DE1532531B2 - Füllorgan zum Abfüllen von Bier oder anderen kohlesäurehaltigen Getränken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllorgan zum Abfüllen von Bier oder anderen kohlesäurehaltigen Getränken mit einem selbsttätig öffnenden Flüssigkeitsventil und mit je einem zwangsgesteuerten Spanngasventil, einem Rückgasventil und in die Verbindungsleitung zwischen Flaschenhals und Außenatmosphäre eingesetzten Entlastungsventil sowie mit einem weiteren in eine vom oberen Ende des Füllrohres zum Entlastungsventil führenden Verbindungsleitung eingeschalteten Steuerventil.

Bei der Verwendung von Hochleistungsfüllmaschinen wird das zu füllende Gefäß zunächst durch einströmendes Gas unter Druck gesetzt, dann läuft die Flüssigkeit ein, die das Gas wieder verdrängt und im Rückgasrohr ansteigt, worauf das Füllrohr durch Einleiten von Außenluft während der Entlastung des Gasraumes in den Hals des Gefäßes entleert wird und währenddessen die im Rückgasrohr enthaltene Flüssigkeit festgehalten wird, um anschließend nach dem Abziehen des gelullten Gefäßes entweder in das nächste zu füllende Gefäß ausgestoßen oder in einen besonderen Flüssigkeitsbehälter gedrückt zu werden.

Zum Abfüllen derartiger Flüssigkeiten finden Füllorgane Verwendung, wie sie beispielsweise aus der DE-AS 11 85 497 bekannt sind. Dieses Füllorgan weist neben einem Spanngas- bzw. Rückgasventil ein in der Verbindungsleitung zwischen Flaschenhals und Außenatmosphäre angeordnetes Entlastungsventil auf. Darüber hinaus ist in einer vom oberen Ende des Füllrohres zum Entlastungsventil führenden Verbindungsleitung ein weiteres Steuerventil eingeschaltet, welches dazu dient, nach Beendigung des Füllvorganges die in den Gaskanälen angestiegene Flüssigkeit durch öffnen der Verbindungswege nach unten in den Flaschenhohlraum bzw. in das Füllrohr abfließen zu lassen. Abgesehen davon, daß die Umlaufzeit heutiger Hochleistungsfüllmaschinen zu kurz ist, um die in den Kanälen angestiegene Flüssigkeit vor dem Abziehen des gefüllten Gefäßes restlos absinken zu lassen, entsteht ein weiterer Nachteil bei geöffnetem Steuerventil dadurch, daß ein unkontrolliertes Abspritzen der im oberen Teil des Füllrohres, der Verbindungsleitung und den dieser nachgeordneten Räumen befindlichen Flüssigkeit nicht verhindert werden kann. Auch ist der Einsatz dieses bekannten Füllorgans dann nicht möglich, wenn beispielsweise während des Füllvorganges der Druck in der Flasche gegenüber dem im Flüssigkeitsbehälter herrschenden Druck zum Zwecke der beschleunigten Abfüllung kurzzeitig reduziert werden soll. In einem solchen Falle läßt sich ein öffnen des in der Verbindungsleitung eingeschalteten Steuerventils bei geöffnetem Entlastungsventil nicht verhindern. Sobald das Entlastungsventil geöffnet wird, herrscht auf Grund

ίο der Verbindung zum Ventilraum des Steuerventils gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter ein wesentlich geringerer Druck, der ein Aufschlagen des Ventils durch den anstehenden Gegendruck verursacht. Damit ist gleichzeitig eine weitere Befüllung des Gefäßes ausgeschlossen.

