-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung betrifft ein Spülrohr und ein Füllventil mit einem Spülrohr für eine Füllvorrichtung zum Füllen von Behältern.
-
Technischer Hintergrund
-
Verfahren und Füllvorrichtungen zum Abfüllen von sauerstoffempfindlichen Flüssigkeiten, wie z. B. Bier, in Flaschen oder Dosen sind an sich bekannt. Beispielsweise können sauerstoffempfindliche Produkte in einem Füllprozess abgefüllt werden, bei dem die Behälter nacheinander evakuiert, gespült, evakuiert, vorgespannt, gefüllt und entlastet werden. Zusätzliche Evakuierungen sind optional ebenfalls möglich.
-
Beim Spülen kann der Behälter mit einem Inertgas gespült werden, um im Behälter enthaltenen Sauerstoff aus dem Behälter zu spülen bzw. um eine Sauerstoffkonzentration im Behälter zu verringern. Der aus dem Behälter gespülte Sauerstoff kann somit das nachfolgend abgefüllte Produkt nicht mehr negativ beeinflussen. Die Spülung ist umso besser, je weniger Sauerstoff im Behälter zurückverbleibt. Um die gewünschte Inertgaskonzentration im Behälter zu erreichen, muss verhältnismäßig viel Inertgas pro Behältervolumen eingesetzt werden. Während des Füllens des Behälters mit der sauerstoffempfindlichen Flüssigkeit kann es notwendig sein, Rückgas aus dem Behälter zu leiten. Bevorzugt ist dies ohne Einschränkungen solange möglich, bis der Behälter auf eine gewünschte Füllhöhe gefüllt wurde.
-
Die
DE 2 003 909 A1 offenbart eine Füllmaschine mit einem Gasrohr, durch das Vorspanngas zurück in einen Gasraum eines Füllmaschinenkessels gedrückt werden kann.
-
Die
DE 1 657 191 A1 offenbart eine Füllmaschine mit einer an ein Gasventil angeschlossenen Spann- und Rückgasleitung, die unterhalb eines Flüssigkeitsventils durch ein im Ventilkörper zweckmäßigerweise eingeschraubtes Gasrohr fortgesetzt ist.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Technik mit verbesserter Spülung und/oder verbesserter Rückgasabführung zu schaffen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
-
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Spülrohr zur Spülgaseinleitung in einen Behälter für ein Füllventil einer Füllvorrichtung (z. B. Füllerkarussell oder Linearfüller) zum Befüllen von Behältern. Das Spülrohr weist einen (z. B. im Wesentlichen geradliniger) Rohrkörper mit einer Innenumfangsfläche auf, die eine Querschnittsverengung zum Beschleunigen eines durch den Rohrkörper in einer Richtung zum Behälter strömenden Spülgases aufweist.
-
Vorteilhaft ermöglicht das Spülrohr, dass das Spülgas nicht mehr an der Behälteröffnung eingebracht wird, sondern tiefer. Vorzugsweise kann die Querschnittsverengung das durch den Rohrkörper strömende Spülgas beschleunigen, sodass das Spülgas besonders tief in den Behälter eindringen kann. Damit kann vorteilhaft ein unterschichtiges bzw. bodennahes Spülen des Behälters erreicht werden, auch bei vergleichsweise hohen Behältern. Dies kann vorteilhaft weiter dadurch unterstützt werden, dass während des Spülens von einer Position oberhalb des Behälters Gas abgesaugt wird. Die verbesserte Spülung kann ferner bevorzugt dazu beitragen, einen Verbrauch des Spülgases zu reduzieren, da nur noch weniger Spülgas zum Spülen benötigt wird.
-
In einem Ausführungsbeispiel ist die Querschnittsverengung derart angeordnet, dass das an der Querschnittsverengung beschleunigte Spülgas in der Richtung zum Behälter beschleunigt aus dem Rohrkörper austritt. Alternativ oder zusätzlich kann die Querschnittsverengung als eine zum Beschleunigen des Spülgases wirkende Drosselstelle ausgebildet sein.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Querschnittsverengung im Wesentlichen eine Düsenform oder eine Trichterform auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Querschnittsverengung bspw. in einem Mittelabschnitt des Rohrkörpers bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers angeordnet sein.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Rohrkörper mindestens einen Durchlass, vorzugsweise Rückgasdurchlass, auf. Vorzugsweise kann der mindestens eine Durchlass sich durch eine Rohrwand des Rohrkörpers hindurcherstrecken und/oder sich in der Innenumfangsfläche des Rohrkörpers und in einer Außenumfangsfläche des Rohrkörpers öffnen. Vorteilhaft kann das Spülrohr somit auch eine verbesserte Rückgasabführung während des Füllens ermöglichen. Der mindestens eine Durchlass ermöglicht nämlich, dass Rückgas aus dem Behälter durch das Spülrohr abgeführt werden kann, auch wenn der Füllgutspiegel bereits ein unteres Ende des Rohrkörpers des Spülrohrs erreicht hat. Eine gewünschte Füllhöhe kann somit ohne Weiteres oberhalb von dem unteren Ende des Spülrohrs positioniert sein. Das Rückgas kann dennoch durch den mindestens einen Durchlass in das Spülrohr eintreten und von diesem abgeführt werden. Der mindestens eine Durchlass kann somit ein Verblocken des Rückgaswegs zum Ende des Füllvorgangs hin verhindern. Das Spülrohr kann somit insgesamt sowohl eine Spülung des Behälters als auch eine Rückgasabführung aus dem Behälter verbessern.
