DE2234120B2

DE2234120B2 - Füllelement mit langem Füllrohr für Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen

Info

Publication number: DE2234120B2
Application number: DE2234120A
Authority: DE
Inventors: Alfred Rentel; Gerhard Uth
Original assignee: Seitz-Werke GmbH
Current assignee: Seitz-Werke GmbH
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1978-11-23
Also published as: IT980349B; NL7304837A; US3886982A; JPS4943778A; BE802088A; DE2234120C3; FR2192063A1; DD104490A5; DE2234120A1; FR2192063B1; GB1409677A; JPS5210063B2

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

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

Gefäßmündungen ist das freie Elementenende konisch

erweitert und die Füllrohrscheibe 22, welche das

Füllrohr 21 mit einem Ringspalt 23 umgibt, zum Abdichten der Gefäßmündungen bestimmt. Am Füllrohr 21 ist ein sich längs der Füllrohrwandung

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.

Entspricht der Spanngasdruck in der Flasche dem

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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.