向容器灌裝可灌注產品的灌裝系統和方法及相應灌裝機的制作方法
【專利摘要】本發明涉及向容器灌裝可灌注產品的灌裝系統和方法及相應灌裝機。用于向容器(12)灌裝可灌注產品的灌裝系統(20’)，其設置有：在使用中灌裝有所述可灌注產品的罐(30)；至少一個灌裝裝置(20)，其帶有具有控制模塊(40)的本地控制單元(23)，以選擇性地允許向所述容器(12)灌裝所述可灌注產品；插入在所述罐(30)和所述灌裝裝置(20)之間的至少一個管道(32)；和至少一個旋渦流量計(1)，其沿所述管道(32)插入并產生作為可灌注產品沿所述管道(32)的流速(Fr)的函數的脈沖串檢測信號(Sd)。所述灌裝裝置(20)的本地控制單元(23)具有處理模塊(42)，以處理所述檢測信號(Sd)以便測定作為檢測信號(Sd)的脈沖數(Np)的函數的進入容器(12)的可灌注產品的量。
【專利說明】
向容器灌裝可灌注產品的灌裝系統和方法及相應灌裝機
技術領域
[0001]本發明涉及用于向容器灌裝可灌注產品的灌裝系統和方法以及相應的灌裝機。
【背景技術】
[0002]待灌裝的容器可以是任何類型的容器，比如例如由玻璃、塑料(PET)、鋁、鋼或復合材料制成的罐或瓶，并且可以灌裝任何類型的可灌注產品，特別是食品，包括碳酸化液體，例如蘇打水、軟飲料、啤酒;非碳酸化液體，例如不起泡水或靜水、果汁、茶、運動飲料、酒;而且還有液體清潔劑或乳液。
[0003]在液體裝瓶領域中，包括用于向灌裝機供給一連串空容器的進給輸送機，相應地包括載有若干個灌裝裝置的旋轉輸送機(所謂的“轉盤”)的系統是公知的。每個灌裝裝置包括可在開啟位置和關閉位置之間位移的灌裝閥，在開啟位置，允許可灌注產品向相應容器內流動，在關閉位置，防止可灌注產品流到容器內。
[0004]安裝該灌裝裝置以使其繞縱軸連續旋轉，接合空容器，并向容器灌裝來自產品罐的可灌注產品。在碳酸化液體的情況下，灌裝操作還可包括向容器內供給加壓氣體例如二氧化碳為其加壓，然后向相同的容器灌裝碳酸化液體，并且之后將灌裝容器解壓。
[0005]在處理廠，然后將容器供給到乳蓋機，乳蓋機通過至少一個輸送輪連接在灌裝機上并且利用相應的蓋密閉容器，和/或其他處理機，例如貼標機。
[0006]含有可灌注產品的罐可位于轉盤上或在其外部，并且由相應的管道流體連接在灌裝裝置上。沿每個管道布置流量計以在相應的灌裝閥被布置在開啟位置時測量灌裝容器的流體的流速。
[0007]由流量計進行的流速測量值由與每個灌裝裝置相關的本地控制單元使用，以控制在相應的開啟和關閉位置之間的灌裝閥的致動，以便向容器灌裝所需體積的可灌注食品并在相同容器內達到所需的和可重復的灌裝水平。
[0008]特別是，已經建議利用旋渦流量計(也稱為渦列流量計)來測量可灌注產品到達灌裝裝置的流速;例如，在本發明
【申請人】名下的文獻WO 2012/085828 Al公開了旋渦流量計在灌裝機的灌裝系統中的用途。
[0009]如圖1所示意性示出的，旋渦流量計I包括主管體2，其具有縱軸A并被設計成沿插入在罐和相應的灌裝裝置(這里未示出)之間的管道布置;管體2限定被設計成耦合在用于流體通過的管道上的入口嘴2a和出口嘴2b。
[0010]障礙物4(例如具有梯形軸剖面)被插入管體2中，以便限定垂直于縱軸A的沖擊面
4a ο
[0011]傳感器5，特別是壓電式傳感器，被布置在管體2內，在障礙物4的沿從入口嘴2a朝向出口嘴2b行進的下游。
[0012]當可灌注產品通過由管體2限定的通道時，它撞擊在障礙物4的沖擊面4a上，產生一連串旋渦6(通常稱為卡曼旋渦)，其頻率與可灌注產品的速度成正比。
[0013]傳感器5被配置為將與旋渦6相關的振蕩壓力尖峰△P轉換為電量V，其可以被處理以產生檢測信號，是可灌注產品流速的指示。
