DE102013103431A1

DE102013103431A1 - Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern

Info

Publication number: DE102013103431A1
Application number: DE102013103431.4A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Clüsserath
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2014-10-09
Also published as: EP2981498A1; WO2014161628A1; SI2981498T1; EP2981498B1; US20160052765A1; US9963335B2

Abstract

Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem aus einem Füllgutkessel bereitgestellten flüssigen Füllgut, wobei der jeweilige Behälter während des Füllens in Dichtlage an einem Füllelement angeordnet ist und der Innenraum des Behälters während des Füllens mit einem Strömungsweg des Füllelementes in Verbindung steht, über den während des Füllens ein durch das zufließende Füllgut aus dem Innenraum des Behälters verdrängtes gas- und/oder dampfförmiges Medium, vorzugsweise Spanngas, als Rückgas sowie am Ende der Füllphase aus dem Innenraum des Behälters verdrängtes Füllgut in einen Sammelraum geleitet werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 6.
Verfahren und Füllsysteme zum Füllen von Behältern, insbesondere auch in Form von Flaschen, mit einem flüssigen Füllgut sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Bekannt ist hierbei insbesondere auch, im Trinox-Verfahren die korrekte Füllhöhe (Sollfüllhöhe) in dem jeweiligen in Dichtlage an einem Füllelement angeordneten Behälter mit Hilfe eines Rückgas- oder Trinox-Rohres einzustellen, welches beim Füllen in den jeweiligen Behälter durch dessen Behälteröffnung hineinreicht und dessen unteres Ende die Sollfüllhöhe bestimmt. Zur Einstellung der Sollfüllhöhe wird der nach einem Schließen des Füllelementes, d. h an Ende der jeweiligen Füllphase mit dem flüssigen Füllgut zunächst über gefüllte Behälter in seinem von dem Füllgut nicht eingenommenen Kopfraum mit einem Trinox-Gas unter Druck beaufschlagt, so dass Füllgut über das Rückgas- oder Trinox-Rohr aus dem Behälter gedrückt bzw. verdrängt wird, bis das untere Ende des Rückgas- oder Trinox-Rohres aus dem Füllgutspiegel im Behälter aufgetaucht und damit die angestrebte Sollfüllhöhe des Füllgutes im Behälter erreicht ist. Das bei der Korrektur bzw. Einstellung der Sollfüllhöhe über das Rückgas- oder Trinox-Rohr verdrängte Füllgut wird zumindest zum Teil dem zur Bereitstellung des Füllgutes dienenden Füllgutkessel zurückgeführt, und zwar auch zusammen mit gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen, die beim Füllen bzw. während der Füllphase als Rückgas aus dem Innenraum des jeweiligen Behälters durch das diesem zufließende Füllgut verdrängt wurden ( DE 10 2009 016 322 A1 ).
Der Füllgutkessel ist während des Füllbetriebes mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt, so dass im Füllgutkessel ein unterer, vom Füllgut eingenommener Flüssigkeitsraum und darüber, d. h über dem Füllgutspiegel ein Gasraum ausbildet sind.
Das Rückführen des Füllgutes sowie der gas- und/oder dampfförmigen Bestandteile bzw. des Rückgases, welches in der Regel ein Inertgas, z. B. CO₂-Gas oder Stickstoff ist, aber auch Luft sein kann, in den Gasraum des Füllgutkessels führt dort zu einer erheblichen Wirbelbildung. Weiterhin führt auch das zurückgeführte und auf den Füllgutspiegel im Füllkessel auftreffende Füllgut zu einer erheblichen Beunruhigung des Füllgutes im Flüssigkeitsraum. Speziell bei Füllgütern oder Produkten mit flüchtigen Bestandteilen, die dazu neigen, aus dem Füllgut auszutreten, wie dies insbesondere bei Produkten (z. B. Spirituosen) mit erhöhtem Alkoholgehalt, d. h mit einem Alkoholgehalt größer 25% der Fall ist, führt die durch die Rückführung von Füllgut und gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen bzw. Rückgas bedingte Beunruhigung sowohl im Gasraum als auch im Flüssigkeitsraum des Füllgutkessels zu merklichen Alkoholverlusten im Füllgut, die dann vielfach kostenaufwendig kompensiert werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, welches bei geringem konstruktiven Aufwand ein sicheres Abfüllen sowie eine zuverlässige Erkennung von defekten Füllstellen beim Abfüllen ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 7.
Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Füllsystems besteht darin, dass die Strömung des beim Füllen aus dem Innenraum des Behälters verdrängten Rückgases und/oder die Strömung des beispielsweise bei der Füllhöhenkorrektur aus dem Innenraum der Behälter verdrängten Füllgutes in einem Strömungsweg mit wenigstens einem als Strömungswächter und/oder Durchflussmesser ausgebildeten Sensors überwacht wird, und zwar in demjenigen Strömungsweg, über den das Rückführen des Rückgases und/oder des Füllgutes an einen Sammelraum erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, Daten über die Dichtheit der zu füllenden Behälter bzw. des System unter Einbindung der Behälter in Dichtlage zu erlangen und zu diese zu überwachen.
Gemäß einem verbesserten Verfahren, kann der Strömungsweg zum Rückführen des Rückgases und/oder des Füllgutes beispielsweise mit dem Innenraum des Füllgutkessels oder aber der Innenraum eines gesonderten Sammelraumes verbunden sein, aus dem das sich dort ansammelnde Füllgut dann bevorzugt in den Füllgutkessel bzw. in einen Flüssigkeitsraum des Füllgutkessels zurückgeführt wird. Dieses Rückführen erfolgt vorzugsweise bei stark entgasenden Flüssigkeiten unterschichtig, d. h an einem Bereich unterhalb des Füllgutspiegels im Füllgutkessel, so dass eine Beunruhigung des Flüssigkeitsraumes durch rückgeführtes Füllgut vermieden oder im Wesentlichen vermieden ist. Hierdurch ist auch ein Abfüllen von Füllgut mit flüchtigen Bestandteilen wie Alkohol oder Aromen problemlos möglich. Bei Flüssigkeiten, die keine leichtflüchtigen Bestandteile enthalten, dann die flüssige Phase auch ohne Nachteile direkt in den Kopf- oder Gasraum der Füllkessels eingeleitet werden.
Mit dem wenigstens einen Sensor, der bei einem Füllsystem oder einer Füllmaschine mit einer Vielzahl von Füllelementen für jedes Füllelement bzw. für jede von diesem gebildete Füllposition vorzugsweise gesondert vorgesehen ist, ist eine zuverlässige Überwachung des Füllprozesses und insbesondere auch eine zuverlässige Erkennung von defekten Füllpositionen möglich, d. h von Füllpositionen, an denen durch einen beschädigten Behälter und/oder durch defekte Dichtungen am Füllelement der Innenraum des betreffenden Behälters zumindest während der Füllphase nicht gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Das Füllelement einer defekten Füllposition wird veranlasst durch das Signal des wenigstens einen Sensors geschlossen und der betreffende Behälter wird nach dem Verlassen der Füllmaschine aus dem Behälterstrom ausgeschleust.
Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Einstellung der Sollfüllhöhe bevorzugt nach dem Trinox-Verfahren, wobei das aus dem jeweiligen Behälter über das Rückgas- oder Trinox-Rohr zusammen mit gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen bzw. mit dem Rückgas verdrängte Füllgut nach einem Trennen von den gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen unterschichtig in den Flüssigkeitsraum des Füllgutkessels zurückgeführt wird, d. h unterhalb des dortigen Füllgutspiegels in den Flüssigkeitsraum eingeleitet wird. Hierdurch werden ein Auftreffen von zurückgeführtem Füllgut auf den Füllgutspiegel im Füllgutkessel und eine Beunruhigung des dortigen Füllgutes durch das zurückgeführte Füllgut vermieden. Der Sammelraum steht zwar bevorzugt mit dem Gasraum des Füllgutkessels in Verbindung, im Sammelraum erfolgt aber eine Beruhigung der Strömung des Rückgases (z. B. Inertgas, beispielsweise CO₂-Gas und/oder Stickstoff), so dass durch dieses Rückgas auch keine oder im wesentlichen keine Beunruhigung der Atmosphäre im Gasraum des Füllgutkessels erfolgt.
