DE3622807A1 - Verfahren zum abfuellen von fluessigkeiten in behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Behälter wie Flaschen und dgl. unter Gegendruck, wobei nach dem Druckausgleich zwischen Füllmaschinenkessel und Behälter das Füllventil öffnet und das in dem Behälter befindliche Druckgas im Austausch mit der Flüssigkeit über ein Rückgasrohr in den Kessel oder einen weiteren Raum zurückgeführt wird und nach Abschluß des Füllvorganges die endgültige Füllhöhe in der Flasche durch Zurückdrücken der oberhalb des Rückgasrohranschnittes befindlichen Flüssigkeit aus der Flasche bestimmt wird.

Dieses Verfahren wird bei verschiedenen Füllmaschinen angewandt, um möglichst gleichbleibende und einheitliche Füllhöhen in allen Behältern zu erzielen. Sobald, wie vorbeschrieben, das Flüssigkeits­ ventil geschlossen wird, erfolgt auch das Schließen des Gasventils, wonach dann der Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels durch eine darin endende Leitung mit Druckgas beaufschlagt wird, dessen Druck höher als der im Flüssigkeitskessel vorherrschende Druck liegt. Dabei muß nach Schließen des Gasventils ein dieses Ventil ergänzendes zweites Überströmventil geöffnet werden. Dieses kann durch eine entsprechend hohe Druckbeaufschlagung durch das Gas selbst oder durch mechanische Öffnung dieses zusätzlichen Oberströmventils vollzogen werden. In beiden Fällen müssen zusätzliche Ventile vor­ gesehen werden, die insbesondere bei der Kompliziertheit eines solchen Füllventils eine weitere Verkomplizierung darstellt. Un­ geachtet dessen ist in beiden Fällen aber eine zusätzliche Druck­ gasquelle erforderlich, die gegen den bereits im Füllmaschinen­ kessel vorherrschenden Gegendruck zum Zwecke des Zurückdrückens der Flüssigkeit arbeiten muß. Dazu sind weitere Zuleitungen sowie bei den im allgemeinen rotierenden Füllmaschinen dieser Art weitere Drehschieber und sonstige aufwendige Verbindungen erforderlich.

Die Erfindung hat sich nun, ausgehend von der vorbekannten Verfahrens­ weise die Aufgabe gestellt, hier eine wesentliche Vereinfachung zu schaffen und dabei auf eine zusätzliche Druckgasquelle, die über dem bereits im Füllmaschinenkessel vorherrschenden Druck ausgelegt sein muß, zu verzichten.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß mit Erreichen des Rückgasrohranschnittes das Füll- und Gasventil geschlossen und zum Rückgasrohr eine zusätzliche Verbindung zu einem Raum geringeren Druckes gegenüber dem im Flaschenhals vorherrschenden Druck geschaffen wird und dabei die oberhalb des Rückgasanschnittes anstehende Nachlaufflüssigkeit durch den im Flaschenhals und Abfüllkanal anstehenden eigentlichen Fülldruck durch das Rückgasrohr und die damit zugeschaltete Ver­ bindung in den Raum geringeren Druckes verdrängt wird.

In dem hier vorgeschlagenen Verfahren wird die eingangs gestellte Aufgabe in zufriedenstellender Weise gelöst. Hinzu kommt, daß durch Wegfall einer zusätzlichen Druckgasquelle somit auch die zusätzliche Verbrauchsmenge des für diese Vorgänge erforderlichen Inertgases entfällt, da der erhöhte Druck im Füllsystem ohnehin ansteht und bei Abziehen der Flasche entlastet werden muß. Gleichzeitig wird durch die bei noch angepreßter Flasche bereits vorgenommene Reduzierung des Druckes im Flaschenhals der nachfolgende Entspannungs­ vorgang wesentlich vereinfacht, weil die nach Beendigung des Füll­ vorganges von dem Füllventil abzuziehende Flasche einen wesentlich geringeren Überdruck gegenüber dem vorherrschenden Atmosphärendruck aufweist und dadurch eine gezielte Entspannung der vorgespannten Flüssigkeit vorgenommen werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die abgeleitete Korrekturflüssigkeit einer ständigen biologischen Kontrolle unterworfen und darauf dem Füllmaschinenkessel wieder zugegeben wird.

Mit dieser vorgeschlagenen Weiterbildung der Erfindung ergibt sich ein weiterer Vorteil. Wenn beispielsweise eine Flasche noch mit einer Fremdflüssigkeit behaftet war, kann diese sofort ermittelt und der Füllprozeß unterbrochen werden. Zur Zurückführung der Flüssigkeit in den Flüssigkeitskessel kann eine einfache Drucker­ höhungspumpe vorgesehen sein, mittels welcher die Flüssigkeit aus dem Raum geringeren Druckes entnommen und druckerhöht zurück­ geleitet wird.

