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| Im l`.'.illeri@essel zum Teil unter Flüssig- |
| keit stehendes Gegendruckfüllorgan für |
| Flaschen und dgl. |
| Die Erfind:u:g bezieht sich auf ein im Füllorgan zum Teil unter |
| Flüssigir-eit stehender: Gegendrucüfüllorgan für Flaschen und
dgl. |
| zum Ab°üllea insbesondere kohlensäurehaltiger Geträntre, das
ein |
| zentrales, nach oben bis über den Flüssigkeitsspiegel im Füller- |
| kessel erstrecktes und ari oberen Ende ein Gasventil tragendes |
| und nach unten durch das Flüssigkeitsventil hindurchgeführtes |
| und in Flaschen. einführbares Gasrohr, ein nach erzieltem Druck- |
| ausgle'c_: z:rischen F:Lasche und Gasraum des Füllerkessels
selbst- |
| tätig -f fnendes Flrzssigkeitsventil und weitere Ventileinrichtun- |
| gen z=a::@ i-@sen_@e:. c;e s @;2Je::c?ruckes
in der Flasche auf:.rei st. |
| Solche Pillorgane sind an sich bekannt; ihre iunktion ist halbauto- |
| r#,iaticc=i. Zuns@chst aird ein Ventil geöffnet, da2 die an.
Füllorgan |
| an;ei)re3te -#1=i:@cie spannt reis -iruci,raiisgleich zwischen
dem Gasraum |
| des @iil ler::es::el s und dem Flascheninneren erreicht ist.
Durch den |
| Fr@:;.elte-. i=a@@.j. eine Üffnungsfeder für aas Flüssi@;- |
| keits ver t1.1 .;erde::, .--j --ai3 cj:ine i_i.leres
Zut,vi das F iü_ |
| ..-e L v,--:@ . Piner:i . _ t- ahirF,iioaen ;.rir-I
..ind die i ` Dzr@r° |
| der ze-trüle Gas- |
| @a- |
| rr wir:,ir,- i |
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| @. .@;Err, zurr |
| @. @r . -@.@. , i . .. , : .. .. |
| Lia r::r .tc@ :@..:#sn ur1ca v :i |
| gare angeordnetes und in die Flasche hineinragendes Gacrorir
vor- |
| zusehen. Es ist Heiter bereits 'bekannt, von dieern festen
Gas- |
| roter aus eine Abzweigung zu einem Entlastungsventil vorzusehen. |
| Durch die Anordnung dieses fest ins Innere der Fla"@che hineinra- |
| genden Gasrohres kann am Füllorgan ein Füllzapfen, <Jeer
nicht nur |
| die Gas- sondern auch die Flüs sigkeitswege entri'-#1t, fest
angeord- |
| i-iet werden |
| Es ist weiter bereits bekannt, das zentrale, in deal Fülleri@essel |
| ragende Luftrohr als Ventilschaft des Flüssigkeitsventile--
vor- |
| zusehen und am unteren Teil des FlüssigkeitsveritilY=egels
offen |
| enden zu lassen. Das in die Flasche selbst reichende Gasrohr
ist |
| dann mit einer abgezweigten Leitung fest am Füllorgan angeordnet |
| und weist in dieser eine Kammer mit einer Schvrirnrzerkugel
sowie |
| ein von außen bet@.tigbares Ventil auf, das dem i@ückgas den
Weg |
| in die Rückgaskammer freigibt. Zwiscrien Füllerkessel und |
| gaskessel kann ein geeignetes Druckverhältnis auf'reci-:t er.,-alten, |
| werden. Daneben ist noch ein Entlastun.gSveritil v:;rgee@@er,
das: |
| ahn Ende der Füllung den Druckausgleich des F. ascheninneren
:ait |
| der Außenatriop häre irr bekannter ;eise bewirkt. |
| Es ist außerdem bereits belrannt, auf dem in der, Füllerkessel
ra- |
| genden zentralen Gasrohr ein Luftventil anzuordnen, das irr.,er
eine |
| Steuerwehe @@nr1 einen Steuerfinger von dem außerhalb dies
I~'üller:re:.- |
| sels an;nordneten Steuerstern angehe;ben wird. Nach erfolgtem
Dr°uc.r- |
| a.tsg@ elcrl hebt -ich C-as F lüs--igkeitsver_til samt der:
in lara 'Gef'e- |
| ati,te:: -entralen -asrohr nach oben. an, so daß @.ahierdurch
zU- |
| v.@:r: .#::i t dem Steuerf i reger geöffnete Gasventil
wieder ge-@cF=losae. |
| 'Zum m Julili. c- ,C`-, eien des Flün#,#iglceitne:#tile..C,
Ist i : ,jeäer:: Falle |
| erfc@rderl @_;.:, :?r,; der Steuerfinger a@if das oben vorgeser:ene
Gas- |
| vei@til @:.~. Slri:-:e einer cal"eßbewegar#g einwirkt i::::i
eIabei durch |
Niederdrücken des zentralen Gasrohres auch das Flüssigkeitsventil
geschlossen wird.
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Es ist neiter bereits bekannt, beim Abfüllen von Bier und anderen
kohlensäurehaltigen, Flüssigkeiten den Gasdruck in den zu füllenden Gefißen zc.tn
*ichst etwa gleich hoch zu halten wie den auf dem Bierke äsel lastenden Gasdruck,
so dä.ß die -Flüssigkeit zunächst nur unter deli Druck ihres eigenen Gefälles in
die Gefäße einströmt. Anschließend, das heißt sobald sich der Strömungsvorgang beiz:
Einströmen der Flüssigkeit ausgebildet hat oder sobald bei der Benützung von langen
Füllrohren das Nantere Füllrohrende von der Flüss:igltei.t überflutet ist, wird
der ir: Gefäß 1,errschende Rückgasdruck aligesen 1-t, so Oaß infolge der nun sehr
viel größeren, auf die Flüssigkeit einwirkenden Druckdifferenz ein entsprechend
schnelleres Einfliessen der Flüssigkeit in die Flasche erfolgt. Hierbei kann ein
überm-ißiges Aufschäumen und Entbinden von Kohlensäure aus der Flüssigkeit weitgehend
verhindert und eine Füllgeschwindig-1ceit erzielt werden, die gerade wegen der ruhig
bleibenden Flüssigkeit : ezlr viel. höher ist als wenn die Druckdifferenz von Anfang
an höher eingestellt wird.
