DE102014101708A1

DE102014101708A1 - Verfahren sowie Füllsystem zum Füllen von Behältern

Info

Publication number: DE102014101708A1
Application number: DE102014101708.0A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Clüsserath; Dieter-Rudolf Krulitsch
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2014-02-12
Filing date: 2014-02-12
Publication date: 2015-08-13
Also published as: EP3105169B1; US20170057801A1; SI3105169T1; WO2015121138A1; EP3105169A1

Abstract

Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, unter Verwendung eines Füllsystems mit mehreren jeweils ein Füllelement mit Flüssigkeitsventil aufweisenden Füllpositionen sowie mit einem Füllgutkessel, der wenigstens eine Füllgutkammer zur Aufnahme des Füllgutes bildet, wobei dem jeweiligen in Dichtlage an einer Füllposition befindlichen Behälter das Füllgut aus dem Füllgutkessel über das Flüssigkeitsventil gesteuert zugeführt und ein hierbei vom Füllgut aus dem Innenraum des Behälters verdrängtes Rückgas über einen Rückgasweg abgeführt wird, und wobei nach Beendigung des Füllprozesses und nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils der vom Füllgut nicht eingenommene Kopfraum des in Dichtlage an der Füllposition befindlichen Behälters zur Füllhöhenkorrektur mit einem unter Druck stehenden Trinox- oder Inertgas beaufschlagt und hierbei überschüssiges Füllgut aus dem Behälter über den Rückgasweg zusammen mit Trinox-Gas verdrängt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 8.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Füllsystem aufzuzeigen, mit welchem insbesondere auch ein Abfüllen von Spirituosen und/oder Wein mit exakter Füllhöhe möglich ist, und zwar insbesondere auch unter Einhaltung der von Spirituosenabfüllbetrieben geforderten Ansprüche und hygienischen Rahmenbedingungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 8.
Das erfindungsgemäße Füllsystem eignet sich insbesondere zum Abfüllen von Spirituosen und/oder Wein und erfüllt dabei in optimaler Weise die an derartige Füllsysteme gestellten Forderungen und Ansprüche:
Das erfindungsgemäße Füllsystem ist rechnergesteuert, d.h. es erfolgt kein mechanisches Öffnen der Flüssigkeitsventile der Füllpositionen. Das Füllsystem garantiert eine hygienische Ausführung, insbesondere sind keine Schiebedichtungen zwischen einem Hygienebereich und der Umgebung erforderlich. Beim Füllen der Behälter erfolgt keine Benetzung der Behältermündung mit dem Füllgut. Vielmehr erfolgt die Füllgutanstrahlung, d.h. das Austreten des Füllgutes aus dem Füllelement der jeweiligen Füllposition innerhalb des Behälters unterhalb der Behältermündung, d.h. etwa auf dem Niveau der angestrebten Füllhöhe. Das erfindungsgemäße Füllsystem ermöglicht eine präzise Einstellung der Füllhöhe durch das sogenannte Trinox-Verfahren.
Bei der Erfindung wird zur Füllhöhenkorrektur der Kopfraum des jeweiligen Behälters aus einem für sämtliche Füllpositionen gemeinsamen und am Maschinenelement vorgesehenen Trinoxkanal über einen Trinox-Gasweg, der vorzugsweise für jede Füllposition gesondert vorgesehen ist, mit einem Trinox-Gas beaufschlagt. Der Trinox-Gasweg ist auf wenigstens einer Teillänge innerhalb eines Faltenbalgs ausgebildet ist, der sich zwischen dem Anlageelement und einem Füllelementgehäuse des jeweiligen Füllelementes und/oder dem Maschinenelement und/oder einem Rotor erstreckt. Hierdurch ergibt sich eine betriebssichere und konstruktiv vereinfachte Ausbildung des Trinox-Gasweges auch mit der Möglichkeit einer Höhenverstellung des Anlageelementes in Bezug auf die Füllelemente z.B. für eine Einstellung der Füllhöhe. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Füllelemente jeweils ein Füllrohr auf und der Trinox-Gasweg ist dann als Ringkanal zwischen dem das Füllrohr umschließenden Faltenbalg und dem Füllrohr ausgebildet.
