DE2005595A1

DE2005595A1 - Method and device for filling liquids, in particular foaming liquids

Info

Publication number: DE2005595A1
Application number: DE19702005595
Authority: DE
Inventors: Reinhold 4757 Holzwickede Kurreck Manfred 4630 Bochum Geltenpoth Ulrich Keil Manfred 4600 Dortmund Chust Helmut 4600 Dortmund Brackel Bocker Friedrich 4753 Massen P MmIk
Original assignee: Holstein und Kappert Maschinenfabrik Phonix GmbH
Current assignee: Holstein und Kappert Maschinenfabrik Phonix GmbH
Priority date: 1970-02-07
Filing date: 1970-02-07
Publication date: 1971-08-26
Also published as: CH525836A; AT310019B; GB1334439A; FR2078505A5; SE363497B; NL7101143A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazu geeignete Vorrichtung zum Abfüllen von insbesondere schaumentwickelnden Flüssigkeiten, bei welchen die in einem Vorratsbehälter und/oder einer Zuführleitung unter Druck stehende Flüssigkeit in Versandbehälter, beispielsweise Flaschen, Dosen, Fässer, Kunststoffbehälter und dgl. abgefüllt wird, wobei der Versandbehälter während des Abfüllvorganges unter Druck setzbar ist.The invention relates to a method and the device suitable for filling especially foaming liquids, in which the liquid under pressure in a storage container and / or a supply line is filled into shipping containers, for example bottles, cans, barrels, plastic containers and the like the shipping container can be pressurized during the filling process.

Bekannterweise werden die zu füllenden Versandbehälter insbesondere bei der Abfüllung schaumentwickelnder und/oder gashaltiger Flüssigkeiten zunächst mit dem im Vorratsbehälter herrschenden Druck vorgespannt und nach Erreichen des Druckausgleiches gefüllt. Dabei läuft die Flüssigkeit lediglich unter dem statischen Druckgefälle in den Versandbehälter ein, wodurch naturgemäß verhältnismäßig lange Füllzeiten zu erwarten sind.As is known, the shipping containers to be filled are initially preloaded with the pressure prevailing in the storage container, particularly when filling foaming and / or gaseous liquids, and filled after pressure equalization has been achieved. The liquid only flows into the shipping container under the static pressure gradient, which naturally means that relatively long filling times are to be expected.

Bei der Abfüllung wenig schaumentwickelnder Flüssigkeiten ist man bereits dazu übergegangen, einen etwa atmosphärischen Druck aufweisenden Behälter mit unter weitaus höherem Druck stehender Flüssigkeit zu befüllen. Dieses Verfahren ist zur Abfüllung nicht schaumentwickelnder Flüssigkeiten ohne Zweifel mit hoher Leistung anzuwenden. Bei der Abfüllung insbesondere gashaltiger Flüssigkeiten würde dieses Verfahren jedoch infolge des geringen Vorspanndruckes des Versandbehälters, der zur Erzielung eines hohen Druckgefälles unterhalb des Gassättigungsdruckes der entsprechenden Flüssigkeit liegt, zu erheblicher Schaumbildung führen.When filling liquids that do not develop very much foam, a change has already been made to filling a container which is at approximately atmospheric pressure with a liquid which is at a much higher pressure. This process can undoubtedly be used with high performance for filling non-foaming liquids. When filling liquids in particular with gas, this method would lead to considerable foam formation due to the low preload pressure of the shipping container, which is below the gas saturation pressure of the corresponding liquid in order to achieve a high pressure gradient.

Ausgehend von einem solchen Verfahren liegt nun der Erfindung unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere zum Abfüllen von schaumentwickelnden Flüssigkeiten vorteilhaftes Verfahren zu schaffen.Proceeding from such a method, the invention is now based on the object, while avoiding the disadvantages indicated, of creating a method which is advantageous in particular for filling foaming liquids.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Versandbehälter zunächst mit einer geringeren als dem Gesamtvolumen entsprechenden Flüssigkeitsmenge vorgefüllt, darauf die Flüssigkeitszufuhr kurzzeitig unterbunden und anschließend die Restfüllung durchgeführt wird.According to the invention, this object is achieved in that the shipping container is first pre-filled with a smaller amount of liquid than the total volume, then the supply of liquid is temporarily stopped and then the remaining filling is carried out.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass der Versandbehälter zunächst unter einen dem Gassättigungsdruck der Flüssigkeit entsprechend gleichen Druck gesetzt, darauf der Behälter mit einem Teil der unter höherem Druck stehenden Flüssigkeit vorgefüllt, die Füllung kurzfristig unterbrochen und anschließend die Restfüllung durchgeführt wird.According to a further feature of the invention, it is further proposed that the shipping container is initially placed under a pressure equal to the gas saturation pressure of the liquid, then the container is prefilled with part of the higher pressure liquid, the filling is briefly interrupted and then the remaining filling is carried out.