In Dichtlage mit dem Füllelement befindlicher Behälter bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der jeweilige Behälter in der dem Fachmann bekannten Weise mit seiner Behältermündung dicht an den Behandlungskopf oder an das Füllelement bzw. an eine dortige Dichtung angepresst anliegt.
„Behälter” sind im Sinne der Erfindung u. a. Behälter in Form von Dosen, Flaschen, auch großvolumige Behälter jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff.
„Trinox-Druckgas” ist im Sinne der Erfindung ein Inertgas, z. B. sterile Luft, Stickstoff und/oder CO₂-Gas, und wird für die Einstellung der Sollfüllhöhe dem Kopfraum des jeweiligen Behälters mit einem Druck zugeführt, der zumindest etwas größer ist als der Fülldruck oder der Druck im Gasraum des Füllgutkessels.
Der Ausdruck „im Wesentlichen” bzw. „etwa” bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom 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 Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems gemäß der Erfindung;
2 eine Darstellung wie 1 bei einer weiteren Ausführungsform des Füllsystems gemäß der Erfindung.
Das in der 1 allgemein mit 1.1 bezeichnete Füllelement ist am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren Rotors 3 eines Füllsystems 1 oder einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Füllen von Behältern 2 in Form von Flaschen mit einem flüssigen Füllgut vorgesehen. Am Rotor 3 befinden sich für sämtliche Füllelemente 1.1 der Füllmaschine gemeinsam ein als Ringkessel ausgebildeter Füllgutkessel 4, der während des Füllbetriebes unter Ausbildung eines Flüssigkeitsraumes 4.1 und eines darüber liegenden Gasraumes 4.2 mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt ist sowie mindestens ein Sammelraum 5, idealerweise zwei Sammelräume, insb. Ringkanäle 5 und 6, von denen sich der Ringkanal 6 oberhalb des Füllgutkessels 4, auf jeden Fall oberhalb des Füllgutspiegels in diesem Füllgutkessel befindet. Der Gasraum 4.2 ist beispielsweise von einem Inertgas (z. B. CO₂-Gas oder Stickstoff) eingenommen, welches je nach Füllverfahren unter Überdruck, Normaldruck oder Unterdruck steht. Der Ringkanal 5, der ebenso wie der Ringkanal 6 für sämtliche Füllelemente der Füllmaschine gemeinsam vorgesehen ist, dient zur Bereitstellung eines Trinox-Gases, d. h eines Inertgases, welches z. B. sterile Luft, CO₂-Gas oder Stickstoff ist und mit einem Druck bereitgestellt wird, der größer ist als der Druck des Gasraumes 4.2.
