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Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung eines durch Mignetfeld betätigbaren
Füllkopfes ohne Demontage des Füllkopfes Die Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Reinigung eines statischen, durch Magnetfeld betätigbaren Füllkopfes
ohne Demontage des Füllköpfes. Der Füllkopf kann auf eine Fülliasohine zur Verpackung
von Produkten, insbesondere flüssigen Produkten, in Behältern aufgebracht werden.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Anwendung kann das Verfahren und
die Vorrichtung gemäß der Erfindung für die Reinigung und/oder Sterilisation einer
Füllmaschine benutzt werden, die zur Verpackung von Lebensmitteln, insbesondere
von Milch, dient.
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Bei der Benutzung eines statischen Füllkopfes, der nit einem magnetfeld
geöffnet werden kann, wobei das iit Hilfe dieser Füllnaschine zu packende Produkt
beliebig ist, besteht
ein Problem in der Reinigung der Füllmaschine
zwischen.
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zwei Benutzungen. Eine Möglichkeit besteht darin, das Ventil offen
zu h-ten unter de-r Wirkung des Magnetfeldes während der Dauer der reinigung und/oder
der Serilisation, welche bewirkt wird durch Einführen der Reinigungs- und/oder Sterilisationsmittel
in der üblichen Richtung der Entleerung, d.. in einer Richtung, die mit derjenigen
des während der Füllungsphase zu verpackenden Produktes identisch ist. Dieses Verfahren
weist jedoch eine erhebliche Unzulänglichkeit auf.
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Das Magnetfeld zur Steuerung des Öffnungsvorganges wird allgemein
durch eine elektrische Spule erzeugt, welche sich erwärmt, wenn sie lange unter
Spannung gehalten wird. Die so erzeugte Wärme kann nur schwer abgeführt werden,
da für die Sterilisation die Füllmaschine selbst von einem Strömungsmittel mit erhöhter
Temperatur durchflossen wird. Diese Erwärmung bewirkt, daß der Widerstand der Spule
ansteigt und des Magnetfeld sich verringert, wobei das Ventil nun dazu neigt, in
seine Verschluposition zurückzufallen, und die Reinigung unterbrochen ist. Wenn
man außerdem wünscht, daß die Reinigung besonders wirksam ist, ist es erforderlich,
daß die Reinigungsmittel unter Druck eingeführt werden. In diesem Falle reicht des
Magnetfeld, das durch eine elektrische Spule oder einen Dauermagneten erzeugt wird
wegen des starken erzeugten Stromes im allgemeinen nicht aus, um das Ventil zurückzuhalten,
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die Reinigungsmittel in umgekehrter
Richtung zur gewöhnlichen Entleerungsrichtung des zu verpackenden Produktes geführt.
Das Reinigungsmittel hebt hierbei das Ventil an, das hierbei in der offenen Position
ohne die Verwendung des Magnetfeldes gehalten wird.
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Dieses Verfahren weist ebenfalls mehrere Unzulänglichkeiten auf, insbesondere
müssen die Reinigungs- oder Sterilisationsmittel durch das Ende der Füllmaschine
abgeführt werden, das
normalerweise zu ihrer Füllung dient und sich
daher in einer unzweckmäßigen Lage für eine genaue Entleerung der Reinigungsmittel
befindet.
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Schließlich ist es bei den bekannten Verfahren erforderlich, eine
bestimmte Anzahl on Elementen des Füllkopfes zu demontieren, um seine Reinigung
vorzunehmen. Jede Demontage zieht eine erneute Montage nach sich und folglich ein
manuelles Eingreifen der Bedienungsperson. Im Falle der Verpackung von sterilen
Produkten bringt jedes manuelle Eingreifen der Bedienungsperson die Gefahr der Einführung
von Schmutzkeimen mit sich, welche den späteren Ablauf der Verpackung gefährden
können.
