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FUliventil fUr Gegendruck-Gefäßfüllmaschinen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Füliventil für Gegendruck-Füllmaschinen mit einem innerhalb eines Flüssigkeitskessels
axial bewegbaren Verschließkörper und einem mit diesem verbundenen Rückgasrohr,
auf wechem ein Abweisschirm zum Ableiten der Flüssigkeit angeordnet ist.
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Bei den bekannten Ausführungen dieser Ventile wird nach Ansetzen eines
Gefäßes mittels einer Steuereinrichtung das Gasventil geöffnet, so daß ein Druckausgleich
zwischendem Druckpolster oberhalb der Flüssigkeit im Flüssigkeitskessel und dem
Gefäß hergestellt wird. Während dieses Vorganges gelangt das Druckgas durch ein
mit dem Verschließkörper verbundenes Rückgasrohr. Sobald nun der Druckunterschied
zwischen dem Gaspolster im Flussigkeitskessel und dem in der Flasche geringer ist
als die Kraft der das Flhsigkeitsventil betätigenden Feder, wird dieses geöffnet
und die Flüssigkeit strömt nun mit einer vom geodätischen Gefälle-abhdngigen Geschwindigkeit
in das Gefäß ein.Sofern nun aus irgendwelchen Gründen zwischen Flüssigkeitskessel
und Gefäß ein geringzügiger Druckunterschied herrscht, erhöht sich die Einlaufgeschwindigkeit
entsprechend, was in vielen Fällen zu einer Beunruhigung der Flüssigkeit führt.
Um hier Abhilfe zu schaffen, hat man bereits vorgeschlagen, innerhalb des Flussigkeitsaustrittskanals
eine Verdickung des Rückgasrohres vorzusehen, wodurch eine Drosselung des Flüssigkeitsstromes
erzielt wird. Die Flüssigkeit wird entlang dieser Verdickung unterhalb des Austrittsendes
des Kanals gegen die Gefäßwandung abgeleitet und fließt an dieser in laminarer Strömung
entlang. Während
deses Vorganges entweicht das innerhalb des Gefäßes
befindliche Gas durch die Öffnung des Rückgasrohres in den Kessel zurück. (DP 1.058.386)
Die als Teil des Ruckgasrohres ausgebildete Verdickung befindet sich mit ihrem größten
Durchmesser innerhalb eines sich in Richtung des Flüssigkeitsstromes stetig verjüngenden
Flüssigkeitskanals. Bei geschlossenem Flussigkeitsventil befindet sich der größte
Durchmesser dieser Verdickung somit in unterer Position und wird, sobald das Flüssigkeitsventil
öffnet, entgegen der Flüssigkeitsströmung in den erweiterten Bereich des FlUssigkeitskanals
bewegt. Bei geschlossenem Flüssigkeitsventil ist der zwischen Verdickung und der
Mantelfläche des FlUssigkeits kanals verbleibende Ringquerschnitt erheblich gegenüber
dem aus den gleichen Elementen bei geöffnetem Ventil gebildeten Querschnitt reduziert.
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Dies führt nun dazu, daß die während des Füllvorganges bis hoch zum
Flüssigkeitsventil angestiegene Flüssigkeitsmenge nach Schließen des Ventils und
der darauf folgenden Entlastung nur teilweise und mit erheblichen Schwierigkeiten
aus dem Raum oberhalb der Verdickung abläuft.
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Dies wiederum führt nach Abziehen des Gefäßes zu einem unerwünschten
Nachlauf. Auch kommt es vor, daß ein Teil der FlUssigkeit nach Abziehen des Gefäßes
in diesem Bereich bis zur Einleitung des nächstfolgenden Füllvorganges ansteht und
diesen störend beeinflußt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einerseits die Vorteile
einer im FlUssigkeitskanal angeordneten Drossel auszunutzen und unter Vermeidung
der dadurch nach Abschluß des Füllvorganges hervorgerufenen Nachteile den einwandfreien
Ablauf der nach beendigtem Füllvorgang noch oberhalb der Verdickung anstehenden
Flüssigkeit bei einem angepreßten Gefäß sicherzustellen.
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Ausgehend von einem Füllventil der bekannten Art wird diese Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Rückgasrohr in Höhe des Austrittsendes
des Flüssigkeitskanals mit einer nach Art eines Doppelkegels-ausgebildeten Verdickung
versehen ist, dessen oberer Kegelmantel mit dem Austrittskanal korrespondiert, derart,
daß bei geöffnetem FUllventil die von dem Kegelmantel und dem Innenmantel des Austrittskanals-begrenzte
Kreisringfläche kleiner als die bei geschlossenem Ventil-von den gleichen Elementen
begrenzte Kreisringfläche ist.
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Bei geöffnetem Flussigkeitsventil befindet sich der größte Durchmesser
der Verdickung etwa in Höhe des Austrittsendes und-wirkt so als Drosselorgan. Sobald
das Flüssigkeitsventil geschlossen wird, erweitert sich der freie Austrittsquerschnitt,
-wodurch ein sofortiges-Auslaufen der oberhalb der Verdickung anstehenden. Flüssigkeit
erzielt wird. In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Austrittskanal
zum oberen Kegel der Verdickung entgegengesetzt verjüngt ist.