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Solche Schaltungen können jedoch nur mit verhältnismäßig koniplizierten
Steuermitteln durchgeführt werden und bei halbautomatischen, weil nach Druckausgleich
selbsttätig das Flüssigkeitsventil öffnenden I,'`-:illorganen, konnte diese Druckabsenkung
bisher praktisch nicht verwirklicht werden. Dagegen ist es bereits bekannt, bei
Füllorganen mit langem Füllrohr und Fußventil und Folgesteuerung von Flüssigkeit,
Vorspann- und Rückgas durch Anordnung eines Rückschlagventiles im Rückgasweg das
Füllen von Flaschen mit unterschiedlichen Drücken zu beherrschen.
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Es ist auch bereits bekannt, zur Beschleuni,-;ung der Füllang bei
Füllorganen, deren Flüssigkeitsventil nach erzieltem Druckausgleich
selbsttätig
öffnet, den Flüssigkeitsbehälter unterhalb der zu füllenden Flaschen anzuordnen,
durch geringen Gegendruck die Flaschen rasch strichvoll zu füllen und die überstehende
Flüssigkeitsmenge dann wieder zu verdrängen. Dabei sind verschiedene Ventile nacheinander
vön außen her zu schalten. Ein solches Füllorgan ist störanfällig, aufwendig und
in seiner Leistung gerinr-ei, als erwartet, weil das mehrmalige Umschalten von Hochdruck
auf Niederdruck, ebenso wie das nachträgliche Einstellen der genauen Füllhöhe, Zeit
beansprucht. Der Aufbau des Füllers ist da.rüberhinaus kompliziert und aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein halbautomatisches Füllorgan, bei
dem also nach erzieltem Druckausgleich das Flüssigkeitsventil automatisch geöffnet
wird, zu schaffen, bei dem sich zwanglos während des UM1llvorganges eine Druckabsenkung
und damit eine Beschleunigung des Füllvorganges erreichen läßt. Eine weitere Aufgabe
ist es, dieses halbautomeüsche Ventil derart weiter zu bilden, daß das@_Flüssigkeitsventil
nach beendeter Füllung auch selbsttätig wieder schließt. Bei einem solchen Ventil
kann"auf.die Steuerung des Schließvorganges durch die Steuerwelle-verziöh-tet werden,
so daß die Kopfsteuerung des Ventiles nur noch zum Einleiten des Spannvorganges
erforderlich ist.
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Eine weitere Aufgabenstellung der Erfindung ist es, auf die Kopf-Steuerung
des Ventiles insgesamt zu verzichten, damit die gesamte Steuerwelle mit-Steuerstern
sowie auf das Anbohren des heSsels zum Zwecke der Durchführung der Steuerwellen
verzichtet werden kann. Ein derart ausgebildetes Ventil arbeitet bereits weitgehend
vollautomatisch. Es muß nur noch mit Hilfe eines von außen zu betätigenden beliebigen
Ventiles der Spannvorgang eingeleitet und nach Anlaufen der Flüssigkeit auf ein
niedere: Di@iiclciiiveau umgeschaltet werden.
Alle anderen Vor;:fnge vollziehen
sich innerhalb
| des Ventiles vollautomatisch. |
| Zur Uisung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, |
| daß das Gasrohr innerhalb einer zentralen Gaskammer des Flüssig- |
| keitsventiles in ein oberes, mit dem Flüssigkeitsventil axial
ver- |
| schiebbares Gasrohroberteil und in ein unteres, im Füllorgan
fest- |
| gehaltenes und in der Gaskammer abgedichtet umfaßbares Gasrohrun- |
| verteil geteilt ist, daß am oberen Ende des Gasrohroberteiles
ein |
| in Richtung zum Füllerkessel öffnendes Rückschlagventil angeord- |
| net ist, daß vom Gasrohrunterteil unterhalb des Flüssigkeitsven- |
| tiles eine abgezweigte Gasleitung zu einem am Füllorgan von
außen |
| steuerbaren zureiten Rückgasventil geführt ist und daß am unteren |
| Ende des Gasrohrunterteiles ein gegen die Rückgasöffnung anhebba- |
| res Kugel- oder Schwimmerventil vorgesehen ist. Durch die Anord- |
| nung des mit dem Gasrohroberteil durch eine zentrale Bohrung,
die |
| auch die Abdichtplatte des Gasventiles - soweit eine solche
vorge- |
| sehen ist - durchsetzt, kann erreicht werden, daß das zentrale
Gas- |
| rohr wie bekannt beim Spannen der Flasche als Spanngasleitung
und |
| beim anschließenden Anlaufen der Flüssigkeit als Rückgasleitung |
| dient. Sobald jedoch der Druck im Inneren des zu füllenden
Gefä- |
| ßes durch Öffnung eines besonderen Auslasses erniedrigt wird, |
| schließt das Rückgas-Rückschlagventil ab und läßt trotz niedrige- |
| ren Druckes innerhalb der Flasche kein Gas volli Gaskessel
nachströ- |
| men. Um das Anlaufen der Flüssigkeit iiieht zu behindern, darf
das |
| Riick Schlagventil am oberen Ende des Gasrohroberteiles keinen
pral_- |
| tlsch wirksamen Druckverlust ausüben. |
| Daist der e I rie Teil der I.r,findung zur Ver@c@rl i@lc li.cliurig
des Abs en- |
| kenä des Druckes innerhalb der Flasche. D3.e |
| des :starr |
| angeordneten Gasrohruntertei l.es rril t einer- Abzwe igleitlaig,
die ab- |
| gedichtete Führung des Art achlußs tutzeris cl e:; Cizsr°ohruriterteiles
iii |
| dera:@l@arnri@yr de;a I't.i1@;;ii@@ke itsven@il_eC :>oT@li
r@ rla:-. 1r;1 iiriter'eil Eride |
| des Gasrohres angeordnete Kugel- oder Schwimmerventil, das
das |
| Gasrohrunterteil bei ansteigendem Flüssigkeitsniveau gegen
GiN- |
| und Flüssigkeitsdurchtritt abschließt, bewirken darüberhinauC |
| das selbsttätige Schließen des Flüssigkeitsventiles sobald
der |
| Flüssigkeitsspiegel die Schwimmerkugel gegen ihren Sitz angeho- |
| ben hat. |
| Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß der in die
Gas- |
| kammer des Flüssigkeitsventiles hineinragende Stutzen des Gasrohr- |
| unterteiles einen oberen und einen unteren ringförmigen Wulst
auf- |
| weist, der in den Endstellungen des Flüssigkeitsventiles gegen |
| eine.in einer Ringnut der Gaskammer gehaltene Ringdichtung
anliegt. |
| Dadurch wird praktisch nur,in den Endstellungen eine vollständige |
| Abdichtung des Füllrohrunterteiles mit dem Füllrohroberteil
be- |
| wirkt. In den Zwischenstellungen liegt die Ringdichtung nicht
so |
| straff an, daß eine vollständige Abdichtung erfolgen würde.
