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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitseinfüllventil,
das verwendet wird zum Einfüllen einer
Flüssigkeit
in einen Behälter,
während
der Innenraum des Behälters
abgedichtet ist, und insbesondere ein Einfüllventil, das in einer Füllvorrichtung verwendet
wird, die wahlweise verwendet werden kann mit einem flaschenartigen
Behälter
mit einer kleineren Mundöffnung
(im Folgenden als Behälter vom
ersten Typ bezeichnet), wie zum Beispiel ein Behälter oder eine Flasche, die
mit einem Deckel erneut versiegelt werden kann, wie durch eine PET
Flasche veranschaulicht, und auch mit einem Behälter, der eine größere Öffnung aufweist,
wie zum Beispiel ein Kanister (im Folgenden als Behälter vom
zweiten Typ bezeichnet).
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Im
allgemeinen ist eine Füllvorrichtung
mit einem Einfüllventil,
das einen gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass
aufweist, der in einem Ventilkörper
ausgebildet ist, und einem Flüssigkeitsventil
versehen, das den gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass öffnet oder schließt. Beim Öffnen des
Flüssigkeitsventils
wird die einzufüllende
Flüssigkeit
in den Behälter
durch den gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass
eingespritzt. Wenn die Füllvorrichtung
verwendet wird, um ein mit Kohlensäure versetztes Getränk in einen
Behälter
zu füllen,
ist es notwendig, eine obere Öffnung
des Behälters
abzudichten, und dementsprechend werden eine Zentrierführung, die
die obere Öffnung
des Behälters führt, und
eine Abdichtung, die die obere Öffnung
abdichtet, verwendet, um die Abdichtung in Anlage unter Druck an
den gesamten Umfang der oberen Öffnung
des Behälters
zu bringen, um den Innenraum des Behälters abzudichten, während das
Getränk eingefüllt wird.
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Der
flaschenartige Behälter
vom ersten Typ und der Behälter
vom zweiten Typ, wie zum Beispiel ein Kanister, weisen unterschiedliche Öffnungsdurchmesser
für eine
Mündung
oder obere Öffnung auf.
Dementsprechend, wenn eine Füllvorrichtung des
oben genannten Typs, in der ein Einfüllvorgang unter Abdichtung
der Öffnung
des Behälters
stattfindet, wahlweise mit beiden Typen von Behältern verwendet wird, müssen die
Abdichtung, die den Innenraum des Behälters abdichtet, und die Zentrierführung in
Abhängigkeit
von dem Typ des Behälters
ausgewechselt werden.
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Dementsprechend,
damit die Füllvorrichtung wahlweise
mit Behältern
mit unterschiedlichem Öffnungsdurchmesser
verwendet werden kann, ist ein Einfüllventil zu kombinierten Verwendung
(siehe US-Patent Nr. 3,455,350) vorgeschlagen einschließlich einer
ersten Abdichtung, die ausgebildet ist, um in Anlage an der Öffnung des
Behälters
vom ersten Typ mit einer kleineren Mundöffnung, wie zum Beispiel einer
Flasche, angeordnet zu sein, und einer zweiten Abdichtung, die ausgebildet
ist, um in Anlage an der Öffnung
des Behälters
vom zweiten Typ mit einer größeren Öffnung,
wie zum Beispiel einer Dose, angeordnet zu sein. In der Anordnung
dieses Patents ist es nicht notwendig, ein zylindrisches Element
zu wechseln auf dem eine Abdichtung befestigt ist, wenn der Behältertyp
gewechselt wird, und es ist nur notwendig, ein Ventilrohr zu wechseln.
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In
der Anordnung des zitierten Patents, wenn der Behälter vom
zweiten Typ mit einer größeren Öffnung,
wie zum Beispiel ein Kanister, gefüllt werden soll, insbesondere
wenn ein Kanister, der eine reduzierte Wandstärke aufweist, gefüllt werden
soll, ist zu beachten, dass dort das Problem auftritt, dass ein Ungleichgewicht
zwischen einer Kraft, die von einem Einfüllventil aufgebracht wird,
und einer Kraft von den Behälter
verhindert, dass eine Dichtung erfolgreich geschaffen wird, da sich
die Öffnung
des Kanisters, die durch die Abdichtung abgedichtet wird, die mit dem
Kanister verbunden ist, deutlich von der Öffnung des Einfüllventils
unterscheidet. Außerdem,
wenn die Abdichtung gewaltsam gegen den Behälter gedrängt wird, um eine zuverlässige Dichtung
zu schaffen, tritt eine Deformation des Behälters auf.