[0014]特別是，由旋渦流量計I輸出的檢測信號是脈沖信號(包括一連串脈沖例如矩形脈沖的數字信號)，其中每個脈沖(具有上升沿和下降沿)對應于所檢測到的壓力尖峰和相關的旋渦6;所產生的脈沖的頻率對應于旋渦6的頻率，并因此基本上與流速成正比。
[0015]雖然在許多方面是有利的(例如，因為它還允許測量具有非常低的導電率(例如低于15yS)的流體的流速，與其他類型的流量計例如電磁流量計相反)，但是本發明
【申請人】已經認識到，使用旋渦流量計控制灌裝裝置的運行也存在一些問題，至少在某些運行條件下存在一些冋題。
[0016]例如，環境振動，例如機器振動，可能會影響傳感器5，并導致產生許多偽脈沖(SP不涉及由于流體通路引起的旋渦產生)。
[0017]此外，當灌裝裝置中的灌裝閥被致動以關閉或開啟流體通道時，管道中可產生爆破壓力或回流，并且因此旋渦流量計I的管體2產生爆破壓力或回流。該爆破壓力可產生許多脈沖，其再次不涉及管道內的可灌注產品的流動，然而其仍能被旋渦流量計I的傳感器5檢測到。
[0018]—般而言，本發明
【申請人】已經認識到，基于旋渦流量計的輸出計算在管道內朝灌裝裝置流動的產品量可能產生一些誤差(根據不同的運行條件而定)，這可能導致在灌裝容器的產品水平測定中具有相應的誤差。
[0019]此外，由于灌裝機執行的灌裝運行的高的速度和次數，實時補償或校準上述誤差(在執行灌裝運行的過程中)可能往往被證明是一項困難的任務。
【發明內容】
[0020]本發明解決方案的目的是因此至少部分解決之前強調的問題，并且基于利用旋渦流量計而總體上改善灌裝系統的運行以控制灌裝容器中的產品量。
[0021]根據本發明的解決方案，提供了灌裝系統和方法以及相應的灌裝機，如所附權利要求中所限定的。
【附圖說明】
[0022]為了更好地理解本發明，現在僅通過非限制性示例的方式參照附圖描述其優選實施方式，其中:
[0023]-圖1是旋渦流量計的示意性代表；
[0024]-圖2是灌裝機的示意性描述；
[0025]-圖3是根據本發明解決方案的實施方式的圖2的灌裝機中灌裝系統的圖形代表；
[0026]-圖4是耦合在旋渦流量計上并整合在圖3的灌裝系統的本地控制單元中的處理電路的方框圖；
[0027]-圖5示出了與圖3的灌裝系統有關的電量的曲線；
[0028]-圖6是在執行校準步驟的過程中圖3的灌裝系統的圖形代表;以及
[0029]-圖7是根據本發明解決方案的可能的實施方式的校準運行的流程圖。
【具體實施方式】
[0030]圖2示意性示出了用于容器處理廠的灌裝機，用10整體表示并被配置為用于灌裝容器12，在該示例中是玻璃瓶，含有可灌注產品，例如非碳酸化的，或靜止的，可灌注食品(但是再次強調的是，其他類型的容器和液體，例如碳酸化液體，也可設想)。
[0031]灌裝機10包括輸送裝置，其包括旋轉輸送機(或轉盤)14，其被安裝以繞基本上垂直的V軸連續旋轉(圖1中逆時針)。
[0032]旋轉輸送機14從輸入傳遞輪15接收一系列空容器12(例如，源自處理廠的容器成型機)，輸入傳遞輪15在第一傳遞站16耦合旋轉輸送機14并被安裝以繞相應的垂直軸B連續旋轉。
[0033]旋轉輸送機14將一系列灌裝容器12釋放到輸出傳遞輪18(例如，以便由處理廠的貼標機和/或乳蓋機接收)，輸出傳遞輪18在第二傳遞站19耦合旋轉輸送機14并被安裝以繞相應的垂直軸C連續旋轉。
[0034]灌裝機10包括許多個灌裝系統20’，每個包括相應的灌裝裝置20，這些灌裝系統20’繞垂直軸V等間距，沿旋轉輸送機14的外周邊緣被安裝，并且通過相同的旋轉輸送機14沿繞垂直軸V延伸的路徑P移動并通過傳遞站16和19。
[0035]每個灌裝裝置20被設計成接收至少一個待灌裝的容器12，并且根據灌裝“配方”在其沿路徑P旋轉的過程中執行灌裝操作，以向容器12灌裝可灌注產品;所述配方可包括下列步驟:向容器加壓或減壓、開啟/關閉灌裝閥、可移動元件的位移、致動器的激活等等。
