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Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren von vorzugsweise mit Lebensmitteln gefüllten Behältern
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren von vorzugsweise mit Le- bensmitteln gefüllten geschlossenen Behältern, bestehend aus einem geschlossenen Gehäuse, das in seinem oberen Teil mit Dampf und in seinem unteren Teil mit Wasser gefüllt ist und Einrichtungen zum Trans- port der Behälter sowie synchron angetriebene Einlass-und Auslassschleusen besitzt.
Die derzeitige Praxis auf diesem Gebiet besteht im allgemeinen darin, dass eine Anzahl der zu steri- lisierenden oder auf andere Weise zu behandelnden Gegenstände in je einer Reihe von Aufnahmebehältern, wie durchlöcherten Körben od. dgl., angeordnet und die Aufnahmebehälter durch eine Behandlungskammer bewegt werden, in der die vorgeschriebenen Behandlungsbedingungen aufrecht erhalten werden. Zu diesem Zweck werden gewöhnlich ein oder mehrere Heizmedien, wie heisses Wasser oder Dampf, in einer
Zone der Behandlungskammer und kaltes Wasser in einer andern Zone der Behandlungskammer umgewälzt. Manchmal werden die Aufnahmebehälter rasch gedreht, damit eine einheitliche Behandlung gewährleistet ist.
Um die Einführung der Behälter in die Behandlungskammer und das Ausbringen der Behälter aus der Behandlungskammer nach der Behandlung zu ermöglichen, müssen angesichts der Tatsache, dass in der Behandlungskammer gewöhnlich ein Überdruck herrscht, Wasserschleusen vorgesehen sein.
Die derzeitigen Behandlungsvorrichtungen dieser Art sind nicht völlig befriedigend, insbesondere weil darin die Bewegung der Förderer durch die Behandlungskammer, in der gewöhnlich eine unter hohem Druck stehende Flilssigkeit vorhanden ist, einen beträchtlichen Energieaufwand erfordert.
Gleichzeitig erfordert die Beladung der Aufnahmebehälter mit noch nicht behandelten Gegenständen und das Ausbringen der behandelten Gegenstände aus den Behältern sowie das Beschicken der Förderer mit den Aufnahmebehältern und die Abnahme der Aufnahmebehälter von den Förderern einen beträchtlichen manuellen Arbeitsaufwand Angeslchts der grossen Zahl der in den derzeitigen Konservier- und Abfilllanlagen zu behandelnden Gegenstände stellt der vorstehend erwähnte Energie- und Arbeitsaufwand einen schweren wirtschaftlichen Nachteil dar.
Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung, in welcher der zum Bewegen der Gegenstände durch die Behandlungskammer erforderliche Energieaufwand und/oder der zur Manipulation der Gegenstände und etwaiger Aufnahmebehälter dafür erforderliche Arbeitsaufwand stark herabgesetzt ist. Ferner bezweckt die Erfindung die Verbesserung des Wirkungsgrades einer automatischen Behandlungs- und Verarbeitungsanlage im allgemeinen.
Gemäss der Erfindung ist nun eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren von vorzugsweise mit Lebensmitteln gefüllten geschlossenen Behältern, bestehend aus einem geschlossenen Gehäuse, das in seinem oberen Teil mit Dampf und in seinem unteren Teil mit Wasser gefüllt ist und Einrichtungen zum Transport der Behälter sowie synchron angetriebene Einlass- und Auslassschleusen besitzt, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Transporteinrichtung aus in an sich bekannter Weise übereinander angeordneten Bahnflächen besteht und dass ein in Vorschubrichtung der Behälter, welche vorzugsweise in Aufnahmebehälter eingeschoben sind, hin und her beweglicher Rahmen mit Stossgliedern zum schubweisen Bewegen der Behälter am Ende jeder Leitfläche angeordnet ist,
dessen Antrieb mit dem Antrieb der wassergefüllten Ein-
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Gegenstände durch die Behandlungskammer erforderlich, da die Bewegung der Gegenstände durch die Be- handlungskammer vor allem auf Grund der Schwerkraftwirkung erfolgt. Dies stellt einen wichtigen Vorteil dar, da die Behandlungskammer gewöhnlich mit einer unter Überdruck stehenden Flüssigkeit gefüllt ist.
Mit ausserhalb der flüssigkeitsgefüllten Behandlungskammer angeordneten und daher eine geringere An- triebsleistung erfordernden Mitteln können die Gegenstände ohne weiteres auf eine Höhe angehoben wer- den, die dem oberen Ende der Bahnflächen entspricht.
Die Bewegung der Gegenstände längs der Bahnflächen kann ebenfalls unter Schwerkraftwirkung er- folgen. Gemäss der Erfindung ist in einem solchen Fall die Anordnung derart getroffen, dass die Bahnflä- chen abwechselnd in verschiedene Richtungen geneigt angeordnet sind und jede Bahnfläche am unteren
Ende eine leicht nach oben gebogene Fangfläche besitzt. Hiebei braucht die Neigung der Bahnflächen nur etwa 1% betragen.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist in der erfindungsgemässen Vorrichtung die Anzahl der
Bahnflächen und ihr lotrechter Abstand so festgelegt, dass über die gesamte Höhe des Gehäuses drei Grup- pen mit jeweils der gleichen Anzahl von Bahnflächen untergebracht sind, u. zw. eine oberste Gruppe, die in dem oberhalb des Wasserspiegels mit Dampf gefüllten Raum der oberen Kammer angeordnet ist, eine mittlere Gruppe, die in dem als Abdichtung dienenden Teil des in der oberen Kammer befindlichen warmen Wassers angeordnet ist und eine untere Gruppe von Bahnflächen, die in der unteren Kammer in kaltem Wasser angeordnet ist.
Die Erfindung schafft ferner verschiedene Verbesserungen der Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren der in der angegebenen Weise durch die Behandlungskammer bewegten Behälter und zum Ausbringen der Gegenstände aus diesen Behältern. Eine dieser Verbesserungen besteht darin, dass die Aus- und Einlassschleuse in einer gemeinsamen Kammer untergebracht sind und jeder der Schleusen ein Wasserbehälter mit von dem im Gehäuseinneren befindlichen Wasserspiegel unabhängigen Wasserspiegel vorgeschaltet ist, und dass im inneren Teil der Kammer Einrichtungen zur Zufuhr von Druckluft und zur Verbindung mit der Aussenatmosphäre vorgesehen sind.