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Um
dieses Problem zu behandeln, haben die Erfinder der vorliegenden
Anmeldung zuvor eine Patentanmeldung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 für ein
Einfüllventil
eingereicht, das eine kombinierte Verwendung mit dem flaschenartigen Behälter vom
ersten Typ und dem Behälter
vom zweiten Typ, der eine größere Öffnung aufweist
wie zum Beispiel die Dose, zulässt,
und das in der Lage ist, eine Balance zwischen der Kraft von dem
Behälter und
der Kraft von dem Einfüllventil
während
des Einfüllvorgangs
zu schaffen ohne einen Ersatz von Teilen zu erfordern, wenn der
Behältertyp
gewechselt wird (siehe japanische offen gelegte Patentveröffentlichung
Nr. 2002-370,797).
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Die
Anordnung eines Einfüllventils,
das in der zitierten Anmeldung offenbart ist, wird unten kurz unter
Bezug auf die 4A und 4B beschrieben.
Ein Einfüllventil 101 umfasst
einen Ventilkörper 102,
in dem ein gefüllter
Flüssigkeitsdurchlass 104 ausgebildet
ist, der durch ein Flüssigkeitsventil 108 geöffnet und
geschlossen wird. Das Flüssigkeitsventil 108 umfasst
ein Ventilelement 112, das an dem Bodenende eines Stabes 110 ausgebildet
ist, der in einer anhebbaren Weise in den gefüllten Flüssigkeitsdurchlass 104 eingeführt wird,
und einen Ventilsitz 114, der an der Innenfläche des
gefüllten
Flüssigkeitsdurchlasses 104 an
dessen Boden ausgebildet ist.
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Um
eine geeignete Beanspruchung zu erzielen, wenn die Öffnung eines
Behälters
abgedichtet wird, wenn der flaschenartige Behälter B vom ersten Typ und der
Behälter
C vom zweiten Typ, der eine größere Öffnung aufweist,
gefüllt
werden, ist der Ventilboden 102 des Einfüllventils 101 mit
einem größeren Durchmesserabschnitt 102a und
einem kleineren Durchmesserabschnitt 102b ausgebildet,
und eine Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 132 ist
entsprechend mit einem größeren Durchmesserabschnitt 132a und
einem kleineren Durchmesserabschnitt 132b ausgebildet,
die um den größeren Durchmesserabschnitt 102a beziehungsweise
den kleineren Durchmesserabschnitt 102b herum passen. Ein
erstes Dichtungselement 134, das zwischen den größeren Durchmesserabschnitten 102a und 132a dichtet,
und ein zweites Dichtungselement 136, das zwischen den
kleineren Durchmesserabschnitten 102b und 132b abdichtet,
sind vorgesehen, und eine erste Abdichtung 138, die im
Wesentlichen mit dem Öffnungsdurchmesser
des flaschenartigen Behälters
B vom ersten Typ übereinstimmt,
und eine zweite Abdichtung 140, die im Wesentlichen mit
dem Öffnungsdurchmesser
des Behälters
C vom zweiten Typ, wie zum Beispiel ein Kanister, übereinstimmt, sind
an der Bodenfläche
der Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 132 montiert.
Für den
Behälter
B vom ersten Typ findet ein Einfüllvorgang
durch passendes Ineingriffbringen der kleineren Durchmesserabschnitte 102b und 132b statt
(siehe 4A), während für den Behälter C vom zweiten Typ ein
Einfüllvorgang
stattfindet, während
die kleineren Durchmesserabschnitte 102b und 132b voneinander
entfernt werden (siehe 4B).
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In
einer konventionellen Anordnung, wenn der flaschenartige Behälter B vom
ersten Typ gefüllt wird,
war es erforderlich, einen Gasdurchlass 152, der mit einem
Raum 156 in Verbindung steht (siehe 4A), der
zwischen dem ersten Dichtungselement 134 und dem zweiten
Dichtungselement 136 definiert ist, sowie ein Ventil, nicht
gezeigt, vorzusehen, das arbeitet, um den Durchlass 152 zu öffnen oder
zu schließen,
um einen Luftstrom in den Raum 156 hinein oder aus ihm
heraus während
der Hubbewegung der Behälteröffnungs-Dichtungseinheit 132 zuzulassen.
Außerdem
muss der Gasdurchlass 152 gesäubert werden, was zu einer
Verkomplizierung des Aufbaus führt.
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Die vorliegende
Erfindung
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Demgemäß ist es
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Einfüllventil vorzusehen, das für eine kombinierte
Verwendung mit Behältern
unterschiedlichen Öffnungsdurchmessers
geeignet ist, während ein
einfacher Aufbau beibehalten wird.
