DE202014106070U1

DE202014106070U1 - Füllventil

Info

Publication number: DE202014106070U1
Application number: DE201420106070
Authority: DE
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-01-09
Anticipated expiration: 2024-12-17

Abstract

Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt umfassend ein Rückgasrohr (10) mit einer stirnseitigen Rückgasrohröffnung (14) zum Ableiten eines Fluids aus dem Behälter, gekennzeichnet durch mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete Öffnung (20).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt umfassend ein Rückgasrohr mit einer stirnseitigen Rückgasrohröffnung zum Ableiten eines Fluids aus dem Behälter.
Stand der Technik
Bei der Befüllung von Behältern mit einem Füllprodukt kann die Länge eines Rückgasrohres als Steuergröße zur Beendigung des Füllvorgangs dienen. Dabei strömt das Füllprodukt zunächst in den zu befüllenden Behälter und zwingt ein in dem Behälter befindliches Gas dazu, durch eine stirnseitige Rückgasrohröffnung des Rückgasrohrs zu entweichen. Sobald der Flüssigkeitspegel die Unterkannte des Rückgasrohres erreicht hat, dichtet es die stirnseitige Rückgasrohröffnung ab, so dass kein Gas mehr abströmt. Damit ist der Zustrom von Produkt unterbrochen, da kein Abströmen des Gases mehr möglich ist. Zum Ende des Füllvorgangs kann es dabei zu einem leichten Druckanstieg im Behälter kommen.
Da viele zu befüllende Behälter in der Regel einen sich zu der Behälteröffnung hin verjüngenden Behälterquerschnitt aufweisen, kann es notwendig sein, die Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, zum Ende des Füllvorgangs hin zu reduzieren. Geschieht dies nicht kann es aufgrund der Querschnittverjüngung des Behälters zu einer abrupten Beschleunigung des Anstiegs des Füllstands von Füllprodukt in dem Behälter kommen. Dies kann beispielsweise aufgrund der Federwirkung des Gases zu unterschiedlichen Füllständen in den befüllten Behältern oder zu einem Überströmen des Füllprodukts führen.
Eine bekannte Maßnahme zur Regelung des Rückgasstroms greift auf einen im Füllventil integrierbaren Ventilblock zurück, welcher die Fließgeschwindigkeit durch unterschiedliche Schaltstellungen beeinflussen kann, wobei auf diese Weise die Strömungsgeschwindigkeit des Rückgases variiert wird. Die Bereitstellung und Wartung eines solchen Ventilblocks ist jedoch aufwändig und kostspielig.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Füllventil anzugeben.
Diese Aufgabe wird mittels eines Füllventils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend wird ein Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt angegeben, welches ein Rückgasrohr mit einer stirnseitigen Rückgasrohröffnung zum Ableiten eines Fluids aus dem Behälter umfasst. Erfindungsgemäß ist mindestens eine Öffnung seitlich im Rückgasrohr im in den Behälter eintauchenden Bereich angeordnet.
Die stirnseitige Rückgasrohröffnung kann eine beliebige Geometrie aufweisen. Sie kann beispielsweise in Bezug auf die Längsachse des Rückgasrohr senkrecht geschnitten sein. Dabei erstreckt sich die stirnseitige Rückgasrohröffnung im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt des Rückgasrohrs hinweg.
Dadurch kann das in dem Behälter befindliche Gas, welches während eines Füllvorgangs von dem Füllprodukt verdrängt wird, so lange durch das Rückgasrohr entweichen, bis ein Füllstand des Füllprodukts die oberste der seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen erreicht beziehungsweise überschritten hat. Zu Beginn des Füllvorgangs kann das sich im Behälter befindliche Gas dabei durch die stirnseitige Rückgasrohröffnung sowie durch die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung aus dem Behälter entweichen. Dabei bildet die stirnseitige Rückgasrohröffnung gemeinsam mit der mindestens einen seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung einen anfänglichen Rückführöffnungsquerschnitt.
