DE390770C - Verfahren zum Abfuellen von Fluessigkeiten oder sonstigen luftunbestaendigen Guetern - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN. AM 23. FEBRUAR 1924

■ REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 64 b GRUPPE 10 (B 107414 Illj64b)

Emil Brumm in Lyon, Frankr.

Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten oder sonstigen luftunbeständigen Gütern. Patentiert im Deutschen Reiche vom I.Dezember 1922 ab.

Kür diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 3. Februar 1922 beansprucht.

Gewisse Gewerbe, die bei Luftberührung , Schon 1912 hat auf dieser Grundlage der sich ändernde Flüssigkeiten, z. B. Schaum- j Erfinder eine Vorrichtung entworfen, durch | wein, chemische Lösungen, Mineralwässer ' die vor dem Füllen die Flaschen mit Kohlen- | usw., auf Flaschen ziehen, haben es seit lan- säure gefüllt werden. Sie verjagt die Luft, Jo gem als zweckmäßig erkannt, beim Abziehen ^: ehe die Flüssigkeit eingefüllt wird. ' ·

neutrales Gas zu verwenden. ' Die vorliegende Erfindung, hat eine Ge-

samtanlage der zum Füllen von Flaschen oder Behältern unumgänglich nötigen Teile zum Gegenstand. Hierbei wird irgendeine Flüssigkeit oder jeder andere, durch Gasdruck S speisefähige Stoff in neutraler Atmosphäre abgefüllt. Die Erfindung findet ihr Anwendungsgebiet immer dann, wenn es sich um gashaltende, gasentwickelnde, gegorene Flüssigkeiten oder um Lösungen handelt, die bei der Berührung mit Luft irgendwelche Veränderungen, z. B. Gährüng oder organische Oxydation, erleiden oder wobei gewisse gelöste Stoffe gefällt werden, kolloidale Trübungen eintreten usw., insbesondere aber, is wenn es sich darum handelt, gewisse Mineralwässer abzuziehen, die sich bei der Berührung mit Luft trüben. Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel in Anwendung auf Mineralwässer dar, dessen Salze sich niederschlagen, wenn in freier Luft abgefüllt wird. Abb. ι zeigt die Anordnung für eine Flüssigkeitsquelie mit verhältnismäßig schwachem Ertrag, wobei außerhalb der Abfüllstunden aufgepumpt werden ag muß. Abb. 2 ist in vergrößertem Maßstabe ein Längsschnitt durch das Abfüllgefäß, Abb. 3 ein wagerechter Schnitt nach XX der Abb. 2 bei einer Wandung um 90 ~ und in noch größerem Maßstabe. Abb. 4 zeigt in wiederum vergrößertem Maßstabe einen Längsschnitt durch einen Füllhahn für eine Flasche. Abb. 5 zeigt schematisch eine Pfropfeinrichtung mit einem einzigen drehbaren Verteiler und zwei Verdichtungsräumen. Abb. 6 ist in vergrößertem Maßstabe ein senkrechter Schnitt durch einen drehbaren 1 Verteiler, der erst Unterdruck herstellt und dann neutrales Gas in die Pfropfmaschine ^; sendet. Die Abb. 7 und 8 sind in gleichem Maßstabe senkrechte Schnitte durch eine ; Einzelheit der Pfropfmaschine in verschiedenen Stellungen.

Die Anlage nach Abb. 1 stellt ein in sich geschlossenes und isobarometrisches Ganzes dar, d. h. mit gleichem Druck von der Speiseleitung (Mündung 1 der Quelle) bis zu den verschiedenen notwendigen Einzelteilen. Im dargestellten Fall reicht die Bohrung bis unter das Grundwasser. Ein Gasometer 2 irgendeiner bekannten Art ist mit seinem nach den örtlichen Verhältnissen gebauten Boden 3 über einen an diesem Boden festsitzenden Flansch 4 mit dem Flüssigkeitsspeiserohr 5 vereinigt. Er ist dicht und steht mit dem Vorratsbehälter der Flüssigkeit in Verbindung. Die Glocke 6 ist mit einer Leitung 7 verbunden, in der das neutrale Gas umläuft, das allein mit der abzufüllenden Flüssigkeit in Berührung bleiben darf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es Kohlensäure, die axis der Ouellenmündung herauskommt. Es kann aber auch ein anderes Gas, beispielsweise Stickstoff, aus einem geeigneten Erzeuger sein, wenn es sich um ein nicht gashaltiges Wasser handelt. r>_?

