DE102010027511A1 - Füllelement, Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern - Google Patents

Füllelement, Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern Download PDF

Info

Publication number
DE102010027511A1
DE102010027511A1 DE102010027511A DE102010027511A DE102010027511A1 DE 102010027511 A1 DE102010027511 A1 DE 102010027511A1 DE 102010027511 A DE102010027511 A DE 102010027511A DE 102010027511 A DE102010027511 A DE 102010027511A DE 102010027511 A1 DE102010027511 A1 DE 102010027511A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
opening
filling
liquid
valve
gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102010027511A
Other languages
English (en)
Inventor
Dieter-Rudolf Krulitsch
Jonathan Lorenz
Manfred Härtel
Andreas FAHLDIECK
Ludwig Clüsserath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Priority to DE102010027511A priority Critical patent/DE102010027511A1/de
Priority to PCT/EP2011/002424 priority patent/WO2012007076A1/de
Priority to PL11721439T priority patent/PL2593397T3/pl
Priority to SI201130555T priority patent/SI2593397T1/sl
Priority to US13/808,933 priority patent/US9193574B2/en
Priority to EP11721439.5A priority patent/EP2593397B1/de
Publication of DE102010027511A1 publication Critical patent/DE102010027511A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22Details
    • B67C3/26Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22Details
    • B67C3/28Flow-control devices, e.g. using valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67CCLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22Details
    • B67C3/26Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2645Means to avoid overfilling by preventing gas returning from the container into the filling tank via the liquid valve, e.g. mesh screens

Abstract

Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem in einem Füllelementgehäuse ausgebildeten Flüssigkeitskanal, in welchem in Strömungsrichtung des Füllgutes vor einer Abgabeöffnung wenigstens ein Flüssigkeitsventil vorgesehen ist, und zwar zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes über die wenigstens eine Abgabeöffnung in den jeweiligen, mit einer Behälteröffnung mit Abstand unterhalb der Abgabeöffnung angeordneten Behälter, wobei das wenigstens eine Flüssigkeitsventil im geöffneten Zustand einen vom Füllgut durchströmbaren Öffnungsspalt frei gibt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1, auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 8 sowie auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 12.
  • Unter Freistrahlfüllen ist im Sinne der Erfindung ein Verfahren zu verstehen, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter in einem freien Füllgutstrahl zuströmt, wobei der Behälter mit seiner Behältermündung oder -öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einer dortigen Abgabeöffnung beabstandet ist. Wesentliches Merkmal dieses Verfahrens ist auch, dass die aus dem Behälter während des Füllprozesses vom flüssigen Füllgut verdrängte Luft nicht in das Füllelement bzw. in einen dort ausgebildeten, Gas führenden Bereich oder Kanal gelangt, sondern frei in die Umgebung strömt.
  • Öffnungsspalt bedeutet im Sinne der Erfindung der Spalt, der bei geöffnetem Flüssigkeitsventil im Bereich dieses Ventils für das flüssige Füllgut gebildet ist und von dem der wenigstens einen Abgabeöffnung zufließenden und an der Abgabeöffnung als freier Strahl Füllgutstrahl austretenden Füllgut durchströmt wird.
  • Spaltbreite bedeutet im Sinne der Erfindung die Breite, die der Öffnungsspalt aufweist, vorzugsweise die Mindest-Breite des jeweiligen Öffnungsspaltes, und zwar beispielsweise dann, wenn der Öffnungsspalt entlang seines Spaltverlaufs eine unterschiedliche Spaltbreite besitzt.
  • Öffnungszeit des Flüssigkeitsventils bedeutet im Sinne der Erfindung diejenige Zeitspanne, die benötigt wird, um das geschlossene Flüssigkeitsventil vollständig zu Öffnen.
  • Öffnungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsventils bedeutet im Sinne der Erfindung die zeitabhängige Änderung des Öffnungs- oder Strömungsquerschnittes des Öffnungsspaltes beim Öffnen des Flüssigkeitsventils.
  • Behälter im Sinne der Erfindung sind allgemein Packmittel, die üblicherweise für flüssige und/oder pastöse Produkte, insbesondere für Getränke verwendet werden, beispielsweise auch aus Flachmaterial hergestellte Weichverpackungen, Behälter aus Metall, Glas und/oder Kunststoff, beispielsweise Dosen, Flaschen usw.
  • Füllelemente bzw. Füllsysteme zum Freistrahlfüllen von Behältern sind bekannt. Eine grundsätzliche Problematik bei derartigen Füllsystemen besteht darin, dass ein Eindringen von Umgebungsluft durch die wenigstens eine Abgabeöffnung in den Flüssigkeitskanal (Ventilraum) des jeweiligen Füllelementes verhindert werden muss.
