DE102016105552A1

DE102016105552A1 - Filling valve for filling a container with a filling product

Info

Publication number: DE102016105552A1
Application number: DE102016105552.2A
Authority: DE
Inventors: Josef DOBLINGER; Andreas Neuber; Stefan Pöschl; Anton Huber
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2016-03-24
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-09-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllventil (1) zum Steuern des Stroms eines Füllprodukts (7) bei der Befüllung eines zu befüllenden Behälters (8), bevorzugt in einer Getränkeabfüllanlage, umfassend ein Ventilgehäuse (2) mit einem oberen Ventilraum (20), einem unteren Ventilraum (21) und einem zwischen dem oberen Ventilraum (20) und dem unteren Ventilraum (21) angeordneten Ventilsitz (22), wobei eine sich durch den Ventilsitz (22) hindurch erstreckende und einen Ventilkegel (32) aufweisende Ventilkolbeneinheit (3) vorgesehen ist, mittels welcher zum Ermöglichen des Stroms des Füllprodukts (7) der Ventilkegel (32) aus dem Ventilsitz (22) herausgehoben werden kann und zum Beenden des Stroms des Füllprodukts (7) der Ventilkegel (32) abdichtend in den Ventilsitz (22) abgesenkt werden kann, wobei unterhalb des Ventilsitzes (22) an der Ventilkolbeneinheit (3) ein Umleitschirm (30) zum Umleiten des Füllprodukts (7) an eine Innenwand (210) des unteren Ventilraums (21) angeordnet ist.The present invention relates to a filling valve (1) for controlling the flow of a filling product (7) during the filling of a container (8) to be filled, preferably in a beverage filling installation, comprising a valve housing (2) with an upper valve space (20), a lower one Valve chamber (21) and arranged between the upper valve chamber (20) and the lower valve chamber (21) valve seat (22), wherein a through the valve seat (22) extending therethrough and a valve plug (32) having valve piston unit (3) is provided by means of which, to allow the flow of the filling product (7), the valve plug (32) can be lifted out of the valve seat (22) and the valve plug (32) is sealingly lowered into the valve seat (22) to stop the flow of the filling product (7) can, wherein below the valve seat (22) on the valve piston unit (3) a Umleitschirm (30) for diverting the filling product (7) to an inner wall (210) of the lower valve chamber (21) angeord is net.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, bevorzugt zum Befüllen einer Flasche mit einem Getränk in einer Getränkeabfüllanlage. The present invention relates to a filling valve for filling a container with a filling product, preferably for filling a bottle with a beverage in a beverage filling plant.

Stand der Technik State of the art

Füllventile zum Befüllen von Behältern in Getränkeabfüllanlagen sind aus dem Stand der Technik wohlbekannt. Solche Füllventile dienen zum gesteuerten Starten und Beenden des Stromes an Füllprodukt in den zu befüllenden Behälter, um den zu befüllenden Behälter mit der gewünschten Menge an Füllprodukt zu befüllen. Das Füllvolumen des abzufüllenden Füllprodukts kann beispielsweise mittels eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers in einer Produktleitung ermittelt werden, so dass auf dieser Grundlage eine Entscheidung zum Schließen des Füllventils am Füllende getroffen werden kann. In besonders bevorzugten Ausbildungen einer Getränkeabfüllanlage kann eine Drossel in der Produktleitung vorgesehen sein, mittels welcher eine höhere und eine niedrigere Fließgeschwindigkeit eingestellt werden können, um eine möglichst hohe Füllgeschwindigkeit zu ermöglichen, aber dennoch das Füllende genauer erreichen zu können. Viele bekannte Füllventile umfassen einen Ventilraum, der mit einem an einer beweglichen Ventilstange befestigten Ventilkegel geöffnet und verschlossen werden kann. Zum Bewegen der Ventilstange wird beispielsweise ein pneumatischer Antrieb eingesetzt. Filling valves for filling containers in beverage filling plants are well known in the art. Such filling valves are used for controlled starting and stopping the flow of filling product in the container to be filled in order to fill the container to be filled with the desired amount of filling product. The filling volume of the filling product to be filled can be determined for example by means of a magnetic-inductive flow meter in a product line, so that on this basis a decision can be made to close the filling valve at the filling end. In particularly preferred embodiments of a beverage filling system, a throttle may be provided in the product line, by means of which a higher and a lower flow rate can be adjusted to allow the highest possible filling speed, but still be able to achieve the filling more accurate. Many known filling valves include a valve chamber that can be opened and closed with a valve plug attached to a movable valve stem. For moving the valve rod, for example, a pneumatic drive is used.

Um ein verbessertes Einleiten des abzufüllenden Füllprodukts in den Behälter zu erzielen, ist aus der DE9416912 U1 bekannt, in einem Füllorgan einen Drallkörper über einen Stützring drehfest und höhenfest am Ventilgehäuse zu befestigen. In der DE102010022875 A1 wird offenbart, einen Drallkörper ortsfest in einem Füllelement anzuordnen. In order to achieve an improved introduction of the filling product to be filled into the container, is from the DE9416912 U1 known in a filling member a swirler on a support ring rotatably and height-resistant to attach to the valve body. In the DE102010022875 A1 is disclosed to arrange a swirl body stationary in a filling element.

Für eine verbesserte Einstellung der Fließgeschwindigkeit und unterschiedlicher Füllgeschwindigkeiten, ist es beispielsweise aus der DE102012211926 A1 bekannt, ein Ventil mit einem Ventilstempel und einem Antrieb, einem ersten und einem zweiten Ventilbereich als Proportionalventil auszuführen. Der erste Ventilbereich weist einen ersten Faltenbalg und der zweite Ventilbereich einen zweiten Faltenbalg auf, um damit eine Druckentlastung des Ventilstempels zu erreichen. Der Antrieb des Ventils ist elektrisch über einen Schrittmotor ausgeführt und die Position des Ventils kann entsprechend reproduzierbar genau eingestellt werden, um den Volumenfluss und die Fließgeschwindigkeit und somit ein möglichst genaues Befüllen der zu befüllenden Behälter zu erreichen. Durch die Anordnung des unteren Ventilbereichs und des Faltenbalgs unterhalb der Drossel verbleiben nach einem Schließen der Drossel Füllproduktreste an dem Ventilstempel, insbesondere an den Falten des Faltenbalgs. Hierdurch kommt es einerseits zu einem ungenauen Abfüllergebnis und andererseits zu einem Nachtropfen des Füllprodukts, so dass der bereits im Wesentlichen befüllte Behälter länger mit dem Füllventil verbunden sein muss. Weiterhin können Reste des Füllprodukts in der Zeit zwischen zwei Abfüllvorgängen aus dem Ventil tropfen und den Füller verunreinigen. Zudem ist die Einbindung des Ventils in eine aseptische Abfüllanlage aufgrund der ständig an dem Ventilstempel und dem Faltenbalg verbleibenden Füllgutrückstände problematisch. For an improved adjustment of the flow rate and different filling speeds, it is for example from the DE102012211926 A1 known to perform a valve with a valve stem and a drive, a first and a second valve region as a proportional valve. The first valve region has a first bellows and the second valve region has a second bellows, in order thereby to achieve a pressure relief of the valve stem. The drive of the valve is carried out electrically via a stepper motor and the position of the valve can be adjusted according to reproducible precisely to achieve the volume flow and the flow rate and thus the most accurate filling of the container to be filled. The arrangement of the lower valve region and the bellows below the throttle remain after closing the throttle filling product residues on the valve stem, in particular on the folds of the bellows. On the one hand, this leads to an inaccurate filling result and, on the other hand, to a dripping of the filling product, so that the already substantially filled container has to be connected to the filling valve for a longer time. Furthermore, residues of the filling product may drip out of the valve in the time between two filling operations and contaminate the filler. In addition, the integration of the valve in an aseptic filling system is problematic due to the product residues remaining permanently on the valve stem and the bellows.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein weiter verbessertes Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt bereitzustellen. Starting from the known prior art, it is an object of the present invention to provide a further improved filling valve for filling a container with a filling product.

Die Aufgabe wird durch ein Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der vorliegenden Beschreibung und den Figuren. The object is achieved by a filling valve for filling a container with a filling product with the features of claim 1. Advantageous developments emerge from the subclaims as well as the present description and the figures.