Ande- |
| rerseits kommt dadurch ein präzises und rechtzeitiges Öffnen
und |
| Schließen des Flüssigkeitsventiles durch Vermeiden von Reibung |
| zustande. |
| Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß in die vom
Gas- |
| rohrunterteil zum zweiten Rückgasventil abgezweigte Gasleitung |
| eine zum Flascheninneren offene Bohrung mündet, in deren Verlauf |
| ein mit geringer Federkraft belastetes Rückschlagventil angeord- |
| net ist, (las beim Gasdurchtritt in Richtung zum Rückgasventil |
| selbsttätig öffnet. Dadurch wird eine L'ntlastung des Flaschenin- |
| nenraumes auch dann erzielt, wenn der Flüssigkeitsspiegel bereits |
| über das untere leide des Gasrohrunterteiles angeloben ist
bezw. |
| das Kugel- oder Schwimmerventil das Zurückströmen von Gas oder |
| Flti:;: i.,rlcei.t unterbunden hat. Der Druck In der i'1asche
sinkt also |
| nach beendetem Füllvorgang weiter ab, ohne daß £@Lüs:3iglceit
durch |
| d(1:@ G;isrolir,unterteil einströmen iiitlßte. Dadurch @:ri.rcl
der Druck in- |
| ric@rr.al.@@ dur i'.<ic u,a.3r des I@`11isslglceitsverit;iles
i,rid unterhalb des- |
selben ::o erniedrigt, daß das Flüssigkeitsventil selbsttätig schließt.
Eine geringe Restspannung in der Flasche, die durch die Federbelastung des RUckschlagventiles
verursacht wird, kann völlig vez,naclilUs;igt werden.
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GemUß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß das zweite Rückgasventil
als Entlastungsventil ausgebildet ist und eine Gasausblasdü:e erin;en Durchmessers
aufweist. Sobald der Druck im Inneren der zu füllenden Flasche abgesenkt werden
soll, wird Gas aus der Flasche durch die-Gasausblasdüse des zweiten Rückgasventiles
nach außen abgelassen. Entsprechend schnell strömt die Flüssigkeit nach unten ein.
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Gemliß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß eine unmittelbar
zum Flascheninneren offene Bohrung zu einem von außen betätigbaren zweiten Entlastungsventil
geführt ist, das mit einer Ausblasdüse größeren Durchmessers versehe» sein kann.
Die unmittelbar zum Flascheninneren offene Bchrung kann auch direkt ohne ein zusätzliches
R ckschlagventil nach außen geführt werden; es ist dann jedoch ein besonderes, fremdsteuerbares
Auslaßventil erforderlich, an dessen Auslaß eine Ausblasdüse mit entsprechender
größerer Bohrung vorgesehen sein kann. Wird dieses Ventil betätigt, so kann die
Flasche vor dem Abziehen völlig entlastet werden, wozu jedoch eigene Steuerkurven
für das zusätzliche .Entlastungsventil vorgesehen sein :Nüssen, wogegen bei Anordnung
eines mit geringer Federkraft belastete:: R-'.icl#usclilagventiles eine Fremdsteuerung
nicht erforderlich ist. Gemäß der ErfindtLng c"ird weiter vorgeschlagen, daß das
Spanngasventil in bekannter Weise, am oberen Ende des Gasrohroberteiles als Abhebeventil
für einen Hub der Größe a ausgebildet und auf ihm das Rückschlagventil angeordnet
ist, der Hub des Flüssigkeitsventils für einen Hub der Größe b > a ausgebildet ist
und a bezw. b Größen von etwa 3 bezw. 4 mm aufweisen können. Durch diese Anordnung
wird
sichergestellt; daß das Gaseinlaßventil am oberen Ende des . Gasrohroberteiles geschlossen
wird und anschließend geschlossen bleibt sobald das Flüssigkeitsventil nach erzieltem
Druckausgleich von seinem Sitz durch die Öffnungsfeder abgehoben wird. Dabei ist
das Rückgas-Rückschlagventil oberhalb des Abhebeventiles angeord-` net und mit einer
Bohrung, die auch die Abdichtscheibe des Abhebeventiles durchdringt, mit dem Zentrum
des Gasrohroberteiles verbunden, Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen,
daß am oberen Ende des.Gasrohroberteiles als Gasventil nur das selbsttätige Rückgas-Rückschlagventil
angeordnet ist und das Spanngasventil an der vom Unterteil des Gasrohres abgezweigten
und im Füllorgan verlaufenden Gasleitung angeordnet ist. Dadurch kann jede Kurbelsteuerung
des Füllorganes vermieden und die Anordnung von Steuerwellen, St.euerwellenlagern
und Steuerkreuzen völlig vermieden werden. Es ist nur am Füllorganunterteil ein
übliches, durch eine Kurvenbahn oder einen Stößel zu betätigendes Spanngasventil
erforderlich, das den Spanngaseintritt durch das Gasrohrunterteil steuert.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß das Rückgas-- Rückschlagventil