  • Das Eindringen von Umgebungsluft in den Flüssigkeitskanal (Ventilraum) muss verhindert werden, da hieraus im Füllgut resultierende Luftblasen zunächst im Flüssigkeitskanal und anschließend auch in den Produktleitungen des Füllgutes aufsteigen und schließlich in den, das Füllgut bereitstellen Kessel des Füllsystems oder der Füllmaschine gelangen, und zwar u. a. mit der Gefahr einer Verkeimung und/oder Verschmutzung des Füllgutes in den Produktleitungen und im Kessel und/oder mit einer Beeinträchtigung der Messgenauigkeit vorhandener Durchflussmesser oder Messgeräte durch aufsteigende Luftblasen.
  • Das Öffnen des jeweiligen Flüssigkeitsventils erfolgt bei bekannten Füllelementen bzw. Füllsystemen durch eine entsprechende Betätigungseinrichtung schnell und vollständig, d. h. mit hoher Öffnungsgeschwindigkeit und mit kurzen Öffnungszeiten im Bereich zwischen 50 und 100 Millisekunden.
  • Nach allgemeiner und gefestigter Auffassung ist ein Eindringen von Luft in den Flüssigkeitskanal des betreffenden Füllelementes nur dann wirksam zu verhindern, wenn die Spaltbreite des Öffnungsspaltes des geöffneten Flüssigkeitsventils möglichst klein gewählt wird, beispielsweise etwa 1,0 mm bis 1,5 mm beträgt und/oder im Flüssigkeitskanal zusätzlich eine Gassperre vorgesehen oder ausgebildet ist, die eine Vielzahl von Durchlässen mit jeweils möglichst kleinem Strömungsquerschnitt aufweist und das Eindringen von Umgebungsluft und damit die Bildung von im Füllelement und in den Produktleitungen aufsteigenden Luftblasen verhindert.
  • Zum Abfüllen von Produkten, die auch fester Bestandteile enthalten, beispielsweise zum Abfüllen von Fruchtsäften mit Fruchtfleisch und/oder Fruchtfasern (Pulpe) sind die bekannten für Freistrahlfüllen konzipierten Füllelemente (Freistrahl-Füllelemente) sowie auch die bekannten Freistrahlfüllverfahren nicht geeignet, da diese Produkte Spaltmaße oder Spaltbreiten für den Öffnungsspalt des geöffneten Füllelementes größer 3 mm erfordern, was bei bekannten Freistrahl-Füllelementen und -Füllsystemen zwangsläufig zum Eindringen von Luftblasen in den Flüssigkeitskanal und über die Produktkanäle bzw. -leitungen in den Füllgutkessel führen würde.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Freistrahl-Füllelement aufzuzeigen, welches bei geöffnetem Flüssigkeitsventil einen Öffnungsspalt mit einer Spaltbreite aufweist, die auch das Freistrahlfüllen von feste Bestandteile aufweisenden Produkten ermöglicht, und zwar ohne die Gefahr eines Eindringens von Umgebungsluft in den Flüssigkeitskanal des Füllelementes und damit ohne die Gefahr des Aufsteigens von Luftblasen in dem Flüssigkeitskanal des Füllelemente und in den Produktleitungen, und welches die damit verbundenen Nachteile vermeidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren sowie eine Füllmaschine sind Gegenstand der Patentansprüche 8 bzw. 12.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass in überraschender Weise durch eine gegenüber den Öffnungszeiten bekannter Füllelemente wesentlich vergrößerte Öffnungszeit das Eindringen von Umgebungsluft in den Flüssigkeitskanal des Füllelementes und damit die Gefahr von aufsteigenden Luftblasen im Füllgut vermieden werden können.
  • Durch die relativ lange Öffnungszeit, die wenigstens 100 ms (Millisekunden) beträgt, bzw. durch die hieraus resultierende relativ langsame Öffnungsgeschwindigkeit wird u. a. eine übermäßige Beunruhigung des Füllgutes innerhalb des Flüssigkeitskanals des Füllelementes und damit ein Einschließen von Umgebungsluft im Füllgut vermieden.
  • Weiterhin wird sichergestellt, dass die sich beim Öffnen des Flüssigkeitsventils einstellende Beschleunigung der im Füllelement und in zum Füllelement führenden Produktleitungen anstehenden Füllgutsäule hinreichend groß ist.