-
In einer Ausführungsform weist der mindestens eine Durchlass mehrere (z. B. zwei, drei, vier, fünf usw.) Durchlässe auf, die um einen Umfang des Rohrkörpers herum angeordnet sind, vorzugsweise im Wesentlichen gleichmäßig.
-
In einer weiteren Ausführungsform sind der mindestens eine Durchlass und die Querschnittsverengung bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers miteinander mindestens teilweise überdeckend oder überlappend angeordnet. Vorteilhaft kann damit das durch die Querschnittsverengung beschleunigte Spülgas an dem mindestens einen Durchlass vorbeibeschleunigt werden.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist die Querschnittsverengung als ein (z. B. umlaufender) düsenförmiger oder trichterförmiger Wandbereich ausgebildet. Vorzugsweise kann der mindestens eine Durchlass bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers radial außen von dem düsenförmigen oder trichterförmigen Wandbereich angeordnet sein. Vorteilhaft kann damit auf konstruktiv einfache Weise erreicht werden, dass das durch die Querschnittsverengung beschleunigte Spülgas an dem mindestens einen Durchlass vorbeibeschleunigt wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform verdeckt der düsenförmige oder trichterförmige Wandbereich den mindestens einen Durchlass, vorzugsweise von innen und/oder in einer Blickrichtung ausgehend von einer Längsachse des Rohrkörpers radial auf den düsenförmigen oder trichterförmigen Wandbereich. Alternativ oder zusätzlich kann die Rohrwand, durch die sich der mindestens eine Durchlass hindurcherstreckt, bezüglich der Längsachse des Rohrkörpers radial außen von dem düsenförmigen oder trichterförmigen Wandbereich angeordnet sein. Vorteilhaft kann damit ebenfalls auf konstruktiv einfache Weise erreicht werden, dass das durch die Querschnittsverengung beschleunigte Spülgas an dem mindestens einen Durchlass vorbeibeschleunigt wird.
-
In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der mindestens eine Durchlass zwischen einer ersten Öffnung, die in der Außenumfangsfläche des Rohrkörpers angeordnet ist, und einer zweiten Öffnung, die zwischen der Rohrwand und dem düsenförmigen oder trichterförmigen Wandbereich angeordnet ist.
-
In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich der mindestens eine Durchlass im Wesentlichen L-förmig zwischen der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Öffnung im Wesentlichen in einer gedachten Ebene angeordnet sein, die geneigt, vorzugsweise senkrecht, zur Längsachse ist.
-
In einer Ausführungsvariante weist der Rohrkörper einen Befestigungsbereich zum Befestigen am Füllventil auf, wobei der Befestigungsbereich vorzugsweise als ein Gewinde, besonders bevorzugt Außengewinde, ausgebildet ist. Vorzugweise kann der Rohrkörper damit auf einfache Weise am Füllventil montiert und demontiert werden.
-
Alternativ zu dem Befestigungsabschnitt kann der Rohrkörper beispielsweise auch integral-einstückig mit einer weiteren Komponente des Füllventils ausgebildet sein, zum Beispiel mit einem Ventilkegelabschnitt und/oder mit einem Drallkörper des Füllventils.
-
In einer weiteren Ausführungsvariante weist eine Außenumfangsfläche des Rohrkörpers eine, vorzugsweise umlaufende, Abrisskante auf. Vorteilhaft kann die Abrisskante ermöglichen, dass beim Füllen des Behälters das am Außenumfang des Rohrkörpers entlangfließende Füllgut von dem Außenumfang abgelöst und hin zu der Behälterwand des Behälters geleitet wird. Vorzugweise kann damit verhindert werden, dass das von oben nachströmende Füllgut den mindestens einen Durchlass erreicht und gegebenenfalls belegt oder benetzt, was die Rückgasabführung zum Ende des Füllvorgangs beeinträchtigen könnte.
-
In einer weiteren Ausführungsvariante weist die Außenumfangsfläche eine im Wesentlichen trichterförmige Außenquerschnittserweiterung auf, die in der Abrisskante endet. Alternativ oder zusätzlich weist die Außenumfangsfläche einen Abschnitt mit einer einschaligen Hyperboloidform auf, die in der Abrisskante endet. Alternativ oder zusätzlich ist die Abrisskante in einem Mittelabschnitt des Rohrkörpers bezüglich einer Längsachse des Rohrkörpers angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist die Abrisskante oberhalb von dem mindestens einen Durchlass angeordnet, zum Beispiel in einem montierten Zustand des Spülrohrs bzw. in einer Einbausituation des Füllventils.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Füllventil für eine Füllvorrichtung, vorzugsweise ein Füllerkarussell, zum Füllen von Behältern mit einem, vorzugsweise flüssigen oder pastösen, Füllgut, aufweisend ein Spülrohr wie hierin offenbart. Vorteilhaft können mit dem Füllventil die gleichen Vorteile erzielt werden, die bereits unter Bezugnahme auf das Spülrohr beschrieben wurden.
-
In einer Ausführungsform kann das Füllventil ferner einen Ventilkegelabschnitt zum abdichtenden Schließen des Füllventils aufweisen, wobei das Spülrohr beispielsweise an dem Ventilkegelabschnitt befestigt, vorzugsweise verschraubt, ist (z. B. an einer Unterseite des Ventilkegelabschnitts).