Erreicht während des Füllvorgangs der Füllstand des Füllprodukts in dem Behälter die stirnseitige Rückgasrohröffnung, kann das Gas entsprechend nicht mehr durch die dann durch den Flüssigkeitsspiegel verschlossene stirnseitige Rückgasrohröffnung strömen, sondern kann nur noch durch die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung aus dem Behälter entweichen. Diese hat naturgemäß einen gegenüber dem anfänglichen Rückführöffnungsquerschnitt reduzierten Öffnungsquerschnitt. Der weitere Füllvorgang findet daher bei einer reduzierten Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, statt, da das sich in dem Behälter befindliche Gas nur noch durch den Teil des Rückführöffnungsquerschnitts entweichen kann, welcher durch die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung gebildet wird.
Entsprechend lässt sich durch das Bereitstellen der mindestens einen seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung neben dem Festlegen einer maximalen Füllstandshöhe von Füllprodukt in einem Behälter auch eine Variation, insbesondere eine Reduktion der Fließgeschwindigkeit zum Ende des Füllvorgangs hin, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, erreichen.
Dies ist insbesondere für Behälter von Vorteil, deren Querschnitt zu einer Behälteröffnung hin abnimmt. So eignet sich eine Reduktion der Fließgeschwindigkeit beispielsweise bei der Befüllung von Flaschen mit sich verjüngenden Flaschenhälsen. Hat der Füllstand nämlich den sich verjüngenden Bereich der Flasche erreicht, so erhöht sich die Geschwindigkeit, mit welcher Füllstand in dem Behälter steigt, proportional zu dem sich verjüngenden Querschnitt des Flaschenhalses, wenn hier nicht die vorgeschlagene Reduktion der Füllgeschwindigkeit erreicht wird. Durch die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung kann daher eine Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher der Füllstand ansteigt, ausgeglichen beziehungsweise unterbunden werden.
Insgesamt lässt sich dadurch ein langsameres Füllen des Behälters am Ende des Füllvorgangs ermöglichen. Durch das langsamere Befüllen des Behälters in einer Endphase des Füllvorgangs können Erscheinungen, wie beispielsweise ein Aufschäumen des Füllprodukts oder ein Federeffekt des Gasvolumens, reduziert werden. Auf diese Weise wird das Erreichen einheitlicher Füllhöhen in den fertig befüllten Behältern begünstigt. Darüber hinaus ist keine aktive Schaltung über einen Ventilblock zur Steuerung der Geschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, nötig.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Rückgasrohr einstückig ausgebildet. Entsprechend weist das Rückgasrohr keine beweglichen Teile auf. Daraus ergibt sich eine kostengünstige und einfache Herstellung des Rückgasrohrs. Darüber hinaus ist ein einstückiges Rückgasrohr im Vergleich zu mehrteiligen Rückgasrohren auch besser zu reinigen und daher im hygienischen Design besser auszubilden. Insbesondere werden keine aufeinander liegenden Teile, wie zum Beispiel ein Innenrohr und ein Außenrohr, bereitgestellt, welche einen Spalt aufweisen, in welchem sich Schmutz ansammeln kann, welcher die Bildung von Mikroorganismen begünstigt.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung weist das Rückgasrohr eine konstante Anzahl und Größe an Öffnungen, welche die stirnseitige Rückgasrohröffnung und die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung umfassen, auf.
