DE2340613A1

DE2340613A1 - Verfahren und einrichtung zum fuellen von behaeltern mit einer gas enthaltenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE2340613A1
Application number: DE19732340613
Authority: DE
Inventors: John Michael Matejek
Original assignee: American Can Co
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1972-08-14
Filing date: 1973-08-10
Publication date: 1974-02-28
Also published as: GB1429990A; CA991138A; JPS4986181A; US3830265A

Description

PATENTANWÄLTE

. SPLANEMANN DIPL..CHEM. or. B. REITZNER - dipl-in·. J. RICHTER

lONCHIN HAMIUKI

American Can Company

American Lane Greenwich, Conn. / USA

Patentanmeldung

•OOO MUNCHKN » 10. AUg. 1973

Tal 13

Telefon (0811) 22 6107 / 22 «2 0» Telegramme -. Inventius München

Un»r. Akt.: 11 06-1-841 4

Ihr Zeichen:

Verfahren und Einrichtung zum Füllen von Behältern mit einer Gas enthaltenden Flüssigkeit

Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Füllen von Behältern mi t einer Gas enthaltenden Flüssigkeit, beispielsweise Bier oder sonstigen kohleneljurehaltigen Getränken. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum rascheren und wirtschaftlicheren Faller, von Behältern mit Gas enthaltenden "¹T-Ussigkeiten als bei bestenenden Ausführungen.

Die bei modernen Herstellungsverfahren vorherrschenden, hohen Geschwindigkeiten setzen voraus, dass Einrichtungen zum Füllen von Behältern mit Gas enthaltenden Flüssigkeiten rasch und wirksam arbeiten, um eine möglichst hohe Anzahl von Behältern mit einer möglichst niedrigen Spillage zu füllen. Eines der Hauptprobleme bei Verwendung von Einrichtungen mit hoher .Füllgeschwindigkeit besteht darin, dass die Gas enthaltende Flüssigkeit während des Füllvorganges in Schaum verwandelt wird, welcher den Füllvorgang beeinträchtigt und zu nur teilweise gefüllten Behältern führt. Ein Hauptzweck derartiger Einrichtungen besteht somit darin Behälter rasch und wirtschaftlich zu füllen, ohne dass in der Flüssigkeit eine überraässig grosse

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UDMhd» Sonk AG, MOn*·«, Konto-Nr. 20/1400» ■ Poihditdc: MOnthen «040-107

grosse Menge von Scha.ua entsteht. Derartige !!aschinen verwenden normalerweise eine Vielzahl von Füllkopfen, z.B. von der in der USA-Patentschrift Nr. 3 067 785 beschriebenen Art, wobei solche Füllköpfe zur Zeit in Bierbrauereien stark verbreitet sind. Die in d.er genannten Patentschrift beschriebenen Füllköpfe erstrecken sich vom Boden eines Reservoire nach unten, welches eine Flüssigkeit und ein unter Gegendruck stehendes Gas enthält. Dabei hat der Füllkopf eine mitfeig angeordnete, in vertikaler Richtung bev/egbare Ventilstange, durch welche sich ein Gaskanal Tn der längs rich tune: erstreckt. Am oberen Endes des Gaskanals befindet sich ein Gassteuerventil für die Zufuhr von Gas unter Gegendruck aue dem Reservoir zum genannten Gaskanal. Eine Vielzahl von ringförmig angeordneten Düsen dienen dazu, die Flüssigkeit längs der Seitenwand des Behälterr nach unten zu leiten. Ein Ringventil ist mit der Ventilstange vertikal bewegbar, um eine Flüssigkeit vom Reservoir zu den Düsen zu leiten. Ferner ist eine ringförmige Dichtungsvorrichtung für das offene Ende des Behälters vorgesehen, he ihn gege.-: die Atmosphäre abzudichten, und ein Luftkontrollventil unterhalb der Ventilstange dient zur Kontrolle der Gasströmung vor. Behälter, wenn aie darin befindliche Flüssigkeit eine vorbestimmte Höhe erreicht. Beim Betrieb des Füllventils entsprechend der genannten Patentschrift wird der leere Behälter vertikal mit der Dichtungsvorrichtung des Filikopfes in eine Dichtungsstellung gebracht und dann wird unter Gegendruck stehende Gas das unmittelbar benachbart zu und oberhalb der Flüssigkeit im Reservoir eingeschlossen ist, mittels des Gassteuerventils und des Gaskanals in den Behälter eingelassen,