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Die vorliegende erfindung ist darauf gerichtet, ein Verfahren zur
Reinigung einer Füllmaschine mit statischem Fülltrichter, welcher mit hilfe eines
Magnetfeldes geöffnet werden kann, zu schaffen, mit welchem eine Reinigung und/oder
Sterilisatior unter jeder gewünschten Temperatur-und Druckbedingung möglich ist,
wobei eine Reinigung in Richtung der gewöhnlichen Entleerung des zu verpackenden
Produktes bewirkt wird und ein manuelles Eingreifen bezüglich der den Fülltrichter
bildenden Elemente, die in Berührung mit dem zu verpackenden Produkt sein werden,
nicht erforderlich ist. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.
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Ein Verfahren zur Reinigung eines Füllkopfes ist gemäß der Erfindung
dadurch gekennzeichnet, daß man das Rückhalteventil der Flüssigkeit mechanisch durch
Einführung eines Sammelbehälters unter dem Füllkopf öffnet und daß man Reinigungsmittel
in der normalen Aiisflußrichtunq des zu verpackenden Produktes in jedem gewünschten
Temperatur- und Druekzustand strömen läßt.
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Ein Füllkopf ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine
Vorrichtung vorgesehen ist, welche die mechanische iDffnung des Ventils ohne Demontage
des Kopfes durch einfaches I;ontieren eines Sammelbehälters ermöglicht. Bei einer
vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Füllkopf eine
Muffe mit Rosten auf, die beweglich im Inneren des Körpers des Füllkopfes unter
dem Ventilsitz angeordnet ist und einen Vorsprung aufweist, mit dem das Ventil in
angehobenem Zustand gehalten werden kann, wenn die Muffe selbst angehoben ist. Die
mit Rosten versehene Muffe wird normalerweise im Körper durch einen Dichtungsring
gehalten, der in einer in der Innenwand des Körpers des Füllkopfes ausgenommenen
Kehle bzw. Nut gehalten wird. Anlässlich der Reinigung und/ oder Sterilisation der
Füllmaschine wird ein Sammelbehälter in dichter Weise am Körper des Füllkopfes befestigt.
Dieser Sammelbehälter weist einen Aufbau auf, der auf die mit Rosten versehene Muffe
wirkt, um das Ventil anzuheben. Die Reinigungs-und Sterilisationsmittel können dann
in der normalen Richtung der Entleerung der zu verpackenden Flüssigkeit eingeführt
werden.
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Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden die Roste von einer Buchse getragen, die mit einer Trommel versehen ist,
wobei diese Trommel selbst einen Vorsprung aufweist, mit welchem das Ventil angehoben
werden kann, wenn der Sanme'bhälter des Reinigungsmittels unter dem Füllkopf angeordnet
wird. In diesem Falle weist der Sammelbehälter selbst einen axialen Vorsprung auf,
welcher auf einen unterhalb der Roste angeordneten Kreuzzapfen einwirkte Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausftilirungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig.
1 einen iiängsschnitt längs der Linie 1-1 der Fig. 2 einer ersten Ausführungsforn
gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 der Pig. 1 der
ersten Ausführungsform, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend demjenigen der Fig. 1,
wobei der Füllkopf in Reinigungsposition mit einem unter diesem angeordneten Sammelbehälter
dargestellt ist, und Fig. 4 einen IIängsschnitt entsprechend demjenigen der Fig.
3 einer abgewandelten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Im folgenden wird Bezug genommen auf die Fig. 1 und 2, Die Füllmaschine
weist einen oder mehrere Füllköpfe auf, die jeweils einen rohrförmigen, im allgemeinen
zylindrischen Körper 1 aufweisen, der am unteren Teil eines Tankes (nicht gezeigt),
in welchen normalerweise das zu verpackende Produkt eingeführt ist, angeordnet ist.
Der Körper 1 hat einen Sitz 2, der eine Kugel 5 unterstützt, welche das Ventil bildet
und die durch einen Permanentmagneten oder einen Elektromagneten (nicht gezeigt)
gehandhabt wird, wie dies insbesondere aus der FR-PS 2 206 726 bekannt ist.