Bei einem bekannten Füllventil nach der GB-PS 10 19 055 befindet sich neben dem eigentlichen Entlastungsventil am Ende einer davon unabhängigen Verbindungsleitung ein weiteres Steuerventil, welches den Raum oberhalb des Füllrohres mit der Außenluft verbindet. Auch bei diesem bekannten Füllventil ist ein unkontrollierbares Abspritzen der in den Gaskanälen nach Beendigung der Abfüllung befindlichen Flüssigkeit nicht zu verhindern. Als nachteilig ist bei diesem bekannten Füllorgan ferner anzusehen, daß das die Verbindungsleitung nach außen abdichtende Steuerventil als Teil der die Flasche abdichtenden Zentrierglocke ausgebildet ist. Bei Abziehen der Flasche läuft die im Raum oberhalb des Füllrohres und in diesem befindliche Flüssigkeit unmittelbar in die Flasche ab, wodurch je nach verbliebener Restmenge jeweils unterschiedliche Füllhöhen bis hin zur Randvollfüllung der Flasche auftreten. Eine Druckreduzierung innerhalb des Gefäßes zum Zwecke der schnelleren Befüllung ist mit diesem Ventil völlig ausgeschlossen.

Ausgehend von dem erstgenannten bekannten Füllventil liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einerseits eine verlustfreie Entspannung des das Füllrohr umgebenden Raumes der Flasche vor der eigentlichen Entlastung des Füllrohres und andererseits eine Entlastung bzw. Teilentlastung der Flasche auch während des Füllvorganges einzustellen, damit sich zusätzlich eine gewisse Druckreduzierung gegenüber dem Flüssigkeitskesseldruck zur Erhöhung der Ein-Strömgeschwindigkeit der Abfüllflüssigkeit erzielen läßt, wobei auf zusätzliche voneinander unabhängige Ventile und deren Steuerbahnen verzichtet werden soll. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß das in die Verbindungsleitung zwischen Entlastungsventil und oberen Ende des Füllrohres eingeschaltete Steuerventil mit seinem Ventilkörper axial hinter dem Ventilkörper des Entlastungsventils in einer gemeinsamen Ventilkammer derart angeordnet ist, daß die beiden Ventilschäfte der beiden Ventilkörper in Achsrichtung durch einen geringen Abstand voneinander getrennt sind.

Diese Ventilausbildung ermöglicht es einerseits, den Entlastungsvorgang des Flaschenraumes geringfügig eher beginnen zu lassen, als die Verbindung des oberen Füllrohrendes mit der Außenluft stattfindet, wodurch vermieden wird, daß Flüssigkeit aus der Flasche über das Füllrohr nach außen tritt. Andererseits wird dadurch im Bedarfsfalle die Entlastung der Flasche unabhängig von der Füllrohrverbindung nach außen möglich. Dazu ist lediglich eine Begrenzung des Axialweges des vorgeordneten Ventilschaftes notwendig, die leicht durch entsprechende Profilierung einer stationären Führungskurve oder dgl. bewerkstelligt werden kann.

Darüber hinaus kann die Axialbewegung des vorgeordneten Ventilschaftes, über den die Verbindung der Flasche mit der Außenluft herstellbar ist, auch dazu herangezogen werden, um eine Entlastung oder Teilentlastung des Gefäßes auch während des Füllvorganges einzustellen. Damit lassen sich zusätzlich im Bereich zwischen Atmosphären- und Füllerkesseldruck größere Druckdifferenzen in der Flasche während des Abfüllvorganges einstellen und die Einströmgeschwindigkeiten der Flüssigkeit in die Flasche steuern. Damit zeichnet sich das Füllorgan nicht nur durch eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung aus, sondern hat darüber hinaus einen universellen Anwendungsbereich.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Fig. 1—3 zeigen ein Füllorgan gemäß der Erfindung im Querschnitt in drei verschiedenen Verfahrensphasen.