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um ihn unter Druck zu setzen. Danach wird das Ringventil mittels des Druckes im Behälter in Zusacnenarbeit mit einer nachgiebigen Vorrichtung, z.B. einer Feder, geöffnet, um diese Flüssigkeit unter demselben Druck wie das unter Gegendruck stehende Gas vom Reservoir zu den Düsen einzulassen, die im offenen Ende des Behälters ringförmig angeordnet sind. Die Dünen leiten die Flüssigkeit spiral- bzw. wendelförmig längs der Seitenwand des 3ehälters nach unten, damit die Schaumbildung der Flüssigkeit auf ein* Mindestmass reduziert wird, und zwar so lange, bis der Behälter praktisch voll ist und der Pegel der Flüssigkeit das Kontrollventil aktiviert, um die Strömung des Gases unter Gegendruck sowie die Luftströmung vom Behälter zum Reservoir zurück, zu kontrollieren." Der übrigbleibende, Gas enthaltende Kopfraum wird dann gelüftet, d.h. der Druck im Kopf wird mit dem Atmosphärendruck ausgeglichen, und zwar mittels eines Schnüffelventils, das eine Rohrleitung öffnet, die den Kopfraum des Behälters mit der Atmosphäre verbindet, wodurch das im Kopfraum unter Druck stehende Gas entlüftet und der Druck im Kopfraum aufgehoben wird. Danach wird- der gefüllte Behälter vom Füllkopf vertikal nach unten bewegt und von der Füll-Einrichtung entfernt, um in einem folgenden Betriebsvorgang geschlossen zu werden. Aus der vorangehenden Beschreibung geht hervor, dass die in der genannten Patentschrift beschriebene Einrichtung und deren" Betrieb eine Vielzahl von Stufen für den Füllvorgang umfassen, die alle für den Betrieb der Einrichtung, erforderlich sind, und auch bei anderen ähnlichen Typen von Einrichtungen verwendet werden. Offenbar sind die einzelnen Stufen, die bei der vorangehend beschriebenen Ausführung sowie bei ähnlichen Einrichtungen erforderlich sind, mindestens zum Teil zeitraubend. Ferner wird bei den bestehenden, obengenannten

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Einrichtungen der Behälter zum Auffüllen in die entsprechende Stellung gebracht, und nach dem Fiillvorgang entfernt. Diese Bewegung des gefüllten Behälters weg von der Hill-Einrichtung erhöht in hohem Masse die Gefahr einer Spillage. Ausserdem haben bestehende Ausführungen den Nachteil, dass das unter Gegendruck stehende Gas mit Luft vermischt wird und, dass sich die Rückstände von unter Druck stehenden Gasen sich im Kopfraum der gefüllten Behälter ansammelt.

Zur Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher die Behälter mit Gas enthaltenden Flüssigkeiten gefüllt wird, ist es bei Einrichtungen herkömmlicher Art erforderlich, die mit einer Füll-Einrichtung zusammen verwendeten Füllköpfe zu erhöhen, weil es bis jetzt nicht möglich war, irgendeine der verschiedenen Füllstufen ganz oder teilweise zu eliminieren. Deshalb war es, um den Ausstoss von gefüllten Behältern durch Erhöhung der Anzahl von Füllkopf en zu steigern, bisher notwendig, die Einrichtung zu vergrössern, wodurch sowohl deren Raumbedarf als auch deren Preis ansteigt.

Somit besteht eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Füllen von Behältern mit einer Gas enthaltenden Flüssigkeit zu schaffen, welche Einrichtung mit grösserer Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeit arbeitet als bestehende Ausführungen, um dadurch den Platzbedarf und die Kosten auf ein Mindestmass zu reduzieren.

Die genannte Aufgabe sowie weitere Zwecke werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Verfahren und eine Einrichtung geschaffen werden, bei welchen zuerst die Luft aus dem zu füllenden

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Behälter entfernt wird, der danach verschlossen und mittels eines unter einem den Atmosphärendruck übersteigenden Druck stehenden Gases unter Druck gesetzt wird. Daraufhin wird die abzufüllende Flüssigkeit unter einem dem Durck des Gegendruckgases entsprechenden Druckes in den Behälter eingeführt, um das Gegendruck-Gas vollständig zu verdrängen und den Behälter zu füllen.

Kurz zusammengegasst umfasst die erfindun^sgemässe Einrichtung eine Quelle nit Gegendruck-Gas, dessen Druck denjenigen der Atmosphäre übersteigt, wobei eine Rohrleitung für die Zufuhr von Gegendruck-Gas von der Quelle zum offenen Ende des zu füllenden Behälters vorgesehen ist, wobei ferner eine Vorrichtung zum Abdichten des offenen Endes des Behälters gegen die Atmosphäre sowie ein Gas-Steuerventil vorhanden sind, der zur Betätigung vor dem Abdichten des offenen Endes des Behälters vorgesehen ist, um Gegendruck-Gas in den Behälter einzuführen, damit die Luft verdrängt und der Behälter nach derri Abdichten seines offenen Endes unter Druck gesetzt wird, wobei ein in den Eehältern hinein bev.egbarer Kolben vorgeshen ist, der eine aufzufüllende Flüssigkeit enthält, deren Druck demjenigen des Gegendruck-Gases entspricht, und im Kolben ein Ventil enthalten ist, c?s zur Betätigung unmittelbar nach dem Unter-Druck-Setzen des Behälters bestimmt ist, um mittels der Schwerkraft dem Behälter einen Teil der im Kolben enthaltenen Flüssigkeit zuzuführen, und somit das im nicht benutzten Raum des Behälters enthaltene Gegendruck-Gas zu verdrängen unä den Behälter mit der Flüssigkeit zu füllen, wenn der Kolben gegen das offene Ende des Behälters zurückgezogen wird, wobei ausserdem eine Vorrichtung zur Kontrolle der Flüssigkeitsströmung vom Behälter vorgesehen ist, wenn das darin befindliche Gegendruck-Gas vollständig ver-

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drängt ist.