Bei einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Füllgut, welches beim Füllen vom Rückgas mitgeführt wird und/oder bei der Füllhöhenkorrektur durch das dabei verwendete Trinox-Gas aus dem jeweiligen Behälter verdrängt wird, in eine gesonderte Sammel- und Trennkammer gelangt und keine Rückführung dieses Füllgutes in den Füllkessel erfolgt, wodurch die Gefahr einer Kontamination des Füllgutes im Füllkessel zuverlässig vermieden ist. Das in die Sammel- und Trennkammer rückgeführtes und dort auch von gasförmigen Bestandteil getrenntes Füllgut wird entweder verworfen oder aber bevorzugt nach einer entsprechenden Aufbereitung dem Füllsystem wieder zugeführt.
„In Dichtlage mit dem Füllelement befindlicher Behälter“ bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der jeweils zu füllende Behälter in der dem Fachmann bekannten Weise mit seiner Behältermündung abgedichtet an der Füllposition angeordnet ist bzw. dicht an eine dortige, das Füllrohr des Füllelementes umgebende Dichtung angepresst ist.
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 eine Füllposition eines Füllsystems zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut;
2 im Schnitt und in vergrößerter Teildarstellung ein Detail des Füllsystems der 1;
3 in vereinfachter schematischer Darstellung die Füllposition eines Vakuum-Füllsystems zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut;
4 in vereinfachter Schnittdarstellung das obere Ende eines Rückgasrohres des Füllsystems der 3 zusammen mit einem Sammel- und Trennkanal und einem pneumatisch betätigten Ventil;
5 eine Darstellung ähnlich 4 bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 zeigt eine Füllposition 1 eines Füllsystems 2 einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Füllen, beispielsweise zum drucklosen Füllen von Behältern 3 in Form von Flaschen mit eine flüssigen Füllgut.
Das Füllsystem 2 umfasst u.a. einen Füllgutkessel 4, der der als Ringkessel ausgebildet ist und am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotors 3 eine vertikale Maschinenachse konzentrisch umschließend vorgesehen ist. Der Innenraum des Füllgutkessels 4 ist durch eine Trennwand 6 in eine obere Kammer 4.1 und in eine untere Füllgutkammer 4.2 getrennt. Letztere ist während des Füllbetriebes mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt, welches über einen Versorgungsanschluss 7 zugeführt wird. Jede Füllposition 1 besitzt ein in der 1 allgemein mit 8 bezeichnetes Füllelement mit einem Füllelementgehäuse 9, welches am Rotor 5 unterhalb des Füllgutkessels 4 vorgesehen ist und in welchem ein Flüssigkeitskanal 10 ausgebildet ist, der an seinem oberen Ende in die Füllgutkammer 4.2 mündet und an der Unterseite des Füllgutgehäuses 9 in einen Ringkanal eines Füllrohres 11 übergeht. Dieses bildet an seinem unteren, offenen Ende eine Abgabeöffnung, über die das flüssige Füllgut während des Füllens dem Behälterinnenraum des jeweiligen Behälters 3 zufließt. Im Inneren des Flüssigkeitskanals 10 ist ein Flüssigkeitsventil 12 vorgesehen, dessen Ventilkörper 12.1 mit einer Ventilfläche im Flüssigkeitskanal 10 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 12.1 ist an einem Rückgasrohr 13 vorgesehen, welches achsgleich mit einer vertikalen Füllelementachse FA angeordnet als Ventilstößel zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 12 dient und hierfür um einen vorgegebenen Öffnungs- und Schließhub in Richtung der Füllelementachse FA bewegt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform sind das Rückgasrohr 13 und damit der Ventilkörper 12.1 durch eine in der Rückgaskammer 4.1 angeordnete Druckfeder 18.1 für eine Bewegung nach oben, d.h. in die Schließstellung des Flüssigkeitsventils 12 vorgespannt. Zum Öffnen des Flüssigkeitsventils 12 dient eine pneumatische Betätigungseinrichtung 14, die an der Oberseite des Füllgutkessels 4 vorgesehen ist und im Wesentlichen einen Zylinder 15, einen Kolben 16 mit Stößel oder Kolbenstange 17 und eine Druckfeder 18.2 aufweist. Oberhalb des Kolbens 16 ist im Zylinder 15 eine Steuerkammer 19 gebildet, deren Federkraft kleiner ist als die Federkraft der Druckfeder 18.1. Die den Kolben 16 nach oben vorspannende Druckfeder 18.2 befindet sich unterhalb des Kolbens 16. Die Kolbenstange 17 ist als achsgleich mit der Füllelementachse angeordnetes Rohrstück mit einem beidendig offenen Kanal ausgebildet und liegt in dem in der Figur gezeigten Betriebszustand mit seinem unteren, verbreiterten Ende über eine Ringdichtung in der Kammer 4.1 gegen das dortige, obere offene Ende des Rückgasrohres 13 an, sodass der in der Kolbenstange 17 ausgebildete Kanal mit dem Kanal des Rückgasrohres 13 in Verbindung steht bzw. sich der Kanal des Rückgasrohres 13 in dem Kanal der Kolbenstange 17 fortsetzt. An dem oberen, abgedichtet aus der Steuerkammer 19 herausgeführten Ende ist der Kanal der Kolbenstange 17 über eine flexible Verbindungsleitung 20 mit einer an der Oberseite des Füllgutkessels 4 vorgesehenen, für sämtliche Füllpositionen 1 des Füllsystems gemeinsamen und als Ringkanal ausgebildeten Sammel- und Trennkammer 21 verbunden, und zwar derart, dass die flexible Verbindungsleitung 20 an der Oberseite dieser Kammer in deren Innenraum mündet. Der Innenraum der Sammel- und Trennkammer 21 ist weiterhin mit einem unteren Anschluss 22 zum Abführen von Füllgut und mit einem oberen Anschluss 23 zum Abführen von Rückgas und anderen gasförmigen Bestandteilen verbunden.