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Unter dem Sitz 2 ist eine mit Roten versehene Muffe 4 von im allgemeinen
zylindrischer Form angeordnet, deren Außendurchmesser geringfügig kleiner als der
Innendurchmesser des Körpers 1 ist, derart, daß zwischen dem Körper 1 und der Muffe
4 ein radiales Spiel vorhanden ist, das den Durchfluß von Flüssigkeit unter starkem
Druck ermöglicht. Diese Muffe weist einen Griff 5 auf, der quer oberhalb der oberen
Öffnung der Muffe 4 und in einem ausreichenden Abstand von dieser angeordnet ist,
um eindn Durch@@@ 6 offen zu lassen, der aufeinanderfolgend
die
Einführung von Rosten 7 und Querstreben 8 in die Muffe ermöglicht, welche die Antischäunvorrichtung
des Fülltrichters der Füllmaschine bilden. Die Muffe 4 weist an ihrem unteren Teil
eine Schulter 9 auf, die sich auf einem Dichtungsring 10 abstützt, der in einer
in der Innenwand des Körpers 1 ausgenommenen Nut 11 angeordnet ist. Der Ring 10
dient zugleich als Dichtungsring und als IIaltering und kann z.B. aus einem unter
dem Warenzeichen Viton bekannten Ring bestehen. Die Muffe 4 wird gegen den Ring
mit Hilfe einer Schraubenfeder 12 gehalten, die sich an ihrem oberen Teil gegen
den Sitz 2 und an ihrem unteren Teil gegen den griff5 der Muffe 4 abstützt.
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Die Roste und die Querstreben werden im Inneren der Muffe 4 mit Hilfe
einer Feder 13 in Stellung gehalten. Es wird angemerkt, daß die Federn 12 und 13
für ein gutes Funktionieren des Ftillkopfes zweckmäßig sind, aber für seine Punktion
nicht unbedingt en-orderlich sind.
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Der Griff 5 weist an seiner Oberseite einen Vorsprung 14 in Form eines
Zapfens auf, der sich axial nach oben in dem Körper 1 in einer ausreichenden Höhe
erstreckt, um bei der weiter unten beschriebenen Verschiebung der Muffe 4 nach oben
die Kugel 3 von ihrem Sitz 2 tnzùhebenl um den Füllkopf in gedffneter Stellung zu
halten.
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Es wird angemerkt, daß die Schulter 9 die Form is Ringes 10 auf dessen
Oberseite derart annimmt, um eine gute Abdichtung zwischen dem Ring und der Muffe
4 in der normalen Benutzungs-Stellung des Fülltrichters der Füllmaschine, d.h. in
der Füllungsstellung, zu erzielen.
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Der Körper 1 des Füllkopfes weist außerdem einen kreisförmigen Flansch
15 auf, dessen Durchmesser merklich größer als der Außendurchmesser des Körpers
1 ist und der auf seiner Unterseite
eine kreisförmige Nut 16 aufweist,
die zur Aufnahme eines Dichtungsringes, wie weiter unten er;3rtert wird, vorgesehen
ist.
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Bei der Montage der Vorrichtung werden in die außerhalb des zylindrischen
Körpers 1 befindliche Muffe die Roste 7 und die Querstreben 8 aufeinanderfolgend
wider den Durchlaß 6 eingeführt. Anschließend wird die Feder 13 über den gleichen
Durchlaß eingeführt und die Gesamtlleit der Muffe mit ihren Rosten wird nach Einführung
der Feaer 12 in den Körper 1 eingefügt. Wenn sich die Muffe in dem Körper 1 befindet,
wird sie soweit gestoßen, bis sich die Schulter 9 oberhalb der Nut 11 befindet.
Numnehr wird der Ring 10 eingeführt, bevor die Muffe 4 freigegeben wird. Um die
Einführung des Ringes 10 zu erleichtern, kann man für den unteren Teil der Muffe
4 eine leicht kegelstumpfförmige Form vorsehen, deren kleinster Durchmesser am Boden
der Muffe gelegen ist.
