DE1070951B - - Google Patents

Description

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kl. 64 b 10

INTERNAT. KL. B 67 c

PATENTAMT

E 15579 III/64 b

ANMELDETAG: 22.märz1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIFT: 10. dezember 1959

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regeln der in Mehrraum-Flaschenfüllmaschinen auftretenden Drücke und Druckverhältnisse zwischen Spann- und Rückgas und der abzufüllenden Flüssigkeit.

Es sind bereits Verfahren bekanntgeworden, bei denen die Gasdrücke durch von Hand voreinstellbare Membranventile geregelt werden, wobei zusätzlich eine Beeinflussung der Membranbelastung durch den jeweiligen augenblicklichen Druck in der Flüssigkeitszu- oder -Verteilerleitung erfolgt. Bei diesem Regelverfahren ergab sich, daß die Anpassung der Gasdrücke nicht mit einer solchen Präzision möglich ist, wie sie für sehr große Fülleistungen als unerläßlich erkannt wurde. Es ist deshalb auch bereits bekanntgeworden, Druckschwankungen der Flüssigkeit weitgehend vom Füller fernzuhalten, wozu in der Bierleitung selbsttätige Bierdruckregelventile eingebaut wurden. Durch solche Maßnahmen konnte die Leistung der Füller erhöht werden. Zur weiteren Steigerung der Regel- ao genauigkeit hat man auch schon den Vorluftdruck in der beschriebenen Weise über ein Membranventil an den Bierdruck angepaßt, zur Regelung des Rückluftdruckes dagegen die zwischen der Flüssigkeitszuleitung und dem Rückluftdruck auftretenden Differenzdrücke zur Steuerung der Abluftmenge ausgenutzt. Durch die Einschaltung eines Schwimmerventils kann dabei die Anpassung der Drücke selbst bei hohen Umgebungsdrücken sehr genau erfolgen.

Allen diesen Regelverfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß die Anpassung der großen Lufträume an rasch wechselnde Flüssigkeitsdruckschwankungen nur mit erheblicher Verzögerung möglich ist. Stets ist in den Lufträumen eine so große Menge komprimierter Luft aufgespeichert, daß Änderungen des Druckes durch Ablassen oder Nachfüllen der Behälter nur sehr langsam vor sich gehen können. Infolgedessen wirken sich die beschriebenen Regelverfahren bei langsamer Änderung der Druckverhältnisse recht gut aus, während sie bei kurz andauernden Schwankungen kaum wirksam werden können. Kurzfristige Störungen des Druckgleichgewichtes machen sich aber besonders bei modernen Hochleistungsfüllern bemerkbar, denn bei einer Füllerleistung beispielsweise von 30 000 Flaschen/h werden in jeder Sekunde mehr als acht Flasehen gefüllt, so daß bei einer nur fünf Sekunden dauernden Druckstörung bereits über 40 Flaschen nicht einwandfrei abgefüllt werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß Druckschwankungen in der Flüssigkeitszuleitung, wie sie schon infolge der wechselnden Bierspiegelhöhe in den Vorratstanks u. dgl. ganz unausbleiblich sind, durch die Koppelung des Spanngases mit der Flüssigkeit auf den Vorspanndruck Verfahren und Vorrichtung
zum Regeln der Drücke
bei Gegendruck-Mehrraum-Flaschenfüllmaschinen für Bier u. dgl.

Anmelder:
Enzinger - Union-Werke
Aktien-Gesellschaft,
Mannheim I₁ Neckarauer Str. 138/162

Beanspruchte Priorität: Schaustellung auf der am 27. September 1957 eröffneten Deutschen Brauerei- und Getränkemaschinen-Ausstellung in München

Wilhelm Herbst, Worms-Pfiffligheim, ist als Erfinder genannt worden

übertragen werden. Die momentanen Falschwerte des Flüssigkeitsdruckes gehen somit in das ganze Regelsystem ein, außerdem noch dazu mit erheblichen zeitlichen Verzögerungen. Es können dadurch Überschneidungen und Aufschaukelungen und damit ganz ungewollte Druckverhältnisse entstehen.

Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Regeln der Drücke bei Gegendruck-Mehrraum-Flaschenfüllmaschinen vorgeschlagen, nach welchem der Vorspanndruck als Drucksollwert gewählt und diesem gewählten Wert entsprechend gegen die Störgröße der wechselnden Vorluft-Entnahmemenge selbsttätig eingeregelt wird, während der Flüssigkeitsdruck dem jeweiligen tatsächlichen Vorspanndruck selbsttätig nachgeführt und an diesen angeglichen wird. Nach diesem Verfahren wird also, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, nicht der Vorspanndruck dem Flüssigkeitsdruck angepaßt bzw. nachgeführt, sondern der Flüssigkeitsdruck wird nach dem jeweils herrschenden Gasdruck selbsttätig eingestellt.

Da der Vorspanndruck z. B. über das übliche Gasdruckreduzierventil mit in vielen Fällen ausreichender Genauigkeit eingestellt werden kann, werden die unvermeidlichen Ungenauigkeiten des Flüssigkeitsdruckes, z. B. auch Anfahrtsstöße, nicht in das ganze Füllsystem übertragen, sondern im ständigen Vergleich mit dem Vorspanndruck zum alsbaldigen Ab-

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klingen gebracht. Diese Wirkung wird in jedem Falle erzielt, also sowohl bei Mehrraumfüllern mit völlig vollgefüllten Bierverteilerkanälen als auch bei Füllmaschinen mit größerem Gaspolster im Verteilerkanal.

Bei Mehrraum-Flaschenfüllmaschinen mit geringem oder fehlendem Gaspolster im Flüssigkeitsverteilerkanal werden wegen der geringen Kompressibilität des Flüssigkeitszuleitungssystems darüber hinaus weitgehende zeitliche Verzögerungen bei der Anpassung des Flüssigkeitssystems an den Vorspanndruck vermieden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Rückluftdruck nach Maßgabe des in einem mit der Flüssigkeitszuleitung und der Rückluftleitung verbundenen Regelorgan, z. B. einem Schwimmerventil, herrschenden Druckunterschieds durch Regelung der Abluftmenge an den Flüssigkeitsdruck angeglichen wird. Zur Durchführung dieser Verfahren wird in der Bierzuleitung ein an sich bekanntes Bierdruckregelventil angeordnet, dessen Verstellung im _ao Sinne einer Schließbewegung in an sich bekannter Weise durch Einwirkung des über eine Meßleitung auf das Regelventil wirkenden geregelten Flüssigkeitsdruckes und dessen Verstellung im Sinne einer Öffnungsbewegung in entsprechender Weise durch Einwirkung des Vorluftdruckes bewirkbar ist, wobei die Leitungen für die Versorgung des Füllers und der öffnungsseitigen Druckkammer des Flüssigkeitsdruckreglers mit Vorspannluft gemeinsam oder einzeln zur A ⁷Orspanngasreduzierstation geführt sind, während die mit der schließseitigen Druckkammer des Bierdruckreglers verbundene Meßleitung an einer in Strömungsrichtung hinter dem Regelventil gelegenen Meßstelle der Bierleitung angeschlossen ist. Zur Regelung des Rückluftdruckes dient ein Regelorgan, das einerseits mit der abzufüllenden Flüssigkeit und andererseits mit der entsprechend dem Flüssigkeitsdruck zu regelnden Rückluft über Rohrleitungen, so verbunden ist, daß beim Sinken des Rückluftdruckes im Verhältnis zum Bierdruck die Rückluft-Abblasmenge selbsttätig vermindert und beim Steigen des Rückluftdruckes die Rückluft-Abblasmenge selbsttätig vergrößert wird. Als Regelorgan für die Rückluft wird hierzu vorzugsweise ein an sich bekanntes Schwimmerventil vorgesehen. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei Mehrraum-Füllmaschinen mit nicht völlig mit Flüssigkeit gefülltem Flüssigkeitsverteilerkanal ein beispielsweise als Schwimmerventil ausgebildetes Niveauregelventil und eine in den Gasraum des Flüssigkeitsverteilerkanals geführte Spanngaszuleitung vorgesehen und so geschaltet ist, daß bei zu niedrigem Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsverteilerkanal Spanngas nach außen entweicht und der Flüssigkeitsspiegel dadurch wieder bis zum Sollwert ansteigt.