Das Füllelement 1.1 umfasst ein Füllelementgehäuse 8, in welchem u. a. ein Flüssigkeitskanal 9 ausgebildet ist, der in seinem oberen Bereich über eine Produktleitung 10 mit dem Flüssigkeitsraum 4.1 des Füllgutkessels 4 verbunden ist. An der Unterseite des Gehäuses 8 bildet der Flüssigkeitskanal 9 eine die Füllelementachse FA umschließende ringförmige Abgabeöffnung 11, über die während des Füllens das flüssige Füllgut dem in Dichtlage am Füllelement 1.1 angeordneten und auf einem Behälterträger 7 stehenden Behälter 2 zufließt, der dabei mit seiner Behältermündung über eine Dichtung eines Zentrierkonus 12 im Bereich der Abgabeöffnung 11 dicht gegen das Füllelement anliegt, d. h sich in Dichtlage mit dem Füllelement befindet, und zwar angehoben durch den dem Füllelement 1.1 zugeordneten Behälterträger 13. Im Flüssigkeitskanal ist in Strömungsrichtung des Füllgutes vor der Abgabeöffnung 11 ein von einem Ventilkörper 15 gebildetes Flüssigkeitsventil vorgesehen. Der Ventilkörper 15, der mit einer Ventilfläche im Flüssigkeitskanal 9 zusammenwirkt, ist an einem achsgleich mit der vertikalen Füllelementachse FA angeordneten und als Ventilstößel wirkenden Gasrohr 16 vorgesehen. Das Gasrohr 16 steht durch die Abgabeöffnung 11 über die Unterseite des Füllelementes vor und reicht damit während des Füllens in den Kopfraum des jeweiligen Behälters 2. Zum gesteuerten Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 14 ist eine auf das Gasrohr 16 einwirkende und bei der dargestellten Ausführungsform pneumatische Betätigungseinrichtung 17 vorgesehen.
Das Füllelement 1.1 weist weiterhin ein achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnetes und vom Gasrohr 16 mit Abstand umschlossenes sowie beidendig offenes sondenartiges Trinox-Rohr oder Rückgasrohr 18 auf, welches während des Füllbetriebes als Füllhöhe bestimmendes Element mit seinem unteren offenen Ende 18.1 ebenfalls in den Kopfraum des betreffenden Behälters 2 hineinreicht und über das untere offene Ende des Gasrohres 16 vorsteht.
Das Rückgasrohr 18 ist durch das Füllelementgehäuse 8 hindurchgeführt und steht mit einer oberen Länge über die Oberseite dieses Gehäuses vor und ist mit seinem oberen Ende an einem für sämtliche Füllelemente des Füllsystems gemeinsamen Tragring 19 einer Verstelleinrichtung 20 gehalten, mit der sämtliche Rückgasrohre 18 gemeinsam axial zur Einstellung der Füllhöhe bewegbar sind. Das obere Ende des Rückgasrohres 18 ist über ein Steuerventil 21 und eine flexible Leitung 22 mit dem oberen Bereich des Ringkanals 6 verbunden, der bei der dargestellten Ausführungsform als Füllgutsammelkanal dient.
Bei der in der 1 dargestellten Ausführungsform ist der Ringkanal 6 in seinem unteren Bereich über eine Leitung 23 mit einer Versorgungsleitung 24 verbunden, die zum Zuführen oder Nachfüllen des flüssigen Füllgutes in den Ringkessel 4 dient. Weiterhin ist der obere Bereich des Ringkanals 6 über eine Leitung 25.1 mit einer Leitung 25 zum Zuführen des Inertgases in den Gasraum 4.2 und damit mit diesem Gasraum verbunden. Der Ringkanal 6 bildet somit u. a. einen Abscheider zum Trennen des flüssigen Füllgutes von gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen bzw. vom Rückgas, und zwar derart, dass sich das jeweilige flüssige Füllgut in einem unteren, an die Leitung 23 angeschlossenen Teilraum (Flüssigkeits-Teilraum) sammelt und die gas- und/oder dampfförmigen Bestandteile in einem darüberliegenden Teilraum (Gas-Teilraum), der über die Leitungen 25 und 25.1 u. a. auch mit dem Gasraum 4.2 des Füllgutkessels 4 in Verbindung steht, so dass letztlich im Ringkanal 6 derselbe Druck wie im Füllgutkessel 4 herrscht.
Im Inneren des Gehäuses 8 sind weiterhin u. a. ein Gasraum 26, in den das obere Ende des Gasrohres 16 bzw. ein zwischen der Innenfläche des Gasrohrs 16 und der Außenfläche des Rückgasrohres 18 gebildeter Gaskanal 27 mündet. Weiterhin ist im Inneren des Gehäuses 8 ein gesteuerter Gasweg mit dem Steuerventil 28 vorgesehen, über den der Gaskanal 27 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise gesteuert mit dem Ringkanal 5 verbunden werden kann.