Das Rohr 7 verzweigt sich einerseits in einer Leitung 8, die in den Oberteil des Sammelbehälters der isobarometrischen Abzugeinrichtung 9 führt und anderseits in eine Leitung 10, die in den selbsttätigen Verteiler für Unterdruck und neutrales Gas tk des Yerdichtungsraumes 11 der Pfropfmaschine 12 führt. Zwischen dem Gasbehälter 2 und der Abzugeinrichtung 9 ist das Rohr 7 über eine Verbindung y^a an einen Speicher 13 angeschlossen, in den, wenn nicht abgefüllt wird, täglich ein gewisser Flüssigkeitsvorrat hineingefüllt wird, so daß man den Fassungsraum des Gasbehälters 2 nicht übermäßig zu erhöhen braucht. Selbstverständ- so Hch kann man nach den örtlichen Verhältnissen solche Speicher 13 in beliebiger Anzahl haben, und esi können diese Speicher 13 durch zweckmäßig angeordnete Hähne 14 getrennt oder gleichzeitig benutzt werden.

Wenn die Quelle sehr reichlich fließt und genügend Kohlensäure abscheidet, kann man die Speicher 13 fortlassen. Dann wird der Gasbehälter unmittelbar mit dem Abzieh- : gefäß 9 über ein Rohr 15° verbunden, wie g₀ es strichpunktiert in Abb. 1 dargestellt ist. Auf alle Fälle tritt die Flüssigkeit zum Abziehgefäß 9 über das Rohr 15. Vor dem Hahn 16 liegt eine Glaslaterne 17, durch die man den Durchtritt der Flüssigkeit beobachten kann. Dann tritt die Flüssigkeit durch ι das Rohr 22 und ergießt sich aus der Mündung 22". Eine Saugpumpe 18 irgendeiner beliebigen Bauart, steht erstens durch das Rohr 19 mit einem Schalter 35 für den Saug- _t00 zug im Innern des Sammelraumes des Abziehgefäßes 9 in Verbindung (Abb. 2) und zweitens über ein Rohr 20 mit dem umlaufenden Saugzugverteiler 64 der Pfropfmaschine 12.

Das in Abb. 2 dargestellte Abziehgefäß ist isobarometrischer Bauart mit gleichförmigem Umlauf und einem selbsttätigen Verteiler ohne irgendeinen Hahn oder ein Ventil. In der Mitte befindet sich eine Hohlsäule 21, die uo mit dem inneren Flüssigkeitsspeiserohr 22 fest verbunden ist und drei Kammern bildet. Durch die Mittelkammer 24 tritt die oben am Schwimmer 26 befestigte Stange 25. Sinkt der Flüssigkeitsspiegel im Abziehgefäß, so legt der Schwimmer 26 durch die Stange 25 die öffnung eines Ventils 27 frei, das das Abziehgefäß mit der Außenluft verbindet und so einen Ausgleich im Innern des dichten Sammelgefäßes oder des Körpers des Abziehgefäßes 9 hervorruft, damit durch das isobarometrische Spiel eine Flüssigkeitsmenge

