DE3823959C2 - Füllventil zum Abfüllen von Flüssigkeiten unter Gegendruck - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllventil zum Abfüllen von Flüssigkeiten unter Gegendruck, bestehend aus einem Flüssigkeitsaustrittskanal mit zugeordnetem Ventilsitz und Ventilkörper, wobei der Ventilsitz mit einer Siphonausnehmung und der Ventilkörper mit einem Siphonring ausgestattet ist.

Derartige Füllventile dienen insbesondere zum Abfüllen von CO₂-haltigen Flüssigkeiten, welche aus einem Druckbehälter in die mit dem Füllventil verbundene Flasche eingeleitet werden. Dabei wird vor dem eigentlichen Füllbeginn ein Druckausgleich zwischen der Flasche und dem Druckbehälter vorgenommen, so daß die Flüssigkeit aufgrund des geodätischen Gefälles in die Flasche einfließt. Während dieses Vorgangs wird das in der Flasche befindliche Gas durch die Flüssigkeit in den eigentlichen Gasraum zurückgedrängt. Dazu dient ein Rückgasrohr, welches mit seiner unteren Stirnseite die Beendigung des eigentlichen Füllvorgangs bestimmt, sobald die Flüssigkeit diese Stirnseite erreicht hat. In diesem Moment ist ein Austausch des Gases zurück in den Druckbehälter nicht mehr möglich. Allerdings besteht bei derartigen Ventilen die Gefahr, daß die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Flasche anstehende Gasmenge hochperlt und ein Nachlaufen der oberhalb des Ventilsitzes befindlichen Flüssigkeit verursacht.

Um diesem Mangel abzuhelfen, hat man bereits vorgeschlagen, den Ventilsitz als Siphon auszubilden und eine Sperrglocke vorzusehen, die mit ihrem unteren Ring in die Sperrflüssigkeit eintaucht. Hierbei ist allerdings eine geringfügige Leistungs­ minderung festzustellen. Um diesen Nachteil zu umgehen, sieht man oberhalb des in der Sperrflüssigkeit eintauchenden Mantels der Sperrglocke eine größere Anzahl kleinerer Bohrungen vor, die zusätzlich als Durchflußquerschnitt für die Flüssigkeit während des Füllvorgangs dienen (DE-PS 11 62 711). Zum Zwecke einer weiteren Leistungssteigerung hat man ferner vorge­ schlagen, anstelle dieser kleinen Bohrungen lotrechte, radial ausgerichtete Schlitze anzuordnen, die den glockenförmigen kompletten Mantel der Sperrglocke durchdringen und in einer derartigen Anzahl angeordnet sind, daß der nach unten weisende Glockenrand kammartig ausgebildet ist. Diese Schlitze sind dabei zweckmäßig innerhalb eines Bereiches von 0,4-0,8 mm ausgelegt (DE-PS 27 27 724).

Mit der Ausbildung eines solchen Füllventils wird eine optimale Durchtrittsfläche für die Flüssigkeit während des Befüllungsvorganges geschaffen. Diese kann durch die kammartige Anordnung der Schlitze bis zu 50% der gesamten Mantelfläche betragen.

Aus dem DE-GM 19 95 403 ist ein Füllventil mit Siphonring und Siphonausnehmung in konischer Ausbildung bekannt. Diese beiden Bauteile bilden im geschlossenen Zustand des Füllventils einen schmalen und im geöffneten Zustand einen groben Ringspalt. Eine Veränderung dieses durch die Schließ- und Öffnungs­ stellung festgelegten Abstands der Bauteile zueinander ist nicht möglich.

Ausgehend von einem solchen Füllventil soll nun eine weitere Verbesserung insbesondere im Hinblick auf die Füllhöhen­ genauigkeit sichergestellt werden, die in Abhängigkeit von der Füllflüssigkeit, dem Flaschenmaterial und den fertigungs­ spezifischen Eigenschaften eines solchen Füllventils sowie auch von den von Füllventil zu Füllventil geringfügig verschiedenen Durchflußleistungen durchgeführt werden kann.

Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einem Füllventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der freie Durchtrittsringquerschnitt zwischen den zueinander­ weisenden Mantelflächen der Siphon-Ausnehmung einerseits und dem Siphonring andererseits zur Anpassung an die gegebenen Produkt- und Abfüllverhältnisse durch Veränderung des Abstandes der Mantelflächen und deren axialer Stellung zueinander einstellbar ist.

Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der Siphonring in seiner wirksamen Durchtrittsfläche radial gerichtete und kammartig angeordnete Durchtrittsschlitze aufweist, wobei die die Durchtrittsschlitze voneinander trennenden Stege in ihrer Stellung zur lotrechten Achse des Füllventils geringfügig verschwenkbar sind.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die axiale Höhenverstellung des Siphonringes im Verhältnis zum Ventilsitz einstellbar und der Siphonring im Bereich seiner unteren Stirnseite und inneren Mantelfläche einen oder mehrere Absätze unterschiedlicher Durchmesser aufweist.

Eine andere Variante der Erfindung sieht vor, daß der zugeordneten Mantelfläche der Siphon-Ausnehmung entsprechend ausgebildete Absätze unterschiedlicher Durchmesser zugeordnet sind, die bei veränderter Stellung des Siphonringes unterschiedliche Durchtrittsringspalte bilden.

Mit dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung können die vorteilhaften Siphonausbildungen bei diesen Ventilen weiter benutzt werden. Zusätzlich wird eine Verbesserung der Füllhöhengenauigkeit in Abhängigkeit von der abzufüllenden Füllflüssigkeit bzw. dem zur Verfügung stehenden Flaschenmaterial erzielt. Diese Verbesserung kann auch von Füllventil zu Füllventil in entsprechender Weise ausgeführt werden, so daß ebenfalls eine Anpassung an geringfügig verschiedene Durchflußleistungen solcher Ventile vorgenommen werden kann.