Das Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemässen Einrichtung zum Füllen eines Behälters umfasst das- Verdrängen der im Behälter enthaltenen Luft, des Verschliessen des offenen Endes des Behälters, das Einführen eines mit einer unter Druck stehenden Flüssigkeit gefüllten Kolbens durch des offene Ende des Behälters, das Unter-Druck-Setzen desselben mit* darin befindlichem Kolben mittels eines Gegendruck-Gases, dessen Druck denjenigen der Flüssigkeit entspricht und grosser ist als der Atmosphärendruck, ferner d^r s vollständige Verdrängen des im Behälter enthaltenen Gegendruck-Gases, in derri ein erster Teil der im Kolben enthaltenen Flüssigkeit dem Behälter mittels der Schwerkraft zugeführt wird, und d?s Kontrollieren des Flusses der Flüssigkeit vom Behälter, nachdem d?s derin befindliche Gegendruck-Gas vollständig berdrängt wurde, und vobei der Behälter mit der Flüssigkeit vom Kolben gefüllt wird, indem er gegen des offene S-de des Behälters zurückgezogen wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Füllen eines Beählters, der in der Füllstellung gezeigt istj

Fig. 2

bis 12 elf Vertikal schnitte durch Teile der Einrichtung und den Becher nach Fig. 1, während verschiedener Füllßtufen, in grösserem Massstab;

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Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie 13^13 in Fig. 2f und Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie 14-14 in Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung 20 zum Füllen eines Behälters 22t mit einem Reservoir 24, einem Dichtkopf 26, einem Gas-Steuerventil 28 und einem Kolben 30 gezeigt. Das Reservoir 24 ist zur Aufnahme einer Gas enthaltenen Flüssigkeit L sowie eines unter Druck stehenden Gases G vorgesehen, dps als Gegendruck-Gas für den FüllVorgang«dient. Das Gas G im Reservoir 24 ist das gleiche wie dasjenige, welches in der Flüssigkeit L enthalten ist und dient zur Aufrechterhaltung der Gaslösung in der Flüssigkeit L, welche ein kohlensäurehaltige!? Getränk, z.B. Bier oäer Sodswasser,sein kann, in welchem Falle das Gps ein Kohlendioxyd ist. Das Reservoir 24 ist mit einem Auslass 34 für die Flüssigkeit und einea Gasrohr 36 versehen.

Der Dichtkopf 26 ist mittels einer Kurvenscheibe 38 und eines walzenförmigen Kurvenstössels 40 hin- und herbewegbar, um gegen das offene Ende 44 des Behälters 22 abzudichten. Aus den Fig. ? bis 12 geht hervor, dpss der Dichtkopf 26 einen Körper 46, eine Zentrierhülse 48 für den Behälter, einen Dichtring 50 und einen mittigen Kanal 52 umfasst, der durch den Körper 46 geht.

Das Gas-Steuerventil· 28 umfasst einen Ventilkörper 54, der ein Dreiwegventil 56 enthält und an Rohren 58, 60 und 36' angeschlossen ist. Des Rohr 60 ist am Kontrollventil 32 angeschlossen und das Rohr 58 verbindet das Steuerventil 28 mit der Atmosphäre. Das Rohr 36' verbindet das Steuerventil 28 über d3s Rohr 36 mit dem Gas G im Reservoir 24. Das Dreiwegventil 56 hat drei Stellungen, von welchen die erste eine direkte Verbindung zwischen

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den Rohren 36' und 60 herstellt. Zur Halterung des Steuerventils 28 am Dichtkopf 26 .ist eine Stütze 62 vorgesehen.

Der im Behälter 22 hin- und herbewegbare Kolben 30 wird von einer Kurvenscheibe 64 und einem walzenförmigen Kurvenstössel 66 (Fig. 1) betätigt,.der mittels eines Befestigungsbügels 70 am oberen Teil 68 des Kolbens'30 befestigt ist.. Ein Eügel 72 stützt den oberen Teil 68 des Kolbens 30 des Reservoirs 24 in einer gleitenden Anordnung, Ein Kolbenventil 34 ist im Kolben 30 gleitbar angeordnet und mit einer Kolbenstange 76 versehen, welche sich durch den Kolben 30 und den oberen Teil 68 in der Längsrichtung sowie einem Ventilteil 78 am unteren Ende des Kolbens 30 erstreckt. Das Kolbenventil 74 ist unabhängig vom Kolben 30 mittels einer nicht gezeigten Vorrichtung mit einer Kurvenscheibe und einem Kurvenstössel am oberen Teil einer Kolbenstange 76 bewegbar, die einen Arm 80 der Kolbenstange 76 relativ zum Kolben 30 zwischen den in Fig. 1 gestrichelt und mit ausgezogenen Linien angedeuteten Stellungen bewegt. Aus Fig. 1 ist ferner ersichtlich, dass der Kolben 30 mit einem Einlass 82 für eine Flüssigkeit versehen ist, der mittels eines flexiblen Rohres 84 mit dem Auslass 34 des Reservoirs 24 verbunden ist. In den Fig. 2, 3, 4, 5 und 7 ist gezeigt, dass der Einlass 82 mit einer Flüssigkeitskammer 86 in Kolben 30 verbunden ist. Der Ventilteil 78 ist mit einer Zentriernabe 88 versehen und normalerweise auf dem Ventilstift 90 einer Oeffnung 92 für die Flüssigkeit am unteren Ende des Kolbens angeordnet. .