. zuströmt und ein recht beständiger Vorrat aufrecht erhalten bleibt. Die beiden anderen Kammern sind halbringförmig (siehe den wagerechten Schnitt nach Abb. 3). Die eine von ihnen (28) mündet unten in das Sammelgefäß und trägt oben ein Rohr 29 zum Anschluß an die Leitung S für das neutrale Gas. Die zweite Kammer 30 ist einerseits mit einem oberen Rohr 31 für den Anschluß des von der Saugpumpe kommenden Rohres 19 versehen und anderseits unten mit einem Stutzen 32 ausgerüstet, an den der Verbindungsschlauch 33 für den festen Verteiler 34 des Abziehgefäßes 9 befestigt wird. Am unteren Teil ist die Säule 21 mit einem Halter 35 ausgerüstet, der unten den Drükker 36 trägt und mit diesem dauernd den festen Dichtungsschieber gegen die Flüssigkeitsaustrittsöffnungen 53 im umlaufenden Sammler anlegt. Dieser Halter trägt des weiteren zwei Stäbe 40, von denen jeder oben Drücker 41 trägt. Diese üben auf den festen Verteiler 34 eine gleiche Wirkung aus, wie sie j für den festen Schieber 37 soeben beschrie- ' ben ist.

Das Abziehgefäß arbeitet wie folgt: Wenn man annimmt, daß sich die Vorrichtung im Sinne des Pfeiles dreht, so sind auf den ganzen durch den Schieber 37 abgedichteten Ab-3© schnitten 38, 39 die Flaschen vollständig sowohl von der inneren neutralen Gasatmosphäre als auch von der eigentlichen Flüssig- ■ keit abgeschaltet. Man kann die gefüllten ' Flaschen fortnehmen und sie durch neue ersetzen.

Im Abschnitt 39 und 39a werden die · Flaschen durch eine Ausnehmung 34« des Schiebers mit den Leitungen 33, 30 und 31 verbunden, die im Zusammenhang mit dem Rohre 19 vor der Leerpumpe 18 stehen. Die 1 Länge der Ausnehmung 39 und 39" ist so be- 1 rechnet, daß im Innern der einzelnen Flasche ein genügender Unterdruck entsteht, wäh- ' rend sie durch den Umlauf des Sammlers mitgenommen wird.

Der Unterdruck entfernt die in der Flasche befindliche Luft um so vollkommener, als die , Flaschen oder der Behälter vorher mit Wasser ausgespült und daher im Innern HOCh₇ feucht sind. Es beläßt der Unterdruck eine unmerkliche Wasserdampfspannung. Die , Verbindung wird durch die Leitung 43 hergestellt, die senkrecht zu jedem Mundstück 45 verläuft, mit dem die Flaschenhälse in Ver- . bindung kommen, wenn sie sich auf dem Klappenstutzen 47 befinden. Die Federn 48 (Abb. 1) der Stutzen müssen genügend stark ; sein, um die für den Saugzug nötige Dicht- : heit herzustellen. Jeder Flaschenhals legt ' sich gegen ein Kautschukdichtungsstück 49, j das fest an einem längs des Mundstückes beweglichen Futter 50 liegt. Bei aufgesetzter Flasche legt sich dieses Futter gegen das am Sammlermundstück feste Dichtungsstück 51 ■ (Abb. 2). Im Innern eines jeden Mund-Stückes 45 verläuft eine Leitung 52 und stellt die Verbindung des Flascheninnern mit der Leitung 43 im Sammler her. Die Mündung der Leitung 43 liegt in der Höhe des Verteilers 34.

Nachdem Unterdruck in der Flasche erzeugt ist, hört diese von dem Augenblick an, wenn der Vollteil 39" bis 42 des Schiebers 34 das Loch des zugehörigen Kanals 43 abdichtet, auf, mit der Leerpumpe in Verbindung zu stehen. Hinter diesem Vollteil 39° bis 42 wird die Flasche mit dem im oberen Teil des Körpers A des Abzugsgefäßes befindlichen Vorrat an neutralem Gas durch die Kanäle 52 und 43 des Mundstückes und des Abziehge- go häuses in Verbindung gesetzt. In diesem Augenblick des Umlaufs ist die in jeder Flasche enthaltene Luft durch eine gleiche Menge neutralen Gases unter dem isobarometrischen Druck der ganzen Anlage er- g_s setzt worden.

