РАЗЛИВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
DISPENSER

Данное изобретение относится к разливочному устройству, содержащему по меньшей мере один разливочный элемент с питающей трубой для фланцевого соединения с фитингом кега, в питающей трубе которого может перемещаться в осевом направлении толкатель для противодействия остаточному давлению и/или для взаимодействия с удерживающей пружиной фитинга кега для открытия кега.
Осевое движение толкателя осуществляется посредством приводного устройства, имеющего поршень с возможностью перемещения в силовом цилиндре, соединенного с толкателем или образующего толкатель, причем приводное устройство содержит по меньшей мере одну расположенную в силовом цилиндре напорную камеру, с возможностью соединения по меньшей мере через распределительный клапан с источником давления для перемещения поршня по направлению к фитингу кега, при этом разливочное устройство содержит, кроме того, датчик давления для давления включения в напорной камере.
Такие разливочные устройства используются известным способом для наполнения кег. Каждый кег имеет в качестве клапана горловины фитинг кега, содержащий, как правило, удерживающую пружину, причем для открытия кега требуется преодолевать сопротивление удерживающей пружины и/или остаточное давление для открытия клапана и для получения доступа к полости кега для наполнения кега. Давление включения для открытия фитинга кега называют также "давлением открытия", часто обозначаемым также как "давление открытия толкателя".
В настоящее время имеются различные типы кегов, в частности, повторно используемые кеги и одноразовые кеги. Одноразовые кеги состоят из более тонкостенного полимерного материала, в частности, из полиэтилена или полиэтиленового материала, а повторно используемые кеги состоят из металлического материала, такого, как сталь, алюминий и т. д., значительно более прочных полимерных материалов или также гибридных материалов из металла и полимерного материала. Одноразовый кег наполняют при давлении при розливе от 2 до 3 бар, в то время, как давление при розливе повторно используемых кегов составляет, предпочтительно, от 3 до 4½ бар. Как правило, разливают содержащие CO2, содержащие пиво напитки и газированные прохладительные напитки. При этом может случиться так, что фитинг кега не имеет остаточного давления или испорчен, что приведет к тому, что фитинг кега будет открываться уже при очень низких величинах давления, на розлив/в место розлива попадет ошибочный тип кега, или, что фитинг кега вообще совсем не открывается.
Повторно используемые кеги, их фитинги и принципиальная конструкция разливного устройства для кегов известны, в том числе, из документов US 2007/0169834 A1 или DE 3 813 410 A1. Кроме того, одноразовые кеги, а также их фитинги известны из WO 2014/170699 A1.
Задача изобретения - создать разливочное устройство и способ, обеспечивающие определение заданного типа кега и, предпочтительно, определение дефектного кега.
Эта задача решается с помощью разливочного устройства согласно пункту 1 формулы изобретения, а также способа согласно пункту 7 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствованные варианты изобретения - являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Согласно изобретению, описанное выше разливочное устройство содержит устройство обработки данных, соединенное по каналу обмена данных по меньшей мере с датчиком давления, и предназначенным для регистрации давления открытия кега, или клапана его горловины. В частности, для регистрации давления включения в напорной камере и/или усилия на толкатель или на поршень, при котором фитинг кега открывается. Регистрация давления открытия или усилия, как это описывается в последующем, возможно, например, по характеристике давления, а при необходимости в связи с положением толкателя или поршня. Устройство обработки данных предназначено, кроме того, для сравнения этого зарегистрированного давления открытия по меньшей мере с записанным эталонным давлением или эталонной характеристикой давления и для допуска кега, в зависимости от сравнительного результата, к процессу розлива или его выведения.