  • Die Beschleunigung der anstehenden Füllgutsäule ist dann hinreichend groß, wenn der sich während des Öffnens des Flüssigkeitsventils für das flüssige Füllgut ergebende Strömungsquerschnitt – insbesondere auch im Bereich des beim Öffnen des Flüssigkeitsventils entstehenden Öffnungsspaltes mit der im Vergleich zum Öffnungsspalt bekannter Füllelemente vergrößerten Spaltbreite – sofort und vollständig mit dem Füllgut ausfüllt ist, und das Füllgut den Strömungsquerschnitt mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit durchströmt, sodass keine Chance für ein Eindringen von Umgebungsluft besteht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Öffnungszeit des Flüssigkeitsventils größer als 100 ms aber kleiner als 1000 ms, bevorzugt liegt die Öffnungszeit im Bereich zwischen 400 ms und 600 ms. Die Spaltbreite des Öffnungsspaltes bei vollständig geöffnetem Flüssigkeitsventil ist größer als 4 mm, beispielsweise größer als 8 mm, aber kleiner als 20 mm und beträgt vorzugsweise 13 bis 16 mm. Das erfindungsgemäße Füllelement ist ohne Gassperre ausgeführt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Öffnen des Flüssigkeitsventils in der Weise, dass die Öffnungsgeschwindigkeit nicht konstant ist, sondern mit zunehmenden Öffnen erst ansteigt, und zwar angepasst an das Beschleunigungsverhalten der im Füllelement bzw. am Flüssigkeitsventil anstehenden Füllgutsäule, sodass stets ein voller, das Eindringen von Luftblasen sicher vermeidender Füllgutstrahl bei möglichst kurzen Füllzeiten erzielbar ist. Diese Anpassung der Öffnungsgeschwindigkeit ist beispielsweise durch eine entsprechende geometrische Ausbildung des Flüssigkeitsventils oder des Ventilkörpers des Flüssigkeitsventils und/oder desjenigen Abschnitts des Flüssigkeitskanals, der diesen Ventilkörper zumindest am Beginn des Öffnens des Flüssigkeitsventils aufnimmt, und/oder durch eine entsprechende Ausbildung und/oder Ansteuerung einer Betätigungseinrichtung für das Flüssigkeitsventil bzw. für dessen Ventilkörper erreichbar.
  • Der Ausdruck „im Wesentlichen” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen von jeweils exakten Wert um +/–10%, bevorzugt um +/–5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 und 2 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems bzw. einer Füllmaschine zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen mit einem auch feste Bestandteile enthaltenden flüssigen Füllgut bei geschlossenem Flüssigkeitsventil (1) bzw. bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (2);
  • 3 in vergrößerter Teildarstellung das geöffnete Flüssigkeitsventil.
  • In den Figuren ist 1 ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut, welches bei der dargestellten Ausführungsform aus einer ersten flüssigen Komponente, beispielsweise Fruchtsaft, und einer zweiten, festere Bestandteile, beispielsweise Fruchtfasern und/oder Fruchtfleisch (Pulpe) und/oder Fruchtstücke enthaltenen Komponente besteht. Das Füllelement 1 ist am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors 3 angeordnet und bildet zusammen mit einem Behälterträger 4 eine Füllposition 5, die mit einer Vielzahl gleichartiger Füllpositionen 5 am Umfang des Rotors 3 vorgesehen ist und an der die jeweilige Flasche 2 während des Füllens mit einem Flaschen- oder Mündungsflansch am Behälterträger 4 gehalten mit ihrer Flaschenöffnung 2.1 mit Abstand unterhalb des Füllelementes 1 bzw. unterhalb einer Abgabeöffnung 6 des Füllelementes 1 hängend angeordnet ist, und zwar mit ihrer Achse achsgleich oder im Wesentlichen achsgleich mit einer vertikalen Füllelementachse FA, so dass während des Füllens das Füllgut in die jeweilige Flasche 2 als freier Füllgutstrahl FS strömt.
  • In einem Gehäuse 7 des Füllelementes 1 ist ein Flüssigkeitskanal 8 (Ventilraum) ausgebildet, der am unteren Ende die Abgabeöffnung 6 aufweist und am oberen Ende über einen Produktkanalabschnitt 9 mit dem unteren Ende eines bei der dargestellten Ausführungsform vertikalen Produktkanals 10 verbunden ist. Dieser ist im oberen Bereich über ein Dosierventil 11 (Flüssig-Phase-Ventil) an einen Kessel 12 angeschlossen ist, der während des Füllbetriebes mit der ersten, flüssigeren Komponente des Füllgutes teilgefüllt ist, sowie über ein Dosierventil 13 (Feststoff-Ventil) an einen Ringkanal oder Ringkessel 14 angeschlossen ist, der während des Füllbetriebes mit der zweiten, feste Bestandteile in hoher Konzentration enthaltenen Komponente gefüllt ist. Der Kessel 12 sowie der Ringkanal oder Ringkessel 14 sind für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine gemeinsam am Rotor 3 vorgesehen.