-
Alternativ kann das Spülrohr beispielsweise integral-einstückig mit dem Ventilkegelabschnitt ausgebildet sein.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist das Füllventil ferner eine im Wesentlichen stabförmige Füllhöhensonde (z. B. Kurzschlusssonde) zum Erfassen einer Füllhöhe des Füllguts im Behälter auf, wobei die Füllhöhensonde vorzugsweise aus dem Rohrkörper herausragt und/oder das Spülrohr die Füllhöhensonde bevorzugt koaxial umgibt.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist das Füllventil ferner einen (zum Beispiel mit einer Vakuumquelle verbundenen) Vakuumkanal auf, der einen Einlass aufweist, der oberhalb von dem mindestens einen Durchlass angeordnet ist (z. B. oberhalb von einem zu spülenden Behälter). Vorteilhaft kann damit ein Spülvorgang besonders wirksam unterstützt werden. Das Spülrohr kann ein tiefes Eindringen des Spülgases in den Behälter ermöglichen, während der Vakuumkanal aus einem oberen Abschnitt des Behälters das nach oben verdrängte Gas absaugen kann.
-
In einer weiteren Ausführungsform weist das Füllventil ferner einen Drallkörper zum Beaufschlagen des Füllguts mit einem Drall zum Wandfüllen des Behälters auf, wobei das Spülrohr beispielsweise an dem Drallkörper befestigt, vorzugsweise verschraubt, ist.
-
Alternativ kann das Spülrohr beispielsweise integral-einstückig mit dem Drallkörper ausgebildet sein.
-
Bevorzugt kann das Füllventil in einer Füllvorrichtung, wie beispielsweise Füllerkarussell oder Linearfüller, umfasst sein. Die Füllvorrichtung kann wiederum bevorzugt in einer Behälterbehandlungsanlage umfasst sein, die zusätzlich zum Befüllen der Behälter beispielsweise zum Herstellen, Reinigen, Beschichten, Prüfen, Verschließen, Etikettieren, Bedrucken und/oder Verpacken der Behälter ausgeführt sein kann.
-
Beispielsweise können die Behälter als Flaschen, Dosen, Kanister, Kartons, Flakons usw. ausgeführt sein.
-
Vorzugsweise kann eine Betätigung des Füllventils von einer Steuereinheit gesteuert sein. Der Begriff „Steuereinheit“ kann sich vorzugsweise auf eine Elektronik (z. B. ausgeführt als eine Treiberschaltung oder mit Mikroprozessor(en) und Datenspeicher) und/oder eine mechanische, pneumatische und/oder hydraulische Steuerung beziehen, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben und/oder Verarbeitungsaufgaben übernehmen kann. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ bzw. „Steuern mit Rückkopplung“ und/oder „Verarbeiten“ umfasst bzw. gemeint sein.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Verwendung eines Spülrohrs wie hierin offenbart in einem Füllventil einer Füllvorrichtung, vorzugsweise Füllerkarussell, zum Befüllen von Behältern, wobei das Spülrohr zum Einleiten von Spülgas in einen Behälter und/oder zum Abführen von Rückgas aus dem Behälter während des Füllens des Behälters mit einem, vorzugsweise flüssigen oder pastösen, Füllgut verwendet wird. Vorteilhaft können bei der Verwendung des Spülrohrs die gleichen Vorteile erzielt werden, die bereits unter Bezugnahme auf das Spülrohr beschrieben wurden.
-
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Füllvorrichtung mit einem Füllventil, das ein Spülrohr wie hierin offenbart aufweist. Das Verfahren weist ein Füllen, vorzugsweise Wandfüllen, eines Behälters mit einem, vorzugsweise flüssigen oder pastösen, Füllgut (z. B. Bier) durch das geöffnete Füllventil hindurch auf. Das Verfahren weist ferner ein Spülen und/oder Vorspannen des Behälters mit einem Spülgas vor dem Füllen auf, wobei das Spülgas durch das Spülrohr hindurch in den Behälter eingeleitet wird und das Spülgas im Spülrohr durch die Querschnittsverengung der Innenumfangsfläche des Rohrkörpers in einer Richtung zu einem Behälterboden des Behälters beschleunigt wird, vorzugsweise derart, dass ein unterschichtiges Spülen des Behälters mit dem Spülgas erreicht wird. Vorteilhaft können mit dem Verfahren die gleichen Vorteile erzielt werden, die bereits unter Bezugnahme auf das Spülrohr beschrieben wurden.
-
Optional kann das Verfahren ferner ein Absaugen von Gas aus dem Behälter während des Spülens aufweisen, wobei das Gas bevorzugt mittels eines Vakuumkanals des Füllventils abgesaugt wird, wobei ein Einlass des Vakuumkanals besonders bevorzugt oberhalb von dem Behälter, oberhalb von dem mindestens einen Durchlass und/oder oberhalb von einem Endabschnitt des Rohrkörpers angeordnet ist. Vorteilhaft kann damit, wie bereits erläutert, das Spülen des Behälters besonders wirksam unterstützt werden.
-
In einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Abführen von Rückgas aus dem Behälter während des Füllens durch den mindestens einen Durchlass hinein in das Spülrohr, wenn ein Füllgutspiegel im Behälter das Spülrohr erreicht, auf.
-
In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner ein Innenbelüften des Spülrohrs durch den mindestens einen Durchlass hindurch bei einem Entfernen des Spülrohrs aus dem Behälter auf, vorzugsweise zum Verhindern oder Verringern eines das Füllgut im Spülrohr haltenden Kapillareffekts.