Регистрируя давление открытия и сравнивая его по меньшей мере с одной, предпочтительно, несколькими записанными эталонными величинами давления или эталонными характеристиками давления, можно изначально отбраковывать дефектные или ошибочно поданные кеги. Если, например, возвратная пружина фитинга кега сломалась, кег имеет слишком низкое остаточное давление, или имеется фитинг одноразового кега и он открывается при нижнем эталонном давлении, например, ниже 2 бар, тогда этот кег отбраковывают и больше не допускают к процессу розлива. Это же касается, если фитинг кега вообще не открывается, в частности, фитинг кега не открывается до верхнего эталонного давления. В этом случае исходят из того, что фитинг кега дефектный. Например, запор может сильно залипшим или корродированным. В этом случае кег также больше не допускают к процессу розлива и отбраковывают, например, посредством устройства подачи из разливочного устройства. Изобретение может использоваться для того, чтобы осуществлять такую проверку на дефектность кега: либо для одноразовых кегов, либо для повторно используемых кегов, причем верхние и нижние эталонные значения для этих обоих разных типов кегов различное.
Указанное выше верхнее и нижнее эталонное значение для повторно используемого кега находится выше, чем для одноразового кега, так как конструктивно фитинг кега запирают более сильной пружиной и/или он имеет более высокое остаточное давление, чем это имеет место для одноразового кега. Таким образом, изобретение можно использовать также для отличия повторно используемых кегов от одноразовых кегов посредством используемого давления открытия. Если, например, давление открытия составляет от 2 до 2½ бар, исходят из того, что речь идет об одноразовом кеге. В этом случае ошибочно поданный кег затем выводят, или целиком или частично отключают обрабатывающие узлы. Основное применение состоит в отбраковке дефектных или ошибочно поданных кегов, в которых фитинг кега открывается при небольшом давлении открытия или вообще совсем не открывается.
Предпочтительно, если разливочное устройство имеет блок управления, предназначенный для полного или частичного прерывания процесса розлива в зависимости от сравнительного результата и, в частности, для выведения идентифицированной таким способом ошибочно поданного кега из разливочного устройства посредством устройства подачи, или вниз по потоку из транспортировочного участка. Если, благодаря этому, устанавливают, что давление открытия находится вне, в частности, ниже нижнего эталонного давления или выше верхнего эталонного давления, кег к наполнению не допускают, а сразу выводят посредством устройства подачи из разливочного устройства. Таким образом можно идентифицировать дефектные кеги и сразу исключать их из последующей обработки.
Как уже было изложено выше, устройство обработки данных предусмотрено для допуска кега к процессу розлива, если, предпочтительно, давление открытия выше нижнего и ниже верхнего эталонного давления, в частности, находится в допустимом участке эталонного давления. Выбор соответствующего допустимого участка эталонного давления для одноразового кега или повторно используемого кега может обеспечивать допуск к наполнению только необходимого или работоспособного одноразового кега или повторно используемого кега, в частности, поскольку соответствующие эталонные участки для давления открытия располагаются по - разному.
Предпочтительно, если устройство обработки данных предусмотрено для оценки временной характеристики давления включения и распознавания максимума давления в качестве давления открытия. При подаче давления на толкатель, давление, как правило, возрастает до тех пор, пока не будет преодолено противодавление противодействующей пружины в фитинге кега и/или остаточное давление в кеге и фитинг кега - не откроется. В этот момент давление, как правило, сразу же снова падает. Таким образом, имеется пик давления, который идентифицируют, предпочтительно, как давление открытия. Благодаря этому, можно распознавать давления открытия только с помощью временной характеристики давления.
В другом предпочтительном усовершенствованном варианте изобретения предусмотрен по меньшей мере один датчик положения, для по меньшей мере одного положения поршня или толкателя, в частности, для нерабочего положения. Устройство обработки данных предназначено в этом случае для обработки сигнала датчика положения для регистрации давления открытия. Как только сопротивление фитинга кега преодолевается или остаточное давление при растущем давлении включения, а фитинг кега открывается, толкатель немного перемещается из своего нерабочего положения, что регистрируется с помощью датчика положения. Таким образом, устройство обработки данных может регистрировать момент открытия с помощью датчика положения, а вместе с ним также коррелированное давление открытия с помощью датчика давления. Следует учесть, что временная характеристика давления, так и сигнал датчика положения могут комбинироваться для верификации идентификации момента открытия.