Das Kontrollventil 32 (Fig. 2-12) umfasst ein Ventilgehäuse 94 .: mit einer Kammer 96 zur gleitbaren Aufnahme eines Ventilkolbens

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Das Ventilgehäuse 94 ist am Dichtkopf 26 befestigt, in welchem ein Kanal 100 eine Verbindung zwischen dem unteren Teil der Kammer 96 und dem Kanal 52" des Dichtungskopfes 26 herstellt. Der Kanal 100 ist mit einem Kanal 52 an einer erweiterten Stelle 102 des Kanals verbunden. Die Stelle 102 kann sich rund um den ganzen Kanal 52, jedoch vorzugsweise nur um einen Teil desselben erstrecken (Fig. 1, 12 und 14) und begrenzt einen Raum 104 Fig. 14), der sich zum offenen Ende 44 des Behälters 22 hin, zwischen dem Kolben 30 und dem Kanal des Dichtungskopfes 26 offen ist. Der Kolben 98, welcher mittels einer Einstellschraube 106 in der Kammer 96 gleitbar angeordnet ist, ist mit einer Schwimmkammer 108 versehen, in der sich eine Schwimmkugel.110 befindet, die von einem 0-Ring 112 und einem Gummi-Sitz 114 in der Kammer 108 gehalten wird. Zwischen dem Rohr 60 und der Schwimmkammer 108 ist mittels eines Kanals 116 eine Verbindung hergestellt, die durch den Körper des Kolbens 98 läuft und zum Sitz 114 hinführt. Ein Umleitungskanal 118 (Fig. 2-13) schafft eine Verbindung vom Boden der Kammer 96 zur Schwimmkammer 108, wenn die Schwimmkugel auf den 0-Ring 112 aufliegt.

Der Behälter 22 hat zusätzlich zum offenen Ende 44 eine Seitenwand 120 und eine Bodenwand 122. Aus Fig. 1 geht hervor, dass der Behälter 22 von einer Trägerplatte 124 und Armen 126 gestützt wird, die sich vom Hauptrahmen 128 einer drehbaren, nicht gezeigten Füllmaschine erstrecken.

Die verschiedenen Betriebsstufen der oben beschriebenen Füll-Einrichtung sind in den Fig. 2 bis 12 dargestellt, wobei die Ausgangsstellung, in welcher sich der Behälter 22 in der Stellung für den Füllvorgang befindet, in Fig. 2 gezeigt ist. Aus der Zeich-

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nung geht hervor, dass sich der Ventilteil 78 des Kolbenventils 74, auf den Sitz 90 abstützt, wobei sich das Dreiwegventil 56 in -der Ausgangsstellung befindet und die Rohre 58 und 60 verbindet und dadurch eine Verbindung zwischen dem Kontrollventil 32 und der Atmosphäre herstellt. Die Kammer 86 des Kolbens 30 ist mit einer Flüssigkeit aus dem Reservoir 24 gefüllt, die durch das Rohr 84 und dem Einlass 82 der Kammer 86 zugeführt wird.

In der ersten Betriebsstufe (Fig. 3) wird der Kolben 30. mittels der Kurvenscheibe 64 und des Kurvenstössels.66 in der Richtung des Pfeiles durch das offene Ende des Behälters in ihn hinein bewegt. Der Kolben 30 erstreckt sich bis auf kurze Distanz zur Bodenwand 122 des.Behälters.22. Die übrigen Teile der Einrichtung werden während dieser ersten Stufe nicht bewegt. Danach wird der Dichtungskopf 26 mittels der Kurvenscheibe 38 und des Kurvenstössels 40 von der gestrichelt angedeuteten Stellung in diejenige bewegt, welche in Fig. 4 durch ausgezogene Linien angedeutet ist. Der Behälter 22 ist mittels einer Zentrierhülse 48 mit der Einrichtung ausgerichtet, wobei die Zentrierhülse 48 dss offene Endes 44 des Behälters berührt, um ihn zu zentrieren. In dieser Stellung ist die Ringdichtung 50 in vertikaler Richtung vom Rand der Oeffnung 44 mit Abstand angeordnet. Die übrigen Teile der Einrichtung bleiben während der zweiten Stufe des Be- * triebes unverändert. In der nächsten Stufe ist das Dreiwegventil 56 derart angeordnet, dass die Rohre 36' und 60 (Fig. 5) ausgerichtet sind. Das im Reservoir 24 enthaltene Gas G kann dann durch die Rohre 36, 36' sowie 60, am Kugelventil 110 vorbei durch den Umwegkanal 118 in den Kanal 100 strömen. Das Gas G

