DE3343134C2 - Dosiereinrichtung zum portionsweisen Abfüllen von heiß abzufüllenden Flüssigkeiten, insbesondere Getränken - Google Patents

Abstract

Die Dosiereinrichtung ist insbesondere zum portionsweisen Abfüllen heiß abzufüllender Getränke bestimmt und besitzt eine über eine Zuführleitung von einem Flüssigkeitsvorrat mit der abzufüllenden Flüssigkeit versorgte Dosierpumpe sowie ein Füllventil, dem die mittels der Dosierpumpe dosierte Flüssigkeit portionsweise über eine Leitung zugeführt wird. Vom Füllventil erstreckt sich eine Rückführleitung zu dem Flüssigkeitsvorrat und das Füllventil ist in Abhängigkeit von bestimmten Betriebszuständen oder von Hand vom Abfüllbetrieb auf Durchlauf zu der Rückführleitung umschaltbar.

Description

nehmen, ohne daß es zu Abfüllungen unter der vorbestimmten Abfülltemperatur kommt Wenn die Umschaltung von Durchlauf auf Abfüllbetrieb durch einen dem Füllventil zugeordneten Thermofühler ausgelöst wird, gelingt die selbsttätige Wiederaufnahme des Abfüllbetriebs nach Betriebsunterbrechungen.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung der Dosierpumpe mit der abzufüllenden Flüssigkeit über «in selbst umschaltendes Dreiwegeventil erfolgt, das mit der Dosierpumpe über eine Saug-Druckleitung verbunden ist und letztere beim Saughub der Dosierpumpe auf die vom Flüssigkeitsvorrat kommende Zuführleitung schaltet, hingegen beim Druckhub der Dosierpumpe auf eine sich von diesem Ventil zu dem Füllventil hin erstreckende Leitung.

Kennzeichnend für diese Ausgestaltung ist mithin, daß sich zwischen dem genannten Dreiwegeventil und der Dosierpumpe lediglich eine Leitung erstreckt, über welche die von dem Flüssigkeitsvorrat kommende Flüssigkeit beim Saughub der Dosierpumpe angesaugt und beim Druckhub über das Dreiwegeventil und die sich daran anschließende, zum Füllventil hin erstreckende Leitung zum Füllventil gefördert wird.

Ohne auf diesen Anwendungsfall beschränkt zu sein, kommt der Erfindung insbesondere Bedeutung beim Dosieren heiß abzufüllender Getränke zu.

Zum Dosieren von Flüssigkeiten bestimmte Einrichtungen sind zwar in unterschiedlichen Ausgestaltungen und auch für die verschiedenartigsten Verwendungszwecke vorbekannt, aber diese Einrichtungen sind zum portionsweisen Dosieren heiß abzufüllender Flüssigkeiten, bei denen es sich insbesondere um Getränke handelt, weder bestimmt oder geeignet, noch konnten diese vorbekannten Dosiereinrichtungen Anregungen in Richtung auf die erfindungsgemäße Dosiereinrichtung geben.

So ist aus der FR-PS 13 54 333 ein Zweikomponentenmischer vorbekannt, bei dem sich zwischen umschaltbaren Ventilen und Vorratsbehältern, in denen die miteinander zu mischenden Flüssigkeitskomponenten aufgenommen sind, Leitungen zum Zurückführen von Flüssigkeil erstrecken, die nicht an eine gemeinsame Leitung abgegeben, dort miteinander vermischt und dann einer Weiterverarbeitung zugeführt wird. Die Ventile sind dabei wahlweise auf Durchlauf zu einer Sammelleitung oder auf die erwähnten Rückführleitungen schallbar.