Durch die konstante Anzahl und Größe an Öffnungen im Rückgasrohr sind der maximale Füllstand sowie die Fließgeschwindigkeit des Füllventils in Bezug auf einen Behälter festgelegt. Dadurch wird ein einheitlicher maximaler Füllstand bei der Befüllung eines gleichen Behältertyps begünstigt. Die konstante Anzahl und Größe der Öffnungen erfordert entsprechend keine beweglichen Teile des Rückgasrohrs, welche relativ zueinander bewegbar sind. Somit ergibt sich eine vergleichsweise einfache Bauweise für das Rückgasrohr.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist die mindestens eine seitlich am Rückgasrohr angeordnete Öffnung länglich, bevorzugt in Form eines Schlitzes, bereitgestellt. Dadurch lässt sich je nach Ausrichtung der mindestens einen seitlich am Rückgasrohr angeordneten länglichen Öffnung beziehungsweise des Schlitzes eine stufenlose Reduzierung der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, ermöglichen.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung verläuft die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete längliche Öffnung parallel zu einer Längsachse des Rückgasrohrs. Dadurch ist es möglich, während des Füllvorgangs die Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, stufenlos zu reduzieren. Dabei beginnt die stufenlose Reduktion der Füllgeschwindigkeit, sobald der Füllstand des Füllprodukts im Behälter die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete längliche Öffnung erreicht hat. Mit der Zunahme des Füllstands reduziert sich der frei von Füllprodukt liegende Rückführöffnungsquerschnitt der mindestens einen seitlich im Rückgasrohr angeordneten länglichen Öffnung, welcher ein Entweichen des sich im Behälter befindlichen Gases ermöglicht.
Überschreitet der Füllstand des Füllprodukts die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete längliche Öffnung, welche parallel zur Längsachse des Rückgasrohrs verläuft, wird die Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, allmählich gedrosselt. Ist der Füllstand so weit fortgeschritten, dass die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete längliche Öffnung, welche parallel zu einer Längsachse des Rückgasrohrs verläuft, vollständig mit Füllprodukt bedeckt ist beziehungsweise vollständig im Füllprodukt steht, kann sich über dem Füllprodukt befindliches Gas nicht mehr aus dem Behälter entweichen, wodurch der Fluss von Füllprodukt in den Behälter unterbrochen wird.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung eine Längserstreckung auf, die unter einem Winkel zu einer Längsachse des Rückgasrohrs verläuft. Beispielsweise kann die Öffnung spiralförmig im Rückgasrohr angeordnet sein. Alternativ kann die Längserstreckung Öffnung quer zur Längsachse des Rückgasrohrs verlaufen und nahezu umlaufend auf dem Rückgasrohr angeordnet sein. Dadurch ist es möglich, dass die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete, sich längs erstreckende Öffnung eine Vorzugsrichtung aufweist, welche unter einem Winkel zur Längsachse des Rückgasrohrs verläuft, wodurch sie einen möglichst großen Teil des Rückführöffnungsquerschnitts bereitstellt. So kann das Gas nahezu über den gesamten Umfang des Rückgasrohrs durch die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung entweichen.
In einer weiter bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung rund, bevorzugt in Form einer Bohrung, bereitgestellt. Dadurch lässt sich eine punktuelle Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, ermöglichen. Bildet die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete runde Öffnung den höchsten im Rückgasrohr angeordneten Teilquerschnitt des Rückführöffnungsquerschnitts, so wird die Fließgeschwindigkeit des in den Behälter strömenden Füllprodukts auf Null reduziert, nachdem der Füllstand die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr angeordnete runde Öffnung überschritten hat.
Während des Überschreitens der mindestens einen seitlich im Rückgasrohr angeordneten runden Öffnung erfährt das Füllprodukt eine stufenlose Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher es in den Behälter strömt. Bei kleineren Öffnungsdurchmessern, beispielsweise im Millimeterbereich, ist dieser Effekt jedoch zu vernachlässigen. Vielmehr kommt die stufenlose Reduzierung der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, erst bei größeren Durchmessern der runden Öffnung zum Tragen.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist das Rückgasrohr mindestens zwei seitliche Öffnungen auf. Dadurch kann eine stufenweise Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereitgestellt werden. Die erste Reduktion der Fließgeschwindigkeit erfolgt, nachdem der Füllstand die stirnseitige Rückgasrohröffnung des Rückgasrohrs erreicht hat. Dabei wird der Rückführöffnungsquerschnitt, durch welchen das in dem Behälter befindliche Gas entweichen kann, um den Querschnitt der stirnseitigen Rückgasrohröffnung reduziert. Die nächste Reduktion der Fließgeschwindigkeit erfolgt, wenn der Füllstand die in dem Rückgasrohr angeordnete seitliche Öffnung erreicht. Sind die mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen in Bezug auf die Längsachse des Rückgasrohrs auf gleicher Höhe angeordnet, erreicht der Füllstand die seitlichen Öffnungen gleichzeitig, so dass nach dem vollständigen Abdecken der seitlichen Öffnungen mit Füllprodukt die Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, auf Null reduziert wird.
