DE1174639B

DE1174639B - Fuellkopf fuer Maschinen zum Fuellen von Behaeltern mit gashaltigen Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1174639B
Application number: DEC16313A
Authority: DE
Inventors: Rudolph H Breeback
Original assignee: Crown Cork and Seal Co Inc
Current assignee: Crown Cork and Seal Co Inc
Priority date: 1957-02-18
Filing date: 1958-02-18
Publication date: 1964-07-23
Also published as: US2887133A; FR1202179A; GB815775A; BE564927A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 67 c

Nummer:
Aktenzeichen:
Amneldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 64 b-10

1174 639
C16313III/64 b
18. Februar 1958
23. Juli 1964

Die Erfindung betrifft einen Füllkopf für Maschinen zum Füllen von Behältern mit gashaltigen Flüssigkeiten mit einem durch den Füllkopf führenden Kanal zur Führung der gashaltigen Flüssigkeit vom Vorratsbehälter zu den zu füllenden Behältern.

Füllköpfe dieser Art sind bekannt und dienen zum Füllen von Behältern, wie Dosen oder Flaschen mit kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten, wie Bier, Limonaden u. dgl.

Ein bekanntes Problem beim Füllen von Behältern mit gashaltigen Flüssigkeiten liegt in der Beschleunigung des Füllvorganges, ohne daß die Schaumbildung im Behälter verstärkt wird.

Geht man nun von einem konstanten Durchflußquerschnitt aus, so kann eine Beschleunigung des Füllvorganges nur dadurch erreicht werden, daß man die Füeßgeschwindigkeit der Flüssigkeit erhöht. Diese Lösung des Problems hat jedoch den Nachteil, daß die Schaumbildung bei höherer Fließgeschwindigkeit verstärkt wird. Darüber hinaus erfolgt bei der Anwendung hoher Fließgeschwindigkeiten eine unerwünschte Entbindung des Gases aus der Flüssigkeit.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ging man dazu über, den Füllvorgang dadurch zu beschleunigen, daß man den Durchflußquerschnitt im Füllkopf und damit die Durchflußmenge bei gleichbleibender Fließgeschwindigkeit vergrößerte. Dieser Vergrößerung des Durchflußquerschnittes sind jedoch bereits durch die Abmessungen des Füllkopfes Grenzen gesetzt, wobei zu bedenken ist, daß im Füllkopf außer dem Flüssigkeitskanal noch mindestens ein Gaskanal und möglicherweise weitere Mechanismen anzuordnen sind. Darüber hinaus haben aber Flüssigkeitsleitungen mit großem Querschnitt noch verschiedene Nachteile: einmal ist es unmöglich, eine derartige Leitung mit großem Querschnitt mit einem brauchbaren Mundstück zu versehen, und andererseits ist die Strömung in derartigen Leitungen übermäßig turbulent, was die unerwünschte Schaumbildung wieder verstärkt und zur Entmischung der gashaltigen Flüssigkeit führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllkopf mit großer Flüssigkeitsabgabemenge zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden werden.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß sich der Flüssigkeitskanal im Füllkopf in mehrere Leitungen verzweigt, von denen jede in einem Röhrchen mit einem Gitter oder Siebelement endet.

Durch eine derartige Verzweigung des Füllkopfkanals ist der Querschnitt des Füllkopfes weitgehend

Füllkopf für Maschinen zum Füllen von
Behältern mit gashaltigen Flüssigkeiten

Anmelder:

Crown Cork & Seal Company, Inc.,

Baltimore, Md. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. W. Kemp, Patentanwalt,

Köln-Lindenthal, Goldenfelsstr. 24

Als Erfinder benannt:

Rudolph H. Breeback, Baltimore, Md. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 18. Februar 1957
(640 834)

zum Durchtritt von Flüssigkeitsleitungen ausnutzbar, die jeweils so dünn sind, daß in ihnen keine Turbulenz auftritt. Die Anbringung eines Mundstückes bietet bei den kleinen Leitungen keine Schwierigkeit.

Die Anordnung von Gittern oder Siebelementen

an der Austrittsöffnung des Flüssigkeitskanals bei Füllköpfen für gashaltige Getränke ist bekannt.

Durch die Anordnung derartiger Gitter oder Siebelemente an den Enden der Zweigleitungen wird neben der Lösung der beschriebenen Aufgabe erreicht, daß die in den Zweigleitungen nach dem Abnehmen des gefüllten Behälters noch befindliche Flüssigkeit nicht abtropft, so daß eine genauere Füllhöhe in den Behältern erzielbar ist und der Auflagetisch für die Behälter nicht durch abtropfende Flüssigkeit verschmutzt wird.