Hiebei kann gemäss der Erfindung der Ausgang der Einlassschleuse in einen lotrechten, oben und unten mit dem Gehäuse verbundenen Kanal münden, in dem lotrecht hin-und herbewegliche Hebeorgane sowie Rücklaufsperren für die zu behandelnden Behälter geführt sind, und der mit seinem oberen Ende am Einlaufende der obersten geneigten Bahnfläche in das Gehäuse mündet, wobei zweckmässig die Schleusen aus geneigt angeordneten, durch Schieber oder Klappen verschliessbaren Kanälen bestehen und die Einlassklappe bzw. der Einlassschieber der Einlassschleuse und die Auslassklappe bzw. der Auslassschieber der Auslassschleuse und die beiden übrigen Klappen bzw. Schieber jeweils starr miteinander gekuppelt sind.
Eine andere Verbesserung besteht darin, dass der untere und der obere Wasserbehälter miteinander durch einen lotrechten Kanal verbunden sind, in welchem lotrecht hinund herbewegliche Hebeorgane für die Behälter geführt sind, wobei zweckmässig der lotrechte Kanal oberhalb des Wasserspiegels des unteren Wasserbehälters seitliche Ein-und Auslassöffnungen für das zu sterilisierende Gut besitzt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes gehen aus der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung hervor, in welchen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt sind.
In der Zeichnung zeigt Fig. l im vertikalen Querschnitt, stark schematisiert und vereinfacht, eine Sterilisieranlage nach einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie IHIderFig. l, Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Sterilisieranlage nach einer Vertikalebene, die zu der der Fig. 1 rechtwinklig liegt, Fig. 4 in Ansicht ein bevorzugtes praktisches Ausführungbeispiel der Behandlungskammer einer erfindungsgemässen Sterilisationsanlage, Fig. 5 in etwas grösserem Massstab eine der beiden Wasserschleusen, die im Zusammenhang mit der Vorrichtung der Fig. 4 zur Einführung und Ausbringung von Gegenständen enthaltenden Aufnahmsbehältern in die Behandlungskammer bzw. aus ihr heraus dienen, Fig. 6 einen Vertikalschnitt nach einer Ebene, die zu der der Fig. 5 normal steht, Fig.
7 im Querschnitt eine Ausführungsform eines drehbaren Verteilers, der erfindungsgemäss vorteilhafterweise zum Beladen von zylindrischen Aufnahmebehältern der in den vorhergehenden Figuren gezeigten Art mit Gegenständen, beispielsweise Konservendosen, und zur Entnahme der behandelten Gegenstände aus diesen Behältern dient, Fig. 8 einen Längsschnitt nach Linie II-II der Fig. 7, Fig. 9 in einer Vertikalansicht, teilweise weggebrochen eine Richtvorrichtung, die vorteilhafterweise zur Einführung von kleinen zylindrischen Gegenständen, wie Konservendosen, in den Verteiler nach Fig. 7 und 8 vor der Beladung der Aufnahmebehälter mit den Gegenständen verwendet werden kann, Fig. 10 in Ansicht eine Ein-
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richtung zur automatischen Überführung von Gegenständen von dem Verteiler nach Fig.
7-9 in die Auf- nahmebehälter in der aufwärtsgehenden Strecke der Förderbahn der Vorrichtung, und zur Überführung der behandelten Gegenstände aus den Aufnahmebehältern in den Verteiler nach einem Verfahren, das eine Alternative zu dem an Hand der Fig. 2 beschriebenen Verfahren darstellt.
Gemäss Fig. 1 weist eine Sterilisiervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung ein beispielsweise aus Metall bestehendes Gehäuse 1 für eine Behandlungskammer auf, die allgemein rechteckig ausgebildet sein kann, hier jedoch die nachstehend beschriebene Form hat. In der Kammer sind mit geeigne-
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einem kleinen Winkel von etwa 1% gegen die Horizontale geneigt. Die Neigung des einen Satzes ist der des andern Satzes entgegengesetzt. Wie in dem Satz 2 dargestellt, sind daher die links angeordneten oder
Aufgabeenden in einer gemeinsamen Vertikalebene 6 befestigt und verlaufen die Bahnflächen schräg ab- wärts nach rechts zu ihren freien oder Abgabeenden, die alle in einer gemeinsamen Vertikalebene 5 lie- gen.
In dem Satz 3 sind die rechten oder Aufgabeenden in einer gemeinsamen Vertikalebene 7 liegend befestigt und erstrecken sich die Bahnflächen schräg abwärts nach links zu ihren freien oder Abgabeenden die alle in einer Vertikalebene 4 liegen. Es ist leicht verständlich, dass mit der gezeigten Anordnung ein anfänglich auf der obersten Bahnfläche 2 angeordneter Gegenstand unter der Wirkung der Schwerkraft in einer Zickzackbahn abwechselnd über die Bahnflächen des einen und des andern Satzes zum unteren Ende der Kammer wandern kann.
In der Behandlungskammer ist in einer Vertikalebene ein allgemein rechteckiger Rahmen angeordnet, der horizontale Seitenleisten 8 und vertikale Leisten 9 und 10 aufweist. Dieser Rahmen ist auf geeignete
Weise derart auf nicht gezeigten Führungen angeordnet, dass er in der von dem Rahmen bestimmten Ebene in einer horizontalen Richtung verschiebbar ist. Das heisst, dass die Horizontalverschiebungen in der Zeichenebene nach Fig. l erfolgen. Die vertikalen Rahmenleisten 9 und 10 sind mit je einem Satz von vertikal im Abstand voneinander befindlichen Anschlägen 11 und 12 versehen, die wie dargestellt, allgemein in den schrägen Bahnflächen 2 und 3 entsprechenden Höhenlagen angeordnet sind.
