Verfahren und Vorrichtung zum Nacheinander-Füllen einer Reihe von Behältern mit einer keimfreien Flüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nacheinander-Füllen einer Reihe von Behältern mit einer keimfreien Flüssigkeit, wie z. B.
Milch, wobei die Flüssigkeit mittels einer Pumpe aus einem Vorratsgefäss durch eine Sterilisiervorrich- tung zu einem in den zu füllenden Behälter einzu- steckenden Füllrohr gefördert und die der Flüssigkeit mittels eines Füllventils gesteuert wird.
Bei der sterilen Füllung von Behältern, wie Fla schen, mit einer keimfreien Flüssigkeit, besteht die Gefahr, dass sowohl vor dem Anfang als auch wäh rend einer zeitweiligen Unterbrechung der Füllung, wenn also die Flüssigkeit im Füllrohr stillsteht, sich in diesem Füllrohr befindliche Bakterien sich ent wickeln können. Weiter ist es bei den bisher be kannten Füllvorrichtungen der obigen Art schwierig, vor dem Anfang der Füllung das Füllrohr völlig keimfrei zu machen.
Die Erfindung beabsichtigt für diese Schwierig keiten eine Lösung zu schaffen. Es ist dazu erfin- dungsgemäss vorgesehen, dass das Füllrohr in einen dessen Auslass umgebenden Raum ausmündet, der eine vom Füllventil gesteuerte Ausflussöffnung hat, und dass die Flüssigkeit dauernd zu dem Füllrohr gepumpt und bei geschlossenem Füllventil durch eine mit dem Raum verbundene Rückführleitung zu der Sterilisiervorrichtung zurückgeführt wird.
Vorzugsweise fliesst nach dem erfindungsgemäs- sen Verfahren auch bei geöffnetem Füllventil ein Teil der dem Füllrohr zugeführten Flüssigkeit durch die Rückführleitung zurück. Es kann dazu in, der Rück führleitung ein regulierbares Drosselventil vorgesehen sein. In dieser Weise bleibt die Flüssigkeit auch wäh rend des Füllens in der Rücklaufleitung in fortwäh render, fliessender Bewegung.
Eine Füllvorrichtung zur Durchführung :des er- findungsgemässen Verfahrens kann so ausgebildet sein, dass das über die Sterilisiereinrichtung an die Förderpumpe angeschlossene Füllrohr innerhalb eines Rücklaufrohres angeordnet ist,
das sich einerseits über den Füllrohrauslass hinaus erstreckt und an diesem Ende eine mit einem Füllventil versehene Ausfluss- öffnung aufweist und das anderseits an eine zu der Saugseite der Förderpumpe führende Rückführleitung angeschlossen ist. Dabei können die Strömungswider stände des Rücklaufrohres und der Rückführleitung im Vergleich zu demjenigen des Durchlasses des.
Füllventils derart gewählt sein, dass auch bei ge öffnetem Füllventil ein Teil der aus dem Füllrohr herausströmenden Flüssigkeit durch das Rückführ- rohr zurückfliesst.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Füllvorrichtung, und zwar zum Füllen von Milchflaschen, schematisch darge stellt.
Fig. 1 zeigt einen axialen, Schnitt des ersten Aus führungsbeispieles mit dem Kreislauf der Milch in schematischer und vereinfachter Darstellung, und Fig. 2 ist ein Schnitt des zweiten Ausführungs- beispieles der Erfindung.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 weist ein; Füllrohr 1 auf, auf dessen Unterseite ein Ventilkörper 2 von grösserem Durchmesser als das Füllrohr befestigt ist, wobei in der Wand des Füllrohres 1 oberhalb des Ventilkörpers eine Anzahl Ausflussöffnungen 3 vor gesehen ist. Um das Füllrohr 1 herum liegt koaxial ein Rücklaufrohr, das aus zwei Teilen 4 und 5 be steht, die mittels eines elastischen Balgelementes 6 miteinander verbunden sind.
Der untere Teil 4 des Rücklaufrohres ist gelenkig mit einem Betätigungsarm 7 verbunden, derart, dass dieser Röhrenteil 4 mittels des Armes 7 über eine bestimmte Strecke axial auf und nieder bewegt wer den kann. Der Unterrand des Röhrenteils 4 ist als ein Ventilsitz für das Ventil 2 ausgebildet.
Der obere Teil 5 des Rücklaufrohres ist mit seinem geschlos senen Oberende fest mit dem Füllrohr 1 verbunden und ist an eine Rücklaufleitung 8 angeschlossen. In dieser Rücklaufleitung 8 ist ein regulierbares Drossel ventil 9 vorgesehen.
Die Milch wird aus einem nicht gezeichneten Gefäss durch die Leitung 10 einer Pumpe 11 zugeführt und von letzterer .nacheinander durch eine Homogenisiervorrichtung 12, eine Durch flussterilisiervorrichtung 13 und eine Kühlanlage 14 gefördert, wonach sie durch die Leitung 15 nach dem Füllrohr 1 strömt.