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Es wird angemerkt, daß die Muffe 4 in der eingebauten Position und
bei der Benutzung der Füllmaschine zur Verpackung von Produkten normalerweise in
Eingriff mit dem Ring 10 gehalten wird und somit jeglichen Ausfluß des zu verpackenden
Produkts zwischen der Außenwand der Muffe 4 und der Innenwand des Körpers 1 verhindert.
Wenn das zu verpackende Produkt vollständig steril bleiben soll, wie das insbesondere
der Fall für sterilisierte Milch ist, erkennt man, daß, wenn die verschiedenen Elemente
anfangs steril gehalten werden, das zu verpackende Produkt von der Beeinträchtigung
durch irgendein verschmutzendes Element verschont bleibt. Wenn es sich als notwendig
erweist, kalm man den Füllkopf auseinandernehmen, in dem die Muffe 4 zeit genug
nach oben gestoßen wird, zu um den Ring 10 wegnehmen können. Anschließend wird die
Muffe freigegeben, welche dann ohne Schwierigkeit austritt.
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In Fig. 3 ist die Vorrichtung in der Stellung dargestellt,
welche
die Reinigung ermöglicht, d.h. in der Stellung, in welcher die Kugel 3 ohne manuelles
Eingreifen angehoben ist.
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Wie oben beschrieben worden ist, reicht die Höhe des Vorsprunges 14
aus, um die Kugel 3 anzuheben, wenn die Muffe 4 nach oben verschoben wird. Anläßlich
der Reinigung wird die Iltiffe 4 nach oben durch einen Stab 17 verschoben, der an
den Wänden eines rohrförmigen Sammelbehälters 18 befestigt ist, der unter dem Füllkopf
gehalten wird und in dichter Form mit dem Flansch 15 durch Zwischenschaltung eines
Dichtungsringes 19 zusammenwirkt, der einerseits von der kreisförmigen Nut 16 in
dem Plansch 15 und andererseits in einer ähnlichen kreisförmigen, an der Oberseite
des Sammelbehälters 18 ausgenommenen Nut 20 gehalten wird. Im vorliegenden Fall
ist der Dichtungsring 19 in Form eines ringförmigen Ringes dargestellt, der auf
jeder Seite eine kreisförmige Rippe aufweist, welche dazu bestimmt ist, in die entsprechenden
Nuten des Flansches und des Sammelbehälters einzugreifen. Es ist klar, daß der Ring
jede andere geeignete Form aufweisen kann, welche eine gute Abdichtung zwischen
dem Flansch und dem Sammelbehälter bewirken kann. Der Flansch 15 und der Sammelbehälter
18 werden z.B. durch einen halbierten Ring 21 zusammengehalten, dessen zwei Hälften
senkrecht zur Achse des Körpers 1 durch Plügelmuttern oder jede andere allgemein
zur Vereinigung von zwei rohrförmigen Teilen bekannte Art zusammengehalten werden.
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Wenn die Muffe 4 in Reinigungsstellung durch Anbringen des Sammelbehälters
18 unter den Füllkopf gebracht wird, erkennt man, daß die Schulter 9 sich von dem
Ring 10 trennt. Beim Einführen der Reinigungsmittel in der normalen Richtung der
Entleerung dar zu verpackenden Produkte können die Reinigungsmittel nicht nur im
Inneren der Muffe 4 strömen, sondern ebenfalls zwischen der Außenwand der Muffe
4 und der Innenwand des Körpers 1 und außerdem ganz um den Ring 10 herum. Es wird
insbesondere angemerkt, daß bei einer besonders vorteilhaften Ausfu1irungsform de
Nw 11 nicht genau die Form des Ringes annimmt,
sondern im Gegenteil
geneigte Ränder aufweist, die für einen Ausfluß zwischen dem Ring und dem Körper
des Yüllkopfes günstig sind, wenn der Ring nicht durch die Muffe zusammengedrückt
wird. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung beruht auf der Tatsache, daß alle Teile,
welche mit dem zu verpackenden Produkt in Berührung kommen können, dem Reinigunge-und/oder
Sterilisationsmittel unterworfen werden.