[0036]每個灌裝裝置20通常包括至少一個流體導管和至少一個灌裝閥(此處未示出)，其被設計成使容器12選擇性地耦合灌裝機10的產品罐(也未示出)。
[0037]在未詳細示出的方式中，每個灌裝裝置20包括主體(例如帶有管狀結構)，其具有沿基本上平行旋轉輸送機14的垂直軸V的縱軸的垂直延伸，并且機械地耦合旋轉輸送機14。主體在其底部包括容器接收部件，其被設計成在灌裝運行過程中可釋放地接合待灌裝的容器12的頸部。
[0038]灌裝裝置20的運行由中央控制單元22(示意性示出)控制，中央控制單元22被設計成控制灌裝機10的一般運行，例如為灌裝閥的致動提供適當的控制信號以執行所需的灌裝配方。
[0039]灌裝裝置20進而設置有本地控制單元23(示意性示出，通常被稱為“先導閥”)，本地控制單元23被設計成從中央控制單元22接收控制信號，例如，為了控制相應的灌裝閥的致動，并且被設計成向相同的中央控制單元22提供與相同的灌裝閥的運行有關的反饋信號。
[0040]中央控制單元22和本地控制單元23之間的電通信可以通過通信總線來實現(此處未示出)，例如通過串行總線來實現。
[0041]參照圖3，現在參照灌裝機10的灌裝系統20’中的單個(為簡化說明原因)更詳細地討論它們。
[0042]灌裝系統20’包括:
[0043]-在給定壓力下灌裝有可灌注產品的罐30;
[0044]-至少一個灌裝裝置20，其包括相應的灌裝閥，這里用31表示，灌裝閥31被設計成向各容器12灌裝可灌注產品，和相應的本地控制單元23，其被配置為控制灌裝閥31;和
[0045]-沿相應的縱軸A延伸的至少一個管道32，管道32插入于罐30的出口嘴30a和相應的灌裝閥31的入口嘴31a之間。
[0046]罐30連接在灌裝機10的灌裝系統20’的管道32上，并且可以布置在其旋轉輸送機14的外部，或相同的旋轉輸送機14的內部;可以為所有灌裝系統20 ’提供單個罐30。
[0047]更詳細地，灌裝閥31包括限定入口嘴31a的空心殼體35和平行于殼體35內的垂直軸滑動的閘門元件36。閘門元件36可在關閉位置和開啟位置之間移動，在關閉位置，其防止可灌注產品從相應的管道32通過開口 37流向容器12，并且在開啟位置，其允許可灌注產品從相應的管道32流向容器12。
[0048]在可能的實現方式中，本地控制單元23可以與外殼35成整體設置，可以集成在與相同殼體的上部耦合的印刷電路板中。
[0049]灌裝系統20’進一步包括至少一個旋禍流量計，在此再次用I表示(并且基本上參照圖1所討論的進行配置)，沿罐30和灌裝閥31之間的相應的管道32插入。
[0050]如前所述，旋渦流量計I被設計成當相應的灌裝閥31被布置在開啟位置時檢測流過相應的導管32的可灌注產品的流速，并且產生表示相同管道32中可灌注產品的流速的檢測信號Sd。檢測信號Sd是脈沖串電信號，其包括多個脈沖，每個脈沖表示由于所檢測到的旋渦導致的壓力尖峰。
[0051]特別是，在旋渦流量計I中，由于壓力尖峰造成的由內部傳感器檢測到的電量(見前面的討論)被放大、濾波，并且然后例如通過施密特(Smith)觸發器(或類似的電路溶液)轉換為方波信號，以便產生脈沖檢測信號Sd。
[0052]因此，在這種情況下，檢測信號Sd基本上是原始信號，這意味著它不是旋渦流量計I內進行的進一步處理的結果;換句話說，除了導致由壓力尖峰開始產生原始電脈沖的步驟之外，未進行任何其他處理步驟。
[0053]在未示出但在上述參考文獻WO 2012/085828中詳細討論的方式中，灌裝系統20’可進一步包括:一個或更多個流動線性化裝置，其被布置在旋渦流量計I的上游和/或下游，用于使可灌注產品沿管道32線性化流動;和一個或更多個節流裝置，其沿相同管道32被選擇性地布置并被設計成使灌裝速度和最大流速降低。