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strömt dann in den erweiterten Teil 10? des Kanals 52 ein und wird durch den Raum 104 in den Behälter 22 nach unten geleitet. Das Gas G, welches in den Behälter 22 eindringt vertreibt das Gas aus ihm, was durch Pfeile in Fig. 5 angedeutet ist. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass weil sich der Kolben 30 bereits im Behälter 22 befindet, braucht nur ein kleines Luftvolumen vom Behälter entfernt zu werden, da der Kolben 30 vorzugsweise ein grosses Volumen dee Behälters belegt. Danach wird der Dichtungskopf 26 mit dem offenen Ende 44 des Behälters 22 durch die dauernde Betätigung desselben mittels der Kurvenscheibe 38 unä des Kurvenstassel.? 40 in Dichtungsstellung gebracht. Aus Fig. 6 geht hervor, dass der Dichtungskopf 26 in der Richtung des Pfei- · les von der Stellung in Fig. 5 nach unten bewegt wird, so dass der Dichtungsring 50 gegen den Rand des offenen Endes 44 des Behälters 22 anliegt. Wenn der Behälter in dieser Weise abgedichtet ist und sich das Dreiwegventil 56 immer noch in seiner zweiten Stellung befindet, wird Gas G unter Gegendruck weiterhin dem Behälter 22 unter Druck eingeführt, bis der Druck im Behälter demjenigen de.s Gases G im Reservoir 24 entspricht. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass nur eine relativ kleine Gasmenge in den Ee-. hälter 22 eingeführt werden muss, um ihn unter Druck zu setzen, weil der Kolben 30 vorzugsweise einen Hauptteil des Volumens im Behälter 22 belegt. In der gezeigten Ausführung nimmt der Kolben 30 etwa 75 $> des Volumens des Behälters auf.

In der nächsten Phase des Füllvorgariges (Fig. 7) wird der Ventilteil 78 des Kolbenventils 74 mittels der Kurvenscheibe und Kurvenstössels, die nicht gezeigt sind, von seinem Sitz 90 gehoben, wodurch auch der Arm 80 und der Kolben 76 gehoben werden, was

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durch die Richtung des Pfeiles angedeutet irrt. Da das Innere des Behälters 22 sich unter dem gleichen Druck befindet v;ie des Reservoir 24, fliesst die im Kolben 30 enthaltene Flüssigkeit durch die Oeffnung 92 im Kolben mittels der Schwerkraft, um den Behälter rund um den Kolben JO zu füllen. Gliechzeitig mit dem. Pullen des Behälters rund um den Kolben 30 verdrängt die Flüssigkeit das Gas im 3ehälter, das durch das Kontrollventil 32 und das Steuerventil 28 zurück zum Reservoir 24 strömt. Die Flüssigkeit im Behälter und im Kontrollventil steigt veiter an, bis sie das Kontrollventil durch Heben der Schwimmkugel 110 vom O-Ring 112 gegen den Sitz 114 (Fig. 8) schliesst. Dsmit i;st der Raum unterhalb des Sitzes 114 vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt, wobei das darin befindliche Gas in reiner Form zum Reservoir 24 zurückgeführt ist.

Während das Kolbenventil 74 immer hoch im Betrieb ist, wird der Kolben 30 mittels der Kurvenscheibe 64 und des Kurvenstö^sels 66 gegen das offene Ende 44 des Behälters zurückgeführt, was durch den Pfeil in Fig. 9 angedeutet ist. Wenn die Oeffnung 92 des Kolbens 30 eine solche Stellung erreicht, dass eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit den Behälter 22 füllt, wird der Kolben 30 angehalten und das Kolbenventil 74 geschlossen, was durch den Pfeil in Fig. 10 angedeutet ist. Auf dieser Stufe des Füllvorganges ist die Flüssigkeitsinenge, welche schliesslich zur Aufnahme in einem Behälter 22 vorgesehen ist, in diesem im vergrösserten Teil 102, im Kanal 100, in der Kammer 96 sowie im Teil der Schwimmkammer unterhalb der Schwinmkugel 110 enthalten.

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Um den Druck im Behälter 22 mit dem Atmosphärendruck auszugleichen, und somit die Bildung eines Vakuums zu verhindern, wenn der Dichtungskopf 26 vom Dichtungseingriff und dem offenen Ende 44 des Behälters 22 zu entfernt ist, wird das Dreiwegventil 56 in eine Stellung bewegt, in der die Rohre 58 und 60 miteinander verbunden sind. Wenn somit der Kolben 30 in der Richtung des Pfeils zurückgezogen wird (Fig. 11), fliesst die in den Kanälen des Kontrollventils 32 und des Dichtun_{:.skopfes 26 enthaltene Flüssigkeit in den Behälter 22, wobei der Kopfraum des Behälters mit Atmospährenluft gefüllt wird. Schliesslich wird der Dichtungskopf 26 mittels der Kurvenscheibe 38 und des Kurvenstössels 40 aus dem Dich'tungseingriff.mit und vertikal von dem offenen- Ende -44 des Behälters 22 bewegt, -was durch den Pfeil in Fig. 12 angedeutet ist. Der gefüllte Behälter befindet sich nun in einem Zustand, in welchem eine Endnaht mittels einer Schlieεsvorrichtung daran angebracht wird, welche nicht ein Teil der vorliegenden Erfindung darstellt.