-
In einer weiteren Ausführungsvariante weist das Verfahren ferner ein Verringern oder Verhindern eines Benetzens des mindestens einen Durchlasses durch von oben nachströmendes Füllgut beim Füllen des Behälters mittels einer, vorzugsweise die Außenumfangsfläche umlaufenden, Abrisskante des Spülrohrs auf, wobei die Abrisskante bevorzugt das von oben nachströmende Füllgut hin zu einer Behälterwand des Behälters leitet. Vorteilhaft kann damit ebenfalls ein Wandfüllen des Behälters unterstützt werden.
-
Vorzugsweise kann der Behälter beim Füllen bis auf eine Soll-Füllhöhe gefüllt werden. Vorzugsweise ist die Soll-Füllhöhe oberhalb von einem unteren Ende bzw. einer endseitigen Stirnfläche des Rohrkörpers des Spülrohrs positioniert. Bevorzugt ist die Soll-Füllhöhe unterhalb von dem mindestens einen Durchlass positioniert.
-
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.
-
Figurenliste
-
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Füllventil bzw. Füllorgan mit einem Spülrohr gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
- 2 eine Darstellung des Details A aus 1.
-
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
-
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
-
Die 1 und 2 zeigen ein Spülrohr 10. Die 1 zeigt das Spülrohr 10 als Bauteil eines Füllorgans bzw. Füllventils 12 zum Befüllen eines Behälters 14 mit einem vorzugsweise flüssigen oder pastösen Füllgut. In 1 ist das Spülrohr 10 teilweise in einen vorzugsweise als Flasche ausgeführten Behälter 14 eingeführt. Vom Behälter 14 ist in 1 lediglich ein oberer Abschnitt dargestellt.
-
Mehrere der Füllventile 12 können in einer Füllvorrichtung umfasst sein. Die Füllvorrichtung kann mehrere Behälter 14 gleichzeitig mittels der Füllventile 12 mit einem Füllgut füllen. Die Füllvorrichtung ist vorzugsweise als ein Füllerkarussell oder ein Linearfüller ausgeführt. Bspw. können die Füllventile 12 um einen Umfang der als Füllerkarussell ausgeführten Füllvorrichtung angeordnet sein.
-
Das Spülrohr 10 kann dazu verwendet werden, Spülgas (zum Beispiel Inertgas, wie CO2) in den Behälter 14 zum Spülen des Behälters 14 einzuleiten, zum Beispiel vor dem Füllen des Behälters 14 mit dem Füllgut. Das Spülgas kann durch das Spülrohr 10 hindurch in den Behälter 14 eingeleitet werden. Das Spülrohr 10 kann auch dazu verwendet werden, Rückgas (zum Beispiel ein Luft-Inertgas-Gemisch) während des Füllens des Behälters aus dem Behälter 14 abzuführen. Das Rückgas kann durch das Spülrohr 10 hindurch aus dem Behälter 14 abgeführt werden. Insofern kann das Spülrohr 10 auch als ein Rückgasrohr oder ein Spül- und Rückgasrohr bezeichnet werden.
-
Das Spülrohr 10 weist einen Rohrkörper 16 auf.
-
Der Rohrkörper 16 kann sich im Wesentlichen gerade entlang einer Längsachse L des Spülrohrs 10 bzw. des Rohrkörpers 16 erstrecken. Der Rohrkörper 16 kann an seinen zwei entgegengesetzten Enden jeweils eine Öffnung aufweisen. Durch die Öffnungen kann Fluid in den Rohrkörper 16 einströmen und aus dem Rohrkörper 16 ausströmen. Der Rohrkörper 16 kann einen im Wesentlichen runden, vorzugweise kreisrunden, Querschnitt aufweisen. Der Rohrkörper 16 kann beispielsweise aus einer Metalllegierung hergestellt sein. Der Rohrkörper 16 kann beispielsweise eine Länge in einem Bereich zwischen 50 mm und 150 mm aufweisen.
-
Der Rohrkörper 16 kann in mehrere Abschnitte 18, 20, 22 unterteilt sein. Ein Endabschnitt 18 dient zum Einführen in den Behälter 14. Ein Mittelabschnitt 20 kann an dem Endabschnitt 18 angrenzen. Beim Füllen des Behälters 14 kann das Füllgut außen am Mittelabschnitt 20 entlangfließen. Ein weiterer Endabschnitt 22 kann an dem Mittelabschnitt 20 entgegengesetzt zu dem Endabschnitt 18 angrenzen. Der Mittelabschnitt 20 kann den Endabschnitt 18 und den weiteren Endabschnitt 22 miteinander verbinden. Bevorzugt sind der Endabschnitt 18 und der weitere Endabschnitt 22 an entgegengesetzten Enden des Rohrkörpers 16 angeordnet. Der weitere Endabschnitt 22 kann zum Verbinden mit weiteren Komponenten des Füllventils 12 dienen. Beispielsweise kann der Rohrkörper 16 mittels des weiteren Endabschnitts 22 an einer weiteren Komponente des Füllventils 12 befestigt sein oder in diese übergehen, zum Beispiel integral-einstückig.
-
Im montierten Zustand kann der Endabschnitt 18 einen unteren Abschnitt des Rohrkörpers 16 bilden, und der weitere Endabschnitt 22 kann einen oberen Abschnitt des Rohrkörpers 16 bilden.