als dünne, leichte und großflächige Dichtscheibe vorgesehen ist, die durch eigene
Schwerkraft auf einem ringförmigen Dichtkörper aufliegt und für die Hubbewegung
der Dichtscheibe Seiten- und Höhenbegrenzungen vorgesehen sind. Die großflächige
Dichtscheibe, die auf einem entsprechenden ringförmigen Abdichtkörper großen Durchmessers
aufliegt, setzt dem normal zuströmenden Spanngas keinerlei praktisch erfaßbaren
Widerstand entgegen, vermittelt jedoch die sofortige Abdichtung sobald der Druck
unterhalb der Scheibe geringer ist als über der Scheibe. Das ist zum Beispiel dann
der Fall, wenn in der Flasche durch Öffnung eines
separaten Auslassen
d-er Gegendruck abgesenkt wird, wobei aber die Gegendruck-Absenkung nur verhältnismäßig
gering zu sein braucht, um eine erhebliche Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit
zu gewährleisten. Bei diesen geringen Druckabsenkungen muß das Rückgas-Rückschlagventil
zuverlässig ansprechen sonst entsteht Gasverlust und die erstrebte Wirkung der Druckabsenkung
im Inneren der Flasche wird nicht erreicht. Ein durchbrochener Rand und eingelegte
Stifte oder dgl. dienen der Seiten- und Höhenbegrenzung der Bewegung der Dichtscheibe
und gewährleisten, daß die leichte und großflächige Dichtscheibe stets richtig zur
Auflage auf dem ringförmigen Dichtkörper kommt. Die Dichtscheibe kann aus zähem
Kunststoff oder einer dünnen Niroplatte bestehen. Eine geringe Federbelastung ist
möglich aber meist nicht erforderlich.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß am Füllorgankörper
ein Schieberventil vorgesehen ist, das einerseits mit dem vom Gasrohrunterteil abgezweigten
Gaskanal verbunden ist und andererseits eine Eintrittsöffnung für Druckluft in das
Füllorgan und daneben eine Austrittsöffnung für Druckluft aus dem Füllorgan aufweist
und diese Austrittsöffnung mit einer Ausblasdüse versehen sein kann und Eintritts-
und Austrittsöffnungen wechselweise mit dem abgezweigten Gaskanal verbindbar sind.
Dieses Schieberventil gewährleistet die Steuerung durch zwei am Füllerrand vorgesehene
Nocken oder kurze Kurvenbahnstücke, die jeweils nur den anlaufenden Schieber in
die eine oder in die andere Stellung verschwenken. Lange, über große Winkelbereiche
am Umfang angeordnete Kurvenbahnen, die irgendwelche Ventile nach innen eindrücken
und sie in dieser eingedrückten Stellung halten, sind dadurch entbehrlich. Der Schieber
bleibt nach jeweiliger kurzer Betätigung in seiner Stellung und wird dann wieder
zurückgeschoben. Dabei vermittelt der Schieber
ohnehin nur den
ersten Eintritt des Spanngases und nach .Erreichen des Anlaufes der Flüssigkeit
das Abblasen durch die vorgesehene Aäblasdüse, wodurch der Druck im Inneren der
Flasche um den zur entsprechend raschen Füllung erforderlichen Druck abgesenkt wird.
Alles andere verläuft ernäß der Erfindung vollautomatisch.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß die Austrittsöffnung
des die Absenkung des Gegendruckes in der Flasche steuernden Entlastungsventils
mit einem Gasbehälter verbunden ist, dessen Druck einstellbar und durch Regelung
der Abblasmenge konstant haltbar ist. Anstelle eines Abblasens ins Freie kann das
abgeblasene Gas aller Füllorgane aufgefangen und an einen gemeinsamen Abgaskessel
geführt werden, in dem ein einstellbarer Gasdruck herrscht, So ist es-möglich, ohne
Einzeldüsen in den Ventilen den erforderlichen, abgesenkten Gegendruck im Flascheninneren
gemeinsam einzustellen. Etwa aus dem Ventil austretende Feuchtigkeit kann gesammelt
und weggeführt werden.
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Gemäß der Erfindung wird weiter vorgeschlagen, daß das Ende des Gasrohrunterteiles
eine Kugelkammer mit Kugelfangstift und darunter weitergeführten Rohrstutzen von
etwa dem zweifachen Innendurchmesser aufweist. Es ist erforderlich, daß das untere
Ende des Gasrohrunterteiles durch ein Ventil bei der gewünschten Füllhöhe zuverlässig
abschließt: Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Kugelkammer am unteren
Ende ein weiterführendes Rohrstück aufweist, dessen Länge etwa seinem zweifachen
Durchmesser entspricht. Die ansteigende Flüssigkeit wird durch diesen Eintrittsstutzen
gerichtet und hebt die Schwimmerkugel zuverlässig gegen den als Ventilsitz für die
ausgebildeten und in die Kugelkammer hineinragenden unteren Rand des Gasrohrunterteiles.