Um eine feine Einstellung des Flüssigkeitspegels im Behälter zu ermöglichen, ist eine Einstellvorrichtung für den Pegel der Flüssigkeit in der Kammer 96 vorgesehen. Somit ist der Kolben 98 des Kontrollventils 32 in der Kammer 96 mittels einer Einstellschraube 106 in der Höhe verstellbar. Die Einstellschraube 106 ist mit einem Flansch 130 versehen, der unterhalb und mit Abstand vom Kopf 132 der Einstellschraube 106 derart angeordnet ist, dass eine Schulter 134 des Kolbens 98 dazwischen empfangen wird. Dadurch wird eine Aufwärtskraft auf die Schulter, des Kolbens 98 mittels des Flansches 130 dann ausgeübt, wenn die Schraube

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106 erhoben irt, wodurch der Kolben 98 gehoben vird. Das Hoben des Kolbens 98 erhöht dan freie Volumen innerhalb *der Kasser 95, wpdurch diejenige Flüssigkeitsaenge, welche die Kammer aufnehmen.kann, erhöht wird. Um die Flüssigkeitsmenge in der Kammer zu reduzieren, kann die Schraube 106 und somit· der Kolben 98 nach Wunsch gesenkt werden.

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Claims

Al

Patentansprüche

Einrichtung zum Rillen eines Behälters mit je einer Seiten- und einer Bodenwand, sowie mit einem offenen Ende, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:

a) einen eine Flüssigkeit enthaltenen Kolben, welcher im Eehälter, der durch sein offenes Ende zu füllen ist, hinein- unf herausbewegbar ist;

b) eine Vorrichtung zum Abdichten des offenen Endes des Behälters rund«um den Kolben gegen die Atmosphäre;

c) eine Vorrichtung zum Einführen eines unter Gegendruck stehenden Gases in den Behälter, df-'s unter dem gleichen Druck steht, wie die im Kolben enthaltene Flüssigkeit;

d) eine im Kolben angeordnete Ventilvorrichtung, die, nachdem der Behälter unter Druck gesetzt wurde, bet?tigb?r ist, um einen ersten Teil der im Kolben enthaltenen Flüssigkeit dem Behälter zuzuführen, und somit das Gegendruck-Gas im nicht belegten Raum des Behälters' vollständig zu verdrängen und ihn mit Flüssigkeit zu füllen, wenn der Kolben gegen das offene Ende des Behälters zurückgezogen wird; und

e) eine Vorrichtung zur Kontrolle des Flüssigkeitsflusses vom Behälter, wenn das darin enthaltene Gegendruck-Gas vollständig verdrängt ist.
2. Einrichtung zum Füllen eines Behälters ciit je einer Seiten- und einer Bodenwand sowie mit einem offenen Ende, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:

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a) eine Quelle mit Gegendruck-Gas, dessen Druck denjenigen der Atmosphäre übersteigt;

b) ein Rohr zum Leiten des Gegendruck-Gases von der Quelle zum offenen Ende des Behälters;

c) eine Vorrichtung ziui Abdichten des offenen Endes des Behälters gegenüber der Atmosphäre;

d) ein vor dem Abdichten des offenen Endes des Behälter? betätigbares Ventil zum Einführen des Gegendruck-Gases in das offene Ende des Behälters, un die Luft aus dem Behälter zu verdrängen und ihn nach dem Abdichten des offenen Endes mit Gegendruck-Gas unter Druck zu setzen;

e) einen eine Flüssigkeit unter dein gleichen Druck wie derjenige des Gegendruck-Gases enthaltenden Kolben, welcher durch das offene Ende in den Behälter hinein- und herausbewegbar ist;

f) eine im Kolben angeordnete Ventilvorrichtung-, welche nachdem der Kolben im Behälter sngeordnet ist und unmittelbar nach dem Unter-Druck-Setzen des Eehälters durch des Gegex)-druck-Gas betätigbar ist, um zunächst mittels der Schwerkraft einen ersten Teil der im Kolben enthaltenen Flüssigkeit dem Eehälter zuzuführen, und soait das Gegendruck-Gas im nicht belegten Raum des Behälters vollständig zu verdrängen und den Behälter mit Flüssigkeit zu füllen, wenn der Kolben gegen das offene Ende des Eehälters zurückgezogen wird; und