Im Gegensatz zu der bisher praktizierten Verfahrensweise hat das erfindungsgemäße Verfahren den außerordentlichen Vorteil, die Flüssigkeit zunächst in einer vorbestimmbaren Teilmenge, vorzugsweise unter einer geringeren Vorlaufgeschwindigkeit, in dem Versandbehälter einzufüllen und nach Auflösen der infolge des Auftreffens auf den Boden oder gegen die Wandung des Versandbehälters aufgetretenen Schaumentwicklung mit der Restflüssigkeit zu befüllen. Auch bei der Abfüllung gashaltiger Flüssigkeiten, die zur Vermeidung einer Entbindung von Gas, beispielsweise Kohlensäure, zwingend unter Gegendruck abgefüllt werden müssen, ist dieses Verfahren trotz der kurzfristigen Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr mit einer wesentlichen Leistungssteigerung anzuwenden.In contrast to the previously practiced procedure, the method according to the invention has the extraordinary advantage of first filling the liquid into the shipping container in a predeterminable partial amount, preferably at a lower advance speed, and after dissolving the liquid that occurred as a result of hitting the floor or against the wall of the shipping container Fill foam development with the remaining liquid. Even when filling gaseous liquids, which must be filled under counter pressure to avoid the release of gas, for example carbon dioxide, this method can be used with a significant increase in performance despite the short-term interruption of the liquid supply.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach beendigter Vorfüllung mit einem höher als der Gassättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck die Füllung unterbrochen und darauf die Restfüllung mit dem Gassättigungsdruck in den Behälter eingeleitet wird.According to a further embodiment of the invention, it is proposed that after completion of the pre-filling with a pressure higher than the gas saturation pressure of the liquid, the filling is interrupted and the remaining filling is then introduced into the container at the gas saturation pressure.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, dass der Versandbehälter überfüllt und die überschüssige Flüssigkeitsmenge in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird. Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, die überflüssige Flüssigkeitsmenge in einen vom Vorratsbehälter unabhängigen Sammelbehälter abzuleiten.According to the invention it is further proposed that the shipping container is overfilled and the excess amount of liquid is returned to the storage container. Furthermore, according to the invention, it is possible to divert the excess amount of liquid into a collecting container that is independent of the storage container.

Auf diese Weise ist es möglich, bei der Restfüllung auftretende Schaumblasen durch Überfüllung des Versandbehälters durch einen getrennten Kanal abzuleiten.In this way it is possible to divert foam bubbles that occur during the remaining filling by overfilling the shipping container through a separate channel.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise vorgeschlagene Vorrichtung mit einem Vorratsbehälter und einer vom Vorratsbehälter zu einem oder mehreren Füllelementen geführten Zuführungsleitung für die Flüssigkeit zeichnet sich dadurch aus, dass an die Hauptzuführungsleitung mindestens zwei voneinander unabhängige Einzelzuführungsleitungen angeschlossen sind, in welchen zeitlich unterschiedlich wirksame Sperrventile angeordnet sind, wobei mindestens eine Einzelzuführungsleitung ein Drosselorgan aufweist.The device proposed for carrying out the method according to the invention, for example, with a storage container and a supply line for the liquid, which is routed from the supply container to one or more filling elements, is characterized in that at least two independent individual supply lines are connected to the main supply line, in which stop valves that operate at different times are arranged are, wherein at least one individual supply line has a throttle member.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich sämtliche Verfahrensabschnitte beliebig auf die jeweilige Verhaltensweise der abzufüllenden Flüssigkeit einstellen. Die Flüssigkeit wird zunächst über eine Einzelzuführungsleitung mit Drosselorgan mit geringer Geschwindigkeit in den Versandbehälter eingefüllt und nach einer kurzen Unterbrechung durch eine weitere Einzelzuführungsleitung mit vorzugsweise höherer Strömungsgeschwindigkeit zur Vollfüllung in den Behälter eingeleitet.With this device, all process sections can be adjusted as desired to the respective behavior of the liquid to be filled. The liquid is first filled into the shipping container via a single feed line with a throttle element at low speed and, after a short interruption, introduced into the container through a further single feed line at a preferably higher flow rate for full filling.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.Further features of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.