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Dabei hat es sich zur Vermeidung unterschiedlicher Einlaufgeschwindig
keiten-der Flüssigkeit als zweckmäßig erwiesen, daß die bei geöffnetem Füllventil
von dem Kegelmantel und dem Innenmantel des Austrittskanols begrenzte Kreisringfläche
etwa der von der äußeren Ableitkante des Abweissch1rmes und der Gefäßinnenwandung
gebildeten Kreisringfläche entspricht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Füllventils wiedergegeben. Es zeigt:
Fig. 1 ein geöffnetes FUllventil
im Schnitt und Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit dem FUllventil in geschlossener
Stellung.
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Das Füllventil besteht aus einem Ventilgehäuse 1 mit dem Ventilaufsatz
2 und der Zentriertulpe 3. Das Ventilgehäuse 1 enthält den Ventilsitz 4 mit dem
Flussigkeitskanal 5, der beispielsweise ein Drahtgeflecht 6 unterhalb oder oberhalb
eines Ventilkegels 7 aufweist. Der Ventilkegel 7 wird von einer Feder 8 im Öffnungssinn
beeinflußt. Der Ventilaufsatz 2 ist mit einer Brücke 9 versehen, die eine Buchse
10 trägt, durch welche die rohrförmige Verlängerung 11 des Ventilkegels 7 des Flüssigkeitsventils
geführt wird. In dieser Verlängerung 11 des Ventilkegels 7 ist die Stange 12 zum
Betätigen des Gasventils angeordnet. Diese Stange ragt oben über das Rohr 11 des
Flussigkeitsventils 7 hinaus und trägt zwei übereinander angeordnete Scheiben, an
denen eine Steuereinrichtung 14 des Füllventils angreift. Die Stange 12 des Gasventils
ist mit Nuten 15 versehen und trägt am unteren Ende eine sich auf eine Bohrung im
Inneren des Ventilkegels 7.auflegende Kugel 17. In den Ventilkegel 7 ist als Verlängerung
dieser Bohrung ein Gasrohr 16 eingeschraubt, welches in den Hals des Gefäßes 18
hineinragt und einen Schirm 19 zur Ableitung der Flüssigkeit aufweist. In die Zentriertulpe
3, welche von FUhrungsstangen oder anderen Vorrichtunwn in der Längsrichtung des
FUllventils verschiebbar gehalten wird, ist ein Dichtgummi 20 eingesetzt. Am Ventilaufsatz
ist seitlich ein Entlastungsventil 21 angebracht.
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Der Flüssigkeitsauslauf 5 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel
konisch verjüngt. In Höhe des Austrittsendes 22 weist das Gasrohr 16 eine nach Art
eines Doppelkegels ausgebildete Verdickung 23 auf. Der in
Auslußrichtung
obere Kegel 24 korrespondiert dabei mit dem unteren Ende des Flüssigkeitskanals
5. Nach dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Flüssigkeitsventil
geöffnet, wodurch sich ein relativ kleiner Austrittsquerschnitt für die Flüssigkeit
ergibt. Die von dem Kegelmantel und dem Innenmantel des Austrittskanals 5 bzw. des
Austrittsendes 22 begrenzte Kreisringfläche 25 ist in diesem Falle kleiner als die
im geschlossenen Zustand verbleibende Kreisringfläche.
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Die in geöffneter Stellung des Füllventils von dem Kegelmantel und
dem Innenmantel des Austrittskanals 5 begrenzte Kreisringfläche entspricht dabei
im wesentlichen der von der äußeren Ableitkante 26 des Abweisschirmes 19 und der
Gefäßinnenwandung 27 gebildeten Kreisringfläche, was eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit
zuläßt.
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Der Füllvorgang wird zunächst durch Betätigen der Steuereinrichtung
14 eingeleitet, wodurch sich das Gasventil 17 öffnet. Dabei greift ein Hebel 28
der Steuereinrichtung 14 unter die Scheibe 13, wodurch sich die Kugel 17 von ihrem
Sitz abhebt und den Gasdurchgang in das Gefäß freigibt.
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Nachdem ein Druckausgleich zwischen dem Füllerkessel und dem Gefäß
eingetreten ist, wird der Hebel 28 von der oberen Scheibe 13 gelöst und nimmt eine
Mittelstellung ein. In diesem Moment hebt die Feder 8 das Flüssigkeitsventil in
die Uffnungsstellung, worauf die Flüssigkeit in das Gefäß einläuft. Nach beendigter
Füllung legt sich der Hebel 28 der Steuereinrichtung 14 auf die untere Scheibe 13
und drückt das Gasventil mit dem Flussigkeitsventil zu. In diesem Moment wird der
Austrittsquerschnitt für die oberhalb des Doppelkegels verbleibende Flüssigkeit
schlagartig erweitert, so daß diese ungehindert restlos in das noch angepreßte Gefäß
fließen kann.
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Patentansprüche