Sind die mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen in Bezug auf die Längsachse des Rückgasrohrs übereinander angeordnet, so ermöglicht die erste der mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen eine zweite Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt. Mit dieser reduzierten Fließgeschwindigkeit strömt das Fluid in den Behälter, bis der Füllstand die zweite Öffnung der mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen erreicht. Die zweite Öffnung der mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen stellt eine dritte Reduktionsstufe der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereit. Handelt es sich bei der zweiten Öffnung der mindestens seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen um die, in Bezug auf die Längsachse des Rückgasrohrs gesehene, oberste Öffnung im Rückgasrohr, welche von dem Füllprodukt abgedeckt worden ist, wird die Fließgeschwindigkeit auf Null reduziert. In diesem Fall sind die stirnseitige Rückgasrohröffnung, sowie die erste und zweite Öffnung der mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen vollständig von Füllprodukt umgeben beziehungsweise stehen vollständig im Füllprodukt, so dass im Behälter befindliches Gas nicht mehr durch das Rückgasrohr entweichen kann, wodurch der Fluss des Füllprodukts in den Behälter gestoppt wird.
Es ist vorteilhaft die erste Öffnung der mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen in einem Bereich anzuordnen, in welchem der Behälter beginnt, sich in Richtung auf eine Behälteröffnung zu zu verjüngen. Das Füllprodukt kann dann mit einer reduzierten Fließgeschwindigkeit in den Behälter strömen, bis der Füllstand die zweite Öffnung der mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen erreicht. Erfolgt die Querschnittverjüngung des Behälters in Richtung der Behälteröffnung über einen vergleichsweise langen Abschnitt des Behälters, kann es auch von Vorteil sein, mehr als zwei seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnungen bereitzustellen. So können beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn und mehr Öffnungen seitlich im Rückgasrohr angeordnet werden.
In einer Weiterbildung weisen mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen unterschiedlich große Querschnitte auf. Dadurch kann das Rückgasrohr und die dadurch erzeugbare Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, auf die Geometrie des Behälters abgestimmt werden. Entsprechend können die mindestens zwei Öffnungen, welche seitlich im Rückgasrohr angeordnet sind, je nach dem Verlauf des Behälterquerschnitts in Richtung der Behälteröffnung unterschiedlich groß ausgebildet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Öffnung mit einem größeren Querschnitt näher an einer Stirnseite des Rückgasrohrs angeordnet, als eine Öffnung mit einem kleineren Querschnitt. Dadurch wird ein Fließgeschwindigkeitsverlauf der Geschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter gefüllt wird, über der Füllstandhöhe bereitgestellt, bei welchem die Größe der Reduktionsschritte abnimmt. Zu Beginn des Füllvorgangs steht dem Gas der maximale Rückführöffnungsquerschnitt zu Verfügung, welcher sich aus der stirnseitigen Rückgasöffnung, der größeren seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung, welche näher an der Stirnseite des Rückgasrohrs liegt und der kleineren seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung zusammensetzt. Hat der Füllstand des Füllprodukts im Behälter die stirnseitige Rückgasrohröffnung erreicht, setzt sich der Querschnitt im Rückgasrohr, durch welchen das Gas entweichen kann, nurmehr aus der größeren seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung, welche näher an der Stirnseite des Rückgasrohrs liegt, und der kleineren seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung zusammen. Die Fließgeschwindigkeit wird zum ersten Mal reduziert.
