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Verfahren und Vorrichtung zum Füllen von Behältern mit einer keimfreien
Flüssigkeit Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Füllen von Behältern mit einer keimfreien Flüssigkeit, wie z. B. Milch, wobei die
Flüssigkeit mittels einer Pumpe aus einem Vorratsgefäß od. dgl. durch eine Sterilisiervorrichtung
zu einem in die zu füllenden Behälter einzusteckenden Füllrohr gefördert wird, und
wobei die Ausströmung mittels eines Füllventils gesteuert wird.
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Bei dem sterilen Füllen von Behältern, wie Flaschen, mit einer keimfreien
Flüssigkeit, besteht die Gefahr, daß sowohl vor den Anfang als während einer zeitweiligen
Unterbrechung der Füllung, wenn also die Flüssigkeit im Füllrohr stillsteht, in
diesem Füllrohr befindliche Bakterien sich entwickeln. können. Weiter ist es bei
den bisher bekannten Füllvorrichtungen der obengenannten Art schwierig, vor dem
Anfang der Füllung das Füllrohr völlig keimfrei zu machen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu
beheben. Es ist dazu erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Flüssigkeit durch das Füllrohr
in einen den Auslaß des Füllrohrs umgebenden Raum, der eine vom Füllventil gesteuerte
Ausflußöffnung hat, gefördert und dauernd dem Füllrohr zugepumpt sowie bei geschlossenem
Füllventil durch eine mit dem Raum verbundene RückführleitungzuderSterilisiervorrichtungzurückgeführtwird.
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Vorzugsweise fließt nach dem Verfahren gemäß der Erfindung auch bei
geöffnetem Füllventil ein Teil der dem Füllrohr zugeführten Flüssigkeit durch die
Rückführleitung zurück. Es kann dazu in der Rückführleitung ein regelbares Drosselventil
vorgesehen sein. Dadurch bleibt die Flüssigkeit auch während des Füllens in der
Rücklaufleitung in fortwährender fließender Bewegung.
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Eine Füllvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
kann so ausgebildet sein, daß das Füllrohr innerhalb eines Rücklaufrohres angeordnet
ist, das sich einerseits über den Füllrohrauslaß hinaus erstreckt und an diesem
Ende eine mit einem Füllventil versehene Ausflußöffnung aufweist und das andererseits
an eine zu der Saugseite der Förderpumpe führendeRückführleitung angeschlossen ist.
Dabei können die Strömungswiderstände des Rücklaufrohres und der Rückführleitung
im Vergleich zu demienigen des Durchlasses des Füllventils derart gewählt sein,
daß auch bei geöffnetem Füllventil ein Teil der aus dem Füllrohr herausströmenden
Flüssigkeit durch das Rückführrohr zurückfließt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung zum Fülleu. von Müchflaschen schematisch dargestellt; es zeigt
Fig. 1 einen axialen Schnitt eines ersten Ausführungsbeispieles mit dem Kreislauf
der Milch in schematischer und vereinfachter Darstellung sowie Fig. 2 einen Schnitt
des zweiten Ausführungsbeispieles einer Füllvorrichtung nach der Erfindung.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 zeigt ein Füllrohr 1; an dessen Unterseite
ein Ventilkörper 2 von größerem Durchmesser als dem des Füllrohrs befestigt ist,
wobei in der Wand des. Füllrohresl oberhalb des Ventilkörpers eine Anzahl Ausflußöffnungen
3 vorgesehen ist. Um das Füllrohr 1 herum liegt koaxial ein Rücklaufrohr, das aus
zwei Teilen 4 und 5 besteht, die mittels eines elastischen Balges 6 miteinander
verbunden sind. Der untere Teil 4 des Rücklaufrohres ist gelenkig mit einem Betätigungsarm
7 verbunden, derart, daß dieser Rohrteil 4 mittels des Armes 7 über eine vorbestimmte
Strecke axial auf und nieder bewegt werden kann. Der Unterrand des Rohrteiles 4
ist als Ventilsitz für den Ventilkörper 2 ausgebildet. Der obere Teil s des Rücklaufrohres
ist mit seinem geschlossenen Oberende fest mit dem Füllrohr 1 verbunden und ist
an eine Rücklaufleitung 8 angeschlossen. In dieser Rücklaufleitung 8 ist ein regulierbares
Drosselventil 9 vorgesehen. Die Milch wird aus einem nicht gezeichneten Gefäß durch
eine Leitung
10 einer Pumpe 11 zugeführt und von dieser nacheinander
durch eine Homogenisiervorrichtung 12, eine Durchflußsterilisiervorrichtung13 und
eine Kühlanlage 14 gefördert, wonach sie durch eine Leitung 15 nach dem Füllrohr
1 strömt. Bei geschlossenem Ventil 2 fließt die durch das Füllrohr 1 herunterströmende
Milch durch die Ausflußöffnungen 3 in. den zwischen dem Füllrohr und dem Rücklaufrohr
eingeschlossenen Ringraum 16, strömt durch diesen Raum nach oben und durch die an
die Leitung 10 angeschlossene Rücklaufloitung 8 nach der Saugseite der Pumpe 11
zurück. Durch Betätigen' des Armes 7 kann der Rohrteil 4 nach oben verschoben und
das Ventil 2 geöffnet werden, so daß die durch das Füllrohr 1 zugeführte Milch durch
die Ventilöffnung hindurch in eine Flasche 17 strömen kann. Das Verhältnis zwischen
dem Durchflußwiderstand des geöffneten Ventildurchlasses und den Strömungswiderständen
des Rücklaufrohres und der Rücklaufleitung isst derart gewählt, daß auch bei geöffnetem
Ventil noch ein kleiner Teil der Milch durch das Rücklaufrohr nach der Sterilisiervorrichtung
zurückfließt. Der Rücklauf kann mittels des Drosselventils 9 gesteuert werden.
