DE2062669A1

DE2062669A1 - Vorrichtung zum Absperren der Rückgasleitung von Gegendruck-Füllorganen an Mehrkammer-Gefäßfüllmaschinen

Info

Publication number: DE2062669A1
Application number: DE19702062669
Authority: DE
Inventors: Heinrich 6530 Bingen; Rentel Alfred; Monz Horst; 6550 Bad Kreuznach Zeimet
Original assignee: Seitz-Werke GmbH
Current assignee: Seitz-Werke GmbH
Priority date: 1970-12-19
Filing date: 1970-12-19
Publication date: 1972-06-22
Also published as: BE776923A; US3782427A; ES200774Y; IT944783B; FR2118636A5; NL7113988A; GB1341858A; ES200774U

Description

Seitz-Werke G.m.b.H., 6550 Bad Kreuznach 2062669

P 2222 / G 2223 (Patj Rf/Si - 18.12.1970)

Vorrichtung zum Absperren der Rückgasleitung von Ge^endruck-Füllorganen an Mehrkammer-Gefäßfüllmaschinen

Die Erfindung betrifft eine im Rückgasweg von Gegendruck-Füllorganen, wie sie für Mehrkammer-Gefäßfüllraaschinen verwendet werden, angeordnete Vorrichtung, welche beim Hochsteigen der Flüssigkeit in den Leitungen des Füllorgans die Rückgasleitung nach beendeter Füllung absperrt.

Es ist bekannt, unter anderem durch das deutsche Patent 1.164.263, die im Rückgasweg der Gegendruck-Füllorgane angeordneten Absperrvorrichtungen als Schwimmerventile auszubilden, wobei eine im Füllorgan vorgenommene Erweiterung der Rückgasleitung die Schwimmerkammer bildet. In ihr eingesetzt ist ein Auftriebskörper von geringem Gewicht, meist nach Art einer Hohlkugel oder eines überwiegend zylindrisch geformten Schwimmers, dem ein Ventilsitz im Bereich des von der Kammer zur Atmosphäre oder zu einer Maschinenkammer abführenden Leitungsstranges gegenübersteht.

Es hat sich gezeigt, daß die Auftriebskörper der bekannten Ventile bei hohen Abfülldrücken und großen Abfüllgeschwindigkeiten häufig bereits durch das aus dem angepreßten Gefäß verdrängte Rückgas, bei schäumenden Getränken insbesondere von dem vom abgeführten Rückgas mitgerissenen Schaum, an den Ventilsitz angehoben werden und die Sperrlage einnehmen, so daß der Füllvorgang beeinträchtigt oder vorzeitig beendet wird. Des weiteren hat sich

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gezeigt, daß bei der Gefäßentlastung das Rückgas stoßartig aus der Schwimmerkammer in das Abfüllgut expandiert und dadurch vor allem kohlensäurehaltige Flüssigkeiten unkontrollierbar auf«. und überschäumen und zu unerwünschten Flussigkeitsverlusten führen. Ferner bewirken der im Schwiimaerrauia eingedrungene Schaum und die verbleibende Restflüssigkeit, daß die leichten Schwimmerkörper in der Sperrlage haften und den Rückgasweg geschlossen halten, so daß zur exakten Gefäßfüllung die Rückgasleitung regelmäßig durchgeblasen werden muß»

Um diese wesentlichen Nachteile der bekannten Schwiranerventiie zu vermeiden, beschreitet die Erfindung einen neuen Weg, wobei sie das bei den bekannten Absperrvorrichtungen angewandte Prinzip verläßt und von der Erkenntnis ausgeht, daß ein in einen erweiterten Leitungsabschnitt eingesetzter, nicht sehwimmfähiger Körper von einem mit großer Geschwindigkeit in diesen Raum expandierenden Gasstrom nicht ohne weiteres aus der eingenommenen Lage bewegt und angehoben wird, dies jedoch bei bestimmten Voraussetzungen mittels eines unter Druck stehenden und in einem engen Leitungsweg fließenden Flüssigkeitsstromes erfolgen kann» Demgemäß schlägt die Erfindung eine Absperrvorrichtung vor, die gekennzeichnet ist durch eine am abführenden Leitungsstrang angeschlossene und mit der Ventilkammer in Verbindung stehende Strömungskammer mit einem im Kammerinnern mit Ringspalt zur Kammerwandung eingesetzten und auf den Ventilkörper einwirkenden Beschwerungskörper, der vermittels seines Gewichts den Ventilkörper in die Öffnungslage verstellt und in dieser fixiert und zur Einnahme der Schließlage des Ventilkörpers vom Druck der in der