Kommt die Flasche zu dem Punkt 44 des festen Verteilers 37, so wird sie mit der im Abziehgefäß vorhandenen Flüssigkeitsmenge durch den Kanal 53 des Sammelbehälters und _go den inneren Kanal 54 des Mundstückes 45 lir Verbindung gesetzt. Die Flasche wird gefüllt, und es verdrängt', die in die Flasche fließende Flüssigkeit das neutrale Gas. Dieses steigt über Leitungen 52 und 43 in den oberen Teil des Sammlers. Der Flüssigkeitseintritt in die Flasche hört in dem Augenblick auf, wenn der obere Rand der Öffnung 52* die Leitung 52 erreicht, durch die das neutrale Gas zurückströmt. Das geht derart vor sich, daß die Füllung mit Bezug auf den oberen Teil des Flaschenhalses eine bestimmte, gleichbleibende Höhe erreicht.

Dann wird durch Druck auf die Klappenstützen 47, sei es durch Hand, sei es durch i_og eine geeignete Einrichtung, die Flasche fortgenommen, wobei der Flaschenhals längs' des Mundstückes 45 abgleitet, bis er ans Ende kommt. Während dieser Bewegung folgt das bewegliche Futter So durch die Feder 55 dieser Bewegung und verhindert jeden Eintritt äußerer Luft in das Innere des Flaschenhalses 46 (siehe den linken Teil der Abb. 2). ■

Durch diese Einrichtung hat man erreicht, daß über der Flüssigkeit in der Flasche eine ng bestimmte Menge neutralen Gases bis zum oberen Teil des Flaschenhalses liegt. Ist das / „Gas schwerer als Luft, heispielaiYßise^Kolilen-^ J/ säufe^so verbleibt sie in der Flasche, die man /' dann auf den" Stander der Pfropfmaschine "120 bringt.

Zu der Abzieheinrichtung gehört ein me-

chanischer Schneckenradantrieb der in einem Gehäuse angebracht ist, damit nicht Flüssigkeit hinzutreten kann.

Der Teller 56 wird durch zwei symmetrisch angeordnete Mitnehmer 47 mitgenommen, deren untere kegligen Enden in entsprechend gestaltete Ausnehmungen im oberen Teil einer Krone 58 aus gehärtetem Stahl eindringen, die durch eine Schraube 59 mit der Mitnehmereinrichtung vereinigt ist. Diese Anordnung mit den kegligen Fingern ist getroffen, um beim Bruch einer Flasche das zugehörige Mundstück auf den toten Punkt zu bringen, ehe eine neue aufgesetzt wird, ohne daß man die Maschine abzukuppeln oder die Riemenscheiben zurückzudrehen braucht.

Die in Abb. 1 dargestellte Pfropf maschine 12 hat zwei Pfropfplätze. Die Verdichtungseinrichtung 11 ist von irgendeiner bei so Pfropfmaschinen üblichen Art. Jedes der beiden Verdichtungsgehäuse steht mit den Aufgäbetrichtern 58 und einer Einrichtung in Verbindung, durch die Pfropfen für Pfropfen einzeln niedergeht. Senkrecht unter ihnen befinden sich zwei Umlaufeinrichtungen 59" üblicher Art, die durch eine Mittelwelle mitgenommen werden und eine Anzahl Näpfe 60 haben, auf die die von der Abziehvorrichtung kommenden Flaschen gesetzt werden. Jede Mittelwelle der Umlaufeinrichtungen 59" wird durch Ritzel, Kette, Riemen, Seile usw. von einer senkrechten Welle im Gestelle der Pfropf maschine 12 angetrieben. Diese senkrechte Welle setzt auch den in den Abb. 6,7 und 8 des näheren dargestellten Verteiler 64 in Bewegung, der den Saugzug zwischen dem Verdichtungsgehäuse r 1 und der Flasche 46 steuert und schließlich die Luftleere durch neutrales Gas unmittelbar nach dem Pfropfen der Flasche ersetzt.