Die vorgenannte hinund hergehende Bewegung des Rahmens 8,9, 10 kann über ein Gestänge 13 und einen daran befestigten Nockenanschlaglenker 14 bewirkt werden, der von einer ovalen Nocke 22 betätigt wird, die von einem nicht gezeigten Motor in Umdrehung versetzt wird. Die Anordnung ist derart getroffen, dass die Amplitude der dem Rahmen 8,9, 10 erteilten hin-und hergehenden Bewegung im wesentlichen dem Horizontalabstand zwischen den beiden Vertikalebenenpaaren 4,6 und 5,7 entspricht.
Längs der einen, hier der linken Seite des Gehäuses 1 ist ein vertikaler Schacht 16 ausgebildet, der an seinem oberen Ende 17 mit dem Aufgabeende der obersten Bahnfläche des Satzes 2 in Verbindung steht und zur Zuführung von Aufnahmebehältern zu dieser dient, wie nachstehend erläutert wird.
Die Mittel zur Einführung von Aufnahmebehältern in die Behandlungskammer und zum Ausbringen der Aufnahmebehälter aus der Kammer trotz des Druckunterschiedes, werden nachstehend beschrieben.
Derartige Mittel sind gemäss Fig. 1 ausserhalb des Gehäuses 1 links von ihr angeordnet.
In der äusseren Seitenwand 15 des Gehäuses 1 sind zwei im Vertikalabstand voneinander angeordnete Öffnungen 18 und 19 vorgesehen, die mit zwei miteinander einen Teil bildenden Schiebern 20 wahlweise geöffnet und geschlossen werden können. Die Schieber 20, 201 sind über einen geeigneten Mechanismus vertikal verstellbar, der nach der hier gegebenen schematischen Darstellung einen Zahnsektor 21 aufweist, der von dem allgemeinen Antriebsmotor der Vorrichtung über einen Lenker 14 angetrieben wird, welcher über einen Nockenanschlag 23 mit einer Nocke 22 zusammenwirkt.
Die Schieber 20, 201 liegen während ihrer vertikalen Auf- und Abwärtsbewegung wasserdicht an der Aussenfläche der Gehäusewand 15 und der benachbarten Fläche einer andern Wand 24 an, die sich im Abstand von der Wand 15 parallel zu dieser erstreckt und eine vertikale Wand der Schleusenkammern bildet, deren gegenüberliegende vertikale Wand mit 25a bezeichnet ist und ebenfalls eine Wand der Schleusenkammern bildet. In der Schleusenkammerwand 25a sind zwei vertikal im Abstand voneinander angeordnete Öffnungen 26 und 27 angeordnet, die von zwei miteinander ein Teil bildenden vertikal hin-und her-
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einer Nocke 30 zusammenwirkt, die koaxial mit der Nocke 22 montiert, ihr gegenüber aber im Winkel versetzt ist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die obere Öffnung 18 der Gehäusewand 15 etwas niedriger angeordnet als die obere Öffnung 26 der Schleusenkammer.
Umgekehrt liegen die Verhältnisse für die beiden unteren Öffnungen 19 und 27 in der Gehäusewand bzw. der andern Schleusenkammer. Die un-
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teren Ränder der beiden oberen Öffnungen 18 und 26 sind über eine Schrägwand 32, und die unteren Rander der unteren Öffnungen 19 und 27 sind über eine Schrägwand 33 miteinander verbunden. Infolge der beschriebenen Anordnung sind die Wände 32 und 33 einander entgegengesetzt geneigt. Ferner sind die oberen Ränder der beiden unteren Öffnungen 19 und 27 durch eine der Wand 33 parallele Schrägwand 34 miteinander verbunden.
Die Schieber 281'282 liegen im Schiebersitz an der benachbarten Schieberkammerwand 25a an, doch ist für einen ausgleichenden Leckfluss zwischen den benachbarten Flächen des Schiebers und der Wand 25a und der Wand 24 Sorge getragen.
Eine schräge Bodenwand 331 die eine Fortsetzung der Schrägwand 33 bildet, und vertikale Seitenwände bilden jenseits der Schleusenkammerwand 25a einen unteren Wasserbehälter 42a. Vom Boden dieses Behälters erstreckt sich ein vertikaler Hebekanal aufwärts, der von den parallel im Abstand voneinander angeordneten Wänden 35 und 36 gebildet wird und zum Heben der zu behandelnden Aufnahmebehälter dient. Dies wird nachstehend beschrieben. Das obere Ende der Wand 36 des Hebekanals ist über eine nach oben konkav gewölbte Wand 39 mit dem unteren Rand der oberen Öffnung 26 verbunden. Die andere Wand 35 des Kanals ist wie dargestellt durch eine horizontale obere Wand mit dem oberen Ende der verlängerten Sperrkammerwand 25a verbunden.
Dadurch wird, wie in der Zeichnung dargestellt, im Bereich der oberen Öffnung 26 ein anderer, oberer Wasserbehälter 25 gebildet.
In der vertikalen Hebekammer 35, 36 sind zwei vertikal hin-und herbewegliche Hebeorgane 371'372
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nachstehend ausführlicher beschrieben und erfolgt über Zahnsektoren 38 und ein von der Nocke 22 betätigtes Gestänge. Auf einander entgegengesetzten Seiten der vertikalen Kammer 33, 36 sind in der Nähe des oberen Endes der Hebekammer eine Beladeöffnung 44 und in der Nähe des Bodens der Kammer eine Entladeöffnung 43 vorgesehen, die an ein Ausgabeorgan 42 abgibt, das seinerseits mit einem Ausbringförderer A verbunden ist.
Der Klarheit halber sei hier erwähnt, dass im Betrieb der Vorrichtung die ganze Vorrichtung mit einer im wesentlichen ununterbrochenen Reihe von zylindrischen Aufnahmebehältern, wie 57, gefüllt ist, die durch die hin-und hergehende Bewegung der Hebeorgane wie 371'372 in einer im wesentlichen geschlossenen Bahn bewegt werden, wobei jeder Aufnahmebehälter 57 der Reihe den Antrieb an den nächsten weitergibt. Durch die Hebekammer zu bewegende frische Aufnahmebehälter werden durch die BeladeÏffnung 44 eingeführt und schrittweise aufwärtsgeschoben, bis sie bei 39 in den oberen Wasserbehälter fallen. Dann werden sie in der nachstehend ausführlich beschriebenen Weise in und durch die Behandlungskammer gefördert und in dieser behandelt.