Erreicht der Füllstand des Füllprodukts im Behälter die größere seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung, welche näher an der Stirnseite des Rückgasrohrs liegt, erfolgt eine erneute Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, aufgrund des Größenunterschieds der seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnungen um mehr als die Hälfte.
Während der Füllstand des Füllprodukts im Behälter von der größeren seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung zu der kleineren seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung ansteigt, stellt das Rückgasrohr die kleinstmögliche Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereit. Eine derartige Fließgeschwindigkeit zur Befüllung des Behälters mit Füllprodukt eignet sich insbesondere für Behälter, welche zunächst eine kleinere Querschnittverjüngung in Richtung der Behälteröffnung, gefolgt von einer größeren Querschnittverjüngung, aufweisen. Wird nun die stirnseitige Rückgasrohröffnung auf Höhe des Beginns der kleineren Querschnittverjüngung des Behälters in Richtung der Behälteröffnung, die größere seitliche im Rückgasrohr angeordnete Öffnung auf Höhe des Beginns der größeren Querschnittverjüngung des Behälters in Richtung der Behälteröffnung, und die kleinere seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung auf der Höhe eines maximal beliebigen Füllstands des Füllprodukts im Behälter angeordnet, erhält man ein Füllrohr, welches eine Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereitstellt, welche an die Geometrie des Behälters, insbesondere den Verlauf des Behälterquerschnitts, angepasst ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Öffnung mit einem kleineren Querschnitt näher an einer Stirnseite des Rückgasrohrs angeordnet, als eine Öffnung mit einem größeren Querschnitt. Dadurch kann ein Rückgasrohr bereitgestellt werden, welches ein Füllgeschwindigkeitsprofil bereitstellt, welches sich für Behälter eignet, die in Richtung einer Behälteröffnung zunächst eine größere und anschließend eine kleinere Querschnittverjüngung aufweisen. Dabei ist die stirnseitige Rückgasrohröffnung auf Höhe des Beginns der größeren Querschnittverjüngung des Behälters in Richtung der Behälteröffnung angeordnet und die kleinere seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung auf Höhe des Beginns der kleineren Querschnittverjüngung des Behälters in Richtung der Behälteröffnung angeordnet. Somit kann die Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, zunächst eine stärkere Reduktion und anschließend eine schwächere Reduktion erfahren. Entsprechend erfolgt eine Reduktion des Rückführöffnungsquerschnitts analog zur Reduktion des Querschnitts des Behälters.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Satz aus mindestens zwei gegeneinander austauschbaren Rückgasrohren bereitgestellt, die unterschiedliche Rückführöffnungsquerschnitte aufweisen und zum Befüllen unterschiedlicher Behältergeometrien dienen.
Dabei ist jedes der mindestens zwei Rückgasrohre an einen Behälter angepasst, der sich von anderen Behältern in seiner Geometrie, insbesondere seinen Anforderungen bezüglich einem Fließgeschwindigkeitsprofil, nach welchem ein Füllprodukt in den jeweiligen Behälter strömt, unterscheidet. Wird der Behältertyp, welcher mittels des Füllventils mit Füllprodukt befüllt werden soll, geändert, so wird das Rückgasrohr mit dem Rückgasrohr ausgetauscht, welches dem neuen, zu befüllenden Behältertyp entspricht. Da beim Wechsel des zu befüllenden Behältertyps keine Modifikationen am Rückgasrohr selbst vorgenommen werden müssen sondern dieses lediglich durch ein entsprechendes anderes Rückgasrohr ausgetauscht wird, ergeben sich geringe Standzeiten beim Wechsel des Behältertyps und gleichzeitig eine hygienische einwandfreie Ausbildung des Füllorgans.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist mindestens ein Rückgasrohr mehrere Bohrungen und mindestens ein weiteres Rückgasrohr einen Schlitz auf, welcher parallel oder unter einem Winkel zu einer Längsachse des Rückgasrohrs verläuft.
