с одним вакуумным каналом 30 со стороны ротора и газовый канал 28 - вход управляющего клапана 24 с одним дополнительным газовым каналом 31 со стороны ротора, служащим в описанной ниже еще подробнее последовательности действий в качестве газоприемника и представляющий существенную особенность наполняющей машины 1.

Обратный газовый канал 29, вакуумный канал 30 и дополнительный канал 31 выполнены соответственно в роторе 3 в качестве кольцевых каналов, концентрически окружающих вертикальную ось машины и предусмотренных общими для всех наполняющих элементов 5 наполняющей машины 1.

Дополнительный канал 31 по одному трубопроводу 32, имеющему по сравнению с объемом газового канала 31 очень много меньший объем, постоянно соединен с газовым пространством 15.2.

Соответственно вышеописанному прохождению технологического процесса наполнения, после поднимания соответствующей, находящейся на одной технологической позиции наполнения 4 наполняемой бутылке 2 в непроницаемое положение к наполняющему элементу 5 производится одно вакуумирование внутреннего пространства бутылки. Для этого при закрытом жидкостном клапане 18 открывается управляющий клапан 23, а с этим внутреннее пространство данной бутылки 2 по газовым каналам 21, 25 и 27 со стороны наполняющего элемента соединяется с вакуумным каналом 30.

После этого предварительного вакуумирования производится при снова закрытом управляющем клапане 23 одна продувка внутреннего пространства бутылки инертным газом, соответственно газом CO₂, а именно, из обратного газового канала 29 со стороны ротора, посредством открытия управляющего клапана 22, так что внутреннее пространство данной бутылки 2 по газовым каналам 21,25 и 26 со стороны наполняющего элемента соединяется с этим обратным газовым каналом 29. Продувка инертным газом из обратного газового канала 29 возможна, потому что в обратном газовом канале 29 через газообмен между наполняющими элементами 5 находится в распоряжении достаточно газа CO₂ под давлением, который из бутылок 2 во время наполнения и замедленного и корректирующего наполнения вытесняется в обратный газовый канал 29.

После продувки газом СО₂ при закрытом управляющем клапане 22 производится одно повторное вакуумирование внутреннего пространства бутылки посредством открытия управляющего клапана 23. После этого шага способа потом могут быть запущены, к примеру, частичное предварительное воздействие давлением (угловой диапазон W6) и следующее за ним предварительное нагружение давлением (угловой диапазон W7). Предпочтительно же производится перед этим еще одна следующая продувка газом СО₂ внутреннего пространства бутылки из обратного газового канала 29 посредством открытия управляющего клапана 22 и следующее за этим, при снова закрытом управляющем клапане 22, последующее вакуумирование внутреннего пространства бутылки посредством открытия управляющего клапана 23.

Частичное предварительное воздействие давлением производится также из обратного газового канала 29 посредством открытия управляющего клапана 22; в то время как конечное предварительное воздействие соответствующего внутреннего пространства бутылки давлением наполнения, преобладающим в котле 15, производится же потом из дополнительного канала 31 посредством открытия управляющего клапана 24.

Для следующего за этим наполнения, при открытом управляющем клапане 24 открывается жидкостный клапан 18, так что жидкий разливаемый продукт из жидкостного пространства 15.1 по соединению жидкостной линией 14, жидкостному каналу 13 и отверстию выдачи 17 протекает во внутреннее пространство данной бутылки 2. При этом вытесненный из бутылки 2 посредством втекающего разливаемого продукта газ CO₂ выходит частично в дополнительный газовый канал 31, а большей же частью по дросселированному соединению газовой линией 33 в обратный газовый канал 29.

Для замедленного и корректирующего наполнения, заканчивающего наполнение, управляющий клапан 24 закрывается, так что теперь вытесненный замедленно втекающим в бутылку 2 разливаемым продуктом газ СО₂ выходит исключительно по одному, выполненному также в корпусе 12 каждого наполняющего элемента 5 дросселированному и снабженному одним обратным клапаном соединению газовой линией 33 в обратный газовый канал 29. Замедленное и корректирующее наполнение заканчивается вследствие закрытия жидкостного клапана 18. Следом за этим производится предварительное снятие давления, успокоение и остаточное снятие давления.