Ein Zweikomponentenmischer ist auch aus der vorveröffentlichten CH-PS 6 17 496 vorbekannt. Es handelt sich dabei um eine Einrichtung zum Zuführen der Komponenten Kunstharz und Isocyanate zu einer Spritzpistole, wobei sich zwischen Dosierpumpen zum Zuführen der einzelnen Flüssigkeitskomponenten und den letztere aufnehmenden Vorratsbehältern Rückführleitungen erstrecken, mittels deren Teile der von den Förderpumpen geförderten Komponenten, die nicht über die Spritzpistole abgegeben werden, zu den Vorratsbehältern zurückgeführt werden. Die Rückführleitungen dienen bei dieser vorbekannten Vorrichtung somit ausschließlich dem Zwecke, die den Dosierpumpen von den Förderpumpen zugeführten Überschußmengen unmittelbar zu den Vorratsbehältern zurückzuführen.

Schließlich offenbart die ebenfalls vorveröffentlichte CH-PS 5 19 709 eine Einfachdosierung mit einer Ansaug- und Kolbendosierpumpe ohne Rücklauf, bei der mittels ein und derselben Dosierpumpe über einen Teilhub zunächst eine erste Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter und nach entsprechenden Ventilumschaltungen dann aus einem anderen Gefäß eine zweite Flüssigkeit angesaugt und schließlich die beiden Flüssigkeiten über eine Ansaugleitung, die zuvor in ein Dosiergefäß eingeführt werden muß, abgegeben werden.

Wie oben bereits dargelegt, vermochten diese vorbekannten Dosiereinrichtungen keine Anregung dafür zu geben, wie im Sinne der Erfindungsaufgabe eine Dosiereinrichtung zum portionsweisen Abfüllen von heiß abzufüllenden Flüssigkeiten zu verbessern war.

Es sollen nunmehr anhand der Zeichnung nachstehend zwei Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden. In schematischen Ansichten zeigt
F i g. 1 das Schaltschema einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dosiereinrichtung, bei der die von einem Vorrat kommende Zuführleitung über ein nicht weiter interessierendes Absperrventil unmittelbar in die Dosierpumpe einmündet und sich von der Dosierpumpe eine Leitung zu dem Dosierventil hin erstreckt und

F i g. 2 eine alternative Ausführungsform, bei der die Dosierpumpe über eine Saug- und Druckleitung mit einem Dreiwegeventil verbunden und beim Saughub auf eine von dem Flüssigkeitsvorrat zu dem Dreiwegeventil hinführende Zuführleitung schaltbar ist, hingegen beim Druckhub auf einen sich zu dem Füllventil hin erstrekkende Leitung.

Bei der in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsform der Dosiereinrichtung 10 wird die von einem nicht weiter dargestellten Flüssigkeitsvorrat kommende Flüssigkeit in Richtung des Pfeils 11 über eine Leitung 12, eine Absperrventil 13 und eine weitere Leitung 14 der Dosierpumpe 15 zugeführt und beim Saughub des Kolbens 16 dieser Pumpe in den Pumpenzylinder 17 hineingesaugt. Vom Pumpenzylinder erstreckt sich eine weitere Leitung 18 zu einem Füllventil 20, über die beim Druckhub des Kolbens 16 der Dosierpumpe 15 die im Pumpenzylinder 17 aufgenommene Portionsmenge zum Füllventil 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 dem Absperrventil 13 kommenden Leitung in den Pumpenzylinder 17 ist ein beim Druckhub des Kolbens 16 der Dosierpumpe schließendes Ventil angeordnet und ein entsprechendes Ventil befindet sich im Anschlußbereich der sich zum Füllventil 20 hin erstreckenden Leitung 18, das beim Saughub des Kolbens 16 der Dosierpumpe geschlossen ist und während des Druckhubes einen Strömungsweg vom Pumpenzylinder 17 zu der zu dem Füllventil 20 hinführenden Leitung 18 freigibt.