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Die Reinigung der Füllinaschine kann daher mit gewöhnlichen Reinigungsmitteln,
die normalerweise in Abfüllvorrichtungen nicht benutzt werden können, doh. verdünnte
Salpetersäure und verdünntes Soda, bewirkt werden.Diese Mittel werden nach einander
in Ausströmrichtung der zu verpackenden Flüssigkeit eingeführt. Wenn es erforderlich
ist, wie z.B. im Falle der Verpackung von Milch, kann sterilisiertes Wasser mit
einer Temperatur von 120°C, und einem Druck von 2 kg/cm² in der normalen Ausströmrichtung
der zu verpackenden Flüssigkeit geschickt werden. Dieses sterilisierte Wasser wird,
wie bereits oben beschrieben worden ist, alle Elemente bestreichen, die in Berührung
mit der zu verpackenden Flüssigkeit sein werden9 Es ist somit gewährleistet, daß
kein Schmutzelement in dem Füllkopf verbleibt.
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Wenn die Reinigung beendet ist, können der Ring 21 und der Sammelbehälter
18 entfernt werden, ohne daß die Bedienungsperson die Muffe 4 berührt, wobei die
vorher gereinigte und gegebenenfalls sterilisierte Muffe vollständig sauber bleibt
und automatisch in ihre Stellung zurückfällt unter der Wirkung ihres eigenen Gewichtes
und gegebenenfalls der Feder 12.
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In Fig. 4 ist eine abgewandelte Aueführungsfcrm gezeigt, bei welcher
die Roste in eine Buchse 22 eingeführt sind, die gegen den Körper 1 durch einen
Gewindering 23, der mit einem Gewinde 24 auf dem Körper 1 zusammenwirkt, in Stellung
gehalten wird.
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Die Roste werden durch eine Trommel 25 in Stellung gehalten,
welche
von axialen Öffnungen 26 durchbohrt ist und einen Vorsprung 27 entsprechend dem
Vorsprung 14 der ersten Ausführungsform aufweist. Bei dieser abgewnadelten Ausführungsform
sind die Roste nicht in einer beweglichen Muffe, welche direkt durch eine Querachse
gestoßen werden kann, enthalten.
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Es ist vielmehr erforderlich, unter den Rosten einen Kreuzzapfen 28
mit ausreichender Festigkeit vorzusehen, der von einem axialen Vorsprung 29 gestoßen
werden kann, welcher von einem Kreuzzapfen 30 getragen wird, der seinerseits an
der Wand eines rohrförmigen Sammelbehälters 31, der dem Sammelbehälters 18 der ersten
Ausführungsform entspricht, befestigt ist, In diesem Falle wird, wie im Pille der
oben beschriebenen Vorrichtung, beim Anbringen des Sammelbehälters die Kugel 3 von
ihrem Sitz zurückgestoßen, im vorliegenden Falle durch Zwischenschaltung des Stapels
folgender Elemente: Kreuzzapfen 28, Querstreben, Roste, Trommel mit dem Vorsprung
27.
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Gena@@@@ wie bei der vorher beschriebenen Vorrichtung wird der Kopf
bei einer Reinigung nicht ausseinandergenommen, sondern n bei einem Auswechseln
der Roste oder um einen Premdkörper, der durch die Reinigungsmittel nicht aufgelöst
werden kann, zu entf@@nen.
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Die obige Beschreibung ist für einen einzigen Füllkopf vorgenommen
worden Es versteht sich, daß der Abfüllungstank mit mehreren Köpfen parallel ausgerüstet
sein kann. Pür die Reinigung ist es daher möglich, entweder einen getrennten Sammelbehälter
für jeden Füllkopf oder einen einzigen Saemelbehälter, der ein gleichzeitiges Anheben
aller Ventile ermöglichst, vorzusehen.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie kann Abwandlungen und Modifikationen erfahren, welche dem Durchschnittsfachmann
geläufig sind.