Entsprechend wird ein Füllventil zum Steuern des Stroms eines Füllprodukts bei der Befüllung eines zu befüllenden Behälters, bevorzugt in einer Getränkeabfüllanlage, vorgeschlagen, welches ein Ventilgehäuse mit einem oberen Ventilraum, einem unteren Ventilraum und einem zwischen dem oberen Ventilraum und dem unteren Ventilraum angeordneten Ventilsitz umfasst, wobei eine sich durch den Ventilsitz hindurch erstreckende und einen Ventilkegel aufweisende Ventilkolbeneinheit vorgesehen ist, mittels welcher zum Ermöglichen des Stroms des Füllprodukts der Ventilkegel aus dem Ventilsitz herausgehoben werden kann und zum Beenden des Stroms des Füllprodukts der Ventilkegel abdichtend in den Ventilsitz abgesenkt werden kann. Erfindungsgemäß ist unterhalb des Ventilsitzes an der Ventilkolbeneinheit ein Umleitschirm zum Umleiten des Füllprodukts an eine Innenwand des unteren Ventilraums angeordnet. Accordingly, a filling valve is proposed for controlling the flow of a filling product when filling a container to be filled, preferably in a beverage filling plant, which comprises a valve housing having an upper valve space, a lower valve space and a valve seat arranged between the upper valve space and the lower valve space, wherein a valve piston unit extending through the valve seat and having a poppet is provided, by means of which the poppet can be lifted out of the valve seat to allow flow of the filling product, and the valve poppet can be sealingly lowered into the valve seat to terminate the flow of the filling product. According to the invention, a diverting screen for diverting the filling product to an inner wall of the lower valve chamber is arranged below the valve seat on the valve piston unit.

Dadurch, dass unterhalb des Ventilsitzes an der Ventilkolbeneinheit ein Umleitschirm zum Umleiten des Füllprodukts an eine Innenwand des unteren Ventilraums angeordnet ist, wird aus dem oberen Ventilraum in den unteren Ventilraum strömendes Füllprodukt definiert an die Innenwand des unteren Ventilraums geleitet. Hierdurch legt sich das Füllprodukt als Flüssigkeitsschicht an der Innenwand des unteren Ventilraums an. Das Füllprodukt läuft somit schonend entlang der Innenwand nach unten ab. Der Teil der Ventilkolbeneinheit unterhalb, also stromabwärts, des Umlenkschirms kommt folglich nicht beziehungsweise kaum mit dem Füllprodukt in Berührung. Hierdurch kann das Füllprodukt gleichmäßig über die Innenwand in den zu befüllenden Behälter fließen, wobei sich an der Innenwand des unteren Ventilraums in der Flüssigkeitsschicht eine im Wesentlichen laminare Strömung ausbilden kann, welche zu einem verbesserten Strömungsverhalten innerhalb des Ventils führt. Characterized in that below the valve seat on the valve piston unit a Umleitschirm for diverting the filling product is arranged on an inner wall of the lower valve chamber, from the upper valve chamber into the lower valve chamber flowing filling product is defined guided to the inner wall of the lower valve chamber. As a result, the filling product forms as a liquid layer on the inner wall of the lower valve chamber. The filling product thus runs gently down along the inner wall. The part of the valve piston unit below, that is, downstream, of the Umlenkschirms is therefore not or hardly in contact with the filling product. As a result, the filling product can flow uniformly over the inner wall into the container to be filled, wherein a substantially laminar flow can form on the inner wall of the lower valve space in the liquid layer, which leads to an improved flow behavior within the valve.

Ferner können hierdurch Störungen im Strömungsverlauf vermieden werden und zudem verhindert werden, dass Füllproduktreste an der Ventilkolbeneinheit unterhalb des Umlenkschirms hängen bleiben, was am Ende des Abfüllvorgangs zu einem unerwünschten Gurgeln oder Nachtropfen führen kann. Dadurch kann auch sichergestellt werden, dass keine Reste des Füllprodukts nach der Beendigung des Abfüllvorgangs an der Ventilkolbeneinheit verbleiben und zwischen zwei Abfüllvorgängen beispielsweise auf die Außenseite eines Behälters oder auf Komponenten der Abfüllanlage tropfen und diese verunreinigen. Auf diese Weise kann auch der Verlust von nicht nutzbarem Füllprodukt reduziert oder gar vermieden werden. Furthermore, this disturbances in the flow can be avoided and also prevents Füllprodukteste remain stuck to the valve piston unit below the Umlenkschirms, which can lead to an unwanted gurgle or dripping at the end of the filling process. This can also ensure that no residues of the filling remain after the completion of the filling process on the valve piston unit and drip between two filling operations, for example, on the outside of a container or components of the filling and contaminating them. In this way, the loss of unusable filling product can be reduced or even avoided.

Dadurch, dass das Füllprodukt durch den Umlenkschirm an die Innenwand des unteren Ventilraums geleitet wird, entsteht im unteren Ventilraum unterhalb des Umlenkschirms ferner ein Gasbereich zwischen der Flüssigkeitsschicht und der Ventilkolbeneinheit, welcher mit Luft, Gas oder einem Gasgemisch gefüllt ist. Da sich das Füllprodukt während des Abfüllens in den Behälter an einem an den unteren Ventilraum anschließenden Füllproduktauslass zum Auslassen des Füllprodukts in den Behälter staut, wird das in dem Gasbereich befindliche Gas komprimiert. Hierdurch liegt in der unteren Ventilkammer im Vergleich zu dem zu befüllenden Behälter ein Überdruck vor, welcher das Abfließen des Füllprodukts durch ein Anlegen der Füllproduktschicht an die Innenwand zusätzlich verbessert. Characterized in that the filling product is passed through the Umlenkschirm to the inner wall of the lower valve chamber, formed in the lower valve space below the Umlenkschirms also a gas region between the liquid layer and the valve piston unit, which is filled with air, gas or a gas mixture. Since the filling product jams into the container during filling into the container at a filling product outlet adjoining the lower valve space for discharging the filling product, the gas located in the gas region is compressed. As a result, there is an overpressure in the lower valve chamber compared to the container to be filled, which additionally improves the outflow of the filling product by applying the filling product layer to the inner wall.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Ringspalt zwischen dem Ventilsitz und der Ventilkolbeneinheit durch die Variation der Position der Ventilkolbeneinheit in Richtung der Längsachse variierbar. Dadurch ist es möglich, den Volumenstrom beziehungsweise die Fließgeschwindigkeit des Füllprodukts während des Abfüllvorgangs in den zu befüllenden Behälter gezielt zu beeinflussen und zu variieren. Weiterhin kann bei der Abfüllung verschiedener Füllprodukte durch das Füllventil der Ringspalt an jedes Füllprodukt und dessen Viskosität angepasst werden. Folglich können, insbesondere bei sensiblen Füllprodukten, die einzelnen Phasen des Abfüllvorgangs gezielt beeinflusst und somit die Abfüllzeiten reduziert werden und/oder die Produktqualität verbessert werden. Insbesondere kann hier vorgesehen sein, die Abfüllgeschwindigkeit zu Beginn des Abfüllvorganges zu reduzieren, um ein Aufschäumen des Füllprodukts zu reduzieren. In der Hauptphase des Abfüllvorgangs wird mit maximaler Füllgeschwindigkeit gefüllt, um eine schnelle Abfüllung zu erreichen. Zum Ende des Füllvorgangs hin wird wiederum eine reduzierte Füllgeschwindigkeit angestrebt, um ein verbessertes Erreichen des Füllendes zu unterstützen. Dabei wird auch die übliche Flaschengeometrie mit einem im Durchmesser verringerten Halsbereich berücksichtigt, in welchem der Füllproduktspiegel bei gleichbleibendem Volumenstrom viel schneller ansteigen würde. In a preferred embodiment, an annular gap between the valve seat and the valve piston unit is variable by varying the position of the valve piston unit in the direction of the longitudinal axis. This makes it possible to selectively influence and vary the volume flow or the flow rate of the filling product during the filling process in the container to be filled. Furthermore, when filling various filling products through the filling valve, the annular gap can be adapted to each filling product and its viscosity. Consequently, in particular in the case of sensitive filling products, the individual phases of the filling process can be specifically influenced and thus the filling times can be reduced and / or the product quality can be improved. In particular, it may be provided here to reduce the filling speed at the beginning of the filling process in order to reduce foaming of the filling product. In the main phase of the filling process is filled with maximum filling speed to achieve a fast filling. At the end of the filling process, a reduced filling speed is once again sought in order to promote an improved reaching of the filling end. In this case, the usual bottle geometry is considered with a reduced diameter neck area, in which the Füllprodukspiegel would increase much faster with constant flow rate.