Das Füllventil 20 ist als Dreiwegeventil ausgebildet und im normalen Abfüllbetrieb auf Durchgang zwischen der von der Dosierpumpe 15 ankommenden Leitung 18 und dem Auslauf 21 geschaltet. Ein während des normalen Abfüllvorganges geschlossener Strömungsweg führt zu einer sich vom Füllventil 20 forterstreckenden Rücklaufleitung 23, die zu dem nicht weiter dargestellten Flüssigkeitsvorrat führt. Die Betätigung des im Füllventil enthaltenen Dreiwegeventils erfolgt entweder von Hand oder über ein nicht weiter dargestelltes Betätigungrorgan in Abhängigkeit von einem dem Füllventil zugeordneten Thermofühler 24.

Mittels der veranschaulichten Dosiereinrichtung 10 werden Getränke im heißen Zustand in jeweils vorbestimmten Portionsmengen in Getränkebehälter, etwa Getränkebeutel, abgefüllt. Derartige Dosiereinrichtun-

gen 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 fördert diese beim Druckhub über die Leitung 18 zum Füllventil 20. Das in das Füllventil integrierte Dreiwegeventil steht dann auf Durchlauf von der sich zwischen der Dosierpumpe 15 und dem Füllventil erstreckenden Leitung 18 zu der Rücklaufleitung 23 und mithin wird in dieser Betriebsphase die über die Dosierpumpe geförderte Flüssigkeit im Kreislauf gemäß Pfeil 25 zu dem Flüssigkeitsvorrat zurückgeführt

Nachdem infolge dieses Flüssigkeitskreislaufs etwaige Lufteinschlüsse im System beseitigt sind und 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 beginnt der Füllvorgang, bei dem bei jedem Arbeitshub der Dosierpumpe 15 jeweils eine präzise dosierte Portionsmenge des abzufüllenden Getränks auf der vorbestimmten Abfülltemperatur dem Füllventil 20 zugeführt und von diesem in die in hier nicht weiter interessierender Weise unter dem Auslauf des Füllventils taktgleich mit der Arbeitsweise der Dosierpumpe zugeführten Behälter abgegeben wird.

Im Falle von Betriebsunterbrechungen, beispielsweise bei auftretenden Störungen oder während der normalen Arbeitspausen, fällt die Temperatur der abzufül-Ienden 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 zugeordnete Thermofühlers 24 das Dreiwegeventil des Füllventils um und sperrt unter gleichzeitiger Freigabe der Rücklaufleitung 23 den Auslauf 21 des Füllventils. Wenn nun der Abfüllbetrieb wiederaufgenommen wird, findet ebenfalls solange ein Kreislauf der von der Dosierpumpe 15 geforderte 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 Rücklaufleitung 23 und eine Freigabe des Auslaufs 21 des Füllveniils zur Folge hat.

Die Ausführungsform nach F i g. 2, in die für gleiche Teile wie in F i g. 1 die gleichen Bezugszeichen eingetragen sind, zur Unterscheidung jedoch um 100 erhöht, unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 dadurch, daß in das Absperrventil 113 ein in Abhängigkeit vom Saug- und Druckhub der der Dosierpumpe 115 selbsttätig schaltendes Dreiwegeventil integriert ist

Ober eine sich zwischen diesem Ventil und der Dosierpumpe erstreckende Saug- Druckleitung 114 saugt die Dosierpumpe beim Arbeitstakt des Pumpenkolbens 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 1 !4 anschließenden Leitung 118 freigibt die sich in gleicher Weise zum Füllventil 20 erstreckt, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die vom Zylinder 17 der Dosierpumpe 15 abgehende Leitung 18. Im übrigen unterscheidet sich die Ausführungsform nach Fig.2 nicht von der Ausführungsform nach F i g. 1, so daß auch bei dieser Ausführungsform zu Beginn des Abfüllvorganges die von der Dosierpumpe 115 geförderte Flüssigkeit zunächst im Kreislauf über die Rückführleitung 123 zu einer nicht dargestellten Flüssigkeitsquelle zurückgefördert wird, bis das im Füllventil 120 integrierte Dreiwegeventil die Rücklaufleitung absperrt und den Ablauf 121 des Füllventils freigibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 keit gefüllt werden. Infolge dabei auftretender Luftcin- Pateniansprüche: Schlüsse müssen eine mehr oder weniger große Anzahl Dosierhübe gefahren werden, bis das System vollstän-

