DE2308190C3

DE2308190C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen und Sterilisieren von Gegendruckfüllmaschinen

Info

Publication number: DE2308190C3
Application number: DE2308190A
Authority: DE
Inventors: Siegmar 4705 Pelkum Sindermann
Original assignee: Holstein und Kappert GmbH
Current assignee: Holstein und Kappert GmbH
Priority date: 1973-02-20
Filing date: 1973-02-20
Publication date: 1985-10-24
Also published as: ES422403A1; FR2327190B1; JPS604076B2; BE810124A; GB1458052A; BR7401225D0; DE2308190A1; US3964526A; NL178860B; AU6574074A; NL178860C; JPS49112782A; DE2308190B2; FR2327190A1; NL7400919A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine dazu geeignete Vorrichtung zum Reinigen und Sterilisieren von Gegendruckfüllmaschinen mit Füllelementen und diesen zugeordneten Anpreßeinrichtungen zur Abstützung von Gefäßen unter Verwendung von an den einzelnen Füllelementen dichtend gehaltenen Spülbe hältern, die eine Rückführung des Reinigungs- und Sterilisierungsmittels in den Vorratstank ermöglichen.

Die Abfüllung von Getränken setzt eine mikrobiologische Reinheit der flüssigkeitsführenden Tek-e einer Füllmaschine zwingend voraus. Aus diesem Grunde wird in regelmäßigen Abständen eine Reinigung und Sterilisation der flüssigkeitsführenden Teile einer rotierenden Flaschenfüllmaschine notwendig. Bei diesem Vorgang müssen auch alle außerhalb des Flüssigkeitskessels angeordneten Teile des Füllelemen tes mit der Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden.

Nach einem bekannten Verfahren zum Reinigen der Füllmaschine wird der Füllerkessel über die Flüssigkeitszuleitung mit einer Füllerbeschickungspumpe verbunden, mittels welcher der Kessel vollkommen mit der Reinigungsfiüsäigiteit gefüllt wird. Während der nachfolgenden langsamen Rotation der Maschine öffnen sich alle Füll- und Entlastungsventile, so daß die Flüssigkeit infolge des'Pumpenüberdrucks durch den Flüssigkeitsaustrittskanal und in weiteren Teilströmen durch das Entlastungsventil nach außen abfließt Die Reinigungsflüssigkeit wird in eiaem Ringkanal gesammelt und der Beschickungspumpe wieder zugeleitet Diese bekannte Maßnahme ist allerdings im Hinblick auf die angestrebte mikrobiologische Reinheit der Füllmaschine nicht zufriedenstellend, zumal durch den Druckabfall in Höhe des Flüssigkeitsaustrittsstutzens die relativ engen Entlastungskanäle sowie auch die nach außen geführten Teile des Luftrohres mit der Zentriereinrichtung nicht in genügendem Maße beaufschlagt werden können.

Man ist deshalb gemäß der DE-PS 9 70 580 dazu übergegangen, zwischen der in ihrer unteren Position befindlichen Gefäßzentriertulpe und dem Anpreßsitz des Füllelementes einen das Rücklk'trohr umschließenden Spülbehälter einzuklemmen. Der Spülbehälter stützt sich auf der Zentriertulpenhaiterung ab. Die Tulpe wird zu diesem Zweck aus der Halterung entnommen und außerhalb der Füllmaschine von Hand gereinigt

Ein solcher Spülbehälter besteht aus einem geschlossenen Gehäuse, auf welchem ein Abstützring geführt ist

<5 Der Abstützring ruht auf einem Zentrieransatz der Zentriertulpenhaiterung und drückt das Spülgehäuse unter Federkraft gegen den Anpreßsitz des Füllelementes. Bei dieser bekannten Ausgestaltung wird der innerhalb des Behälters wirksame Spüldruck von der

so Anpreßfeder aufgefangen. Im Hinblick auf eine leichte Handhabung des Spülbehälters ist nur ein relativ geringer Anpreßdruck zulässig. Demzufolge ist auch der entgegenwirkende Spüldruck begrenzt Hierdurch erwächst ein weiterer Nachteil, der darin besteht, daß infolge des geringen Spüldrucks die relativ eng bemessenen Kanäle für Vorevakuierung, Vorluft und Entlastung des Gefäßinnenraumes von der Spülflüssigkeit nicht ausreichend erreicht werden. Schließlich ist es unmöglich, die Innenflächen der Zentriertulpe, die bei Verwendung einer derartigen Vorrichtung ausgebaut ist, mit Reinigungsflüssigkeit zu umspülen. Diese bekannte Maßnahme läßt darüber hinaus eine automatische Reinigung, die nach relativ kurzer Vorbereitungszeit auch eine automatische Umschließung der Füllele- mente voraussetzt, nicht zu, da alle Spülbehälter von Hand eingesetzt werden müssen, was bei Hochleistungsmaschinen heutiger Bauart mit häufig bis zu 164 Füllstellen einen erheblichen Zeitaufwand darstellt