Hat das Verdichtungsgehäuse 11 aus dem zugehörigen Aufgabetrichter 58 einen Pfropfen 63 erhalten, so ergreift der mittlere Stößer 67 entweder mechanisch angetrieben oder von Hand diesen Pfropfen in der Leitung 63° und beläßt nur einen kleinen Raum zwischen dem Pfropfen und dem unteren Rande des Gehäuses 11. Dann wird eine Flasche 46 angehoben, und es legt sich ihr Hals dicht gegen die am unteren Teil des Verdichtungsgehäuse» befindliche Dichtung 62°. Dadurch wird eine kleine, ganz dicht abgeschlossene Kammer gebildet, und zwar durch den zwischen dem Pfropfen 63 und dem Halse der Flasche 46 gebildeten Teil der Leitung 63°. In diese Kammer mündet der Kanal 61, 6i°, der vom Drehverteiler 64 abgeschlossen ist.

Wenn der Drehverteiler in die Stellung nach Abb. 6 kommt, so verbindet er über den Gangoi'' den Kanal 6i" mit dem an die Pumpe 18 angeschlossenen Rohr 20. Kräftiges Ansaugen stellt in der ganzen Rohrführung Unterdruck her, also auch im Halse der Flasche 46. Der Verteiler 64 kommt dann in die Stellung nach Abb. 7. Der Gang 6i^a ist nicht mehr in Verbindung mit der Leitung 20. Diese ist abgedichtet. Aber ein Gang 61 ^c setzt den Kanal 61 ^a mit dem Zuströmrchr 10 des neutralen Gases in Verbindung. Die Luftleere am Flaschenhalse wird dann durch neutrales Gas aufgefüllt. Dann senkt sich der Stößer 67 bis zum Ende seines Hubes und treibt den Pfropfen in den Flaschenhals, wie aus Abb. 8 ersichtlich ist. Aus dieser Darstellung ist auch zu entnehmen, daß der Verteiler 64 die Leitungen 10 und 20 vollständig abgedichtet hat, so daß die Flasche fortgenommen und durch eine andere ersetzt werden kann. 8u

Bei der Abb. 1 ist angenommen worden, daß zwei Leute gleichmäßig an dem Verdichtungsgehäuse 11 arbeiten.

Bei der in der schematischen Abb. 5 dargestellten Anordnung braucht man nur einen drehbaren Flaschenteller 59" zu haben. Die beiden Verdichtungsgehäuse 11 sitzen dann auf einem Schieber 62, der sie abwechselnd in die Mitte der Drehanordnung 59° bringt.

In diesem Falle können die Rohre 10 und 11 an dem wie oben beschriebenen Drehverteiler 64 angeschlossen sein oder unmittelbar unter dem Teller 65 münden.

Das Gehäuse 1 r wandert in senkrechter Richtung, um aus der äußersten Stellung 11 in die Mittelstellung ii^u zu kommen und wirkt dann wie ein Verteilungsschieber, indem es nacheinander die Leitung 61 mit dem Rohr 20 und dann mit dem Rohr 10 in Verbindung setzt, um zuerst den zwischen dem Pfropfen und dem Flaschenhalse befindlichen Raum unter Luft zu setzen und dann mit neutralem Gas anzufüllen. Die Flasche wird schließlich dadurch gepfropft, daß man den Stößer 67 niedertreibt. _

Die Speicher 13 gemäß Abb. 1 werden durch metallische Einheiten kreisförmiger oder quadratischer Gestalt gebildet, die durch Flansch mit Dichtungen vereinigt sind und einen Boden sowie einen dichten verbolzten im Deckel haben. Das Innere ist mit Zement ausgekleidet oder bei dafür empfindlicher Flüssigkeit mit Platten irgendeiner neutralen Zusammensetzung, die mittels eines besonderen neutralen Kittes gut gefugt sind. Je nach dem Einzelerfordernis können die Schrauben versilbert, verkupfert, vernickelt oder verzinnt sein. Diese Behälter tragen die zu ihrer Verwendung nötige Hahn- und Ventileinrichtung, ebenso ein Manometer 68 und ein Sicherheitsventil 68^a, um den Unterdruck zu messen und den begrenzten Druck

des neutralen Gases in der Gesamtanlage zu regeln.

