DE3819419C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zumeßeinrichtung für Dosiervorrichtungen, insbesondere zur Sterilisation von Verpackungsmaterial bzw. -behältern, mit einem Vorratsbehälter für das zu dosierende Mittel, wie Wasserstoffperoxid, einer Förderpumpe und wenigstens einer Zerstäuber-Blas-Vorrichtung.

Dosiervorrichtungen werden z. B. zum Entkeimen von Verpackungsmaterial, insbesondere von Verpackungsbehältern mittels eines Wasserstoffperoxid enthaltenden flüssigen Entkeimungsmittels eingesetzt. Eine derartige Vorrichtung geht beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 35 40 161 hervor. Dort wird das Entkeimungsmittel zerstäubt und mit Druckluft gemischt, das entstehende Gemisch in Turbulenz versetzt und durch Erhitzen verdampft und danach auf die zu entkeimende Fläche des Verpackungsmaterials bzw. Verpackungsbehälters mittels der Zerstäuber-Blas-Vorrichtung aufgeblasen. Die Anordnung ist bei der bekannten Vorrichtung so getroffen, daß der das Entkeimungsmittel aufweisende Vorratsbehälter auf einem Niveau angeordnet ist, das oberhalb der Bewegungsbahn der Verpackungsbehälter bzw. des Verpackungsmaterials liegt. Das hat den erheblichen Nachteil, daß es unter bestimmten Betriebszuständen zu einer Funktionsunsicherheit kommen kann. Insbesondere bei Maschinenstillstand, bei Strom- und Druckluftausfall sowie durch undichte Düsen. Ventile und Verschraubungen kann es passieren, das Entkeimungsmittel unkontrolliert zur Zerstäuber-Blas-Vorrichtung strömt und so eine unerwünschte Nachdosierung eintritt.

Diese unzulässige Anhäufung des Entkeimungsmittels auf dem Verpackungsmaterial bzw. in den Verpackungsbehältern muß aus gesundheitlichen Gründen in jedem Fall vermieden werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zumeßvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine absolut sichere und exakte Dosierung gewährleistet und insbesondere eine unerwünschte Überdosierung vermeidet.

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

Mit den Mitteln nach der Erfindung kommt man zu einer Dosiervorrichtung zum Sterilisieren von Verpackungsmaterial bzw. -behältern, bei dem durch die in der Höhe unterschiedliche Anordnung des Vorratsbehälters und der Dosierkammer sowie letzterer und der oder den Zerstäuber-Blas-Vorrichtungen ein Nachdosieren völlig ausgeschlossen ist. Diese Sicherheit der Ablauffunktion ist durch den geschickten mechanischen Aufbau der Einrichtung, d.h. die Höhendifferenz zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und der Dosiervorrichtung bzw. der oder den Zerstäuber-Blas-Vorrichtungen erreichbar. Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß ein Einbau in allen Maschinen mit H₂O₂-Sterilisation möglich bzw. ein Nachrüsten aller Maschinen denkbar ist. Der besondere Vorteil liegt vor allen Dingen darin, daß keine größeren H₂O₂-Behältnisse über einer bestimmten Höhe, z. B. über Augenhöhe der Maschinenbediener liegen, so daß auch insofern ein zusätzlicher Sicherheitsfaktor vorhanden ist.

Aus der US-Patentschrift 40 02 268 ist bereits eine Zumeßeinrichtung für Dosiervorrichtungen bekanntgeworden, welche das beim Anmeldungsgegenstand verwendete Dosierprinzip mit offenem Dosierzylinder aufweist. Dieser steht dabei über eine als verstellbares Eintauchrohr ausgebildete, ventilgesteuerte Zulaufleitung und eine offene Rücklaufleitung mit einem oberhalb des Dosierzylinders angeordneten Vorratsbehälter in Verbindung, der seinerseits mit einer Fülleitung und einer Überlaufleitung versehen ist. Eine mit einem Ventil ausgerüstete Fülleitung des Dosierzylinders ist an dessen unterem Ende angeordnet und führt unmittelbar zu dem darunter befindlichen, zu füllenden Behälter. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung liegen mithin der Vorratsbehälter und der Dosierzylinder wie beim eingangs erwähnten Stand der Technik oberhalb der Ebene der zu füllenden Behälter, so daß es hier gleichfalls zu den erläuterten Nachteilen kommen kann.