Ein Stift od r dgl. hindert die Kugel daran, sich abdichtend auf den Eintrittsrand
des Rohrstutzens zu setzen und hält dadurch den Weg für den*'
Gas-
und Flüssigkeitsdurchtritt frei. Weitere Bohrungen brauchen die Kugelkammer und-der
Rohrstutzen nicht aufzuweisen. Die Kugel kann aus Material bestehen das schwerer
ist als Wässer, insbesondere auch aus nichtrostendem Stahl.
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Auf der-Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch
dargestellt.
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Figur 1 zeigt ein Füllorgan gemäß der Erfindung teilweise geschnitten
mit Schaltstern und Schaltwelle.
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Figur 2 zeigt ebenfalls ein Fizllorgan gemäß der Erfindung ohne Schaltstern
und Schaltwelle.
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Figur.la zeigt das Rückluft-Rückschlagventil bei einem Organ gemäß
Figur 1 und Figur 2a zeigt das Rückschlag-Rückgasventil an einem Füllorgan gemäß
Figur 2.
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Die Figuren 3a und 3b zeigen die Trennstelle des Gasrohres im Flüssigkeitsventil
und zwar Figur 3a bei. geschlossenem Füllventil und Figur 3b bei geöffnetem ".:=dllventil.
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Figur 4 zeigt im vergrößerten Maßstab die Anordnung des Gasrohrunterteiles
im Millorgan und die Steuerung der Gaswege.
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Im Füllerkessel 1 ist ein Wellenlager 2 für die Schaltwelle 3, die
mit einem Schaltstern 4 versehen ist. Am inneren*Ende der Schaltwelle 3 ist der
Hebelarm 5, der zwischen die Flanschen 6 der Schiebemuffe 7 eingreift, die - wie
Figur la zeigt -- auf dem Gasrohroberteil aa axial verschiebbar gelagert ist. Mit
der Schiebemuffe 7 ist das Gasventil 10 verbunden, das Öffnungen 11 und eine Dichtscheibe
12 aufweist, die sich auf den oberen Rand des Gasrohroberteiles 9a absetzen und
das Gasrohr 9a abschließen kann. Die Dichtscheibe 1^c hat, ebenso wie das Deckelstück
13, eine Böhrung 14, die auch bei auf dem Gasrohroberteil ]a aufsitzender Dichtscheibe
12 eine Verbindung zwischen dem Raum l5 und dem Inneren des Gasrohroberteiles
9a
herstellt. Das Deckelstück 13 hat einen gegenüber dem Gasventil 10 erweiterten Durchmesser
und trägt auf seiner Oberseite einen ringförmigen Dichtkörper 16a und zwar in Gestalt
eines teilweise eingelassenen 0-Ringes. Auf diesem Dichtkörper 16a liegt die dünne
Dichtscheibe 16 durch ihr Eigengewicht auf oder kann auch durch eine sehr schwache
Feder in Dichtposition gehalten werden.-Seitlich am Deckelstück 13 sind Randteile.17
mit Öffnungen 18 vorgesehen, durch die im Gasrohroberteil 9a nach oben strömendes
Rückgas nach Anheben des Dichtkörpers 16a bis zu den Anschlägen 19, die in Form
von Stiften, Drähten oder Splinten oder dgl. vorgesehen sein können, abblasen kann.
Durch Anheben der Schiebemuffe 7 durch den Schaltarm 5 (Fig.1) kann also bei geschlossenem
Dichtkörper 16a durch die Öffnungen 11 Gas ins Innere des Gasrohroberteiles 9a gelan-'
gen. Dies ist der Vorgang wie er beim Spannen der Flasche erfolgt. Hierbei wird
die Dichtscheibe 12 um den Betrag a, d, i etwa 3mm von ihrem Sitz abgehoben. Durch
den im Flascheninneren aufgebauten Innendruck wird das Flüssigkeitsventil 20 (Fig.1)
entlastet und die Ventilfeder 21 kann das als Ventilstange ausgebildete Gasrohroberteil
9a um den Betrag b nach oben anheben. b ist etwas gröper als a, also etwa 4 mm.
Dadurch wird der obere Rand des Gasrohroberteiles 9a wieder gegen die zuvor abgehobene
Dichtscheibe 12 angehoben und der Durchtritt von Gas durch die Öffnungen 11 ist
damit unterbunden. Durch das geöffnete Flüssigkeitsventil 20 (Fig.3b) ' kann nun
zwischen dem Abdichtring 22a und dem Ventilsitz 22 Flüssigkeit nach unten in den
Ventilhals 23 gelangen und strömt dann bei angepreßter Flasche über eine zwischengeschaltete
Zentriertulpe 24 , die die Abdichtung zwischen Füllorgan und Flasche übernimmt,
in die Flasche ein. Da in der Flasche derselbe Druck herrscht wie im Kesseloberteil
25, kann die Flüssigkeit 26 nur mit einen? Druck in die Flasche einströmen, der
von der geodätischen Höhe des Flüssigkeitsspiegels
26a bestimmt
wird. Hierbei wird Rückgas aus der Flasche verdrängt. Dieses Rückgas strömt zur
Öffnung 27 des Gasrohrunterteiles 9a (Fig.3a), gelangt über den Stutzen 28 des Gasrohrunterteiles
9b in die Gaskammer 29 des Flüssigkeitsventiles 20 (Fig:3b), wobei der Stutzen 28
mit Hilfe eines der Wulste 30 und der in einer Ringnut der Gaskammer 29 eingelegten
Ringdichtung 31 abdichtend anliegt. Das Rückgas gelangt also über die Gasleitung
9a bei geschlossenem Gasventil 10, 11 in den Raum 15 unterhalb des Dichtkörpers
16 und bewegt diesen leicht nach oben, so daß die Rückluft durch die Öffnungen 18
ins Innere des Kessels 25 (Fig,l) eintreten kann.
