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Dosiereinrichtung für eine Maschine zum portionsweisen
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Abfüllen von Flüssigkeiten, insbesondere Getränken Die Erfindung betrifft
eine Dosiereinrichtung für eine Maschine zum portionsweisen Abfüllen von Flüssigkeiten,
insbesondere von heiß abzufüllenden Getränken, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1, die eine über eine Zuführleitung von einem Flüssigkeitsvorrat mit der abzufüllenden
Flüssigkeit versorgte Dosierpumpe sowie ein Füllventil besitzt, dem mittels der
Dosierpumpe dosierte Flüssigkeit portionsweise über eine Leitn zugeführt wird Bei
einer bekannten Dosiereinrichtung dieser Art, die zum Heißabfüllen von Getränken
in Portionspackungen dient, wird das heiß von einem Vorrat zugeführte Getränk
von
einer als Kolbenpumpe ausgebildeten Dosierpumpe angesaugt und dann über eine sich
von der Dosierpumpe zu einem Füllventil hin erstreckende Leitung dem Füllventil
zugeführt und dort taktgleich mit den Arbeitshüben der Dosierpumpe abgefüllt.
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Dosiereinrichtungen zum Abfüllen von Getränken müssen naturgemäß nach
jedem Abfüllbetrieb intensiv gereinigt und bis zur Wiederaufnahme des Abfüllbetriebes
mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt bleiben. Bei einer erneuten Aufnahme des Abfüllbetriebes
muß mithin zunächst die Reinigungsflüssigkeit abgelassen und dann das System mit
der abzufüllenden Flüssigkeit gefüllt werden. Infolge dabei auftretender Lufteinschlüsse
müssen eine mehr oder weniger große Anzahl Dosierhübe gefahren werden, bis das System
vollständig mit dem abzufüllenden Getränk gefüllt ist und die je Arbeitstakt der
Dosierpumpe anfallende Portionsmenge dem geforderten Sollwert entsprechend dosiert
ist. Da bei der bekannten Dosiereinrichtlng die bei der Aufnahme des Abfüllbetriebes
zunächst anfallenden Teilportionen abgelassen werden müssen, ist jede Inbetriebnahme
der Einrichtung mit erheblichen Getränkeverlusten verbunden. Dies ist unbefriedigend.
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Unbefriedigend ist aber auch, daß bei unvermeidbaren Bet riebsun tcrbrechunyen
, sei es infolge Betriebsstöl-t-tnge oder aber bei formalen Arbeitspausen, die während
derartiger ,nterbrechùngen in der Dosiereinrichtuny vebleibenden Getränkemengen
unter die vorbestimmte Abfülltemperatur abkühlen und ebenfalls abgelassen werden
müssen, bevor die vorbestimmte Abfülltemperatur wieder erreicht ist und demgemäß
wieder in Getränkebehälter abgefüllt werden darf. Demgemäß treten auch bei derartigen
Betriebsunterbrechungen
erheblich Getränkeverluste auf.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher in einer Verbesserung
der vorbekannten Dosiereinrichtung, um einerseits die bei der bekannten Einrichtung
jeweils bei der Aufnahme des Abfüllbetriebes auftretenden Getränkeverluste zu vermeiden
und andererseits eine schnellere Inbetriebnahme zu ermöglichen, sei es zu Beginn
des Abfüllbetriebes oder nach Betriebsunterbrechungen.
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Diese Aufgabe ist bei einer Dosiereinrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich vom Füllventil eine
Rückführleitung zu dem Flüssigkeitsvorrat hin erstreckt und daß das Füllventil auf
Durchlauf zu der Rückführleitung umschaltbar ist.
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Angesichts dieser Ausbildung der Dosiereinrichtuncj geliegt es bei
der Aufnahme des Abfüllbetriebes nach dcm Ablassen der Reinigungsflüssigkeit,die
abzufüllende Flüssigkeit im Kreislauf über das Füllventil und die sich von diesem
zu dem Flüssigkeitsvorrat hin erstreckende Rückführleitung zu führen, bis alle im
System auftretenden Luftansammlungen beseitigt sind und die Dosierpumpe den geforderten
Sollwerten entsprechend dosierte Portionen je Arbeitshub an das Füllventil liefert.
Wenn nach einem derartigen Frelslauf das Füllventil auf Abfüllen umgeschaltet Will,
werden somit vom Beginn des Abfüllvorganges an genau dosierte Portionsmengen abgefüllt
und jegliche Verluste an abzufüllender Flüssigkeit vermieden. Für heiß abzufüllende
Flüssigkeiten,
wie Getränke, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das Füllventil in Abhängigkeit
von der Temperatur der von der Dosierpumpe zugeführten Flüssigkeit vom Durchlauf
zu der zu dem Flüssiykeitsvorrat zurückführenden Rückführleitung auf Abfüllbetrieb
umschaltbar ist. Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist demgemäß das Füllventil
mit einem Thermofühler zum Auslösen eines Umschaltvorganges von Durchlau auf Abfüllen
ausgerüstet.