Bei geschlossenem Ventil 2 fliesst die durch das Füllrohr 1 herunterströmende Milch durch die Ausflussöffnungen 3 in den zwischen dem Füllrohr und dem Rücklaufrohr eingeschlossenen Ringraum 16, strömt durch .diesen Raum nach oben und durch die auf die Leitung 10 angeschlossene Rücklaufleitung 8 nach der Saugseite der Pumpe 11 zurück. Durch Betätigung des Armes 7 kann der Röhrenteil 4 nach oben verschoben und das Ventil 2 geöffnet werden,
so dass die durch das Füllrohr 1 zugeführte Milch durch die Ventilöffnung hindurch in die Flasche 17 strömen kann. Das Verhältnis zwi schen dem Durchflusswiderstand des geöffneten Ven tildurchlasses und den Strömungswiderständen des Rücklaufrohres und der Rücklaufleitung ist derart ge wählt,
dass auch bei geöffnetem Ventil noch ein klei ner Teil der Milch durch das Rücklaufrohr nach der Sterilisiervorrichtung zurückfliesst. Der Rückfluss kann mittels des Drosselventils 9 gesteuert werden.
Am unteren Ende des Röhrenteils 4 sind eine An zahl Nocken 18 vorgesehen, die für die Zentrierung der Füllvorrichtung in der Mündung der Flasche 17 Sorge tragen und zu gleicher Zeit dazu dienen, den Flüssigkeitsstrom örtlich zu unterbrechen, damit wäh rend des Füllens die Luft aus der Flasche entweichen kann. Selbstverständlich können mit der beschriebenen Füllvorrichtung auch andere Behälter als Flaschen gefüllt werden..
Wenn es sich in diesen Fällen um Behälter mit einer grösseren Füllöffnung handelt, kön nen die Nocken 18 fortgelassen werden.
Vor der Inbetriebnahme kann die Füllvorrichtung bei geschlossenem Ventil 2 mit heissem Wasser vor gespült werden und, wenn erwünscht, kann die Aus senseite des Rücklaufrohres und des Ventils durch Abbrennung keimfrei gemacht werden. Sofort wenn das Füllrohr keimfrei ist, kann auf Milch umgeschal tet werden.
Im Ausführungsbeispiel .nach Fig. 2 ist um das Füllrohr 1 herum ein einteiliges Rücklaufrohr 19 fest angeordnet. Das Rohr 19 weist an seinem Unterrand wieder einen Ventilsitz für ein Ventil 20 auf, das in diesem Fall von einer progressiv arbeitenden Spiral feder beeinflusst wird. Die Feder 21 ist innerhalb der an das Rohr 19 befestigten Nocken 18 gehalten, die mittels nach innen ragender Schultern 22 die un tere Federwirkung stützen.
Das Ventil 20 ist mit vier kreuzweise angeordneten Flügeln 23 versehen, die in der Mündung des Rohres 19 hineinragen und für die Führung des Ventilkörpers dienen.
In der am Oberende des Rücklaufrohre.s 19 ange schlossenen Rücklaufleitung 8 ist ein Steuerventil 24 vorgesehen, dessen Ventilspindel 25 durch das Ven tilgehäuse 26 hindurchgeführt und mit einer pneu matisch betätigten Membran 27 verbunden ist.
Wenn das Steuerventil 24 ganz geöffnet ist, wird das Füllventil 20 durch den Druck der Feder 21 ge schlossen gehalten und die Milch wird in einem Kreislauf rundgeführt. Wenn der Durchlass des Steuerventils 24 verringert wird, steigt der Druck der sich oberhalb des Füllventils 20 befindlichen Flüs sigkeit und das Füllventil wird gegen die Wirkung der Feder 21 geöffnet,
so dass in Abhängigkeit der Lage des Steuerventils 24 ein grösserer oder ein kleinerer Teil der geförderten Flüssigkeit durch das Ventil 20 nach aussen strömt und der restliche Teil durch das Rücklaufrohr 19 zurückfliesst.
In dieser Weise kann die Füllvorrichtung mittels der pneumatischen Membran 27 gesteuert werden. Obwohl das Steuerventil 24 in der geschlossenen Ruhelage gezeichnet ist, findet diese Steuerung wäh rend des Betriebes der Füllvorrichtung derart statt und sind die Verhältnisse so, dass auch bei völlig ge öffnetem Füllventil 20 das Steuerventil 24 noch ,nicht ganz geschlossen ist und ein Teil der Flüssigkeit durch die Leitung 8 zurückfliesst.
Method and apparatus for sequentially filling a series of containers with a sterile liquid. The invention relates to a method and apparatus for sequentially filling a series of containers with a sterile liquid, such as e.g. B.
Milk, the liquid being conveyed by means of a pump from a storage vessel through a sterilizing device to a filling pipe to be inserted into the container to be filled, and the liquid being controlled by means of a filling valve.
In the sterile filling of containers, such as bottles, with a sterile liquid, there is a risk that both before the beginning and during a temporary interruption of the filling, so when the liquid in the filling tube is stationary, bacteria in this filling tube can develop. It is also difficult with the previously known filling devices of the above type to make the filling tube completely sterile before the start of filling.