Die gleichen Nachteile treten bei Verwendung eines Spülbehälters nach der australischen PS 2 30 683 auf. Der daraus bekannte Spülbehälter muß ebenfalls von Hand an den mit Kiemmnuten ausgestatteten Füllventilen angebracht und nach Abschluß des Reinigungsvorganges wieder entfernt werden. Darüber hinaus handelt es sich hierbei um einen Spülbehälter für gegendrucklose Füllmaschii.en, bei denen die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme nicht anstehen.

Der Erfindung liegt unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu modifizieren, daß sämtliche Vorgänge einschließlich der Befestigung des Spülbehälters automatisch ablaufen und dabei ein höchstmöglicher Grad an Sicherkeit im Hinblick auf die mikrobiologische Reinheit der Füllmaschine gewährleistet ist, was eine gründliche Reinigung aller flüssigkeitsführenden Teile voraussetzt Dabei soll auf von Hand vorzunehmende Umrüstungen der Füllmaschine verzichtet werden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei im übrigen normaler Betriebsweise der Füllmaschine die Halterung der Spülbehälter an den Füllelementen durch den im Flüssigkeitskessel der Füllmaschine herrschenden Druck bewirkt und bei Umlauf der Füllmaschine durch Mitnahme der Spülbehälter über den Auslaufbereich hinaus aufrechterhalten wird.

Mit einem solchen Verfahren sind die eingangs gestellten Anforderungen in zufriedenstellender Weise erfüllt Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß während des zwangsläufigen Absenkvorganges der Hub- bzw. Anpreßeinrichtungen in Höhe des Auslaufsternes und der nachfolgenden Anhebung hinter dem Einlaufstern der Spülvorgang selbst nicht unterbrochen wird. Vielmehr ist es in diesem Moment möglich, die Spülung gezielt auf die unteren Bereiche des Füllelementes unterhalb des Flüssigkeitsventils und das Rückgasrohr auszurichten. Nach Durchfahren des Aus- und Einlaufbereiches einer Füllmaschine wird durch Anheben der Anpreßeinrichtungen und ein damit verbundenes öffnen des Flüssigkeitsventils der Hauptspülgang wieder eingeleitet

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Spülbehälter eine bei Axialbewegung eines Behälterteils betätigbare Befestigungseinrichtung aufweist.

Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Spülbehälter aus so gegen Federkraft teleskopartig ineinander verschiebbaren Gehäuseteilen besteht, von welchen ein Gehäuseteil als Schiebehülse ausgebildet ist und bei relativer Verschiebung auf eine radial zur Gehäuseachse wirkende Klemmeinrichtung einwirkt Dabei greift gemäß der Erfindung die Befestigungseinrichtung am Luft- und/oder Füllrohr an.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der Spülbehälter aus einem zylindrischen Innenteil, einer darauf gleitenden Schiebehülse und einem gegenüber dieser bewegbaren Außenteil besteht wobei im Innenteil radial bewegbare Klemmittel geführt sind, deren äußere Stellung durch eine Ausnehmung der Schiebehülse und deren innere Stellung durch eine sich konisch verjüngende Mantelfläche der Schiebehülse begrenzt ist. ω

Weitere Merkmale de,· Erfindung ergeben sich aus den verbleibenden Unteransprüchen.