-
Der Rohrkörper 16 weist eine Querschnittsverengung 28 auf. Optional kann der Rohrkörper 16 ferner mindestens einen Durchlass 24, einen Befestigungsbereich 26 und/oder eine Abrisskante 30 aufweisen.
-
Eine Innenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 kann die Querschnittsverengung 28 aufweisen. Die Querschnittsverengung 28 kann als eine Drosselstelle wirken. Durch den Rohrkörper 16 hin zu dem Behälter 14 strömendes Spülgas kann durch die Querschnittsverengung 28 beschleunigt werden. Das beschleunigte Spülgas kann somit tiefer in den Behälter 14 eindringen als ohne Beschleunigung.
-
Bevorzugt ist die Querschnittsverengung 28 umlaufend um die Innenumfangsfläche bzw. die Längsachse L. Die Querschnittsverengung 28 kann bevorzugt als ein Kegelstumpfmantel ausgeführt sein. Die Querschnittsverengung 28 kann derart ausgeführt sein, dass sich ein Querschnitt der Innenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 im Bereich der Querschnittsverengung 28 hin zu dem Endabschnitt 18 verjüngt. Beispielsweise kann die Querschnittsverengung 28 eine Düsenform oder Trichterform aufweisen.
-
Bevorzugt kann die Querschnittsverengung 28 in dem Mittelabschnitt 20 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Querschnittsverengung 28 im montierten Zustand des Rohrkörpers 16 auf Höhe von dem mindestens Durchlass 24 angeordnet sein. Im montierten Zustand kann die Querschnittsverengung 28 bspw. auf Höhe von der Abrisskante 30 oder bspw. direkt unterhalb von der Abrisskante 30 angeordnet sein. Im montierten Zustand kann die Querschnittsverengung 28 bspw. oberhalb von dem Endabschnitt 18, unterhalb von dem weiteren Endabschnitt 22 und/oder unterhalb von dem Befestigungsbereich 26 angeordnet sein.
-
Bevorzugt sind mehrere Durchlässe 24 umfasst, sodass nachfolgend zur Verbesserung der Lesbarkeit nur noch auf mehrere Durchlässe 24 Bezug genommen wird. Die Ausführungen gelten jedoch entsprechend für Ausführungsformen, die lediglich einen Durchlass 24 aufweisen.
-
Die Durchlässe 24 können ebenfalls im Mittelabschnitt 20 angeordnet sein. Die Durchlässe 24 können sich jeweils in einer Innenumfangsfläche bzw. Innenmantelfläche des Rohrkörpers 16 und in einer Außenumfangsfläche bzw. Außenmantelfläche des Rohrkörpers 16 öffnen. Die Durchlässe 24 können sich durch eine Rohrwand 17 des Rohrkörpers 16 hindurcherstrecken und können dadurch ein Innenvolumen des Rohrkörpers 16 mit einer Umgebung des Rohrkörpers 16 verbinden.
-
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rohrkörper 16 beispielhaft zwei oder vier Durchlässe 24 auf. Es ist jedoch auch möglich, dass der Rohrkörper 16 beispielsweise lediglich einen Durchlass 24 oder drei, fünf oder mehr Durchlässe 24 aufweist.
-
Die Durchlässe 24 sind bevorzugt um einen Umfang des Rohrkörpers 16 herum angeordnet, vorzugsweise im Mittelabschnitt 20. Die Anordnung ist vorzugsweise im Wesentlichen gleichmäßig. Die Durchlässe 24 können beispielsweise jeweils äquidistant zu den jeweils benachbarten Durchlässen 24 angeordnet sein.
-
Bevorzugt sind die Durchlässe 24 und die Querschnittsverengung 28 bezüglich einer Längsachse L des Rohrkörpers 16 miteinander mindestens teilweise überdeckend oder überlappend angeordnet.
-
Wie in 2 beispielhaft dargestellt ist, kann die Querschnittsverengung 28 als ein düsenförmiger oder trichterförmiger Wandbereich 29 ausgebildet sein. Der Wandbereich 29 kann die Durchlässe von innen verdecken. Die Blickrichtung kann hierbei vorzugsweise ausgehend von der Längsachse L des Rohrkörpers 16 radial auf den Wandbereich 29 sein, siehe Pfeil B in 2. Die Rohrwand 17, durch die sich die Durchlässe 24 hindurcherstrecken, kann bezüglich der Längsachse L des Rohrkörpers 16 radial außen von dem Wandbereich 29 angeordnet sein.
-
Spülgas, das durch den Rohrkörper 16 in Richtung zu dem Behälter 14 strömt, kann durch die Querschnittsverengung 28 an den Durchlässen 24 vorbeigeführt bzw. vorbeibeschleunigt werden. Andererseits kann während des Füllens Rückgas durch die Durchlässe 24 ins Innere des Rohkörpers 16 eindringen und weg von dem Behälter 14 geführt werden.
-
Die Durchlässe 24 können sich jeweils zwischen einer ersten Öffnung 24.1 und einer zweiten Öffnung 24.2 erstrecken.
-
Die erste Öffnung 24.1 kann in der Außenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 angeordnet sein. Die erste Öffnung 24.1 kann bspw. rechteckförmig, rund oder zylindermantelsegmentförmig sein. Die zweite Öffnung 24.2 kann zwischen der Rohrwand 17 und dem Wandbereich 29 angeordnet sein. Die zweite Öffnung 24.2 kann im Wesentlichen in einer gedachten Ebene angeordnet sein, die geneigt, vorzugsweise senkrecht, zur Längsachse L des Rohrkörpers 16 ist. Die zweite Öffnung 24.2 kann bspw. ringförmig oder ringsegmentförmig sein. Die Durchlässe 24 können sich bspw. L-förmig zwischen den beiden Öffnungen 24.1 und 24.2 erstrecken. Bezüglich eines montierten Zustands des Spülrohrs 10 kann die L-Form bspw. auf dem Kopf stehen, siehe 2.