The invention intends to provide a solution to these difficulties. It is provided according to the invention that the filling tube opens into a space surrounding its outlet, which has an outflow opening controlled by the filling valve, and that the liquid is continuously pumped to the filling tube and, with the filling valve closed, through a return line connected to the space to the sterilizing device is returned.
According to the method according to the invention, part of the liquid supplied to the filling tube preferably flows back through the return line even when the filling valve is open. For this purpose, an adjustable throttle valve can be provided in the return line. In this way, the liquid remains in continuous, flowing motion in the return line during filling.
A filling device for carrying out: the method according to the invention can be designed in such a way that the filling pipe connected to the feed pump via the sterilization device is arranged within a return pipe,
which on the one hand extends beyond the filling pipe outlet and at this end has an outflow opening provided with a filling valve and which on the other hand is connected to a return line leading to the suction side of the feed pump. The flow resistance of the return pipe and the return line can be compared to that of the passage of the.
Filling valve can be selected in such a way that even when the filling valve is open, part of the liquid flowing out of the filling pipe flows back through the return pipe.
In the drawing, two exemplary embodiments of the filling device according to the invention, specifically for filling milk bottles, are schematically illustrated.
1 shows an axial section of the first exemplary embodiment with the milk cycle in a schematic and simplified representation, and FIG. 2 is a section through the second exemplary embodiment of the invention.
The device of Figure 1 has a; Filling pipe 1, on the underside of which a valve body 2 of larger diameter than the filling pipe is attached, a number of outflow openings 3 being seen in the wall of the filling pipe 1 above the valve body. Around the filling pipe 1 is coaxially a return pipe, which consists of two parts 4 and 5 BE, which are connected to one another by means of an elastic bellows element 6.
The lower part 4 of the return pipe is articulated to an actuating arm 7 in such a way that this tube part 4 moves axially up and down over a certain distance by means of the arm 7 who can. The lower edge of the tube part 4 is designed as a valve seat for the valve 2.
The upper part 5 of the return pipe is firmly connected with its closed upper end to the filling pipe 1 and is connected to a return line 8. In this return line 8 an adjustable throttle valve 9 is provided.
The milk is fed from a vessel (not shown) through the line 10 to a pump 11 and from the latter, one after the other through a homogenizer 12, a flow sterilizer 13 and a cooling system 14, after which it flows through the line 15 to the filling pipe 1.
When the valve 2 is closed, the milk flowing down through the filling pipe 1 flows through the outflow openings 3 into the annular space 16 enclosed between the filling pipe and the return pipe, flows through this space upwards and through the return line 8 connected to the line 10 to the suction side of the pump 11 back. By actuating the arm 7, the tube part 4 can be moved upwards and the valve 2 can be opened,
so that the milk supplied through the filling tube 1 can flow through the valve opening into the bottle 17. The ratio between the flow resistance of the open valve passage and the flow resistance of the return pipe and the return line is chosen such that
that even when the valve is open, a small part of the milk still flows back through the return pipe to the sterilization device. The return flow can be controlled by means of the throttle valve 9.
At the lower end of the tube part 4, a number of cams 18 are provided, which take care of the centering of the filling device in the mouth of the bottle 17 and at the same time serve to locally interrupt the flow of liquid so that the air out of the rend during the filling Bottle can escape. Of course, other containers than bottles can also be filled with the filling device described.
If in these cases it is a question of containers with a larger filling opening, the cams 18 can be omitted.
Before commissioning, the filling device can be rinsed with hot water with the valve 2 closed and, if desired, the senseite of the return pipe and the valve can be made sterile by burning. As soon as the filling tube is sterile, you can switch to milk.
In the embodiment .acc. 2 a one-piece return pipe 19 is fixedly arranged around the filling pipe 1. The tube 19 has at its lower edge again a valve seat for a valve 20, which is influenced in this case by a progressively working spiral spring. The spring 21 is held within the cams 18 attached to the tube 19, which support the un direct spring action by means of inwardly projecting shoulders 22.
The valve 20 is provided with four crosswise arranged vanes 23 which protrude into the mouth of the tube 19 and serve to guide the valve body.
In the return line 8 connected to the upper end of the return pipes 19, a control valve 24 is provided, the valve spindle 25 of which is passed through the valve housing 26 and is connected to a pneumatically operated membrane 27.
When the control valve 24 is fully open, the filling valve 20 is kept closed by the pressure of the spring 21 and the milk is circulated around. If the passage of the control valve 24 is reduced, the pressure of the liquid located above the filling valve 20 increases and the filling valve is opened against the action of the spring 21,
so that, depending on the position of the control valve 24, a larger or a smaller part of the pumped liquid flows outward through the valve 20 and the remaining part flows back through the return pipe 19.
In this way, the filling device can be controlled by means of the pneumatic membrane 27. Although the control valve 24 is drawn in the closed rest position, this control takes place during the operation of the filling device in such a way and the conditions are such that even when the filling valve 20 is completely open, the control valve 24 is still not fully closed and part of the liquid flows back through line 8.