[0054]灌裝裝置20的本地控制單元23可運行地耦合旋渦流量計I，以在第一輸入口23a處接收檢測信號Sd，并且此外耦合溫度傳感器33，溫度傳感器33在第二輸入口 23b處輸出運行溫度T。
[0055]根據本發明解決方案的具體方面，本地控制單元23包括:控制模塊40，其被配置為基于與來自旋渦流量計30的檢測信號Sd相關的信息并通過輸出口 23c處提供的合適的驅動信號Sdrv控制(以已知的方式，在此沒有詳細討論)灌裝裝置20的灌裝閥31，以向容器12灌裝所需量(水平)的可灌注產品；處理模塊42，其被配置為實時和在灌裝裝置20的運行過程中對來自旋渦流量計I的檢測信號Sd執行(如下文中詳細討論的)處理操作；和非易失性存儲器43。
[0056]控制模塊40與灌裝機10的中央控制單元22進一步通信，例如在另一個輸入/輸出口 23d接收控制信號或提供反饋信號。
[0057]處理模塊42被配置為補償測量誤差，例如由于灌裝機10的振動、沿管道32的壓力回流和/或機器運行參數的變化引起的誤差，這將導致流速測定誤差。
[0058]特別是，本發明
【申請人】已經認識到，雖然根據以下表達式，檢測信號Sd中的脈沖數Np與灌裝產品的體積V成比例:
[0059]V=Kf.Np
[0060]但是比例系數Kf不是恒定的，而是可根據瞬時運行條件而變化，并且特別是作為產品的流速Fr和運行溫度T的非線性函數f:
[0061]Kf = f(Fr[P/S],T[°C])o
[0062]因此，容器12內的產品的確切量的計算需要根據瞬時流速Fr和產品溫度T確定比例系數Kf，以補償相同的比例系數Kf的非線性，或者，換句話說，補償相同的比例系數Kf的線性化。
[0063]如圖4所示，因此本地控制單元23的處理模塊42包括:
[0064]-濾波器階段50，其接收檢測信號Sd并提供濾波信號Sd’；
[0065]-補償階段52，其接收濾波信號Sd’和由溫度傳感器33檢測到的溫度T，并且被配置為根據函數f計算比例系數Kf;
[0066]-計數器階段54，其接收濾波信號Sd’并且被配置為計算其脈沖數Np;
[0067]-計算階段56，其接收來自計數階段54的脈沖數^和來自補償階段52的比例系數Kf并計算流入容器12的產品的總體積。
[0068]特別是，濾波階段50是數字帶通濾波器，其被配置為利用中斷程序的裝置和快速數字計時器來評價旋渦流量計1(檢測信號Sd)的數字輸出。如果與脈沖相關的時間間隔(特別是，給定脈沖的上升沿和下降沿之間或者兩個連續脈沖的下降沿和上升沿之間的間隔)高于/低于給定的閾值時間，那么濾波器階段50被配置為排除一個或更多個脈沖，因此不考慮進一步的處理步驟。
[0069]該數字濾波允許排除由于機械振動和/或壓力突發(burst)或任何其他干擾源引起的虛假脈沖。只有具有特定形式因素的脈沖將繼續到下一個處理步驟。
[0070]補償階段52包括:流速計算塊52a，其被配置為基于所接收的濾波信號Sd’計算可灌注產品的流速Fr，特別是基于相同信號的脈沖的頻率(以本身已知的方式，在此沒有詳細討論)；和系數計算塊52b，其基于應用于運行溫度T和所計算的流速Fr的非線性函數f計算比例系數Kf的校準或補償的值。
[0071 ]由于函數f的高非線性，可以確定相同函數的曲線，例如通過實驗性檢驗和表征步驟確定，并且例如作為浮動陣列存儲在本地控制單元23的非易失性存儲器43中。在運行過程中，系數計算塊52b可以著眼于非易失性存儲器43中存儲的函數值來確定比例系數Kf的實際值。
[0072]根據可能的實施方式，補償階段52和計數階段54都被配置為對于給定的時基處理時間間隔內的濾波信號Sd’，例如具有50ms的值。特別是，每次對在與所述時基相等的時間間隔內檢測到的給定的脈沖數^計算流速；同樣地，計數器階段54被配置為計算在相同時間間隔期間所檢測到的脈沖數^。
