DE3040880C2 - Behälterfüllorgan - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Behälterfüllorgan der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.

Bei Füllorganen dieser Xrt flitzt während des Füllvorganges Flüssigkeit so large in den Behälter, bis der Flüssigkeitspegel das untere Ende ies Rückluftrohres erreicht. Luft kann dann aus dem Behälter nicht mehr entweichen. Die Flüssigkeit steigt bei der üblichen gravimetrischen Füllung im Rückluftrohr noch ein gewisses Stück an, bis Druckgleichgewicht eintritt. Nun wird weiterer Flüssigkeitseintritt in die Flasche unterbrochen und der Füllvorgang ist beendet.

Bei den heutigen hohen Füllgeschwindigkeiten strömt die Flüssigkeit mit erheblicher Geschwindigkeit in den Behälter. Da sie häufig über größere Leitungslängen zuströmt und beim Füllstopp plötzlich angehalten wird, ergibt sich der bekannte Effekt des »Flüssigkeitsschlages«. Die im Rückluftrohr stehende Flüssigkeitssäule kommt dabei in Schwingungen und kann stoßartig mit großer Geschwindigkeit nach oben schießen.

Dieser Effekt ist unter Fachleuten gefürchtet und führt zu gravierenden Nachteilen. Am oberen Ende des Rückluftrohres austretende Flüssigkeit gelangt dort in den Rückluftraum b/w. das Luftventil und wird beim folgenden Vorspunnvorgnng in schädlicher Weise in den Behälter geblasen.

Fi'Jlorgane der eingangs genannten Art sind aus der DE-AS 22 51018 und der DE-OS 22 60 901 bekannt. Diesen bekannten Konstruktionen gemeinsam ist die Anordnung eines Rückluftrohres innerhalb eines zweiten Rohres, durch das Vorluft in den Behälter gegeben wird, wobei das Ruekluftrohr an seinem oberen Ende ,' durch-Öffnungen mit dem zweiten Rohrin Verbindung steht und am oberen Ende des zweiten Rohres eirrLuftyentil angeordnet ist. Bei dieser Konstruktion kann im Rückluftrohr aufsteigende Flüssigkeit aus dem Rückluftrohr in das zweite Rohr gelangen, ein weiteres Aufsteigen der Flüssigkeit aus dem zweiten Rohr in den darüber befindlichen Rückluftraum wird jedoch durch das Luftventil verhindert Die im zweiten Rohr befindliche Flüssigkeit wird beim Vorspannen in den Behälter geblasen, so daß trockene Vorluft mit diesen Konstruktionen nicht erreichbar ist

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Behälterfüllorgan der eingangs genannten Art zu schaffen, das trockenes Vorspannen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmaien des Kennzeichnungsteiles des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Flüssigkeitsstoßsperre ist gasdurchlässig und behindert somit die bestimmungsmäßige Funktion des Rückluftrohres nicht. Im Falle stoßartig im R^;ickluftrohr ansteigender Flüssigkeit wird diese jedoch abgefangen und am Ansteigen bis zur oberen Öffnung des Rückluftrohres gehindert. Der obere Öffnungsbereich des Rückluftrohres und die daran anschließende Lufträume bleiben somit frei von Flüssigkeit, so daß die Vorluft stets trocken bleiot.

Weiterhin vorteilhaft ist die Erfindung durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Der gegenüber dem unteren Rohrquerschnitt erweiterte Sperraum bewirkt beim Einströmen von Flüssigkeit aufgrund der Querschnitterweiterung eine Strömungsver-Iangsamung, die den Stoßeffekt abbaut.

Weiterhin vorteilhaft ist die Erfindung durch die Merkmale des Anspruches 3 gekennzeichnet Die düsenartige Ausbildung der Mündung sichert ein ruhiges Einströmen in den erweiterten Sperraum, so daß Verwirbelungen der Flüssigkeit und dadurch mögliche Spritzgefahr mit resultierendem Aufschnellen von Tropfen vermieden wird und somit das Ansteigen der Flüssigkeit wirksam auf den Höhenbereich des Sperraumes beschränkt wird. Ferner begünstigt diese Ausbildung das Abfließen der eingedrungenen Flüssigkeit aus dem Sperraum.