Zur Ansteuerung des Betätigungselementes 14 ist ein elektrisch betätigbares Steuerventil 24 vorgesehen, welches wenigstens drei Schaltstellungen aufweist, und zwar
eine erste Schaltstellung zur Beaufschlagung der Steuerkammer 19 mit einem erhöhten Steuerdruck P1 zum Öffnen des Flüssigkeitsventils 12, wobei die mit dem Steuerdruck P1 erzeugte Kraft größer ist als die Summe der Federkräfte der Federn 18.1 und 18.2,
eine zweite Schaltstellung zur Beaufschlagung der Steuerkammer 19 mit einem reduzierten Steuerdruck P2 für das Schließen des Flüssigkeitsventils 12, d.h. zur Erzeugung einer Kraft, die zwar größer ist als die Federkraft der Druckfeder 18.2, aber kleiner ist als die Federkraft der Feder 18.1 sowie
eine dritte Schaltstellung zum Entlüften der Steuerkammer 19 bzw. zur Beaufschlagung der Steuerkammer 19 mit dem Umgebungsdruck Pu zum Trennen der Verbindung zwischen dem Rückgasrohr 13 und der Kolbenstange 17, insbesondere für eine CIP-Reinigung und/oder CIP-Desinfektion des Füllsystems 2.
Mit 25 ist ein für sämtliche Füllpositionen 1 des Füllsystems gemeinsames Anlageelement bezeichnet, welches bei der dargestellten Ausführungsform als die vertikale Maschinenachse konzentrisch umschließender Ring ausgebildet ist und durch welches die Füllrohre 11 sämtlicher Füllelement 8 nach oben hin durch Dichtungen 25.1 abgedichtet hindurchgeführt sind, sodass sie mit jeweils einer unteren Länge über die Unterseite des Anlageelementes 25 vorstehen. Das Anlageelement 25 ist weiterhin mit die Füllrohre 11 umschließenden Ringdichtungen 26 versehen, gegen die die Behälter 3 bei in ihren Behälterinnenraum hineinragenden Füllrohren 11 mit der Behältermündung in Dichtlage anliegen.
Mit 27 ist ein Trinoxkanal 27 bezeichnet, welcher als Ringkanal ausgebildet für sämtliche Füllpositionen 1 des Füllsystems 2 gemeinsam vorgesehen ist. Jeder Füllposition 1 ist ein Trinox-Ventil 28 zugeordnet, und zwar in einem an den Trinoxkanal 27 angeschlossenen Trinox-Gasweg 29, der zumindest auf einer Teillänge innerhalb einer flexiblen Verbindung gebildet ist, und zwar entsprechend der 2 in einem Faltenbalg 30.1, der sich zwischen dem Rotor 5 und dem Anlageelement 25 erstreckt und sich in diesem Anlageelement fortsetzt. Der Trinox-Gasweg 29 mündet über einen nach oben hin durch die jeweilige Dichtung 25.1 abgedichteten Ringspalt 30, der das jeweilige Füllrohr 11 umschließt, in den Behälterinnenraum des in Dichtlage am Füllelement 8 bzw. an dem Anlageelement 25 vorgesehenen Behälters 3.