Die behandelten Aufnahmebehälter 57 rollen vom Boden der Behandlungskammer durch eine Bodenöffnung 41 in der Hebekammer 35, 36 zum Boden der Hebekammer 35, 36 und werden in dieser gehoben, wobei ihr Inhalt durch die Entladeöffnung 43 entleert wird, worauf die Aufnahmebehälter durch die Öffnung 44 wieder beladen werden.
Die Hebeorgane 371'372 werden derart angetrieben, dass das Organ 371 zunächst schneller verstellt wird als das Organ 372 Dies kann durch jeden geeigneten Mechanismus erzielt werden, beispielsweise mit Hilfe eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahnsektoren 38. Beim Erreichen der Höhe
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unter Schwerkraftwirkung leicht entladen werden können. Oberhalb des Niveaus der Beladeöffnung 44 werden die Hebeorgane so angetrieben, dass das Organ 372 das Organ 371 einholt. so dass die Aufnahmebehälter 57 beim Erreichen des obersten Niveaus, von dem aus sie über die Wand 39 des oberen Wasserbehälters 25 fallen, horizontal liegen.
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Oberhalb des Heisswassers befindet sich eine Dampfbehandlungszone, die sich bis zum oberen Ende der Behandlungskammer erstreckt. Es versteht sich, dass die Aufnahmebehälter während ihrer abwärtsge- richteten ununterbrochenen Zickzackwanderungen in der Behandlungskammer über die aufeinanderfolgenden
Bahnflächen nacheinander durch die zuoberst angeordnete Damptbehandlungszone, die Heisswasserzone und schliesslich durch die Kühlzone treten, um dann durch die Schleuse aus der Kammer ausgebracht zu werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung wird nachstehend unter besonderer Beachtung der Funktion der
Wasserschleuse beschrieben. In der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung laufen die Aufnahmebe- hälter 57 während des ganzen Betriebes der Vorrichtung dauernd in der Vorrichtung in geschlossener Bahn um und werden nach Entleerung stets wieder frisch gefüllt. Diese Aufnahmebehälter 57 werden mit den zu sterilisierenden Gegenständen, beispielsweise Flaschen oder Dosen gefüllt, die durch die Beladeöffnung
44 (Fig. 2) am einen Ende der Aufnahmebehälter 57 in diese eingeführt und wie vorstehend erwähnt durch die Entladeöffnung 43 am entgegengesetzten Ende der Aufnahmebehälter aus diesem ausgebracht wer- den.
Es versteht sich jedoch, dass in andern Ausführungsformen der Erfindung die Vorrichtung so gebildet sein kann, dass keine Aufnahmebehälter verwendet zu werden brauchen. In diesem Fall werden mit 57 die zu sterilisierenden Gegenstände bezeichnet.
Sobald ein Aufnahmebehälter 57 durch die Beladeöffnung 44 mit zu sterilisierenden Gegenständen be- laden ist, bewirkt die Aufwärtsbewegung der Hebeorgane 371 und 37. die über die Aufnahmebehälter wir- ken, die vor, d. h. unter dem gerade betrachteten, frisch beladenen Aufnahmebehälter angeordnet sind, dass dieser aufwärtsgeschoben wird. Wenn er das obere Ende seines Weges erreicht hat, fällt er über den
Wandteil 39 in den oberen Wasserbehälter 25. Zu diesem Zeitpunkt sperren die Schieber die Öffnungen 26 und 27 der beiden Schleusen, so dass der hier betrachtete Aufnahmebehälter in dem oberen Wasserbehäl- ter 25 an den oberen Teil des Schiebers 282 zu liegen kommt.
In diesem Augenblick wird ferner zwischen dem Innern der Schleusenkammer 54 und der Aussenatmosphäre eine Verbindung hergestellt, u. zw. durch ein Abzugsrohr 55, das von einem Ventil 52 gesteuert wird, das seinerseits von einem Anschlag des Ge- stänges betätigt wird. Wenn sich die Nockenanordnung 22-30 weiterdreht, bewirken das Gestänge 31 und der Zahnsektor 29 ein Heben der Schieber 28, 28, so dass der Aufnahmebehälter durch die Öffnung 26 und über die schiefe Ebene 32 zur Anlage an dem oberen Teil des Schiebers 20 gelangen kann, der zu diesem Zeitpunkt die Öffnung 18 verschliesst. Bei weiterer Drehung der Nocken bewirkt das Gestänge 31 eine Bewegung des Schiebers 282 in die Schliessstellung, so dass die Schleusenkammer 54 nach aussen geschlossen wird.
Jetzt wird durch einen Anschlag des Gestänges automatisch ein Ventil 53 derart betätigt, dass über ein Rohr 56 Druckluft in die Schleusenkammer 54 abgegeben wird. Dann bewegt das Gestänge 23 bis 14 den Schieber 20 in die Offenstellung, so dass der Aufnahmebehälter durch die Öffnung 18 in die Kammer 16 gelangen kann, in der die Aufnahmebehälter gegen das darin vorgesehene Schuborgan 59 zu liegen kommen, das zu diesem Zeitpunkt abgesenkt ist. Das Schuborgan 59 wird über einen Zahnsektor 60 und ein Gestänge 61 von der Nocke 22 derart betätigt, dass es in der Kammer 16 eine vertikale Hin- und Herbewegung mit einer Amplitude ausführt, die etwas grösser ist als der Durchmesser eines Aufnahmebehäl- ters. Ferner ist eine Wand der Kammer 16 mit einer nicht gezeigten Sperre für Aufnahmebehälter verse-' hen.
Diese Sperre verhindert, dass ein angehobener Aufnahmebehälter zurückfällt, nachdem das Schuborgan 59 seine Abwärtsbewegung begonnen hat. Die ununterbrochene Reihe der in der Hebekammer 16 anwesenden beladenen Aufnahmebehälter wird daher schrittweise angehoben. Bei jedem Schritt wird der jeweils oberste der beladenen Aufnahmebehälter der Wirkung eines Schub- oder Ablenkorgans 11'auge- setzt und von diesem auf das Aufgabeende der obersten Bahnfläche 2 geschoben. Der Aufnahmebehälter rollt dann auf dieser Bahnfläche mit mässiger Geschwindigkeit abwärts, bis er das andere, untere Ende dieser Bahnfläche erreicht.