[0073]使用合適的時基允許適當考慮:灌裝過程的快速動態和與相同的灌裝過程相關的運行條件變化的高速率;選擇適當的時基值(例如，50ms)，其足以具有良好的分辨率和足夠快速以跟隨灌裝過程中發生的變化。
[0074]計算階段56包括:乘法塊56a，其通過將在相同時間間隔所檢測的脈沖數Np和比例系數Kf的補償值(也在相同的時間間隔監測到的)相乘來計算每個連續處理時間間隔的可灌注產品的分體積Vi ;和輸出求和塊56b，其計算各處理時間間隔內的分體積Vi的總和，以確定總體積V，在每個時間代表實時計算的已流入容器12的可灌注產品的真正體積(以及相應地在相同容器12內的流體的實際水平)。
[0075]控制模塊40從處理模塊42接收所計算到的總體積V，并且因此控制灌裝裝置20的灌裝閥31，以達到容器12中所需的水平。
[0076]處理模塊42和控制模塊40可通過本地控制單元23中的軟件和/或硬件來實現;在可能的實施方式中，處理模塊42和控制模塊40兩者都由相同的處理單元(包括微處理器、數字信號處理器、現場可編程門陣列或任何其他種類的處理單元)來實現。
[0077]此外，本發明
【申請人】已經認識到，用于計算比例系數Kf的上述函數f雖然基本上類似于用于灌裝機10的灌裝系統20’的各旋渦流量計I的，但是由于例如制造公差而不完全相同。
[0078]如圖5所示，三個旋渦流量計I可因此具有在相同的運行溫度T下的對于相應的函數f(表示為kl、k2和k3)的三個不同的補償曲線，并且這些補償曲線將在不同的溫度偏移。特別是，本發明
【申請人】已經認識到，然而，不同的曲線具有共同的標準曲線圖，并且，雖然是不同的，但是可以通過合適的平移而基本上彼此疊加。
[0079]因此，足以知道用于單一流速Fr’的比例系數Kf的單一值Kf’(即函數f的單一點P，參見圖5)，從而能夠根據具有標準的共同曲線圖并通過已知的點P的曲線(在該示例中，曲線k2)確定用于任何其他流速值的比例系數Kf的值。
[0080]因此，本發明解決方案的進一步的方面設想實施在灌裝機10執行的自動校準程序，自動校準程序被設計成對于每個旋渦流量計I精確確定流速的至少一個單一值和比例系數Kf的相應值，以便確定將用于任何旋渦流量計I的補償偏移曲線。校準點被適當地存儲在相應的本地控制單元23的非易失性存儲器43中。
[0081 ]詳細地說，該校準程序由灌裝機10的中央控制單元22執行，例如，在啟動或初始化階段過程中，或在正常運行被臨時中斷后執行的專用校準階段過程中執行。
[0082]如圖6所示(為簡單起見，其中再次描述了單一灌裝系統20’)，在這種情況下，基準質量流量計60沿產品供給管62被布置在灌裝機10(例如，在灌裝機10的固定部分)中的產品罐30的下游，產品供給管62通過旋轉環64耦合灌裝系統20’的各管道32。
[0083]中央控制單元22可操作地耦合到灌裝系統20’的本地控制單元23上，以接收與相應的檢測信號Sd相關的脈沖數Np，并且此外耦合到基準質量流量計60上，以接收與基準檢測信號Sref相關的基準脈沖數Npref。
[0084]中央控制單元22控制灌裝系統20’的運行，以執行校準程序。
[0085]還參照圖7的流程圖，該校準程序設想，對于灌裝機10的單獨被考慮用于校準的每個灌裝系統20’而言，第一步驟70，其中開啟所考慮的灌裝系統20’的灌裝閥31，而所有其他灌裝系統20’的灌裝閥31’保持關閉；相應地，基準質量流量計60和所考慮的灌裝系統20’的旋渦流量計I檢測灌裝產品的相同校準流速。
[0086]接下來，步驟72，實施第一等待時間，例如10秒，以便允許流速穩定化。