  • Im Produktkanal 10 ist ein Durchflussmesser 15 angeordnet, der beispielsweise ein elektromagnetischen Durchflussmesser ist und ein der jeweiligen Durchflussmenge entsprechendes Signal an eine nicht dargestellte zentrale Steuereinrichtung, beispielsweise rechnergestützte Maschinensteuerung liefert, mit dem (Messsignal) nicht nur durch Ansteuerung der Dosierventile 11 und 13 das der jeweiligen Rezeptur entsprechende Mischverhältnis der beiden Komponenten erreicht wird, sondern auch das Schließen des im Flüssigkeitskanal 8 angeordnete Flüssigkeitsventil 16 bewirkt wird, und zwar nach Erreichen der vorgegebenen, in die jeweilige Flasche 2 eingebrachten Füllgutmenge.
  • Das Flüssigkeitsventil 16 besteht im Wesentlichen aus einem achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordneten Stößel 17, der an seinem unteren Ende als Ventilkörper 18 mit einer die Füllelementachse FA konzentrisch umschließenden Ventilköperdichtung ausgeführt ist, wobei letztere zum Schließen des Flüssigkeitsventils mit einer Ventilfläche zusammenwirkt, die an einer rotationssymmetrisch zur Füllelementachse FA ausgeführten Kegelfläche 19 des Flüssigkeitskanals 8 gebildet ist.
  • Zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 16 wird der Ventilstößel 17 mit seinem Ventilkörper 18 durch eine Betätigungseinrichtung 20 in der Füllelementachse FA zwischen der in der 1 dargestellten Schließposition, in der der Ventilkörper 18 mit seiner Ventilköperdichtung gegen die von der Kegelfläche 19 gebildete Ventilfläche anliegt, und der in den 2 und 3 dargestellten geöffneten Position bewegt, in der der Ventilkörper bzw. dessen Dichtung von der Kegelfläche beabstandet ist und zwischen dem Ventilkörper 18 und der Innenfläche des Flüssigkeitskanals 8 ein Ring- oder Öffnungsspalt 21 mit einer beträchtlichen Spaltbereite, d. h. mit einer Spaltbreite größer als 4 mm, vorzugsweise mit einer Spaltbreite größer als 8 mm, aber kleiner als 20 mm, vorzugsweise mit einer Spaltenbreite zwischen 13 mm bis 16 mm gebildet ist. Hierdurch ist das Füllen der Flaschen 2 problemlos mit einem Mischprodukt bestehend aus der ersten Komponente aus dem Kessel 12 und der zweiten Komponente aus dem Ringkanal 14 möglich.
  • Wie insbesondere in der 3 im Detail dargestellt, ist der Ventilstößel 18 bei der dargestellten Ausführungsform so ausgeführt, dass er ausgehend von dem unteren freien Ende zunächst einen sich zu diesem Ende hin verjüngenden, vorzugsweise kegelförmigen Ventilkörperabschnitt 18.1, daran anschließend einen Ventilkörperabschnitt 18.2, dessen beispielsweise kreiszylinderförmiger Außenquerschnitt gleich dem größten Außenquerschnitt des Ventilkörperabschnittes 18.1 ist, und an den Ventilkörperabschnitt 18.2 anschließend einen Ventilkörperabschnitt 18.3 aufweist, dessen Außendurchmesser nach oben hin zunimmt und der beispielsweise kegelstumpfförmigen ausgeführt ist. Sämtliche Ventilkörperabschnitte 18.118.3 sind achsgleich miteinander sowie achsgleich mit der Achse FA angeordnet.
  • An dem Ventilkörperabschnitt 18.3 nach oben anschließend ist der Ventilstößel 17 von einem balgartigen Element 21 dicht umschlossen, welches als den Durchtritt des Ventilstößels 17 durch das Füllelementgehäuse 7 abdichtende Dichtung wirkt, zugleich aber auch einen Außendurchmesser aufweist, der gleich oder im Wesentlichen gleich dem maximalen Außendurchmesser des Ventilkörperabschnittes 18.3 ist, sodass am Ventilstößel 17 sowie auch am Ventilkörper 18 Flächenabschnitte und dabei der Abgabeöffnung 6 abgewandte Flächenabschnitte zumindest so weit vermieden sind, dass beim Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 eine Beunruhigung des im Flüssigkeitskanal 8 vorhandenen Füllgutes und insbesondere auch eine „Saugwirkung” in Richtung von der Abgabeöffnung 6 in den Flüssigkeitskanal 8 vermieden sind.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform bildet der Flüssigkeitskanal 8 so geformt, dass er einen oberen im wesentlichen kreiszylinderförmigen Kanalabschnitt 8.1, in den auch der Produktleitungsabschnitt 9 mündet, daran bezogen auf die Füllelementachse FA axial nach unten anschließend einen ebenfalls im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Kanalabschnitt 8.2 mit einem gegenüber dem Kanalabschnitt 8.1 reduzierten Querschnitt, daran anschließend einen die Kegelfläche 19 aufweisenden, sich in Richtung zur Unterseite des Füllelementes 1 trichterartig verengenden Kanalabschnitt 8.3 und daran anschließend einen die Abgabeöffnung 6 aufweisenden einen kreiszylinderförmigen Querschnitt aufweisenden Kanalabschnitt 8.4. aufweist. Sämtliche Kanalabschnitte 8.18.4 sind achsgleich miteinander sowie achsgleich mit der Achse FA angeordnet. Im geschlossenen Zustand des Füllelementes 16 ist der Ventilkörperabschnitt 18.1 im Kanalabschnitt 8.4 und der Ventilkörperabschnitt 18.3 weitestgehend im Kanalabschnitt 18.3 aufgenommen. Beim ersten Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 bewegen sich die Ventilkörperabschnitte 18.1 und 18.2 zunächst im Flüssigkeitskanalabschnitt 8.4. nach oben. Im vollständig geöffneten Zustand des Flüssigkeitsventils 16 ist der Ventilkörper 18 im Flüssigkeitskanalabschnitt 8.2 bei voller Spaltbreite des Öffnungsspaltes 21 aufgenommen.