Die Spülbehälter werden unmittelbar vor Beginn der vorgesehenen Reinigung einer Füllmaschine auf deren Zuförderer gestellt und von der Einteilschnecke auf erforderlichen Abstand gebracht, um so den Anpreßeinrichtungen zugeleitet zu werden. Sobald ein Spülbehälter von einem Standteller übernommen ist, hebt sich dieser in der gewohnten Weise gegen das Füllelement an und preßt ein Dichtelement des Spülbehälters unter gleichzeitiger Mitnahme des Zentrierelemenies gegen .das Füllelement Unmittelbar darauf wird durch Öffnen des Vorluftkanals der Gegendruck hergestellt, wodurch die Axialbewegung eines inneren Behälterteils eingeleitet und dadurch die Befestigungseinrichtung beispielsweise gegen das Luft- oder Füllrohr bewegt wird. Bei weiterer Beaufschlagung des Innenraumes tritt nach kurzer Zeit ein Druckausgleich zwischen dem Spülbehälter und dem Füllmaschinenkessel auf, wodurch, das Flüssigkeitsventil automatisch öffnet und die Spülflüssigkeit bei geöffnetem Vakuumventil umläuft Während dieses Vorganges werden alle fKutigkeitsführenden Teiie einwandfrei erreicht Bei weiterer Rotation der Füllmaschine wird schließlich die Stellung erreicht, in welcher die Huborgane zwangsläufig abwärts bewegt werden. In diesem Moment tritt auch eine äußere Entlastung des Spülbehälters ein, wodurch der mit der Klemmeinrichtung versehene Innenteil von dem darauf einwirkenden Innendruck und einer Druckfeder abwärts bewegt wird und das Flüssigkeitsventil schließt In diesem Moment wird die Spülung gezielt auf die unterhalb des Flüssigkeitsventils angeordneten Teile des Füllelementes durch das Rückgasrohr ausgerichtet

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Fließschemas mit dem Erfindungsgegenstand vereinfacht dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Ausschnitt des Fließschemas,

Fig.2 einen Spülbehälter in angepreßter Position und

F i g. 3 eine Variante des Spülbehälters.

Den Ablauf der Reinigung einer Füllmaschine zeigt das in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte Fließschema. Die Reinigungsflüssigkeit wird von einer nicht dargestellten Pumpe durch eine Leitung 1 und Verteilerleitungen 2 in den Ringkessel 3 einer rotierenden Füllmaschine 4 gedrückt und gelangt von dort aus durch die Füllelemente 5 in einen darunter befindlichen Spülbehälter 6. Von einem oberhalb des Spülbehälters 6 angeordneten Flüssigkeitsaustrittsstutzen 7 (F i g. 2), der unterhalb eines Flüssigkeitsventils 8 angeordnet ist führen ein Entlastungskanal 9 ins Freie und ein Evakuierungskanal 10 zu einem Vakuumraum 11. Die Reinigungsflüssigkeit gelangt bei geöffneten Reinigungs- und Entlastungsventilen durch den Kanal 9 ins Freie UTid durch den Evakuierungskanal 10 in den Vakuumraum 11 und fließt von hier aus über ein Ablauf rohr 12 (F i£. 1) in Richtung Vakuumpumpe, wo sie kurz vorher durch ein Umschaltventil in den Reinigungsbehälter zurückgeleitet wird. Das Entlastungsventil 13 wird nur solange in Öffnungsstellung gehalten, bis eine ausreichende Reinigung des Kanals 9 und der Ventilelemente erreicht ist.

Der zur Durchführung des erfindungsgfjmäßen Verfahrens vorgesehene Spülbehälter besteht gemäß dem in Fig.2 dargestellten Beispiel aus einem zylindrischen Innenteil 14, welches eine Bohrung 15 aufweist, die am oberen Ende 16 zur besseren Einführung eines Luft- oder Gasrohres 17 konisch erweitert ist In mehreren radialen Durchbrüchen 18 des Innenteils 14 sind Klemmittel 19, die als Kugeln ausgebildet sein können, vorgesehen. Auf dem Innenteil

14 ist in axialer Richtung eine Schiebehülse 20 entgegen einer Feder 21 bewegbar. Diese Feder stützt sich gegen eine Scheibe 22, die je nach Länge und Ausgestaltung des gewählten Gas- bzw. FQlirohres 17 auf dem Innenteil 14 verstellbar angeordnet ist, ab. Auf der Schiebehülse 20 gleitet ein Außenteil 23 entgegen der Wirkung einer Feder 24, die ebenfalls auf der Scheibe 22 ruht Am oberen Rand 25 des Außenteils 23 ist eine Dichtung 26 vorgesehen, deren wirksamer Dichtbereich der unteren Stirnseite einer konisch erweiterten Zentrierglocke 27 entspricht Die eben beschriebenen Teile des Spulbehälters sind durch den verlängerten Schaft 28 des Innenteils 14 mit einem Zentrierkörper 29 verbunden. Dieser entspricht in seinem Durchmesser dem unteren Bereich einer normalen Flasche und kann beliebig gegen Körper anderen Durchmessers ausgetauscht werden.

