DE2234120B2 - Füllelement mit langem Füllrohr für Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen - Google Patents
Füllelement mit langem Füllrohr für Mehrkammer-GegendruckfüllmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement mit langem Füllrohr, Gefäßentlastung und getrennten
Flüssigkeits-, Spann- und Rückgasleistungen für umlaufende Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen mit je einer
separaten Flüssigkeits- und Spanngaskammer sowie einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden
Rückgaskammer, wobei die ventilgesteuerte Spanngasleitung des Elements über einen Durchbruch der
Füllrohrscheibe in das zu füllende Gefäß mündet und die Rückgasleitung in Gasrichtung aus einem sich längs des
Füllrohres zu einem Kugelselbstschlußventil erstrekkenden Kanal mit gefäßseitigem Anschnitt und einer zur
Rückgaskammer fortsetzenden Leitung mit zwischengeschaltetem Rückgasventil und nachgeordneter Rückgasdrossel
besteht
Bei den vorbezeichneten, durch die DE-OS 15 32 578
bekanntgewordenen Füllelementen sind unbehinderte Abfuhr des Spanngases während der Füllphase und
ordnungsgemäße Gefäßentlastung nach der Füllphase maßgebend für Fülleistung und gleichmäßigen Flüssigkeitsstand
in den gefüllten Gefäßen. Beeinträchtigend für die Abfuhr des Spanngases, mit dem in der
Spannphase das zu füllende Gefäß auf den Flüssigkeitsdruck vorgespannt und das in der Füllphase durch die in
das Gefäß einfließende Flüssigkeit über den Rückgaskanal, das Kugelselbstschlußventil, die aufgesteuerte
fortsetzende Leitung und die Rückgasdrossel in die Rückgaskammer verdrängt wird, ist vor allem der beim
Einfließen der Flüssigkeit entstehende Schaum. Mit fortschreitendem Flüssigkeitsanstieg im zu füllenden
Gefäß, wobei die Flüssigkeit im Rückgaskanal bis zum Kugelselbstschlußventil aufsteigt und den Ventilkörper
in die Schließlage bewegt und dadurch die Rückgasleitung absperrt und die Füllphase beendet dringt er
gleichzeitig mit der Flüssigkeit in das Kugelselbstschlußventil ein. Dabei kommt es vor, daß Schauinreste,
die nach Ablauf der Flüssigkeit in das gefüllte Gefäß im Kugelselbstschlußventil zurückbleiben, den infolge
ίο Schwerkraft in die Öffnungslage zurückgehenden
Schließkörper in der Schließlage festhalten mit der Folge, daß für das nachfolgend zu füllende Gefäß die
Rückgasleitung gesperrt bleibt und die Abfüllung nicht oder nur unzureichend erfolgt Behindert wird die
Spanngasabfuhr auch durch den in der Füllphase über das Kugelselbstschlußventil hinaus in die offene
Rückgasleitung mitgerissenen Schaum, der die Leitungsquerschnitte verengt und auf diese Weise die
Abfüllung beeinträchtigt
Auch bei der bei den bekannten Füllelementen nach der Füllphase und vor Abzug des gefüllten Gefäßes
erfolgenden Gefäßentlastung über die Rückgasdrossel in die Rückgaskammer zeigte sich, daß die Rückgasdrossel
einer einwandfreien Gefäßentlastung nicht gerecht wird. Für die geforderten hohen Fülleistungen
ist ihre Durchgangsweite grundsätzlich auf schnelle Spanngasabfuhr ausgelegt so daß eine langsame
Entlastung, die das Füllgut am Überschäumen und Austritt aus dem gefüllten Gefäß hindert, nicht
erreichbar ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei den vorausgesetzten Füllelementen die Spanngasabfuhr und
die Gefäßentlastung dahingehend zu verbessern, daß zur Erhöhung der Fülleistung vor jeder Füllphase eine
durchgehende, vom gefäßseitigen Anschnitt bis zur Rückgaskammer in jeder Beziehung freie Rückgasleitung
für die Spanngasabfuhr besteht und zur Schaffung gleichmäßiger Füllhöhen in den gefüllten Gefäßen bei
Vermeidung von unerwünschtem Überschäumen und Flüssigkeitsaustritt die Spanngasabfuhr und die Gefäßentlastung
stufenweise erfolgen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß von der zur
Rückgaskammer führenden Rückgasleitung eine das Rückgasventil und die Rückgasdrossel umgehende
ständig offene Nebenleitung abzweigt in der eine weitere Drossel vorgesehen ist, und daß die Rückgasleitung
im Bereich der Abzweigstelle über eine durch ein Ventil steuerbare Verbindungsleitung mit der vom
Spanngasventil kommenden Spanngasleitung verbunden ist.