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mer aufsteigenden Flüssigkeit anhebbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß das Rückgas aus dem zu füllenden Gefäß über die Ventilkammer und die Strömungskammer unbeeinflußt durch den Ventilkörper und den Bescliwerungskörper nach oben abströmt. Der dabei mitgeführte Schaum läßt das geöffnete Ventil unbeeinträchtigt. Erst die nach Ende des Füllvorganges von der Ventilkammer in die Strömungskammer aufsteigende Flüssigkeit bewirkt, daß der schwimmunfähige BeschwerungskÖrper angehoben wird, wobei der Ventilkörper am Ventilsitz zur Anlage gelangt und den Rückgasweg sperrt. Unempfindlich gegen Stöße im aufsteigenden Flüssigkeitsstrom arbeitet dadurch das Absperrorgan sicher und zuverlässig und fällt nach der Gefäßentiastung selbsttätig in die Offnungslage zurück.

Gemäß der Erfindung ist die Strömungskammer zweckmäßigerweise lotrecht oberhalb der Ventilkammer angeordnet und steht mit dieser über einen in einer Trennwand zwischen den beiden Kammern eingelassenen Durchbruch in Verbindung. Als Beschwerungskorper empfiehlt sich ein allseitig von ebenen und/oder gekrümmten Flächen begrenzter Massivkörper, der mit einem angebrachten, | den Durchbruch durchsetzenden und in die Ventilkammer ragenden Ansatz auf den Ventilkörper einwirkt. Nach einem Merkmal der Erfindung ist hierbei die Länge des Ansatzes des Beschwerungskörpers derart bemessen, daß der Ventilkörper in der Öffnungslage auf einer Begrenzung der Ventilkammer aufgestützt ist und der Beschwerungskorper unter Einhaltung dos Ringspaltes im wesentlichen frei in der Strömungskammer steht. Gemäß weitergehender Erfindung kann hierbei der am Beschvreruiigskör er angebrachte Ansatz starr oder flexibel ausge-

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bildet sein und am freien Ende den Ventilkörper tragen» Ebenso ist es nach der Erfindung möglich, den Ansatz des Beschwerungskörpers starr oder flexibel auszubilden und zur Betätigung durch das freie Ende einen freibeweglichen Ventilkörper in der Ventilkammer anzuordnen. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Beschwerungskörper im wesentlichen zylindrisch, der Ventilkörper kugelförmig ausgebildet. Beide sind jeweils massive Körper und bestehen aus spezifisch schwerem Material, zweckmäßigerweise aus rostfreiem Stahl, wobei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die den Durchbruch aufweisende Trennwand an der zum Beschwerungskörper gerichteten Seite mit einer kegelförmigen Vertiefung versehen und die gegenüberstehende Fläche des Beschwerungskörpers kegelförmig ausgebildet ist. Es gehört ferner zui' Erfindung, daß am Umfang des zylindrischen Beschwerungskörpers eine in Richtung seiner Längsachse verlaufende Nut angebracht ist. Außerdem ist es Gegenstand der Erfindung, daß der von der zusätzlichen Kammer abführende Leitungsstrang mit einem eingeschalteten einstellbaren Drosselglied an eine drucklose ringförmige Maschinenkammer angeschlossen ist.