  • Um beim Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 trotz der großen Spaltbreite des Öffnungsspaltes 21 ein Eindringen von Luftblasen in den Flüssigkeitskanal 8 zu vermeiden, ist die Betätigungseinrichtung 20 so ausgeführt, dass sie ein Öffnen des Flüssigkeitsventils mit stark reduzierter Öffnungsgeschwindigkeit bewirkt bzw. die Öffnungszeit dabei größer als 100 ms ist, beispielsweise im Bereich zwischen 100 ms und 1000 ms, bevorzugt im Bereich zwischen 400 ms und 600 ms liegt. Unterstützt wird die durch das relativ langsame Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 erzielte Wirkung, nämlich die Vermeidung des Eindringens von Luftblasen in den Flüssigkeitskanal 8 trotz großer Spaltbreite des Spaltes 21, auch dadurch, dass am Ventilstößel 17 und Ventilkörper 18 in der vorstehend beschriebenen Weise eine Beunruhigung des Füllgutes im Flüssigkeitskanal 8 und/oder eine Saugwirkung beim Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 verursachende Flächenbereiche vermieden sind, sowie insbesondere auch dadurch, dass beim Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 der Öffnungsspalt erst oder im Wesentlichen erst nach dem Austreten des Ventilkörperabschnittes 18.2 aus dem Flüssigkeitskanalabschnittes 8.4 gebildet wird und sich dann verzögert vergrößert, solange sich der Ventilkörperabschnittes 18.1 noch im Flüssigkeitskanalabschnittes 8.4 befindet. Mit zunehmender Dauer des Öffnungsvorganges wird also allein schon durch die Geometrie des Flüssigkeitsventils 16 dieses zunehmend und verzögert geöffnet, bis schließlich der maximale Öffnungsquerschnitt bzw. die maximale Spaltbreite des zwischen dem Ventilkörper 18 und der Innenfläche des Flüssigkeitskanals 8 gebildeten Spaltes 21 erreicht ist. Die Öffnungsgeschwindigkeit des Füllelementes 16 ist dabei auf jeden Fall so gewählt, dass die beim Öffnen erzielte Beschleunigung der im Flüssigkeitskanal 8 anstehenden Füllgutsäule ausreichend ist, so dass der zusätzlichen Strömungs- oder Öffnungsquerschnitt, der sich durch das zunehmende Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 ergibt, jeweils unmittelbar und vollständig mit dem Füllgut ausgefüllt wird und dieses den Öffnungsquerschnitt mit ausreichender, ein Eindringen von Luft vermeidender Strömungsgeschwindigkeit durchströmt.
  • Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Öffnungsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsventils 16 durch entsprechende Ansteuerung und/oder Ausbildung der Betätigungseinrichtung 20 zu steuern, und zwar insbesondere wieder in der Weise, dass das Öffnen des Flüssigkeitsventils 16 an das Beschleunigungsverhalten der im Flüssigkeitskanal 8 anstehenden Füllgutsäule angepasst ist, so dass stets ein voller, das Eindringen von Luft oder Luftblasen sicher vermeidender Füllgutstrahl FS bei dennoch möglichst kurzen Füllzeiten erzielbar ist.
  • In den Figuren ist mit 23 ein für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine gemeinsamer Ringkanal am Rotor 3 und mit 24 eine Produktleitung bezeichnet, und zwar für einen Heißrundlauf zum Erhitzen des Füllgutes bzw. zum Halten des Füllgutes im heißen Zustand.