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Infolge des Umschaltens des Füllventils vom Durchlauf zu der Rückführleitung
auf Abfüllbetrieb in Abhängigkeit von der. Temperatur der von der Dosierpumpe zugeführten
Flüssigkeit gelingt es, unter Vermeidung jedweder Geträn verluste den Abfüllbetrieb
nach Betriebsunterbrechungen wieder unverzüglich aufzunehmen, ohne daß es zu Abfüllung
nter der vorbestimmten Abfülltemperatur kommt. Wenn die Umschaltung von Durchlauf
auf Abfüllbetrieb durch einen dem Füllventil zugeordneten. Thermofühler ausgelöst
wird, gelingt die selbsttätige Wiederaufnahme des Abfüllbetriebes nach Betriebsunterbrechungen.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgung der Dosier-Pumpe mit der abzufüllenden Flüssigkeit über ein selh-t
iimschaltendes Dreiwegeventil erfolgt, cias mit der Dcsies EnA @ über eine Saug-
Druckleitung verbunden ist und letztere beim Ansaugen der Dosierpumpe auf die vom
Flüssigkeitsvorrat kommende Zuführleitung schaltet, hingegen beim Druckhub der Doslerpumpe
auf eine sich von diesem Ventil zu dem Füllventil hin erstreckende Leitung Kennzeichnend
für diese Ausgestaltung ist mithin, daß sich zwischen dem qenannten Dreiwegeventil
und
der Dosierpumpe lediglich eine Leitung ersreckt, über welche die von dem Flüssigkeitsvorrat
kommende Flüssigkeit beim Saughub der Dosierpumpe angesauyt und bein Druckhub über
das Dreiwegentil und die sich daran anschließende, zum Füllventil hin erstreckende
Leitung zum Füllventil gefördert wird.
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Anhand der beigefügten Zeichnung sollen nachstehend zwei Ausführungsformen-
der Erfindung erläutert werden.
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In schematischen Ansichten zeigen: das Schaltschema einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung, bei der die von einem Vorrat kommende Zufiihrleitung
über ein nicht weiter interessierendes Absperrventil unmittelbar in die Dosierpumpe
einmündet und sich von der Dosierpumpe eine Leitung zu dem Dosierventil hin erstreckt
untl Fig. 2 eine alternative Ausführungsform, bei der die Dosierpumpe über eine
Saug- und Druckleitung mit einem Dreiwegeventil verbunden und bei; Saughub auf eine
von dem Flüssigkeitsvorrat zu dem Dreiwegeventil hinführende Zuführleitung schaltbar
ist, hingegen beim Druckhub auf eine sich zu dem Füliventil hin erstiecken de Leitung.
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Bei der in Fig. 1 veranschalichten Ausführungsform der Dosiereinrichtung
10 wird die vc>n einen nicht weitet rgestellten Flüssigkeitsvorrat kommende Flüssigkeit
in Richtung des Pfeils 11 über eine Leitung 12, ein Absperrventil 18 und eine wietere
Leitung 14 der Dosierpumpe 15
ugeführt und beim Saughub des Kolbens
16 dieser Pumpe in den Pumpenzylinder 17 hineingesaugt. Vom Pumpenzylinder erstreckt
sich eine weitere Leitung 18 zu einem Dosierventil 20, über die beim Druckhub des
Kolbens 16 der Dosierpumpe 15 die im Pumpenzylinder 17 auf genommene Portionsmenge
zum Dosierventil 20 gefördert und im normalen Füllbetrieb über einen sich nach unten
vom Dosierventil forterstreckenden Auslauf 21 in Richtung des Pfeils 22 in die zu
füllenden Behältnisse abgegeben wird. Im Bereich der Einmündung der von de Absperrventil
18 kommenden Leitung in den Pumpenzylinder 17 ist ein beim Druckhub des Kolbens
16 der Dosierpumpe schließencies Ventil angeordnet und ein entsprechendes Ventil
befindet sirh ini Anschlußbereich der sich zu Füllventil 20 hir. erstreckenden Leitung
18, das beiw. Saughub des Kolbens 16 der Dosierpumpe geschlossen ist und während
des Druckhubes einen Strömungsweg von Pumpenzylinder 17 zu oer zu rJem Füllventil
20 hinführenden Leitung 18 freigibt.
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Das Füllventil 20 ist als Dreiwegentil ausgebildet und im normalen
Abfülltrieb auf Durchgang zwischen der von der Dosierpumpe 15 ankommenden Leitung
18 und den1 Auslauf 21 geschaltet. Ein während des normalen Abfüll-Vorganges geschlossener
Strömungsweg führt zu einer sich vom Füllventil 20 forterstreckenden Rücklaufleitung
23, die zu derr. nicht weiter dargestellten Flüssigkeitsvorrat führt. Die Betätigung
des im Füllventil enthalteten Dreiwegeventils erfolgt entweder von Hand oder über
ein nicht weiter dargestelltes Betätigungsorgan in Abhängigkeit von einem dem Füllventil
zugeordneten Thermofühler 24.
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Mittels der veranschaulischen Dosiereinrichtung 10 werder.