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Das Gasrohrunterteil 9b weist außer dem Stutzen 28 noch eine abgezweigte
Gasleitung 32 (Fig.3a) auf, die durch den Flansch 33 (Fig.1, 2, 1E) des Füllorganes
hindurch und zu einem Entlüftungsventil 34 . geführt ist. Wird die Druckrolle 34a
durch die Anlaufkurve 34b nach innen gedrückt, so wird die abgezweigte Gasleitung
über die Ausblasdüse 35 mit der Außenatmosphäre in Verbindung gebracht. Durch die
Düse 35 strömt entsprechend deren Querschnitt Gas aus dem Inneren der gespannten
Flasche, die gerade gefüllt wird,-ab. Hierdurch fällt der Druck im Inneren der Flasche
auf einen Druck der geringer ist als der Druck, der im Kesseloberteil-
25 herrscht, ab. Der Druckabfall pflanzt sich auch in-das Gasrohroberteil
9a fort und der plattenförmige Dichtkörper 16 des Rückgasventiles 13 bis 19 schließt
selbsttätig den Durchtritt von höher gespanntem Gas aus dem Raum 25 in das Gasrohr
9b, 9a und die Flasche. Hierdurch kann eine wesentliche Beschleunigung des Füllvorganges
auch bei halbautomatischen Füllventilen erfolgen. Wesentlich dabei ist die große
Fläche und die Leichtgängigkeit des Rückschlagventiles mit Dichtplatte 16 und Dichtkörper
16a. Das Rückgas muß praktisch ohne Druckverlust dieses ßückschlagventil passieren
können, sonst tritt eine
unerwünschte Verzögerung des Anlaufes
der Flüssigkeit ein und erst nach völlig ausgebildeter Strömung kann der Druck im
Inneren der Flasche erniedrigt und die Strömungsgeschwindigkeit dadurch erhöht werden.
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Wie aus Figur 3a hervorgeht, weist das Gasrohrunterteil 9b unten eine
Kammer 36 mit Abschlußkörper 37 auf, der durch einen Fangstift 38 in>der Eintrittsöffnung
zurückgehalten wird. Die Kammer 36 weist ein Unterteil in Form eines Rohrstutzens
39 auf, dessen L-inge etwa dem zweifachen Innendurchmesser entspricht. Steigt nun
die Flüssigkeit im Inneren der zu füllenden Behälter an und gelangt schließlich
in die Höhe der Kugelkammer 36, strömt eine durch den Rohrstutzen 39 zusammengefaßte
Strömung ins Innere der Kammer 36 und nimmt den Abschlußkörper 37, üblicherweise
eine Kugel, mit nach oben und preßt diese Kugel 37 gegen das untere, in die Kugelkammer.36
hineinragende Ende des Gasrohrunterteiles 9b. Durch ansteigenden Schaum wird die
Schwimmerkugel noch nicht beeinflußt, denn Schaum kann nicht in dieser gebündelten
Form durch den Stutzen 39 eindringen und weist darüberhinaus nicht die Energie auf,
um die die Kugel 39 bis zu ihrem oberen Sitz anheben zu können. Zudem ist die Kugel
39 aus Material das schwerer ist als Wasser, vorzugsweise aus NNiromaterial. Sobald
das Gasrohrunterteil 9b am unteren Ende durch die Kugel 37 abgesperrt ist, kann
also in das Gasrohr 9a, 9b kein Gas und keine Flüssigkeit mehr eindringen. Unter
der Voraussetzung, daß keine Undichtigkeiten vorhanden sind, könnte deshalb der
Druck in der Flasche nicht weiter abfallen. Es ist deshalb eine unmittelbar mit
dem Flascheninneren in Verbindung stehende Bohrung 40 vorgesehen, die in die abgezweigte
Gasleitung einmündet, jedoch ein Rückschlagventil 41 aufweist, das entgegen einer
geringen Federvorspannung öffnet und in Richtung `zur Düse 35
Druckluft
aus dem flascheninneren passieren läßt: Dadurch kann der Druck in der Flasche weiter
abfallen, wobei sich dieser abfallende Druck auch im ganzen Gasrohr ga, gb und in
der Gaskammer 29 auswirkt. Unabhängig von den Strömungsverhältnissen zwischen dem
Abdichtring 21 und dem Ventilsitz 22 des Flüssigkeitsventiles 20 wird im Inneren
des Flüssigkeitsventiles 20, nämlich in der Gaskammer 29, ebenso wie in der gesamten
Flasche ein mehr und mehr fallender Gegendruck wirksam, was nach Beendigung des
Füllvorganges und Abschluß des Gasrohrunterteiles gb bewirkt, daß der auf dem Flüssigkeitsventil
20 vom Kesseloberteil. 25 (Fig. 1, 2) herrschende Druck das selbsttätige Schließen
des Flüssigkeitsventiles 20 bewirkt. Der Stutzen 23 wirkt dabei zusammen mit der
Gaskammer 29 wie ein auf einem feststehenden Kolben verschiebbarer Zylinder, in
dem gegenüber seiner Außenseite Unterdruck herrscht. Die wirksame Druckdifferenz
muß so groß sein, daß sie die.Kraft der Öffnungsfeder 21 überwindet. Es ist deshalb
zweckmäßig, die Feder 21 nicht stärker als gerade ey°1@-.:rderlich auszubilden,
damit der Ventilkörper 20, unmittelbar nachdem die Flüssigkeit die Kugelkammer 36
erreicht hat, schließt. Das geschlossene Flüssigkeitsventil 20, 21, 22 ist in Figur
3a gezeigt.. Der untere Wulst 30a des Stutzens 28 liegt an der Ringdichtung 31 an.