-
Der Befestigungsbereich 26 kann in dem weiteren Endabschnitt 22 des Rohrkörpers 16 angeordnet sein. Der Befestigungsbereich 26 kann dazu ausgebildet sein, das Spülrohr 10 bzw. den Rohrkörper 16 an einer weiteren Komponente des Füllventils 12 zu befestigen. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass das Spülrohr 10 bzw. der Rohrkörper 16 integral-einstückig in eine weitere Komponente des Füllventils 12 übergeht.
-
Der Befestigungsbereich 26 kann bevorzugt als ein Gewinde ausgeführt sein. Bevorzugt ist das Gewinde als ein Außengewinde ausgeführt. Es ist jedoch auch möglich, dass das Gewinde beispielsweise als ein Innengewinde ausgeführt ist. Mittels des Gewindes kann das Spülrohr 10 bzw. der Rohrkörper 16 beispielsweise in die weitere Komponente des Füllventils 12 eingeschraubt werden.
-
Die weitere Komponente, an der das Spülrohr 10 bzw. der Rohrkörper 16 befestigt ist oder in die das Spülrohr 10 bzw. der Rohrkörper 16 integral-einstückig übergeht, kann beispielsweise als ein Drallkörper 36 und/oder ein Ventilkegelabschnitt 38 des Füllventils 12 ausgeführt sein.
-
Der Drallkörper 36 kann dazu ausgebildet sein, das in den Behälter 14 zu füllende Füllgut mit einem Drall zu beaufschlagen bzw. in Rotation zu versetzen, sodass eine Wandfüllung des Behälters 14 ermöglicht wird, bei der das Füllgut an einer Innenwandfläche des Behälters 14 entlang fließt. Beispielsweise kann der Rohrkörper 16 mittels des Befestigungsbereichs 26 von unten in den Drallkörper 36 eingeschraubt sein. Der Drallkörper 36 kann beispielsweise einen Zentralkanal aufweisen, der kollinear mit der Längsachse L des Rohrkörpers 16 ausgerichtet ist. Die Außenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 kann bevorzugt im Bereich eines oberen Endes des Mittelabschnitts 20 im Wesentlichen gleichmäßig in eine Außenumfangsfläche des Drallkörpers 36 übergehen. Bevorzugt kann somit das in Richtung zu dem Behälter 14 am Drallkörper 36 entlang fließende Füllgut ohne wesentliche Strömungsbeeinflussung weiter an der Außenumfangsfläche des Mittelabschnitts 20 des Rohrkörpers 16 entlang fließen.
-
Der Ventilkegelabschnitt 38 kann zum abdichtenden Schließen des Füllventils 12 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Ventilkegelabschnitt 38 an einem Ventilsitz 40 des Füllventils 12 anliegen, wenn das Füllventil 12 in einer Schließstellung ist. Der Ventilkegelabschnitt 38 kann beabstandet, vorzugsweise angehoben, von dem Ventilsitz 40 des Füllventils 12 sein, wenn das Füllventil 12 in einer Öffnungsstellung ist. Der Ventilsitz 40 kann beispielsweise ringförmig sein, zum Beispiel in Form eines Kegelstumpfmantels. Der Ventilsitz 40 kann beispielsweise als ein Bereich eines Gehäuses 42 des Füllventils 12 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Rohrkörper 16 mittels des Befestigungsbereichs 26 von unten in den Ventilkegelabschnitt 38 eingeschraubt sein.
-
Im in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Drallkörper 36 und der Ventilkegelabschnitt 38 integral-einstückig miteinander ausgebildet. Es ist auch möglich, dass das Spülrohr 10 bzw. der Rohrkörper 16 integral-einstückig mit dem Drallkörper 36 und/oder dem Ventilkegelabschnitt 38 ausgebildet ist.
-
Die Außenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 kann die Abrisskante 30 aufweisen. Die Abrisskante 30 kann dazu dienen, entlang der Außenumfangsfläche im Mittelabschnitt 20 in Richtung zu dem Behälterinneren des Behälters 14 fließendes Füllgut in Richtung zu einer Behälterwand des Behälters 14 zu leiten. Damit kann ein Wandfüllen des Behälters 14 durch das Füllventil 12 unterstützt werden. Zudem kann ein Benetzen der Durchlässe 24 des Rohrkörpers 16 mit Füllgut verhindert oder zumindest verringert werden.
-
Bevorzugt ist die Abrisskante 30 umlaufend um die Außenumfangsfläche bzw. die Längsachse L. Die Außenumfangsfläche kann eine im Wesentlichen trichterförmige Außenquerschnittserweiterung aufweisen, die sich in Richtung zu dem Endabschnitt 18 erweitert und die in der Abrisskante 30 endet. Besonders bevorzugt weist ein Abschnitt der Außenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 eine Hyperboloidform auf, die, bevorzugt an ihrem unteren Ende, in der Abrisskante 30 endet.