In der Abbildung ist eine Vorrichtung zum Ausführen des Regelverfahrens bei einem Gegendruck-Mehrraum-Flaschenfüller mit nicht völligmit Flüssigkeit gefülltem Flüssigkeitsverteilerkanal beispielsweise und schematisch dargestellt.

Die abzufüllende Flüssigkeit, also z. B. kohlensäurehaltige Getränke wie Bier, Mineralwasser od. dgl., wird durch eine Flüssigkeitszuleitung 1 über Verteilerleitungen 1' einem Verteilerkanal 2 zugeleitet, von wo aus die abzufüllende Flüssigkeit über Füllorgane 3 in Flaschen 4 abgefüllt wird. In einer Gasdruckreduzierstation 5 wird das durch eine Leitung 6 zugeführte Druckgas auf einen voreinstellbaren Druck reduziert und entsprechend diesem eingestellten Drucksollwert gegen die Störgröße der durch eine Leitung 7 abge-

führten wechselnden Entnahmemenge weitgehend konstant gehalten. Dieses in der Leitung 7 strömende Gas wird einerseits durch eine Leitung T zu einem Vorspannluftverteilerkanal 8 und von dort zu den Füllorganen 3 geleitet, andererseits aber durch eine Leitung 7" zu der unteren, öffnungsseitigen Druckkammer 9 eines Bierdruckregelventils 10. Die obere, schließseitige Druckkammer 11 des Bierdruckregelventils 10 ist über eine Meßleitung 12 an einer in Strömungsrichtung hinter diesem Bierdruckregelventil gelegenen Stelle 13 an der Bierzuleitung 1 angeschlossen. Der Flüssigkeitsverteilerkanal 2 steht über eine Spannleitung 14, die nur in Pfeilrichtung durchströmt werden kann, mit der Spanngasleitung 7 in Verbindung, damit sich im Flüssigkeitsverteilerkanal 2 ein Gaspolster ausbilden kann. Dieses Gaspolster des Flüssigkeitsverteilerkanals 2 steht seinerseits über eine Leitung 15, die ebenfalls nur in Pfeilrichtung durchströmt werden kann, mit einem Rückluftsammelkanal 16 in Verbindung und soll diesen in an sich bekannter Weise, zumal bei Inbetriebnahme der Anlage, mit Gas vorspannen sowie die Druckverluste im Rückluftsammelkanal 16 beim eventuellen Platzen von Flaschen ausgleichen. Die Rückluft, die aus den Flaschen 4 beim Füllen entweicht, gelangt über das Füllorgan 3 in den Rückluftsammelkanal 16 und durch Leitungen 17 zu einem Rückluftkessel 18, in dem auch das Rückspritzbier anfällt, das über, ein Ventil 19 abgelassen werden kann. Mit der Rückluftleitung 17 und der Flüssigkeitsverteilerleitung 1' steht ein Schwimmergehäuse 20 so in Verbindung, daß in diesem der obere Raum mit Gas, der untere Raum mit Flüssigkeit gefüllt ist. Ein Abfallen des Flüssigkeitsspiegels in diesem Schwimmergehäuse 20 erfolgt, sobald der Gasdruck größer als der Flüssigkeitsdruck ist. In diesem Falle wird durch ein Schwimmerventil 21 und eine Abbiasieitung 22 Rückluft nach außen abgeführt.