Das erfindungsgemäße Füllorgan weist in einem Ventilblock 1 ein selbsttätig öffnendes Flüssigkeitsventil 2, ein Entlastungsventil 3, ein Vorluftventil 29 und ein Rückluftventil 4 auf. An dem Ventilsitz des Flüssigkeitsventils 2 schließt sich ein nach unten ragendes Füllrohr 5 an, in dem ein Rückluftröhrchen 6 angeordnet ist. Das obere Ende des Rückluftrohres 6 mündet in einer Bohrung 7 im Ventilblock 1, welche über das Rückluftventil 4 mit einem Steigrohr 8, welches in den Gasraum eines Füllerkessels 9 führt, verbindbar ist. Das untere Ende des Rückluftrohres 6 mündet in einer Radialbohrung 10 der Wandung des Füllrohres 5. Das obere Ende des Füllrohres 5 ist über eine Bohrung 11 mit einem Ringkanal 13 verbindbar, welcher zur Mündung eines zu füllenden Gefäßes 14 führt. Der Ringkanal 13 ist über die Bohrung 12 und über das Entlastungsventil 3 ebenfalls mit einer ins Freie führenden Austrittsbohrung 15 verbindbar. Auf dem Füllrohr 5 ist eine Zentriertulpe 16, die mit einer Zange 17 am Ventilblock 1 aufgehängt ist, axial verschiebbar geführt. Die gegen die Zentriertulpe 16 von unten gedrückte Flasche 14 preßt den Schaft 18 der Zentriertulpe gegen eine Dichtung 19 am unteren Ende eines Mantelrohres 20, welches zusammen mit dem Tulpenschaft 18 die Verlängerung des Ringkanals 13 nach unten zur Flasche 14 hin bildet. Über ein ) Vorluftventil 29 ist der Flaschenraum mit dem Gasraum des Füllerkessels in nicht dargestellter Weise verbindbar.

Das Entlastungsventil 3 weist zwei koaxial in einer Ventilbohrung hintereinander angeordnete Ventilschäfte 21 und 22 auf, an denen je ein Verschließkörper 23 und 24 angeordnet ist. Bei einer Axialverschiebung der Schäfte 21 und 22 öffnet bzw. schließt der Verschließkörper 23 die Verbindung der Bohrungen 12 mit dem Austrittskanal 15 und der Verschließkörper 22 des Steuerventils 22' die Verbindung der Bohrung 11 mit der Bohrung 12. Die Ventilschäfte 21 und 22 sind in Ruhestellung durch einen engen Luftspalt 25 voneinander getrennt, so daß bei Betätigung des Ventilschaftes 21 die Axialbewegung des nachgeordneten Ventilschaftes 22 der Axialbewegung des erstbetätigten Schaftes 21 geringfügig nacheilt. Das bedeutet, daß die Verbindung des Kanales 12 mit der Austrittsbohrung 15 Sekundenbruchteile eher hergestellt ist als die Verbindung der Kanäle 11 und 12 untereinander.

Der Schaft des Rückluftventils 4 weist eine Ausnehmung 26 auf, in die bei Tippbetätigung des Ventiles 4 eine gewichts- oder federbelastete Sperrklinke 27 einrastet. Diese Klinkensperre 27 ist dadurch lösbar, daß die Klinke mit einem Zapfen 28 gegen eine Auflaufkurve oder dgl. geführt wird.

Der Abfüllvorgang läuft wie folgt ab: Nachdem eine unter das Füllorgan gesetzte Flasche 14 bis zur unteren Mündung 10 des Rückluftröhrchens 6 mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird das Flüssigkeitsventil 2 und Rückluftventil 4 geschlossen. Nun wird durch eine nicht dargestellte äußere Führungskurve das Entlastungsventil 3 betätigt, so daß sich der Ventilschaft 21 in die in F i g. 1

ίο dargestellte Stellung verschiebt. Damit ist eine Verbindung der Flaschenmündung über den Ringkanal 13 und die Bohrung 12 mit der Ausblasöffnung 15 hergestellt. Sogleich beginnt die Druckentlastung der Flasche. Dieser Zustand dauert jedoch nur Sekundenbruchteile an, da im weiteren Vorschub des Ventilschaftes 21 der Luftspalt 25 zum Ventilschaft 22 hin geschlossen und damit auch dieser Ventilschaft verschoben wird. Noch bevor die Entlastung der Flasche abgeschlossen ist, wird also auch die Verbindung der oberen Füllrohrendes über den Kanal 11 und den Kanal 12 zum Flaschenhals hin und gleichzeitig auch zur Ausblasöffnung 15 hergestellt.