Entsprechend wird durch das Füllventil mit dem mehrere Bohrungen aufweisenden Rückgasrohr eine schrittweise Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereitstellt. Dieses kann mit einem Rückgasrohr ausgetauscht werden, welches eine stufenlose Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereitstellt. Dazu eignet sich beispielsweise ein Rückgasrohr mit einem Schlitz, welcher parallel zu einer Längsachse des Rückgasrohrs verläuft. Entsprechend werden mindestens zwei Rückgasrohre bereitgestellt, welche sich für mindestens zwei unterschiedliche Behältertypen, welche sich durch ein unterschiedliches Anforderungsprofil bezüglich der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in die Behälter strömt, unterscheiden, eignen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 schematisch eine Seitenansicht eines Rückgasrohrs, welches einen seitlich im Rückgasrohr angeordneten Längsschlitz aufweist,
2 schematisch eine Seitenansicht eines Rückgasrohrs, welches eine Mehrzahl an seitlich im Rückgasrohr angeordneten Bohrungen aufweist, und
3 schematisch eine Seitenansicht eines Rückgasrohrs, welches eine Mehrzahl an seitlich im Rückgasrohr angeordneten Querschlitzen aufweist.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Um Redundanzen zu vermeiden, wird auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in der nachfolgenden Beschreibung teilweise verzichtet.
1 zeigt ein Rückgasrohr 10 eines Füllventils, durch welches während des Füllvorgangs ein Gas aus dem Behälter entweichen kann. Mittels des Rückgasrohrs 10 kann zum einen das Ende eines Füllvorgangs bestimmt werden und zum anderen die Fließgeschwindigkeit, mit welcher ein Füllprodukt in einen Behälter strömt, während des Endes des Füllvorgangs reduziert werden. Das Rückgasrohr 10 weist ein dem Behälter abgewandtes Ende 12 auf, welches am Füllventil, zum Beispiel am Ventilkessel, angeordnet ist. Darüber hinaus weist das Rückgasrohr 10 eine stirnseitige Rückgasrohröffnung 14 auf. Seitlich am Rückgasrohr ist eine Öffnung 20 angeordnet, welche zusammen mit der stirnseitigen Rückgasrohröffnung 14 einen Rückführöffnungsquerschnitt zum Abführen von Gas aus einem Behälter bildet.
Das Rückgasrohr 10 wird konzentrisch inmitten eines Füllventils aufgenommen. Dabei ist das Behälter abgewandte Ende 12 im Inneren des Füllventils an eine Rückgasleitung angeschlossen, mittels welcher aus dem Behälter stammendes Rückgas in einen Ringbehälter oder eine separate Kammer strömen kann. Das Rückgasrohr 10 erstreckt sich senkrecht von dem Füllventil nach unten. Das Füllprodukt strömt außerhalb des Rückgasrohrs 10 in den Behälter. In der Grundstellung vor dem Abfüllen befindet sich der Behälter in einer Transportvorrichtung entweder auf einem Hubteller, in einer Neck-Handling-Klammer oder auf einem Dosentisch. Die Behälteröffnung wird an eine Zentriereinheit gedrückt und zwischen dem Behälterinneren und dem Füllventil wird eine Fließverbindung bereitgestellt. Inmitten und konzentrisch zu der Zentriereinheit verläuft das Rückgasrohr 10, so dass es teilweise in den zu befüllenden Behälter hineinragt.
Das Rückgasrohr 10 weist eine Nut 16 auf, auf welcher ein Abweisschirmchen beziehungsweise eine Stahlmanschette oder ein Drallkörper angeordnet werden kann, um das Füllprodukt, welches vom Füllventil kommend zwischen dem Rückgasrohr 10 und der Behälterinnenwand nach unten in den Behälter strömt, an die Behälterinnenwand zu leiten. Dadurch kann eine Blasenbildung des Füllprodukts weitgehend vermieden werden.
