[发明专利]借助于比例阀用填充产品填充容器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于借助于比例阀用填充产品填充容器、尤其用于用饮料填充容器的方法。

背景技术

为了在饮料灌装设备中用填充产品填充容器，已知不同的用于确定填充产品流入到要填充的容器中的体积流的可能性，以便确定填充终点或关断时刻。

例如已知的是，容器的重量经由称重单元测量并且经由在填充期间出现的质量改变来确定流入到容器中的体积流，以便以所述方式确定关断时刻。

此外，已知的是，流入到容器中的填充产品经由体积流测量器、例如感应式的体积流测量器来确定。所述体积流测量器在此典型地设置在填充阀上方并且测量在填充过程期间流入到容器中的体积流。相应地，在达到预定的填充体积之后，能够结束填充过程。

已知的用于结束填充的方法相应于调节方法，其中设有测量元件，例如流量计或称重单元，经由所述测量元件调节填充。

填充阀、以及穿流填充阀的填充产品具有一定的基本惯性，使得当在填充过程结束时发出关闭指令时，不会马上出现填充产品流的立即停止，而是存在一定的惯性量(Nachlauf)。为了能够实现用预设的填充体积精确地填充容器，必要的是，确定所述惯性量并且相应地将发出关闭指令的时刻以一定程度前移，使得在考虑惯性量的情况下实现容器中的正确的填充体积。

对此，已知的是，测量元件在关断填充阀之后也测量相应的惯性量，例如经由称重单元或经由体积流传感器，并且随后相应地基于对惯性量体积的了解将填充过程的关断时刻前移。其相应地为下述调节，在所述调节中设有用于确定惯性量体积的测量元件并且确定关闭填充阀的关断时刻以便修正惯性量体积。

为了能够无级地控制流入到容器中的填充体积并且能够相应地根据填充产品遵循优化的体积流曲线，已知填充阀，所述填充阀构成为比例阀并且所述填充阀能够相应地实现对体积流的基本上无级的控制。这种比例阀通常经由步进马达控制，使得能够可靠地并且可复现地实现期望的打开时间。然而，通过借助步进马达来控制比例阀，用于结束填充过程的关闭过程与在常规的开关阀中相比明显更慢。可实现的关闭时间大致是5倍长。相应地，从关闭要求直至完全关闭比例阀穿流所述比例阀的惯性量体积与在常规的开关阀中相比明显更大。

在使用这种比例阀时已知的是，在每个填充过程中确定惯性量体积，例如经由体积流传感器或者称重单元，并且相应地经由调节来确定优化的关断时刻。然而，惯性量体积流不仅随着填充产品的粘度、而且也随着压差、即相应地随着填充产品在容器中的填充高度而改变，使得用于每个填充过程的调节过程必须重新执行并且填充结果根据调节速度改变。

发明内容

基于已知的现有技术，本发明的目的是，提出一种用于借助于比例阀用填充产品填充容器的方法，所述比例阀具有简化的构造。

所述目的通过根据本发明的用于借助于比例阀用填充产品填充容器的方法来实现。有利的改进形式在下文中得出。

相应地，提出一种借助于比例阀用填充产品填充容器的方法，所述方法包括针对比例阀的预设的打开曲线H(t)确定体积流的函数q(t)的步骤和基于体积流的函数q(t)控制容器的填充。

通过针对比例阀的打开曲线确定体积流的函数，能够基于所确定的体积流控制填充过程。相应地，取消从现有技术中已知的耗费的调节并且能够弃用相应的测量元件，例如体积流测量器或称重单元。

因此，穿流比例阀的体积流能够根据针对比例阀的每个任意的打开位置确定的函数来计算。经由所计算的说明填充产品的实际上流入到容器中的体积流的体积流曲线，能够相应地控制填充过程并且尤其也确定关断时刻。

此外，提出一种用于借助于比例阀用填充产品填充容器的方法，其包括下述步骤：针对比例阀的预设的打开曲线H(t)确定体积流的函数q(t)，基于针对比例阀的实际打开位置H_实际确定的体积流的函数q(t)计算实际体积流q_实际计算，并且借助期望体积流曲线q_期望(t)作为引导变量并且所计算的实际体积流q_实际计算作为调节变量调节容器的填充。

以所述方式，所计算的实际体积流的计算承担测量元件的功能，所述测量元件通常会测量实际体积流并且将所述实际体积流作为调节变量返还给调节装置以与通过期望体积流预设的引导变量进行比较。相应地，在调节时也能够弃用测量单元并且以所述方式提供技术上简化的并且可靠的构造。

为了确定体积流的函数q(t)，优选地，针对比例阀的每个打开位置H确定比例阀的流导Kv的函数Kv(H)，并且体积流q∞(t)在稳态下为：