[0087]此后，在步驟73，與基準質量流量計60和旋禍流量計I相關的脈沖計數器被復位。
[0088]然后，在步驟74實施第二等待時間。
[0089]因為基準質量流量計60和旋渦流量計I的體積計數器不同步，所以計數器值具有內在誤差，例如為+/_1。需要第二等待時間，例如20s，以盡可能減少這樣的同步誤差，并因此減少比例系數Kf校準中隨之而來的誤差。特別是，考慮到越短的時間可能會產生越大的誤差，而較長的等待時間可能會造成時間和產品的浪費，因而適當地選擇第二等待時間。
[0090]然后，步驟76，中央控制單元22基本上同時讀取基準質量流量計60和旋渦流量計I的體積計數器以及相關的脈沖數Npref、NP(即對應于相同的校準流速)。
[0091]步驟77，中央控制單元22由此使用下面的表達式計算與針對所考慮的旋渦流量計I的校準流速Fr’相關的比例系數Kf的校準值Kf ’:
[0092]Kf ’ —Vref/Np
[0093]其中Vref為基于由基準質量流量計60所檢測到的脈沖數Npref計算(以已知方式)的廣品體積。
[0094]步驟78，中央控制單元22然后將校準值(特別地，比例系數Kf’和流速Fr ’的校準值，以及相關的校準溫度T)存儲在本地控制單元23的非易失性存儲器43中。
[0095]如之前所討論的，在校準流速下比例系數Kf的校準值的知識將允許本地控制單元23正確地在灌裝系統20’的運行過程中評估非線性函數f (通過選擇與已知的運行點相關的相應的曲線和偏移)。
[0096]對于灌裝機10的所有剩余灌裝系統20’而言，隨后迭代地重復校準過程(過程因而返回到步驟70)以便校準對應的旋渦流量計I。
[0097]通過前面的描述，所描述的解決方案允許實現的優點清楚可見。
[0098]實際上，所討論的解決方案對灌裝容器的灌裝水平提供了更可靠的和準確的控制，這要歸功于對集成在各灌裝裝置的本地控制單元中的電子處理模塊中旋渦流量計的輸出實施的校準、補償和校準程序。
[0099]這些處理運行在灌裝運行過程中被方便實時地執行，以便及時盡可能減少任何誤差。
[0100]特別是，本發明
【申請人】已經認識到，將用于旋渦流量計輸出的補償和校準的處理電子器件集成在本地控制單元中，即在相同流量計的外部并與其獨立(與集成在相同傳感器中相反)，具有多種優點，其中有:
[0101]-最快響應:進入本地控制單元23內，比例系數Kf的計算可以更頻繁地(例如，每50ms)進行，并且，此外，體積計數器計算可以每一個旋渦脈沖更新(在這方面，對原始旋渦脈沖計數是計算體積和流速的最快方式)；
[0102]-濾波操作可以根據由相同的本地控制單元23控制的不同灌裝處理階段而被動態地優化；
[0103]-可以使用由灌裝系統20’的各個本地控制單元23讀取的單個溫度傳感器(檢測運行溫度所要求的，補償程序所需要的)，而不是多個傳感器，每個集成在相應的流量計中，從而降低了成本和復雜性；
[0104]-可以經受住更高的運行溫度(這是重要的，例如對于灌裝機10中的CIP(就地清洗)運行階段而言)；
[0105]-可以降低旋渦流量計的成本(因為不需要處理電子器件，并且在外部在本地控制單元22內進行將電脈沖轉換成流體體積所需要的所有處理)。
[0106]最后，清楚的是修改和變化可以應用于所述和所示出的解決方案，而不脫離所附權利要求的范圍。
[0107]特別是，再次強調的是，發現本發明的解決方案有利地應用在包括至少一個灌裝系統的任何灌裝機中，設想利用旋渦流量計控制供給到容器中的可灌注產品的水平。
【主權項】