Так как предварительное воздействие давлением бутылок 2 производится из дополнительного газового канала 31, и большая часть количества газа CO₂, которая вытесняется из соответствующего внутреннего пространства бутылки во время наполнения, а также замедленного и корректирующего наполнения втекающим разливаемым продуктом, попадает в обратный газовый канал 29, то в дополнительном газовом канале 31, а также в котле 15 возникает дефицит газа CO₂, который управляемо выравнивается по трубопроводу 16. Это означает, в частности, что выполняется одно перманентное прохождение газа CO₂ в трубопроводе 32 из газового пространства 15.2 в газовый канал 31, а следовательно, вытесненный во время наполнения из бутылок 2 и содержащий еще доли воздуха, соответственно кислорода, газ CO₂ может попасть во всяком случае в относительно крупногабаритный газовый канал 31, но не по трубопроводу 32 в газовое пространство 15.2 котла 15. Таким образом действенно предотвращено поглощение кислорода на поверхности раздела между жидким разливаемым продуктом и атмосферой CO₂, то есть на поверхности раздела между жидкостным пространством 15.1 и газовым пространством 15.2 в котле 15, вследствие чего может быть существенно уменьшено содержание кислорода в разливаемом продукте, залитом в бутылки 2, и вследствие этого могут быть существенно улучшены сохраняемость и качество выпускаемого продукта.

Так, например, предусмотрено соединять дополнительный канал 31 и/или соединительный трубопровод 32 посредством одного дополнительного, имеющего возможность закрываться газового канала прямо с обратным газовым каналом 29. Этот способ действий является особенным преимуществом тогда, когда доходит до прерываний в подаче бутылок на разливочную машину, так как в одном таком случае может дойти до того, что предложение газа в дополнительном канале 31, возникающее вследствие собственных технологических процессов наполнения, превышает объем потребления, возникающий из технологических процессов продувки и предварительного воздействия давлением, вследствие чего излишний газ может попасть в котел 15. Благодаря предложенному согласно изобретению, например, имеющему возможность закрываться при помощи одного клапана, имеющего возможность управляться, газовому тракту между дополнительным каналом 31 и обратным газовым каналом 29, в такой ситуации излишний газ направляется из дополнительного канала 31 прямо в обратный газовый канал 29, вследствие чего надежно предотвращен обратный выход содержащего кислород газа в котел 15.

В вышестоящем описании делались ссылки исключительно на наполняющие системы, которые перед собственно наполнением, по меньшей мере, один раз продувают наполняемые емкости для того, чтобы заменить содержащийся в емкости кислородосодержащий воздух одним инертным газом. На основании большого числа необходимых для этого шагов способа и обязательно необходимых технических издержек это применение устанавливает наивысшие технические требования, которые решались настоящим изобретением. Настоящее изобретение может применяться и для наполняющих систем, отказывающихся от продувки емкостей.

Перечень позиций:

1 Разливочная машина

2 Бутылка

2.1 Поток емкостей

3 Ротор собственной наполняющей машины

4 Технологическая позиция наполнения

5 Наполняющий элемент

6 Носитель емкости

7 Транспортер

8 Вход емкостей или вход в машину

9 Выход или передаточная звездочка

10 Укупориватель

11 Выход из машины

12 Корпус наполняющего элемента 5

13 Жидкостный канал

14 Соединение жидкостной линией

15 Котел

15.1 Жидкостное пространство

15.2 Газовое пространство

15.3 Снабжающее подсоединение

16 Снабжающий газом CO₂ трубопровод

6.1 Управляющий клапан

17 Отверстие выдачи

17.1 Уплотнение на отверстии выдачи 17

18 Жидкостный клапан

18.1 Толкатель

18.2 Корпус клапана

19 Исполнительный элемент

20 Пробоотборник

21 Газовый канал

22, 23, 24 Управляющий клапан

25-28 Газовый канал

29 Обратный газовый канал

30 Вакуумный канал

31 Дополнительный канал, соответственно газоспуск (газоприемник)

32 Соединительный трубопровод

33 Дросселированное соединение газовой линией в наполняющем элементе 5

А Направление вращения ротора

В Направление протекания в трубопроводе 32

W1-W11 Угловой диапазон вращательного движения ротора 3