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Das
obige Ziel wird erreicht durch die Bereitstellung eines Einfüllventils
zur kombinierten Verwendung mit den Behältern vom ersten und vom zweiten Typ,
umfassend einen Ventilkörper,
der intern mit einem gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass
ausgebildet ist, ein Flüssigkeitsventil
zum Öffnen
und Schließen
des gefüllten
Flüssigkeitsdurchlasses,
eine Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit,
die um den äußeren Umfang
des Ventilkörpers
in einer anhebbaren Weise befestigt ist, ein Dichtungselement, das
zwischen dem Ventilkörper
und der Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit
abdichtet, und eine Abdichtungsanordnung an der Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit und
angeordnet zum Anstoßen
an die Öffnung
entweder des Behälters
vom ersten Typ, der eine kleinere Öffnung aufweist, oder des Behälters vom
zweiten Typ, der eine größere Öffnung aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Ventilkörpers ausgewählt ist,
um größer zu sein
als der Öffnungsdurchmesser
des Behälters
vom ersten Typ und kleiner als der Öffnungsdurchmesser des Behälters vom
zweiten Typ, und dass das Einfüllventil
weiter umfasst einen Druckluftzylinder, um die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit
nach unten zu drängen, eine
Anordnung, die so ist, dass wenn ein Behälter vom zweiten Typ gefüllt werden
soll, der Druckluftzylinder die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit mit einer größeren Kraft
drängt
als für
den Behälter
vom ersten Typ. Das Einfüllventil
gemäß der vorliegenden Erfindung
weist eine einfache Struktur auf, während ein Einfüllvorgang
zugelassen wird, der mit einer erforderlichen minimalen Belastung
der Öffnung
und des Zylinders des flaschenartigen Behälters vom ersten Typ, der einen
kleineren Öffnungsdurchmesser aufweist,
und des Behälters
vom zweiten Typ, der einen größeren Öffnungsdurchmesser
aufweist, wie zum Beispiel ein Kanister, durchgeführt wird,
und kann somit wahlweise mit einem Aluminiumkanister einer reduzierten
Wandstärke
und einem Aluminiumboden oder dergleichen verwendet werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Längsschnitt
eines Einfüllventils gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Ansicht von oben, die schematisch die allgemeine Anordnung
einer Rotationsfüllvorrichtung
darstellt, die das Einfüllventil
umfasst;
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3 ist
eine Ansicht, die einen wesentlichen Teil der Füllvorrichtung einschließlich des
Einfüllventils
zeigt; und
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4A und 4B sind
Längsschnitte
eines konventionellen Einfüllventils,
wobei 4A einen Einfüllvorgang
für den
Behälter
vom ersten Typ darstellt, der eine Schulter aufweist, und 4B einen
Einfüllvorgang
für den
Behälter
vom zweiten Typ darstellt, der keine Schulter aufweist.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben
werden. Bezüglich 2 sind
Behälter B
oder C, die durch ein Behälterfördergerät A befördert werden
(1 zeigt zwei Behältertypen gleichzeitig an),
in einen gegebenen Abstand durch eine Vorschubschraube E aufgeteilt
und werden einer Rotationsfüllvorrichtung
G durch ein Einlassternrad F zugeführt. Eine Flüssigkeit
wird in jeden Behälter
B oder C durch das Einfüllventil 1 während der
Zeit gefüllt,
während
der er drehend durch die Füllvorrichtung
G befördert
wird, und wird dann auf das Behälterfördergerät A durch
ein Auslassternrad H ausgegeben, um einem nachfolgenden Schritt
zugeführt
zu werden.
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Es
ist selbstverständlich,
dass die Rotationsfüllvorrichtung
G einen drehbaren Körper
umfasst, und mehrere Einfüllventile 1 sind
in einem gegebenen umfänglichen
Intervall entlang dessen Außenumfang
angeordnet. Eines der Einfüllventile 1 ist
in vertikaler Ausrichtung mit einem der Behälter B oder C angeordnet, die
sich darunter befinden, und ein Einfüllvorgang findet statt, während beide,
die Einfüllventile
und die Behälter,
in einer ganzheitlichen Weise rotieren.
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Der
Aufbau des Einfüllventils 1 wird
nun mit Bezug auf die 1 beschrieben werden. Das Einfüllventil 1 umfasst
einen Ventilkörper 2,
in dem ein gefüllter
Flüssigkeitsdurchlass 4 ausgebildet
ist, und eine Einfüllflüssigkeit,
die aus einem Tank 5 einer Einfüllflüssigkeit (siehe 3)
durch eine Flüssigkeitszuleitung
eingespeist wird, tritt durch den gefüllten Flüssigkeitsdurchlass 4,
um in den Behälter
B oder C gefüllt
zu werden. Der in 1 gezeigte Behälter B repräsentiert
einen Behälter,
der mit einem Deckel nach dem Öffnen
wieder verschlossen werden kann, wie zum Beispiel eine PET-Flasche
oder ein Behälter
mit einer kleineren Mundöffnung
und der eine Schulter Ba, wie zum Beispiel eine normale Glasflasche,
aufweist, und Behälter
B solchen Typs werden hierin als Behälter vom ersten Typ bezeichnet.