Um eine stufenlose Ansteuerung zu ermöglichen und auf diese Weise quasi ein Proportionalventil bereit zu stellen, ist bevorzugt ein elektrischer Antrieb zum Bewegen der Ventilkolbeneinheit vorgesehen. In order to enable continuous control and to provide in this way, as it were, a proportional valve, an electric drive for moving the valve piston unit is preferably provided.

Der obere Ventilraum steht bevorzugt mittels einer Produktzuleitung zum Zuführen des abzufüllenden Füllprodukts mit einem Füllproduktreservoir in Verbindung. The upper valve space is preferably connected by means of a product feed line for feeding the filling product to be filled with a filling product reservoir.

Bevorzugt wirken der Ventilsitz und der Ventilkolben als Drosselventil zusammen, so dass eine gezielte Drosselung beziehungsweise Volumenstromeinstellung ermöglicht ist. Besonders vorteilhaft kann es dabei sein, wenn die Ventilkolbeneinheit im Bereich des Ventilsitzes als Ventilkegel, bevorzugt als vorwärts schließender Ventilkegel ausgebildet ist. Preferably, the valve seat and the valve piston cooperate as a throttle valve, so that a targeted throttling or flow adjustment is possible. It may be particularly advantageous if the valve piston unit in the region of the valve seat is designed as a valve cone, preferably as a forward-closing valve cone.

Alternativ kann die Ventilkegeleinheit auch als rückwärts schließender Ventilkegel ausgebildet sein. Hierdurch kann erreicht werden, dass bei einem Vergrößern des Ringspalts durch ein Absenken des Ventilkegels der Umleitschirm entsprechend ebenfalls nach unten bewegt wird, so dass dem durch den Ventilsitz strömenden Füllprodukt entsprechend mehr Platz zwischen der Innenwand des unteren Füllraums und dem Umleitschirm zur Verfügung steht. Alternatively, the valve cone unit can also be designed as a valve plug that closes in the reverse direction. It can thereby be achieved that, when the annular gap is increased by lowering the valve cone, the bypass screen is likewise moved downward, so that correspondingly more space is available between the inner wall of the lower filling chamber and the bypass screen for the filling product flowing through the valve seat.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem oberen Ventilraum und dem unteren Ventilraum ein Verbindungskanal angeordnet. Dadurch kann das Füllprodukt mit definierten Strömungsverhältnissen von dem oberen Ventilraum in den in unteren Ventilraum geleitet werden, bevorzugt unter Ausbildung einer laminaren Strömung. Bevorzugt ist der Ventilsitz dabei als Eintritt des oberen Ventilraums in den Verbindungskanal in Strömungsrichtung des Füllprodukts gesehen am Anfang des Verbindungskanals angeordnet. In a preferred embodiment, a connecting channel is arranged between the upper valve space and the lower valve space. As a result, the filling product with defined flow conditions can be conducted from the upper valve space into the lower valve space, preferably forming a laminar flow. In this case, the valve seat is preferably arranged at the beginning of the connection channel as entry of the upper valve space into the connection channel, viewed in the flow direction of the filling product.

Durch das Vorsehen eines Antriebs, bevorzugt ein elektrischen Antriebs, zum Bewegen der Ventilkolbeneinheit kann in einer bevorzugten Ausbildung die Bewegung der Ventilkolbeneinheit gezielt gesteuert beziehungsweise geregelt werden. Insbesondere bei Verwendung eines elektrischen Antriebs kann jede beliebige Stellung der Ventilkolbeneinheit stufenlos angefahren und somit eine stufenlose Einstellbarkeit des Volumenstroms des Füllprodukts erzielt werden. Zudem ist die Ansteuerung der Bewegung der Ventilkolbeneinheit im Vergleich zu einer pneumatischen Ansteuerung energetisch wesentlich günstiger. By providing a drive, preferably an electric drive, for moving the valve piston unit, in a preferred embodiment, the movement of the valve piston unit can be selectively controlled or regulated. In particular, when using an electric drive, any position of the valve piston unit can be approached steplessly and thus a stepless adjustability of the volume flow of the filling product can be achieved. In addition, the control of the movement of the valve piston unit compared to a pneumatic control energetically much cheaper.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen einem Füllproduktauslass zum Auslassen des Füllprodukts aus dem Ventil in den zu befüllenden Behälter und dem unteren Ventilraum ein Ringkörper angeordnet, welcher einen bestimmten Durchflussquerschnitt für das Füllprodukt bereitstellt. Hierdurch kann zum einen sichergestellt werden, dass es während des Befüllens des zu befüllenden Behälters zu einem Rückstau des Füllprodukts kommt. Weiterhin kann in dem Ringkörper eine Führung zum Führen und/oder Lagern der Ventilkolbeneinheit vorgesehen sein, wodurch die Ventilkolbeneinheit sicher geführt werden kann. Ebenso kann die Ventilkolbeneinheit gegen den Ringkörper abgedichtet werden, so dass, beispielsweise wenn die Ventilkolbeneinheit in ihrem Inneren strömungstechnische, mechanische und/oder elektromechanische Komponenten enthält, kein Füllprodukt in das Innere der Ventilkolbeneinheit gelangen kann beziehungsweise keine Schmiermittel das Füllprodukt verunreinigen können. In a preferred embodiment, a ring body is arranged between a Füllproduktauslass for discharging the filling product from the valve in the container to be filled and the lower valve space, which provides a certain flow area for the filling product. In this way, it can be ensured, on the one hand, that a backflow of the filling product occurs during the filling of the container to be filled. Furthermore, a guide for guiding and / or supporting the valve piston unit can be provided in the annular body, whereby the valve piston unit can be guided safely. Likewise, the valve piston unit can be sealed against the annular body, so that, for example, if the valve piston unit contains in its interior fluidic, mechanical and / or electromechanical components, no filling product can get into the interior of the valve piston unit or no lubricant can contaminate the filling product.

Bevorzugt kann zwischen dem Füllproduktauslass und dem Behälter eine dichtende Verbindung ausgebildet werden, bevorzugt durch Anpressen des Behälters an eine Dichtfläche des Füllproduktauslasses. Vorteilhafterweise weist das Füllventil dabei eine Zentrierglocke auf, an welche der Behälter mit seiner Mündung gedrückt werden kann, so dass die dichtende Verbindung entsteht. Preferably, a sealing connection can be formed between the filling product outlet and the container, preferably by pressing the container against a sealing surface of the filling product outlet. Advantageously, the filling valve has a centering bell, to which the container can be pressed with its mouth, so that the sealing connection is formed.

Zum Vorspannen und Entlasten des Behälters kann in einer bevorzugten Weiterbildung ein Gaskanal vorgesehen sein. Bevorzugt ist der Gaskanal zum Vorspannen und Entlasten an dem Ringkörper angeordnet. Hierdurch kann der Gaskanal in Richtung der Längsachse des Füllventils gesehen, bevorzugt mittels eines Anschlusses, seitlich aus dem Ringkörper und somit aus dem Füllventil nach außen geleitet werden. For biasing and relieving the container may be provided in a preferred embodiment, a gas channel. Preferably, the gas channel for biasing and unloading is arranged on the annular body. As a result, the gas channel can be seen in the direction of the longitudinal axis of the filling valve, preferably by means of a connection, laterally out of the annular body and thus out of the filling valve to the outside.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Gaskanal über ein Vorspann-Schaltventil mit einem Gasraum eines Füllproduktreservoirs verbindbar und/oder kann über ein Entlüftungs-Schaltventil entlüftet werden. Bevorzugt ist der Gaskanal dabei in zwei Leitungen aufgeteilt. Um den zu befüllenden Behälter vorspannen zu können, ist die erste Leitung über das Vorspann-Schaltventil mit dem Gasbereich des Füllproduktreservoirs verbunden. Die zweite Leitung mündet über das Entlüftungs-Schaltventil in die Umgebung, bevorzugt in eine Atmosphäre außerhalb einer das Füllventil aufweisenden Vorrichtung, wodurch der befüllte Behälter nach dem Befüllen kontrolliert entlastet werden kann. In a preferred development, the gas channel can be connected via a biasing switching valve to a gas space of a filling product reservoir and / or can be vented via a venting switching valve. Preferably, the gas channel is divided into two lines. In order to bias the container to be filled, the first line is connected via the bias switching valve to the gas region of the Füllproduktreservoirs. The second line opens via the vent switching valve in the environment, preferably in an atmosphere outside of the filling valve having device, whereby the filled container can be relieved controlled after filling.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist im unteren Bereich des Ventilgehäuses, bevorzugt im Füllproduktauslass und/oder am Ringkörper, ein Drallkörper zum Einleiten eines Dralls auf das durch den Drallkörper strömende Füllprodukt angeordnet. Durch den Drallkörper wird das in Richtung der Längsachse strömende Füllprodukt bezüglich der Längsachse des Füllventils in Rotation versetzt. Aufgrund der durch die Rotationsbewegung entstehenden Zentrifugalkraft wird das Füllprodukt an der Behälterinnenwand angelegt und strömt an dieser in den Behälter hinab. Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass Teile des Füllprodukts während der Abfüllung in die in Richtung Behälter gerichtete Öffnung des Gaskanals gelangen und durch diesen abgesaugt werden beziehungsweise diesen verunreinigen. Weiterhin kann ein schonendes Einfließen des Füllprodukts erreicht werden. In a further preferred embodiment, in the lower region of the valve housing, preferably in the filling product outlet and / or on the annular body, a swirl body for introducing a swirl is arranged on the filling product flowing through the swirl body. By means of the swirl body, the filling product flowing in the direction of the longitudinal axis is set in rotation with respect to the longitudinal axis of the filling valve. Due to the centrifugal force generated by the rotational movement, the filling product is applied to the container inner wall and flows at this into the container down. In this way, it can be prevented, in particular, that parts of the filling product reach the opening of the gas channel directed towards the container during filling and are sucked off by the latter or contaminate the same. Furthermore, a gentle inflow of the filling product can be achieved.