Sofern die anstehende Korrekturflüssigkeit nicht durch Drucker­ höhung in den Flüssigkeitsringkessel zurückgeleitet werden soll, kann diese auch in die nächstfolgende Flasche geleitet werden, wozu erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, daß die aus dem vorher­ gehenden Füllvorgang abgeleitete Korrekturflüssigkeit unmittelbar vor Beginn des nächsten Füllvorganges und unmittelbar vor Erreichen des Druckausgleiches bzw. des Drucks im Raum geringeren Druckes durch Zurückleiten in das Rückgasrohr der nächstfolgenden Flasche beigegeben wird.

Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, daß die Korrektur­ flüssigkeit während des Übergangs von der Evakuierungsphase zur Vorspannphase zurückgeleitet wird, also in dem Moment, wo der geringere Druck gegenüber dem im Flüssigkeitskessel vorherrschenden Oberdruck noch nicht erreicht ist und dieser Druck gegenüber dem in der Flasche herrschenden Druck ausreicht, um die Korrektur­ flüssigkeit wieder zurückzuleiten. Dabei ist ebenfalls das eigentliche Gasventil des Flüssigkeitsventils zum Vorspannen der Flaschen noch bzw. wieder geschlossen.

Die zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich durch die Kennzeichnungsteile der Vorrichtungsansprüche aus.

Im nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung des Füllmaschinenringkessels mit Füllventil und darunter angesetzter Flasche und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Zuleitung zum Rückgasrohr.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Füllmaschine aus einem Ringkessel 1, an dem auf Abstand zuein­ ander in kreisförmiger Reihe die einzelnen Füllventile 2 angeordnet sind. Unterhalb eines Füllventils ist ein Stand- oder Hubteller 3 vorgesehen, mit dem dieFlaschen 4 gegen den Füllstutzen bzw. Abfüllkanal 5 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet angepreßt werden. Unterhalb des Ringkessels 1 befinden sich jeweils einzeln ansteuerbare Ventile für den Evakuierungsvorgang sowie weitere Vorgänge. Darüber hinaus ist ein Ringraum 6 für das zur Evakuierung erforderliche Vakuum vorgesehen. Zusätzlich weist der Ringkessel 1 einen weiteren Ringraum 7 auf, dessen Druck unterhalb des im Ring­ kessel 1 herrschenden Abfülldruckes, aber oberhalb des im Ringraum 6 vorherrschenden Unterdruckes, liegt. Von diesem Ringraum 7 führen Leitungen 8 mit einer Druckerhöhungspumpe 9 zurück in den Ringkessel 1. Im oberen Bereich des Ringkessels 1 sind nach außen geführte Steuerhebel 10 eingegliedert, mit denen während des Umlaufes der Füllmaschine die einzelnen Füllventile 2 bzw. das darin angeordnete Gasventil 11 gemäß Fig. 2 angesteuert werden können.

Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich, weist das Füllventil 2 innerhalb des Ventilkörpers 12 eine Vorspann- und Rückgasleitung 13 unterhalb des Gasventils 11 auf, die nach außen bis in den Bereich der Flasche 4 durch das Rückgasrohr 14 verlängert ist. An dem Gaskanal 13 ist unterhalb des Gasventils 11 eine zusätzliche Anschlußleitung 15 vorgesehen, die über das Ventil 16 geöffnet werden kann und auf diese Weise eine Verbindung zum Ringraum 7 herstellt.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren arbeitet unter Einsatz der vorbeschriebenen Vorrichtung wie folgt:

Die noch ungefüllte Flasche 4 wird zunächst durch Einlaufsterne oder dgl. auf den Hubtellern 3 überführt und anschließend gegen den Abfüllkanal 5 angepreßt. Unmittelbar darauf können durch weitere Ventile Verbindungen zum Vakuumkanal 6 hergestellt werden, so daß eine Evakuierung der Flaschen 4 von der Luft erfolgt. Es ist aber auch denkbar, die so angepreßte Flasche 4 zunächst mit dem im Ringkessel 1 herrschenden Inertgasdruck vorzuspannen und im Anschluß daran die Evakuierung vorzunehmen. Auch sind verschiedene Spülvorgänge, d. h., abwechselndes Vorspannen und Evakuieren denkbar. Sobald nun die Flasche für den eigentlichen Befüllungsprozeß von der Luft befreit ist, wird das Gasventil 11 geöffnet und die Flasche 4 endgültig vorgespannt, worauf automatisch das Flüssigkeitsventil öffnet und die Flüssigkeit einlaufen kann. Sobald diese den unteren Abschnitt 17 des Rückgasrohres 14 erreicht hat, ist der Füllvorgang beendet, wobei noch geringe Nachlaufmengen in den Hals der Flasche 4 gelangen. Darauf wird das Füllventil 2 geschlossen. Mit diesem Vorgang schließt auch das Gasventil 11, so daß die unter Druck stehende Flasche sowie der unterhalb des Füllventils befindliche Abfüllkanal 5 in sich geschlossen ist. In diesem Moment wird zum Rückgasrohr 14 bzw. zum Gaskanal 13 durch das Ventil 16 eine direkte Verbindung zu dem unter geringerem Druck als dem im Ringkessel 1 vor­ herrschenden Druck stehenden Ringraum 7 geschaffen, so daß die ober­ halb des Rückgasrohrabschnittes in der Flasche und möglicherweise dem Abfüllkanal 5 anstehende Flüssigkeit durch das Rückgasrohr 14 und die damit zugeschaltete Verbindung 15 aus der Flasche 4 abge­ leitet wird. Auf diese Weise wird praktisch ohne den sonst bei den bekannten Verfahren erforderlichen Oberdruck die Flüssigkeit automa­ tisch durch den in der Flasche 4 herrschenden Druck bis zum Erreichen der gewünschten Füllhöhe zurückgeleitet. Die dann im Ringraum 7 an­ stehende Flüssigkeit kann periodisch oder kontinuierlich durch die Leitung 8 mittels einer Druckerhöhungspumpe oder dgl. in den Ringkessel 1 zurückgeleitet werden. Während des Zurückleitens der Flüssigkeit, aber auch während des Einfließens in den Ringraum 7, kann diese einer ständigen biologischen oder anderweitigen Kontrolle unterzogen werden. Nachdem nun die Korrekturflüssigkeit zurückge­ leitet und damit ein entsprechend geringerer Druck im Flaschenhals ansteht, kann die Flasche 4 entspannt und abgeleitet werden. Während des Abziehens ist es dann möglich, den vorher zur Ableitung der Korrekturflüssigkeit benutzten Kanal 15 für die Zuleitung von Inert­ gas für eine Nachbegasung der Flasche zu nutzen, bis diese endgültig die Füllmaschine verläßt.