Schließlich ist die Erfindung vorteilhaft durch die Merkmale des Anspruches 4 gekennzeichnet. Bei mit besonders hohem Impuls aufsteigender Flüssigkeit ist ein direktes Durchschießen der Flüssigkeit auf geradem Wege durch den Sperraum zu befürchten. Dies wird mit der Prallplatte wirkungsvoll vermieden, die den direkten Durchgang durch den Sperraum verhindert.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch anhand einer Füllorgankonstruktion mit bewegtem Unterteil dargestellt.

Die dargestellte Füllorgankonstruktion entspricht in ihrer Grundkonstruktion derjenigen der DE-AS 28 08 345. Die erfindungsgemäßen Änderungen betref-

5Γ- fen lediglich das Ruekluftrohr und dessen Führungsbereich im Füllorgangehäuse. Die Grundkonstruktion sei zunächst erläutert.

Das dargestellte Füllorgan besteht aus einem am Füller fest montierten Oberteil 1 und einem Unterteil 2, die über Kolben 3 und Zylinder 4 höhenbeweglich miteinander verbunden sind. Der Zylinder 4 steht mit einem Rückluftraum 6 im Oberteil 1 in Verbindung. Am Unterteil 2 ist ein Dichtring 8 zum Abdichten einer Flasche 9 vorgesehen. Die Dichtkraft wird durch die Kolben/Zylinderanordnung 3, 4 aufgebracht, sobald die Flasche 9 und das Innere 4, 6 des Füllprganes miuVorluft bcauf-

Jsclilagt werden. Bei; geeigneter Ausbildung des Dich-

^Uingsbereiches 8 ist das FüJlorgan auch für Dosen etc.

verwendbar. Der Antrieb des Füllorganuntertciles 2 kann mechanisch durch Angriff an einem seitlichen An^ satz 10 erfolgen, wobei dann die Kolben/Zylinderanordnung 3,4 nur zum Aufbringen der Dichtkraft verwendet wird. Auf diese Weise läßt sich das Unterteil 2 in eine

Höhenlage außer Eingriff mit dem Behälter hochziehen und nach Behälterwechsel wieder zum Dichtungseingriff absenken.

Im Füllorganunterteil ist die gesamte Flüssigkeitsführung zum Füllen der Behälter vorgesehen. Flüssigkeit gelangt durch einen Einlauf 14 in eine Ventilkammer 15, in der ein höhenbewegücher Ventilkörper 16 an seiner Bodenfläche die Ventilkammer 15 gegen einen Flüssigkeitsauslauf 18 abdichtet. Der Ventilkörper 16 wird von außen mittels einer Welle 19 und eines Nockens 20 angetrieben.

Ein Rückluftrohr 26 durchsetzt Oberteil 1 und Unterteil 2 einschließlich des Ventilkörpers 16 und verbindet den Rückluftraum 6 mit dem Innenraum des abzufüllenden Behälters 9. Ein Antrieb für das Rückluftrohr 26 besteht aus einer Zahnstange 29 am Oberteil 26, die sich in Eingriff mit einem Ritzel 30 befindet, dessen Welle das Füllcrgangehäuse durchsetzt und über einen äußeren Hebel 31 von einem Mitnehmer 32 bewegt wird, der von nicht dargestellten Kurvenbahnen in üblicher Weise betätigt wird.

Über ein Kugelventil 38 steht der Rückluftraum 6 mit einem Gasvorratsraum, üblicherweise dem Gasraum des Fiüssigkeitsvorratskessels in Verbindung. Zum Einlassen «on Vorluft wird das Rückluftrohr 26 angehoben und öffnet mit einem oberen Ansatz 40 das Kugelventil. Anschließend wird es in die in der Figur dargestellte Füllstoppstellung gebracht, in der sein unteres Ende den Füllpegel im Behälter bestimmt.

Das Rückluftrohr 26 ist durchgängig offen. An seinem oberen Ende steht es mit dem Rückluftraum 6 durch Bohrungen 41 in Verbindung. Der Rückluftraum 6 ist an ein Entlastungsventil 43 angeschlossen, das das Innere des Rückluftrohres und durch das Rückluftrohr hindurch den Behälter nach abgeschlossenem Füllvorgang auf Atmosphärendruck entspannt.

Die Einzelheiten der oben beschriebenen Grundkonstruktion sind in der DE-AS 28 08 345 näher beschrieben.