1.一種用于向容器(12)灌裝可灌注產品的灌裝系統(20’)，其包括: -在使用中灌裝有所述可灌注產品的罐(30); -包括具有控制模塊(40)的本地控制單元(23)的至少一個灌裝裝置(20)，所述控制模塊(40)被配置為選擇性地允許向所述容器(12)灌裝所述可灌注產品； -插入在所述罐(30)和所述灌裝裝置(20)之間的至少一個管道(32);和 -至少一個旋渦流量計(I)，其沿所述管道(32)插入并產生作為所述可灌注產品沿所述管道(32)的流速(Fr)的函數的脈沖串檢測信號(Sd)， 其特征在于，所述灌裝裝置(20)的所述本地控制單元(23)包括處理模塊(42)，所述處理模塊(42)被配置為處理來自相應的所述旋渦流量計(I)的所述脈沖串檢測信號(Sd)以測定進入所述容器(12)的作為所述檢測信號(Sd)的脈沖數(Np)的函數的所述可灌注產品的量。2.根據權利要求1所述的系統，其中所述處理模塊(42)被配置為通過給定時間間隔內所述檢測信號(Sd)的脈沖數(Np)乘以比例系數(Kf)來計算所述給定時間間隔內所述可灌注產品的體積(V);其中所述處理模塊(42)被配置為基于所述流速(Fr)的非線性函數(f)實時計算比例系數(Kf)的值。3.根據權利要求2所述的系統，其中所述處理模塊(42)包括被配置為基于所述檢測信號(Sd)確定所述給定時間間隔內的所述流速(Fr)的值的第一計算階段(52a)，和被配置為將非線性函數(f)應用于所計算的流速(Fr)和所檢測的運行溫度(T)而計算所述比例系數(Kf)的值的第二計算階段(52b)。4.根據權利要求3所述的系統，其中所述本地控制單元(23)包括能操作地耦合在所述處理模塊(42)上的非易失性存儲器(43);其中所述處理模塊(42)的所述第二計算階段(52b)被配置為從所述非易失性存儲器(43)檢索與用于計算所述比例系數(Kf)的所述非線性函數(f)的曲線圖有關的信息。5.根據權利要求4所述的系統，其中所述處理模塊(42)的所述第二計算階段(52b)被進一步配置為從所述非易失性存儲器(43)檢索用于非線性函數(f)的校準點(P)，其包括在校準程序中獲得的用于校準流速(Fr’)的比例系數(Kf)的校準值(Kf’)。6.根據權利要求2-5中任一項所述的系統，其中所述處理模塊(42)進一步包括脈沖計數器(54)，其被配置為計算在所述給定時間間隔內所述檢測信號(Sd)的脈沖數(NP)。7.根據前述權利要求中任一項所述的系統，其中所述處理模塊(42)進一步包括濾波階段(50)，其被配置為，如果在給定脈沖的上升沿和下降沿之間或者在兩個連續脈沖的下降沿和上升沿之間的間隔大于/小于給定閾值時間，則丟棄所述檢測信號(Sd)中的一個或更多個脈沖。8.—種灌裝機(10)，其包括: -根據前述權利要求中任一項所述的多個灌裝系統(20’)； -繞軸(V)旋轉并運載所述灌裝裝置(20)的輸送機(14)，所述罐(30)被布置在所述輸送機(14)的外部或內部;和 -中央控制單元(22)，其能操作地耦合在所述灌裝系統(20’)的本地控制單元(23)上以便控制其灌裝操作。9.根據權利要求8所述的灌裝機，其包括基準流量計(60)，所述基準流量計(60)沿選擇性地耦合在所述灌裝系統(20’)的相應管道(32)上的產品供給管(62)被布置在所述罐(30)的下游;其中所述中央控制單元(22)能操作地耦合在所述灌裝系統(20’)的本地控制單元(23)上，以接收與由相應的旋渦流量計(I)產生的檢測信號(Sd)相關的相應的脈沖數(Np)，以及另外耦合在基準流量計(60)上，以接收與相關的基準檢測信號(Sref)相關的基準脈沖數(Npre3f);所述中央控制單元(22)被配置為，當相應的管道(32)耦合在所述產品供給管(62)上以使相同基準流速的所述可灌注產品流過所述旋渦流量計(I)和基準流量計(60)時，基于相應的脈沖數(Np)和基準脈沖數(Npref)實施校準程序以確定每個旋渦流量計(I)的相應的校準參數。10.