Das in F i g. 3 dar gestellte AtisfuhrUiigäbciSpici Zeigt

einen Spülbeh&lter, der im wesentlichen dem anhand der Fig.2 beschriebenen Behälter entspricht Gegenüber dieser Ausgestaltung ist lediglich die Schiebehülse 20' geteilt Zusätzlich ist ein Ring 30 vorgesehen, dessen nach innen ragende Stege 31 einen Anpreßring 32 in seiner axialen Bewegung begrenzen. Der Anpreßring 32 ist mit einem Radialspiel innerhalb des Ringes 30 geführt um auf diese Weise verkantete bzw. schrägstehende Füll- oder Gasrohre 17 unabhängig von der zentrischen Anordnung des Spülbehälters aufnehmen zu können. In beiden Beispielen befindet sich die Schiebehalse 20,2C bzw. der Anpreßring 32 in unterer Position, d. h, in Anpreßstellung. Auf diese Weise wird die äußere Lage der Kugeln 19 durch den Innenmantel 33 begrenzt und so eine Arretierung des Spülbehälters bewirkt Sobald die Schiebehülse 20, 2C bzw. der Anpreßring 32 die obere Position erreichen, deckt sich si«* Ausnehmung 34 mit dem radialen Bewegungsbereich der Kübeln 19, die dadurch nach außen ausrollen und so einen freien Durchtrittsraum zum Einführen bzw. Entfernen des Füll- bzw. Gasrohres 17 sicherstellen.

Die Spülbehälter werden kurz vor Beginn des Spöiprozesses auf den Zuförderer einer Füllmaschine 4 gestellt von diesem entlang einer nicht dargestellten Einteilschnecke auf erforderlichen Abstand und entlang einer Einführungskurvenbahn auf die Standteller 35 von Anpreßeinrichtungen 36 gebracht Nach Durchfahren des Einlaufbereiches heben die Anpreßeinrichtungen 36 automatisch von ihrer unteren Position ab und bewegen den darauf ruhenden Spülbehälter gegen die Zentrierglocke 27, die bei weiterer Bewegung der Anpreßeinrichtung mit ihlsm Dichtungsring 37 gegen einen Anpreßsitz 38 des Füllelementes bewegt wird. Die Anpreßelemente 36 bleiben in dieser Stellung, bis sie den Auslauf bereich der Füllmaschine 4 erreicht haben.

Sobald der dichte Verschluß erzielt ist, wird der Spülbehälter durch öffnen des Vorluftventils 39 unter Druck gesetzt Bereits ein geringfügiger Druck reicht aus, um die Schiebehülse 20,2C bzw. den Anpreßring 32 mit der Schiebehülse 20' in seine untere Position zu bewegen, wodurch auch die am Mantel 33 «inliegenden Kugeln 19 lose gegen das Füll- bzw. Gasrohr 17 bewegt werden. Auf diese Weise ist der Spülbehälter an dem Füllelement 5 gehalten. Das Flüssigkeitsventil ist hierdurch in- seiner axialen Bewegungsfreiheit nicht eingeschränkt Sobald der Druckausgleich zwischen dem Inneren des Spülbehälters und dem Füllmaschinenkessel hergestellt ist öffnet automatisch das Flüssig- keitsventiie.

Der Füilmaschinenkessel ist nahezu randvoll gefüllt so daß nun Reinigungsflüssigkeit durch den Austrittsstutzen 7 und das Luft- oder Rückgasrohr 17 in den Spülbehälter gelangen kann. In der Zwischenzeit ist auch das Vakuumventil geöffnet Auf diese Weise gelangt die Flüssigkeit durch den Evakuierungskanal tO, den Vakuumraum 11 und das Ablauf rohr 12 in den