Das Füllsystem 2 dient beispielsweise zum drucklosen Füllen der Behälter 3. Für das Füllen wird der jeweilige Behälter 3 in Richtung der Füllelementachse FA angehoben, sodass er mit dem Rand seiner Behältermündung in Dichtlage gegen die jeweilige Ringdichtung 26 anliegt. Durch Beaufschlagung der Steuerkammer 19 mit dem Druck P1 wird das Flüssigkeitsventil 12 geöffnet. Das Füllgut läuft unterhalb der Behältermündung drucklos und über die Behälterinnenfläche in den Behälter 3. Die Füllgeschwindigkeit wird dabei durch das geodätische Gefälle zwischen der Oberkante des Füllgutspiegels im Füllgutkessel 4 und der Abgabeöffnung an der Unterseite des Füllrohres 11 bestimmt. Das vom zufließenden Füllgut aus dem Behälterinnenraum verdrängte Rückgas strömt über das Rückgasrohr 13, den Kanal der Kolbenstange 17 und die Verbindungsleitung 20 in die Sammel- und Trennkammer 21 und kommt somit zumindest zunächst nicht in Kontakt mit dem Füllgut in der Füllgutkammer 4.2. Das Zufließen des Füllgutes in den Behälter 3 wird automatisch beendet, sobald das untere, über die Unterseite des Füllrohres 11 vorstehende Ende des Rückgasrohres in den Füllgutspiegel im Behälter 3 eingetaucht ist. Im Anschluss daran wird beispielsweise zeitgesteuert das Flüssigkeitsventil 12 geschlossen, und zwar durch Beaufschlagung der Steuerkammer 19 mit dem Druck P2. Zur Einstellung einer exakten Füllhöhe bzw. zur Füllhöhenkorrektur wird dann das Trinox-Ventil 28 geöffnet, sodass aus dem Trinox-Kanal 27 ein unter einem geringen Überdruck, beispielsweise unter einem Überdruck von 0,5 bis 1,0 bar bestehendes Trinox-Gas, d.h. Inert-Gas (z.B. CO2-Gas und/oder Stickstoff) in den vom Füllgut nicht eingenommenen Kopfraum des in Dichtlage am Anlageelement 25 vorgesehenen Behälters 3 einströmen und dadurch Füllgut über das Rückgasrohr 13, den Kanal der Kolbenstange 17 und die Verbindungsleitung 20 die Sammel- und Trennkammer drücken kann, und zwar solange bis sich das untere Ende des Rückgasrohres 13 oberhalb des Füllgutspiegels im Behälter 3 befindet. Die Höhe des Füllgutspiegels im Behälter 3 wird somit durch die Länge bestimmt, mit der das Rückgasrohr 13 in den Behälter 3 hineinreicht. Zur Einstellung der Füllhöhe ist das Anlageelement 25 in Richtung der Füllelementachse FA verstellbar, wie dies mit dem Doppelpfeil A angedeutet ist. Mit dem Schließen des Trinox-Ventils 28 ist der Füllprozess abgeschlossen. Der jeweils gefüllte Behälter 3 kann abgesenkt werden.
Die 2 zeigt als weitere Ausführungsform einen Trinox-Gasweg 29a, der auf einer Teillänge dadurch gebildet ist, dass zwischen der Unterseite des Füllelementgehäuses 9 und der Oberseite des Anlageelementes 25 ein das jeweilige Füllrohr 11 umschließender Faltenbalg 31 vorgesehen ist und zwischen diesem und dem Füllrohr 11 ein nach außen hin abgedichteter Ringraum 32 gebildet ist, der Teil des Trinox-Gasweg 29a ist und über den Ringkanal 30 mit dem Behälterinnenraum des in Dichtlage am Füllelement 8 bzw. an dem Anlageelement 25 vorgesehenen Behälters 3 sowie über das Trinoxventil 28 mit dem Trinoxkanal 27 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform können die Dichtungen 25.1 entfallen.
Die 3 und 4 zeigen eine Füllposition 1a eines Füllsystems 2a einer Füllmaschine umlaufender Bauart mit einem Füllgutkessel 4a, der Teil eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotors 5a ist. Der Füllgutkessel 4a ist mit einer einzigen Kammer 4a.1 ausgebildet, die während des Füllbetriebes mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt ist. Jeder Füllposition 1a ist wiederum ein Füllelement 8a zugeordnet, welches an der Unterseite des Füllgutkessels 4a vorgesehen ist und mit einem Füllrohr 11a ausgebildet ist, welches beim Füllen des jeweiligen Behälters 3 mit einem unteren, eine Abgabeöffnung für das Füllgut bildenden Ende wiederum durch die Behältermündung in den Behälterinnenraum hineinreicht.