Durch den Lösungsvorschlag wird bei Dreikammer-Füllelementen der vorausgesetzten Art erstmals eine
lediglich in der Füllphase bei Schließlage des Kugelselbstschlußventils
geschlossene, über die offene Nebenleitung und die zwischengeschaltete Drossel sonst
ständig offene Rückgasleitung geschaffen, innerhalb der auch. nach Gefäßanpressung eine zur Atmosphäre
gerichtete Strömung herrscht und über die bei zu Beginn der Spannphase betätigtem Spanngasventil
vorhandene Flüssigkeits- und Schaumreste in die Rückgaskammer verdrängt werden. Außerdem wird bei
betätigtem Spanngasventil und Betätigung des Ventils der Verbindungsleitung das Spanngas dem angepreßten
Gefäß gleichzeitig über die Spanngasleitung und den von der Abzweigstelle zum angepreßten Gefäß
verlaufenden Teil der Rückgasleitung zugeführt, wodurch die Öffnungslage des Kugelselbstschlußventils
sichergestellt wird. Da von dem über die Rückgasleitung
zugeführten Spanngas ein Teil über die ständig offene
Nebenleitung zur Rückgaskammer strömt, wird die Geschwindigkeit des Spanngases erheblich vermindert
und im KugelselbstschluBventil sowie im zum Gefäß führenden Rückgaskanal vorhandene Schaumreste
weitgehend drucklos in das angepreßte Gefäß verdrängt Gleichzeitig hält das über die ständig offene
Nebenleitung zur Rückgaskammer strömende Spanngas diese Verbindung von Schaum und Flüssigkeitsresten
frei Wahlweise kann diese Steuerung des Ventils der Verbindungsleitung und des Spanngasventils auch
zwischen Abzug eines gefüllten Gefäßes und Anpressung eines nachfolgenden Gefäßes erfolgen, so daß die
Schaumreste aus dem Kugelselbstschlußventil und dem Rückgaskanal ins Freie verdrängt werden und das
Kugelselbstschlußventil vor Gefäßanpressung in die Öffnungslage verstellt wird. Diese Betätigung des
Ventils der Verbindungsleitung zum Verdrängen der Schaumreste sowie zum Rückstellen des Kugelselbstschlußventils
in die Öffnungslage kann auch erfolgen am Ende der Spannphase bei noch geöffnetem Spanngasventil.
Des wekeren wird durch die mit zwischengeschalteter
Drossel ständig offene Nebenleitung in Verbindung mit der ventilgesteuerten Rückgasleitung eine stufenweise
Abfüllung dadurch erreicht, daß zu Beginn der Füllphase die Spanngasabfuhr über die offene Nebenleitung
mit geringer Geschwindigkeit erfolgt und die Flüssigkeit langsam und schonend in das Gefäß einläuft
Nach Erreichen einer vorbestimmten Höhe, etwa am Füllrohranschnitt, wird durch zusätzliches öffnen des
Rückgasventils die Spanngasabfuhr erhöht, so daß die
Füllgeschwindigkeit gesteigert und das Gefäß beschleunigt vollgefüllt wird.
Schließlich wird erstmals eine Gefäßentlastung erreicht, bei der sich bei aufgesteuerter Verbindungsleitung
der Gefäßdruck über die Spann- und Rückgasleitung in die mit der Atmosphäre verbundene Rückgaskammer
abbaut und zusätzliche Entlastungsleitungen entfallen sind. Von weitergehendem Vorteil ist daß die
Entlastung ebenfalls stufenweise erfolgen kann und in der ersten Stufe über die mit zwischengeschalteter
Drossel versehene Nebenleitung, in der zweiten Stufe über die Nebenleitung und die mit Rückgasventil und
Drossel versehene Rückgasleitung führt, sobald das Rückgasventil geöffnet ist. Die Entlastung ist dadurch
an die jeweilige Getränkeart anpaßbar und kann bei leicht karbonisierten Getränken über beide Stufen, bei
hoch karbonisierten über die erste Stufe erfolgen, wobei der Zeitraum für die Einschaltung der zweiten Stufe den
Abfüllgegebenheiten sowie der Getränkebeschaffenheit entsprechend frei wählbar ist.