Rcir.igungsbehSiter zurück. Sobald die Anpreßeinrichtung 36 den Auslaufbereich

der Füllmaschine erreicht senkt sich diese ab und der Spülbehälter bleibt ohne weitere Unterstützung mit dem Füllelement in dichter Verbindung. In diesem Moment wirkt die Druckfeder 24 und drückt das Innenteil 14 mit der Schiebehülse 20, 20' und dem Anpreßring 32 in die untere Position, wodurch das frei schwebende Flüssigkeitsventil 8 geschlossen wird. In diesem Moment beginnt eine gezielte Reinigung des Füll- bzw. Rückgasrohres 17 mit den darüber befindlichen Kanälen und den Teilen unterhalb des Flüssigkeits- ventils 8, weil die Reinigungsflüssigkeit infolge Schließens des Flüssigkeitsventils 8 gezwungen ist durch das Luft- oder Rückgasrohr 17 und die darüber befindlichen Kanäle zu strömen. Hat die Anpreßeinrichtung 36 den Einlaufbereich wieder erreicht bzw. überschritten, stützt sich der Zentrierkörper 29 gegen den Standteller 35 ab. Hierdurch wird das Innenteil 14 mit dem fest umschlossenen Rückgasrohr 17 wieder in die obere Position zurückbewegt und ein öffnen des Flüssigkeitsventils 8 eingeleitet Der Reinigungsvorgang läuft nun wieder in der eingangs beschriebenen Weise ab.

Die Beendigung des Reinigungsvorganges wird durch Schließen des Vorluftventils in Verbindung mit dem Absenken des Flüssigkeitsventils 8 eingeleitet Bei anschließender Entlastung senkt sich der Druck im

«5 Innern des Spülbehälters, wodurch die Schiebehülse 20, 20*, der Ring 30 und der Anpreßring 32 unter Federkraft 21 in die Ausgangsposition zurückfahren und dadurch den Bewegungsrauin der Kiemmittel 19 um die Ausnehmung 34 vergrößern. In Höhe des Auslaufberei-

so ches senken sich die Anpreßeinrichtungen 36, wc*, ii die

KJemmittel 19 in ihre äußere Position zurückgleiten und

so ein störungsfreies Abführen des Spülbehälters zulassen.

Bei Verwendung des Spülbehälters an einer Füllrohr-

Füllmaschine said die Füllrohre mit einer Ansatzfläche zur Aufnahme und Abstützung der Kiemmittel ausgestattet

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren von Gegendruckfüllmaschinen mit Fallelementen und diesen zugeordneten Anpreßeinrichtungen zur Abstützung von Gefäßen unter Verwendung von an den einzelnen Füllelementen dichtend gehaltenen Spülbehältern, die eine Rückführung des Reinigungs- und Sterilisierungsmittels in den Vorratstank ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß bei im übrigen normaler Betriebsweise der Füllmaschine die Halterung der Spülbehälter an den Füllelementen durch den im Flüssigkeitsbehälter der Füllmaschine herrschenden Druck bewirkt und bei Umlauf der Füllmaschine durch Mitnahme der Spülbehälter über den Auslaufbereich hinaus aufrechterhalten wird.

Z Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spüibehäiter (6) eine bei Axialbewegung eines Behälterteils (14) betätigbare Befestigungseinrichtung (19) aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülbehälter (6) aus gegen Federkraft teleskopartig ineinanderschiebbaren Gehäuseteilen (14, 20, 23) besteht, von welchen ein Gehäuseteil als Schiebehülse (14) ausgebildet ist und bei relativer Verschiebung auf eine radial zur Gehäuseachse wirksame Klemmeinrichtung (18,19) einwirkt

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (18, 19) am Luft- unA'oder Füllrohr (17) angreift

5. Vorrichtung nach dsTi Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülbehälter (6) aus einem zylindrischen Innenteil (14), einer darauf gleitenden Schiebehülse (20, 20') und einem gegenüber dieser bewegbaren Außenteil (23) besteht, wobei im Innenteil radial bewegbare Kiemmittel (19) geführt sind, deren äußere Stellung durch ein«: Ausnehmung (34) der Schiebehülse (20,20', 32) und deren innere Stellung durch eine sich konisch verjüngende Mantelfläche der Schiebehülse begrenzt ist

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2—5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (20) geteilt ist und mit einem ihr gegenüber in radialer Richtung verschiebbaren Abstützring (32) in Eingriff steht

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2—6, dadurch gekennzeichnet, daß als Kiemmittel Kugeln (19) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2—7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenteil (23) des Spülbehälters eine Dichtung (26) aufweist

9. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasrohr (17) mit dem Kegel des Flüssigkeitsventils (8) verbunden ist und einen in Achsrichtung wirksamen Anschlag (17') für die Klemmittei (19) aufweist und das zylindrische Innenteil (14) von einer Feder (24) nach unten beaufschlagt ist.