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Bezeichnung: Abfüllkopf Gegenstand der Erfindung ist ein Abfüllkopf
für eine Abfrlvorrichtung zum gewichts- oder volumengenauen Befüllen von Gebinden
mit einer mit einem Schließventil zusammenwirkenden Ausflußöffnung und einem in
der Mediumszuleitung angeordnetem Überströmventil.
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In bekannten Abfüllvorrichtungen ist in der Mediumszuleitung vor dem
Abfüllkopf ein Überströmventil angeordnet. Das Uberströmventil dient dazu, vor dem
schließen des mit der Ausflußöffnung im Abfüllkopf zusammenwirkenden Schließventiles
einen Teilstrom aus der Mediumszuleitung abzuzweigen, um eine gewichts- oder volumengenaue
Befüllung der Gebinde zu erreichen. Das Uberströmventil wird dabei über einen besonderen
pneumatischen oder hydraulischen Schließzylinder betätigt. Diese Anordnung ist sehr
aufwendig und teuer, da für den Abfüllkopf und das Überströmventil besondere Gehäuse,
die in der Regel aus rostfreiem Stahl bestehen müssen, benötigt
werden,
außerdem ist für den Schließzylinder eine umfangreiche Steuerung erforderlich, um
eine große konstant bleibende Abfüllgenauigkeit zu erhalten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abfüllvorrichtungen
bei äquivalenter Abfüllgenauigkeit zu verbilligen und zu vereinfachen.
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Die L8sung der Aufgabe besteht darin, daß das Uberströmventil in dem
Abfüllkopf ausgebildet ist, mit dem Schließventil zusammenarbeitet und öffnet, wenn
das Schließventil die Ausflußöffnung verschließt und umgekehrt schließt, wenn das
Schließventil die Ausflußöffnung öffnet.
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Durch diese erfindungsgemäße Ausführung wix ein besonderes Ventilgehäuse
für das llberströmventil vermieden. Das bedeutet, daß die Abfüllvorrichtung billiger
Die Erfindung läßt sich derart weiter ausgestalten, daß das Schließventil und das
Überströmventil auf einer gemeinsamen Betätigungsstange angeordnet sind. Diese Maßnahme
erhöht die Betriebssicherheit und die Genauigkeit des dffnungszeitpunktes des Uberströmventiles,
weil es durch die gemeinsame Betätigungsstange unmittelbar mit dem Schließventil
zusammenarbeitet. Dadurch, daß beide Ventile, sowohl das Schließventil als auch
das Überströmventil, mittels demselben Betätigungsszylinder bzw. mittels dem entsprechenden
BetStigungsorgan bedient werden, vereinfacht sich auch der konstruktive Aufbau.
Vorzugsweise ist der Betätigungszylinder ein Zweikammerzylinder, der in zwei Stufen
öffnet und schließt, wobei in der ersten Stufe das Uberströmventil geschlossen und
das Schließventil voll geöffnet, in der zweiten Stufe das Schließventil sowie das
Uberströmventil teilweise geöffnet ist. Bei dieser Funktionsweise fließt in der
ersten Stufe über das Überströmventil ein Teil des abzufüllenden Mediums in den
Entnahmebehälter zurück. Der andere Teil fließt unter verminderter Ausflußgeschwindigkeit
durch die Ausflußöffnung in das Gebinde. Das Umschalten von Stufe II auf Stufe I
erfolgt
kurz vor dem gewünschten Füllstand, so daß, sobald dieser
erreicht wird, ein exaktes Schließen möglich ist. Die Ausgestaltung des Abfüllkopfes
sieht weiter vor, daß bei geöffnetem Überströmventil und annähernd geschlossenem
Schließventil der Zuflußquerschnitt zum Schließventil verringert ist. Auf diese
Weise wird verhindert, daß bei teilweise geöffnetem Schließventil zu viel Medium
noch durch die Ausflußöffnung ausfließt, insbesondere dann, wenn in der dem Uberströmventil
nachgeschalteten Rücklaufle itung große Strömungswiderstände zu überwinden sind.
Die Abfüllgenauigkeit wird durch diese Maßnahme erheblich erhöht. Zweckmäßig taucht
hierzu beim-öffnen der Ventilkegel des Uberströmventiles in einen am Abfüllkopf
ausgebildeten konischen Zulaufquerschnitt des Schließventiles ein.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben.
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Figur 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Abfüllvorrichtung mit
dem erfindungraem§ßen Abfüllkopf.