An einem in der Zeichnung dargestellten mit Füllrohr ausgerüsteten Gegendruck-Füllorgan für Mehrkamraer-Füllmaschinen ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 das Füllorgan im Längsschnitt mit der Absperrvorrichtung,

Fig. 2 die Absperrvorrichtung in vergrößerter Ansicht. ■ ■·

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Das am Füllbehälter 10 der nicht näher dargestellten Mehrkammer-Füllmaschine befestigte Füllorgan ist in der Fig. 1 mit 11 und das zugeordnete Füllrohr mit 12 bezeichnet. Mit 13 ist ein Flüssigkeitsventil bezeichnet, das in der vom Behälter 10 zum Füllrohr 12 führenden Flüssigkeitsleitung 14 angeordnet ist. Das Füllrohr 12 besitzt eine mit gefäßseitigem Anschnitt 16 versehene Rückgasleitung 15t die sich innerhalb des Gehäuses 11 nach oben fortsetzt und in eine Ventilkammer 17 mündet. Zum Anschluß an die Kammer 17 dient zweckmäßigerweise eine ringförmige Nut 18, von der mehrere radiale Bohrungen 19 zur Kammer 17 führen (Fig. 2). Mit 20 ' ist ein in der Kammer 17 angeordneter, aus einer massiven Kugel bestehender Ventilkörper und mit 21 der zugeordnete und an einer von der oberen Kammerbegrenzung zu einer zusätzlichen Kammer 23 führenden Bohrung 22 angebrachte Ventilsitz bezeichnet.

In der lotrecht oberhalb der Ventilkammer 17 angeordneten Strömungskammer 23 ist mit seitlichem Ringspalt 38 ein im wesentlichen zylinderförmiger Beschwerungskörper 2k eingesetzt. An seinem Umfang besitzt der ebenfalls aus massivem Material, zweckmäßiger- g weise aus nichtrostendem Stahl, hergestellte Körper 24 in Richtung seiner Längsachse eine Nut 25 und an der kegelförmigen Unterseite einen die Bohrung 22 durchsetzenden und in die Kammer ragenden Ansatz 26. Am Ansatz 26 ist der ebenfalls aus Edelstahl bestehende Ventilkörper 20 befestigt. Mit 28 ist eine die Ventilkammer 17 nach unten verschließende Schraube bezeichnet. Die Schraubenfläche bildet eine Kammerbegrenzung, auf der sich der Ventilkörper 20 in der Öffnungslage des Ventils 20, 21 abstützt. Der Ansatz 26 ist derart bemessen, daß zwischen der kegelförmigen Unterseite des Körpers Zh und der zwischen beiden Kammern bestehenden und die Bohrung 22 aufweisenden Trennwand 27 eLn Boden-

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spalt 39 vorhanden ist, der zumindest der Breite des Ringspaltes 38 entspricht. Hierzu weist die Trennwand 27 an der dem Körper 2h zugewandten Seite eine der Kegelfläche des Körpers 2h angepaßte Vertiefung auf.

Die mit einer Dichtung 29 versehene Schraube 28 ist Bestandteil eines im Gehäuse 11 mit weiteren Dichtungen 3I einschraubbaren Einsatzes 30, der zweckmäßigerweise die Ventilkammer I7 aufweist P und die Trennwand 27 zwischen der Kammer I7 und 23 bildet sowie die größere Kammer 23 nach unten verschließt.

Von dem dem Einsatz 30 gegenüberstehenden Ende der Kammer 23 führt ein weiterer Strang 32 der Rückgasleitung 15 über ein einstellbares Drosselglied 33 in. eine am Füllbehälter 10 angebrachte und mit der Atmosphäre verbundene Ringkammer 3^· In ihr münden die Rückgasleitungen der übrigen Füllorgane der Maschine.

^ Mit 35 ist eine am abführenden Leitungsstrang 32 angeschlossene Leitung bezeichnet. Sie führt zu einem Entlastungsventil in Form eines Kolbenschiebers 36 und ist Bestandteil einer im FüjLlorgan unterhalb des Flüssigkeitsventils 13 angeordneten Entlastungsleitung 37.