1. Dosiereinrichtung zum portionsweisen Abfüllen dig mit dem abzufüllenden Getränk gefüllt ist und die je von heiß abzufüllenden Flüssigkeiten, insbesondere 5 Arbeitstakt der Dosierpumpe anfallende Portionsmen Getränken, mit einer über eine Zuführleitung mit ge dem geforderten Sollwert entsprechend dosiert ist. einem die abzufüllende Flüssigkeit enthaltenden Da bei der bekannten Dosiereinrichtung die bei der Flüssigkeitsvorrat verbundenen Dosierpumpe zum Aufnahme des Abfüllbetriebes zunächst anfallenden Ansaugen und Abgeben definierter Flüssigkeits- Teilportionen abgelassen werden müssen, ist jede Inbemengen und mit einem Füllventil, dem die mittels der 10 triebnahme der Einrichtung mit erheblichen Getränke-Dosierpumppe portionsweise dosierte Flüssigkeit Verlusten verbunden. Dies ist unbefriedigend.

über eine Leitung zugeführt wird, dadurch ge- Unbefriedigend ist aber auch, daß bei unvermeidba-

kennzeichnet, daß sich vom Füllventil (20,120) ren Betriebsunterbrechungen, sei es infolge Betriebsstö-

zu dem Flüssigkeitsvorrat eine Rückführleitung (23, rungen oder aber bei normalen Arbeitspausen, die wäh-

123) fortersireckt, daß das Füllventil von Abfüllbe- 15 rend derartiger Unterbrechungen in der Dosiereinrich-

trieb auf Durchlauf zu der Rückführleitung und um- tung verbleibenden Getränkemengen unter die vorbe-

gekehrt umschaltbar ist und daß die Umschaltung stimmte Abfülltemperatur abkühlen und ebenfalls abge-

vom Durchlauf zu der zu dem Flüssigkeitsvorrat zu- lassen werden müssen, bevor die vorbestimmte AbFOH-

riickführenden Rückführleitung auf Abfüllbetrieb temperatur wieder erreicht ist und demgemäß wieder in

und umgekehrt in Abhängigkeit von der Temperatur 20 Getränkebehälter abgefüllt werden darf. Demgemäß

der von der Dosierpumpe (15,115) zugeführten Flüs- treten auch bei derartigen Betriebsunterbrechungen er-

sigkeit erfolgt heblich Getränkeverluste auf.

2. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch Demgegenüber besteht die Aufgabenstellung der gekennzeichnet, daß das Füllventil (20, 120) mit ei- vorliegenden Erfindung darin, eine gegenüber diesem nem Thermofühler (24,124) zum Auslösen des Um- 25 Stande der Technik dahingehend verbesserte Dosierschaltvorganges vom Durchlauf zu der sich zu dem einrichtung zu schaffen, daß einerseits die bei der Auf-Flüssigkeitsvorrat hin erstreckenden Rückführlei- nähme des Abfüllbetriebes bisher auftretenden Flüssigtung(23,123) auf Abfüllen versehen ist. keitsverluste vermieden werden und andererseits eine

3. Dosiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- schnellere Inbetriebnahme gelingt, sei es bei Beginn des durch gekennzeichnet, daß die Versorgung der als 30 Abfüllbetriebes oder nach Betriebsunterbrechungen.
Kolbenpumpe ausgebildeten Dosierpumpe (15) mit Gelöst ist diese Aufgabe dadurch, daß bei einer Doder abzufüllenden Flüssigkeit über ein selbst um- siereinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanschaltendes Dreiwegeventil (113) erfolgt, das mit der Spruchs 1 sich vom Füllventil zu dem Flüssigkeitsvorrat Dosierpumpe über eine Saug-Druckleitung (114) eine Rückführleitung forterstreckt, daß das Füllventil verbunden ist und letztere beim Saughub der Do- 35 von Abfüllbetrieb auf Durchlauf zu der Rückführleitung sierpumpe auf die vom Flüssigkeitsvorrat kommen- und umgekehrt umschaltbar ist und daß die Umschalde Zuführleitung (112) schaltet, hingegen beim tung vom Durchlauf zu der zu dem Flüssigkeitsvorrat Druckhub der Dosierpumpe auf eine sich von die- zurückführenden Rückführleitung auf Abfüllbetrieb sem Ventil zu dem Füllventil (120) hin erstreckende und umgekehrt in Abhängigkeit von der Temperatur Leitung (118). 40 der von der Dosierpumpe zugeführten Flüssigkeit erfolgt