Um das Füllventil auch in aseptischen Anlagen verwenden zu können, ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine erste elastische Dichtung, bevorzugt ein erster Faltenbalg, im oberen Ventilraum vorgesehen, wobei die erste elastische Dichtung an der Ventilkolbeneinheit und an dem Ventilgehäuse befestigt ist. Weiterhin kann eine zweite elastische Dichtung, bevorzugt ein zweiter Faltenbalg, im unteren Ventilraum vorgesehen sein, wobei die zweite elastische Dichtung an der Ventilkolbeneinheit und an dem Ventilgehäuse befestigt ist. Hierdurch kann die bewegliche Ventilkolbeneinheit gegenüber den starren Teilen des Füllventils isoliert und somit eine aseptische Prozessführung ermöglicht werden. Weiterhin lässt sich, insbesondere durch die Verwendung von zwei im Prinzip symmetrisch oberhalb und unterhalb des Ventilsitzes zueinander angeordneten Faltenbälgen, das Eintragen von Kräften durch die Faltenbälge in die Ventilkolbeneinheit verringern oder gar ganz verhindern, da sich die durch die jeweiligen Faltenbälge eingetragenen Kräfte gegeneinander aufheben. In order to use the filling valve in aseptic systems, in a preferred embodiment, a first elastic seal, preferably a first bellows, provided in the upper valve chamber, wherein the first elastic seal is fixed to the valve piston unit and the valve housing. Furthermore, a second elastic seal, preferably a second bellows, be provided in the lower valve chamber, wherein the second elastic seal is attached to the valve piston unit and to the valve housing. In this way, the movable valve piston unit can be insulated from the rigid parts of the filling valve and thus an aseptic process control can be made possible. Furthermore, in particular by the use of two in principle symmetrically above and below the valve seat arranged bellows, reduce the entry of forces through the bellows into the valve piston unit or even completely prevent, because the registered by the respective bellows forces cancel each other.

Um eine besonders effiziente Kraftentlastung der Ventilkolbeneinheit zu erzielen, können die erste elastische Dichtung und die zweite elastische Dichtung die gleichen äußeren Abmessungen aufweisen. In order to achieve a particularly efficient power relief of the valve piston unit, the first elastic seal and the second elastic seal may have the same outer dimensions.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist unterhalb des Ventilsitzes eine verschließbare Belüftungsleitung zur Kommunikation des unteren Ventilraums mit einem Gasraum des Füllproduktreservoirs angeordnet. Durch die geöffnete Belüftungsleitung kann eine fluidische Verbindung zwischen dem unteren Ventilraum und dem Gasraum des Füllproduktreservoirs hergestellt und somit ein sauberes und gluckerfreies Ableiten des Füllprodukts bei Beendigung des Befüllvorgangs erreicht werden. Bevorzugt befindet sich die Belüftungsleitung grundsätzlich in einem geschlossenen Zustand. In a further preferred embodiment, a closable ventilation line for communication of the lower valve space with a gas space of the filling product reservoir is arranged below the valve seat. Through the open vent line, a fluidic connection between the lower valve chamber and the gas space of the Füllproduktreservoirs prepared and thus a clean and gluckerfreies dissipation of the filling product at Completion of the filling process can be achieved. Preferably, the vent line is basically in a closed state.

Nach dem Verschließen des Ventilsitzes durch die Ventilkolbeneinheit und dem damit eingeleiteten Ende des Abfüllvorgangs kann die Belüftungsleitung geöffnet werden, so dass ein Druckausgleich zwischen dem unteren Ventilraum und dem Gasraum des Füllproduktreservoirs erreicht wird. Dadurch kann das restliche, sich noch in dem unteren Ventilraum befindliche Füllprodukt sauber und kontrolliert in den Behälter strömen. Zum Öffnen und Verschließen der Belüftungsleitung weist diese bevorzugt ein Schaltventil auf. Falls ein Verbindungskanal zwischen dem oberen Ventilraum und dem unteren Ventilraum vorgesehen ist, ist die Belüftungsleitung bevorzugt derart angeordnet, dass sie unterhalb, folglich stromabwärts, des Ventilsitzes in den Verbindungskanal mündet. After closing the valve seat by the valve piston unit and thus initiated end of the filling process, the ventilation line can be opened, so that a pressure equalization between the lower valve chamber and the gas space of the Füllproduktreservoirs is achieved. This allows the remaining, still located in the lower valve chamber filling product clean and controlled flow into the container. To open and close the vent line, this preferably has a switching valve. If a connection channel is provided between the upper valve space and the lower valve space, the ventilation line is preferably arranged such that it opens below, consequently downstream, of the valve seat into the connection channel.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist das Füllventil einen zweiten Antrieb auf, über welchen das Füllventil in Bezug auf eine das Füllventil aufweisende Vorrichtung in Richtung der Längsachse bewegt werden kann. Dadurch kann das Füllventil auf einen zu befüllenden Behälter zu und von diesem weg bewegt und/oder auf diesen gepresst werden, so dass das ansonsten notwendige Anheben des Behälters und die dazu benötigte, massive und teure Hubkurve zum Anheben des Behälters an der Vorrichtung entfallen können. In a further preferred embodiment, the filling valve has a second drive, by means of which the filling valve can be moved in the direction of the longitudinal axis with respect to a device having the filling valve. Thereby, the filling valve can be moved to a container to be filled to and from this and / or pressed onto it, so that the otherwise necessary lifting of the container and the required, massive and expensive lifting curve for lifting the container can be omitted on the device.

Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen: Preferred further embodiments of the invention are explained in more detail by the following description of the figures. Showing:

1 eine schematische Schnittansicht eines Füllventils zum Befüllen eines Behälters entlang der Längsachse des Füllventils; und 1 a schematic sectional view of a filling valve for filling a container along the longitudinal axis of the filling valve; and

2 schematisch eine Detailansicht der Schnittansicht des Füllventils aus 1 während des Befüllens eines Behälters. 2 schematically a detailed view of the sectional view of the filling valve 1 while filling a container.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele Detailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. In the following, preferred embodiments will be described with reference to the figures. In this case, identical, similar or equivalent elements in the different figures are provided with identical reference numerals, and a repeated description of these elements is partially omitted in order to avoid redundancies.

In den 1 und 2 ist schematisch eine Schnittansicht entlang der Längsachse L eines Füllventils 1 zum Befüllen eines zu befüllenden Behälters 8 in einer Getränkeabfüllanlage gezeigt. Das Füllventil 1 umfasst ein Ventilgehäuse 2, in dessen oberen Bereich eine Produktzuführung 25 zum Zuführen von abzufüllendem Füllprodukt angeordnet ist. Mittels der Produktzuführung 25 wird das Füllprodukt aus einem Füllproduktreservoir wie beispielsweise einem Zentralkessel oder einem Ringkessel einer Getränkeabfüllanlage den üblicherweise am Umfang eines Füllerkarussells angeordneten Füllventilen 1 zugeführt. In the 1 and 2 is a schematic sectional view along the longitudinal axis L of a filling valve 1 for filling a container to be filled 8th shown in a bottling plant. The filling valve 1 includes a valve housing 2 , in the upper area of a product feeder 25 is arranged for supplying filling product to be filled. By means of the product feeder 25 For example, the filling product from a filling product reservoir such as, for example, a central boiler or a ring tank of a beverage filling plant, is the filling valves which are usually arranged on the circumference of a filler carousel 1 fed.