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Figur 2 zeigt einen Schnitt durch der4 Abfüllkopf.
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Bei der Abfüllvorrichtung gemäß Figur 1 wird das auf der Waage 1 stehende
Gebinde 2 befüllt. Das Mediums zur Befüllung wird aus dem Vorratsbehälter 3 entnommen
und mittels der Pumpe 4 zum Abfüllkopf 5 befördert. Auf dem Abfüllkopf 5 ist ein
Zweikammerzylinder 6 aufgesetzt. Von dem Abfüllkopf führt eine Rücklaufleitung 7
zurück zum Vorratsbehälter 3. Die Waage 1 mit dem Anzeigeinstrument 8 ist eine sogenannte
Waage mit Kontakteinrichtung, die den Zweikammerzylinder 6 steuert. Der Zweikammerzylinder
6 ist vorzugsweise ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, der über die Leitungen
9 gespeist wird.
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Der Abfüllkopf besitzt zum anschließen der Zulaufleitung 10 und der
Rücklaufleitung 7 die Anschlüsse 11,12. An dem Gehäuse
des Abfüllkopfes
ist ein Rüssel 13 ausgebildet, an dessen unterem Ende sich die Ausflußöffnung 14
befindet.
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Die Ausflußöffnung 14 ist mit dem Schließventil 15 verschließbar.
Das Schließventil ist an der Betätigungsstange 16 befestigt, die am oberen Ende
am aus dem Abfüllkopf herausgeführten Teil eine Kupplung 17 trägt, mittels der sie
an den in Figur 2 nicht dargestellten Zweikammerzylinder angeschlossen werden kann.
In dem Gehäuse des Abfüllkopfes befindet sich eine Trennwand 18, die in dem Gehäuse
zwei Kammern 19,20 herstellt. Die Kammern sind über die Bohrung 21 miteinander verbunden.
Die Bohrung 21 bildet gleichzeitig die Sitzfläche für das ebenfalls auf der Betätigungsstange
16 angebrachte Überströmventil 22. Das Überströmventil 22 sowie das Schließventil
15 sind mit dem Mediumstrom schließend angeordnet. Wird die Betätigungsstange 16
durch betätigen des Zweikammerzylinders 6 angehoben, so gelangen die Ventile in
die mit strichpunktierten Linien gezeichnete Stellung. Hierbei wird die Bohrung
21, die die beiden Kammern 19,20 verbindet, verschlossen, die Ausfluß-Öffnung 14
jedoch freigegeben. Somit kann das gesamte über die Zulaufleitung 10 gepumpte Medium
in das unter dem Ab-Abfüllkopf stehende Gebinde 2 fließen. Ist die geforderte Füllmenge
in dem Gebinde 2 annähernd erreicht, so wird über die Waage 1 der Zweikammerzylinder
6 betätigt und zw&r in der Weise, daß die Betätigungsstange 16 nach unten gedrückt
wird und zwar soweit, daß die Ventile in die mit strichpunktierten Linien gezeigte
Stellung zu liegen kommen. In dieser Stellung ist die Bohrung 21 freigegeben, der
Querschnitt der Ausflußöffnung wird jedoch durch das Schließventil zum Teil versperrt.
Da der Verschlußkörper des Überströmventiles 22 in dieser Phase in einem konischen
Bereich des sich zum Schließventil hin verjüngenden Zulaufquerschnitt 23 eintaucht,
wird ein Teil des angepumpten Mediums gezwungen, über die Rücklaufleitung 7 wieder
in den Vorratsbehälter 3 zurückzufließen. Nur noch ein geringer Teil des Mediums
fließt durch das Rüsselventil in das zu befüllende Gebinde. Ist in dem Gebinde der
gewünschte Füllstand
erreicht, so wird von der Waage 1 wiederum
ein Kontakt an den Zweikammerzylinder 6 abgegeben und die Betätigungsstange 16 des
Abfüllkopfes weiter abgesenkt bis das Schließventil die Ausflußöffnung vollkommen
absperrt. Der gesamte Mediumstrom wird dann über die Rücklaufleitung 7 wieder in
den Vorratsbehälter 3 zurückgeführt. Da das Schließen und das öffnen von dem Überströmventil
und dem Schließventil in direkter Abhängigkeit voneinander erfolgt, ist bei dieser
Abfüllvorrichtung eine große Betriebssicherheit vorhanden, außerdem ist eine sehr
große Abfüllgenauigkeit zu erwarten, da das öffnen und das Schließen kontinuierlich
erfolgt und keine Druckstöße auftreten.
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