Im Flüssigkeitsverteilerkanal 2 ist ein weiteres Schwimmerventil 23 angeordnet, das bei sinkendem Bierspiegel im Verteilerkanal 2 ebenfalls Gas, in diesem Falle aber Spanngas aus dem Raum über dem Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsverteilerkanal 2 durch eine Leitung 24 nach außen abführt. Durch dieses Ventil wird erreicht, daß der Spiegel im Flüssigkeitsverteilerkanal 2 niemals unter ein gewisses, zum Füllen unbedingt erforderliches Niveau abfällt, andererseits aber auch ein Gaspolster über der Flüssigkeit erhalten bleibt.
Durch ein Drosselventil 25 kann in der Leitung 7' ein Vorspanndruck eingestellt werden, der um den geodätisch bedingten Druckabfall in der Flüssigkeitszuleitung zwischen dem Regelventil 10 bzw. der Meßleitung 12 und dem Flüssigkeitsverteilerkanal 2 vermindert ist.

Das Regelventil 10 kann entweder außerhalb oder innerhalb des rotierenden Teiles der Füllmaschine in der Flüssigkeitszuleitung 1 angeordnet werden, wobei auch andere Verstellmechanismen und andere oder zusätzliche Regelanordnungen, z. B. solche mit Hilfskraft, zur Anwendung kommen können, so weit sie aus dem Vergleich des momentanen Vorspanndruckes mit dem Flüssigkeitsdruck oder davon abgeleiteten Meßwerten eine Anpassung des Flüssigkeitsdruckes an den Vorspanndruck bewirken.

Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird in der Spanngasleitung 7, 7', 7" durch die Tätigkeit des Gasdruckreduzierventils 5 und damit auch im Vorspannluftverteilerkanal 8 unabhängig von der Entnahmemenge ein weitgehend konstanter Druck auf-

Claims (5)

rechterhalten. Eine über die Flüssigkeitszuleitung 1 und die Verteilerleitung 1' zum Flüssigkeitsverteilerkanal gelangende Druckstörung erreicht durch die Meßleitung 12 auch die schließseitige Druckkammer 11 des Regelventils, wo ein Druckvergleich mit dem in der öffnungsseitigen Kammer 9 herrschenden Gasdruck erfolgt. Überdruck in der'schließseitigen Druckkammer 11 bewirkt ein Schließen des Regelventils und umgekehrt. Durch die verhältnismäßig geringe Kompressibilität des ganzen Flüssigkeitssystems wirken sich solche Verstellungen ohne wesentliche Verzögerung aus, so daß eine ständige Druckangleichung des Flüssigkeitsdruckes an den weitgehend konstant gehaltenen Spanngasdruck erreicht wird. Dieser Spanngasdruck ist aber durch Sollwert-Einstellung anderbar, wobei selbsttätig der Flüssigkeitsdruck nachgeführt wird. Flüssigkeitsdruckschwankungen in der Leitung 1 können demnach nicht auf den Spanngasdruck in den Leitungen 7, T rückwirken, weil eine Verbindung des Spanngasverteilerkanals 8 mit dem Flüssigkeitskanal 2 nur durch die nur in Pfeilrichtung durchströmbare Spannleitung 14 vorhanden ist und außerdem bei zu starker Auffüllung dieses Kanals 8 mit Gas über das Schwimmerventil 23 die überschüssige Menge ins Freie entweichen kann. Der Schwimmer dieses Ventils sinkt hierbei mit dem Flüssigkeitsspiegel ab und öffnet dabei einen Auslaß für das überschüssige Gas im Flüssigkeitsverteilerkanal 2. Die abzufüllenden Flaschen 4 werden in bekannter Weise gegen das Füllventil 3 angepreßt und durch öffnen von Gaswegen mit Vorspanngas aus Kanal 8 gespannt. Nach erzieltem Druckausgleich kann Flüssigkeit aus dem Kanal 2 in die Flasche 4 einströmen, wobei gleichzeitig durch Gaswege die verdrängte Gasfüllung als Rückluft aus der Flasche 4 in den Sammelkanal 16 verdrängt wird. Über das Schwimmerventil 20, 21 und die Leitung 17 stehen Flüssigkeit, Rückluftsammelkanal 16 und Rückluftkessel 18 miteinander in Verbindung, so daß beim Anwachsen des Rückluftdruckes der Flüssigkeitsspiegel im Schwimmerventilgehäuse 20 mehr und mehr abfällt, bis durch die Ventilauslaßöffnung gerade so viel Gas durch die Abblasleitung 22 nach außen abgeführt wird, wie bei der Flaschenfüllung anfällt. Der Füller kann nach der Lehre gemäß der Erfindung auch ohne Luftpolster über der Flüssigkeit, also als bierkesselloser Mehrraumfüller betrieben werden, wobei die Einstellzeiten noch verkürzt werden. Die Gegenstände der Unteransprüche genießen Schutz nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs. Patentansprüche.-