Das gleiche gilt auch für ein Dosierverfahren nach der deutschen Offenlegungsschrift 21 28 053. Dort sollen körnige, pulverförmige oder viskose Stoffe abgefüllt werden. Zu diesem Zweck wird das in einem hoch liegenden Vorratsbehälter befindliche Dosiergut über eine Vibrationsförderrinne einem oben offenen Auffanggefäß zugeführt, welches an seiner Unterseite eine Schwenkklappe aufweist. Bei geöffneter Schwenkklappe gelangt das Dosiergut in freiem Fall in den zu füllenden Behälter.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steuerschieber in einer sich bis in das Flüssigkeitsbad erstreckenden Lagerbuchse verschiebbar geführt ist, die eine in der Aufnahmestellung des Steuerschiebers mit einer in dessen Seitenwandung vorgesehenen Einlaßöffnung fluchtende Durchlaßöffnung aufweist. Ferner ist das Dosiergehäuse mit einer an dessen unterem Ende liegenden Zulaufbohrung und einer höher liegenden Überlaufbohrung versehen. Auf diese Weise kann das Entkeimungsmittel in das Flüssigkeitsbad einströmen und damit auch über die etwa bis in den Bereich unterhalb der Zulaufbohrung liegende Einlaßöffnung in die Ausnehmung des Steuerschiebers, so daß dieser Teil des Steuerschiebers ständig mit Entkeimungsmittel gefüllt ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Steuerschieber hohl und seine Ausnehmung schöpflöffelartig ausgebildet sind.

Das Zusammenwirken mit der Dosierkammer des Dosierzylinders und des Steuerschiebers wird dadurch erleichtert, wenn am Außenumfang der Lagerbuchse ein ein Teil der Ablaufrinne bildender Ring vorgesehen ist. Hierdurch kann die Entfernung zwischen dem Steuerschieber einerseits und der Dosierkammer andererseits in gewünschter Weise überbrückt werden. Das ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Dosierzylinder als Auswechselteil ausgebildet ist, d.h. mehrere, auf unterschiedliche Dosiermengen abgestimmte Dosierzylinder vorhanden sind, die wechselweise in die Dosierstellung gebracht und in dieser festgelegt werden.

Das Auswechseln kann dadurch vereinfacht werden, wenn gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung die auswechselbaren Dosierzylinder auf einem um eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Steuerschiebers verlaufende Achse schwenkbar gelagerter Schieber vorgesehen ist. Dieser kann mit einem Betätigungsmechanismus verbunden sein, der beispielsweise aus einem unter Wirkung einer Feder stehenden Stempel und einem nahe dessen einen Ende angelenkten Betätigungshebel besteht, dessen jeweilige Stellung durch Näherungsinitiatoren abfragbar ist. Schließlich können die jeweiligen Flüssigkeitsstände durch Füllstandssonden im Bereich des Flüssigkeitsbades und der höher gelegenen Dosierkammer abgefragt werden. Die Steuerung kann über eine speicherprogrammierte Steuerung erfolgen.

Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung kann jeweils separat für eine Bechersterilisation oder eine Deckelsterilisation ausgelegt sein; aber auch eine kombinierte Verfahrensweise ist möglich, bei der zwei Zumeßeinrichtungen mit einem gemeinsamen Vorratsbehälter verbunden sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Sterilisiervorrichtung für eine Bechersterilisation und eine Flachdeckelsterilisation mit jeweils einer H₂O₂-Zumeßeinrichtung,

Fig. 2 eine Zumeßeinrichtung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine Vorderansicht der Zumeßeinrichtung und