  • Die Erfindung wurde vorstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Füllelement
    2
    Flasche
    2.1
    Flaschenöffnung
    3
    Rotor
    4
    Flaschen- oder Behälterträger
    5
    Füllposition
    6
    Abgabeöffnung
    7
    Füllelementgehäuse
    8
    Flüssigkeitskanal im Füllelementgehäuse 7
    9
    Produktleitungsabschnitt
    10
    Produktleitung
    11
    Dosierventil
    12
    Kessel für erste Komponente
    13
    Dosierventil
    14
    Ringkanal oder Ringkessel für zweite Komponente
    15
    Durchflussmesser
    16
    Flüssigkeitsventil
    17
    Ventilstößel
    18
    Ventilkörper
    18.1–18.3
    Ventilkörperabschnitt
    19
    Kegelfläche
    20
    Betätigungselement für Ventilstößel 17 und Ventilkörper 18
    21
    Öffnungsspalt
    22
    balgartiges Element
    23
    Ringkanal für Heizumlauf
    24
    Leitung für Heizumlauf
    FS
    Füllgutstrahl
    FA
    Füllelementachse

Claims (12)

  1. Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem in einem Füllelementgehäuse (7) ausgebildeten Flüssigkeitskanal (8), in welchem in Strömungsrichtung des Füllgutes vor einer Abgabeöffnung (6) wenigstens ein durch eine Betätigungseinrichtung (20) betätigbares Flüssigkeitsventil (16) vorgesehen ist, und zwar zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes über die wenigstens eine Abgabeöffnung (6) in den jeweiligen, mit einer Behälteröffnung (2.1) mit Abstand unterhalb der Abgabeöffnung (6) angeordneten Behälter (2), wobei das wenigstens eine Flüssigkeitsventil (16) im geöffneten Zustand einen vom Füllgut durchströmbaren Ventil- oder Öffnungsspalt (21) frei gibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite des Öffnungsspaltes (21) bei geöffnetem Flüssigkeitsventil (16) wenigstens 4 mm beträgt, und dass die Betätigungseinrichtung (20) für das wenigstens eine Flüssigkeitsventil (16) derart ausgebildet und/oder angesteuert ist, dass die Öffnungszeit des wenigstens einen Flüssigkeitsventils (16) größer als 100 ms beträgt.
  2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spaltbreite des Öffnungsspaltes größer als 8 mm, aber kleiner als 20 mm ist, vorzugsweise 13 mm bis 16 mm beträgt.
  3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Öffnungsspalt des wenigstens einen geöffneten Flüssigkeitsventils (16) eine Spaltbreite von wenigstens 4 mm, vorzugsweise eine Spaltbreite größer 8 mm und kleiner 20 mm, bevorzugt eine Spaltbreite im Bereich zwischen 13 und 16 mm aufweist.
  4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungszeit des wenigstens einen Füllelementes (16) größer 100 ms, aber kleiner als 1000 ms ist, vorzugsweise im Bereich zwischen 400 ms und 600 ms liegt.
  5. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18) mit wenigstens einem Ventilkörperabschnitt (18.1) ausgebildet ist, der am Beginn des Öffnens des Flüssigkeitsventils (16) sich in einem Abschnitt (8.4) des Flüssigkeitskanals (8) bewegt, dass die Geometrie des Ventilkörperabschnittes (18.1) und des Flüssigkeitskanalabschnittes (8.4) so gewählt sind, dass sich der zwischen dem Ventilkörperabschnitt (18.1) und der Innenfläche des Flüssigkeitskanalabschnittes (8.4) beim ersten Öffnen des Flüssigkeitsventils (16) bildende Öffnungsspalt (21) mit zunehmendem Öffnen des Flüssigkeitsventils (16) vergrößert, wobei hierfür der Flüssigkeitskanalabschnitt (8.4) einen sich in Richtung der Öffnungsbewegung des Ventilkörpers (18) vergrößernden Innenquerschnitt und/oder der Ventilkörperabschnitt (18.1) einen sich entgegen der Öffnungsbewegung des Ventilkörpers (18) verkleinernden Außenquerschnitt aufweisen.
  6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (18) an einem Ventilstößel (17) vorgesehen oder ausgebildet ist, und dass der Ventilstößel (17) oder ein diesen umschließendes Element (22), beispielsweise ein balgartiges Element (22) einen Außendurchmesser aufweist, der gleich oder etwa gleich dem maximalen Außendurchmesser des Ventilkörpers (18) ist.
  7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (8) in seinem gesamten Bereich ohne ein als Gassperre wirkendes Element ausgeführt ist.