Das Absperrorgan arbeitet wie folgt: Das beim Füllvorgang von der einlaufenden Flüssigkeit aus einem angepreßten Gefäß verdrängte Gas strömt zunächst über den Strang 15 der Rückgasleitung 15, 32 in die Ventilkammer 17. Das vom Beschwerungskörper Zh offen gehaltene Ventil 20, 21 ermöglicht den Gasdurchgang durch

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die Bohrung 22 in die Strömungskammer 23, aus der es ungehindert vom Körper 2k über den Bodenspalt 39 und den seitlichen Ringspalt 38 in den abführenden Leitungsstrang 32 und von dort in die Singkammer 3k gelangt. Die am Körper 24 angebrachte Nut 25 verhindert, daß vom Rückgasstrom mitgerissene Schaumteile innerhalb der Kammer 23 einen geschlossenen Schaumkranz bilden, der den Körper 2k trotz seines relativ hohen Gewichts anhebt.

Ist das Gefäß gefüllt, so steigt die Füllflüssigkeit im Leitungsstrang 15 aufwärts und gelangt über die Ventilkammer I7 und die Bohrung 22 in die Kammer 23· Die unterschiedlichen Querschnittsverhältnisse vor und hinter der Bohrung 22 bewirken, daß die aufsteigende Füllflüssigkeit durch diese Öffnung beschleunigt in die Kammer 23 einströmt und dabei schlagartig die untere kegelige Fläche des Tragkörpers 2k beaufschlagt. Hierdurch wird der spezifisch schwere Körper 2k innerhalb der Kammer 23 angehob.en, wobei der Ventilkörper 20 am Sitz 21 in die Verschließlage gelangt und die Bohrung 22 absperrt und in dieser Stellung bis zur Druckentlastung des Gefäßes gehalten wird. Inzwischen stellt sich über den mittels der Drossel 33 ständig offenen, zur drucklosen liingkammer jk führenden Leitungsstrang 32 atmosphärischer Druck in der Kammer 23 ein.

Nach der Gefäßentlastung durch Aufwärtshub des SchieberveniiIs 3ό entspannt sich das Leitungssystem unterhalb des Ventils 20, 21 ebenfalls auf atmosphärischen Druck, so daß sich die im Lei iiuigsstrang 15 stehende Flüssigkeit rückstoßfrei in das Gefäß enileert. Bei dem herrschenden Gleichdruck beiderseits der Bohrung ?.'l rr-

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folgt sodann die selbsttätige Öffnung des Ventils 20, 21, in dem der Ventilkörper 20 durcli das Gewicht des Körpers 2k vom Ventilsitz 21 entfernt und auf der unteren Kamnierbegrenzung fixiert wird. Dabei fließt auch die in die Kammer 23 eingestiegene Füllflüssigkeit in das Gefäß zurück.

Im Ausführungsbeispiel ist der am Bescliwerungskörper angebrachte Ansatz starr ausgebildet und an seinem freien Ende der massive Ventilkörper fest angebracht, so daß dieser bei Beaufschlagung des Beschwerungskörpers durch die aufsteigende Flüssigkeit zwangsweise in die Schließlage am Ventilsitz und nach eingetretener Entlastung in gleicher Weise in die Öffnungslage gelangt. Für diese zwangsweise Steuerung des Ventilkörpers kann es zweckmäßig sein, den Ansatz flexibel auszubilden, so daß der Ventilkörper weitgehend unbeeinflußt vom Beschwerungskörper die Schließ· lage einnimmt.

Von der Erfindung umfaßt sind ebenfalls Aus führung.« formen, bei denen der Ansatz dos Beschwerungskörpers starr oder flexibel ausgebildet ist und keine feste Verbindung mit dem Ventilkörper bestellt. In diesen Fällen nimmt der üblicherweise aus einer Hohl- oder Massivkugol oder aus einem zylindrischen Schwimmer bostehonde und in der Üffnungslage vom Ansatz fixierte Ventilkörper nach, der Freigabe durch den angehobenen Beschwerungskörper selbständig die fichließlage am Ventilsitz ein. Seine Rückstellung und Fixierung in der Öffnungslage erfolgt auch in diesem FaJJo Kwa,i]gw( i:io durch den Beschwerungskörper.

