向容器填充预定量流体的方法和设备以及填充机技术

公开了一种设备，其包括用于输送流体流进入容器（１２）中的喷嘴（１４）；阀（１６），其包含用于控制所述流体流的活动阀构件（２７）；用于向所述活动阀构件（２７）发送位置控制信号的装置（５４），从而所述活动阀构件（２７）将要遵循期望的位移与时间曲线，其中所述曲线将输送进入所述容器（１２）中的流体的量调整至预定的量。所述设备还包括检测装置（５６），其用于检测由活动阀构件（２７）响应于位置控制信号检测而遵循的实际位移与时间曲线的点；以及比较装置（５８），其用于比较所检测点与期望的位移与时间曲线上的对应点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及填充容器的方法和设备，以及填充机。
技术介绍
公知的是利用这样的设备向容器填充预定量的流体，其中所述设备包括用于将流体流(fluid flow)输送进入容器的喷嘴，以及阀，其包括用于控制流体流的活动阀构件。采用这种设备而实现的公知方法包括向活动阀构件发出位置控制信号的步骤，从而所述活动阀构件将要遵循期望的位移与时间曲线，该曲线将输送进入容器中的流体的量调整至预定的量。这种方法例如在日本专利公开文献No.JP-A-9-156697中公开。阀构件的期望的位移与时间曲线通过测试而确定，这些测试经常是在校准设备的过程中完成。位置控制信号然后被发出，从而阀构件遵循该位移与时间曲线。填充机包括多个相同的填充设备，通常在四个至一百五十个之间。因为位置控制信号可被施加至每个设备，所以该方法对于填充容器而言是一种便宜的方式。然而，公知的方法是基于相同填充设备的基本假设，而实际上这并是不现实的。而且，阀构件对于给定的控制信号的响应随着时间降低，例如由于磨损。在这种情况中，位置控制信号可导致输送错误量的流体。
技术实现思路
本专利技术旨在通过提供根据权利要求1填充容器的方法而克服现有的问题。该方法的其它特征在从属权利要求2至9中阐述。本专利技术还提供根据权利要求10填充容器的设备。该设备的其它特征在从属权利要求11至14中阐述。本专利技术还提供了根据权利要求15的填充机。附图说明以下，将参看附图通过实例详细说明本专利技术，其中图1是根据本专利技术的、用于填充容器的设备的剖视图；图2A、2B以及3A、3B示出了控制图1的填充设备的信号，以及设备的期望的响应；并且图4是由图1的填充设备所实现的填充方法的流程图。具体实施例方式在以下说明中，术语“上方”、“下方”、“高”、“低”等参照的是竖直轴线X，容器以及填充设备大体沿所述竖直轴线X延伸，并且流体沿所述竖直轴线X从填充设备流至容器。容器位于填充设备下方。图1中所示的填充设备是由附图标记10代表。其将要用可以是水或任何类型的液体的流体填充在这种情况中为瓶子的容器12。填充设备10包括喷嘴14，其用于沿竖直轴线X输送流体流进入容器12；以及阀16，其用于控制流体流通过喷嘴14。喷嘴14的形状为竖直管，其位于容器12的开口18上方。管的直径在其下侧端部20附近减小，其中所述下侧端部20面向开口18。阀16包括外侧壳体22，其从喷嘴14向上延伸，从而壳体22和喷嘴14一起限定了沿轴线X的细长竖直腔体23。壳体与喷嘴14是一体的。壳体22包括内侧台肩24，其在腔体23中从壳体22延伸并且朝向上。用于供应流体的开口26设置在壳体22的侧部上，并且在腔体23的最上侧部分中开口。活动阀构件27在腔体23中延伸，例如在喷嘴14与壳体22中延伸。所述活动阀构件从喷嘴14的下侧端部20伸至壳体22的顶罩30。活动阀构件27经由下侧引导部分32以及上侧引导部分34被安置，其中所述下侧引导部分32与所述上侧引导部分34这两者设置在壳体22中位于台肩24上方并与其隔开。活动阀构件27包括主体下侧部分，其包含适于控制流体流的柱塞28。为此，柱塞28包括带有径向环形密封垫圈38的径向外侧凸缘36。径向外侧凸缘36位于壳体22的台肩24与下侧引导部分32之间。垫圈38适于密封地接合壳体22的台肩24，以防止流体流通过喷嘴14。在这种情况中，柱塞28被称为处于其关闭位置。环形柔性膜片40连接至壳体22，并且在腔体23的顶部连接至柱塞，从而防止流体接触下侧引导部分32。为了操作活动阀构件27从而安放柱塞28使其处于控制流体流的合适位置，活动阀构件27还包括上侧部分，其包含下侧操作活塞42和上侧操作活塞44。该上侧部分固定至柱塞28的顶部或者与其一体形成。下侧活塞42在壳体22的两个引导部分32、34之间竖直滑动，而上侧活塞44在上侧引导部分34与顶罩30之间竖直滑动。