Gemäß der DE-OS 14 82 619 sind bereits Füllelemente mit langem Füllrohr und voneinander getrennten
Flüssigkeits-, Spann- und Rückgasleitungen bekannt, die zwecks beschleunigter Vollfüllung der Gefäße durch
Einstellung des Rückgasdruckes auf den Spanngasdruck zu Beginn der Füllphase und anschließender Verringerung
des Rückgasdruckes mit der Rückgasleitung gleichzeitig an zwei Rückgaskammern angeschlossen
sind. Hiervon steht eine Rückgaskammer unter Gegendruck; die andere über eine Drosselstelle mit der
Atmosphäre in Verbindung. Hierzu ist die Rückgasleitung oberhalb des Kugelselbstschlußventils verzweigt
wobei in der zur Gegendruck-Rückgaskammer weitergeführten Rückgasleitung ein Rückschlagventil und in
der zur drucklosen Rückgaskammer angeschlossenen Rückgasleitung das steuerbare Rückgasventil zwischengeschaltet
ist Die bekannten Füllelemente sehen keine Gefäßentlastung vor. Außerdem wird die Füllhöhe der
zu füllenden Gefäße nicht durch einen in das Gefäß führenden Rückgaskanal mit gefäßseitigem Anschnitt
bestimmt
Durch die DE-PS 8 70 809 gelten ferner Füllelemente mit langem Füllrohr, Gefäßentlastung und voneinander
getrennten Flüssigkeits-, Spann- und Rückgasleitungen als bekannt, bei denen ein an einem zentralen
ίο Steuerorgan angebrachter und bei der Gefäßentlastung
wirksam werdender Kanal die Spanngasleitung unterhalb des Steuerorgans mit der Rückgasleitung oberhalb
des Steuerorgans verbindet mit dem Zweck, den Druckausgleich zwischen Gefäß und Atmosphäre nach
der Füllphase herzustellen. Die zentrale Steuerung erlaubt es nicht, den Kanal beim Spannvorgang zum
Freimachen der Rückgasleitung, insbesondere zum öffnen des Kugelselbstschlußventils, heranzuziehen.
Außerdem ist keine stufenweise Abfüllung und Entlastung vorgesehen.
Gemäß weitergehender Erfindung weist die Drossel der Nebenleitung gegenüber der Rückgasdrossel der
Rückgasleitung geringere Durchgangsweite auf. Die Abfüllung und Entlastung wird dadurch langsam
eingeleitet und beschleunigt durchgeführt, so daß kein Druckstoß entsteht der die Flüssigkeit in der Füllphase
beunruhigt und bei der Entlastung zum Überschäumen und Austritt aus dem Gefäß veranlaßt Nach einer von
der Erfindung für zweckmäßig erachteten Ausführungs-
jo form bilden das Ventil der Verbindungsleitung, das
Spanngasventil und das Rückgasventil eine Baueinheit.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Erfindung näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Dreikammer-Gegendruck-Füllelement in Schnittansicht,
F i g. 2 und 3 je eine Einzelheit des Füllelements.