Изобретение относится также к способу наполнения снабженных фитингом кега одноразовых и повторно используемых кегов посредством разливочного устройства, имеющего соединяемый с фитингом кега разливочный элемент с питающей трубой и с перемещающимся в осевом направлении в питающей трубе посредством приводного устройства толкателем, предназначенным для взаимодействия с фитингом кега для открытия кега. Согласно изобретению, регистрируют давление открытия фитинга кега и сравнивают его по меньшей мере с эталонным давлением или эталонной характеристикой. В зависимости от сравнительного результата, кег допускают к процессу розлива или нет. Что касается преимуществ и особенных признаков изобретения, делается ссылка на вышеприведенное описание предложенного согласно изобретению разливочного устройства.
Предпочтительно, если разливочное устройство прерывает свою работу в зависимости от сравнительного результата, и кег выводят посредством подающего устройства из разливочного устройства. Таким образом, можно распознать, например, дефектный кег, если давление открытия находится ниже заданного нижнего эталонного давления и в этом случае фитинг кега очевидно испорчен или никакое достаточное остаточное давление не присутствует, или же давление открытия находится выше верхнего эталонного давления или кег еще не открылся при превышении верхнего эталонного давления, в таком случае фитинг кега заедает, залип или корродирован, а вследствие этого его следует также выводить из процесса розлива.
С другой стороны, также можно различать одноразовые кеги от повторно используемых кегов, так как эталонные диапазоны открывания для обоих типов кегов заметно отличаются, поскольку повторно используемые кеги наполняют с более высоким давлением, чем одноразовые кеги. Соответствующие остаточные величины давления, также, как и эталонные участки для повторно используемых кегов находятся, тем самым, значительно выше, чем для одноразовых кегов.
Как уже описывалось в связи с разливочным устройством, давление открытия, предпочтительно, распознают с помощью временной характеристики давления, в частности, пика давления с последующим падением в характеристике давления. Альтернативно или дополнительно давление открытия можно распознавать по положению толкателя, так как при открытии кега толкатель немного перемещается из своего нерабочего положения.
Для специалиста очевидно, что описанные выше варианты осуществления изобретения можно любым способом комбинировать друг с другом.
Приводное устройство предпочтительно является гидравлическим или пневматическим. Альтернативно, оно может также приводится в действие электрически. В этом случае определяют не давление включения при открытии фитинга, а аналогично крутящий момент или протекающий через двигатель электрический ток при открытии фитинга кега.
В качестве синонимов используются следующие выражения: источник давления - источник жидкости под давлением; причем в публикации под розливом понимают также периодическое наполнение жидкими или газообразными средами для очистки, и не только наполнение одним или несколькими продуктами.
Далее приводится описание изобретения, например, со ссылкой на схематичные чертежи на которых представлено следующее:
фиг. 1. Схематичный вид части разливочного устройства,
фиг. 2. Временная характеристика давления при наполнении кега,
фиг. 3. Листинг (распечатка) допустимых участков эталонного давления для одноразового кега и повторно используемого кега.
На фиг. 1 показан разливочный элемент 10 разливочного устройства, имеющий питающую трубу 12, в которую выходит подвод 16 продукта, а также подача 18 сжатого газа для наполнения под давлением кега. Питающая труба 12 разливочного элемента 10 может соединяться фланцами посредством верхнего фланца 14 на открытом конце 12.1 трубы с кегом (не изображено). Наполняемый кег, также, как и другие элементы транспортировки, переноски и обработки известны специалисту, а поэтому в публикации в дальнейшем не изображены.
