DE2547131A1

DE2547131A1 - Fuellventil fuer einen flaschenfueller

Info

Publication number: DE2547131A1
Application number: DE19752547131
Authority: DE
Inventors: Joszef Willerding
Original assignee: Stork Amsterdam NV
Current assignee: Stork Amsterdam NV
Priority date: 1974-11-01
Filing date: 1975-10-21
Publication date: 1976-05-06
Also published as: GB1524377A; FR2289435A1; IT1044399B; FR2289435B1; BE835139A; NL7414312A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DlPL-ING.

H. KINKELDEY 2547131 ^W· STOCKMAIR

DH-ING-AeE ICALTECH)

K. SCHUMANN

DR RER NAT. · D)PL-PHYS

P. H. JAKOB

DlPL-INa

G. BEZOLD

DR RER NÄT · DIPL-CHEM.

MÜNCHEN

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

21. November 1975 PH 9741 - 10/Scli.

Stork Amsterdam B.7., 198_y Sportlaan, Amstelveen/ Niederlande

füllventil für einen Flaschenfüller

Die Erfindung betrifft ein Füllventil für einen Flaschenfüller zum Füllen von Flaschen mit, gegebenenfalls Gas enthaltender Flüssigkeit, das mit einem Flüssigkeitseinlaß, einem Absperrventil und einem Gaskanal mit einem unter dem Flüssigkeit seinlaß vorspringenden Gasrohr versehen ist, das dazu dient, zuerst Vorspannungsgas in die zu füllende Flasche zu leiten und nachher das ßückgas aus der Flasche in den Füllerkessel abzuleiten, ,wobei das Gasrohr den unteren Teil des Gaskanals bildet und mit einem verstellbaren Absperrglied versehen ist.

Bei einer bekannten Füllvorrichtung dieser Art (deutsche Patentanmeldung P 20 12 715) ist das Gasrohr auf der unteren Seite des

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Gaskanals mit einem verstellbaren Absperrglied versehen, das in Wirkung tritt, wenn die Flüssigkeit die vorbestimmte Füllhöhe in . der Flasche erreicht hat. Beim Füllen der Flasche ist das Absperrglied von seinem Sitz abgehoben, so daß das Rückgas über den Gaskanal in den Füllerkessel entweichen kann. Sobald das Flüssigkeitsniveau in der Flasche bis zur Unterseite des Gasrohres angestiegen ist, wird das Absperrglied wirksam, das beispielsweise als Kugelventil (ML-PS 281 090) oder als Magnetventil ausgebildet ist. Wenn das Absperrglied wirksam geworden ist, wird der Gaskanal abgesperrt, so daß dann die Füllung der Flasche beendet ist. Vor der Abnahme der gefüllten Flasche vom Füllventil wird das im Flaschenhals unter Überdruck stehende Gas durch einen Entlastungskanal und ein Entlastungsventil ins Freie abgeführt. Dabei fällt der Druck in dem Flaschenhals, d.h. er ist niedriger als der Gasdruck in dem Gaskanal, so daß sich das Absperrglied von seinem Sitz abhebt, wodurch die Expansion von Gas aus dem Gaskanal gleichfalls über den Entlastungskanal und das Entlastungsventil möglich wird. Alle Bestrebungen gehen dahin, die Abfuhr des Druckgases bei der Entlastung nicht über die Flüssigkeit in der gefüllten Flasche erfolgen zu lassen, um eine Schaumbildung möglichst zu verhüten.

Bei diesem bekannten Füllventil ist das Absperrglied im Gasrohr unten angeordnet, d.h. in dem Teil des Rohres, der in den Hals der Flasche ragt. Damit das Absperrglied in diesem unteren Teil Platz hat, muß der Durchmesser des Gasrohres im Bereich des Absperrglieds verhältnismäßig groß sein, wodurch sich der Nachteil ergibt, daß bei der Füllung die Flüssigkeit von der Wand des Flaschenhalses zurückspritzt oder zum Gasrohr zurückfließt und dort eine Tropfenbildung herbeiführt. Wenn diese Tropfen mit Rücksicht auf die hohe Geschwindigkeit des Rückgases in den Gaskanal