Durch das in den Behälter strömende Füllprodukt wird ein in dem Behälter befindliches Gas über das Rückgasrohr 10 in den Ringbehälter oder eine separate Kammer verdrängt. Dabei kann das sich in dem Behälter befindliche Gas über einen Rückführöffnungsquerschnitt am Rückgasrohr 10 in das Rückgasrohr 10 eintreten und somit aus dem Behälter entweichen. Zu Beginn des Füllvorgangs kann das Gas über den maximalen Rückführöffnungsquerschnitt des Rückgasrohrs 10 entweichen, welcher sich aus der stirnseitigen Rückgasrohröffnung 14 und der seitlich im Rückgasrohr angeordneten Öffnung 20 zusammensetzt.
Wie 1 zu entnehmen ist, ist die seitlich im Rückgasrohr angeordnete Öffnung 20 in Form eines Längsschlitzes 22 ausgebildet. Das Füllprodukt strömt solange mit konstanter Fließgeschwindigkeit in den Behälter, bis der Flüssigkeitspegel die stirnseitige Rückgasrohröffnung 14 erreicht. Ab diesem Moment steht dem Gas die stirnseitige Rückgasrohröffnung 14 nicht mehr zum Entweichen aus dem Behälterinneren zur Verfügung. Das Gas kann nunmehr lediglich durch den seitlich im Rückgasrohr angeordneten Längsschlitz 22 aus dem Behälterinneren entweichen. Mit weiter ansteigendem Flüssigkeitspegel reduziert sich der für die Rückströmung des Gases zur Verfügung stehende Querschnitt, welcher durch den Längsschlitz 22 bereitgestellt wird, immer mehr. Erreicht der Füllstand des Füllprodukts schließlich ein oberes Ende 23 des Längsschlitzes 22, kann das Gas nicht mehr aus dem Behälterinneren abströmen, wodurch der Füllvorgang aufgrund der sich einstellenden Druckverhältnisse beendet ist. Entsprechend ist eine Füllhöhe von Füllprodukt in dem Behälter durch die Position des oberen Endes 23 des Längsschlitzes 22 bestimmt.
Der Längsschlitz 22, welcher seitlich im Rückgasrohr 10 angeordnet ist, erlaubt somit eine stufenlose Reduzierung der Fließgeschwindigkeit, mittels welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt.
2 zeigt ein Rückgasrohr 10, welches sich von dem in 1 gezeigten Rückgasrohr 10 dadurch unterscheidet, dass es anstatt einem Längsschlitz mehrere Bohrungen 24 aufweist. Bei dem in 2 gezeigten Rückgasrohr setzt sich der anfängliche Rückführöffnungsquerschnitt, durch welchen hindurch das Gas zu Beginn des Füllvorgangs aus dem Behälter entweichen kann, aus der stirnseitigen Rückgasrohröffnung 14 sowie der Summe der Öffnungsquerschnitte der Bohrungen 24 zusammen. Dabei strömt das Füllprodukt solange mit einer konstanten Fließgeschwindigkeit in den Behälter, bis der Füllstand des Füllprodukts die stirnseitige Rückgasrohröffnung 14 erreicht.
Ab diesem Füllstand wird die stirnseitige Rückgasrohröffnung 14 gasdicht durch das Füllprodukt verschlossen, so dass der noch verfügbare Teil des Rückführöffnungsquerschnitts zum Entweichen des Gases aus dem Behälter durch die Bohrungen 24 bestimmt wird.