Angesichts dieser Ausbildung der Dosiereinrichtung

gelingt es bei der Aufnahme des Abfüllbetriebes nach dem Ablassen der Reinigungsflüssigkeit, die abzufüllen-

Die Erfindung betrifft eine Dosiereinrichtung zum 45 de Flüssigkeit im Kreislauf über das Füllventil und die

portionsweisen Abfüllen von heiß abzufüllenden Flüs- sich von diesem zu dem Flüssigkeitsvorrat hin erstrek-

sigkeiten, insbesondere Getränken, mit einer über eine kende Rückführleitung zu führen, bis alle im System

Zuführleitung mit einem die abzuführende Flüssigkeit auftretenden Luftansammlungen beseitigt sind und die

enthaltenden Flüssigkeitsvorrat verbundenen Dosier- Dosierpumpe den geforderten Sollwerten entsprechend

pumpe zum Ansaugen und Abgeben definierter Flüssig- 50 dosierte Portionen je Arbeitshub an das Füllventil lie-

keitsmengen und mit einem Füllventil, dem die mittels fert Wenn nach einem derartigen Kreislauf das Füllven-

der Dosierpumpe portionsweise dosierte Flüssigkeit ti) auf Abfüllen umgeschaltet wird, werden somit vom

über eine Leitung zugeführt wird. Beginn des Abfüllvorganges an genau dosierte Por-

Bei einer bekannten Dosiereinrichtung dieser Art, die tionsmengen abgefüllt und jegliche Verluste an abzufül-

zum Heißabfüllen von Getränken in Portionspackungen 55 lender Flüssigkeit vermieden.

dient, wird das heiß von einem Vorrat zugeführte Ge- Die Umschaltung des Füllventils vom Durchlauf auf

tränk von einer als Kolbenpumpe ausgebildeten Dosier- Abfüllbetrieb, und umgekehrt, erfolgt dabei in Abhän-

pumpe angesaugt und dann über eine sich von der Do- gigkeit von der Temperatur der von der Dosierpumpe

sierpumpe zu einem Füllventil hin erstreckende Leitung zugeführten Flüssigkeit. Zweckmäßigerweise ist somit,

dem Füllventil zugeführt und dort taktgleich mit den 60 gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung, das Füllventil

Arbeitshüben der Dosierpumpe abgefüllt. mit einem Thermofühler zum Auslösen eines Umschalt-

Dosiereinrichtungen zum Abfüllen von Getränken Vorganges ausgerüstet.

müssen naturgemäß nach jedem Abfüllbetrieb intensiv Infolge des Umschaltens des Füllventils vom Durchgereinigt und bis zur jeweiligen Wiederaufnahme des lauf zu der Rückführleitung auf Abfüllbetrieb in Abhän-Abfüllbetriebes mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt wer- 65 gigkeit von der Temperatur der von der Dosierpumpe den. Bei einer erneuten Aufnahme des Abfüllbetriebes zugeführten Flüssigkeit gelingt es, unter Vermeidung muß mithin zunächst die Reinigungsflüssigkeit abgelas- jedweder Flüssigkeitsverluste den Abfüllbetrieb nach sen und dann das System mit der abzufüllenden Flüssig- Betriebsunterbrechungen wieder unverzüglich aufzu-