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hineingesaugt werden, schließt das Absperrglied plötzlich, wodurch der FuI Ivor gang vorzeitig "beendet wird. Unangenehm ist auch, daß dabei das Gasrohr in die noch nachströmende Flüssigkeit bei Haschen mit einem langen schlanken Hals eintaucht. Durch die großen Abmessungen des Gasrohrs wird ein Teil dieser Flüssigkeit verdrängt, was zu einem beträchtlichen Ansteigen des Flüssigkeitsniveaus führt, so daß die Abfuhr des Gases aus dem Gaskanal bei der Expansion (Entlastung) dennoch über die Flüssigkeit erfolgt, was zwangsläufig eine nachteilige Schaumbildung verursacht. Ferner ist bei dem bekannten Füllventil nachteilig, daß beim Steigen des Niveaus und Wirksamwerden des Absperrglieds die Flüssigkeit zwischen das Absperrglied mit seinen Kapillarschlitzen gerät und an diesen haftet. Wenn nun eine neue Flasche an das Füllventil angesetzt und mit dem Gasdruck beaufschlagt wird, erfolgt als erstes ein Zerstäuben dieser Flüssigkeit in die Flasche, was mit Rücksicht auf das anschließende Einströmen der Flüssigkeit wieder zur Schaumbildung führt. Endlich ist der Austausch des J&asrohres zur Anpassung an unterschiedliche Füllungshöhen bei unterschiedlichen Flaschen bei diesem bekannten Füllventil sehr unwirtschaftlich, weil jedes Gasrohr mit einem Absperrglied versehen sein muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, d.h. ein Füllventil der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß trotz einer baulichen Vereinfachung des Ventils beim Füllen der Flasche eine Schaumbildung in derselben mit Sicherheit ' vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Füllventil der eingangs geschilderten Art vor, daß das verstellbare Absperrglied in einem verbreiterten Teil des Gaskanals liegt, der in dem oberen Teil des Gasrohrs angeordnet ist.

Durch diese Maßnahmen wird eine völlig überraschende Wirkung erzielt,

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die darin besteht, daß nach dem Zeitpunkt, in welchem das Flüssigkeitsniveau im Hals der Flasche die öffnung unten im Gasrohr erreicht hat und dabei die Strömung des Rückgases unterbricht für kurze Zeit ein Druckgefälle zwischen den beiden Teilen des Gaskanals beidseitig des Absperrgliedes entsteht, wodurch dieses Absperrglied verstellt wird. Das Absperrglied nimmt bei der Füllung eine schwebende Stellung ein und kann deshalb bei auftretendem Druckgefälle leicht verstellt werden.

Eine physikalische Erklärung dieses Druckgefälles kann nicht mit Sicherheit gegeben werden. Es kann sein, daß die verhältnismäßig hohe Strömungsgeschwindigkeit des Rückgases durch den Gaskanal bei plötzlicher Unterbrechung einen Trägheitseffekt herbeiführt, der besonders im oberen Teil des Gaskanals auftritt, so daß der Druck in diesem Teil zeitlich etwas mehr als der Druck in dem unteren Teil des Gaskanals sinken wird.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein Füllventil mit einem aus einem verbreiterten oberen und einem zylindrischen unteren Teil bestehenden Gasrohr. Dabei kann gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft der zylindrische Teil über eine abnehmbare Verbindung in dem oberen Teil befestigt sein.

Aufgrund der Maßnahmen gemäß der Erfindung werden bei einem Füllventil der eingangs geschilderten Art wesentliche Vorteile erzielt.

So ist mit Rücksicht auf die Verwendung eines viel schlankeren Gasrohrs der ringförmige Durchgang für die Flüssigkeit im Flaschenhals selbst größer geworden. Der Rückprall von Flüssigkeit von der Wand des Flaschenhalses gegen das Gasrohr wird somit auf ein Minimum verringert , so daß die Flüssigkeitstropfen während des Füllvorganges nicht auf die Unterseite des Gasrohrs gelangen können, von wo aus