Mit dem Füllelement 1.1 sind unterschiedliche Füllverfahren zum Füllen der Behälter 2 möglich. Bei allen diesen Verfahren dient das Rückgasrohr 18 als die Füllhöhe im jeweiligen Behälter 2 bestimmendes Element und reicht während des Füllens in den in Dichtlage am Füllelement 1.1 angeordneten Behälter 2 hinein. Allen diesen Füllverfahren ist gemeinsam, dass die eigentliche Füllphase durch Öffnen des Flüssigkeitsventils 14 eingeleitet wird, und dass dabei bei geschlossenem Steuerventil 28, aber bei geöffnetem Steuerventil 21 das von dem zufließenden flüssigen Füllgut aus dem Innenraum des Behälters 2 verdrängte gas- und/oder dampfförmige Medium über das Rückgasrohr 18 in den Ringkanal 6 und dabei u. a. auch in den Gasraum 4.2 des Ringkessels 4 zurückgeführt wird. Das Zufließen des flüssigen Füllgutes in den jeweiligen Behälter 2 wird dadurch beendet, dass schließlich das untere Ende 18.1 in den Füllgutspiegel eintaucht, wodurch das weitere Rückführen von gas- und/oder dampfförmigen Medium aus dem Kopfraum des Behälters 2 verhindert wird, wobei das flüssige Füllgut im Rückgasrohr 18 auf ein Niveau ansteigt, welches unterhalb des Niveaus des Füllgutspiegels im Ringkessel 4, aber oberhalb des Niveaus des Füllgutspiegels im Behälter 2 liegt. Das Flüssigkeitsventil 14 wird dann zeitgesteuert geschlossen. Bei weiterhin geöffnetem Steuerventil 21 wird zur genauen Einstellung der Füllhöhe bzw. zur Füllhöhenkorrektur das Steuerventil 28 geöffnet, so dass das unter Druck stehende Trinox-Gas bzw. Inertgas aus dem Ringkanal 5 über den Gasraum 26 und den Gaskanal 27 in den Kopfraum des gefüllten Behälters 2 gelangt und weiteres Füllgut über das Ende 18.1 in das Rückgasrohr 18 drückt, wobei ein Teil dieses Füllgutes schließlich in den Ringkanal 6 gelangt. Die Sollfüllhöhe ist dann erreicht, wenn das Ende 18.1 aus dem Füllgut auftaucht. Der eigentliche Füllprozess wird durch Schließen der Steuerventile 21 und 28 beendet. Der gefüllte Behälter 2 kann dann durch Absenken des Behälterträgers von dem Füllelement 1.1 abgenommen werden.
Der Ringkanal 6 dient zum Trennen der flüssigen Phase, d. h des über das Gasrohr 18 zugeführten Füllgutes und der gas- und/oder dampfförmigen Phase, d. h des beim Füllen aus dem Behälter 2 verdrängten gas- und/oder dampfförmigen Mediums. Die flüssige Phase bzw. das Füllgut wird über die Leitungen 23 und 24 in den Ringkessel unterschichtig und ohne Anteile oder im Wesentlichen ohne Anteile an gas- und/oder dampfförmigem Medium zurückgeführt, so dass durch das Rückführen keine Verwirbelung von flüssigem Füllgut und/oder Inertgas im Bereich des Füllgutspiegels und damit auch kein Freisetzen von Alkohol aus dem Füllgut erfolgt.
