DE2234120C3 - Füllelement mit langem Fallrohr für Mehrkammer-Gegendruckfüllmaschinen - Google Patents
Füllelement mit langem Fallrohr für Mehrkammer-GegendruckfüllmaschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement mit *o
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 gefaßseitigem Anschnitt und einer zur Rückgaskammer fortsetzenden Leitung mit zwischengeschaltetem
Rückgasventil und nachgeordneter Ri ickgasdrossel 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 <>o
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 h5 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 Rückgasleitiing
absperrt und die Füllphase beendet, dringt er gleichzeitig mit der Flüssigkeit in das Kugelselbstschlußventil
ein. Dabei kommt es vor, daß Schaumreste,
die nach Ablauf der Flüssigkeit in das gefüllte Gefäß im Kugelselbstschlußventil zurückbleiben, den infolge
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 Oberschäumen 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 Ober die ständig offene
Nebenleitung zur Rückgaskammer strömt, wird die Geschwindigkeit des Spanngases erheblich vermindert
und im Kugelselbstschlußventil 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 Flüssigkeit:resten
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 weiteren 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 dies
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 Atmesphäre 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 RQckgasventil 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
Rückgasleitunp ein Rückschlagventil und in der zur drucklosen Rückgaskammer angeschlossenen
Rückgasleitung das steuerbare Rückgasventil zwischengeschaltet ist Die bekannten Füllclemente sehen keine
Gefäßentlastung vor. Außerdem wird die Füllhöhe der zu füllenden Gefäße nicht durch einen in das Gefäß
führenden Rückgaskanal mit gefäßseiligem Anschnitt bestimmt
Durch die DE-PS 8 70 809 gelten ferner Füllelemente mit langem Füllrohr, Gefäßentlastung und voneinander
getrennten Flüssigkeits-, Spann- und Rückgasleitungeu 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
is 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 EntIastung
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-
JU form bilden das Ventil der Verbindungsleitung, das
Spanngasventil und das Rückgasventil eine Baueinheit
Anhand eines in der Zeichnung schernatisch dargestellten
Ausführungsbeispiels ist die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Dreikammer-Gegendruck-Füllelement in Schnittansicht
F i g. 2 und 3 je eine Einzelheit des Füllelements.
Das Füllelement JO ist unterhalb einer Ausflußöffnung 11 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 13 zur Atmosphäre offene separate
Das Füllelement JO ist unterhalb einer Ausflußöffnung 11 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 13 zur Atmosphäre offene separate
■n Rückgaskammer 14 sowie eine ebenfalls getrennte
Spanngaskammer 115. Innerhalb einer mit der öffnung U fluchtenden Gehäuseausnehmung 16 besitzt das
Element 10 ein Flüssigkeitsventil mit einem durch einen Gehäuseansatz gebildeten Ventilsitz 17, auf dem ein
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 Füllrohr 21 mit
einer Füllrohrscheibe 22 eingesetzt Zum Zentrieren der
erweitert und die Füllrohrscheibe 22, welche das
to 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 zweckmäSigerweise aus
b5 einer Massivkugel 27 besteht, di«i 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 Rückgasvenlil 30 nachgeordnete Rückgasdrossel 31 zwischengeschaitet sind, bilden Rückgaskanal
24 KugelselbstschluDventil 26 die Rückgasleitung 29.
Zwischen dem Rückgasventil 30 und dem Kugelselbstschlußventil
26 ist von der Rückgasleitung 29 eine das RUckgasventil 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 i"
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 3; 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 -to
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, dam werden Spanngasventil 35 und Ventil 37 geschlossen
Unter der Federwirkung 19 hebt sodann der Ventilkör per 18 vom Sitz 17 ab und gibt den Flüssigkeitseinlau
über das Füllrohr 21 in die Flasche frei. Das hierbe verdrängte Spanngas tritt über den Anschnitt 25 in die
Rückgasleitung 29 ein und strömt über das offen« Kugelselbstschiußventil 26 und die offene Nebenleitung
32 in die Rückgaskammer 14, wobei die Drossel 33 arr Anfang der Füllphase die Füllgeschwindigkeit bestimm
und infolge ihrer geringen Durchgangsweite einer ruhigen, blasenfreien Einlauf der Flüssigkeit in die
Flasche gewährleistet Taucht das Füllrohrende an schließend in die Flüssigkeit ein, dann wird da!
Rückgasventil 30 aufgesteuert und mittels der se zugeschalteten Rückgasieitung 29 die Voilfüilung dei
Flasche aufgrund der erhöhten Spanngasabfuhr be schleunigt durchgeführt, wobei beide Drosseln 31 und 33
nunmehr die Füllgeschwindigkeit bestimmen. Di< zweistufige Füllphase ist beendet, sobald die Flüssigkei
den Anschnitt 25 der Rückgasleitung 29 erreicht, ii dieser bis zum Kugelselbstschiußventil 26 ansteigt unc
mittels des vom Ansatz 28 abgehobenen Schließkörper 27 die Rückgasleitung 29 absperrt Der Flüssigkeitsven
tilkörper 18 wird danach in die Schließstellunj zurückbewegt
Für die anschließend erforderliche Druckentlastunj
der gefüllten Flasche wird das Ventil 37 der Verbin dungsleitung 36 geöffnet In einer ersten langsam«
Stufe baut sich der Flascheninnendruck über di< Spanngasleitung 34, die Verbindungsleitung 36 und dii
offene Nebenleitung 32 einschließlich der Drossel 33 ii die Rückgaskammer 14 ab. Unter Aufrechterhaltunj
dieses Leitungsweges erfolgt anschließend die zweit« Entlastungsstufe zusätzlich über die mittels des aufge
steuerten Rückgasventils 30 zugeschaltete Rückgaslei tung 29 und die Drossel 31 in die Kammer 14, wonacr
die gefüllte Flasche vom Füllelement 10 abgezogen unc aus der Maschine entfernt wird.
Vor dem Anpressen einer nachfolgenden zu füllender Flasche kann durch zusätzliche Betätigung des Ventil·
37 der Verbindungsleitung 36 und des Spanngasventil· 35 im Kugelselbstschiußventil 26 und im Rückgaskana
24 zurückgebliebener Schaum ins Freie entfernt werden sofern unerwünscht ist, ihn wie beim beschriebener
Füllvorgang in die angepreßte Flasche zu entleerea
Claims (3)
1. Füllelement mit langem Füllrohr, Gefäßentlastung und getrennten Flüssigkeit-, Spann- und
Rückgasleitungen für umlaufende Gegendruck-Ge- s fäßfüllmaschinen mit je einer separaten Flüssigkeitsund
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 erstreckenden Kanal mit gefäßseitigem Anschnitt
und einer zur Rückgaskammer fortsetzenden Leitung mit zwischengeschaltetem Rückgasventil und
nachgeordneter Rückgasdrossel besteht, dadurch
gekennzeichnet, daß von der zur Ruckgaskaiiimer
(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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