In der in der Figur dargestellten Füllstoppstellung muß das Innere des Behälters 9 gegenüber dem Rückluftraum 6 derart abgedichtet sein, daß die einzige Verbindung zwischen diesen Räumen durch das Rückluftrohr 26 gegeben ist. Aus diesem Grunde ist eine Schiebedichtung vorgesehen, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Verdickung 50 am Rückluftrohr besteht, die mit einem O-Ring 51 das Rückluftrohr in dei dargestellten Stellung in einer Bohrung 52 des Unterteiles 2 abdichtet.

Durch den Ruckluftr.->hrantrieb 29, 30 läßt sich die Verdickung 50 wahlweise nach oben oder nach unten aus der verhältnismäßig kurzen Bohrung 52 herausgebewegen. In diesen nicht dargestellten Höhenstellungen des Rückluftrohres 26 besteht dann, wie die Figur zeigt, außen herum um das Rückluftrohr eine Verbindung zwischen dem Rückluftraum 6 und dem Behälterinneien 9. An die Bohrung 52 anschließende Bohrungsteile im Füllorganunterteil 2 sowie eine Bohrung im Ventilkörper 16 umgeben das Rückluftrohr im Abstand und sichern die beschriebene äußere Verbindung.

Die zeichnerische Darstellung ist schematisch auf das !(Notwendige beschränkt Der zeichnerischen Einfachheit halber sind daher Schiebeführungselemente weggelassen, die das Rückluftrohr 26 in seiner axialen Lage halten, auch wenn-dessen Verdickung 50 sich außer Eingriff mit der Bohrung 52 des Füllorganunterteiles 2 befindet.

Die Verdickung 50 und die Bohrung 52 sind an ihren Enden mit aus der Figur ersichtlichen Abschrägungen versehen, die das zerstörungsfreie Einführen in den Dichtung:bereich gewährleisten.

Wie aus der Figur ersichtlich, befindet sich die Verdikkung 50 mit ihrem O-Ring 51 über einen gewissen ".öhenbereich in dichtendem Eingriff mit der Bohrung 52. In diesem Dichtungshöhenbereich des Rückluftrohres 26 kann dessen unteres Ende durch entsprechende Steuerung seines Antriebes 29, 30 eingestellt werden, um den gewünschten Füllpegel im Behälter 9 nach Wunsch zu justieren.

Der O-Ring 51 kann auch in der Bohrung 52 angeordnet sein und auf dem glatten zylindrischen Teil der Verdickung 50 abdichten. Der Dichtungshöhenbereich wird dann jeweils begrenzt durch die Länge des glatten Dichtungsteiles, im dargestellten Falle also durch die Länge der Bohrung 52.

In der dargestellten Füllstoppstetlung des Rückluftrohres 26 ist der Rückluftraum 6 gegenüber dem Innenraum des Behälters 9 abgedichtet. In dieser Stellung wird der Behälter 9 gefüllt, bis der : jllpegel das untere Ende des Rückluftrohres 26 erreicht unc' dann in diesem bis zu einer Höhe aufsteigt, die etwas unterhalb des Füllpegels des angeschlossenen Flüssigkeitsvorrates liegt Der Pegel im Rückluftrohr 26 kann dann beispielsweise i . Höhe des unteren Endes des Zahnstangenteiles 29 liegen. Anschließend wird das Rückluftrohr hochgezogen und damit im Schiebedichtungsbereich 50,52 eine äußere Verbindung zwischen dem Rückluftraum 6 und dem Innenraum des Behälters 9 gebildet. Das obere Ende des Rückluftrohres steht nun mit seinem unteren Ende in äußerer Verbindung, so daß die Flüssigkeitssäule im Rückluftrohr ruhig nach unten in den Behälter ausläuft Nun kann mit dem Entlastungsventil 43 der Behälterinnenraum und das Füllorganinnere auf Atmosphärendruck entspannt werden, ohne daß dabei die Flüssigkeit im Behälter beunruhigt wird oder im Rückluftrohr noch hängende Tropfen nach oben mitgerissen werden. Letzteres wird dadurch verhindert, daß die Entlastung aus dem Kopfraum des Behälters 9 nicht nur du^rch das Rückluftrohr, sondern zusätzlich auch durch die äußere Verbindung erfolgt.