Wird die Anlage in Betrieb genommen, so muß man die Behälter und das Abziehgefäß erst mit gewöhnlichem Wasser füllen, um die Luft auszutreiben. Dann entleert man sie, indem man die Hähne 14 öffnet und auch die zwischen den Verbindungsleitungen der Behälter mit dem Leitungsnetz 7 des neutralen Gases. Von diesem Augenblick an sind die Behälter 13-voll neutralen Gases, und man kann sie mit der Pumpe 69 füllen.

Die Grundzüge dieser Abzieh- und Pfropfeinrichtung können auch benutzt werden, wenn es sich darum handelt, feste, pulverförmige oder sonstige Körper in Behälter zu füllen, wobei diese Körper vor dem Abschluß nicht mit Luft in Berührung kommen dürfen, um sie nicht zu schädigen, beispielsweise Pyrogallussäure.

Claims (6)

Patent- Ansprüche:

1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten oder sonstigen luftunbeständigen Gütern bei gleichmäßigem, sogenanntem isobarometrischen Druck, dadurch gekennzeichnet, daß bei Luftabschluß sowohl während des Abfüllens als auch des Pfropfens das Arbeitsgut in Berührung mit einem neutralen Gase gehalten wird, wobei in dem zu pfropfenden Gefäß erst Luftleere erzeugt, dann unter bestimmtem Druck ein neutrales Gas eingeführt, dann das Gut so eingefüllt wird, daß über der Flüssigkeit eine bestimmte Menge neutralen Gases liegt und dann gepfropft wird, nachdem der in der Pfropfmaschine zwischen dem unteren Pfropfenrande und dem Flaschenhalsrand berindliche Raum erst entlüftet und dann bei bestimmtem Druck mit neutralem Gas gefüllt ist.

2. Vorrichtung, um das Verfahren nach Anspruch 1 auszuführen, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) für das neutrale Gas einerseits mit der Abziehvorrichtung (9), anderseits mit der Pfropf maschine (12) durch geeignete Leitungsanlagen (7, S, 10) verbunden ist.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftung und die Auffüllung mit neutralem Gase hintereinander in den einzelnen Flaschen durch ein und denselben festen Verteiler (34)" bewirkt wird, der sich im Innern der Abziehvorrichtung (9) befindet und mit der Entlüftungsleitung (30) und Zulaß (28) für das neutrale Gas in einer Mittelsauge der Abziehvorrichtung verbunden ist.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flaschenfüllung· mittels eines in den Flaschenhals eingeführten und dort von einem Gleitfutter (50) umgetenen Mundstück (45) geschieht, gegen welches Futter (50) sich abdichtend das Flaschenhalsende legt, das beim Abheben der Flaschen ihrer Bewegung folgt und jeden Lufteintritt von außen in den Flaschenhals verhütet.

5. Ausführungsform der Abziehvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mittels kegliger Fin-S^er (57) oder Feder riegel derart mitgenommen wird, daß man beim Flaschenbruch die Abzugseinrichtung schnell zurückführen kann, um die Flasche auszuwechseln.

6. Ausführungsform der Pfropfmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß in der nach teilweisem Niedertreiben des Pfropfens gebildeten Höhlung durch einen Verteiler (64) Luftleere erzeugt wird und dann das zur Sicherung der Flüssigkeit nötige neutrale Gas eingeführt wird, wobei die Maschine mit zwei unabhängig arbeitenden Pfropfenstellen ausgerüstet sein kann oder mit einem Pfropfständer mit zwei Verdichtungsgehäusen, die auf einem mit dem Gasverteiler verbundenen Schieber sitzen.

Hierzu a Blatt Zeichnungen.

BEBUN. GEDRUCKT IN ORB