  8. Verfahren zum Freistrahlfüllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, unter Verwendung wenigstens eines Füllelementes (1) mit wenigstens einem in einem Füllelementgehäuse (7) ausgebildeten Flüssigkeitskanal (8), in welchem in Strömungsrichtung des Füllgutes vor einer Abgabeöffnung (6) wenigstens ein Flüssigkeitsventil (16) vorgesehen ist, und zwar zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes über die wenigstens eine Abgabeöffnung (6) in den jeweiligen, mit einer Behälteröffnung (2.1) mit Abstand unterhalb der Abgabeöffnung (6) angeordneten Behälter (2), wobei das wenigstens eine Flüssigkeitsventil (16) im geöffneten Zustand einen vom Füllgut durchströmbaren Ventil- oder Öffnungsspalt (21) frei gibt, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungsspalt (21) mit einer Spaltbreite von wenigstens 4 mm geöffnet wird, und dass das Öffnen des wenigstens einen Flüssigkeitsventils (16) mit einer Öffnungszeit größer als 100 ms erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungsspalt (21) mit einer Spaltbreite größer als 8 mm, aber kleiner als 20 mm, vorzugsweise mit einer Spaltbreite von 13 mm bis 16 mm geöffnet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Öffnungsspalt mit einer Spaltbreite von wenigstens 4 mm, vorzugsweise mit einer Spaltbreite größer 8 mm und kleiner 20 mm, bevorzugt mit einer Spaltbreite im Bereich zwischen 13 und 16 mm geöffnet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das Öffnen des wenigstens einen Flüssigkeitsventils (16) mit einer Öffnungszeit größer 100 ms, aber kleiner als 1000 ms, vorzugsweise mit einer Öffnungszeit zwischen 400 ms und 600 ms erfolgt.
  12. Füllsystem oder Füllmaschine, insbesondere Füllmaschine umlaufender Bauart mit einer Vielzahl von Füllelementen, beispielsweise aus einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente entsprechend den Ansprüchen 1–7 ausgebildet sind.
DE102010027511A 2010-07-16 2010-07-16 Füllelement, Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern Ceased DE102010027511A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010027511A DE102010027511A1 (de) 2010-07-16 2010-07-16 Füllelement, Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern
PCT/EP2011/002424 WO2012007076A1 (de) 2010-07-16 2011-05-17 Füllelement, verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern
PL11721439T PL2593397T3 (pl) 2010-07-16 2011-05-17 Element napełniający, sposób oraz układ do napełniania pojemników
SI201130555T SI2593397T1 (sl) 2010-07-16 2011-05-17 Polnilni element, postopek in polnilni sistem za polnjenje vsebnikov
US13/808,933 US9193574B2 (en) 2010-07-16 2011-05-17 Filling element, method and filling system for filling containers
EP11721439.5A EP2593397B1 (de) 2010-07-16 2011-05-17 Füllelement, verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010027511A DE102010027511A1 (de) 2010-07-16 2010-07-16 Füllelement, Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010027511A1 true DE102010027511A1 (de) 2012-01-19

Family

ID=44118789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010027511A Ceased DE102010027511A1 (de) 2010-07-16 2010-07-16 Füllelement, Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9193574B2 (de)
EP (1) EP2593397B1 (de)
DE (1) DE102010027511A1 (de)
PL (1) PL2593397T3 (de)
SI (1) SI2593397T1 (de)
WO (1) WO2012007076A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014009362A3 (de) * 2012-07-09 2014-04-17 Krones Ag Ventil umfassend ventilstempel und ventilgehäuse sowie ein füller
DE102014117831A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 Krones Ag Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
DE102017104388A1 (de) 2017-03-02 2018-09-06 Khs Gmbh Durchflussmesser und Füllelement umfassend einen Durchflussmesser

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011111483A1 (de) * 2011-08-30 2013-02-28 Khs Gmbh Behälterbehandlungsmaschine
DE102011120164A1 (de) * 2011-12-06 2013-06-06 Khs Gmbh Füllelement sowie Füllsystem
CN102616714B (zh) * 2012-03-26 2013-08-14 中山大学 一种液体加注设备及其控制方法
ITMI20131163A1 (it) * 2013-07-10 2015-01-11 Smi Spa Dispositivo di riempimento
DE102014106404A1 (de) * 2014-05-07 2015-11-12 Khs Gmbh Füllvorrichtung
DE102019123460A1 (de) * 2019-09-02 2021-03-04 Khs Gmbh Verfahren zum Befüllen und Verschließen von Behältern

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2007896A1 (de) * 1970-02-20 1971-08-26 Seitz Werke GmbH, 6550 Bad Kreuz nach Fullrohrloses Fullelement mit ge trennten Leitungen fur Spann und Ruckgas und Abfuhrung der Uberschußflussigkeit
JPH06183492A (ja) * 1992-12-17 1994-07-05 Japan Tobacco Inc 液体充填装置
US5865225A (en) * 1993-04-16 1999-02-02 Krones Ag Hermann Kronseder Maschinenfabrik Rotating device for filling liquids in portions into bottles, cans or similar receptacles
DE10008426B4 (de) * 2000-02-23 2011-07-28 KHS GmbH, 44143 System sowie Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut
DE10129155A1 (de) * 2001-06-16 2003-01-02 Krones Ag Füllorgan für Behälterfüllmaschinen
DE102004011101B4 (de) * 2004-03-06 2011-04-07 Khs Gmbh Füllelemente sowie Füllmaschine mit derartigen Füllelementen
DE102004017211B3 (de) * 2004-04-10 2006-04-27 Khs Maschinen- Und Anlagenbau Ag Füllelement zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem flüssigen Füllgut
MX2008015184A (es) * 2006-05-29 2008-12-15 Khs Ag Elemento de llenado y maquina de llenado comprendiendo semejantes elementos de llenado.