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sie mit dem Rückgas miteingesogen werden wurden und somit ein vorzeitiges Schließen des Absperrglieds (siehe in diesem Zusammenhang DAS 1 14-9 262) herbeiführen würden. Außerdem verursacht die nachströmende !flüssigkeit mit Rücksicht auf den viel kleineren Durchmesser des Gasrohres im Flaschenhals ein nur sehr geringes Ansteigen des Flüssigkeitsniveaus, wodurch der während der Entlastung von dem Expandierenden Gas aus dem Gaskanal durch die Flüssigkeit hindurch zurückzulegende Weg viel kleiner und die hierdurch entstehende Schaumbildung in der Praxis völlig unbeachtlich ist. Weiterhin weist der nunmehr als dünnes Rohr ausgeführte untere !Heil des Gasrohres eine bedeutend geringere Oberfläche auf, so daß daran kaum Flüssigkeitstropfen haften können, die von der Füllflüssigkeit herrühren, wenn diese ihr liiveau erreicht hat. Das Absperrglied selbst mit seinen Kapillarschlitzen bleibt wegen seiner Anordnung in einem oberen Bereich immer über dem Flüssigkeitsniveau. Dies bedeutet, daß beim Ansetzen einer neuen leeren Flasche an das Füllventil in der ersten Abfüllphase, in welcher die Flasche mit Druck beaufschlagt wird, praktisch keine Gefahr besteht, daß Flüssigkeit stropf en in die leere Flasche zerstäubt werden, was bekanntlich ebenfalls eine Schaumbildung verursachen würde. Endlich ist nunmehr eine Anpassung des Füllventils an verschiedene Flaschentypen auf einfache und wirtschaftliche Weise möglich. Bekanntlich sind zum Füllen für unterschiedliche Füllungshöhen Gasrohre verschiedener Länge erforderlich. Wenn diese alle mit einem Absperrglied versehen sein müssen, ergibt sich zwangsläufig ein sehr kostspieliger Aufwand, denn es werden verhältnismäßig viele teure Reserverohre für die unterschiedlichen Füllungsniveaus benötigt. Gemäß der Erfindung genügt die Verwendung von einfachen Austauschrohren, welche mittels Schraubengewinde an dem oberen Teil des Gasrohres befestigt werden können, wo sich das Absperrglied befindet.

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Wach einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgedankens kann das Absperrglied einen vieleckigen, z.B. viereckigen Querschnitt aufweisen, während der verbreiterte Teil des Gaskanals zylindrisch' ausgeführt ist. Hierdurch werden auf der unteren Seite des Absperrgliedes öffnungen geschaffen, durch welche das Rückgas bei der Füllung der Flasche strömen kann. Dabei sind viele mehreckige Ausführungsformen in diesem Zusammenhang denkbar.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein für das vorstehend beschriebene Füllventil bestimmtes Gasrohr, das aus zwei abnehmbaren Teilen besteht,.von denen der eine verbreitert und der andere zylindrisch ist.

Die Erfindung wird an Hand der eine Ausführungsform teilweise darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 einen senkrechten Längsschnitt durch den unteren Teil des Füllventils;

Fig.2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig.1 durch den zentralen Teil des Füllventils.

Das erfindungsgemäße Füllventil bildet einen unterteil eines Flaschenfüllers, der mit einer großen Anzahl gleicher Füllventile versehen ist. Jedes Ventil besteht aus einem Gehäuse 1, das im Boden des Behälters eines Flaschenfüllers befestigt werden kann, siehe z.B. die deutsche Patentanmeldung ITr. P 21 32 34-0. Im unteren Teil des Gehäuses 1 ist ein Füllstück 2 angeordnet, das über einen Gummiring 3 durch eine Überwurfmutter 4- an Ort und Stelle gehalten wird. Zentral im Gehäuse 1 erstreckt sich ein Gaskanal 5 nach oben, um welches herum ein Rohr 6 verschiebbar angebracht ist, das an seinem

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unteren Ende einen Yentilkörper 7 zum Öffnen oder Abschließen eines Flüssigkeitseinlasses 8 aufweist. Dieser Einlass besteht aus einigen Kanälen in dem zentralen Teil des Gehäuses 1, an den ein ringförmiger Raum oder einige Kanäle anschließen, die in dem Füllstück 2 vorgesehen sind.

Ein Gasrohr 9 ist in den unteren Teil des Gaskanals 5 eingeführt. Das Gasrohr 9 besteht aus oberen Stützen 10 mit Gewinde, einem verbreiterten sich nach unten verjüngenden Teil 11 und einem zylindrischen unteren Teil 12. Innerhalb des Teiles 11 befindet sich ein verbreiterter Teil des Gaskanals 5, der zylindrisch ausgebildet ist und in welchem ein verstellbares Absperrglied 13 vorgesehen ist. In der Nähe seines oberen Endes weist dieses Glied 13 einen Magnetblock 14- auf. Das Absperrglied 13 kann einen viereckigen Querschnitt haben, wie am deutlichsten aus Figur 2 hervorgeht. Der zylindrische Teil 12 ist über eine Schraubenverbindung 15 in dem kegeligen Teil 11 des Gasrohrs 9 befestigt. Zwecks Ableitung in üblicher Weise der den Einlass 8 durchfließenden Flüssigkeit zur inneren Wand der zu füllenden Flasche 17 ist rings um den Teil 12 noch eine divergierende Kegelfläche 16 vorgesehen. In dem Gaskanal 5 befindet sich noch ein nadeiförmiges Absperrglied 18. Weiter ist zum Entlasten ein Seitenkanal 19 in dem Gehäuse 1 vorgesehen. Das Absperrglied 13 arbeitet mit einem Sitz 20 des verbreiterten Teiles des Gaskanals 5 zusammen. Dieser Sitz ist aus magnetisierbarem Material hergestellt.