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Es ist ersichtlich, daß der Steuerstern 4 gemäß Figur 1 nicht zum
Schließen des Flüssigkeitsventiles 20 benötigt wird und die Steuerung des Schaltarmes
4 in die in Figur 1 gezeichnete untere Stellung,-bei der der untere Flansch der
Schiebemuffe 7 belastet wird, entfallen kann. Bei einem Füllorgan gemäß Figur 1
ist es nur erforderlich, daß anfangs die Schiebemuffe 7 angehoben und wieder in
eine Mittelstellung zurückgesteuert wird, damit die Selbstschrußwirkung des Ventiles
bei. platzenden Flaschen nicht beeinträchtigt wird. Aus dieser nicht gezeichneten
Mittelstellung kann dann
beim Neubeginn eines Füllvorganges unmittelbar
wieder in die Spannstellung gesteuert werden. Außerdem ist zum Absenken des Druckes
die Steuerung des Entlüftungsventiles 31+ erforderlich, das bis zum Ende des Füllvorganges
betätigt werden-muß. Eine völlige Entspannung im Flascheninneren.ist mit dem Füllorgan
nach Figur 1 unter der Voraussetzung, daß alle Dichtungen ihre Funktion einwandfrei
erfüllen, nicht möglich, weil durch das Rückschlagventil 41 ein gewisser Druckverlust
bei der Entlastung entsteht, der als Restdruck in der Flasche zurückbleibt. Dieser
Restdruck kann aber so gering gehalten werden, daß er beim Abziehen der Flasche
völlig unbeachtet bleiben kann. Anstelle des Rückschlagventiles 111 und der Umgehungsbohrung
1+0, die in die abgezweigte Gasleitung 32 mündet, könnte auch ein eigenes Entspannungsventil
vorgesehen werden. Mit diesem Entspannungsventil wäre dann eine völlige Entlüftung
bis auf den Außenluftdruck möglich. Allerdings würde ein solches Ventil eine weitere
Steuerkurve erfordern.
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Ganz Entspre2hendes gilt für das Ventil nach Figur 2. Das Ende des
Gasrohres 9a weist hier gemäß Figur 2a nur das Rückgas-Rückschlagventil mit der
Bohrung 13, dem Raum 15 unter der Dichtplatte 16 und dem Dichtkörper 16a auf. Außerdem
sind - wie in Figur la bezw. Figur,l - Öffnungen 18 in den Randteilen 17 sowie Sicherungsstifte
19 oder dgl. vorgesehen, -durch die die dünne und leichte Dichtplatte 16 in ihrer
Position über dem Dichtkörper 16a gehalten wird. In Figur 2 ist also keinerlei Wellenlager,
Schaltwelle, Schaltstern, Schaltarm vorhanden. Diese teuren und-störanfälligen Elemente
sind völlig weggefallen. Dafür weist der Flansch 33 des Füllorganes einen Steuerschieber
112 auf, dessen Funktion schematisch dargestellt ist. Der Schieberbolzen 112 ist
gerade so nach unten verschoben, daß durch die Leitung 113 im Sinne des eingezeichneten
Pfeiles Di-ucl#"a_lzft clui-,c:li die Sebieberkammer 44 und von dort durch das Rohrunterteil
9b
in die angepreßte Flasche strömt und in ihr den vorgesehenen Druck aufbau: Dieser
Druck wirkt sich auch bis in das Gasrohroberteil ga aus, so daß die zuvor von dem
hohen Differenzdruck zwischen dem Kesselinneren 25 und der Außenatmosphäre stark
belastete Dichtplatte 1ö mehr und mehr entlastet wird. Die Gasleitung 43 kann zum
Beispiel mit dem Kesseloberteil 25 verbunden sein, so daß dann in der Flasche der
gleiche Druck herrscht wie im Kesseloberteil 25. Die Leitung 43 kann aber auch an
einen anderen Gaskessel angeschlossen sein, wobei jedoch in diesem anderen Gaskessel
und dem iiesseloberteil 25 weitgehend genau der gleiche Druck herrschen soll. Das
durch einen Separatkessel über die Leitung 43 zugeführte Gas kann aber eine andere
Zusammensetzung aufweisen wie das im Kesseloberteil 25 befindliche Gas. Zur Vermeidung
von Oxydationseinwirkungen ira Kesseloberteil 25 kann dort eine hochkonzentrierte
C02-Atr:osph=ire aufrecht erhalten werden, während durch die Leitung 43 Luft Zur
Spannung der Flaschen eingeführt wird. Da nach dem Druckausgleich auch bei einem
Füllorgan gemUß Figur 2 in der gleichen Weise die Öffnung des Flüssigkeitsventlles
20 erfolgt und anschließend, möglichst sofort nach Ausbildung der Strömun, die Erniedrigung
des Druckes in der Flache durch Umsteuerung des Steuerschiebers 42 erfolgen soll,
gelangt echtes RLickgas nur in geringem Umfange durch die Leitung 5a in den Kesselraum
25. Die aeitaus größere Menge des Vorspanngases wird wieder durch riie abgezweigte
Leitung 32 über cia.ri Steuerventil 212 abgeführt, so daß die Vc.runreLnigong einer
im Kesseloberteil 25 vorgesehenen, riociiprozeriti,en CGä-Ga-Atmosphäre durch ein
aus Luft bestehendes PLickga s nur sehr gering ist. Es ist deshalb - falls erwünscht
- mit wenig Mitteln und geringem Ablassen von ras möglich, Im Füllerkes:3el eine
verli'iltriiamäßig hochprozentige C02-Ga:3-I-9i:3chung aufrecht :zu erhalten. Über
Leitung 43 können die (Defäße aber auch mit C02 vor,=-espannt werden.
Es
ist bei Ertreiterung des Steuerschiebers auf einen dritten gangskanal auch möglich,
über die Leitung 32 das Tzlnere der Flasche zunächst vorzuevakuleren, damit beim
Spannen mit C02 keine . so starke Vermischung mit Luft erfolgt. Wird der
Schieber 42 (FIg.2.) nach oben verschoben, dann ist die abgezweigte Leitung 2 mit
der Abgasleitung 45 verbunden, soweit das ausströmende Gas nicht über eine Düse
35 (gestrichelt gezeichnet) ins Freie abblasst. Der Düsenquerschnitt bestimmt dann
die flöhe des Druckabfalles beirr. beschleunigten Füllen der Flaschen. Eine der
Leitungen 45 bezw.. 43 ist durch den Schieber stets gesperrt und eine geöffnet.