Inzwischen wird der Rahmen 8, 9, 10 im Takt mit der Abgabe von Aufnahmebehältern in die Behandlungskammer nach rechts und links hin- und herbewegt, so dass die von den vertikalen Leisten dieses Rahmens getragenen Anschläge 11,12 den Übergang von Aufnahmebehältern vom Abgabeende jeder Bahnfläche zum Aufgabeende der unmittelbar darunter befindlichen Bahnfläche abwechselnd verhindern und gestatten. Auf diese Weise wandert die ununterbrochene Reihe der Aufnahmebehälter in der Behandlungskammer schrittweise nacheinander über alle Bahnflächen 2 und 3 abwärts. In jedem gegebenen Augenblick bewegen sich die von allen Bahnflächen des Satzes 2 getragenen Aufnahmebehälter gleichzeitig in einer Richtung, hier nach rechts, während die von allen Bahnflächen des Satzes 3 getragenen Aufnahmebehälter gleichzeitig in der entgegengesetzten Richtung, hier nach links, wandern.
Auf seinem Weg wird somit jeder Aufnahmebehälter und die darin befindlichen Gegenstände zunächst der Wirkung des
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Dampfes in der oberenBehandlungszone, dann der Wirkungdesheissen Wassers in der zweiten Behandlung- zone und schliesslich, unterhalb der Trennwand 45, der Kühlwirkung des Wassers in der untersten Zone, der Kühlzone, ausgesetzt. Vorzugsweise sind der Kühlwasserein-und-austritt in dieser Zone so angeord- net, dass das Wasser im Gegenstrom zu den Aufnahmebehältern fliesst. Die Aufnahmebehälter treten aus der Behandlungskammer einzeln nacheinander durch die Öffnung 19 in die Schleusenkammer aus. Die
Programmsteuerung erfolgt so, dass der Schieber 20 zu diesem Zeitpunkt die Öffnung 19 freigibt.
Jedes- mal, wenn auf diese Weise ein Aufnahmebehälter aus der Behandlungskammer in die Schleuse tritt, wird ein im wesentlichen gleiches Volumen Wasser mitgeführt. Da alle Aufnahmebehälter der in der Hebe- kammer 16 und der Behandlungskammer 1 vorhandenen endlosen Reihe ihre Bewegungsschritte gleichzei- tig ausführen, kann die Anordnung so getroffen werden, dass in jenem Zeitpunkt des Arbeitsspiels, in dem beide Öffnungen 18,19 gleichzeitig von den Schiebern 20, 20, freigegeben sind (während die Öffnungen.
26,27 von den Schiebern 281'282 geschlossen sind), ein Aufnahmebehälter aus der Schleusenkammer 54 durch die Öffnung 18 in die Aufzugskammer 16 gelangt, während ein anderer Aufnahmebehälter aus der
Behandlungskammer durch die Öffnung 19 in die Schleusenkammer 54 gelangt. In jenem Zeitpunkt des
Arbeitsspiels, in dem beide Öffnungen 18, 19 gleichzeitig geschlossen sind (während die Öffnungen 26,27 geöffnet sind), tritt ein Aufnahmebehälter aus dem oberen Wasserbehälter durch die Öffnung 26 in die
Schleusenkammer 54 und tritt ein anderer Aufnahmebehälter aus der Schleusenkammer 54 durch die Öff- nung 27 in den unteren Wasserbehälter.
Auf diese Weise erfüllt die Schleusenanordnung ihre Trennfunk- tion. so dass die Aufnahmebehälter in die wassergefüllte Behandlungskammer ein-und aus ihr heraustreten können.
Wenn die Schieber 281, 282 ihre Öffnungen freigeben, wird das Innere der Schleusenkammer 54 einem Druck ausgesetzt, der mindestens dem Druck in der Behandlungskammer entspricht. Zu diesem Zweck wird das Ventil 53 von dem Lenker 31 derart betätigt, dass die Schleusenkammer über das Rohr 56 mit Druck beaufschlagt wird. Jedesmal, wenn die Schieber 20, 201 ihre Öffnungen freigeben, wird die Schleusenkammer 54 über das Abzugsrohr 55 zur Atmosphäre hin geöffnet, indem das Ventil 52 durch das Gestänge 23 betätigt wird.
Beim Austritt aus der Schleusenkammer 54 durch die Öffnung 27 in den unteren Wasserbehälter 42a rollt jeder behandelte Aufnahmebehälter 57 über den schrägen Boden 331 des Wasserbehältersund die Öff- nung 41 abwärts auf den Boden der Hebekammer 35, 36. Hier werden die behandelten Aufnahmebehälter durch die hin-und hergehende Bewegung der Hebeorgane 371'372in der vorstehend beschriebenen Weise gehoben. Infolge der unterschiedlichen Abwärtsbewegung der Organe 371" 372 werden die Aufnahmebehälter 57 in schiefer Lage gehoben, so dass beim Anheben des unteren Endes jedes behandelten Aufnahmebehälters bis zur Entladeöffnung 43 die sterilisierten Gegenstände aus dem Aufnahmebehälter 57 und durch Entladeöffnung herausfallen und von dem Förderer A abgeführt werden.
Die auf diese Weise entleerten Aufnahmebehälter setzen ihre Aufwärtsbewegung fort, wobei sie sich immer noch in der Schräglage befinden. Wenn das obere Ende eines Aufnahmebehälters mit der Beladeöffnung 44 übereinstimmt, wird eine frische Charge von Gegenständen unter Schwerkraftwirkung automatisch in ihn hinein abgegeben. Auf diese Weise wird das Verfahren automatisch kontinuierlich durchgeführt.
Kaltes Wasser gelangt durch die untere Schleusenöffnung 19 in die Behandlungskammer, aus der hei- sses Wasser durch die obere Schleusenöffnung 18 abfliesst. Auf diese Weise werden die Wasservolumen automatisch geregelt, wobei der Wasserspiegel in der Behandlungskammer stets etwas höher ist als in dem oberen Wasserbehälter.