В питающей трубе 12 направляется с возможностью перемещения в осевом направлении толкатель 20, как правило, вертикально вверх и вниз. Толкатель 20 перемещается приводным устройством 21, содержащим в гидравлическом силовом цилиндре 24 с возможностью перемещения поршень 22. Поршень 22 содержит расширение 23 в форме тарелки, внешний периметр которого герметично прилегает ко внутренней стенке силового цилиндра 24, предпочтительно, посредством уплотнения. Ниже расширения 23 в форме тарелки поршня 22, в силовом цилиндре 24 образована нижняя напорная камера 26, соединенная с гидравлической линией 28 подачи давления, которая соединена через распределительный клапан 30 с источником 32 давления. Таким образом, толкатель 20, приводящий в движение поршень 22, может прижиматься по направлению к открытому концу 12.1 трубы, или к фланцу 14 для открытия кега. Все эти компоненты относятся к приводному устройству 21 для толкателя 20. Толкатель 20, как и его взаимодействие с фитингом кега, полностью не изображен, причем эти элементы и принцип действия известны из уровня техники. Распределительный клапан 30 управляется блоком 34 управления разливочного устройства.
Между верхней стороной расширения 23 в форме тарелки поршня 22 и верхней стороной гидравлического цилиндра образована верхняя напорная камера 37, не видимая на фигуре 1 из-за высокого положения расширения 23. В нее выходит линия 38 отвода давления, соединенная также, со своей стороны, через не изображенный распределительный клапан с резервуаром жидкости под давлением, например, источником 32 давления для перемещения поршня 22 вниз для закрытия фитинга кега после процесса наполнения.
Блок 34 управления соединен с датчиком 36 давления, регистрирующим давление включения в линии 28 подачи давления, а вместе с ним - также в нижней напорной камере 26. В соединении с блоком 34 управления, например, интегрированное в нем, расположено устройство 40 обработки данных, которое может определять и оценивать в течение времени зарегистрированное с помощью датчика 36 давления давление включения в нижней напорной камере 26 и обрабатывать данные. Кроме того, разливочный элемент 10 может иметь датчик 42 положения для нерабочего состояния толкателя, как например это изображено здесь, причем выходной сигнал датчика 42 положения также подается в блок 34 управления, а вместе с этим также и в устройство 40 обработки данных.
В процессе розлива фитинг кега прижимается к этому разливочному элементу 10 посредством не изображенного прижимного устройства, воздействующего известным способом на дно кега. Затем напорную камеру 26 гидравлического цилиндра 24 нагружают давлением через линию 28 подачи давления посредством управления распределительным клапаном 30.
0
0
Временная характеристика прикладываемого давления, возникающая через датчик 36 давления при наполнении кега, воспроизведена, например, на фиг. 2. На ней вверху нанесено измеренное с помощью датчика 36 давления прикладываемое давление в барах в нижней напорной камере 26 или в линии 28 подачи давления, в то время, как справа нанесено время процесса розлива в секундах. При наполнении кега напорную камеру 26 медленно нагружают в фазе I давлением, до момента времени t, пока фитинг кега не отроется против давления р открытия, против давления расположенной в фитинге кега противодействующей пружины, после чего давление в фазе II снова упадет после открытия кега и преодоления сопротивления открытия. Таким образом образуется пик Р. Соответственно этому, давление при наполнении кега снова немного возрастает в фазе III и выходит на плато в фазе IV. При известных условиях, собственно в фазе III и IV розлива, не изображены колебания давления, обусловленные процессом, так как они не имеют отношения к изобретению. В конце процесса розлива давление воздействия снижается в фазе V для повторного перемещения толкателя в сторону от фитинга кега или для повторного запирания фитинга и завершения наполнения.
0
0
0
При этой временной характеристике давления является существенным, что при открытии фитинга кега присутствует короткий пик давления с пиком P в момент t с давлением p открытия, которое может использоваться для оценки момента открытия и давления открытия. Затем это давление p открытия и пик Р давления сравнивают с участками эталонного давления, перечисленные, например, на фиг. 3a и фиг. 3b.