Die 2 zeigt als weitere Ausführungsform ein Füllsystem 1a, welches sich von dem Füllsystem 1 dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zum Ringkanal 6 ein Flüssigkeitsabscheider 32 vorgesehen ist, und zwar in der Verbindung zwischen der Leitung 23 und der Versorgungsleitung 24. Der Flüssigkeitsabscheider 32 besteht aus einem Gehäuse 33, welches einen geschlossenen Gehäuseinnenraum bildet, in welchem abgedichtet die Leitung 23 sowie oben eine Leitung 34 münden, die mit der Leitung 25 verbunden ist. An der Unterseite ist der Innenraum des Gehäuses 33 mit der Versorgungsleitung 24 verbunden. Weiterhin ist in der Leitung 25 zwischen dem Gasraum 4.2 und dem Anschluss der Leitung 25.1 ein Sperrventil 35 vorgesehen, welches während des normalen Füllbetriebes geöffnet ist. Durch den Flüssigkeitsabscheider 32 wird ein verbessertes Abscheiden von dem Füllgut mitgeführten und/oder gelösten gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen erreicht, so dass das aus dem Flüssigkeitsabscheider 32 an die Versorgungsleitung 24 und damit an den Flüssigkeitsraum 4.1 unterschichtig zurück geführte Füllgut frei von gas- und/oder dampfförmigen Bestandteilen ist und hierdurch eine Wirbelbildung im Füllgut des Ringkessels 4 durch aufsteigende Gas- und/oder Dampfblasen verhindert wird.
Eine Besonderheit der Füllsysteme 1 und 1a besteht darin, dass in der Verbindung, über die beim Füllen der Behälter 2, d. h in der Füllphase und während der anschließenden Füllhöhenkorrektur das aus dem Innenraum des jeweiligen Behälters 2 verdrängte gas- und/oder dampfförmige Medium (als Spül- und Spanngas verwendetes Inertgas, beispielsweise CO₂-Gas oder Stickstoff) als Rückgas sowie auch Füllgut in den Aufnahmeraum bzw. den Ringkanal 6 zurückgeführt wird, d. h bei der dargestellten Ausführungsform in der Verbindung, die von dem Rückgasrohr 18 und der Leitung 22 gebildet ist, ein Sensor 36 vorgesehen ist.
Mit diesem Sensor 36 wird das Vorhandensein einer Strömung des in den Ringkanal 6 verdrängten gas- oder dampfförmigen Mediums und des Füllgutes überwacht. Der Sensor 36 liefert ein entsprechendes elektrisches Mess- und Überwachungssignal an eine elektronische Steuereinheit des Füllsystems 1 bzw. 1a. Zur Erfassung des Stromes des Rückgases ist der Sensor 36 beispielsweise ähnlich einem elektrischen Sensor ausgebildet, wie er zur Motorsteuerung als Luftmengen- oder Massensensor verwendet wird. Zur Erfassung der Strömung des in den Ringkanal 6 verdrängten Füllgutes ist der Sensor 36 beispielsweise nach Art eines bewegte Funktionselemente vermeidenden Durchflussmessers, z. B. nach Art eines magnetisch induktiven Durchflussmessers ausgebildet. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, den Sensor 36 auch so auszubilden, dass er beide Funktionen aufweist, d. h als Strömungswächter und als Durchflussmesser wirkt. Bei einer einfachen Ausführungsform ist der Sensor 36 als Drucksensor ausgeführt. Der Sensor 36 ist über eine Datenleitung mit einer Auswerteeinheit 37 verbunden ist (nicht dargestellt in 2), in welcher die Ist-Werte mit den erwarteten Soll-Werten verglichen und anschließend weiterverarbeitet werden, insb. zur Steuerung des Prozesses, wie bzw. die Ausschleusung der schadhaften Flasche oder Abschaltung einer Füllstelle.
Wie in 1 gestrichelt dargestellt, kann der Sensor 36 auch unterhalb des Steuerventils 21 in Bereich des Rückgas- oder Trinox-Rohres 18 angeordnet sein.