g) eine Vorrichtung zur Kontrolle der FlüFsi^keitss.trömunr vom Behälter, wenn das darin befindliche Gas vollständig verdrängt ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dess sie ferner eine Vorrichtung zum Ausgleichen des Druckes im gefüllten Behälter mit dejn Ataosphärendruck vorgesehen ist, damit der Kolben aus dea Behälter zurückgezogen und die Dichtung unterbrochen werden kann, ohne dass im Behälter ein Vakuum entsteht.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung und die Ventilvorrichtung zum Einführen des Gegendruck-Geses in aer± Behälter ein Dreiweg-'Ibs-Steuerventil mit zwei S*tellun^en einschliefst, wobei das Gasrohr in der ersten Stellung des Steuerventils nicht unterbrochen ist, während in der zweiten· Stellung dee Ventil? das offene· Ende des Eehälters mit der' Atmosphäre verbunden ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Quelle für die Flüssigkeit sowie eine Rohrvorrichtung für die Zufuhr der genannten Flüssigkeit von der Quelle zum Kolben aufweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dafs sowohl die Quelle für die Flüssigkeit als auch die Quelle für das Gegendruck-Gas sich im Reservoir befinden, wobei das. Gegendruck-Gas den Raum im Reservoir oberhalb der Flüssigkeit füllt.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilvorrichtung zur üebertragung der Flüssigkeit ein Ventil am untersten Teil der Kolbenvorrichtung einschliesst, das sich benachbart zur Bodenwand des Behälters befindet.
8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch' gekennzeichnet, dass dasjenige Gegendruck-Gas, welches durch die Zufuhr des ersten Teils der in der Kolbenvorrichtung vorhandenen Flüssigkeit zum Eehälter von ihr verdrängt wird, mittels der Rohrvorrich- _t tung für das Gegendruck-Gas zu dessen Quelle zurückführbar ist. 409809/0481
9.· Einrichtung nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, d?ps .die Kontrollvorrichtung für den Fltiseigkeitsflui? vom Behäl-. ter, wenn das darin befindliche Gegendruck-Gaε gänzlich verdrängt ist, ein in der Rohrvorrichtung für dap Gegendruck-" Gas angeordnetes Kontrollventil einschliesst, das in vertikaler Richtung mit Abstand vom offener. Ende des Behälters angeordnet ist und eine Schwirr.mkugel einschliesst, die zum Heben durch den Pegel der Flüssigkeit it1 der genannten Pohrvorrichtung zwischen dem Kontrollventil und dem offenen Ende des Behälters vorgesehen ist, um die Rohrvorrichtung zu schliesren und die genannte Quelle des Gegendruck-Gases vom gefüllten Behälter zu isolieren.
10. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrollvorrichtung für die Flüssigkeitsströmung vom Behälter, wenn das darin befindliche Gegendruck-Gas vollständig verdrängt ist, ein einstellbares Kontrollventil eineehliecst, das in vertikaler Richtung vom offenen Ende des Behälters angeordnet ist, wobei-das genannte Kontrollventil ein Gehäuse einschliesst, in dem sich eine Ksrcmer befindet, und ein Kanal die erste Kammer und das offene Ende, des Eehälters verbindet, dass ein in vertikaler Richtung bewegbarer Kolben in der genannten ersten Kammer angeordnet ist, wobei eine Schwimmkammer im genannten Kolben mit der ersten Kammer verbunden ist, und ein Gaskanal im Kanal die Schwimmkammer ait der Gegendruck-Gasrohrvorrichtung verbindet, dass eine Schwimmkugel in der Schwimmkammer zun Erheben durch den Pe^eI der Flüssigkeit vorgesehen ist, um den genannten Gaskanal zu echliessen, dass eine Einstellvorrichtung zum Bewegen des Kolbens in vertikaler Richtung vorgesehen ist, um dadurch das freie Volumen der ersten Kammer zu variieren.

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11. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koltenvorrichtung einen Kolben einschliesst, der einen Hauptteil des inneren Volumen? des Behälters belegt, wobei der Kolben eine Kammer zur Aufnahme der genannten Flüssigkeit aufweist.
12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtvorrichtung einen Körperteil mit einer Zentrierhülse für den zu.füllenden Behälter aufweist, wobei ein Dichtring im Körperteil für einen Dichtungseingriff mit deii offenen. Ende des Behälters ausgebildet ist, und ein mittiger Kanal durch den Körperteil für die Kolbenyorrichtung vorgesehen ist_? um den Behälter durch das offene Ende desselben durchzuführen, dass ein erweiterter Teil im genannten Kanal vorgesehen ist, der zum offenen Ende des Behälters hin offen ist, wenn sich die KoIbenvorrichtung im genannten Behälter befindet, wobei durch den Körperteil ein Kanal führt, der die Rohrvorrichtung des Gegendruck-Gases und den erweiterten Teil des genannten Kaaals verbindet, und dass eine Vorrichtung zur Bewegung des Körperteils in einen Dichtungseingriff des Dichtunrrringes mit dem offenen Ende des Behälters vorgesehen ist.
13. Einrichtung zum Füllen eines Behälters mit je einer Boden- und einer Seitenwand, sowie mit einem offenen Ende, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist;

a) ein Reservoir mit einer in den Behälter zu füllenden Flüssigkeit sowie einem Gegendruck-Gas oberhalb der genannten Flüssigkeit, welche beide unter einem oberhalb eines Atmosphärendruckes liegenden Druckes stehen?