-
Bevorzugt kann die Abrisskante 30 in dem Mittelabschnitt 20 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Abrisskante 30 im montierten Zustand des Rohrkörpers 16 direkt oberhalb von den Durchlässen 24, oberhalb von dem Endabschnitt 18, auf Höhe der Querschnittsverengung 28, unterhalb von dem weiteren Endabschnitt 22 und/oder unterhalb von dem Befestigungsbereich 26 angeordnet sein.
-
Das Füllventil 12 kann bevorzugt eine Füllhöhensonde 44 und/oder einen Vakuumkanal 46 aufweisen.
-
Die Füllhöhensonde 44 ist bevorzugt im Wesentlichen stabförmig. Die Füllhöhensonde 44 ist dazu ausgebildet, eine Füllhöhe des Füllguts im Behälter 14 zu erfassen. Beispielsweise kann die Füllhöhensonde 44 als eine Kurzschlusssonde ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Füllhöhensonde 44 ein elektrisches Signal ausgeben, sobald das Füllgut in Kontakt mit der Füllhöhensonde 44 kommt.
-
Der Rohrkörper 16 kann die Füllhöhensonde 44 koaxial umgeben. Die Füllhöhensonde 44 kann sich durch den Rohrkörper 16 hindurch erstrecken. Zwischen einer Außenumfangsfläche der Füllhöhensonde 44 und der Innenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 kann ein Ringraum zum Durchströmen für das Spülgas und/oder das Rückgas angeordnet sein. Die Füllhöhensonde 44 kann aus dem Endabschnitt 18 in Richtung zu einem Behälterboden des Behälters 14 herausragen.
-
Die Abrisskante 30 kann im Übrigen ebenfalls ein Benetzen der Füllhöhensonde 44 verhindern.
-
Der Vakuumkanal 46 kann mit einer Vakuumquelle (nicht dargestellt) verbunden sein. Die Vakuumquelle kann beispielsweise eine Vakuumpumpe aufweisen. Der Vakuumkanal 46 kann in dem Gehäuse 42 des Füllventils 12 angeordnet sein. Beispielsweise kann sich der Vakuumkanal 46 durch eine Gehäusewand des Gehäuses 42 erstrecken.
-
Der Vakuumkanal 46 kann sich zu der Außenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 öffnen. Vorzugsweise kann der Vakuumkanal 46 einen Einlass 48 zum Einströmen in den Vakuumkanal 46 aufweisen. Bevorzugt ist der Einlass 48 oberhalb von dem Endabschnitt 18 und/oder den mehreren Durchlässen 24 angeordnet. Der Einlass 48 kann oberhalb des Behälters 14 angeordnet sein. Beispielsweise kann der Einlass 48 auf Höhe des Mittelabschnitts 20 des Rohrkörpers 16 angeordnet sein.
-
Optional kann die Außenumfangsfläche des Rohrkörpers 16 einen Werkzeugabstützbereich (nicht im Detail dargestellt) aufweisen. Der Werkzeugabstützbereich kann beispielsweise eine oder mehrere plane Flächen aufweisen. Bevorzugt sind mindestens zwei entgegengesetzt angeordnete Flächen umfasst. Ein Werkzeug zum Montieren (zum Beispiel Einschrauben) oder Demontieren (zum Beispiel Ausschrauben) kann für eine (De-) Montage des Spülrohrs 10 sicher an dem Werkzeugabstützbereich angesetzt werden.
-
Beispielsweise kann der Werkzeugabstützbereich im montierten Zustand des Rohrkörpers 16 im Endabschnitt 18, (zum Beispiel direkt) unterhalb von den Durchlässen 24, unterhalb von der Querschnittsverengung 28, unterhalb von dem Mittelabschnitt 20, unterhalb von dem weiteren Endabschnitt 22 und/oder unterhalb von dem Befestigungsbereich 26 angeordnet sein.
-
Nachfolgend ist noch ein Betrieb einer Füllvorrichtung mit dem Füllventil 12 beschrieben.
-
Der Behälter 14 kann für die Behandlung durch die Füllvorrichtung von unten an das Füllventil 12 angepresst werden, wie in 1 dargestellt ist, vorzugsweise im Wesentlichen gasdicht. Der Behälter 14 kann derart an das Füllventil 12 angepresst sein, dass eine Behälteröffnung des Behälters 14 direkt unterhalb von dem Füllventil 12 positioniert ist. Bevorzugt kann der Behälter 14 zum Anpressen an das Füllventil 12 von einer Hubvorrichtung nach oben bewegt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Füllventil 12 zum Anpressen an den Behälter 14 von einer Hubvorrichtung nach unten bewegt werden.
-
Die Füllvorrichtung kann derart betrieben werden, dass der Behälter 14 mit einem, vorzugsweise flüssigen oder pastösen, Füllgut aus dem geöffneten Füllventil 12 gefüllt wird. Das Füllen kann bevorzugt ein Wandfüllen sein, bei der das Füllgut im Wesentlichen entlang der Behälterinnenwand des Behälters 14 fließt. Zum Öffnen des Füllventils 12 kann der Ventilkegelabschnitt 38 von dem Ventilsitz 40 wegbewegt, zum Beispiel angehoben, werden. Das Wandfüllen kann durch den Drallkörper 36 des Füllventils 12 und durch die Abrisskante 30 des Rohrkörpers 16 des Spülrohrs 10 unterstützt sein.