Mit dem Sensor 36, der jeweils jedem Füllelement 1.1 gesondert zugeordnet ist, kann zuverlässig überwacht werden, ob während des Füllens tatsächlich der Innenraum des betreffenden, am Füllelement 1.1 in Dichtlage angeordneten Behälters gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, oder aber ob beispielsweise aufgrund einer Beschädigung des Behälters 2 und/oder aufgrund defekter Dichtungen insbesondere auch im Bereich der Zentriertulpe 12 ein dichter Abschluss des Behälterinnenraums gegenüber der Umgebung fehlt. Im letzten Fall liefert der Sensor 36 ein Sensorsignal, welches keiner Strömung oder nur einer deutlich unter oder über einem Sollwert liegenden Strömung entspricht, so dass die Steuereinrichtung eine defekte Füllstelle erkennt und noch während der Füllphase das Schließen zumindest des Flüssigkeitsventils 14 des betreffenden Füllelementes 1.1 und/oder ein Ausschleusen des betreffenden Behälters 2 aus der weiteren Bearbeitung nach dem Abnehmen vom Füllelement 1.1 veranlassen kann.
Hierdurch wird in optimaler Weise vermieden, dass beschädigte und/oder nur mangelhaft gefüllte Behälter einer weiteren Bearbeitung zugeführt werden, bzw. dass im Falle eines Vakuum-Füllsystems bei Undichtigkeit zusätzliche Außenluft in den Rückgasweg eingesaugt wird.
Speziell bei Füllsystemen, bei denen das Füllen der Behälter unter Vakuum erfolgt, d. h der Gasraum 4.2 während des Füllens mit einem Unterdruck beaufschlagt ist, wird durch das Schließen des Flüssigkeitsventils 14 beim Auftreten eines Defekts auch verhindert, dass in den Füllgutkessel 4 über einen defekten Behälter 2 und/oder über defekte Dichtungen des Füllelementes 1.1 Außenluft eingezogen wird, die ohne ein Schließen einer defekten Füllposition über die gesamte, für die Füllphase vorgesehene Zeitdauer durch das Füllgut im Füllkessel strömen würde, und zwar mit der Gefahr einer Verkeimung des Füllgutes durch hygienisch bedenkliche Luft aus der Umgebung bzw. aus einer Fertigungshalle. Außerdem würden sich ohne das Schließen des Flüssigkeitsventils 1.1 einer defekten Füllposition bei einem Füllsystem zum Vakuumfüllen zumindest erhebliche Betriebskosten für das Vakuumgebläse ergeben. Auch müsste dieses Gebläse ohne die mit dem jeweiligen Sensor 36 erreichte Überwachungs- und Schließfunktion mit höherer Leistung dimensioniert werden, was dann erhöhte Investitionskosten bedeutet. Nachteilig wären weiterhin bei einem Alkohol enthaltenden Füllgut auch erhöhte Alkoholverluste.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanken verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Füllsystem
1.1: Füllelement
2: Behälter
3: Rotor
4: Ringkessel
4.1: Flüssigkeitsraum
4.2: Gasraum
5, 6: Ringkanal
8: Gehäuse
9: Flüssigkeitskanal
10: Produktleitung
11: Abgabeöffnung
12: Zentriertulpe
13: Flaschenteller
14: Flüssigkeitsventil
15: Ventilkörper
16: Gasrohr
17: Betätigungseinrichtung
18: Rückgasrohr oder Trinox-Rohr
18.1: unteres Rohrende
19: Tragarm
20: Verstelleinrichtung
21: Steuerventil
22: flexible Leitung
23–25: Leitung
25.1: Leitung
26: Gasraum
27: Gaskanal
28: Steuerventil
32: Flüssigkeitsabscheider
33: Gehäuse
34: Leitung
35: Sperrventil
36: Sensorelement
37: Auswerteeinheit