Die Betätigung des Schiebers erfolgt über kurze Anlaufnocken. Der Schieber verbleibt
dann in seiner Stellung bis er wieder zurückgeschoben wird. Es kann dadurch auf
lange Auflaufkurven 34b verzichtet werden. Soll der Schieber 42 eine seiner Stellungen
nur kurze Zeit einnehmen, dann kann dieser Schieber auch gegen Federkraft arbeitend
ausgebildet werden, so daß die längere Zeit während des Umlaufes zu haltende Schieberstellung
durch Federkraft vermittelt wird, wogegen die andere Stellung durch
eine einzige kurze Auflaufkurve gehalten wird.
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In Figur 4 ist in vergrößertem Maßstab das Gasrohrunterteil 9b teilweise
dargestellt, ebenso die Einmündung der abgezweigten Leitung 32, die dieses Gasrohr
unterteilt. Diese abgezweigte Leitung 32 ist im Flansch 33 als Bohrung 32a weiter
und bis zum Steuer- " Schieber 42 weitergeführt. Diese Bohrung 32a mündet in die
Schieberkammer 44 und wird je nach Stellung des Schiebers 42 einmal mit der Ringkammer
46, in der das Druckgas zugeführt wird, und in der anderen Stellung mit der Ringkammer
47, in der das Abgas abgeführt wird, verbünden. In der Kammer 46 wird mit bekannten
Mitteln genau die Druckhöhe aufrecht erhalten, wie sie in dem Kesseloberteil 25
herrscht, während in Kammer 47 durch entsprechende Regelung der
| Abbl.a;:nieii c ein Druck eingeregelt wird, der geringer ist
als der |
| ini Kesseloberteil herrschende Druck. Je nach Flaschengröße
und |
| Flüs sigl-,ei tssorte bann dieser Minderdruck auch verschieden
hoch |
| i;ei-J'ilil.t werden. Der Druck. in der Kammer 117 kann jedoch
ohne zwi- |
| schecigeschaltete Strömungsdrossel nicht beliebig bis auf Außen- |
| .druck verringert. werden, damit nicht die Schließbewegung
des Flüs- |
| sigl.4eitsveiitiles wie beim Platzen von Flaschen durch durch
Schnell- |
| schluß vor< ei tig eintritt. |
| Es ist ersichtlich (Fig.4), daß das Gasrohrunterteil 9b fest
in |
| dein Flansch 3@ f;ehalten ist, sonst wäre die feste Verbindung
mit |
| der abgezwea ,ten Leitung 32 unmöglich. Außerdem kann in der
Ebene, |
| in der die Leitung 32 zum Flansch 33 geführt wird, die übliche
lsuf >m_ |
| schleuse 1+ 7 in Form eines Siebes oder dgl.. vorgesehen sein,
wo- |
| durch das Ubertreten von Gas aus der Flasche in den Füllerkessel
25 |
| i ,ii-ireiid ä1 der I,.lllvorganges in bekannter Weise verhindert
wird. Die |
| Bohrung 40 kann gemäß Figur 11 als offener Kanal 1+8, dessen
Anfang |
| unmittelbar zum Flascheninneren geöffnet ist und dessen Oberseite |
| von dem Abdichtgumnii 40 der Zentriertulpe 24 abgedeckt ist,
vorge- |
| sehen sein. Die Bohrung 40 ist, wie bereits in den Figuren
1 und 2 |
| dargestellt, zu dein gering belasteten Rückschlagventil 111
geführt |
| und ist dort ausgangsseitig über die Umgehungsleitung 40a mit
dem |
| abgezi-reigte::Kanal 32a verbunden. Dadurch kann das bei vollendeter |
| Fülluri` im Flaschenhals und Gasrohr bis zum Flüssigkeitsventil
20 |
| reichende, abgesperrte Volumen. weiter entlastet werden. Da
die Öff- |
| nung 27 des Gasrohrunterteiles 9b von Flüssigkeit abgedeckt
ist, |
| wUre ohne diese Ungehungsleitung 40, 41, 14a ein weiteres
Absinken |
| des Drucke: nicht. möglich. Anstelle des eine geringe Restspannung |
| der Flasche zurücklassenden RUeksehlagventiles 41 kann mit
der Boh- |
| rung 40 auch ein echtes Abblasventil verbunden werden, was
aber |
| nraktisclauch bei empfindlichen Flüssigkeiten nicht erforderliri- |
ist, wenn nur die Federbelastung des Rückschlagventiles 41 gering
gehalten wird. Auch bei diesem Ventil 41 ist also eine große, leichte Membrane oder
Platte anzustreben.
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In Figur 4 sind die beiden Wulste 30, 30a. des Stutzens 28 ersichtlich,
die als Fortsetzung des Gasrohrunterteiles gb in die Gaskammer 29 gemäß Figuren
3a, 3b hineinragen und dort wenigstens in den Endlagen abdichtend anliegen.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung eines halbautomatischen Füllorganes
gestattet das Absenken des Druckes während des Füllvorganges mit einfachen Mitteln,
darüberhinaus kann in überraschender Weise' durch die gleichen Mittel das selbsttätige
Schließen nach erfolgter Füllung der Flasche erreicht werden, wodurch die ganze
Kopf-Steuerung mit Steuerstern und Steuerwelle sowie Luftventile am Ende des Gasrohres
entbehrlich werden. Durch Umsteuern. eines Schiebers mit Hilfe eines Nockens läßt
sich der Füllvorgang einleiten. Anschließend is_t nur noch das Zurückschalten des
Schiebers nötig. Alles andere erfolgt automatisch. Wenigstens der erste dieser Schaltvorgänge
könnte ohne jede Schwierigkeit auch durch das Anpressen der Flasche eingeleitet
werden.