Neben dem vorbeschriebenen Verfahren ist unter geringer Abwandlung der Vorrichtung auch eine weitere Verfahrensweise möglich, wobei die aus dem vorhergehenden Füllvorgang abgeleitete Korrekturflüssigkeit unmittelbar zu Beginn des nächsten Füllvorganges in die nächstfolgende Flasche zurückgeleitet wird. Hierbei ist darauf zu achten, daß bei dem Vorspannen der Flasche nach dem Evakuierungsvorgang und vor Erreichen des Druckausgleiches bzw. des im Ringraum 7 herrschenden geringeren Druckes das Ventil 16 wieder geöffnet wird und auf diese Weise die angesammelte Korrekturflüssigkeit aus dem Ringraum 7 zurückgeleitet wird. Ein solcher Zurückleitungsvorgang für die Korrekturflüssigkeit kann aber auch während des Übergangs von der Evakuierungsphase zur Vorspannphase vorgenommen werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Behälter wie Flaschen und dgl. unter Gegendruck, wobei nach dem Druckaus­ gleich zwischen Füllmaschinenkessel und Behälter das Füll­ ventil öffnet und das in dem Behälter befindliche Druckgas im Austausch mit der Flüssigkeit über ein Rückgasrohr in den Kessel oder einen weiteren Raum zurückgeführt wird und nach Abschluß des Füllvorganges die endgültige Füllhöhe in der Flasche durch Zurückdrücken der oberhalb des Rückgas­ rohranschnittes befindlichen Flüssigkeit aus der Flasche bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit Erreichen des Rückgasrohranschnittes das Füll- und Gasventil ge­ schlossen und zum Rückgasrohr eine zusätzliche Verbindung zu einem Raum geringeren Druckes gegenüber dem im Flaschen­ hals vorherrschenden Druck geschaffen wird, und dabei die oberhalb des Rückgasanschnittes anstehende Nachlaufflüssigkeit durch den im Flaschenhals und Abfüllkanal anstehenden eigentlichen Fülldruck durch das Rückgasrohr und die damit zugeschaltete Verbindung in den Raum geringeren Druckes ver­ drängt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überschüssige Flüssigkeit einer ständigen biologischen Kontrolle unterworfen und darauf dem Füllmaschinenkessel wieder zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem vorhergehenden Füllvorgang abgeleitete Korrektur­ flüssigkeit unmittelbar vor Beginn des nächsten Füllvorganges und unmittelbar vor Erreichen des Druckausgleiches bzw. des im Druckraum herrschenden geringeren Druckes durch Zu­ rückleiten in das Rückgasrohr der nächstfolgenden Flasche zugegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturflüssigkeit während des Übergangs von der Evakuierungs­ phase zur Vorspannphase zurückgeleitet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach vorhergehenden Ansprüchen, bestehend aus einer rotierenden Füllmaschine mit Flüssigkeitskessel und daran angeordneten Füllventilen, die mit einem Vorspann- und Rückgasrohr ausgestattet sind sowie einen zusätzlichen Ringraum als Unterdruckkanal aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkeitskessel (1) ein weiterer Ringraum (7) mit einem geringeren Druck als der im Flüssig­ keitskessel (1) vorherrschende Druck zugeordnet ist und von diesem Raum zuschaltbare Verbindungen (15) zum Rückgas­ rohr (14) unterhalb des Gasventils (11) eines jeden Füllventils (2) führen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Ringraum (7) eine Rückleitung (8) mit einer Druckerhöhungs­ pumpe (9) in den Flüssigkeitskessel (1) führt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Ringraumes (7) und/oder der Rückleitung (8) ein die Korrekturflüssigkeit überprüfendes Kontrollgerät einge­ gliedert ist.