DE29605261U1

DE29605261U1 - Füllmaschine

Info

Publication number: DE29605261U1
Application number: DE29605261U
Authority: DE
Original assignee: Krones AG; Krones AG Hermann Kronseder Maschinenfabrik
Current assignee: Krones AG
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2006-03-22

Description

KRONES AG pat-wia/690-DE

Hermann Kronseder 12. März 1996

Maschinenfabrik
93068 Neutraubling

Füllmaschine

Beschreibung

Die Neuerung betrifft eine Füllmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Füllmaschinen für die Abfüllung von sauerstoffempfindlichen Getränken, wie z.B. Bier, ist es bekannt, die Gefäße vor dem Einleiten des Getränks zu evakuieren, um den schädlichen Sauerstoffanteil zu reduzieren. Zu diesem Zweck sind derartige Füllmaschinen mit einer Vakuumpumpe verbunden. Gebräuchlich sind Flüssigkeitsring-Vakuumpumpen mit einem Flügelrad, das in einem teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Gehäuse exzentrisch gelagert ist. Durch die Schleuderwirkung des rotierenden Flügelrades bildet sich ein konzentrisch zur Gehäuseachse rotierender Flüssigkeitsring, der sich an der Gehäuseinnenwand anschmiegt. Dieser Flüssigkeitsring, die Nabe des Flügelrades und seine Flügel bilden Kammern, die sich aufgrund der exzentrischen Lagerung des Flügelrades in Drehrichtung zunächst erweitern und dann wieder verengen. Durch Raumvergrößerung entsteht ein Unterdruck mit großer

Saugwirkung, der die Luft aus der Füllmaschine durch eine Saugöffnung der Pumpe ansaugt. Durch die Kammerverengung bei weiterem Umlauf wird die Luft verdichtet und durch einen Druckschlitz der Pumpe verdrängt. Die zum Antrieb des Flügelrades aufzuwendende Energie wird über die Betriebsflüssigkeit - in Normalfall Wasser - an das zu verdichtende Gas weitergegeben, wobei sich die Betriebsflüssigkeit erwärmt. Ein Teil der den Ring bildenden Betriebsflüssigkeit wird während des Pumpprozesses mit dem verdichteten Gas durch den Druckschlitz ausgestoßen. Hiermit wird auch der größte Teil der bei der Luftverdichtung entstehenden Wärme abgeführt. Der Pumpe muß deshalb stets von neuem Betriebsflüssigkeit zugeführt werden. Die Menge der Betriebsflüssigkeit im Ring und ihre Temperatur werden hierdurch nahezu konstant gehalten. Nachteiligerweise bleibt bei dieser Kühlmethode die Abwärme ungenutzt und eine nicht unbeträchtliche Menge der Betriebsflüssigkeit geht verloren und muß laufend ersetzt werden.

Demzufolge liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, demgegenüber eine Verbesserung herbeizuführen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Lösung wird der Umstand genutzt, daß in vielen Fällen die Füllguttemperatur geringer ist als die Temperatur der aus der Vakuumpumpe austretenden Betriebsflüssigkeit. Da die von der Betriebsflüssigkeit abzuführende Wärmemenge von einem verhältnismäßig großen Füllgutstrom aufgenommen wird, erhöht sich die Füllguttemperatur nur unwesentlich.

Vorteilhafterweise ist durch die neuerungsgemäße Maßnahme eine erhebliche Reduzierung des