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Am unteren Ende des Rohrteils 4 sind eine Anzahl Nocken 1.8 vorgesehen,
die für die Zentrierung der Füllvorrichtung in der Mündung der Flasche 17 Sorge
tragen und zu gleicher Zeit dazu dienen, den Flüssigkeitsstrom örtlich zu unterbrechen,
damit während des Füllens die Luft aus der Flasche entweichen kann.
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Selbstverständlich können mit der beschriebenen Füllvorrichtung auch
andere Behälter als Flaschen gefüllt werden. Wenn es sich in diesen Fällen um Behälter
mit einer größeren Füllöffnung handelt, können die Nocken 18 fortgelassen werden.
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Vor der Inbetriebnahme kann die Füllvorrichtung bei geschlossenem
Ventil 2 mit heißem Wasser vorgespült werden und, wenn erwünscht, kann die Außenseite
des Rücklaufrohres und des, Ventils durch Abflammen keimfrei gemacht werden. Sofort
wenn das Füllrohr keimfrei ist, kann auf Milch umgeschaltet werden.
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Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist um das Füllrohr 1 herum
ein einteiliges R'ücklaufrohr 19 fest angeordnet. Das Rohr 19 weist an seinem Unterrand
wieder einen Ventilsitz für ein Ventil 20 auf, das in diesem Fall von einer progressiv
arbeitenden Schraubenfeder beeinflußt wird. Die Feder 21 ist innerhalb der an ziem
Rohr 19 befestigten Nocken 18 gehalten, die mittels nach innen ragender Schultern
22 die untere Federwindung stützen. Das Ventil 20 ist mit vier kreuzweise angeordneten
Flügeln 23 versehen, die in die Mündung des Rohres 19 hineinragen und für die Führung
des Ventilkörpers dienen.
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In der am Oberende des Rücklaufrohres 19 angeschlossenen Rücklaufleitung
8 ist ein Steuerventil 24
vorgesehen, dessen Ventilspindel 25 durch
das Ventilgehäuse 26 hindurchgeführt und mit einer pneumatisch betätigten Membran
27 verbunden ist.
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Wenn das Steuerventil 24 ganz geöffnet ist, wird das Füllventil 20
durch den Druck der Feder 21 geschlossen gehalten, und die Milch wird in einem Kreislauf
rundgeführt. Wenn der Durchlaß des Steuerventils 24 verringert wird, steigt der
Druck der oberhalb des Füllventils 20 befindlichen Flüssigkeit, und das Füllventil
wird gegen die Wirkung der Feder 21 geöffnet, so daß in Abhängigkeit der Lage des
Steuerventils 24 ein größerer oder ein. kleinerer Teil der geförderten Flüssigkeit
durch das Ventil 20 nach außen strömt und der verbleibende Teil durch das Rücklaufrohr
19 zurückfließt.
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In dieser Weise kann die Füllvorrichtung mittels der pneumatischen
Membran 27 gesteuert werden. Obwohl das Steuerventil 24 in. der geschlossenen Ruhelage
gezeichnet ist, findet diese Steuerung während des Betriebes der Füllvorrichtung
derart statt und sind die Verhältnisse so, daß auch bei völlig geöffnetem Füllventil
20 das Steuerventil 24 noch nicht ganz geschlossen ist und ein Teil der Flüssigkeit
durch die Leistung 8 zurückfließt.