Jede Füllposition 1a bzw. jedes Füllelement 8a weist weiterhin ein Rückgasrohr 13a auf, welches achsgleich mit einer Füllelementachse FA angeordnet zugleich als Ventilstößel für den Ventilkörper des Flüssigkeitsventils 12a dient, durch die Kammer 4a.1 hindurchreicht und an der Oberseite des Füllgutkessels 4a aus diesem abgedichtet herausgeführt ist. Das Rückgasrohr 13a wirkt dort mit einem Betätigungselement 14a zusammen, und zwar zum gesteuerten Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 12a. Nicht nur das Betätigungselement 14a, welches pneumatisch gesteuert wird, sondern auch eine der Feder 18.1 entsprechende, das Flüssigkeitsventil 12a schließende Feder befinden sich außerhalb des Füllgutkessels 4a. Oberhalb des Betätigungselementes 14a mündet der Rückgaskanal in eine für jede Füllposition 1a individuell vorgesehene Kammer 33 (4), die über ein pneumatisch betätigbares Ventil 34 mit der für sämtliche Füllpositionen 1a gemeinsamen Sammel- und Trennkammer 21 in Verbindung steht.
Das Füllsystem 2a weist wiederum das höhenverstellbare Anlagenelement 25a auf, welchem bei der dargestellten Ausführungsform für jede Füllposition 1a eine Zentriertulpe 34 mit Dichtung zugeordnet ist, die Teil des Anlageelementes 25a ist und gegen die der jeweilige Behälter 3 beim Füllen mit seiner Behälteröffnung in Dichtlage anliegt. Weiterhin ist jede Füllposition 1a mit einem dem Faltenbalg 31 entsprechenden Faltenbalg 31a ausgestattet, welcher zwischen dem Faltenbalg 31a dem Füllelement 11a einen Ringkanal 30 bildet, der Teil des Trinox-Gasweges 29a ist und in den Innenraum des beim Füllen in Dichtlage an der Füllposition 1a vorgesehenen Behälters 3 mündet. Über den Trinox-Gasweg 29a ist der jeweilige Behälter 3 wiederum gesteuert mit dem Trinoxventil 28 mit dem Trinoxgas aus dem Trinoxkanal 27 beaufschlagbar.
Das Füllsystem 2a eignet sich insbesondere auch zum Vakuumfüllen der Behälter 3. Bei diesem Verfahren wird in bekannter Weise der Innenraum des jeweiligen, in Dichtlage an einer Füllposition 1a angeordnete Behälter 3 vor dem Öffnen des Flüssigkeitsventils 12a mit Unterdruck beaufschlagt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform aus der Sammel- und Trennkammer 21 über das geöffnete Ventil 34 und den Kanal des Rückgasrohres 13a. Die Sammel- und Trennkammer 21 ist über den Anschluss 23 mit einer Vakuum-Quelle verbunden. Der Anschluss 22 dient wieder zum Abführen von flüssigem Füllgut aus der Sammel- und Trennkammer 21.
Nach dem Öffnen des Flüssigkeitsventils 12a fließt das flüssige Füllgut unterhalb der Behältermündung über das in den Behälter 3 hineinreichende Füllrohr 11a in den Behälterinnenraum. Das Ventil 34 ist hierbei geschlossen. Das Zufließen des Füllgutes wird beendet, sobald das untere Ende des Rückgasrohres 13a in den Füllgutspiegel ausreichend eingetaucht ist. Im Anschluss daran wird auch das Flüssigkeitsventil 12a geschlossen. Zur Einstellung einer exakten Füllhöhe bzw. zur Füllhöhenkorrektur wird aus dem Trinoxkanal 27 Trinoxgas, d.h. Inertgas unter Druck in den Kopfraum des in Dichtlage an der Füllposition 1a angeordneten Behälter eingeleitet, sodass bei wieder geöffnetem Ventil 34 überschüssiges Füllgut über das Rückgasrohr 13a in die Sammel- und Trennkammer 21 vergedrängt wird, bis sich das untere Ende des Rückgasrohres 13a oberhalb des Füllgutspiegels im Behälterinnenraum befindet. Durch Höhenverstellung des Anlagenelementes 25a kann die Füllhöhe in den Behältern 3 eingestellt werden.
Die 5 zeigt eine Darstellung ähnlich 4 einer Füllposition 1b eines Füllsystems 2b, welches sich von dem Füllsystem 2a lediglich dadurch unterscheidet, das die Füllpositionen 1b das Ventil 34 nicht aufweisen, vielmehr die jeweilige Kammer 33 ständig mit der Sammel- und Trennkammer verbunden ist.
