DE2221529A1 - Ventil fuer eine fluessigkeitsabfuellmaschine - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE *·

DR.-ING, VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR -ING. KLOPSCH DIPL.-ING. SELTING

5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

2. Mai 1972 Sch-DB/ls

Uslne G.J. Baele, S.A.

41-43, Bd. Jules Graindor - 1070 Brüssel (Belgien)

Ventil für eine Flüsslgkeitsabfüllmaschine

Die Erfindung betrifft ein Ventil zum Abfüllen einer Flüssigkeit 'in Behälter. Das Abfüllventil weist einen Ventilkörper mit einem Füllrohr und einer in dieses mündenden Flüssigkeitseinlaßleitung auf. Während des Abfüllvorganges ragt das Füllrohr lh einen abzufüllenden Behälter hinein, um die Flüssigkeit in diesen einzulassen.

Bei bekannten Abfüllventilen dieser Art ist der Ventilkörper mit einem Verschlußteil für die Einlaßleitung, der abzufüllenden Flüssigkeit versehen, während das Füllrohr aus einem einfachen Rohr ohne Verschlußmittel gebildet ist.

Wenn bei Beendigung eines Abfüllvorganges der gefüllte Behälter und das Abfüllventil voneinander getrennt werden, entsteht in diesem Behälter ein Leerraum» der zur Erzielung des korrekten Füllniveaus erforderlich ist. Daher ist das von dem Füllrohr in dem abzufüllenden Behälter eingenommene Volumen gleich dem in diesem ver-

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bleibenden Leerraum. Bei der Abnahme des gefüllten Behälters und dem Ansetzen eines folgenden abzufüllenden Behälters bleibt die in dem Füllrohr enthaltene Flüssigkeit dort hängen. Damit dies geschieht, muß jedoch die untere Flüssigkeitsauslaßöffnung des Füllrohres einen verhältnismäßig geringen Querschnitt aufweisen, der bewirkt, daß die Oberflächenspannungen dieser Flüssigkeit sie über der öffnung festhalten.

Die bekannten Abfüllventile sind wegen des geringen Durchgangsquerschnittes für die abzufüllende -Flüssigkeit am unteren Teil des Füllrohres nachteilig, da sie nur eine beschränkte Durchflußleistung der abzufüllenden Flüssigkeit zulassen. Außerdem ist es mit den bekannten Abfüllventilen nicht möglich, Flüssigkeiten, die gelöstes Gas (Dissousgas) enthalten bzw. warm sind, abzufüllen, weil die einen wie die anderen jedesmal das Füllrohr zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abfülloperationen entleeren.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Abfüllventiles, das die Nachteile der bekannten Ventile überwindet.

Zu diesem Zweck veLst das Abfüllventil einen Hauptverschlußteil für die Flüssigkeitseinlaßleiturig sowie einen Hilfsverschlußteil für das Füllrolir auf. Der in den Venttlkörper eingesetzte Hauptverschlußteil bewirkt einen dichten Verschluß der Flüssigkeitseiniaßleitung. Der am unteren Ende des Füllrohres vorgesehene Hilfsveraehlußteil verhindert das Austreten von in dem Ftillrohr enthaltener Flüssigkeit, wenn das Fülirour· tut; drm abgefüllten BehüLtoi¹ herausgezogen ir.t.

weiteren Ausgestaltung da: Abt'ül !

3 O 9 Β 1 O / Ü 2 O 8

wird der Hilfsverschlußteil von einer Betätigungsstange getragen,.die innerhalb des Füllrohres verläuft und mit einem Betätigungsmittel verbunden ist. Vorzugsweise ist der. Betätigungsmechanismus der Betätigungsstange mechanisch mit dem Betätigungsorgan des Hauptverschlußteiles gekoppelt. In diesem Falle weist der Betätigungsmechanismus der Betätigungsstange vorzugsweise einen Kurventeil auf, der mit dem oberen Ende dieser Stange verbunden ist und von zusammengreifenden Zahnrädern bewegt wird, die von dem Verstellhebel des Betätigungsorganes des Hauptverschlußteiles in Bewegung versetzt werden.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert .

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Längsschnitte einer mit dem erfindungsgemäßen Abfüllventil ausgerüsteten Abfüllanlage. Dabei veranschaulichen

Fig. 1 die Stellung, in der die abzufüllende Flasche dem Gegendruck ausgesetzt wird,

Fig. 2 die Füllstellung und

Fig. J5 die Beendigung der Abfüllung dieser Flasche.

In den drei Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. . .

Die dargestellte Abfüllmaschine dient dazu, eine Flüssigkeit 1 in Behälter, z.B. Flaschen 2, abzufüllen. ·

Die Abfüllmaschine weist einen Vorratsbehälter 3 für die abzufüllende Flüssigkeit 1 und über dieser befind-

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liches Gas auf. An den Boden 4 des Vorratsbehälters 3 ist ein Abfüllventil 5 angesetzt. Dieses AbfUllventil 5 besteht aus einem Ventilkörper 6 mit zwei Zweigleitungen 7 einer Flüssigkeitseinlaßleitung, zwei Zweigleitungen 8 einer Leitung zur Einführung von Gegendruckgas in die Flasche 2 und zwei Zweigleitungen 9 einer Leitung zur Rückführung dieses Gegendruckgases aus der Flasche 2.

Der Ventilkörper 6 trägt einen drehbaren Hauptverschlußteil 10, der beispielsweise mittels einer Hebels 11 betätigbar ist. Der Hauptverschlußteil 10 ist in eine Seitenbohrung 12 des Ventilkörpers 6 eingesetzt und seinerseits mit einer Zweigleitung 13 der Flüssigkeitseinlaßleitung, einer Zweigleitung 14 der Gegendruckgaszuführleitung und einer Zweigleitung 15 der Rückführleitung dieses Gegendruckgases versehen. Durch einfache Drehung des Hauptverschlußteiles 10 können die beweglichen Zweigleitungen 13, 14, 15 dieser Leitungen wahlweise mit den feststehenden Zweigleitungen 7» 8, 9 eben dieser Leitungen verbunden werden.

Die Zu- und Rückführleitungen des Gegendruckgases werden oben durch senkrechte Rohre l6, 17 gebildet, die sich in dem Abfüllbehälter 3 bis über das Niveau der in diesem Behälter vorhandenen Flüssigkeit 1 erstrecken. Das andere Ende der Zu- und Rückführleitungen des Gegendruckgases ragt unten bis in die Unterseite l8 des Ventilkörpers 6 hinein.

Der Ventilkörper 6 trägt ein senkrecht nach unten gerichtetes Füllrohr 19. Die Flüssigkeitseinlaßleitung steht mit dem Füllrohr I9 so in Verbindung, daß die abzufüllende Flüssigkeit 1 durch den Ventilkörper 6 und das Füllrohr 19 in die Flasche 2 einströmt.

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Das Füllrohr 19 ist mit einer Zentriertulpe 20 für die Flasche 2 ausgestattet. Diese Zentriertulpe 20 ist senkrecht und koaxial zu dem Füllrohr 10 verschiebbar. Sie trägt obere 21 und untere 22 Dichtungen, die ihre zuverlässige Abdichtung zu dem Ventilkörper 6 bzw. der Flasche 2 gewährleisten. Bei dem gewählten Beispiel bildet der freie Raum zwischen der Zentriertulpe 20 und. dem Füllrohr 19 die unteren Verlängerungen der Zu- und Rückführleitungen des Gegendruckgases.