In 2 weist das Rückgasrohr 10 seitlich sieben Bohrungen 24 auf, welche mit konstantem Abstand entlang einer Längsachse des Rückgasrohrs 10 seitlich am Rückgasrohr 10 angeordnet sind. Der Rückführöffnungsquerschnitt, welcher verantwortlich für die Fließgeschwindigkeit ist, mittels welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, wird jedes Mal, wenn der Füllstand eine weitere Bohrung 24 erreicht, reduziert. Entsprechend wird die Fließgeschwindigkeit solange schrittweise reduziert, bis der Füllstand die oberste Bohrung 24 erreicht hat. Danach kann das Gas nicht mehr aus dem Behälter abströmen und der Füllvorgang ist beendet.
Entsprechend zeigt 2 ein Rückgasrohr 10, welches eine schrittweise Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mittels welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, bereitstellt.
Alternativ kann das Rückgasrohr auch mehr oder weniger als die in 2 gezeigten Bohrungen aufweisen. Darüber hinaus kann das Rückgasrohr auch unterschiedlich große Bohrungen aufweisen. Ferner können die Bohrungen auch unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen.
3 zeigt ein weiteres Rückgasrohr 10, mittels welchem eine schrittweise Reduktion der Fließgeschwindigkeit, mit welcher das Füllprodukt in den Behälter strömt, ermöglicht werden kann. Das in 3 gezeigte Rückgasrohr 10 unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Rückgasrohr dadurch, dass anstatt von Bohrungen Querschlitze 26 seitlich im Rückgasrohr angeordnet sind. Dabei sind die Querschlitze 26 um einen Winkel β in Bezug auf die Längsachse A des Rückgasrohrs 10 geneigt.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Rückgasrohr
12: Behälterabgewandtes Ende
14: Stirnseitige Rückgasrohröffnung
16: Nut
20: Öffnung
22: Längsschlitz
23: Oberes Ende
24: Bohrung
26: Querschlitz
A: Längsachse
β: Winkel

Claims

Füllventil zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt umfassend ein Rückgasrohr (10) mit einer stirnseitigen Rückgasrohröffnung (14) zum Ableiten eines Fluids aus dem Behälter, gekennzeichnet durch mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete Öffnung (20).
Füllventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (10) einstückig ist.
Füllventil gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (10) einen konstante Anzahl und Größe an Öffnungen, welche die stirnseitige Rückgasrohröffnung (14) und die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete Öffnung (20) umfassen, aufweist.
Füllventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete Öffnung (20) länglich, bevorzugt in Form eines Schlitzes, bereitgestellt ist.
Füllventil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete, längliche Öffnung (20) parallel zu einer Längsachse (A) des Rückgasrohrs (10) verläuft.
Füllventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete Öffnung (20) eine Längserstreckung aufweist, die unter einem Winkel (β) zu einer Längsachse (A) des Rückgasrohrs (10) verläuft.
Füllventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine seitlich im Rückgasrohr (10) angeordnete Öffnung (20) rund, bevorzugt in Form einer Bohrung (24), bereitgestellt ist.
Füllventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (10) mindestens zwei seitliche Öffnungen (10) aufweist.
Füllventil gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei seitlich im Rückgasrohr (10) angeordneten Öffnungen (20) unterschiedlich große Querschnitte aufweisen.
Füllventil gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (20) mit einem größeren Querschnitt näher an einer Stirnseite des Rückgasrohrs (10) angeordnet ist, als eine Öffnung (20) mit einem kleineren Querschnitt.
Füllventil gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung (20) mit einem kleineren Querschnitt näher an einer Stirnseite des Rückgasrohrs (10) angeordnet ist als eine Öffnung (20) mit einem größeren Querschnitt.
Füllventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Satz aus mindestens zwei gegeneinander austauschbaren Rückgasrohren (10), die unterschiedliche Rückführöffnungsquerschnitte aufweisen und zum Befüllen unterschiedlicher Behältergeometrien dienen.
Füllventil gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rückgasrohr (10) mehrere Bohrungen (24) und mindestens ein weiteres Rückgasrohr (10) einen Schlitz aufweist, welcher parallel oder unter einem Winkel (β) zu einer Längsachse (A) des Rückgasrohrs (10) verläuft.