Das Füllelement 10 ist unterhalb einer Ausflußöffnung ti am Boden einer zu einer nicht dargestellten umlaufenden Füllmaschine gehörenden ringförmigen Flüssigkeitskammer 12 befestigt. Mit der Kammer 12 zweckmäßigerweise zu einer das Maschinenoberteil bildenden Baueinheit verbunden ist ferner eine über eine öffnung J3 zur Atmosphäre offene separate Rückgaskammer 14 sowie eine ebenfalls getrennte Spanngaskammer 15. Innerhalb einer mit der öffnung 11 fluchtenden Gehäuseausnehmung 16 besitzt das Element 10 ein Flüssigkeitsventil mit einem durch einen Gehäuseansatz gebildeten Ventilsitz 17, auf dem ein
Das Füllelement 10 ist unterhalb einer Ausflußöffnung ti am Boden einer zu einer nicht dargestellten umlaufenden Füllmaschine gehörenden ringförmigen Flüssigkeitskammer 12 befestigt. Mit der Kammer 12 zweckmäßigerweise zu einer das Maschinenoberteil bildenden Baueinheit verbunden ist ferner eine über eine öffnung J3 zur Atmosphäre offene separate Rückgaskammer 14 sowie eine ebenfalls getrennte Spanngaskammer 15. Innerhalb einer mit der öffnung 11 fluchtenden Gehäuseausnehmung 16 besitzt das Element 10 ein Flüssigkeitsventil mit einem durch einen Gehäuseansatz gebildeten Ventilsitz 17, auf dem ein
so unter der Wirkung einer Feder 19 stehender Ventilkörper 18 aufliegt. In eine die Ausnehmung 16 unterhalb des
Ventils 17, 18 fortsetzende Bohrung 20 ist ein nach unten aus dem Element 10 ragendes Fallrohr 21 mit
einer Füllrohrscheibe 22 eingesetzt. Zum Zentrieren der
erweitert und die Füllrohrscheibe 22, welche das
ω) erstreckender Rückgaskanal 24 angebracht. Er besitzt
einen seitlichen Anschnitt 25 in Form eines Langlochs (F i g. 3) und führt vom unteren Füllrohrende zu einem
im Element 10 befindlichen Kugelselbstschlußventil 26, bei dem der Schließkörper zweckmäßigerweise aus
b5 einer Massivkugel 27 besteht, die sich in der
Öffnungslage auf einem Vorsprung 28 im Ventilgehäuse abstützt (Fig.2). Mit einer in Gasrichtung hinter dem
Kugelselbstschlußventil 26 angeschlossenen, den Rück-
gaskanal 24 fortsetzenden Leitung, die zur Rückgaskammer
14 führt und in die ein Rückgasventil 30 und eine dem Rückgasventil 30 nachgeordnete Rückgasdrossel
31 zwischengeschaltet sind, bilden Rückgaskanal 24 Kugelselbstschlußventil 26 die Rückgasleitung 29.
Zwischen dem Rückgasventil 30 und dem Kugelselbstschlußventil
26 ist von der Rückgasleitung 29 eine das Rückgasventil 30 und die Rückgasdrossel 31
umgehende ständig offene Nebenleitung 32 abgezweigt In die Nebenleitung 32 zwischengeschaltet ist eine in
weitere Drossel 33. Gegenüber der Rückgasdrossel 31 besitzt die Drossel 33 eine geringere Durchgangsweite.
Von der Spanngaskammer 15 führt eine mit zwischengeschaltetem Spanngasventil 35 versehene
Spanngasleitung 34 zum freien Elementenende und mündet im Ringspalt 23 der Füllrohrscheibe 22. Mit 36
bezeichnet ist eine mit zwischengeschaltetem Ventil 37 versehene steuerbare Verbindungsleitung. Sie ist mit
einem Ende im Bereich der Abzweigstelle der ständig offenen Nebenleitung 32 an die Rückgasleitung 29, mit
dem anderen Ende an die vom Spanngasventil 35 kommende Spanngasleitung 34 angeschlossen. Die
Ventile 30, 35 und 37 sind zweckmäßigerweise als Stößelventile ausgeführt und bilden zusammen eine
Baueinheit
Für den Füllvorgang wird ein Gefäß, beispielsweise die gezeigte Flasche, mit der Mündung an die
Füllrohrscheibe 22 angepreßt
Zum Vorspannen der Flasche werden sodann bei geschlossenem Rückgasventil 30 das Spanngasventil 35
und das Ventil 37 geöffnet, so daß Spanngas über die Spanngasleitung 34 in die Flasche einströmt Gleichzeitig
gelangt Spanngas über die Rückgasleitung 29 in die Flasche und entleert dabei das Kugelselbstschlußventil
26 und den Rückgaskanal 24 von Flüssigkeits- und Schaumrückständen. Befindet sich der Schließkörper 27
des Kugelselbstschlußventils 26 noch in der Schließlage, wird er gleichfalls nach unten in die Öffnungslage
bewegt Die Menge des beim Spannvorgang außerdem über die offene Nebenleitung 32 in die Rückgaskammer ad
14 abströmenden Spanngases ist infolge der kleinen Durchgangsweite der Drossel 33 äußerst gering; sie
reicht jedoch aus, um auch den oberen Teil der Rückgasleitung 29 ständig von Flüssigkeits- und
Schaumresten freizuhalten.