) An dem unteren Ende des Füllrohres 19 ist ein Hilfsverschlußteil 23 vorgesehen, dessen Aufgabe nachstehend erläutert wird. Der Hilfsverschlußteil 23 ist am unteren Ende einer Betätigungsstange 24 befestigt, die über die gesamte Länge des Füllrohres 19 axial durch dieses hindurchragt. Das obere Ende der Betätigungsstange 24 ist mechanisch mit einem Kurvenelement 25 verbunden, das ,

sich an einer Welle 26 sitzt, die/unter der Wirkung eines mit einem auf den Hauptverschlußteil 10 aufgekeilten und sich mit diesem drehenden Zahnkranz 28 kämmenden • Ritzels 27 um ihre waagerechte Achse dreht. Auf diese Weise ist der Mechanismus zur Betätigung des Hilfsverschlußteiles 23 mit demjenigen des Hauptverschlußteiles 10 mechanisch gekoppelt und wird von dem Stellhebel dieses Hauptverschlußteiles 10 betätigt.

Nach dem abgedichteten Zusammenfügen einer Flasche 2, der Zentriertulpe 20 und des Ventilkörpers- 6 bringt der Stellhebel 11 den Hauptverschlußteil 10 in die in Fig. gezeigte Stellung, in der nur die Zweigleitung 14 der Zuführleitung des Gegendruckgases mit den entsprechenden ) Zweigleitungen 8 dieser Zuführleitung verbunden ist. Auk diesem Grunde ist die Gegendruckgaszuführleitung über ihre ganze Länge geöffnet, während die Flüssigkeitseiriiaßleitung und die Gegendruckgasruckf Uhr leitung ge-

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schlossen sind. Andererseits wird der Hilfsverschlußteil 23 gegen das untere Ende des Füllrohres 19 angezogen, so daß die in dem Füllrohr befindliche Flüssigkeit zurückgehalten wird. In dieser ersten Stellung insbesondere des Hauptverschlußteiles 10 und des Hilfsverschlußteiles 23 wird in der Flasche 2 ein Gegendruck erzeugt, indem eine Gasmenge zugeführt wird, die aus dem Vorratsbehälter 3 stammt und einen Druckausgleich zwischen dem Behälter 3 und der Flasche 2 herstellt.

Anschließend bringt der Stellhebel 11 den Hauptverschlußteil 1.0' in die in Fig. 2 wiedergegebene Stellung, in der die Zweigleitung I3 der Flüssigkeitseinlaßleitung mit den entsprechenden Zweigleitungen 7 dieser Einlaßleitung verbunden ist, und die Zweigleitung 15 der Rückführleitung des Gegendruckgases mit den entsprechenden Zweigleitungen 9 dieser Rückführ leitung verbunden ist. Aui3erdem ist der Hilfsverschlußteil 23 von dem unteren Ende des Füllrohres 19 abgehoben, so daß die Flüssigkeitseinlaßleitung und die Gegendruckgasrückführleitung offen sind, während die Gaszuführleitung geschlossen ist. Daher gelangt in dieser zweiten Stellung des Hauptverschlußteiles 10 sowie des Hilfsverschlußteiles 23 eine aus dem Abfüllbehälter 3 austretende Flüssigkeitsmenge 1 aufgrund der Schwerkraft in die Flasche 2 und drängt das Gegendruckgas in den Abfüllbehälter 3 zurück. Die Flasche wird so nach und nach gefüllt.

Nach Beendigung der Abfüllung der Flasche 2 bringt der Stellhebel 11 den Hauptverschlußteil 10 in die Stellung der Fig. 3, in der jede. Zweigleitung I3, Ik, I5 der Flüssigkeitseinlaßleitung bzw. der Zu- und RUckführleL-turigen des Gegendruckgases nur mit den entsprechenden Zweigleitungen 7» 8 oder 9 verbunden ist. De rill 1 fsver-KchLußteil 23 wird gegen das untere Ende des Füll

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19 angezogen. Daher wird die Flüssigkeit seinlaßlei tung, ebenso geschlossen wie die Zu- und Rückführleitungen des Gegendruckgases. Jetzt kann die gefüllte Flasche 2 von dem Abfüllventil 5 abgenommen und durch eine andere abzufüllende Flasche ersetzt werden.