Die Wirkung des Füllventils nach der Erfindung entspricht im allgemeinen dem in den besagten deutschen Patentanmeldungen P 20 12 715 und 21 32 34-0 beschriebenen Vorgang. Nachdem eine leere Flasche 17 an die Dichtung 3 angepreßt ist, wird das Nadelventil 18 angehoben, so daß der Gasdruck aus dem Flaschenfüller in das Innere der Flasche strömen kann. Ist der Druckausgleich zustande gekommen, so kann das

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Absperrventil 7 angehoben werden, so daß die unter gewissem Druck stehende Flüssigkeit über den Einlass 8 in die Flasche 17 fließen kann, wobei das Gas aus der Flasche über das Gasrohr 9 und den Gaskanal 5 zum Füllkessel des Flaschenfüllers zurückfließen kann. Dabei schwebt das Absperrglied 13· Sobald das Flüssigkeitsniveau zum unteren Ende des Rohres 12 gelangt ist, ergibt sich ein Druckgefälle in dem Gasrohr und beidseitig des Absperrglieds, wodurch dieses Glied zum Sitz 20 gehoben und der Gaskanal abgesperrt wird. Nun wächst der Gegendruck in dem oberen Teil des Flaschenhalses, so daß keine weitere Flüssigkeit mehr zuströmt. Das Absperrventil 7 kann sodann genau wie das Nadelventil 18 geschlossen werden. Der in dem Hals der Flasche herrschende Überdruck kann in üblicher Weise über den Entlastungskanal 19 und ein (nicht dargestelltes) Entlastungsventil abgeführt werden.

Infolge der Anordnung des Absperrventils 13 in dem oberen Teil 11 des Gasrohrs 9 kann der zylindrische Teil 12 schmaler ausgeführt werden, was eine Vergrößerung des ringsum liegenden ringförmigen Zuführraums für die Flüssigkeit bedeutet, während auch das Absperrglied nicht länger mit der Flüssigkeit in Berührung kommt. Infolge der leicht lösbaren Verbindung 15 kann der zylindrische Teil 12 gegen ein kürzeres oder längeres ausgetauscht werden, wodurch eine bequeme Anpassung an das gewünschte Flüssigkeitsniveau in den zu füllenden Flaschen ermöglicht ist.

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Claims

Pat entansprüche

Füllventil für einen Flaschenfüller zum Füllen von Flaschen mit gegebenenfalls Gas enthaltender Flüssigkeit, das mit einem Flüssigkeitseinlaß, einem Absperrventil und einem Gaskanal mit einem unter dem Flüssigkeitseinlaß vorspringenden Gasrohr versehen ist, das dazu dient, zuerst Torspannungsgas in die zu füllende Flasche zu leiten und nachher das Rückgas aus der Flasche in den Füllerkessel abzuleiten, wobei das Gasrohr den unteren Teil des Gaskanals bildet und mit einem verstellbaren Absperrglied versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß das verstellbare Absperrglied (13) in einem verbreiterten Teil des Gaskanals liegt der in dem oberen Teil (11) des Gasrohrs (9) angeordnet ist.
2. Füllventil nach Anspruch 1 mit einem aus einem verbreiterten oberen und einem zylindrischen unteren Teil bestehenden Gasrohr, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Teil (12) über eine Verbindung (15) in dem oberen Teil

(11) abnehmbar befestigt ist.
3. Füllventil nach Anspruch 2, dessen Gasrohr mit einer als Verteilerschirm für die Flüssigkeit dienenden divergierenden Kegel-

• fläche, dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindung (15) im Bereich der Kegelfläche (16) liegt.

4-. Füllventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrglied (13) einen mehreckigen, z.B. viereckigen Querschnitt aufweist und der verbreiterte Teil des Gaskanals zylindrisch ausgebildet ist.

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5- Gasrohr bestimmt für das Füllventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet ,

daß das Gasrohr (9) aus zwei abnehmbaren Teilen und zwar einem verbreiterten und einem schlanken zylindrischen !eil (11,12) besteht.

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