FA: Füllelementachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009016322 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Füllen von Behältern (2) mit einem aus einem Füllgutkessel (4) bereitgestellten flüssigen Füllgut, wobei der jeweilige Behälter (2) während des Füllens in Dichtlage an einem Füllelement (1.1) angeordnet ist und der Innenraum des Behälters während des Füllens mit einem Strömungsweg (18, 22) des Füllelementes (1.1) in Verbindung steht, über den während des Füllens ein durch das zufließende Füllgut aus dem Innenraum des Behälters verdrängtes gas- und/oder dampfförmiges Medium, vorzugsweise Spanngas, als Rückgas sowie am Ende der Füllphase aus dem Innenraum des Behälters verdrängtes Füllgut in einen Sammelraum (6) geleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strömungsweg (18, 22) zu dem Sammelraum die Strömung des Rückgases und/oder des Füllgutes mit wenigstens einem Sensor (36) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum (6) vom Innenraum des Füllgutkessels (4) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum ein vom Füllgutkessel (4) gesonderter Raum ist, aus dem zumindest das Füllgut in den Füllgutkessel (4) oder in einen im teilgefüllten Füllgutkessel (4) ausgebildeten Flüssigkeitsraum (4.1) zurückgeführt wird, vorzugsweise unterschichtig.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Sensorsignal des wenigstens einen Sensors (36), welches einem fehlenden Rückgas- und/oder Füllgutstrom oder einem unter einem vorgegebenen Sollwert liegenden Rückgas- und/oder Füllgutstrom entspricht ein Schließen des Füllelementes (1.1) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines in den Behälter (2) hineinreichenden Rückgas- oder Trinoxrohres (18), über welches beim Füllen das Rückgas in den Sammelraum (6) sowie am Ende der Füllphase zur Einstellung einer Sollfüllhöhe durch Beaufschlagung eines Kopfraumes des zunächst überfüllen Behälters (2) Füllgut verdrängt wird, dieses Rückgas- und/oder Trinoxrohr (18) zumindest Teil des den wenigstens einen Sensor (36) aufweisenden Strömungsweges ist.
Füllsystem zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem Füllelement (1.1) mit wenigstens einem Flüssigkeitskanal (9), der eine Abgabeöffnung (11) bildet, über welche das flüssige Füllgut dem in Dichtlage am Füllelement (1.1) angeordneten Behälter gesteuert durch wenigstens ein Flüssigkeitsventil (14) zufließt, und der mit einem Flüssigkeitsraum (4.1) eines mit dem Füllgut teilgefüllten Füllgutkessels (4) verbunden ist, sowie mit einem Strömungsweg (18, 22), der zumindest während der Füllphase mit dem Innenraum des Behälters (2) in Verbindung steht und über den während der Füllphase aus dem Behälter verdrängtes Rückgas und/oder am Ende der Füllphase aus dem Behälter verdrängtes Füllgut einem Sammelraum (6) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungsweg (18, 22) wenigstens ein als Strömungswächter oder Durchflussmesser ausgebildeter Sensor (36) zur Überwachung der Strömung des Rückgases und/oder des Füllgutes vorgesehen ist.
Füllsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Füllelement (1.1) mit einem während der Füllphase in den Behälter (2) hineinreichenden Rückgas- oder Trinoxrohr (18) ausgebildet ist, über welches während der Füllphase durch das dem Behälterinnenraum zufließende Füllgut verdrängte Rückgas in den Sammelraum (6) abgeleitet und/oder am Ende der Füllphase zur Einstellung einer Sollfüllhöhe aus dem Kopfraum des zunächst überfüllten Behälters (2) Füllgut in den Sammelraum (6) verdrängt wird.
Füllsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum der Innenraum des Füllgutkessels (4) ist.
Füllsystem nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum ein gegenüber dem Füllgutkessel gesonderter Raum (6) ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelraum (6) für ein Trennen von Rückgas und Füllgut ausgebildet ist, und dass das Füllgut aus dem Sammelraum (6) über eine Verbindung (23, 24; 23, 33, 24) in den Füllgutkessel oder den dorten Flüssigkeitsraum (4.1), vorzugsweise unterschichtig zurückgeführt wird.