DE102006045987A1 (de) * 2006-09-27 2008-04-03 Khs Ag Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut sowie Füllsystem
EP2703334B1 (de) * 2007-01-23 2015-07-22 Sidel International AG Füllvorrichtung
DE102007009435A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-28 Khs Ag Verfahren zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem flüssigen Füllgut unter Gegendruck sowie Füllmaschine zum Durchführen dieses Verfahrens
ITPR20070026A1 (it) 2007-04-11 2008-10-12 Sbc Bottling & Canning S P A Valvola di riempimento e un procedimento per riempire un contenitore
SI2279149T1 (sl) * 2008-04-22 2013-10-30 Khs Gmbh Postopek, kakor tudi polnilni sistem za polnjenje steklenic ali podobnih posod s tekočo dobrino
DE102008022398A1 (de) * 2008-05-06 2009-12-31 Khs Ag Füllelement sowie Füllmaschine mit derartigen Füllelementen
DE102009016084A1 (de) * 2009-04-03 2011-05-12 Khs Gmbh Füllelement zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, Füllmaschine sowie Verfahren zum Füllen von Behältern
DE102009018730A1 (de) * 2009-04-27 2010-11-18 Khs Gmbh Füllsystem
DE102010012577A1 (de) * 2010-03-23 2011-09-29 Khs Gmbh Verfahren sowie Füllelement zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut
DE102010033168A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Khs Gmbh Füllelement sowie Füllsystem oder Füllmaschine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014009362A3 (de) * 2012-07-09 2014-04-17 Krones Ag Ventil umfassend ventilstempel und ventilgehäuse sowie ein füller
CN104540774A (zh) * 2012-07-09 2015-04-22 克朗斯股份公司 包括阀柱塞和阀壳体的阀以及灌装机
CN104540774B (zh) * 2012-07-09 2017-06-23 克朗斯股份公司 包括阀柱塞和阀壳体的阀以及灌装机
DE102014117831A1 (de) * 2014-12-04 2016-06-09 Krones Ag Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
DE102017104388A1 (de) 2017-03-02 2018-09-06 Khs Gmbh Durchflussmesser und Füllelement umfassend einen Durchflussmesser

Also Published As

Publication number Publication date
US20130112311A1 (en) 2013-05-09
US9193574B2 (en) 2015-11-24
SI2593397T1 (sl) 2015-09-30
EP2593397B1 (de) 2015-07-01
EP2593397A1 (de) 2013-05-22
WO2012007076A1 (de) 2012-01-19
PL2593397T3 (pl) 2015-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2593397B1 (de) Füllelement, verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern
EP2593396B1 (de) Füllelement, verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern
DE102009053350B4 (de) Füllelement
EP2029469B1 (de) Füllelement sowie füllmaschine mit derartigen füllelementen
EP2794462B1 (de) Füllelement sowie füllsystem
EP3016902B1 (de) Füllelement sowie füllmaschine
EP2576421B1 (de) Füllelement sowie füllmaschine zum füllen von flaschen oder dergleichen behältern
DE102009016322A1 (de) Füllsystem
DE60303730T2 (de) Füllventil
DE102011112925A1 (de) Verfahren, Füllsystem und Füllelement zum Füllen von Behältern
EP2601130A1 (de) Füllelement sowie füllsystem oder füllmaschine
WO2012065677A1 (de) Füllelement sowie füllsystem oder füllmaschine zum freistrahlfüllen von flaschen oder dergleichen behältern
DE102016112369A1 (de) Verfahren zum Füllen von Behältern
EP2697151B1 (de) Füllelement
EP2285727A1 (de) Füllelement sowie füllmaschine mit derartigen füllelementen
EP3194326B1 (de) Füllventil
DE102009037780A1 (de) Füllelement sowie Füllsystem oder Füllmaschine mit einer Vielzahl von Füllelementen
WO2014161693A1 (de) Verfahren sowie füllsystem zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut
DE102005031217A1 (de) Füllelement sowie Füllmaschine umlaufender Bauart
DE2349123A1 (de) Steuerventil fuer eine dosiereinrichtung zur dosierung von fluessigen medien, insbesondere von nahrungsmitteln

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final