Allen beschriebenen Ausführungsformen ist gemeinsam, dass der Trinox-Gasweg 29, 29a auf wenigstens einer Teillänge innerhalb eines Faltenbalgs 31, 31.1, 31a ausgebildet ist, der sich zwischen dem Anlageelement 25, 25a und dem Füllelementgehäuse 9, 9a oder dem Rotor 5 erstreckt, dass das Rückgas und eventuell mit dem Rückgas, insbesondere aber mit dem Trinox-Gas aus dem jeweiligen Behälter 3 mitgeführtes Füllgut nicht in den Innenraum des Füllgutkessels zurückgeführt wird, sodass die Gefahr einer Infektion des Füllgutes im Füllgutkessel durch das mitgeführte Füllgut vermieden ist. Das in der Sammel- und Trennkammer 21 getrennte oder abgesonderte und über die Leitung 22 abgeführte Füllgut wird dann verworfen oder erst nach einer Aufbereitung an das Füllsystem oder an den Füllgutkessel 4, 4a zurückgeführt. Das vom Füllgut in der Sammel- und Trennkammer 21 getrennte Rückgas wird beispielsweise über den Anschluss 23 an den vom Füllgut nicht eingenommenen und über dem Füllgutspiegel gebildeten Gasraum des Füllgutkessels 4, 4a zurückgeführt. Hierfür ist der Anschluss 23 beispielsweise mit diesem Gasraum verbunden.
Das im Füllgutkessel 4, 4a über dem Füllgut befindliche Gaspolster ist statisch und weist keine oder im Wesentlichen keine Strömung auf und wird während des Füllbetriebes auch nicht ausgetauscht, sodass Alkohol und/oder Aromadämpfe nicht verloren gehen. Weiterhin ermöglichen die erfindungsgemäßen Füllsysteme eine Inertgas-Überlagerung mit sehr geringem Gasverbrauch. Die Zuspeisung von Inertgas erfolgt in den vom Füllgut eingenommenen Teil des Füllgutkessels 4, 4a. Überschüssiges Inertgas wird von dem Sammel- und Trennkanal 21 aufgenommen.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b: Füllposition
2, 2a, 2b: Füllsystem
3: Behälter
4, 4a: Füllgutkessel
4.1, 4.2: Kammer
4a.1: Kammer
5, 5a: Rotor
6: Trennwand
7: Versorgungsleitung
8, 8a: Füllelement
9, 9a: Füllelementgehäuse
10: Flüssigkeitskanal
11, 11a: Füllrohr
12, 12a: Flüssigkeitsventil
12.1: Ventilkörper
13, 13a: Rückgasrohr
14, 14a: Betätigungselement
15: Zylinder
16: Kolben
17: rohrförmige Kolbenstange
18.1, 18.2: Druckfeder
19: Steuerkammer
20: Verbindungsleitung
21: Sammel- und Trennkammer
22, 23: Anschluss
24: Steuerventil
25, 25a: Anlageelemente
25.1: Dichtung
26: Ringdichtung
27: Trinox-Kanal
28: Trinox-Ventil
29, 29a: Verbindung
30: Ringkanal
31, 31.1, 31a: Faltenbalg
32: Ringraum
33: Kammer
34: Ventil
35: Zentriertulpe
A: Einstellhub des Anlagenelementes 25, 25a
FA: Füllelementachse

Claims

Verfahren zum Füllen von Behältern (3) mit einem flüssigen Füllgut, vorzugsweise in Form von Spirituosen oder Wein, unter Verwendung eines Füllsystems (2, 2a, 2b) mit mehreren jeweils ein Füllelement (8, 8a) mit Flüssigkeitsventil (12, 12a) aufweisenden Füllpositionen (1, 1a, 1b) an einem Maschinenelement, vorzugsweise an einem umlaufend antreibbaren Transportelement oder Rotor (5), sowie mit einem Füllgutkessel (4, 4a), der an dem Transportelement oder Rotor (5) für die Füllpositionen (1, 1a, 1b) gemeinsam vorgesehen ist und wenigstens eine Füllgutkammer (4.2, 4a.1) zur Aufnahme des Füllgutes bildet, wobei dem jeweiligen mit einer Behälteröffnung in Dichtlage an einem Anlageelement (25, 25a, 35) einer Füllposition (1, 1a, 1b) befindlichen Behälter (3) das Füllgut aus dem Füllgutkessel (4, 4a) über das Flüssigkeitsventil (12, 12a) gesteuert zugeführt wird und nach Beendigung des Füllprozesses und nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils (12, 12a) der vom Füllgut nicht eingenommene Kopfraum des in Dichtlage dem Anlageelement (25, 25a, 35) befindlichen Behälters (3) zur Füllhöhenkorrektur mit einem unter Druck stehenden Trinox- oder Inertgas, beispielsweise in Form eines CO2-Gases und/oder in Form von Stickstoff, aus einem am Maschinenelement vorgesehenen Trinoxkanal (27) über einen in den Kopfraum mündenden und vorzugsweise individuell gesteuerten Trinox-Gasweg (29, 29a) beaufschlagt und hierbei überschüssiges Füllgut aus dem Behälter (3) zusammen mit Trinox-Gas verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfraum des jeweiligen Behälters (3) mit dem Trinox-Gas über den Trinox-Gasweg (29, 29a) beaufschlagt wird, der auf wenigstens einer Teillänge innerhalb eines Faltenbalgs (31, 31.1, 31a) ausgebildet ist, der sich zwischen dem Anlageelement (25, 25a, 35) und einem Füllelementgehäuse (9, 9a) des jeweiligen Füllelementes (8, 8a) und/oder dem Maschinenelement und/oder dem Rotor (5) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Füllelementen (8, 8a) mit Füllrohr (11, 11a) der Trinox-Gasweg (29a) als Ringkanal (32) zwischen dem das Füllrohr 11, 11a) umschließenden Faltenbalg (31, 31a) und dem Füllrohr (11. 11a) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Füllhöhe das Anlageelement (25, 25a, 35) in der Höhe verstellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein beim Füllen oder bei der Füllhöhenkorrektur aus dem Behälterinnenraum über einen Rückgasweg (13, 13a, 17) verdrängtes Rückgas und/oder Füllgut in einer für sämtliche Füllpositionen (1, 1a, 1b) gemeinsamen und vom Füllgutraum (4.2, 4a.1) des Füllgutkessels (4, 4a) getrennten Sammel- und Trennkammer (21) aufgenommen wird, und dass in der Sammel- und Trennkammer (21) bevorzugt ein Trennen von gasförmigen und flüssigen Bestandteilen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmigen Bestandteile in einem Gasraum zurückgeleitet werden, der oberhalb des Füllgutspiegels im Füllgutraum (4.2, 4a.1) des Füllkessels (4, 4a) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das von gasförmigen Bestandteilen getrennte Füllgut aus der Sammel- und Trennkammer (21) verworfen oder nach einer Aufbereitung dem Füllsystem (2, 2a, 2b) oder dessen Füllgutkessel (4, 4a) wieder zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4–6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückgasweg zumindest auf einer Teillänge von dem Kanal eines Rückgasrohres (13, 13a) gebildet ist, und dass das Rückgasrohr (13, 13a) ein die Füllhöhe des Füllgutes im Behälter (3) bestimmendes Element in der Weise bildet, dass beim Eintauchen des Rückgasrohres (13, 13a) in den beim Füllen im Behälter (3) aufsteigenden Füllgutspiegel das weitere Zufließen des Füllgutes in den Behälter beendet wird.
Füllsystem zum Füllen von Behältern (3) mit einem flüssigen Füllgut, vorzugsweise in Form von Spirituosen oder Wein, mit mehreren jeweils ein Füllelement (8, 8a) aufweisenden Füllpositionen (1, 1a, 1b) an einem Maschinenelement, vorzugsweise an einem umlaufend antreibbaren Transportelement oder Rotor (5), wobei die Füllelemente (8, 8a) jeweils einen in einem Füllelementgehäuse (9, 9a) ausgebildeten Flüssigkeitskanal (10) mit Abgabeöffnung für das Füllgut sowie mit einem Flüssigkeitsventil (12, 12a) zum gesteuerten Öffnen und Schließen des Flüssigkeitskanals (10) aufweisen, der mit einer Füllgutkammer (4.2, 4a.1) eines für sämtliche Füllpositionen (1, 1a, 1b) gemeinsamen Füllgutkessels (4, 4a) in Verbindung steht, sowie mit einem am Maschinenelement vorgesehenen Trinoxkanal (27), aus dem nach Beendigung des Füllprozesses und nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils (12, 12a) der vom Füllgut nicht eingenommene Kopfraum des in Dichtlage an einem Anlageelement (25, 25a, 35) der Füllposition (1, 1a, 1b) befindlichen Behälters (3) zur Füllhöhenkorrektur mit einem unter Druck stehenden Trinox- oder Inertgas, beispielsweise in Form eines CO2-Gases und/oder in Form von Stickstoff, über einen in den Kopfraum mündenden und vorzugsweise individuell gesteuerten Trinox-Gasweg (29, 29a) beaufschlagbar ist, um hierbei überschüssiges Füllgut aus dem Behälter (3) mit dem Trinox-Gas zu verdrängen, wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Trinox-Gasweg (29, 29a) auf wenigstens einer Teillänge innerhalb eines Faltenbalgs (31, 31.1, 31a) ausgebildet ist, der sich zwischen dem Anlageelement (25, 25a, 35) und dem Füllelementgehäuse (9, 9a) und/oder dem Maschinenelement und/oder dem Rotor (5) erstreckt.
Füllsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente (8, 8a) jeweils ein Füllrohr (11, 11a) aufweisen, und dass der Trinox-Gasweg (29a) als Ringkanal zwischen dem das Füllrohr (11, 11a) umschließenden Faltenbalg (31, 31a) und dem Füllrohr (11. 11a) ausgebildet ist.
Füllsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlageelement (25, 25a, 35) zur Einstellung der Füllhöhe höhenverstellbar ist.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rückgaswege der Füllelemente (8, 8a) mit einer für sämtliche Füllpositionen (1, 1a, 1b) gemeinsamen und von der Füllgutkammer (4.2, 4a.1) des Füllkessels (4, 4a) getrennten Sammel- und Trennkammer (21) in Verbindung stehen.
Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trinox-Gasweg (29, 29a) in einen das Füllrohr (12, 12a) umgebenden, nach außen hin geschlossenen und mit dem Behälterinnenraum in Verbindung stehenden Ringkanal (30) mündet.
Füllsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Füllelement (8, 8a) ein Rückgasrohr (13, 13a) aufweist, welches mit der Sammel- und Trennkammer (21) in Verbindung steht.
Füllsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (13) einen Ventilstößel für einen Ventilkörper (12.1) des Flüssigkeitsventils (12, 12a) bildet und durch ein Betätigungselement (14, 14a), vorzugsweise durch ein pneumatisch betätigbares Betätigungselement (14, 14a) zum Öffnen oder Schließen des Flüssigkeitsventils (12, 12a) gegen die Wirkung wenigstens einer Rückstellfeder (18.1) axial bewegbar ist.
Füllsystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (13) durch die wenigstens eine Rückstellfeder (18.1) in eine Schließstellung des Flüssigkeitsventils (12) vorgespannt ist, und dass das Betätigungselement einen eine Steuerkammer (19) begrenzenden Kolben (16) mit Kolbenstange (17) aufweist, die als Rohrstück ausgebildet einen Teil des Rückgasweges bildet und bei Beaufschlagung der Steuerkammer (19) mit einem Steuerdruck (P1, P2) mit einem Ende gegen ein die Abgabeöffnung entfernt liegendes Ende des Rückgasrohres (13) anliegt, sodass der Kanal des Rückgasrohres (13) in den Kanal der Kolbenstange (17) mündet.
Füllsystem nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere Feder (18.2), mit der der Kolben (16) und die Kolbenstange (17) für ein Trennen der Verbindung zwischen den Kanälen des Rückgasrohres (13) und der Kolbenstange (17) vorgespannt ist.
Füllsystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkammer (19) über ein Steuerventil (24) zum Öffnen des Flüssigkeitsventils (12) mit einem ersten Steuerdruck (P1), zum Schließen des Flüssigkeitsventils (12) mit einem zweiten, gegenüber dem ersten reduzierten Steuerdruck (P2) sowie zum Trennen der Verbindung zwischen den Kanälen des Rückgasrohres (13) und der Kolbenstange (17) mit einem dritten, gegenüber dem zweiten reduzierten Steuerdruck (Pu), beispielsweise mit Atmosphärendruck beaufschlagbar ist.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 13–17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal des Rückgasrohres (13a) in eine an jeder Füllposition (1a, 1b) individuell vorgesehenen Kammer (33) mündet, die unmittelbar oder über ein vorzugsweise pneumatisch steuerbares Ventil (34) mit der Sammel- und Trennkammer (21) in Verbindung steht.
Füllsystem nach einem der Ansprüche 11–18, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammel- und Trennkammer (21) wenigstens einen oberen Anschluss (23) zum Abführen von gasförmigen Bestandteilen und einen unteren Anschluss (22) zum Abführen von Füllgut aufweist.