Die Fördergeschwindigkeit der Aufnahmebehälter in der Vorrichtung und damit die Behandlungszeit kann auf einfache Weise durch Änderung der Anzahl der in der Vorrichtung vorhandenen Aufnahmebehälter geregelt werden.
Durch Wegnahme einer Anzahl von Aufnahmebehältern aus der Reihe wird die Behandlungszeit um einen Teilbetrag verlängert. Der Prozentsatz dieses Teilbetrages entspricht dem Quotienten der Anzahl der weggenommenen Aufnahmebehälter, geteilt durch die Anzahl der in der Behandlungskammer vorhandenen Bahnflächen 2 und 3. In einem System, das wie dargestellt, zehn Bahnflächen hat, bewirkt daher die Wegnahme eines Aufnahmebehälters eine Verlängerung der Behandlungszeit um 100/0.
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lungskammer mit zwei Sätzen von Bahnflächen 2, 3 auf, die auf geeignete Weise so in der Kammer bzw. innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet sind, dass die entsprechenden Enden der Flächen 2 alle in den Ebenen 4 bzw. 7 und die Enden der Flächen 3 in den Ebenen 5 bzw. 6 liegen.
In diesem Fall sind die Flächen jedoch nicht einander entgegengesetzt geneigt, sondernhorizontal angeordnet. Die Behandlungskammer besteht jetzt aus zwei voneinander getrennten, übereinander angeordneten, allgemein zylindrischen
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Trommelteilen 145 und 146, wobei der grössere obere Teil 145 mit zwei Bahnflächen jedes Satzes 2 und 3 und der untere Teil 146 mit einer Bahnfläche jedes Satzes versehen ist. Siehe auch den Querschnitt in
Fig. 6. In jedem Behandlungskammerteil ist auf Rollen horizontal hin-und herbeweglich ein vertikaler
Rahmen gelagert, der aus einer Anzahl von in Abständen voneinander angeordneten horizontalen Elementen 8 und aus vertikalen Seitenleisten 9 und 10 besteht. Die Seitenleisten 9 und 10 sind in den Bahnflä- chen 2 und 3 entsprechenden Höhen mit Schuborganen 11 und 12 versehen.
Da die Aufnahmebehälter längs der horizontalen Bahnflächen nicht unter Schwerkraftwirkung wandern können, sind die Rahmenelemente 8 an in Abständen voneinander liegenden Stellen mit Schwenkarmen 113 versehen, die an ihren freien Enden drehbar gelagerte Rollen 114 tragen, welche bei der Hin- und Herbewegung der Rahmen an den Aufnah- mebehältern angreifen und sie mitnehmen. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Arme können An- schläge 115 vorgesehen sein. Die Hin- und Herbewegung des Rahmens wird über ein nicht gezeigtes Ge- stänge von einem nicht gezeigten Motor bewirkt. Dabei sind ähnlich wie an Hand der Fig. 1-3 ausgeführt,
Elemente zur Programmsteuerung, wie Nocken od. dgl. vorgesehen.
Einwärts der vertikalen Wand 116 am einen Ende des oberen Behandlungskammerteils ist eine Hebe- kammer 117 vorgesehen, die an ihrem oberen Ende bei 118 mit dem Aufgabeende der obersten Bahnflä- che 2 in Verbindung steht. Das untere Ende der Hebekammer 116 steht über eine Eintrittsöffnung 119 mit einem Eintrittskanal 121 in Verbindung, der von der Behandlungskammer schräg aufwärts zu einem nicht gezeigten oberen Wasserbehälter führt und eine nachstehend beschriebene Schleusenkammer enthält.
Der untere Behandlungskammerteil 146 hat in seiner Endwand unter der Öffnung 119 eine Austrittsöffnung 120, die mit dem Abgabeende der untersten Bahnfläche 3 korrespondiert und mit einem Austrittskanal 122 in
Verbindung steht, der von der Behandlungskammer schräg abwärts über eine andere Schleusenkammer, die nachstehend beschrieben wird, zu einem nicht gezeigten unteren Wasserbehälter führt.
Der Austrittskanal 121 und der Eintrittskanal 122 sind einander ähnlich ausgebildet. Der eine ist im
Schnitt in Fig. 5 dargestellt. Dieser Kanal weist hier zwei abgerundete Kammern 123, 124 auf, die durch eine Kanalstrecke 125 miteinander verbunden sind, die von der Kammer 123 wegführt und mit dem
Flansch 132 an den Flansch 133 der Kammer 124 befestigt ist. Die Verbindung zwischen der Schleusen- kammer 123 und dem linken Ende des Kanals wird durch eine Ventilanordnung 126 gesteuert. Die Verbin- dung zwischen den Kammern 123, 124 wird durch eine ähnliche Ventilanordnung 127 gesteuert. Jede Ven- tilanordnung besitzt eine gewölbte Kappe 137, 138 die an bogenförmigen Armen befestigt ist, die auf quer zur allgemeinen Richtung der Leitungen angeordneten Drehzapfen 128, 129 angeordnet sind.
Diese gewölb- ten Kappen können über Dichtungen 135, 136 an Ringsitzen zur Anlage kommen, die an den Stirnflächen der Kanalstrecken 130 bzw. 131 ausgebildet sind. Die Verschwenkung der Ventilanordnungen 137, 138 über einen Winkel von 900 um die Drehzapfen 128, 129 zwischen den ausgezogen dargestellten Schliessstellun- gen und den strichpunktiert dargestellten offenen Stellungen kann zweckmässig durch eine nicht gezeigte pneumatische Betätigungseinrichtung bewirkt werden.
Fig. 5 erläutert schematisch die Bewegung der Aufnahmebehälter aus der Behandlungskammer durch die unten angeordnete Austrittsöffnung 120 zu dem Austritts-Wasserbehälter. Die strichpunktierte Kurve stellt die von den Mittelpunkten der Aufnahmebehälter beschriebene Linie dar. Wenn ein Aufnahmebe- hälter, beispielsweise 139, in den Kanal eintritt, muss er über ein löffelförmiges Schwenkorgan 140 wan- dern, das um eine Querachse 141 in die strichliert dargestellte Stellung verschwenkt wird, worauf der
Aufnahmebehälter 139 auf der konkaven Fläche der jetzt in der strichliert dargestellten offenen Stellung be- findlichen gewölbten Ventilkappe 138 abgelegt wird.