Die Produktzuführung 25 mündet am Füllventil 1 in einen oberen Ventilraum 20 ein, welcher über einen Ventilsitz 22 und einen Verbindungskanal 23 mit einem unteren Ventilraum 21 verbunden ist. An den unteren Ventilraum 21 schließt sich ein Ringkörper 4 an, welcher einen definierten Durchgangsquerschnitt für das abzufüllende Füllprodukt bereitstellt. Stromabwärts des Ringkörpers 4 ist ein Drallkörper 5 ortsfest in dem Ventilgehäuse 2 angeordnet, durch welchen nach unten strömendes Füllprodukt relativ zur Längsachse L in Rotation versetzt werden kann. Am unteren Bereich des Ventilgehäuses 2 ist ein Füllproduktauslass 26 mit einer Zentrierglocke 27 zum dichtenden Verbinden mit einer Behältermündung eines zu befüllenden Behälters 8 angeordnet. The product feeder 25 opens at the filling valve 1 in an upper valve chamber 20 one, which has a valve seat 22 and a connection channel 23 with a lower valve chamber 21 connected is. To the lower valve chamber 21 closes a ring body 4 on, which provides a defined passage cross section for the filling product to be filled. Downstream of the ring body 4 is a swirl body 5 stationary in the valve housing 2 arranged, through which downwardly flowing filling product can be set in rotation relative to the longitudinal axis L. At the bottom of the valve body 2 is a filling product outlet 26 with a centering bell 27 for sealingly connecting with a container mouth of a container to be filled 8th arranged.

Besonders bevorzugt können feststehende, das heißt zueinander nicht beweglich angeordnete Bauteile wie beispielsweise Ringkörper 4, Drallkörper 5 und Gehäuse 2 einstückig in einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Alternativ dazu kann das Gehäuse 2 mehrteilig aufgebaut sein, wobei auch Teile davon einstückig mit Ringkörper 4 und Drallkörper 5 in einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein können. Durch die einstückige Ausführung können Trennstellen zwischen den Bauteilen beziehungsweise Dichtungsringe an diesen Trennstellen vermieden werden. Particular preference may fixed, that is not mutually movable components such as annular body 4 , Swirl body 5 and housing 2 be made in one piece in a 3D printing process. Alternatively, the housing 2 be constructed in several parts, with parts of it in one piece with ring body 4 and swirl body 5 can be made in a 3D printing process. Due to the one-piece design separation points between the components or sealing rings can be avoided at these separation points.

Das Füllprodukt strömt bei der Befüllung des zu befüllenden Behälters 8 von dem Füllproduktreservoir durch die Produktzuführung 25 in den oberen Ventilraum 20, durch den Ventilsitz 22 und den Verbindungskanal 23 in den unteren Ventilraum 21, dann durch den Ringkörper 4 und am Drallkörper 5 vorbei zum Füllproduktauslass 26, von wo aus es in den zu befüllenden Behälter 8 gelangt. The filling product flows during the filling of the container to be filled 8th from the fill product reservoir through the product feed 25 in the upper valve chamber 20 , through the valve seat 22 and the connection channel 23 in the lower valve chamber 21 , then through the ring body 4 and at the swirl body 5 over to the filling product outlet 26 from where it is in the container to be filled 8th arrives.

Entlang der Längsachse L erstreckt sich eine Ventilkolbeneinheit 3 durch den oberen Ventilraum 20, den Ventilsitz 22 und den unteren Ventilraum 21. Die Ventilkolbeneinheit 3 kann durch einen oben am Ventilgehäuse 2 angeordneten elektrischen Antrieb 9 in Richtung der Längsachse L bewegt werden. Somit ist ein Anheben und Absenken der Ventilkolbeneinheit 3 möglich. Die Ventilkolbeneinheit 3 weist einen Ventilkegel 32 auf, welcher bei einem Absenken der Ventilkolbeneinheit 3 in dem Ventilsitz 22 dichtend aufgenommen werden kann, so dass kein Füllprodukt mehr aus dem oberen Ventilraum 20 durch den Ventilsitz 22 hindurch in den unteren Ventilraum 21 strömen kann. Along the longitudinal axis L extends a valve piston unit 3 through the upper valve chamber 20 , the valve seat 22 and the lower valve chamber 21 , The valve piston unit 3 can through a top of the valve body 2 arranged electric drive 9 be moved in the direction of the longitudinal axis L. Thus, raising and lowering of the valve piston unit 3 possible. The valve piston unit 3 has a valve cone 32 on, which at a lowering of the valve piston unit 3 in the valve seat 22 can be sealed, so that no Filling product more from the upper valve chamber 20 through the valve seat 22 through into the lower valve chamber 21 can flow.

Durch den elektrischen Antrieb 9 ist es möglich, die Ventilkolbeneinheit 3 stufenlos in Richtung der Längsachse L zu bewegen. Hierdurch kann der sich zwischen dem Ventilsitz 22 und der Ventilkolbeneinheit 3 beziehungsweise zwischen dem Ventilsitz 22 und dem Ventilkegel 32 ausbildende Ringspalt variiert werden und somit ein sich durch den Ringspalt einstellender Volumenstrom des Füllprodukts stufenlos verändert werden. Damit wirken der Ventilsitz 22 und der Ventilkegel 32 neben der allgemeinen Funktion des Ermöglichens und Stoppens des Füllproduktstroms zur generellen Steuerung der Befüllung des zu befüllenden Behälters 8 auch als Drossel beziehungsweise als Proportionalventil zusammen. By the electric drive 9 is it possible, the valve piston unit 3 to move continuously in the direction of the longitudinal axis L. This can be between the valve seat 22 and the valve piston unit 3 or between the valve seat 22 and the valve cone 32 forming annular gap can be varied and thus be adjusted continuously through the annular gap adjusting volume flow of the filling product. Thus the valve seat act 22 and the poppet 32 in addition to the general function of enabling and stopping the product flow for the general control of the filling of the container to be filled 8th also together as a throttle or as a proportional valve.

Die Ventilkolbeneinheit 3 ist an ihrem den elektrischen Antrieb 9 abgewandten Ende zusätzlich über eine Hülse 48 in dem Ringkörper 4 geführt. The valve piston unit 3 is at her the electric drive 9 opposite end additionally via a sleeve 48 in the ring body 4 guided.

Zur Isolierung der beweglichen Ventilkolbeneinheit 3 gegenüber den feststehenden Komponenten des Ventilgehäuses 2 ist die Ventilkolbeneinheit 3 mittels zweier elastischer Dichtungen in Form von in Richtung der Längsachse L ausgerichteten Faltenbälgen 34, 36 abgedichtet. Zwischen den Innenwänden des Ventilgehäuses 2 beziehungsweise den den oberen Ventilraum 20 und den unteren Ventilraum 21 ausbildenden Innenwänden und den Faltenbälgen 34, 36 wird entsprechend ein ringförmiger Füllproduktkanal ausgebildet. Durch die Abdichtung mittels der Faltenbälge 34, 36 wird eine hygienische Ausbildung des das Füllprodukt führenden Ringkanals erreicht. To isolate the movable valve piston unit 3 opposite the fixed components of the valve body 2 is the valve piston unit 3 by means of two elastic seals in the form of aligned in the direction of the longitudinal axis L bellows 34 . 36 sealed. Between the inner walls of the valve body 2 or the upper valve chamber 20 and the lower valve chamber 21 forming inner walls and the bellows 34 . 36 is formed according to an annular Füllproduktkanal. By sealing by means of the bellows 34 . 36 a hygienic design of the filling product leading annular channel is achieved.

Die erste elastische Dichtung in Form des ersten Faltenbalgs 34 dichtet die Ventilkolbeneinheit 3 gegenüber dem oberen Ventilraum 20 ab. Hierzu ist der erste Faltenbalg 34 an seinem oberen Ende fest mit dem Ventilgehäuse 2 verbunden und an seinem unteren Ende fest mit der Ventilkolbeneinheit 3 verbunden. Ferner ist die Ventilkolbeneinheit 3 im unteren Ventilraum 21 mittels einer zweiten elastischen Dichtung in Form eines zweiten Faltenbalgs 36 gegenüber dem unteren Ventilraum 21 abgedichtet. Hierzu ist der zweite Faltenbalg 34 an seinem unteren Ende fest mit dem Ringkörper 4 verbunden und an seinem oberen Ende fest mit der Ventilkolbeneinheit 3 verbunden. The first elastic seal in the form of the first bellows 34 seals the valve piston unit 3 opposite the upper valve chamber 20 from. This is the first bellows 34 at its upper end fixed to the valve body 2 connected and at its lower end fixed to the valve piston unit 3 connected. Furthermore, the valve piston unit 3 in the lower valve chamber 21 by means of a second elastic seal in the form of a second bellows 36 opposite the lower valve chamber 21 sealed. This is the second bellows 34 at its lower end fixed to the ring body 4 connected and at its upper end fixed to the valve piston unit 3 connected.