活动阀构件27还通过两个弹簧46、48以及两个管道50、52被操作，其中所述两个管道50、52设置在所述壳体22中，用于引导压缩空气。弹簧46比弹簧48的弹性力更大。弹簧46、48以及管道50、52都通过它们的竖直位置被区分。更具体地讲，下侧活塞42通过在下侧活塞42与上侧引导部分34之间压缩的下侧弹簧46被向下推压，并且通过经由下侧引导部分32与下侧活塞42之间的下侧管道50引入的压缩空气被向上推压。下侧管道50通过下侧空气阀51被控制。同样地，上侧活塞44通过在上侧活塞44与上侧引导部分34之间压缩的上侧弹簧48被向上推压，从而通过经由上侧引导部分34与顶罩30之间的上侧管道52所引入的压缩空气被向下推压。上侧管道52通过上侧空气阀53被控制。在仅仅使用下侧管道50时，阀16操作为双位阀。活动阀构件27可处于第一稳定位置，也就是，前述柱塞28的关闭位置，在该位置中，柱塞28防止流体流通过喷嘴14；以及第二稳定位置，也称为打开位置，在该位置中，柱塞28允许流体以最大的流速流过喷嘴14。在下侧管道50以及上侧管道52都被使用时，阀16操作为三位阀。在这种情况中，活动阀构件27还可处于中间位置，从而柱塞28允许流体以小于最大流速的中等流速流动。这些位置中的每个位置对应于沿竖直轴线X的活动阀构件27的竖直位置，以及因而柱塞28的竖直位置。填充设备10还包括装置54，其通过操作空气阀51、53而向活动阀构件存储和发送位置控制信号。所述位置控制信号使得，柱塞28将要遵循期望的位移与时间曲线，其中所述曲线将输送进入容器12中的流体的量调整至预定的量。参看图2A、2B、3A以及3B以下将进一步说明位置控制信号。填充设备10还包括检测装置56，其用于检测实际位移与时间曲线上的点，其中活动阀构件27以及柱塞28响应于位置控制信号而遵循所述实际位移与时间曲线。检测装置56可包括磁传感器、机械传感器、光学传感器、电气传感器、电子传感器或者电感传感器。其可位于下侧引导部分32中，如图所示，或者位于任何其它方便的位置，例如在填充设备的顶部上，与活动阀构件27接触或不与其接触。检测装置56的位置取决于所使用的填充设备的类型。还设置比较装置58，其用于比较检测的点与活动阀构件27的期望的点。比较装置58可调整存储在装置54中的位置控制信号。上述填充设备10被集成在填充机(未示出)中，所述填充机包括多个理论上相同的填充设备。填充机还可包括至少一个附加改型的填充设备，其类似于填充设备10，除此之外，所述附加改型的填充设备不包括用于存储和发送位置控制信号的装置54，也不包括比较装置58。实际上，所述附加改型的填充设备包括用于测量输送进入相应的附加容器中的流体流的装置，以及用于向其柱塞发出附加位置控制信号的装置，以将输送进入容器中的流体的量调整至预定的量，其中所述附加位置控制信号是取决于所测量的流体流。附加改型的填充设备还包括根据所述附加位置控制信号获取所述期望的位移与时间曲线的装置。位置控制信号的实例示于图2A中，其中阀16被用作为双位阀。在这种情况中，位置控制信号包括从时刻T0开始并且在时刻T2结束的阶跃信号，在所述时刻T0开始容器12的填充。所述信号使得下侧空气阀51在时刻T0与时刻T2之间打开。因此，阶跃信号构成了具有预定持续时间的时段，其控制活动阀构件27以占据柱塞28的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用填充设备（１０）向容器（１２）填充预定量的流体的方法，其中所述填充设备（１０）包括：喷嘴（１４），其用于将流体流输送进入所述容器（１２）中，以及阀（１６），其包含用于控制所述流体流的活动阀构件（２７）；所述方法包括向所述活动阀构件（２７）发出位置控制信号的步骤（３００），从而所述活动阀构件（２７）将要遵循期望的位移与时间曲线，其中所述期望的位移与时间曲线将输送进入所述容器（１２）中的流体的量调整至预定的量，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：检测步骤（４００），其中，检测由所述活动阀构件（２７）响应于所述位置控制信号而遵循的实际位移与时间曲线上的点，以及比较步骤（５００），其中，比较所检测的点与所述期望的位移与时间曲线上的对应的点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山德罗蒙塔沃奇，弗朗哥穆蒂，
申请(专利权)人：西德尔分享公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]