Verfahren und Abfülleinrichtung zur sterilen Abfüllung von Flüssigkeiten in Behälter
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur sterilen Abfüllung von Flüssigkeiten in Behälter mittels einer Abfülleinrichtung. Sie hat ebenfalls zum Ziel eine Einrichtung, mittels der das Verfahren durchgeführt werden kann.
Das Verfahren zur sterilen Abfüllung von Flüssigkeiten in Behälter mittels einer Abfülleinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierkolben der Abfülleinrichtung zum Zweck der Sterilisierung aus dem anliegenden inneren Mantel des Dosierzylinders in einen erweiterten Raum desselben geschoben wird, wo er dann völlig von dem gasförmigen oder flüssigen Sterilisationsmittel umgeben wird, und dass er hierauf zum Zweck des Abfüllens wieder in Kontakt mit dem inneren Mantel des Dosierzylinders gebracht wird, worauf durch Hin- und Herbewegen des Kolbens über eine dem Abfüllvolumen entsprechende Strecke das dosierte Einsaugen und Ausstossen der Flüssigkeit bewirkt wird.
Die Abfülleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einer Saug- und Druckpumpe, einer Antriebseinrichtung für dieselbe und einer Einrichtung, um den Kolbenhub zwecks der gewünschten Dosierung veränderlich zu gestalten, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder der Saugund Druckpumpe mindestens an einem Ende der Kolbengleitbahn eine Erweiterung aufweist, in die der Kolben zwecks völliger Umspülung mit dem Desinfektionsmittel eingeschoben werden kann.
Die Zeichnung zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel.
Die Fig. 1 zeigt die Maschine im Zustande der Abfüllung.
Die Fig. 2 zeigt die Dosierpumpe der Maschine im Zustande der Sterilisation.
Im Dosierzylinder 1 bewegt sich ein Kolben 2, der eine Kolbenstange 3 besitzt. An der Kolbenstange 3 ist der ringförmige Anschlag 4 angebracht, der gegen eine Brücke 5 schlägt, die an ihren beiden Enden die feststellbaren Muffen 6 und 6' besitzt. Diese beiden Muffen gleiten auf den Säulen 7 und 7', so dass die Brücke in beliebiger Höhe eingestellt werden kann, wodurch der Hub des Kolbens 2 nach unten begrenzt werden kann. Durch diese Einrichtung lässt sich die Hublänge und damit die Dosiermenge nach Wunsch regulieren. Die Kolbenstange 3 setzt sich nach unten weiter fort und ist mit dem Kolben 8 verbunden, der in dem pneumatischen Zylinder 9 gleitet. Der Zylinder 9 besitzt den Zylinderdeckel 10 und den mit der Dichtung 11 versehenen Zylinderdeckel 12. Die Dichtung 11 dichtet die Kolbenstange 3 ab.
Der Dosierzylinder 1 besitzt einen zylindrischen Teil la, der mit dem Kolben 2 den Saug- und Druckteil der Dosierpumpe bildet. Unterhalb dieses Teiles la befindet sich ein erweiterter Raum lb.
In Fig. 1 ist der Kolben 2 im Raum 1a dargestellt.
In der Fig. 2 ist der Kolben 2 im Raum lb dargestellt. Aus der Fig. 1 ergibt sich, dass Dampf, der z. B. durch das Einsaugventil 13 einströmt und durch das Auslassventil 14 abströmen soll, nicht zwischen den Aussenmantel des Kolbens 2 und den Innenmantel des Zylinders 1 (Teil la) gelangen kann, wenn die beiden Teile 5aug und druckdicht zueinander zugepasst sind. Im Falle der Fig. 2 ist der Kolben jedoch so tief heruntergezogen, dass er in dem erweiterten Teil lb gewissermassen schwebt. Der durch 13 eintretende Dampf kann nunmehr die ganze Mantelfläche la und den gesamten Kolben 2 sowie alle inneren Teile des Zylinders 1 durchströmen und ihn dadurch einwandfrei sterilisieren.
Damit von aussen her keine Verunreinigungen und Keime in das Innere des Zylinders 1 gelangen können, ist zwischen dem unteren Ende 15 des Zylinders 1 und dem an der Kolbenstange 3 befestigten Flansch 16 ein Teflon -Balg 17 angebracht.