Der Ringkörper 4 weist weiterhin einen Gaskanal 40 auf, welcher über einen Anschluss 42 mit Gas oder einem Gasgemisch beaufschlagt werden kann. Der Gaskanal 40 ist in der Ebene des Füllproduktauslaufs 26 zum zu befüllenden Behälter hin geöffnet, so dass ein Beaufschlagen des zu befüllenden Behälters mittels des Gaskanals 40 und ein Entlüften des zu befüllenden Behälters über den Gaskanal 40 möglich ist. Der Gaskanal 40 führt durch den Drallkörper 5 und mündet in den Füllproduktauslass 26, so dass ein mit der Zentrierglocke 27 des Füllproduktauslasses 26 abgedichtet verbundener Behälter mit dem Gas oder dem Gasgemisch vorgespannt werden kann. The ring body 4 also has a gas channel 40 on which one via a connection 42 can be acted upon with gas or a gas mixture. The gas channel 40 is in the level of the filling product spout 26 open to the container to be filled, so that a pressurization of the container to be filled by means of the gas channel 40 and venting the container to be filled via the gas channel 40 is possible. The gas channel 40 leads through the swirl body 5 and flows into the Füllproduktauslass 26 so one with the centering bell 27 the Füllproduktauslasses 26 sealed connected container can be biased with the gas or the gas mixture.

Im vorliegenden Fall ist der Gaskanal 40 über ein Vorspann-Schaltventil mit einem Gasraum eines das abzufüllende Füllprodukt aufweisenden Füllproduktreservoir verbunden, so dass beim Abfüllen eines karbonisierten Füllprodukts beispielsweise eine Spülung und ein Vorspannen mit CO₂ als Gas möglich ist. Der Gaskanal 40 kann auch zusätzlich oder alternativ mit einem Entlüftungs-Schaltventil verbunden sein, so dass ein kontrolliertes Entlasten eines unter Druck stehenden Behälters durchgeführt werden kann. Zur Entlastung kann auch ein weiterer, im Wesentlichen parallel zum ersten Gaskanal 40 geführter Entlastungsgaskanal vorgesehen sein In the present case, the gas channel 40 connected via a bias switching valve with a gas space of the filling product having filling product reservoir, so that when filling a carbonated filling product, for example, a flushing and biasing with CO ₂ is possible as a gas. The gas channel 40 may also be additionally or alternatively connected to a vent switching valve, so that a controlled unloading of a pressurized container can be performed. For relief can also another, essentially parallel to the first gas channel 40 be provided guided relief gas channel

Für eine zusätzliche Belüftung des Innenraums des Füllventils 1 ist weiterhin eine verschließbare Belüftungsleitung 24 in dem Verbindungskanal 23 unterhalb des Ventilsitzes 22 zur Kommunikation des unteren Ventilraums 21 mit einem Gasraum eines das abzufüllende Füllprodukt aufweisenden Füllproduktreservoirs oder mit der Umgebung vorgesehen. Durch Öffnen der Belüftungsleitung 24 kann das sich unterhalb des Ventilsitzes 22 bei geschlossenem Füllventil sammelnde Füllprodukt kontrolliert ausgelassen werden. For additional ventilation of the interior of the filling valve 1 is still a closable vent line 24 in the connection channel 23 below the valve seat 22 for communication of the lower valve chamber 21 provided with a gas space of the filling product reservoir having the filling product to be filled or with the environment. By opening the ventilation line 24 This can be below the valve seat 22 when the filling valve is closed, filling products are discharged in a controlled manner.

Die Belüftungsleitung 24 ist besonders bevorzugt in ihrem Endabschnitt, der in den Verbindungskanal 23 mündet, mit einem Gefälle in Richtung Verbindungskanal 23 ausgeführt, so dass das Auslassen des Produktes möglichst vollständig erfolgen kann. Dabei ist der Endabschnitt der Belüftungsleitung 24 besonders bevorzugt möglichst nahe an und unterhalb des Ventilsitzes 22 angeordnet. The ventilation line 24 is particularly preferred in its end portion, which in the connecting channel 23 opens, with a gradient in the direction of the connecting channel 23 carried out so that the omission of the product can be as complete as possible. In this case, the end portion of the ventilation line 24 particularly preferably as close to and below the valve seat 22 arranged.

Unterhalb des Verbindungskanals 23 weist die Ventilkolbeneinheit 3 zudem einen Umlenkschirm 30 auf, welcher kegelstumpfförmig ausgebildet ist und sich in Richtung des Füllproduktauslasses 26 gesehen verbreitert. Hierdurch leitet der Umlenkschirm 30 das Füllprodukt, das bei geöffnetem Füllventil von dem oberen Ventilraum 20 durch den Verbindungskanal 23 in den unteren Ventilraum 21 eintritt, an die Innenwand 210 des unteren Ventilraums 21 um. An dieser Innenwand 210 bildet sich somit eine gleichmäßige Flüssigkeitsschicht 70 des Füllprodukts aus und das Füllprodukt läuft entlang der Innenwand 210 nach unten in den Ringkörper 4, den Drallkörper 5 und dann zum Füllproduktauslass 26. Below the connection channel 23 indicates the valve piston unit 3 also a deflecting screen 30 which is frusto-conical and extends in the direction of the filling product outlet 26 widened seen. As a result, the deflecting screen directs 30 the filling product, with the filling valve open, from the upper valve chamber 20 through the connection channel 23 in the lower valve chamber 21 enters, to the inner wall 210 of the lower valve chamber 21 around. On this inner wall 210 thus forms a uniform liquid layer 70 of the filling product and the filling product runs along the inner wall 210 down into the ring body 4 , the swirl body 5 and then to the product outlet 26 ,

Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Füllprodukt in definierter Weise an dem Faltenbalg 36 vorbeiströmt und entsprechend ein definierteres Füllverhalten erreicht werden kann. Durch die weitgehende Vermeidung des Überströmens des Faltenbalgs 36 können Störungen im Füllproduktstrom vermieden oder zumindest reduziert werden, so dass eine im Wesentlichen laminare Strömung der Flüssigkeitsschicht 70 an der Innenwand 210 erreicht werden kann. Damit ergibt sich ein gleichmäßigeres Strömen und damit auch ein gleichmäßigeres Einströmen des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter. So kann der Füllvorgang beschleunigt werden und das Erreichen eines definierten Füllendes wird unterstützt. Auch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Pulsieren oder ungleichmäßiges Ausströmen des Füllprodukts, welches auf Störungen der Füllproduktströmung an dem Faltenbalg und auf durch den elastischen Faltenbalg induzierte Schwingungen zurückgeführt wurde, kann durch das Vorsehen des Umlenkschirms 30 reduziert oder gar ganz vermieden werden. In this way it can be achieved that the filling product in a defined manner on the bellow 36 flowed past and according to a more defined filling behavior can be achieved. By largely avoiding the overflow of the bellows 36 Disturbances in the product flow can be avoided or at least reduced, so that a substantially laminar flow of the liquid layer 70 on the inner wall 210 can be achieved. This results in a more uniform flow and thus a more uniform flow of the filling product into the container to be filled. Thus, the filling process can be accelerated and the achievement of a defined filling end is supported. Also known from the prior art pulsation or non-uniform discharge of the filling product, which was attributed to disturbances of the Füllproduktströmung on the bellows and induced by the elastic bellows vibrations, by the provision of the Umlenkschirms 30 be reduced or even completely avoided.

Die beiden Faltenbälge 34, 36 sind so dimensioniert und geometrisch ausgebildet, dass sich die über die jeweiligen Faltenbälge 34, 36 wegen der vorherrschenden Druckverhältnisse im Inneren des Ventilgehäuses 2 auf die Ventilkolbeneinheit 2 wirkenden entgegengesetzten Kräfte zum überwiegenden Teil ausgleichen. Hierdurch kann der elektrische Antrieb 9 entsprechend kleiner dimensioniert ausgebildet sein und die Reaktionszeiten der Öffnungs- und Verschließvorgänge der Ventilkolbeneinheit 2 können reduziert werden, so dass auch auf diese Weise ein genaueres Befüllen und insbesondere ein genaueres Schließen des Füllventils am Füllende erreicht werden kann. The two bellows 34 . 36 are dimensioned and geometrically designed so that the over the respective bellows 34 . 36 because of the prevailing pressure conditions inside the valve housing 2 on the valve piston unit 2 For the most part, they compensate for the opposite forces. This allows the electric drive 9 be formed correspondingly smaller dimensions and the reaction times of the opening and closing operations of the valve piston unit 2 can be reduced, so that in this way a more accurate filling and in particular a more accurate closing of the filling valve can be achieved at the filling end.