Ein gemäß der Erfindung ausgestalteter Füllkopf ist im folgenden beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt.

F i g. 1 zeigt einen Füllkopf gemäß der Erfindung und stellt einen Drehschieber in Flüssigkeitsdurchflußstellung dar, wobei der Füllkopf an einer Füllmaschine angebracht ist, von der nur ein Teil dargestellt ist;

F i g. 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer der Flüssigkeitsdüsen des Füllkopfes nach F i g. 1;

409 637/78

F i g. 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Anschluß-Stücks der Flüssigkeitsdüse nach F i g. 2, teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt;

F i g. 4 zeigt das Anschlußstück nach F i g. 3 von unten;

Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Mundstücks für das Anschlußstück der Düse nach Fig. 2;

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf das Mundstück nach F i g. 5, und

F i g. 7 zeigt das Sieb für die Düse nach F i g. 2.

Nach F i g. 1 der Zeichnungen weist der Füllkopf einen Füllkopfkörper 10 mit einem Flansch 12 auf, der an einem Oberteil 14 der Füllmaschine 16 be-

die ebene Sitzfläche 25 der Dichtung 22 offen ist. Der Kanal 52 verzweigt sich in eine Mehrzahl von Flüssigkeitsleitungen 54, die sich nach abwärts durch den unteren Teil 30 des Füllkopfkörpers 10 hin-5 durch erstrecken und in Austrittsöffnungen für Flüssigkeit enden, die um den Umfang der horizontalen Fläche 32 herum angeordnet sind. Ein zweiter Gaskanal 55 erstreckt sich von der Sitzfläche 25 nach unten durch den Füllkopfkörper 10 ίο und endet in der Mitte der Fläche 32, wie dies an der Stelle 57 dargestellt ist. Ein Kugelschwimmerventil 59, das in einem Käfig 60 gehalten ist, kann den Austritt 57 des Gaskanals 55 bei Ansteigen der Flüssigkeit im Behälter C auf eine vorherbestimmte

festigt werden kann. Der Füllkopfkörper 10 ist in be- ₁₅ Höhe schließen.

liebiger Weise am Oberteil 14 befestigt. Die Füll- Der Drehschieber 26 hat einen U-förmigen Gas

maschine 16 weist einen Vorratsbehälter 18 für eine mit Kohlensäure versetzte Flüssigkeit und eine dieser überlagerte Gasmenge, weiterhin Behältertragdurchgang 56 sowie einen U-förmigen Flüssigkeitsdurchgang 58. Der Gasdurchgang 56 kann mit den Gaskanälen 50 und 55 so in Verbindung treten, daß

platten 20 und einen (nicht dargestellten) drehbaren ₂₀ der Behälter C mit dem Gas enthaltenden Teil des Tisch zur Halterung mehrerer Tragplatten 20 und Vorratsbehälters 18 in Verbindung kommt. Der

des Oberteils 14 auf. Die mit Kohlensäure versetzte bzw. kohlensäurehaltige Flüssigkeit kann Bier oder irgendeines der verschiedenen mit Kohlensäure ver-

Flüssigkeitsdurchgang 58 kann mit den Flüssigkeitskanälen 44 und 52 in Verbindung treten, um den Flüssigkeit enthaltenden Teil des Vorratsbehälters 18

setzten alkoholfreien Getränke sein, während das ₂₅ mit dem Behälter C in Verbindung zu bringen.
Gas gewöhnlich unter Druck stehendes Kohlen- Beim Füllen von Behältern mit kohlensäurehalti-