Betriebsflüssigkeitsverbrauches möglich, ohne ein Kühlaggregat mit einem separaten Kühlmittelkreislauf einsetzen zu müssen, da als Kühlmittel das vorhandene Füllgut genutzt wird. Es genügt statt dessen ein Wärmetauscher, der zum einen vom kühlen Füllgut auf dem Weg zur Füllmaschine und zum anderen von der erwärmten Betriebsflüssigkeit der Vakuumpumpe durchströmt wird. Günstigerweise wird zwischen der Vakuumpumpe und dem Wärmetauscher ein Abscheider angeordnet, der das aus der Vakuumpumpe austretende Luft-Betriebsflüssigkeitsgemisch trennt und die Luft an die Atmosphäre abführt, so daß der Wärmetauscher nur noch von der Betriebsflüssigkeit passiert wird. Die abgekühlte Betriebsflüssigkeit kann erneut der Vakuumpumpe zugeführt werden oder in den Abscheider zurückfließen, der dann als Umlaufbehälter dient und über einen zweiten, unter dem Flüssigkeitsspiegel des Abscheiders liegenden Anschluß mit der Vakuumpumpe in Verbindung steht. Auf diese Weise entsteht ein geschlossener Flüssigkeitskreislauf. Um jedoch Verdunstungsverluste ausgleichen zu können und eine im Laufe der Zeit zunehmende Verunreinigung der Betriebsflüssigkeit durch von der Vakuumpumpe angesaugte Füllgutreste, z.B. Bierschaum, zu vermeiden, ist es von Vorteil, einen Anschluß zur Zudosierung von frischer Betriebsflüssigkeit vorzusehen. Durch einen Überlauf im Umlaufbehälter ist eine Volumenzunahme der Betriebsflüssigkeit infolge der zugeführten Frischflüssigkeit vermeidbar. Die Zudosierung von frischer Betriebsflüssigkeit kann auf ein notwendiges Minimum geschränkt werden, da die Frischflüssigkeit nicht

zur Kühlung gebraucht wird. Es besteht die Möglichkeit, die Zudosierung der frischen Betriebsflüssigkeit intervallweise oder kontinuierlich vorzunehmen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der Figur beschrieben.

Die Füllmaschine 1 besitzt einen Drehverteiler 10, der über eine Ansaugleitung 8 mit einer Flüssigkeitsring-Vakuumpumpe

2 in Verbindung steht. Außerdem ist an dem Drehverteiler eine Getränkezulaufleitung 11 angeschlossen, die mit einem Wärmetauscher 4 verbunden ist. Der Wärmetauscher 4 ist in eine Umlaufleitung 12 integriert. Diese Umlaufleitung 12 ist am unteren Bereich eines Umlaufbehälters 3 angeschlossen und führt zu einer Umlaufpumpe 5 mit einem nachgeordneten Entleerungsventil 6 und einem Schmutzfänger 7. Vom Schmutzfänger führt die Umlaufleitung 12 zum genannten Wärmetauscher 4, um nach diesem wieder in den Umlaufbehälter

3 einzumünden, der mittels einer Abluftleitung 9 und einer Flüssigkeitsleitung 13 mit der Vakuumpumpe 12 verbunden ist und eine Abluftöffnung 18 besitzt. In die Flüssigkeitsleitung 13 mündet über ein Steuerventil 14 und einen Kugelhahn 17 eine Frischflüssigkeitszuleitung 15 ein. Überschüssige Betriebsflüssigkeit (Wasser) wird durch einen Überlauf 16 aus dem Umlaufbehälter 3 abgeführt. Im Umlaufbehälter sind zwei höhenmäßig versetzte Niveausonden LSI und LS2 vorhanden, wobei die Sonde LSI über und LS2 unter der Überlauföffnung angeordnet ist. Vor der

Umlaufpumpe 5 ist in der Umlaufleitung 12 ein Sicherheitsfühler LS3 angeordnet. Seine Aufgabe besteht darin, die Pumpe vor Trockenlauf zu schützen.

Durch Öffnen des Steuerventils 14 wird der UmIaufbehälter 3 vor Betriebsbeginn mit Wasser gefüllt, wobei der Durchfluß mit einem Kugelhahn 17 einstellbar ist. Wenn die Sonden LS3 und LS2 belegt sind, laufen die Vakuumpumpe 2 und die Umwälzpumpe 5 an. Gleichzeitig wird das Steuerventil 14 geöffnet, so daß die mit dem Kugelhahn 17 manuell eingestellte Wasserzulaufmenge kontinuierlich der Vakuumpumpe 2 und dem Umlaufbehälter 3 zugeführt wird. Sobald das Wasserniveau im Umlaufbehälter bis zur Überlauföffnung angestiegen ist, wird das überschüssige Wasser durch den Überlauf 16 abgeleitet. Dadurch findet eine ständige Erneuerung des Wassers statt, was aus hygienischen Gründen notwendig ist. Im Vergleich zur bisher ausschließlich mit verlorenem Wasser üblichen Kühlung ist der Verbrauch jedoch minimal.