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Fig. 4.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Station zur Sterilisation von Verpackungsbehältern 2 und mit 1′ eine Station zum Sterilisieren von Flachdeckeln 3 dargestellt. Die Einrichtungen in der Station 1 und derjenigen der Station 1′ sind weitgehend identisch, so daß weiter unten nur die Einrichtung für die Behältersterilisation beschrieben ist. Für die Behälter- und Flachdeckelsterilisation ist ein gemeinsamer Vorratsbehälter 4 vorgesehen, der ein Entkeimungsmittel, wie z.B. Wasserstoffperoxid enthält. Der Vorratsbehälter 4 steht über eine eine Förderpumpe 5 enthaltende Zulaufleitung 6 sowie über ein Filter 7 mit einer höher gelegenen ersten Zumeßeinrichtung 8 in Verbindung. Einzelheiten dieser Zumeßeinrichtung 8 sind anhand der Behältersterilisation weiter unten näher erläutert. Die Zumeßeinrichtung 8 besitzt neben einer Zulaufbohrung 9 eine Überlaufbohrung 11, die im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 über eine Verbindungsleitung 12 mit einer identisch ausgebildeten zweiten Zumeßeinrichtung 8 in Verbindung steht, die gleichfalls höher als der Vorratsbehälter 4 angeordnet ist. Auch dort sind die Zulaufbohrung mit 9 und die Überlaufbohrung mit 11 bezeichnet, die über eine Ablaufleitung 13 wieder mit dem Vorratsbehälter 4 in Verbindung steht. Die Zumeßeinrichtung 8 steht über eine ansteigend verlaufende Leitung 14 mit einer eine höher gelegene Zweistoffdüse 15 sowie eine Verdampfungskammer 16 aufweisenden Zerstäuber-Blas-Vorrichtung 17 in Verbindung, über die das Entkeimungsmittel in die Behälter 2 eingeblasen werden kann. An die Zweistoffdüse 15 ist eine erste Leitung 18 mit einem Steuerventil 19 und einem Rücklaufventil 21 sowie eine zweite Steuerleitung 22 mit einem Steuerventil 23 angeschlossen. Durch die Leitung 18 kann gereinigte Zerstäubungsluft, die beispielsweise von 0-2,5 bar regelbar ist, eingeleitet werden, während über die Leitung 22 Steuerluft mit z. B. einem Druck von 5 bar eingelassen werden kann. Schließlich ist noch eine dritte Leitung 24 mit einem Steuerventil 25 vorgesehen, über die Wasser für die Düsen- und Systemreinigung eingeleitet werden kann.

Die vorbeschriebenen Steuerventile sind in identischer Weise auch bei der Flachdeckelsterilisation 1′ vorhanden und haben dort die gleiche Funktion, so daß eine weitere Beschreibung nicht erforderlich ist.

Die Zumeßeinrichtung 8 ist im einzelnen in der Fig. 2 näher erläutert. Die Zumeßeinrichtung besteht aus einem Dosier­ gehäuse 26 mit der Zulaufbohrung 9 und der Überlaufbohrung 11. Das Dosiergehäuse ist an seinem oberen Ende durch einen Deckel 27 abgeschlossen, in dem eine Lagerbuchse 28 zur Aufnahme eines Steuerschiebers 29 sitzt. Der Steuerschieber 29 ist hohl ausgebildet und an seinem bzw. nahe seinem unteren Ende mit einer schöpflöffelartigen Ausnehmung 31 versehen, während er an seinem anderen Ende über Verbindungslaschen 32 mit einer Zylinder-Kolben-Einheit 33 verbunden ist, durch den der Steuerschieber 29 in eine obere und untere Stellung verfahrbar ist. In der Seitenwandung des Steuerschiebers 29 ist eine Einlaßöffnung 34 vorgesehen, die in der unteren Stellung des Steuerschiebers 29 mit einer Durchlaßöffnung 35 der Lagerbuchse 28 fluchtet und etwa in der Höhe der Überlaufbohrung 11 des Dosiergehäuses 26 liegt. Etwas oberhalb davon ist an der Lagerbuchse 28 ein Ring 36 befestigt, der einen Teil einer Überlaufrinne 37 bildet, die zu ihrem anderen Teil in der Wandung der Lagerbuchse 28 liegt.

Etwas unterhalb und seitlich des Austrittsendes der Ablaufrinne 37 ist ein Dosierzylinder 38 mit einer als Meßgefäß ausgebildeten Dosierkammer 39 angeordnet. Die Dosierkammer ist nach oben hin offen und steht über eine Überlaufkante 41 mit einem tiefer gelegenen Flüssigkeitsbad 42 in Verbindung, dessen Flüssigkeitsspiegel durch die Überlaufkante der Überlaufbohrung 11 des Dosiergehäuses 26 begrenzt ist. Im Boden der Dosierkammer 39 ist eine Austrittsöffnung 43 vorgesehen, an die sich die ansteigend verlaufende Leitung 14 anschließt, die zu der jeweils zugehörigen, höher gelegenen Zerstäuber-Blas-Vorrichtung führt.