dioxydgas ist. gen Flüssigkeiten ist es in der Praxis üblich, zuerst

Der Füllkörper 10 ist mit einer kreisrunden, ver- im Behälter einen Gegendruck zu erzeugen, der im tieften Fläche 22 versehen, die eine Dichtung 24 auf- wesentlichen gleich dem Druck des Gases im Vornimmt, deren äußere Fläche einen Spiegel 25 für ₃₀ ratsbehälter 18 ist. Dies wird gewöhnlich dadurch ereinen Drehschieber 26 bildet. Der Drehschieber 26 reicht, daß man den Drehschieber 26 in eine Stelsitzt auf einer in waagerechter Richtung sich er- lung bewegt, in der die Gaskanäle im Füllkopf mit streckenden Welle 28 und ist um eine waagerechte, in dem Gas enthaltenden Teil des Vorratsbehälters 18 radialer Richtung verlaufende Achse drehbar, um in Verbindung gebracht werden, während die Flüsdie Flüssigkeits- und Gasdurchgänge des Füllkopfs 35 sigkeitskanäle im Füllkopf geschlossen bleiben. Nachin Anschließlage zu bringen, wie weiter unten in der dem man im Behälter einen Gasgegendruck erzeugt Beschreibung im einzelnen beschrieben werden wird. hat, der etwas geringer ist als der Gasdruck im Vor-Ein nach unten herabreichender Teil 30 des Füll- ratsbehälter 18, wird der Drehschieber 26 auf seiner kopfkörpers 10 ist mit einer im wesentlichen horizontalen Achse weiter verschwenkt, und zwar bis horizontalen Fläche 32 versehen, die zur Anlage am 40 in die in Fig. 1 gezeigte Stellung, in der die Flüs-Rand eines Behälters C, beispielsweise einer Dose, sigkeitskanäle den Behälter C mit dem Flüssigkeit . an einer Ringdichtung 34 vorgesehen sein kann und enthaltenden Teil des Vorratsbehälters 18 in Vergegen diesen abdichtet, wenn der Behälter durch die bindung bringen. Gleichzeitig mit dem Anschließen Tragplatte 20 lotrecht nach oben in Anlage an die- der Flüssigkeitskanäle 44 bzw. 52 durch den Flüssigselbe gebracht wird. Der nach unten herabreichende 45 keitsdurchgang 58 im Drehschieber 26 geschieht das Teil 30 kann entweder eine gesonderte Einheit sein, Anschließen des Gasdurchganges 56 an die Gasdie mittels einer Überwurfmutter 36 am Füllkopf- kanäle 50 und 55 im Füllkopfkörper 10. Dadurch körper 10 befestigt ist, oder er kann mit dem Füll- wird ein Ausströmen des vorher in den Behälter einkopfkörper aus einem Stück bestehen. gefüllten Gegendruckgases aus demselben in dem

Das Oberteil 14 der Füllmaschine 16 ist wie üblich 50 Maße ermöglicht, wie Flüssigkeit in ihn einströmt, mit einem in lotrechter Richtung sich erstreckender Erreicht der Flüssigkeitsspiegel eine vorherbestimmte Flansch 38 versehen, an dem der Füllkopf 10 mit- Höhe, so hebt er das Kugelschwimmerventil 59 in tels einer Befestigungsplatte 40 angebracht ist. Vom eine Stellung, in der es das Entweichen von Gas aus Flüssigkeit enthaltenden Teil des Vorratsbehälters 18 dem Behälter durch die Gasentlüftungsdurchgänge erstreckt sich durch den Flansch 38 hindurch eine 55 unterbindet. Der Druck des Kopfraumgases innerverhältnismäßig große Flüssigkeitsleitung 42, die mit halb des Behälters steigt bis zu einem Wert an, bei einem Ende eines Flüssigkeitskanals 44 im Füllkopf- dem er den Flüssigkeitsstrom unterbricht. Der Drehkörper 10 in Verbindung steht. Das Ende des Kanals schieber 26 wird dann in Schließstellung bewegt, und 44 mündet gegen die Sitzfläche 25 des Füllkopf- der Behälter durch die Tragplatte 20 vom Füllkopf körpers 10. Eine Gasleitung 46, die sich vom Gas 60 weg abgesenkt und von der Füllmaschine 16 zu einer enthaltenden Teil des Vorratsbehälters 18 zur Be- Behälterverschließeinrichtung weiterbefördert,
festigungsplatte 40 erstreckt, steht mit einem Ende Jede der Flüssigkeitsleitungen 54 ist an ihrem un-

eines Gaskanals 48 in der Befestigungsplatte in Ver- teren Ende mit einer abnehmbaren Flüssigkeitsdüse bindung. Das andere Ende des Gaskanals 48 steht 62 versehen. Die Düse 62 ist, wie am besten aus mit einem Gaskanal 50 im Füllkopfkörper 10 in Ver- 65 F i g. 2 bis 7 einschließlich ersichtlich, mit einem bindung, der gegen die ebene Sitzfläche 25 mündet. Anschlußstück 64 versehen, das ein Gewinde 66 zum Der Füllkopfkörper 10 ist mit einem zweiten Flüs- Zusammenwirken mit in den Enden der Leitungen sigkeitskanal 52 versehen, der an einem Ende gegen 54 vorgesehenen Gewinden aufweist. Das Anschluß-