Dieser Teflon -Balg 17 schliesst also den Zylinder 1 trotz der Bewegungen der Kolbenstange 3 nach aussen völlig ab. Am Flansch 16 befindet sich noch ein Auslaufhahn 18, durch den das sich bei der Dampfsterilisation bildende Kondenswasser abgelassen werden kann.
Am Auslassventil 14 befindet sich noch die Rohrleitung 19 und der Füllkopf 20, der im wesentlichen ebenfalls durch ein Rückschlagventil gebildet ist, das den Durchfluss in der Pfeilrichtung zulässt, in der anderen Richtung jedoch sperrt. Diese doppelt vorhandenen Auslassventile 14 und 20 geben eine hohe Gewähr dafür, dass beim Ansaugvorgang keine verunreinigte Luft in das Zylinderinnere gesaugt werden kann.
Der Antrieb der Pumpe erfolgt im Ausführungsbeispiel mit Pressluft, die durch die Netzleitung 21 in die Maschine eintritt. Wird das Fussventil 22 nicht gedrückt, so kommt die Netzluft von 21 über 22 in die Leitung 23, und die Leitung 24 entlüftet. Wird das Fussventil 22 gedrückt, so tritt eine Umschaltung em, wodurch die Luft in die Leitung 24 eintritt und 23 entlüftet. Die Leitung 24 führt über den Nippel 25 in den unteren Teil des Luftzylinders 9.
Die Leitung 23 führt über den Durchflussregler 26 und den Nippel 27 in den oberen Teil des Luftzylinders 9. Der Durchflussregler 26 besitzt eine Regulierschraube 26a, mit der man den Durchfluss in der Pfeilrichtung regulieren kann, während in der umgekehrten Richtung der volle Querschnitt des Ventils offen steht. Dadurch kann man die Luft langsam in den oberen Teil des Zylinders 9 einströmen lassen, während das Abströmen bei Umschaltung des Fussventils 22 sehr schnell erfolgt. Dies hat zur Folge, dass der Kolben 2 für den Saugvorgang langsam bewegt wird, für den Druckvorgang dagegen sehr rasch steigen kann. Besonders bei Flüssigkeiten, die leicht verdampfen oder die sehr dickflüssig sind, wird man ein langsames Ansaugen einstellen, damit nicht etwa Hohlräume und Gassäcke im Zylinder 1 entstehen, so dass die Dosierung ungenau wäre.
Die Maschine erlaubt dadurch ein äusserst genaues Abfüllen unter völlig sterilen Bedingungen.
Der Antrieb der Maschine kann, wie im Aus fühmngsbeispiel angegeben, durch Pressluft erfolgen, es kann aber auch ein anderes Mittel, z. B. hydraulischer Antrieb, mechanischer Antrieb oder elektromagnetischer Antrieb Verwendung finden.
Die Regulierung der Sauggeschwindigkeit geschieht durch mindestens einen Durchflussregler, der gestattet, das Druckmedium, das die Arbeit des Antriebes verrichtet, auf dem Hinweg in den oberen Teil des Antriebszylinders zu drosseln, während der Rückfluss bei vollem Querschnitt frei vonstatten gehen kann.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind selbstverständlich auch andere als das dargestellte Ausführungsbeispiel möglich.
Process and filling device for the sterile filling of liquids into containers
The invention relates to a method for the sterile filling of liquids into containers by means of a filling device. It also aims at a device by means of which the procedure can be carried out.
The method for the sterile filling of liquids into containers by means of a filling device is characterized in that the dosing piston of the filling device for the purpose of sterilization is pushed out of the adjacent inner jacket of the dosing cylinder into an enlarged space of the same, where it is then completely removed from the gaseous or liquid sterilizing agent is surrounded, and that it is then brought back into contact with the inner jacket of the metering cylinder for the purpose of filling, whereupon by moving the piston back and forth over a distance corresponding to the filling volume, the metered suction and discharge of the liquid is effected.