Фиг. 3a показывает нижний недопустимый эталонный участок a, проходящий, примерно, от 0 до 1,6 бар. Над ним также воспроизведен допустимый участок эталонного давления со ссылочной позицией b для одноразового кега, простирающийся, примерно, от 1,6 бар до 2,6 бар. Над этим допустимым участком b эталонного давления для одноразового кега воспроизведен допустимый участок c эталонного давления для повторно используемого кега, простирающийся, примерно, от 3 до 4,3 бар. Над ним расположен верхний недопустимый участок d эталонного давления.
0
Если давление p открытия, измеренное датчиком 36 давления на пике P или зарегистрированное посредством движения датчика 42 положения находится на участке, а эталонного давления, то исходят из того, что в целом фитинг кега не исправен, поскольку он открывается ниже минимальной величины слишком рано. В этом случае процесс наполнения или последующий процесс прекращается, а фитинг кега выводят, как испорченный.
ue
oe
0
oe
om
um
om
om
Допустимый участок b эталонного давления для одноразового кега находится между нижним эталонным значением R и верхним эталонным значением R. При движении давления p открытия в этом участке b эталонного давления, исходят из того, что речь идет об одноразовом кеге. Верхнее эталонное давление R для одноразового кега соответствует в показанном примере управления нижнему эталонному давлению р для повторно используемого кега, образующему нижнее граничное условие для допустимого участка эталонного давления c для повторно используемого кега. Таким образом, кег идентифицируют, как повторно используемый кег, если давление открытия находится между нижним эталонным давлением R для повторно используемого кега и верхним эталонным давлением R для повторно используемой кега. Если давление открытия находится над верхним эталонным значением R давления для повторно используемого кега или фитинг кега вовсе не открывается, то исходят из того, что кег также дефектный и его исключают из процесса розлива. Таким образом, благодаря регистрации и оценке давления, становится возможным отличать, как испорченные кеги, например, с отслужившими фитингами кега, не открывающимися фитингами кега, так и одноразовые кеги от повторно используемых кегов.
0
um
Показанные на фиг. 3b участки эталонного давления по существу идентичны участкам по фиг. 3a с тем различием, что участки b и с эталонного давления для одноразового кега и повторно используемого кега находятся на некотором расстоянии друг от друга через переходный участок e, так что верхнее эталонное давление p для одноразовой кега идентично нижнему эталонному давлению R для повторно используемого кега. Такое определение участков эталонного давления дает больше вариантов распознавания между одноразовым кегом и повторно используемым кегом. При этом, при предположении, что при открытии фитинга кега в переходном участке давления имеет место слишком слабое замыкание фитинга кега повторно используемого кега, этот кег также следует выводить.
В зависимости от соображений качества и/или надежности, соответствующие эталонные участки могут определяться более узко или шире и соответственно предусматриваться со стороны управления.
Изобретение не ограничено выше описанными примерами исполнения, а может изменяться в объеме охраны последующих пунктов формулы изобретения.
Перечень ссылочных позиций
10. Разливочный элемент.
12. Питающая труба.
14. Фланец разливочного элемента для фланцевого соединения с кегом.
16. Подвод продукта.
18. Подача сжатого газа.
20. Толкатель.
21. Приводное устройство.
22. Поршень.
24. Силовой цилиндр.
26. Нижняя напорная камера.
28. Линия подачи давления.
30. Распределительный клапан.
32. Источник давления.
34. Блок управления разливочного устройства.
36. Датчик давления.
37. Верхняя напорная камера.
38. Линия отвода давления.
40. Устройство обработки данных.
42. Датчик положения.
0
P. Давление открытия.
P. Пик.
a. Эталонный участок.
b. Участок эталонного давления.
c. Участок эталонного давления.
d. Участок эталонного давления.
um
R. Нижнее эталонное давление для повторно используемого кега.
om
R. Верхнее эталонное давление для повторно используемого кега.
ue
R. Нижнее эталонное давление для одноразового кега.
oe
R. Верхнее эталонное давление для одноразового кега.