Die Förderleistung der Umwälzpumpe 5 kann so eingestellt werden, daß das als Betriebsflüssigkeit verwendete Wasser nach dem Passieren des Wärmetauschers und/oder im Umlaufbehälter eine vorgebbare Temperatur besitzt. Einem Anwendungsfall zufolge kann das Wasser eine Vorlauftemperatur zum Wärmetauscher von 30 Grad Celsius und eine Rücklauftemperatur nach dem Wärmetauscher von 16 Grad aufweisen, wobei das den Wärmetauscher passierende Füllgut um 1 Grad Kelvin, z.B. von 15 Grad Celsius auf 16 Grad Celsius, erwärmt wird. Es kann erforderlichenfalls eine temperaturabhängige Pumpen- oder Drosselregelung des in der

Umlaufleitung 12 zirkulierenden Wasserstroms durchgeführt werden. Ggf. kann auch die Füllguttemperatur nach dem Wärmetauscher 4 kontrolliert werden, um eine zu hohe Erwärmung des Füllguts in bestimmten BetriebsSituationen (Füllerstop) durch eine Reduzierung der umgewälzten Wassermenge zu vermeiden.

Claims

KRONES AG pat-wm/690-DE Hermann Kronseder 12. März 1996 Maschinenfabrik 93068 Neutraubling Füllmaschine Schutzansprüche

1. Füllmaschine zum Abfüllen von Getränken oder dgl., in Gefäße, insbesondere Flaschen oder Dosen, mit einer zugeordneten, mit einer Betriebsflüssigkeit arbeitenden Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Füllmaschine (1) führenden Getränkezulaufleitung (11) ein Wärmetauscher (4) angeordnet ist und die Betriebsflüssigkeit der Vakuumpumpe (2) dem Wärmetauscher (4) zur Abkühlung zugeführt wird.

2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsflüssigkeit der Vakuumpumpe (2) kontinuierlich durch den Wärmetauscher (4) gefördert wird, insbesondere mittels einer Pumpe (5).

3. Füllmaschine nach Anspruch 1 oder 2_r dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsflüssigkeit nach dem Passieren des Wärmetauschers (4) zur Vakuumpumpe (2) oder einem dieser zugeordneten Behälter (3) zurückgeführt wird.

4. Füllmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vakuumpumpe (2) ein Umlaufbehälter (3) für die Betriebsflüssigkeit zugeordnet ist, aus dem mittels einer Umlaufpumpe (5) Betriebsflüssigkeit entnommen, dem Wärmetauscher (4) zugeführt und danach in den Umlaufbehälter (3) zurückgeleitet wird.

5. Füllmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kreislauf der Betriebsflüssigkeit frische Betriebsflüssigkeit einspeisbar und aus dem Kreislauf gebrauchte Betriebsflüssigkeit ablaßbar ist, insbesondere durch ein Steuerventil (14) und einen Überlauf (16) im Umlaufbehälter (3).

6. Füllmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß kontinuierlich oder intervallweise frische Betriebsflüssigkeit zudosierbar ist.

7. Füllmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzleistung des Betriebsflüssigkeitskreises veränderbar ist, vorzugsweise durch eine Beeinflussung der Pumpe, insbesondere temperaturabhängig.

8· Füllmaschine nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Betriebsflüssigkeitskreis ein Schmutzfänger (7) und ein Entleerungsventil (6) angeordnet ist.

9. Füllmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Umlaufbehälter (3) wenigstens eine Niveausonde (LSI, LS2) angeordnet ist.