The filling device for carrying out the method, consisting of a suction and pressure pump, a drive device for the same and a device to make the piston stroke variable for the purpose of the desired dosage, is characterized in that the cylinder of the suction and pressure pump is at least at one end of the piston slide has an extension into which the piston can be inserted for the purpose of complete rinsing with the disinfectant.
The drawing shows an exemplary embodiment in section.
Fig. 1 shows the machine in the state of filling.
Fig. 2 shows the metering pump of the machine in the state of sterilization.
A piston 2, which has a piston rod 3, moves in the dosing cylinder 1. The ring-shaped stop 4 is attached to the piston rod 3 and strikes against a bridge 5 which has lockable sleeves 6 and 6 'at both ends. These two sleeves slide on the columns 7 and 7 'so that the bridge can be adjusted to any height, whereby the stroke of the piston 2 can be limited downwards. With this device, the stroke length and thus the dosage can be regulated as required. The piston rod 3 continues downward and is connected to the piston 8, which slides in the pneumatic cylinder 9. The cylinder 9 has the cylinder cover 10 and the cylinder cover 12 provided with the seal 11. The seal 11 seals the piston rod 3.
The dosing cylinder 1 has a cylindrical part la which, together with the piston 2, forms the suction and pressure part of the dosing pump. Below this part la there is an expanded space lb.
In Fig. 1, the piston 2 is shown in space 1a.
In Fig. 2, the piston 2 is shown in space lb. From Fig. 1 it follows that steam, the z. B. flows in through the intake valve 13 and should flow out through the outlet valve 14, cannot get between the outer jacket of the piston 2 and the inner jacket of the cylinder 1 (part la) if the two parts are fitted together in a pressure-tight manner. In the case of FIG. 2, however, the piston is pulled down so deep that it floats to a certain extent in the enlarged part 1b. The steam entering through 13 can now flow through the entire jacket surface la and the entire piston 2 as well as all inner parts of the cylinder 1 and thus sterilize it properly.
So that no contaminants and germs can get into the interior of the cylinder 1 from the outside, a Teflon bellows 17 is attached between the lower end 15 of the cylinder 1 and the flange 16 attached to the piston rod 3.
This Teflon bellows 17 thus completely closes the cylinder 1 in spite of the movements of the piston rod 3 towards the outside. On the flange 16 there is also an outlet tap 18 through which the condensation water that forms during steam sterilization can be drained off.
At the outlet valve 14 there is also the pipeline 19 and the filling head 20, which is also essentially formed by a check valve which allows the flow in the direction of the arrow but blocks it in the other direction. These double exhaust valves 14 and 20 provide a high level of assurance that no contaminated air can be drawn into the cylinder interior during the intake process.
In the exemplary embodiment, the pump is driven with compressed air, which enters the machine through the mains line 21. If the foot valve 22 is not pressed, the network air comes from 21 via 22 into the line 23, and the line 24 is vented. If the foot valve 22 is pressed, a switchover occurs, whereby the air enters the line 24 and 23 is vented. The line 24 leads via the nipple 25 into the lower part of the air cylinder 9.
The line 23 leads via the flow regulator 26 and the nipple 27 into the upper part of the air cylinder 9. The flow regulator 26 has a regulating screw 26a, with which the flow can be regulated in the direction of the arrow, while in the opposite direction the full cross section of the valve is open stands. This allows the air to flow slowly into the upper part of the cylinder 9, while the outflow occurs very quickly when the foot valve 22 is switched over. As a result, the piston 2 is moved slowly for the suction process, but can rise very quickly for the pressure process. Particularly in the case of liquids that evaporate easily or that are very viscous, slow suction will be set so that cavities and gas bags do not arise in cylinder 1 so that the dosage would be inaccurate.
The machine allows extremely precise filling under completely sterile conditions.
The drive of the machine can, as indicated in the example from fühmngsbeispiel, be done by compressed air, but it can also be another means, such. B. hydraulic drive, mechanical drive or electromagnetic drive can be used.
The suction speed is regulated by at least one flow regulator that allows the pressure medium, which does the work of the drive, to be throttled on the way to the upper part of the drive cylinder, while the backflow can take place freely at full cross-section.
Within the scope of the inventive concept, other embodiments than those shown are of course also possible.