Die beispielsweise vorgeschlagene Füllvorrichtung besteht aus mehreren Einzelfüllelementen 1, welche sowohl zu einer Batteriefüllmaschine gruppiert oder beispielsweise am Ringkanal einer rotierenden Füllmaschine angeordnet sein können. Bei der Verwendung der Füllelemente 1 zur Fassabfüllung ist es ferner denkbar, diese nebeneinander in einer Fassfüllvorrichtung einzugliedern.The filling device proposed for example consists of several individual filling elements 1, which can be grouped to form a battery filling machine or, for example, can be arranged on the ring channel of a rotating filling machine. When using the filling elements 1 for filling kegs, it is also conceivable to incorporate them next to one another in a keg filling device.

Die Füllelemente 1 weisen ein Füllrohr 2 auf, welches am austrittsseitigen Ende 3 vorzugsweise mit siebartigen Gebilden 4 ausgerüstet ist. Das Füllelement 1 ist ferner mit einem Gaskanal 5 ausgestattet, welcher sowohl im Inneren des Füllrohres 2 als auch als koaxialer Ringraum um das Füllrohr 2 angeordnet sein kann. Das Füllrohr 2 ist mit einer Hauptzuführungsleitung 6 und diese mit einem Vorratsbehälter 7 verbunden. Die zwischen Füllelement 1 und Vorratsbehälter 7 angeordnete Hauptzuführungsleitung 6 teilt sich in zwei Einzelzuführungsleitungen 8, 9 auf, welche zeitlich unterschiedlich wirksame Sperrventile 10, 11 aufweisen. In jeder Einzelzuführungsleitung 8 ist ferner ein Drosselorgan 12 installiert.The filling elements 1 have a filling tube 2 which is preferably equipped with sieve-like structures 4 at the outlet end 3. The filling element 1 is also equipped with a gas channel 5, which can be arranged both inside the filling pipe 2 and as a coaxial annular space around the filling pipe 2. The filling pipe 2 is connected to a main supply line 6 and this is connected to a storage container 7. The main supply line 6 arranged between the filling element 1 and the storage container 7 is divided into two individual supply lines 8, 9 which have stop valves 10, 11 that have different times of operation. A throttle element 12 is also installed in each individual feed line 8.

Der Gaskanal 5 ist mit einer Vorspannleitung 13 und einer Rückleitung 14 verbunden.The gas channel 5 is connected to a preload line 13 and a return line 14.

Ein zu füllender Versandbehälter 15 wird zunächst unter das Füllelement 1 angesetzt und beispielsweise entsprechend dem Gassättigungsdruck vorgespannt. Unmittelbar darauf öffnet das Sperrventil 10, wodurch die Flüssigkeit vom Vorratsbehälter 7 über die Hauptzuführungsleitung 6 durch die Einzelzuführungsleitung 8 über das Drosselorgan 12 mit geringer Geschwindigkeit in den Versandbehälter eingeleitet wird. Nach Erreichen eines etwa geringfügig oberhalb der Austrittsöffnung des Füllrohres 2 liegenden Flüssigkeitsspiegels wird die Füllung kurzzeitig zur Auflösung eingetretener Schaum- und Gasblasen unterbrochen und anschließend bei geschlossenem Sperrventil 10 der Einzelzuführungsleitung 8 über die Einzelzuführungsleitung 9 eingeleitet, bis der gewünschte Füllspiegel des Behälters erreicht ist.A shipping container 15 to be filled is first placed under the filling element 1 and preloaded, for example, in accordance with the gas saturation pressure. Immediately thereafter, the shut-off valve 10 opens, whereby the liquid is introduced from the storage container 7 via the main supply line 6 through the individual supply line 8 via the throttle element 12 into the shipping container at low speed. After reaching a liquid level lying slightly above the outlet opening of the filling pipe 2, the filling is briefly interrupted to dissolve any foam and gas bubbles that have occurred and then, with the shut-off valve 10 of the individual supply line 8 closed, the individual supply line 8 is introduced via the individual supply line 9 until the desired filling level of the container is reached.

Bei einer vorgesehenen Überfüllung des Versandbehälters wird die überschüssige Flüssigkeitsmenge mit den möglicherweise noch vorhandenen Schaumresten durch den Gaskanal 5 und der Rückleitung 14 in den Vorratsbehälter 7 zurück oder einen nicht dargestellten separaten Behälter abgeleitet.If the shipping container is intended to be overfilled, the excess amount of liquid with the foam residues that may still be present is returned to the storage container 7 through the gas channel 5 and the return line 14 or into a separate container (not shown).