Flüssigkeitsdruck in der Flüssigkeitskammer 12, dann
werden Spanngasventil 35 und Ventil 37 geschlossen. Unter der Federwirkung 19 hebt sodann der Ventilkörper
18 vom Sitz 17 ab und gibt den Flüssigkeitseinlauf über das Füllrohr 21 in die Flasche frei. Das hierbei
verdrängte Spanngas tritt über den Anschnitt 25 in die Rückgasleitung 29 ein und strömt über das offene
Kugelselbstschlußventil 26 und die offene Nebenleitung 32 in die Rückgaskammer 14, wobei die Drossel 33 am
Anfang der Füllphase die Füllgeschwindigkeit bestimmt und infolge ihrer geringen Durchgangsweite einen
ruhigen, blasenfreien Einlauf der Flüssigkeit in die Flasche gewährleistet. Taucht das Füllrohrende anschließend
in die Flüssigkeit ein, dann wird das Rückgasventil 30 aufgesteuert und mittels der so
zugeschalteten Rückgasleitung 29 die Vollfüllung der Flasche aufgrund der erhöhten Spanngasabfuhr beschleunigt
durchgeführt, wobei beide Drosseln 31 und 33 nunmehr die Füllgeschwindigkeit bestimmen. Die
zweistufige Füllphase ist beendet, sobald die Flüssigkeit den Anschnitt 25 der Rückgasleitung 29 erreicht, in
dieser bis zum Kugelselbstschlußventil 26 ansteigt und mittels des vom Ansatz 28 abgehobenen Schließkörpers
27 die Rückgasleitung 29 absperrt Der Flüssigkeitsventilkörper 18 wird danach in die Schließstellung
zurückbewegt
Für die anschließend erforderliche Druckentlastung der gefüllten Flasche wird das Ventil 37 der Verbindungsleitung
36 geöffnet In einer ersten langsamen Stufe baut sich der Flascheninnendruck über die
Spanngasleitung 34, die Verbindungsleitung 36 und die offene Nebenleitung 32 einschließlich der Drossel 33 in
die Rückgaskammer 14 ab. Unter Aufrechterhaltung dieses Leitungsweges erfolgt anschließend die zweite
Entlastungsstufe zusätzlich über die mittels des aufgesteuerten Rückgasventils 30 zugeschaltete Rückgasleitung
29 und die Drossel 31 in die Kammer 14, wonach die gefüllte Flasche vom Füllelement 10 abgezogen und
aus der Maschine entfernt wird.
Vor dem Anpressen einer nachfolgenden zu füllenden Flasche kann durch zusätzliche Betätigung des Ventils
37 der Verbindungsleitung 36 und des Spanngasventils 35 im Kugelselbstschlußventil 26 und im Rückgaskanal
24 zurückgebliebener Schaum ins Freie entfernt werden, sofern unerwünscht ist, ihn wie beim beschriebenen
Füllvorgang in die angepreßte Flasche zu entleeren.
Claims (3)
1. Füllelement mit langem Füllrohr, Gsfäßentlastung und getrennten Flüssigkeits-, Spann- und
Rückgasleitungen für umlaufende Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen mit je einer separaten Flüssigkeitsund
Spanngaskammer sowie einer mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Rückgaskammer,
wobei die ventilgesteuerte Spanngasleitung des Elemente über einen Durchbruch der Füllrohrscheibe
in das zu füllende Gefäß mündet und die Rückgasleitung in Gasrichtung aus einem sich längs
des Füllrohres zu einem Kugelselbstschlußventil erstreckenden Kanal mit gefäßseitigem Anschnitt
und einer zur Rückgaskammer fortsetzenden Leitung mit zwischengeschaltetem Rückgasventil und
nachgeordneter Rückgasdrossel besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß von der zur Rückgaskammer (14) führenden Rückgasleitung (29) eine das
Rückgasventil (30) und die Rückgasdrossel (31) umgehende ständig offene Nebenleitung (32) abzweigt,
in der eine weitere Drossel (33) vorgesehen ist, und daß die Rückgasleitung (29) im Bereich der
Abzweigstelle über eine durch ein Ventil (37) steuerbare Verbindungsleitung (36) mit der vom
Spanngasventil (35) kommenden Spanngasleitung (34) verbunden ist
2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (33) der Nebenleitung (32)
gegenüber der Rückgasdrossel (31) der Rückgasleitung (29) geringere Durchgangsweite aufweist
3. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (37) der Verbindungsleitung
(36), das Spanngasventil (35) und das Rückgasventil (30) eine Baueinheit bilden.
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