In 2 ist schematisch eine Schnittansicht des Füllventils 1 aus 1 während des Befüllens eines Behälters 8 gezeigt. Vor dem Beginn des eigentlichen Befüllvorgangs ist der Ventilsitz 22 durch den Ventilkegel 32 verschlossen. Der obere Ventilraum 20 ist über die Produktzuführung 25 mit einem Füllproduktreservoir 6 verbunden und vollständig mit dem abzufüllenden Füllprodukt 7 gefüllt. Um eine dichte Verbindung zwischen dem Füllventil 1 und dem zu befüllenden Behälter 8 herzustellen, wird der zu befüllende Behälter 8 an die Zentrierglocke 27 des Füllproduktauslasses 26 gepresst. Durch ein Vorspann-Schaltventil 44 wird dann der Gaskanal 40 geöffnet, so dass es zwischen dem Gasraum 60 und dem Behälter 8 sowie dem unteren Ventilraum 21 zu einem Druckausgleich kommt. Der Behälter 8 sowie der untere Ventilraum 21 sind hierdurch mit dem Gas aus dem Gasraum 60 vorgespannt. In 2 is a schematic sectional view of the filling valve 1 out 1 while filling a container 8th shown. Before the start of the actual filling process is the valve seat 22 through the valve cone 32 locked. The upper valve chamber 20 is about the product feed 25 with a filling product reservoir 6 connected and completely with the filling product to be filled 7 filled. To make a tight connection between the filling valve 1 and the container to be filled 8th produce, is the container to be filled 8th to the centering bell 27 the Füllproduktauslasses 26 pressed. By a bias switch valve 44 then becomes the gas channel 40 open, leaving it between the gas space 60 and the container 8th as well as the lower valve chamber 21 comes to a pressure equalization. The container 8th as well as the lower valve space 21 are thereby with the gas from the gas space 60 biased.

Zum Starten des Abfüllvorgangs hebt der elektrische Antrieb 9 die Ventilkolbeneinheit 3 an, so dass sich, wie in 2 gezeigt, zwischen dem Ventilsitz 22 und dem Ventilkegel 32 ein Ringspalt öffnet. Das abzufüllende Füllprodukt 7 strömt mit einem sich entsprechend der Größe des Ringspalts und den vorliegenden Druckverhältnissen einstellenden Volumenstrom durch den Ventilsitz 22 und den Verbindungskanal 23 in den unteren Ventilraum 21. To start the filling process lifts the electric drive 9 the valve piston unit 3 so that, as in 2 shown between the valve seat 22 and the valve cone 32 an annular gap opens. The filling product to be filled 7 flows through the valve seat with a volume flow which adjusts according to the size of the annular gap and the prevailing pressure conditions 22 and the connection channel 23 in the lower valve chamber 21 ,

Der Umlenkschirm 30 leitet das fließende Füllprodukt 7 dabei definiert an die Innenwand 210 des unteren Ventilraums 21 ab, so dass sich an der Innenwand 210 eine gleichmäßig fließende Flüssigkeitsschicht 70 des Füllprodukts 7 ausbildet. Das Füllprodukt 7 läuft entlang der Innenwand 210 unter Ausbildung einer laminaren Strömung nach unten ab. Die Ventilkolbeneinheit 3 unterhalb, mit anderen Worten stromabwärts, des Umlenkschirms 30 kommt folglich im Idealfall nicht mit dem strömenden Füllprodukt 7 in Berührung. The deflecting screen 30 directs the flowing filling product 7 while defined on the inner wall 210 of the lower valve chamber 21 off, so on the inner wall 210 a uniformly flowing liquid layer 70 of the filling product 7 formed. The filling product 7 runs along the inner wall 210 down to form a laminar flow. The valve piston unit 3 below, in other words downstream, the Umlenkschirms 30 Consequently, ideally does not come with the flowing filling product 7 in touch.

Dadurch, dass das Füllprodukt 7 an die Innenwand 210 des unteren Ventilraums 21 geleitet wird, entsteht im unteren Ventilraum 21 unterhalb des Umlenkschirms 30 ferner ein Gasbereich 212 zwischen der Flüssigkeitsschicht 70 und der Ventilkolbeneinheit 3, insbesondere zwischen der Flüssigkeitsschicht 70 und dem unteren Faltenbalg 36, wobei der Gasbereich 212 mit einem Gas gefüllt ist. Im Füllproduktauslass 26 innerhalb und stromabwärts des Drallkörpers 5 füllt das strömende Füllprodukt 7 wieder die gesamte Ringfläche zwischen Drallkörper 5 und Ventilgehäuse 2 aus. Der Gasbereich 212 ist somit auch nach unten hin abgeschlossen. Während des Abfüllvorgangs staut sich das Füllprodukt 7 im unteren Bereich des Füllventils 1 zurück, so dass das Gas im Gasbereich 212 komprimiert wird und ein Überdruck entsteht. Dieser Überdruck verstärkt die Ausbildung der laminar strömenden Flüssigkeitsschicht 70 an der Innenwand 210 sowie das Abfließen des Füllprodukts 7 zusätzlich. Because of the filling product 7 to the inner wall 210 of the lower valve chamber 21 is passed, created in the lower valve chamber 21 below the deflecting screen 30 furthermore a gas area 212 between the liquid layer 70 and the valve piston unit 3 , in particular between the liquid layer 70 and the lower bellows 36 , where the gas area 212 filled with a gas. In the filling product outlet 26 inside and downstream of the swirl body 5 fills the flowing filling product 7 again the entire ring surface between swirl body 5 and valve housing 2 out. The gas area 212 is thus completed downwards. During the filling process, the filling product accumulates 7 in the lower part of the filling valve 1 back, leaving the gas in the gas area 212 is compressed and creates an overpressure. This overpressure enhances the formation of the laminar flowing liquid layer 70 on the inner wall 210 and the drainage of the filling product 7 additionally.

Durch den mittels des Drallkörpers 5 auf das strömende Füllprodukt 7 eingeleiteten Drall läuft das Füllprodukt 7 durch die Füllproduktöffnung 26 und bildet beim Eintreten in den zu befüllenden Behälter 8 eine Flüssigkeitsschicht 72 aus, die gleichmäßig an der Behälterinnenwand entlang in den Behälter 8 strömt. Das aus dem Behälter 8 durch das einfließende Füllprodukt 7 verdrängte Gas strömt über den zentral angeordneten Gaskanal 40 beispielsweise zurück in den Gasraum 60 des Füllproduktreservoirs 6. By means of the swirl body 5 on the flowing filling product 7 initiated spin runs the filling product 7 through the filling product opening 26 and forms upon entering the container to be filled 8th a liquid layer 72 from, evenly along the container inner wall along in the container 8th flows. That from the container 8th through the inflowing filling product 7 displaced gas flows over the centrally located gas channel 40 for example, back to the gas space 60 of the filling product reservoir 6 ,

Durch die Ausbildung der Flüssigkeitsschicht 70 im unteren Ventilraum 21 wird verhindert, dass Füllproduktreste an der Ventilkolbeneinheit 3 unterhalb des Umlenkschirms 30, insbesondere am unteren Faltenbalg 36, hängen bleiben, was am Ende des Abfüllvorgangs ansonsten zu einem unerwünschten Gurgeln oder Nachtropfen führen würde. Ferner ist hierdurch sichergestellt, dass keine Reste des Füllprodukts 7 nach der Beendigung des Abfüllvorgangs an der Ventilkolbeneinheit 3 verbleiben und zwischen zwei Abfüllvorgängen beispielsweise auf die Außenseite eines Behälters 8 oder auf Komponenten einer das Füllventil 1 aufweisenden Vorrichtung tropfen und diese verunreinigen. By the formation of the liquid layer 70 in the lower valve chamber 21 prevents filling product residues on the valve piston unit 3 below the deflecting screen 30 , especially at the lower bellows 36 , get stuck, which would otherwise lead to unwanted gurgling or dripping at the end of the filling process. Furthermore, this ensures that no residues of the filling product 7 after completion of the filling operation on the valve piston unit 3 stay and between two filling operations, for example, on the outside of a container 8th or on components of the filling valve 1 dripping device and contaminate it.