Das Druckgefälle vom Vorratsbehälter 7 zum Versandbehälter 15 ist je nach abzufüllender Flüssigkeit beliebig wählbar. Die Flüssigkeit kann mit einem im Gasraum 16 des Vorratsbehälters 7 oder in der Hauptzuführungsleitung 6 vorherrschenden hohen Druck in den atmosphärischen Druck aufweisenden Versandbehälter 15 abgefüllt werden. Es ist ferner möglich, den Versandbehälter zunächst unter einem dem Gassättigungsdruck der jeweiligen Flüssigkeit entsprechend gleichen Druck zu setzen und darauf den Behälter 15 mit der unter einem höheren Druck stehenden Flüssigkeit in ein oder mehreren Teilfüllungen zu befüllen. Schließlich ist die Restfüllung nach beendigter Vorfüllung mit einem höher als der Gassättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck und anschließender kurzzeitiger Unterbrechung unter einem Druck möglich, der etwa dem Gassättigungsdruck der abzufüllenden Flüssigkeit entspricht. Durch die in den Zuführungsleitungen installierten und nicht weiter dargestellten Regelelemente ist es möglich, das Druckgefälle für jede zur Abfüllung gelangende Flüssigkeit optimal einzustellen.The pressure gradient from the storage container 7 to the shipping container 15 can be selected as desired, depending on the liquid to be filled. The liquid can be filled into the shipping container 15, which has atmospheric pressure, at a high pressure prevailing in the gas space 16 of the storage container 7 or in the main supply line 6. It is also possible to first place the shipping container under a pressure corresponding to the gas saturation pressure of the respective liquid and then to fill the container 15 with the liquid under a higher pressure in one or more partial fillings. Finally, after pre-filling is complete, the remaining filling is possible with a pressure higher than the gas saturation pressure of the liquid and a subsequent brief interruption under a pressure which corresponds approximately to the gas saturation pressure of the liquid to be filled. The regulating elements installed in the supply lines and not shown further make it possible to optimally adjust the pressure gradient for each liquid that is to be filled.

Die Erfindung ist an das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel nicht gebunden. So ist es denkbar, den Vorratsbehälter 7 als Ringraum einer Füllmaschine auszubilden, von welchem entsprechende Einzelzuführungsleitungen mit Steuerorganen zu den Füllelementen 1 führen. Auch können die beispielsweise an einer rotierenden Füllmaschine angeordneten Füllelemente 1 segmentweise von einer Hauptzuführungsleitung 6 mit entsprechend eingegliederten Einzelzuführungsleitungen 8, 9 gespeist werden. Ferner ist es bei einer Batteriefüllmaschine möglich, Einzelabschnitte oder auch die gesamte Batterie mit nur einer Hauptzuführungsleitung zu verbinden.The invention is not bound to the embodiment shown in the drawing. It is thus conceivable to design the storage container 7 as an annular space of a filling machine, from which corresponding individual feed lines with control elements lead to the filling elements 1. The filling elements 1 arranged, for example, on a rotating filling machine can also be fed segment by segment from a main supply line 6 with correspondingly integrated individual supply lines 8, 9. Furthermore, with a battery filling machine it is possible to connect individual sections or the entire battery with only one main supply line.

Claims

1. A method for filling particularly foaming liquids, in which the liquid under pressure in a storage container and / or a supply line is filled into shipping containers, for example bottles, cans, barrels, plastic containers and the like, the shipping container under pressure during the filling process is settable, characterized in that the shipping container (15) is initially pre-filled with a smaller amount of liquid than the total volume, then the liquid supply is briefly interrupted and then the remaining filling is carried out.

2. The method, in particular for filling gaseous liquids according to claim 1, characterized in that the shipping container (15) is initially placed under a pressure corresponding to the gas saturation pressure of the liquid, then the container (15) with part of the liquid under higher pressure pre-filled, the filling is briefly interrupted and then the remaining filling is carried out.

3. The method according to any one of the preceding claims 1 or 2, characterized in that after completion of the pre-filling with a pressure higher than the gas saturation pressure of the liquid, the filling is interrupted and then the remaining liquid is introduced into the container (15) at the gas saturation pressure.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the shipping container (15) overfills and the excess amount of liquid is returned to the storage container (7).

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the excess amount of liquid is diverted into a collection container independent of the storage container (15).

6. Device for carrying out the method according to claims 1 to 5 with a storage container and a supply line for the liquid which is guided from the storage container to one or more filling elements, characterized in that at least two independent individual supply lines (8, 9) are connected to the main supply line (6) ) are connected, in which stop valves (10, 11) that are effective at different times are arranged, with at least one individual feed line (8) having a throttle element (12).