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Getränke im heißen Zustand in jeweils vorbestimmten
Portionsmenger
in Getränkebehälter, etwa Getränkebeutc- 1, abgefüllt. Derartige Dosiereinrichtungen
müssen nach jedem Abfüllvorgang intensiv gereinigt und bis zur Wiederaufnahme des
Abfüllbetriebes mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt bleiben. Demgemäß muß vor Beginn
des Abfüllbetriebes die Reinigungsflüssigkeit abgelassen werden. Wenn danach das
von Hand oder in sonstiger Weise betätigbare Absperrventil 13 geöffnet wird, saugt
die Dosierpumpe 15 über die Leitung 14 von dem nicht dargestellten Flüssigkeitsvorrat
kommende Flüssigkeit an und förcler' diese beim Druckhub über die Leitung; 18 zum
Füllventil 20. Das in das Füllventil integrierte Dreiweqeventil steht dann auf Durchlauf
von der sich zwischen der Dosierpumpe 15 und dem Füllventil erstreckerden Leitung
18 zu der Rücklaufleitung 23 und mithin wird in dieser Betriebsphase die über die
Dosierpumpe gefördete Flüssigkeit im Kreislauf gemäß Pfeil 25 zu dem Flüssigkeitsvorrat
zurückgeführt.
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Nach-dem infolge dieses Flüssigkeitskreislaufs etwaige Lufteinschlüsse
im System beseitigt sind urd die aus Gründen der Sterilität geforderte Temperatur
am Füllventil 20 erreicht ist, wird das Dreiwegeventil im Füllventil umgeschaltet,
also der Strömungsweg zu der Rücklaufleitung 23 abgesperrt und ein Strömungsweg
zum Auslauf 21 des Füllventils freigegeben. Damit beyi der Füllvorgang, bei dem
bei jedem Arbeitshub der Dosierpumpe 15 jeweils eine präzise dosierte Portionsmenge
des abzuüllenden Getränks auf der vorbestimmten Abfüllthemperatur dem Füllventil
20 zugeführt und von diesem in die in hier nicht weiter interessäerender Weise unter
dem Auslauf des Füllventils taktgleich mit der Arbeitweise
der
Dosierpumpe zugeführten Behälter abgegeben.
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wird.
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Im Falle von Betriebsunterbrechungen, beispielsweise bei auftretenden
Störungen oder während der normalen Arbeitspausen, fällt die Temperatur der abzufüllenden
Flüssigkeit in den Leitungen und am Füllventil 20 unter die geforderte Abfülltemperatur
ab. Demgemäß schaltet bei einer derartigen Betriebsunterbrechung in Abhängigkeit
von einer Signalgebung des dem Füllventil zugeordneten Thermofühlers 24 das Dreiwegeventil
des Füllventils um und sperrt unter gleichzeitiger Freigabe der Rücklaufleitung
23 den Auslauf 21 des Füllventils.
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Wenn unun der Abfüllbetrieb wiederaufgenommen wird, findet ebenfalls
sc-lange ein Kreislauf der von dei Dosierpumpe 15 geförderten Flüssigkeit über die
Rücklaufleitung 23 zu dem nicht dargestellten Flüssigkeitsvorrat zurück statt, bis
am Füllventil 20 die geforderte Abfülltemperatur sich wieder eingestellt hat, was
eine Umschaltung des im Füllventil integrierten Dreiwegeventils und damit eine Absperrung
der Rücklauf leitung 23 und eine Freigabe des Auslauf 21 des Füllventils zur Folge
hat.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2, in die für gleiche Teile wie in Fig.
1 die gleichen Bezugszeichen eingetragen sind, zur Unterscheidung jedoch um 100
erhöht, unterscheidet sich von jei Ausführungsform nach Fig. 1 dadurch, daß in das
Absperrventil 113 ein in Abhängigkeit vom Saug-und Druckhub der der Dosierpumpe
115 selbsttätig schaltendes Dreiwegeventil integriert ist.
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Ober eine sich zwischen diesem Ventil und der bosierpumpe erstreckende
Saug- Druckleitung 114 saugt die Dosierpumpe beim Arbeitstakt des Pumpenkolben 116
aus der Zuführleitung 112 die zu dosierende Flüssigkeit an, worauf beim Druckhub
der Dosierpumpe das Ventil den Strömungsweg zu der Zuführleitung 112 absperrt und
einen Abströmweg zu einer sich an das Ventil 114 anschließenden Leitung 118 freigibt,
die sich in gleicher Weise zum Füllventil 120 erstreckt, wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 die von; Zylinder 1 der Dosierpumpe 15 abgehende Leitung 18. Im übrigen
unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig. 2 nicht von der Ausführungsform
nach Fig. 1, so daß auch bei dieser Ausführungsform zu Beginn des Abfüllvorgariyes
die von der Dosierpumpe 115 gefördete Flüssigkeit zunächst im Kreislauf über die
Rückführleitung 123 zu einer ri'L'bt dargestellten Flüssigkeitsquelle zurückgefördet
wird, bis das im Füllventil 120 integrierte Dreiwegeventil die Rücklaufleitung absperrt
und den Ablauf 121 des FuSI-ventils freigibt.
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- L e e r s e i t e -