1. Verfahren zum Regeln der Drücke bei Gegendruck-Mehrraum-Flaschenfüllmaschinen Vorzugsweise für Bier u. dgl., mit völlig oder weitgehend getrennten Wegen für die Vor- und Rückluft sowie für die abzufüllende Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspanndruck als Drucksollwert gewählt und diesem gewählten Wert entsprechend gegen die Störgröße der wechselnden Vorluftentnahmemenge selbsttätig eingeregelt :

wird, während der Flüssigkeitsdruck dem jeweiligen tatsächlichen Vorspanndruck selbsttätig nachgeführt und angeglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückluftdruck nach Maßgabe des in einem mit der Flüssigkeitszuleitung (1,1') und der Rückluftleitung (17) verbundenen Regelorgan, z.B. einem Schwimmerventil (20, 21), herrschenden Druckunterschiedes durch Regeln der Abluftmenge an den Flüssigkeitsdruck angeglichen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bierzuleitung ein an sich bekanntes Bierdruckregelventil (10) angeordnet ist, dessen Verstellung im Sinne einer Schließbewegung in an sich bekannter Weise durch Einwirkung des über eine Meßleitung (12) auf das Regelventil (10) wirkenden geregelten Flüssigkeitsdruckes und dessen Verstellung im Sinne einer Öffnungsbewegung in entsprechender Weise durch Einwirkung des Vorluftdruckes bewirkbar ist, wobei die Leitungen (7', 7") für die Versorgung des Füllers und der öffnungsseitigen Druckkammer (9) des Flüssigkeitsdruckreglers mit Vorspannluft gemeinsam oder einzeln zur Vorspanngasreduzierstation (5) geführt sind, während die mit der schließseitigeri Druckkammer (11) des Bierdruckreglers verbundene Meßleitung (12) an einer in Strömungsrichtung hinter dem Regelventil (10) gelegenen Meßstelle (13) der Bierleitung (1) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Regeln des Rückluftdruckes ein Regelorgan einerseits mit der abzufüllenden Flüssigkeit und andererseits mit der entsprechend dem Flüssig: keitsdruck zu regelnden Rückluft über Rohrleitungen so in Verbindung steht, daß beim Sinken des Rückluftdruckes im Verhältnis zum Bierdruck die Rückluftabblasmenge selbsttätig vermindert und beim Steigen des Rückluftdruckes die Rückluftabblasmenge selbsttätig vergrößert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelorgan für die Rückluft ein an sich bekanntes Schwimmerventil (20, 21) vorgesehen ist.

Ö.Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Mehrraum-Füllmaschinen mit nicht völlig mit Flüssigkeit gefülltem Flüssigkeitsverteilerkanal (2) ein beispielsweise als Schwimmerventil (23) ausgebildetes Niveauregelventil und eine in den Gasraum des Flüssigkeitsverteilerkanals (2) geführte Spanngaszuleitung (14) vorgesehen und so geschaltet ist, daß bei zu niedrigem Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsverteilerkanal (2) Spanngas nach außen entweicht und der Flüssigkeitsspiegel dadurch wieder bis zum Sollwert ansteigt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift E8255 III/64b (bekanntmacht am 5. 4. 1956).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 909 688/45 12.59