Über die Ablaufrinne 37 kann mittels des Steuerschiebers 29 nach oben transportiertes Entkeimungsmittel in die als Meßgefäß ausgebildete Dosierkammer 39 gebracht werden. Das darin befindliche Entkeimungsmittel kann in seinem Flüssigkeitsstand, ebenso wie im Bereich des Flüssigkeitsbades 42 im Dosiergehäuse 26, mittels Füllstandssonden 44, 45 und 46 abgefragt werden.

Der Dosierzylinder kann in dem Dosiergehäuse 26 fest eingebaut sein. In diesem Fall ist die Zumeßeinrichtung auf eine bestimmte Dosiermenge abgestellt. Um jedoch auch unterschiedliche Dosiermengen den Zerstäuber-Blas-Vorrichtungen zuführen zu können, kann der Dosierzylinder bzw. das Meßgefäß als Auswechselteil ausgebildet sein. In diesem Fall können auf unterschiedliche Dosiermengen abgestimmte Dosierzylinder wechselweise in die Dosierstellung eingesetzt und in dieser verriegelt werden. Eine solche Ausführungsvariante ist in den Fig. 3 bis 5 dargestellt.

Dort ist neben dem normalen Dosierzylinder 39 ein weiterer Dosierzylinder 47 vorgesehen. Die beiden Dosierzylinder 39, 47 sind auf einem gemeinsamen Schieber 48 angeordnet, der über eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Drehschiebers 29 verlaufende Achse 49 um 90° schwenkbar ist. Auf diese Weise kann entweder der Dosierzylinder 39 oder aber der Dosierzylinder 47 in die jeweilige Dosierstellung verschwenkt werden. Zum Verstellen des Schiebers 48 ist ein Betätigungsmechanismus vorgesehen, der im einzelnen aus einem unter Wirkung einer Feder 51 stehenden Stempel 52 und einem an dessen einem Ende angelenkten Betätigungshebel 53 (Fig. 4 und 5) besteht, der seinerseits über einen an einem vertikal bewegbaren Führungsbolzen 54 gelagerten Arretierhebel 55 die Möglichkeit gibt, den Betätigungshebel 53 über einen Verriegelungszapfen 61 in einer Stellung I oder Stellung II zu verriegeln, so wie das aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die jeweilige Stellung des Betätigungshebels 53 kann von oberhalb angeordneten Näherungsinitiatoren 56, 57 abgefragt werden.

Während in Fig. 2 der Steuerschieber 29 in seiner unteren, mit seiner schöpflöffelartigen Ausnehmung 31 in das Flüssigkeits­ bad 42 eingetauchten Stellung dargestellt ist, befindet er sich in Fig. 4 in seiner angehobenen Stellung, in welcher die Ablauf­ rinne 37 sich etwas oberhalb der Dosierkammer 39 befindet. Diese Stellung läßt sich von außen sehr gut beobachten, da an der Seitenwand des Dosiergehäuses 26 ein Aufsatzstück 58 mit einem Schauglas 59 angeordnet ist.

Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Zumeßeinrichtung ist wie folgt:

Durch die ständig fördernde Förderpumpe 5 wird Entkeimungsmittel über die Zulaufleitung 6 und den Filter 7 über die Zulauf­ leitung 9 in die beiden höher gelegenen Zumeßeinrichtungen 8 gefördert. Darin befindet sich jeweils ein H₂O₂-Flüssigkeitsbad, dessen oberer Flüssigkeitsspiegel durch die Überlaufbohrung 11 begrenzt ist. In der unteren Stellung des Steuerschiebers 29, die in Fig. 2 dargestellt ist, ist mithin auch dessen schöpflöffelartige Ausnehmung 31 mit Entkeimungsmittel gefüllt. Wird nun der Steuerschieber mit Hilfe der Zylinder-Kolben-Einheit 33 nach oben gefahren und zwar in die in Fig. 4 dargestellte Stellung, so gelangt das Entkeimungsmittel aus der Ausnehmung 31 über die Ablaufrinne 37 in die Dosierkammer 39 des Dosierzylinders 38. Das Volumen der Dosierkammer 39 ist geringer als der Inhalt der Ausnehmung 31, so daß das überschüssige Entkeimungsmittel über die Überlaufkante 41 wieder in das Flüssigkeitsbad 42 im Dosiergehäuse 26 zurückströmen kann. Die exakt bemessene Menge an Dosiermittel wird nun aus der Dosierkammer 39 über die nach oben führende Leitung 14 durch die Zerstäuber-Blas-Vorrichtung angesaugt, so daß stets eine exakte Dosiermenge in die Verpackungsbehälter 2 bzw. auf die Flachdeckel 3 eingesprüht bzw. aufgeblasen wird.