Infolgedessen sinkt die im Füllrohr 5 stehende Flüssigkeitssäule in die Flasche 5. Die letztgenannte Stellung des Entlastungsventil 3 wird so lange aufrechterhalten, bis die Flasche 14 vom Füllrohr abgezogen ist, so daß auch die im unteren Ende des Füllrohres 5 stehende Flüssigkeitssäule vollständig in die Flasche ablaufen kann.

Während dieses Vorganges bleibt das beim Füllvorgang geöffnete Rückluftventil 4 verschlossen, so daß die im Rückluftrohr stehende Flüssigkeitssäule festgehalten wird. Erst nach Abziehen der Flasche vom Füllorgan öffnet das Rückluftventil 4 kurzzeitig, so daß die im Rückluftrohr 6 stehende Flüssigkeitssäule durch Gas aus dem Füllerkessel, welches durch das Steigrohr 8, das Rückluftventil 4 und die Bohrung 7 austritt, ins Freie geblasen wird, bevor eine weitere leere Flasche unter das Füllorgan gelangt. In Fig.2 ist die Stellung des Entlastungsventils während der Füllrohrentleerung dargestellt.

F i g. 3 zeigt den Beginn eines neuen Füllvorganges. Unter dem Füllorgan ist eine leere Flasche angesetzt. Das Entlastungsventil befindet sich in seiner Ruhelage und ist völlig geschlossen. Das Vorluftventil 29 wird geöffnet und Gas strömt aus dem Gasraum des Füllerkessels in die Flasche und spannt diese vor. Sobald in der Flasche und im Gasraum des Füllerkessels gleicher Druck herrscht, wird das Vorluftventil 29 geschlossen, und das Flüssigkeitsventil 2 öffnet selbsttätig, wobei die Flüssigkeit durch das Füllrohr 5 in die Flasche strömt. Unmittelbar vor oder gleichzeitig mit dem öffnen des Flüssigkeitsventils 2 wird durch Tippbetätigung das Rückluftventil 4 geöffnet und durch

die einfallende Klinkensperre 27 in Öffnungsstellung gehalten. Die durch die Flüssigkeit verdrängte Luft strömt durch das Rückgasrohr 6, den Kanal 7, das Rückluftventil 4 und das Steigrohr 8 in den Gasraum des Füllerkessels 9 zurück. Sobald der Flüssigkeitsspiegel die in F i g. 1 gezeigte Stellung erreicht hat und damit die untere Mündung 10 des Rückluftrohres bedeckt, ist der Flüssigkeitszufluß unterbrochen und das Flüssigkeitsventil 2 wird geschlossen. Nunmehr wird über eine nicht dargestellte Auflaufkurve die Klinkensperre 27 des Rückluftventiles 4 gelöst und das Ventil 4 schließt. Anschließend findet die Entlastung der Flasche bei gleichzeitiger Füllrohrentleerung, »vie vorher beschrieben, statt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Füllorgan zum Abfüllen von Bier oder anderen kohlesäurehaltigen Getränken mit einem selbsttätig öffnenden Flüssigkeitsventil und mit je einem zwangsgesteuerten Spanngasventil, einem Rückgasventil und in die Verbindungsleitung zwischen Flaschenhals und Außenatmosphäre eingesetzten Entlastungsventil sowie mit einem weiteren in eine vom oberen Ende des Füllrohres zum Entlastungsventil führenden Verbindungsleitung eingeschalteten Steuerventil, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Verbindungsleitung (11) zwischen Entlastungsventil (3) und oberem Ende des Füllrohres (5) eingeschaltete Steuerventil (22') mit seinem Ventilkörper (24) axial hinter dem Ventilkörper (23) des Entlastungsventils (3) in einer gemeinsamen Ventilkammer derart angeordnet ist, daß die beiden Ventilschäfte (21, 22) der beiden Ventilkörper (23, 24) in Achsrichtung durch einen geringen Abstand voneinander getrennt sind.