Wenn die Ventilkappe dann in ihre ausgezogen dargestellte Schliessstellung angehoben wird, schiebt sie den auf ihr liegenden Aufnahmebehälter durch die
Endöffnung der Kanalstrecke 131 und schliesst dann diese Öffnung, so dass die Behandlungskammer von der
Schleusenkammer 125 getrennt wird. Wenn sich das Schwenkorgan 140 in seiner strichliert dargestellten verschwenkten Stellung befindet, verhindert es die Annäherung des bei 142 dargestellten nächsten Auf- nahmebehälters. Wenn sich der Ventildeckel in die Schliessstellung bewegt, wird das Schwenkorgan in seine ausgezogen dargestellte Normalstellung zurückgeschwenkt. Der soeben in die Schleusenkammer 125 eingetretene Aufnahmebehälter rollt über eine schiefe Ebene 143 herunter und kommt gegen einen Schwenkanschlag 154 zu liegen.
Jetzt wird das Ventilorgan 126 geöffnet und nimmt seine strichliert dargestellte horizontale Stellung ein, wobei es den Anschlag 154 in seine ebene Rückzugsstellung drückt. Darauf rollt der Aufnahmebehälter in die konkave Fläche der gewölbten Ventilkappe 137. Wenn diese dann in ihre Schliessstellung angehoben wird, schiebt sie den Aufnahmebehälter durch die Öffnung auf die Laufbahn 144 in der Leitung 130.
Es versteht sich, dass die soeben an Hand der Bewegung von Aufnahmebehältern in einer Richtung durch einen der beiden Kanäle 121 und 122 beschriebenen Bewegungen in dem andern dieser beiden
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Kanäle gegensinnig erfolgen.
Ferner versteht es sich, dass die Bewegungen der Ventilorgane und der andern soeben erwähnten Orga- ne, und andere Bewegungen der Teile der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform von einem Mecha- nismus automatisch synchron gesteuert werden, der dem in Fig. 1-3 gezeigten ähnlich sein oder verschie- dene andere in der Automationstechnik bekannte Formen annehmen kann.
In der an Hand der Fig. 4-6 beschriebenen Ausführungsform bildet der grössere obere Zylinderteil der
Behandlungskammer die Heizzone, während der untere Teil 146 die Kühlzone bildet. In die obereTrom- mel wird über die Dampfrohre 148 Dampf zum Heizen des in der Trommel befindlichen Wassers einge- leitet. In die untere Trommel wird durch ein oder mehrere Rohre wie 149 Kühlwasser eingeführt. Die
Bahn der Aufnahmebehälter durch die Vorrichtung weist in diesem Fall einen vertikalen Verbindungska- nal 151 mit vertikalen Seitenwänden 152, 153 auf, der von dem oberen in den unteren Zylinder führt.
Je nach den Betriebsbedingungen kann der obere Zylinder 145 ganz oder teilweise mit Wasser gefüllt sein, das sich auf der Sterilisationstemperatur befindet, während ein etwa vorhandener darüberliegender Raum mit Dampf gefüllt ist. Bei Anwendung von hohen Drucken kann der obere Zylinder ganz mit Wasser gefüllt werden und kann ein Drucküberschuss über ein am oberen Ende des Zylinders angeordnetes Druckentlastungsventil abgeblasen werden.
Die an Hand der Fig. 4-6 beschriebene Ausführungsform stellt zwar ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, doch können gegebenenfalls verschiedene an Hand der Fig. l - 3 schematisch dargestellte Merkmale auch in der Ausführungsform nach Fig. 4-6 vorgesehen sein, beispielsweise die Schräglage der Bahnflächen für die Aufnahmebehälter, die Einrichtungen zur automatischen Beladung der Aufnahmebehälter mit den Gegenständen und zum Ausbringen derselben aus den Aufnahmebehältern und andere Merkmale.
In diesem Zusammenhang wird bei Verwendung der allgemeinen Anordnung nach Fig. 4-6 jedoch vorzugsweise eine besonders vorteilhafte Form einer automatischen Be- und Entladeanordnung angewen- det, die nachstehend an Hand der Fig. 7-10 beschrieben ist und eine umlaufende Verteilertrommel aufweist.
In Fig. 10 ist eine vertikale Hebekammer 202 gezeigt, die in ihrer Funktion allgemein der in Fig. l und 2 gezeigten Kammer 35-36 entspricht, jedoch einer Sterilisiervorrichtung zugeordnet ist, die allgemein nach Fig. 4-6 ausgebildet ist. In der Hebekammer 2 ist eine von Konsolen 251 und 252 getragene vertikale Anordnung von zylindrischen Aufnahmebehältern 250 vorgesehen, die von hier nicht gezeigten geeigneten Mitteln schrittweise vertikal aufwärtsgeschoben werden. Im Gegensatz zu der Darstellung in Fig. 2 verbleiben gemäss Fig. 10 die Aufnahmebehälter 250 während ihrer ganzen Aufwärtsbewegung horizontal.
Es versteht sich, dass die behandelten Aufnahmebehälter 250 einzeln nacheinander bei 204 in die Hebekammer an deren unteren Ende eingeführt werden, nachdem sie ihre vollständige Behandlung in der Vorrichtung erfahren haben, und dass gleichzeitig andere Aufnahmebehälter 250 einzeln nacheinander am oberen Ende der Hebekammer bei 203 aus dieser austreten und ein neues Arbeitsspiel beginnen. Dies entspricht den vorstehenden Erläuterungen. Zwischen dem unteren und dem oberen Ende der Kammer 202 muss daher aus jedem Aufnahmebehälter 250 die aus den behandelten Gegenständen bestehende Charge entfernt und muss er mit einer frischen Charge von zu behandelnden Gegenständen beladen werden.
Nach- stehend werden für diese Funktionen bevorzugt verwendete Einrichtungen beschrieben.