Claims (11)

1. Zumeßeinrichtung für Dosiervorrichtungen, insbesondere zur Sterilisation von Verpackungsmaterial bzw. -behältern, mit einem Vorratsbehälter für das zu dosierende Mittel, wie Wasserstoff­ peroxid, einer Förderpumpe und wenigstens einer Zerstäuber-Blas- Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber-Blas-Vorrichtung (17) ein oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Vorratsbehälters (4) angeordnetes Dosiergehäuse (26) zugeordnet ist, mit

• - einem Flüssigkeitsbad (42), einer Zulaufbohrung (9) sowie einer Überlaufbohrung (11) für das zu dosierende Mittel,
• - einem zwischen einer Aufnahmestellung und einer Entleerungsstellung verstellbar angeordneten Steuerschieber (29), der an seinem in einen eine Ausnehmung (31) aufweist, welche in der Aufnahmestellung in das Flüssigkeitsbad (42) eintaucht und sich mit dem zu dosierenden Mittel füllt,
• - einem Dosierzylinder (38), der eine nach oben hin offene Dosierkammer (39) aufweist, deren Boden über eine Austrittsöffnung (43) und eine ansteigende bzw. nach oben führende Leitung (14) mit der Zerstäuber-Blas-Vorrichtung (17) verbunden ist und mit
• - einer Ablaufrinne (37), welche sich etwas oberhalb der Dosierkammer (39) befindet und über die sich in Entleerungsstellung des Steuerschiebers (29) das zu dosierende Mittel aus der Ausnehmung (31) in die Dosierkammer (39) entleert.

2. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Steuerschieber (29) in einer sich bis in das Flüssigkeitsbad (42) erstreckenden Lagerbuchse (28) verschiebbar geführt ist, die eine in der Aufnahmestellung des Steuerschiebers (29) mit einer in dessen Seitenwandung vorgesehenen Einlaßöffnung (34) fluchtende Durchlaßöffnung (35) aufweist und daß die Zulaufbohrung (9) am unteren Ende des Dosiergehäuses (26) und die Überlaufbohrung (11) oberhalb der Zulaufbohrung (9) angeordnet ist.

3. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (29) hohl und seine Ausnehmung (31) schöpflöffelartig ausgebildet sind.

4. Zumeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einem am Außenumfang der Lagerbuchse (28) befestigten, einen Teil der Ablaufrinne (37) bildenden Ring (36).

5. Zumeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosier­ zylinder (38) als Auswechselteil ausgebildet ist.

6. Zumeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere, auf unterschiedliche Dosiermengen abgestimmte Dosierzylinder (39, 47) wechselweise in die Dosierstellung einsetzbar und in der Dosierstellung verriegelbar sind.

7. Zumeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Dosierzylinder (39, 47) auf einem um eine im wesentlichen parallel zur Längsachse des Steuerschiebers (29) verlaufende Achse (49) schwenkbar gelagerten Schieber (48) angeordnet sind.

8. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schieber (48) mit einem Betätigungsmechanismus verbunden ist.

9. Zumeßeinrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus aus einem unter Wirkung einer Feder (51) stehenden Stempel (52) und einem nahe dessen freien Ende angelenkten Betätigungshebel (53) besteht, dessen jeweilige Stellung durch Näherungsinitiatoren (56, 57) abfragbar ist.

10. Zugmeßeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeich­ net durch einen an einem verstellbar gelagerten Führungsbolzen (54) befestigten Arretierhebel (55) mit einem in eine Bohrung des Betätigungshebels (53) eingreifenden Verriegelungszapfen (61).

11. Zumeßeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch Füllstandssonden (44, 45, 46) im Bereich des Flüssigkeitsbades (42) und der höher gelegenen Dosierkammer (39).