Während die gefüllte Flasche 2 abgezogen und eine leere Flasche 2 angesetzt wird, bleiben der HauptverSchlußteil 10 und der Hilfsverschlußteil 23 in den drei erwähnten Stellungen. Der Hilfsverschlußteil 23 wird also gegen das untere Ende des Füllrohres 19 angezogen gehalten^ was zur Folge hat, daß der Hauptverschlußteil 10 die Flüssigkeitseinlaßleitung in den Ventilkörper 6 schließt und dem hydrostatischen Druck der Flüssigkeit 1 sowie dem Gasdruck des über ihm bis in den Äbfüllbehälter 3 befindlichen Gases widersteht. Außerdem sperrt der Hilfsverschlußteil 23 das Füllrohr I9 unten ab und trägt so die Flüssigkeitsmenge über ihm und unter dem Hauptverschlußteil 10 in dem Ventilkörper 6 und 'überall in dem Füllrohr 19* wobei diese Flüssigkeitsmenge einen schwachen hydrostatischen Druck ausübt, der von dem Hi1fsversehlußteil 23 ohne Schwierigkeiten ausgeglichen wird,

Dadurch, daß der Hilfsversehlußteil 23 gegen das untere Ende des Füliröhres 19 angezogen wird, verhindert er den Verlust bzw. ein Austreten von zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abfülloperationen in diesem Füllrohr I9 enthaltener Flüssigkeit. Um dieser Aufgabe zu genügen, muß der Hilfsverschlußteil nicht unbedingt gegen seinen Sitz anliegen, sondern er kann zu diesem einen leichten Abstand haben, wenn die Oberflächenspannungen der Flüssigkeit zwischen diesem Hilfsverschlußteil und seinem Sitz ausreichen, um diese Flüssigkeit am Ort zu halten, was aufgrund des schwachen hydrostatischen Druckes der Flüssigkeit 'auf dem Niveau des Hilfsverschlußteiles möglich-ist,.

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Die Erfindung ist nicht auf das erläuterte AusfUhrungsbeispiel beschränkt.

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Claims (4)

-9- ' 2227529 Ansprüche

1. Ventil zur Abfüllen einer Flüssigkeit in Behälter, bestehend-aus einem ein in den abzufüllenden Behälter hineinragendes Füllrohr tragenden Ventilkörper mit einer in das Füllrohr mündenden Flüssigkeitseinlaßleitung, gekennzeichnet durch einen in den Ventilkörper (6) eingesetzten Hauptverschlußteil (10) zum abgedichteten Verschließen der Flüssigkeitseinlaßleitung (7, 13) und durch einen Hilfsverschlußteil (23) am unteren Ende des Füllrohres (19)> der verhindert, daß die in dem Füllrohr (19) enthaltene Flüssigkeit aus diesem austropfen kann, während der gefüllte Behälter (2) von der Vorrichtung abgezogen und durch einen neuen Behälter ersetzt wird.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn-, zeichnet, daß der Hilfsverschlußteil (23) von einer Betätigungsstange (24) getragen wird, die sich in dem Füllrohr (19) befindet und an Betätigungs- · mittel (25 bis 28) angeschlossen ist*

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel (25 bis 28) für die Betätigungsstange (24) des Hilfsversehlußteiles (23) mechanisch mit dem Betätigungsorgan des Hauptvernchlusses (10) gekoppelt ist.

4. Ventil nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (23 bis 28) der Betätigungsstange (24) des HUfsverschlußteiles (23) ein Kurvenelement (25) aufweist, dan mit dem oberen Ende dieser Betätigungsstange (24) verbunden ist und mittels zusammengreifender Zahnräder (27j 28) verstellt wird, die von einem Stellhebel (11) des Betätigungsorgan^ den IlauptverHChludtelleij (10) bewegt werden.

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