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der Sterneinsatz weist einen axial angeordneten rohrförmigen Teil 215a oder 216a auf, von dem eine Anzahl von in gleichen Winkelabständen voneinander stehenden Wänden (hier fünf) radial vorstehen, die z. B. fünf Abteile 215b bis 215f bilden. Ein Sterneinsatz ist in Fig. 8 im Längsschnitt gezeigt. Jedes Abteil, z. B. 215b, kann eine bestimmte Anzahl der zu sterilisierenden Gegenstände 220 (beispielsweise acht) enthalten, die darin axial fluchtend angeordnet sind. In der hier beschriebenen Vorrichtung erhält ein Sterneinsatz 215 seine volle Ladung von, z. B. 5 x 8 = 40 Gegenständen in einem Verteiler 201, der gemäss Fig. 10 im Bereich der Hebevorrichtung 202 angeordnet ist.
Der Kolben 254eines als pneumatischer
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dabei axial durch einen leeren Aufnahmebehälter 250 und greift in die Endöffnung des rohrförmigen Teils 215a eines gefüllten Sterneinsatzes 215 ein, der sich in dem Verteiler 201 in Wartestellung befindet. Dann geht der Stösselkolben 254 zurück und zieht den Einsatz 215 und die darin befindliche Ladung von Gegenständen 220 mit sich in den Aufnahmebehälter 250, in dem der Sterneinsatz und die Gegenstände durch eine nicht gezeigte Sperre festgehalten werden, während der Kolben 254 wieder in seinen Zylinder 253 zurückkehrt. Gleichzeitig wird ein anderer ähnlicher Kolben ausgefahren, der in einem Zylinder 255 an-
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undHülse 234 auf der Hauptzylinderwelle 208 frei drehbar gelagert ist.
Ein mit der Hülse 234 einstückiges weiteres Zahnrad 233 kämmt mit vier Zahnrädern, die auf je einer der Hilfswellen 215a, 216a, 217a, 218a angeordnet sind. In Fig. 8 sind mit 228 und 229 durch Profile 230, 231 miteinander verbundene Lager für die Hauptzylinderantriebswelle 208 und die Eingangswelle 227 bezeichnet.
Fig. 9 erläutert eine zweckmässige Anordnung zur Zuführung von zu behandelnden zylindrischen Gegenständen 220, wie Konservenbehälter, zu dem Verteiler 201 und zur Abgabe derselben in einen Sterneinsatz, der sich in dem Verteiler in der Beladestation (Öffnung 219) befindet.
Wie dargestellt, werden die Gegenstände 220 von einer schiefen Ebene 237 abgegeben, wobei die Achsen der zylindrischen Gegenstände quer zu ihrer Bewegungsrichtung liegen. Beim Erreichen des Endes der schiefen Ebene 237 werden die Gegenstände von einer endlosen Förderkette 238 aufgenommen, die leiterartig ausgebildet ist und in Abständen voneinander angeordnete Querrungen 239, vorzugsweise in Form von Rollen besitzt, die an den Dosen 220 angreifen und sie mitnehmen. Die leiterartige Förderkette läuft um vier Scheiben 242, 243, 244 und 245 herum, die wie an der Scheibe 242 gezeigt, mit Umfangskerben versehen sind, in welche die Rungen 239 eingreifen. Auf diese Weise werden die Dosen 220 längs einer Strecke 240 schräg aufwärts bewegt und dann über eine ebene obere Bahnfläche gefördert, die oben auf einer Richtvorrichtung 241 ausgebildet ist.
Diese Vorrichtung ist über dem Verteiler 201 angeordnet und dient zur gleichzeitigen Überführung eines Satzes von Dosen (hier acht), die ihrer Oberseite zugeführt wurden, durch die Beladeöffnung 219 in ein Abteil eines Sterneinsatzes wie 215, der sich in dem Verteiler in der Beladestation befindet, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Gleichzeitig bewirkt die Richtvorrichtung während der Überführung jeder Dose eine solche Verdrehung derselben, dass die Dose aus ihrer
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fluchtendewird, welche die Dose in dem Abteil des Sterneinsatzes einnehmen muss, in dem die Achsen aller acht Dosen miteinander fluchten müssen. Zu diesem Zweck ist die Richtvorrichtung am oberen Ende jeder der acht vertikalen Richtbahnen 246 mit einer schwenkbar gelagerten Falltür 248 versehen.
Auf diese acht
Falltüren gelangt je eine der Dosen durch die schrittweise Bewegung der Förderkette 238. Durch eine Be- tätigungsvorrichtung, beispielsweise ein pneumatisches Ventil, werden alle acht Falltüren 248 gleichzeitig geöffnet, worauf die Gegenstände 220 in die entsprechenden vertikalen Kanäle 246 der Richtvorrichtung gelangen, in denen sie von nicht gezeigten Führungsorganen um 900 gedreht werden, so dass eine Endfläche der Dosen, beispielsweise 249, in die Stellung 249'gedreht wird. Alle auf diese Weise ausgerichteten Dosen werden dann durch die Beladeöffnung 219 in das Abteil eines in der Beladestationbefindlichen Sterneinsatzes eingeführt.
Es versteht sich, dass die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung in verschiedener Weise abgeändert werden und dass z. B. verschiedene der an Hand eines Ausführungsbeispieles der Erfindung erläuterte Merkmale auch in einem andern Ausführungsbeispiel derselben vorgesehen werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Sterilisieren von vorzugsweise mit Lebensmitteln gefüllten geschlossenen Behältern, bestehend aus einem geschlossenen Gehäuse, das in seinem oberen Teil mit Dampf und in seinem unteren Teil mit Wasser gefüllt ist und Einrichtungen zum Transport der Behälter sowie synchron angetriebene Einlass- und Auslassschleusen besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung aus in an sich bekannter Weise übereinander angeordneten Bahnflächen (2, 3) besteht und dass ein in Vorschubrichtung der Behälter, welche vorzugsweise in Aufnahmebehälter (57) eingeschoben sind, hinund herbeweglicher Rahmen (8, 9, 10) mit Stossgliedern (11, 12) zum schubweisen Bewegen der Behälter am Ende jeder Leitfläche angeordnet ist,
dessen Antrieb (13, 22, 23) mit dem Antrieb der wassergefüllten Ein- und Auslassschleusen synchron gekuppelt ist (Fig. l).