stück 64 ist mit einer sechskantigen Verbreiterung 68 versehen, so daß die Düse leicht mit einem Schraubenschlüssel an den Leitungen 54 befestigt werden kann. Das untere Ende der Düse 62 ist mit einem Mundstück 70 versehen, das in der Bohrung 74 der Düse ein Sieb 72 festhält. Das Mundstück 70 ist mit einer weiteren Bohrung 76 und einer engen Bohrung 78 von gleichem Durchmesser wie die Bohrung 74 im Anschlußstück 64 versehen. Der Durchmesser des Siebes 72 ist im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des Anschlußstückes 64 und paßt in die weite Bohrung 76 des Mundstückes 70. Nach Einsetzen des Siebes wird das Mundstück 70 mit dem Zwischenstück 64, wie an der Stelle 80 gezeigt, dauerhaft verlötet.

Gemäß F i g. 7 besteht das Sieb 72 aus einem Drahtgitter mit etwa 0,38 mm Drahtdurchmesser. Das Gitter ist vorzugsweise verzinnt, damit es von der gashaltigen Flüssigkeit nicht korrodiert wird. Durch die Anordnung mehrerer vom großen Flüssigkeitskanal 52 ausgehender Leitungen 54 wird die geförderte Flüssigkeitsmenge ohne Erhöhung der Fließgeschwindigkeit vergrößert. Folglich ist der Durchmesser der Leitungen 54 ebenso wie der Durchlaß in den Flüssigkeitsdüsen 62 nur etwa 5,05 mm groß. Durch die Anordnung des Metallgitters 72 in der Düse 62 wird der wirksame Durchmesser nur auf etwa 4,86 mm verringert, weil die Drähte nur einen sehr geringen Teil des Auslaufquerschnitts beanspruchen. Die obenstehenden Maßangaben sollen nur als Beispiele für einen Füllkopf mit mehreren Öffnungen für die gashaltige Flüssigkeit gelten. Diese Maße können selbstverständlich je nach den Erfordernissen modifiziert werden. Die Viskosität der Flüssigkeit ist für die Maschengröße des Gitters in einer Durchflußöffnung bestimmend, deren Durchmesser sich aus der Füllströmung bestimmt.

Durch die Anordnung eines Gitters am Ende der Flüssigkeitsleitungen kann der Durchmesser der Flüssigkeitsleitungen etwas vergrößert werden, derart, daß ein größeres Flüssigkeitsvolumen mit relativ geringer Geschwindigkeit in die Behälter geführt werden kann. Das Gitter 72 am Ende der Leitungen 54 liefert im Verein mit den Kapillarkräften der Leitungen 54 eine ausreichende Oberflächenspannung, um einen Austausch von Gas und Flüssigkeit zu verhindern, wenn der Drehschieber 26 in Flüssigkeitsdurchflußstellung bewegt ist und die Flüssigkeit eine zum

ίο Schließen des Entlüftungskanals 55 führende Höhe erreicht hat. Der Druck steigt im Kopfraum des Behälters so weit an, bis das Strömen von Flüssigkeit am Sieb 72 unterbunden wird. Außerdem hält das Sieb 72 infolge der Oberflächenspannung im Verein mit den Kapillarkräften der Leitungen 54 die Flüssigkeit in den Leitungen 54 und dem Flüssigkeitskanal 52 zurück, wenn der Drehschieber 26 in die Schließstellung bewegt wird. Der Behälter kann vom Füllkopf entfernt werden, ohne daß dadurch ein Abtropfen der Flüssigkeit in den Behälter oder nach Entfernung des Behälters auf die Behältertragplatte eintreten würde.

Claims

Patentanspruch:

Füllkopf für Maschinen zum Füllen von Behältern mit gashaltigen Flüssigkeiten mit einem durch den Füllkopf führenden Kanal zur Führung der gashaltigen Flüssigkeit vom Vorratsbehälter zu den zu füllenden Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Flüssigkeitskanal im Füllkopf in mehrere Leitungen (54) verzweigt, von denen jede in einem Röhrchen mit einem Gitter oder Siebelement endet.

35 In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 717 648;
USA.-Patentschriftön Nr. 2467 684, 2597 943, 2 691477.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 637/78 7.64 © Bundesdnickerei Berlin