Es wird nun das Füllorganunterteil 2 vom gefüllten Behälter abgezogen und auf den nächsten noch leeren Behälter aufgesetzt. Nun wird in der eben beschriebenen Weise Vorluft gegeben. Dabei öffnet das Rückluftrohr in oberster Hubstellung mit dem Ansatz 40 das Vorluftkugelventil 38. In dieser Höhenlage befindet sich die Schiebedichtung 50, 52 außer Eingriff. Die Vorluft strömt also nicht nur durch das Rückluftrohr 26, sondern auch durch die äußere Verbindung in den Behälter. Dadurch ist die gedrosselte Gasströmungsgeschwindigkeit im Rückluftrohr 26 so niedrig, daß in diesem etwa anhängende Tropfen nicht nach unten mitgerissen werden.

Es ergibt sich also eine außerordentlich trockene Vorluft.

Anschließend wird das Rückluftrohr wiederum in die in der Figur dargestellte Füllstoppstellung abgesenkt. Wie aus der Figu" ersichtlich, kann die Schiebedichtung 50, 52 zu hier nicht dargestellten Zwecken auch durch Absenken des Rücklüftrohres außer Eingriff gebracht werden.

Sollen Vorluft und Rücklüft völlig getrennt werden, so muß beim Vorluftgeben das Rückluftrohr versperrt werden. Dies kann ijvder Vorlufthubstellung des Rückluftrohres durch nicht dargestellte Dichtungsmittel geschehen, die dann die oberen Bohrungen 41 des Rückluftrohres verschließen.

Beim Füllstopp durch das Rückluftrohr 26 können sich aufgrund der abzubremsenden kinetischen Energie der durch den Einlauf 14 zuströmenden Flüssigkeit Druckstöße ergeben, die die Flüssigkeitssäule im Rückluftrohr 26 stoßartig nach oben bis in den Rückluftraum 6 treiben. Die Flüssigkeit würde dort stören und insbesondere zu nasser Vorluft führen. Um dies zu verhindern, ist am oberen Ende des Rückluftrohres 26 eine Flüssigkeitsstoßsperre vorgesehen. Diese besitzt einen Sperraum 60, dessen Durchmesser gegenüber dem Durchmesser des Rückluftrohres 26 erweitert ist. Der Obergang zwischen dem Sperraum 60 und der Rückluftrohrbohrung erfolgt in einem Konus 61, der hier ein ruhiges Einströmen der von unten stoßarlig aufsteigenden Flüssigkeit ergibt und für eine abbremsende stetige is Querschnittserweiterung sorgt.

Besonders schnelle Flüssigkeitsstöße können dazu führen, daß Tropfen in Verlängerung der Rückluftrohrbohrung nach oben schießen und durch die Bohrungen 41 austreten. Um dies zu verhindern, ist der gerade Weg aus der Rückluftrohrbohrung zu den Bohrungen 41 mit einer querstehenden Prallplatte 62 versperrt, die solche Tropfen auffängt, den Gasdurchgang jedoch nicht versperrt.

Die dargestellte Schiebedichtung des Rückluftrohres 26 sowie die Flüssigkeitsstoßsperre 60 können gegenüber der dargestellten Ausführungsform variiert werden. Insbesondere können sie auch in anderen als der dargestellten Füllorgangrundkonstruktion verwendet werden, bei denen beispielsweise Füllorganoberteil 1 und -unterteil 2 einstückig ausgebildet sind. Ferner kann die Schiebedichtung 50,52 auch ohne die Stoßsperre 60 verwendet werden und umgekehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

50

65

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Behälterfüllorgan für Getränke mit einem Rückluftrohr, dessen offenes unteres Ende in Füllstoppstellung bis zum Füllpegel in den Behälter ragt und dessen oberes Ende in einem Rückluftraum des Füllorganes mündet, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des maximalen statischen Flüssigkeitsstandes im Rückluftrohr (26) und unterhalb dessen Auslaß (Bohrungen 41) am oberen Ende eine gasdurchgängige Flüssigkeitsstoßsperre (60, 61, 62, 41) vorgesehen ist

2. Füliorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Sperre einen im Rohrinnenquerschnitt erweiterten Sperraum (60) aufweist

3. Füllorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückluftrohr (26) an den Sperraum (60) mit einer im wesentlichen düsenartig sich erweiternden Mündung (61) anschließt

4. Füllorgüa nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß im Sperraum (60) eine Prallplatte (62) im wesentlichen querstehend angeordnet ist, die den geradlinigen Durchgang aus der Mündung (61) in oberhalb weiterführende Gaskanäle (Bohrungen 41) versperrt.