-
Während des Füllens kann Rückgas aus dem Behälter 14 durch den Rohrkörper 16 des Spülrohrs 10 hindurch abgeführt werden, zum Beispiel in Richtung zu einem Füllgutreservoir der Füllvorrichtung. Das Rückgas kann durch eine Öffnung in einer unteren Stirnfläche 34 des Rohrkörpers 16 und durch die Durchlässe 24 aus dem Behälter 14 in den Rohrkörper 16 einströmen.
-
Der Behälter 14 kann beispielsweise so lange mit dem Füllgut gefüllt werden, bis das Füllgut ein unteres Ende der Füllhöhensonde 44 erreicht. Bei Erreichen des unteren Endes der Füllhöhensonde 44 kann die Füllhöhensonde 44 ein elektrisches Signal ausgeben, das von einer Steuereinheit der Füllvorrichtung empfangen werden kann. Die Steuereinheit kann bei Empfang des Signals ein Schließen des Füllventils 12 bewirken. Bis das Füllventil 12 vollständig geschlossen ist, vergeht noch etwas Zeit, in der der Behälter 14 weiter gefüllt wird. Der Füllgutspiegel im Behälter 14 kann somit über die Stirnfläche 34 hinaussteigen.
-
Auch wenn der Füllgutspiegel im Behälter 14 das Spülrohr 10 erreicht oder beispielsweise höher als die Stirnfläche 34 ansteigt, wird Rückgas aus dem Behälter 14 durch den Rohrkörper 16 hindurch aus dem Behälter 14 abgeführt. Das Rückgas strömt nunmehr nur noch durch die Durchlässe 24 in den Rohrkörper 16 ein und wird durch den Rohrkörper 16 abgeführt.
-
Bevorzugt können die Durchlässe 24 derart dimensioniert sein, dass eine gewünschte Füllhöhe bzw. Soll-Füllhöhe F des Behälters 14, die oberhalb von der Stirnfläche 34 positioniert ist, unterhalb von den Durchlässen 24 positioniert ist.
-
Es ist möglich, dass der Behälter 14 mit einem Spülgas gespült wird, bevor der Behälter 14 mit dem Füllgut gefüllt wird. Das Spülgas kann durch den Rohrkörper 16 des Spülrohrs 10 hindurch in den Behälter 14 eingeleitet werden. Das durch den Rohrkörper 16 strömende Spülgas kann von der Querschnittsverengung 28 in Richtung zu einem Behälterboden des Behälters 14 beschleunigt werden und dabei auch vorbei an den Durchlässen 24 strömen. Das beschleunigte Spülgas kann sehr tief in den Behälter 14 eindringen. Bevorzugt kann somit ein unterschichtiges Spülen des Behälters 14 mit dem Spülgas erreicht werden.
-
Es ist auch möglich, dass das Spülen des Behälters 14 durch ein Absaugen von Gas aus dem Behälter 14 durch den Vakuumkanal 46 am Einlass 48, der deutlich oberhalb von den Durchlässen 24 angeordnet sein kann, unterstützt wird. Es ist ebenfalls möglich, dass der Behälter 14 mit dem Spülgas vorgespannt wird, bevor der Behälter 14 mit dem Füllgut gefüllt wird.
-
Nachdem der Behälter 14 wie gewünscht auf die Soll-Füllhöhe F gefüllt wurde, können der Behälter 14 und das Füllventil 12 wieder voneinander entfernt werden. Beispielsweise kann der Behälter 14 von einer entsprechenden Hubvorrichtung nach unten und/oder das Füllventil 12 von einer entsprechenden Hubvorrichtung nach oben bewegt werden. Dabei kann das Spülrohr 10 aus dem Behälter 14 entfernt werden. Hierbei kann durch die Durchlässe 24 hindurch Luft ins Innere des Rohrkörpers 16 gelangen. Der Rohrkörper 16 kann sozusagen durch die Durchlässe 24 hindurch innenbelüftet werden, auch wenn der Füllgutspiegel zu Beginn des Entfernens des Spülrohrs 10 aus dem Behälter 14 noch höher ist als die Stirnfläche 34. Vorzugsweise kann das Innenbelüften dazu führen, dass ein Kapillareffekt, der beim Entfernen des Spülrohrs 10 aus dem Behälter 14 das Füllgut im Rohrkörper 16 des Spülrohrs 10 hält, verhindert oder zumindest verringert wird.
-
Es ist möglich, dass der Behälter 14 vor dem Spülen durch Absaugen von Luft bzw. Gas aus dem Behälter 14 mittels des Vakuumkanals 46 evakuiert wird. Es ist ebenfalls möglich, dass mehrfach nacheinander evakuiert und gespült wird.
-
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration des Rohrkörpers und/oder der Querschnittsverengung des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Spülrohr
- 12
- Füllventil
- 14
- Behälter
- 16
- Rohrkörper
- 17
- Rohrwand
- 18
- Endabschnitt
- 20
- Mittelabschnitt
- 22
- weiterer Endabschnitt
- 24
- Durchlass
- 24.1
- Öffnung
- 24.2
- Öffnung
- 26
- Befestigungsbereich
- 28
- Querschnittsverengung
- 29
- Wandbereich
- 30
- Abrisskante
- 34
- Stirnfläche
- 36
- Drallkörper
- 38
- Ventilkegelabschnitt
- 40
- Ventilsitz
- 42
- Gehäuse
- 44
- Füllhöhensonde
- 46
- Vakuumkanal
- 48
- Einlass
- A
- Detail
- B
- Blickrichtung
- L
- Längsachse
- F
- Soll-Füllhöhe
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2003909 A1 [0004]
- DE 1657191 A1 [0005]