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b) einen Kolben, welcher zur Belegung eines Hauptteils des inneren Volumens der Behälters ausgebildet ist und eine Kam-ner enthält, wobei der Kolben in den genannten Behälter durch das offene Ende derselben bewegbar ist;

σ) eine für die Flüssigkeit vorgesehene Rohrvorrichtung, die das Reservoir mit dem Kolben verbindet und zur Ueberführung der Flüssigkeit vom Reservoir zur Kammer des Kolbens di ent;

d) eine Abdichtungsvorrichtung mit einem Körperteil mit einer Zentrierhülse für den zu füllenden Zehälter, wobei im Körperteil ein Dichtungsring vorgesehen ist, der für den Dichtungseingriff mit dem offenen Ende des Behälters vorgesehen ist, und wobei ein mittig angeordneter Kanal durch den Bodenteil für den Kolben führt, damit er durch dar offene Ende des Behälterp in ihn eindringen kann, dan-ε im Kanal ein erweiterter Teil vorgesehen i~.t, der .gegen das offene Endes aes Behälters hin offen ist, wenn sich der Kolben im Behälter befindet,wobei ein Kanal vom erweiterte.. Teil durch den /körperteil führt, und eine Vorrichtung zum Bewegen aes Körperteils in ein Dichtunpverhältiii? de.? Dichtungsringes mit dem offenen Ende des F.ehälters vorgesehen ist;

e) ein einstellbares Kontrollventil, das in vertikaler Richtung mit Abstand vom offenen Ende des Behälters angeordne ist und ein Gehäuse mit einer ersten Kammer einschliesst, die mit dem Kanal im Körperteil der Abdichtvorrichtung verbunden ist, wobei sich in der ersten Kammer ein in vertikaler Richtung bewegterer Ventilkolben befindet, und eine im Ventilkolben eine Schwimmkammer angeordnet und reit der ersten Kammer verbunden ist, wobei ein Gaskanal im

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Ventilkolben mit der Schwimmkammer verbunden ist, und sich darin eine Schwimmkugel befindet, die zum Erheben mittel? des Pegels der Flüssigkeit vorgesehen ist, um cen genannten Gaskanal zu schliessen, und eine Einstellvorrichtung zum Bewegen des Ventilkolbens in vertikaler Richtung vorgesehen ist, um d?mit dss freie Volumen in der ersten Kammer zu variieren}

f) ein Dreiweg-Gas-Kontrollventil mit zwei Stellungen, von viel ehern die erste eine Verbindung zwischen dem Gegendruck-Gas im Reservoir und dem Gaskanal im Ventil-Kolben des genannten Kontrollventils herstellt, und die zweite Stellung eine Verbindung zwischen dem Gaskanal im Ventil-Kolben und der Atmosphäre- herstellt; und

g) eine Ventilvorrichtung am untersten Teil des Kolbens, welcher Teil sich benachbart zur Bodenwand des Behälters befindet, wenn der Kolben in die unterste Stellung-'des Behälters bewegt ist, w>bei die Ventilvorrichtung dann betätigbsr ist, venn der Kolben im Behälter angeordnet ist,

nachdem der behälter mit Gegend ruck-C-ss unter Druck gesetzt worden ist, um mittels der Schwerkraft zunächst einen ersten Teil der im Kolben enthaltenen Flüssigkeit zum Behälter zu übertragen, und somit das im nicht belegten Raum des Behälters enthaltene Gegendruck-Gas zu verdrängen und den Behälter mit Flüssigkeit zu füllen, wenn der Kolben zum offenen Ende des Behälters zurückgezogen wird.
14. Verfahren zum Füllen eines Behälters mit einer Bodenwand, einer Seitenwand und einem offenen Ende, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Stufen einschliesst:

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■ a} das Verdrängen der im -!Behälter enthaltenen luft;

b) das Verschliessen des offenen Ences der Behälters gerenüber der Atmosphäre;

c) das Einführen eines Kolbens/ in welchem die unter Druck stehende Flüssigkeit enthalten ist, in den Behälter, durch das offene Ende demselben;

d) das Unter-Druck-?etzen dee Behälters "'mit eingesetzten Kolben mittels eines Jegcr.druck-jcses, decsen Druck cen»- jenigen der Flüssigkeit entspricht und grosser ist als derjenige der Atmosphäre:,

e) das vollständige Verdrängen de? Gegencruck-G?se? in Behälter dadurch, dass mittels der Schwerkraft ein erster Teil der im Kolben enthaltenen Flüssigkeit den Behälter zugeführt wird;

f) die Kontrolle der Strömung der Flüsigkeit von Behälter, nachdem dsp Gegendruck-Gaε im Behälter vollständig verdrängt ist; und

g) das Fällen des Behälters sit Flüssigkeit aus den Kolter..
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, arrs cie Stufe der Verdrängung von Luft aus dein Behälter das Einführen von Gegendruck-Gas in den Behälter einschliesst.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe des Abdichtens des offenen Endes des Behälters das Bewegen einer Dichtungsvorrichtung in Dichtungseingriff mit des offenen Ende des 3ehälters einschliesst.

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17. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe des Unter-Druck-Setzens des Behälters mit dea Gegendruck-Gas dar Einführen desselben in den Sehälter aus einer Quelle mit Gegendruck-Gas einrchliesst.
18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, 6lp.bb die Stufe des Verdrängens dec Gegendruck-Gases vom Eehälter das Oeffnen eines Ventils im untersten Teil eines Kolbens einschliesst, damit ein Teil der darin enthaltenen Flüssigkeit mittels der Schwerkraft dem Behalter zugeführt wird.

19« Verfahren nsch Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, claps die Stufe des Füllens des Eehälterp mit einer Flüssigkeit aus dem Kolben das Zurückziehen desselben, gegen das offene Ende des Behälters einschliesst, währenddem die im Kolben enthaltene Flüsigkeit mittels der Schwerkraft dem Eehälter zugeführt wird.

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