根據權利要求9所述的灌裝機，其中所述處理模塊(42)被配置為通過給定時間間隔內所述檢測信號(Sd)的脈沖數(Np)乘以比例系數(Kf)來計算所述給定時間間隔內所述可灌注產品的所述體積(V);并且所述處理模塊(42)被配置為根據所述可灌注產品的所述流速(Fr)和運行溫度(T)的非線性函數⑴計算比例系數(Kf)的值;其中所述校準參數是用于非線性函數(f)的校準點(P)，其包括在所述校準程序中獲得的已知基準流速(Fr’)下所述比例系數(Kf)的已知值(Kf’)。11.根據權利要求9或10所述的灌裝機，其中所述本地控制單元(23)進一步包括能操作地耦合在所述處理模塊(42)上的非易失性存儲器(43)，并且所述中央控制單元(22)被配置為將相應的所述校準參數存儲在所述非易失性存儲器(43)中。12.—種用于向容器(12)灌裝可灌注產品的方法，其包括以下步驟: -通過灌裝裝置(20)向所述容器(12)灌裝所述可灌注產品，所述灌裝裝置(20)包括具有控制模塊(40)的本地控制單元(23)，所述控制模塊(40)被配置為選擇性地允許向所述容器(12)灌裝所述可灌注產品； -通過管道(32)將罐(30)中所含的所述可灌注產品供給到所述灌裝裝置(20)，其中所述灌裝步驟包括通過沿所述管道(32)插入并產生作為所述可灌注產品沿所述管道(32)的流速(Fr)的函數的脈沖串檢測信號(Sd)的旋渦流量計(I)測量所述可灌注產品的流速， 其特征在于，通過所述灌裝裝置(20)的本地控制單元(23)處理所述檢測信號(Sd)以確定進入所述容器(12)內的作為所述檢測信號(Sd)的脈沖數(Np)的函數的所述可灌注產品的量。13.根據權利要求12所述的方法，其中基準流量計(60)沿選擇性地耦合在所述灌裝裝置(20)的所述管道(32)上的產品供給管(62)被布置在所述罐(30)的下游;其進一步包括，通過所述中央控制單元(22): -接收與來自所述灌裝裝置(20)的所述本地控制單元(23)的所述檢測信號(Sd)相關的所述脈沖數(Np)以及另外與來自所述基準流量計(60)的相關基準檢測信號(Srrf)相關的基準脈沖數(Npref);以及 -當所述管道(32)耦合在所述產品供給管(62)上使得相同基準流速的所述可灌注產品流過所述旋渦流量計(I)和基準流量計(60)時，基于所述脈沖數(Np)和所述脈沖基準數(Nprrf)實施用于確定所述旋渦流量計(I)的校準參數的校準程序。14.根據權利要求13所述的方法，其中通過所述本地控制單元(23)處理包括通過給定時間間隔內所述檢測信號(Sd)的脈沖數(Np)乘以比例系數(Kf)來計算給定時間間隔內所述可灌注產品的體積(V);并且根據所述可灌注產品的所述流速(Fr)和運行溫度(T)的非線性函數(f)計算所述比例系數(Kf)的值;其中所述校準參數是用于所述非線性函數(f)的校準點(P)，其包括在所述校準程序中獲得的已知基準流速(Fr’)下所述比例系數(Kf)的已知值(Kf，)。15.根據權利要求14所述的方法，其中所述本地控制單元(23)進一步包括非易失性存儲器(43);進一步包括通過所述中央控制單元(22)，將所述校準參數存儲在所述非易失性存儲器(43)中。
【文檔編號】B67C3/20GK106044683SQ201610037634
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年1月20日 公開號201610037634.3, CN 106044683 A, CN 106044683A, CN 201610037634, CN-A-106044683, CN106044683 A, CN106044683A, CN201610037634, CN201610037634.3
【發明人】斯特凡諾·德埃里克, 恩里科·科池
【申請人】西得樂股份公司