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

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt des Ventils in geschlossener Position,

Fig. 2 die Draufsicht auf eine Sperrglocke,

Fig. 3 eine Variante zur Füllhöheneinstellung im Bereich der Siphon-Ausnehmung und

Fig. 4 diese Variante mit einer in ihrer Stellung veränderten Sperrglocke.

Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Füllventil aus einem Ventilkörper 1, in welchem ein Ventilschaft 2 in axialer Richtung beweglich geführt ist. Unterhalb des Ventilschaftes 2 befindet sich der eigentliche Siphonverschluß 3, welcher aus einer Sperrglocke 4 und einer Ausnehmung 5 des Ventilkörpers 1 gebildet ist. Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Sperrglocke 4 ortsfest angeordnet und dient zur Führung des Ventilschaftes 2. In der Sperrglocke kann eine Nase 6 oder eine Ausnehmung 7 einge­ gliedert sein, die den Ventilschaft 2 gegen Verdrehen sichert.

Die Sperrglocke 4 weist an ihrem gesamten glockenförmigen Mantel lotrechte und radial ausgerichtete Schlitze 8 auf, welche diesen beispielsweise bis zum Ende durchdringen. Entsprechend der Vielzahl dieser Schlitze 8 ist der Glocken­ rand kammartig ausgebildet. Die Schlitzbreite liegt zweckmäßig innerhalb eines Bereiches von 0,4-0,8 mm, wobei die zwischen den Schlitzen verbleibende Stegbreite entsprechend ist, so daß eine offene Durchtrittsfläche für die Flüssigkeit in diesem Bereich bis hin zu 50% gegeben ist.

Zwischen den zueinander weisenden Mantelflächen 9, 10 der Ausnehmung 5 einerseits und dem Siphonring 11 als Sperrglocke 4 andererseits, verbleibt ein freier Durchtrittsringquer­ schnitt 12. Dieser ist zur Anpassung an die insgesamt einen Füllvorgang betreffenden Verhältnisse anpaßbar und veränderbar, so daß alle spezifischen Einflüsse bei einem solchen Füllvorgang überbrückt werden können. Zweckmäßig sind dabei die die Durchtrittsschlitze 8 voneinander trennenden bzw. begrenzenden Stege 13 in ihrer Stellung zur lotrechten Achse des Füllventils geringfügig verschwenkbar ausgebildet sind.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsvariante wird diese Veränderung des wirksamen freien Durchtrittsringquer­ schnittes 12 durch eine axiale Höhenstellung des Siphonringes 11 im Verhältnis zum Ventilsitz 14 bestimmt, wobei dieser im Bereich seiner unteren Stirnseite 15 und inneren Mantelfläche 10 ein oder mehrere Absätze 16, 17 unterschiedlicher Durchmesser aufweist, die je nach gewählter Höhenposition des Siphonringes 11 die eigentliche Spaltbreite 18 bestimmen.

Dabei weist die zugeordnete Mantelfläche 9 der Siphon-Ausnehmung 5 entsprechend ausgebildete Absätze 19, 20 unterschiedlicher Durchmesser auf, die bei veränderter Stellung des Siphonringes 11 ebenfalls unterschiedliche Durchtrittsringspalte 18 verursachen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Stellung des Siphonringes 11 ist ein größerer Spalt 18 gegeben als in der in Fig. 4 dargestellten Position, bei welcher der Siphonring 11 geringfügig tiefer angeordnet ist. Diese unterschiedliche Anordnung kann auf einfache Weise durch unterschiedlich hohe Siphonringe 11 oder aber auch durch Einlegen von Distanzscheiben zwischen dem Körper 21 und der betreffenden Stirnseite 22 des Siphonringes 11 vorgenommen werden.

Claims (4)

1. Füllventil zum Abfüllen von Flüssigkeiten unter Gegendruck, bestehend aus einem Flüssigkeits-Austrittskanal mit zugeordnetem Ventilsitz und Ventilkörper, wobei der Ventilsitz mit einer Siphon-Ausnehmung und der Ventilkörper mit einem Siphonring ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Durchtrittsring­ querschnitt (12) zwischen den zueinanderweisenden Mantel­ flächen (9, 10) der Siphon-Ausnehmung (5) einerseits und dem Siphonring (11) andererseits zur Anpassung an die gegebenen Produkt- und Abfüllverhältnisse durch Veränderung des Abstandes der Mantelflächen (9, 10) und deren axiale Stellung zueinander einstellbar ist.

2. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Siphonring (11) in seiner wirksamen Durchtrittsfläche radial gerichtete und kammartig angeordnete Durchtrittsschlitze (8) aufweist, wobei die die Durchtrittsschlitze (8) voneinander trennenden Stege (13) in ihrer Stellung zur lotrechten Achse des Füllventils geringfügig verschwenkbar sind.

3. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Höhenstellung des Siphonringes (11) im Verhältnis zum Ventilsitz (14) einstellbar und der Siphonring (11) im Bereich seiner unteren Stirnseite (15) und inneren Mantelfläche (10) einen oder mehrere Absätze (16, 17) unterschiedlicher Durchmesser aufweist.

4. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zugeordneten Mantelfläche (9) der Siphon-Ausnehmung (5) entsprechend ausgebildete Absätze (19, 20) unterschiedlicher Durchmesser zugeordnet sind, die bei veränderter Stellung des Siphonringes (11) unterschiedliche Durchtrittsringspalte (18) bilden.