Pat ent ans prü ehe:

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Claims

Patentans prüche;

1.J Vorrichtung zum Absperren der Rückgasleitung von Gegendruck-Füllorganen an Mehrkammer-GefäßfUllmaschinen, bestehend aus einer innerhalb des Füllorgans angeordneten, durch Erweiterung der Gasleitung gebildeten Ventilkammer mit einem darin eingesetzten, unter der Einwirkung der aufsteigenden Flüssigkeit den von der Ventilkammer zur Atmosphäre oder zu einer Maschinenkammer abführenden Leitungsstrang sperrenden Ventilkörper, gekennzeichnet durch eine am abführenden Leitungsstrang (32) angeschlossene und mit der Ventilkammer (17) iⁿ Verbindung stehende Strömungskammer (23) mit einem im Kammerinnern mit Ringspalt (38, 39) zur Kammerwandung eingesetzten und auf den Ventilkörper (20) einwirkenden Beschwerungskörper (24), der vermittels seines Gewichts den Ventilkörper in die Öffnungslage verstellt und in dieser fixiert und zur Einnahme der Verschließlage des Ventilkörpers vom Druck der in der Strömungskammer aufsteigenden Flüssigkeit anhebbar ist.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskammer (23) lotrecht oberhalb der Ventilkammer (17) angeordnet ist und mit dieser über einen in einer Trennwand (27) zwischen den beiden Kammern eingelassenen Durchbruch (22) in Verbindung steht und daJ3 als Beschwerungskörper (24) ein allseitig von ebenen und/oder gekrümmten Flächen begrenzter Massivkörper dient, der mit einem angebrachten, den Durchbruch durchsetzenden und in die Ventilkammer ragenden Ansatz (26) auf den Ventilkörper (2O) einwirkt.

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3.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Ansatzes .(26) derart bemessen ist, daß der Ventilkörper (2O) in der üf friungslage auf einer Begrenzung der Ventilkammer (17) aufgestützt ist und der Beschwerungskörper (24) unter Einhaltung des Ringspalts (38, Ty) im wesentlichen frei in" der Strömungskanimer (23) steht.

4.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der am Beschworungskörper (24) angebrachte Ansatz (26) starr oder flexibel ausgebildet und an seinem freien Ende der Ventilkörper (20) befestigt ist.

5.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3> dadurch gekennzeichnet, daß der am Beschwerungskörper (24) angebrachte Ansatz (26) starr oder flexibel ausgebildet ist und seinem freien Ende ein in der Ventilkammer (17) frei beweglich angeordneter Ventilkörper (2o) gegenübersteht.

6.) Vorrichtung na.ch einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Beschwerungskörper (24) im wesentlichen zylindrisch, der Ventilkörper (20) kugelförmig ausgebildet ist und beide jeweils Massivkörper sind, die aus spezifisch schwerem Material, vorzugsweise rostfreiem Stahl, bestehen.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Durchbruch (22) aufweisende Trennwand (27) an der zum zylindrischen Beschwerungskörper (24) gerichteten Seite eine

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kegel Törmi ge Vertiefung aufweist und die gegenüberstehende Fläche des IJeschwertmgskörpers kegel fö'rmi g ausgebildet ist.

<·.) Vorri chtuiv; nach Anspruch O₁ dadurch {;ekeniizeiclmet, dni3 am Umfang den zyli ndrd schon Beschwerungskürpers eine in Rich-1 uiifi seiner Lnng.sachse verlaufende Nut (25) angebracht ist.

9.) Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskammer (23) durch j eine Gohäuseaussparung und einen darin einschraubbaren, di.e Vent j !kammer (17) aufweisenden Einsatz (3^fj) gebildet ist, der seinerseits einen Zugang zur Ventilkaimner aufweist, der mit dej' schraube (28) versohlieübai' ist, wobei das Schraubenende ei IKJ Begrenzung der Vonti lkaininer bildet.

10.) Vorri eJii ung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dor SI rUimingskai lner (23) abführende Lei iungsstrang (32) ini t i?:ii or zvi i-'c]ir-n,-;esohal t^i en cinstullbaron Drossel (33) an eine drueklo.se Mas chi neiikammer (3^) angeschl ofsrd ist. "

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