Zur Beendigung des Füllvorgangs bewegt der elektrische Antrieb 9 die Ventilkolbeneinheit 3 nach unten, so dass der Ventilkegel 32 den Ventilsitz 22 wieder verschließt. Das restliche, sich unterhalb des Ventilsitzes 22 befindliche Füllprodukt 7 läuft entlang der Innenwand 210 durch den Ringkörper 4 und den Drallkörper 5 in den Behälter 8 ab. Um dabei ein definiertes Abfließen des restlichen Füllprodukts 7 in den Behälter 8 zu gewährleisten, wird mittels eines Schaltventils 240 die Belüftungsleitung 24 geöffnet, so dass der untere Ventilraum 21 ebenfalls mit dem Gasraum 60 verbunden ist. Das restliche Füllprodukt 7 kann somit ohne Gluckern und Blasenbildung in den Behälter 8 ablaufen, so dass beim späteren Entfernen des dann befüllten Behälters 8 kein oder nur ein vernachlässigbares Nachtropfen des Füllprodukts aus dem Füllventil 1 stattfindet. To complete the filling process moves the electric drive 9 the valve piston unit 3 down, leaving the poppet 32 the valve seat 22 closes again. The rest, below the valve seat 22 located filling product 7 runs along the inner wall 210 through the ring body 4 and the swirler 5 in the container 8th from. In order to achieve a defined flow of the remaining filling product 7 in the container 8th to ensure is by means of a switching valve 240 the ventilation line 24 open, leaving the lower valve chamber 21 also with the gas space 60 connected is. The remaining filling product 7 can thus without clucking and blistering in the container 8th expire, so that later when removing the then filled container 8th no or only a negligible dripping of the filling product from the filling valve 1 takes place.

Alternativ zu der beschriebenen Ausführung kann das Schaltventil 240 auch durch einen Schwimmer in einer Schwimmerkammer oder durch ein Rückschlagventil ersetzt werden. Die Komponenten sind derart anzuordnen, dass sie einen Gasstrom durch die Belüftungsleitung 24 in Richtung unterem Ventilraum 21 gewähren und in entgegengesetzter Richtung sperren. Die Belüftungsleitung 24 mündet dann bevorzugt vor dem Vorspann-Schaltventil 44 und vor dem Entlüftungs-Schaltventil 46 in den Gaskanal 40. Dadurch kann ein aktiv zu schaltendes Ventil, nämlich beispielsweise das Schaltventil 240, eingespart und durch eine selbstschaltende Anordnung ersetzt werden. Alternatively to the described embodiment, the switching valve 240 also be replaced by a float in a float chamber or by a check valve. The components are to be arranged such that they provide a gas flow through the ventilation duct 24 in the direction of the lower valve chamber 21 grant and lock in the opposite direction. The ventilation line 24 then preferably opens before the bias switching valve 44 and in front of the bleed switching valve 46 in the gas channel 40 , As a result, an active switching valve, namely, for example, the switching valve 240 , saved and replaced by a self-switching arrangement.

Um den vorgespannten Behälter 8 nach der Befüllung mit dem Füllprodukt 7 zu entlasten, werden das Vorspann-Schaltventil 44 und das Schaltventil 240 geschlossen und anschließend das Entlüftungs-Schaltventil 46 geöffnet, wodurch der Gaskanal 40 mit der Umgebung verbunden wird. Bevorzugt erfolgt das Entlasten des Behälters 8 dabei zweistufig. Im Anschluss an den Entlastungsvorgang werden der dann befüllte Behälter 8 und das Füllventil 1 wieder voneinander getrennt. Around the prestressed container 8th after filling with the filling product 7 to relieve, the bias switching valve 44 and the switching valve 240 closed and then the vent switching valve 46 open, reducing the gas channel 40 connected to the environment. Preferably, the unloading of the container takes place 8th two stages. Following the unloading process, the then filled container 8th and the filling valve 1 separated again.

Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Where applicable, all individual features illustrated in the embodiments may be combined and / or interchanged without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Füllventil filling valve
22: Ventilgehäuse valve housing
20 20: oberer Ventilraum Upper valve chamber
21 21: unterer Ventilraum lower valve chamber
210 210: Innenwand inner wall
212 212: Gasbereich gas sector
22 22: Ventilsitz valve seat
23 23: Verbindungskanal connecting channel
24 24: Belüftungsleitung vent line
240 240: Schaltventil switching valve
25 25: Produktzuführung product feed
26 26: Füllproduktauslass Füllproduktauslass
27 27: Zentrierglocke centering
33: Ventilkolbeneinheit Valve piston unit
30 30: Umlenkschirm deflection screen
32 32: Ventilkegel shuttle
34 34: oberer Faltenbalg upper bellows
36 36: unterer Faltenbalg lower bellows
44: Ringkörper ring body
40 40: Gaskanal gas channel
42 42: Anschluss connection
44 44: Vorspann-Schaltventil Bias switch valve
46 46: Entlüftungs-Schaltventil Vent-off valve
48 48: Hülse shell
55: Drallkörper swirler
66: Füllproduktreservoir Füllproduktreservoir
60 60: Gasraum headspace
77: Füllprodukt filling product
70 70: Flüssigkeitsschicht liquid layer
72 72: Füssigkeitsschicht Füssigkeitsschicht
88th: Behälter container
99: elektrischer Antrieb electric drive

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 9416912 U1 [0003]
DE 102010022875 A1 [0003]
DE 102012211926 A1 [0004]

Claims

Filling valve ( 1 ) for controlling the flow of a filling product ( 7 ) during the filling of a container to be filled ( 8th ), preferably in a beverage filling plant, comprising a valve housing ( 2 ) with an upper valve space ( 20 ), a lower valve space ( 21 ) and one between the upper valve space ( 20 ) and the lower valve space ( 21 ) arranged valve seat ( 22 ), one extending through the valve seat ( 22 ) extending therethrough and a poppet ( 32 ) having valve piston unit ( 3 ) is provided, by means of which to allow the flow of the filling product ( 7 ) the valve cone ( 32 ) from the valve seat ( 22 ) and to stop the flow of the filling product ( 7 ) the valve cone ( 32 ) sealingly into the valve seat ( 22 ) can be lowered, characterized in that below the valve seat ( 22 ) on the valve piston unit ( 3 ) a divert screen ( 30 ) for diverting the filling product ( 7 ) to an inner wall ( 210 ) of the lower valve space ( 21 ) is arranged.

Filling valve ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a drive, preferably an electric drive ( 9 ), for moving the valve piston unit ( 3 ) is provided.

Filling valve ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that between the valve seat ( 22 ) and the valve piston unit ( 3 ) formed annular gap by a variation of the positioning of the valve piston unit ( 3 ) is variable to vary the filling product flow.

Filling valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that between a filling product outlet ( 26 ) and the lower valve space ( 21 ) an annular body ( 4 ), which has a predetermined flow cross-section for the filling product ( 7 ).

Filling valve ( 1 ) according to claim 4, characterized in that a gas channel ( 40 ) for preloading and relieving the container ( 8th ) is provided, which preferably centrally in the annular body ( 4 ) is guided.

Filling valve ( 1 ) according to claim 5, characterized in that the gas channel ( 40 ) via a bias switching valve ( 44 ) with a gas space ( 60 ) of a filling product reservoir ( 6 ) is connectable and / or via a venting switching valve ( 46 ) is vented.

Filling valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the lower region of the valve housing ( 2 ), preferably at Füllproduktauslass ( 26 ) and / or on the ring body ( 4 ), a swirl body ( 5 ) for introducing a twist on the by the swirl body ( 5 ) flowing filling product ( 7 ), wherein the swirl body ( 5 ) preferably fixed in the valve housing ( 2 ) is arranged.

Filling valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a first elastic seal, preferably a first bellows ( 34 ), in the upper valve space ( 20 ), wherein the first elastic seal on the valve piston unit ( 3 ) and on the valve housing ( 2 ) is attached and / or a second elastic seal, preferably a second bellows ( 36 ), in the lower valve space ( 21 ), wherein the second elastic seal on the valve piston unit ( 3 ) and on the valve housing ( 2 ) is attached.

Filling valve ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the first elastic seal ( 34 ) and the second elastic seal ( 36 ) have the same outer dimensions.

Filling valve ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that below the valve seat ( 22 ) a closable ventilation line ( 24 ) for communication of the lower valve space ( 21 ) with a gas space ( 60 ) of the filling product reservoir ( 6 ) is arranged.