Der Behälter
C repräsentiert
einen Behälter,
der eine größere Öffnung aufweist
und der nicht mit einer Schulter versehen ist, wie zum Beispiel
ein Kanister, und der hierin als ein Behälter vom zweiten Typ bezeichnet
wird.
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Ein
Flüssigkeitsventil 8,
das den gefüllten Flüssigkeitsdurchlass 4 öffnet und
schließt,
ist in dem Ventilkörper 2 angeordnet.
Das Flüssigkeitsventil 8 umfasst
ein Ventilelement 12, das an dem Bodenende eines Stabes 10 ausgebildet
ist, der in den gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass 4 in
einer anhebbaren Weise eingeführt
ist, und einen Ventilsitz 14, der an der Innenfläche des
gefüllten
Flüssigkeitsdurchlasses 4 an
dessen Boden ausgebildet ist. In einem Bereich, in dem das Ventilelement 12 auf
den Ventilsitz 14 gesetzt ist, ist die Außenumfangsfläche des
Ventilkörpers 2 mit
einem Dichtungselement 12a ausgestattet, um eine Flüssigkeitsdichtigkeit
aufrechtzuerhalten, wenn das Ventil geschlossen ist. Der Stab 10,
der das Ventilelement 12 trägt, kann nach oben und nach unten
bewegt werden mittels eines Druckluftzylinders 16, der
in einem oberen Bereich in dem Ventilkörper 2 angeordnet
ist, der zum Öffnen
oder Schließen
des Flüssigkeitsventils
verwendet wird.
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Ein
Kolben (Flüssigkeitsventilöffne- und schließkolben) 18 ist
mit dem oberen Ende des Stabes 10 verbunden und verschieblich
innerhalb eines ersten Zylindergehäuses 20 eingepasst,
das an der Spitze des Ventilkörpers 2 befestigt
ist, wodurch der Innenraum des Zylindergehäuses in eine obere und eine
untere Druckkammer 22 und 24 aufgeteilt wird. Die
beiden Druckkammern 22 und 24 sind mit einer Luftdruckquelle,
nicht gezeigt, durch Luftkanäle 26 beziehungsweise 27 verbunden,
um zuzulassen, dass Druckluft in eine Druckkammer 22 oder 24 eingeführt wird
oder um sie gegenüber
der Atmosphäre zu öffnen. Wenn
die Druckluft in die obere Luftkammer 22 eingeführt wird,
bewegt sich der Stab 10 mit dem Flüssigkeitsventilöffne- und
schließkolben 18 nach
unten, damit sich das Ventilelement 12 auf den Ventilsitz 14 setzt,
wodurch der gefüllte
Flüssigkeitsdurchlass 4 geschlossen
wird. Andererseits, wenn Druckluft in die untere Druckkammer 24 eingeführt wird,
bewegt sich der Stab nach oben, um das Ventilelement 12 von
dem Ventilsitz 14 wegzubewegen, um den gefüllten Flüssigkeitsdurchlass 4 zu öffnen, wodurch
gestattet wird, dass der Einfüllvorgang
stattfinden kann.
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Ein
Durchflussmesser 28 (siehe 3) ist in der
Flüssigkeitszuleitung 6 angeordnet,
um den Durchfluss zu bestimmen, und wenn erfasst wurde, dass eine
vorgegebene Menge an Einfüllflüssigkeit durchgeströmt ist,
löst ein
Signal aus dem Durchflussmesser 28 eine Steuerung, nicht
gezeigt, aus, um den Stab 10 und das Ventilelement 12 nach
unten anzutreiben, um das Flüssigkeitsventil 8 zu
schließen,
wodurch der Einfüllvorgang
beendet wird. Es ist zu beachten, dass eine Scheidewand 29 angeordnet ist
zwischen dem gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass 4 in dem
Ventilkörper 2 und
dem Flüssigkeitsventil öffnenden
und schließenden
Druckluftzylinder 16, der darüber angeordnet ist, um dazwischen
eine Unterbrechung vorzusehen.
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Eine
zylindrische Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 ist
um einen Außenumfang
des Ventilkörpers 2 herum
an seinem Boden eingepasst. Die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 umfasst
einen zylindrischen Abschnitt 32a, der einen Innendurchmesser
aufweist, der im Wesentlichen mit dem Außendurchmesser D0 des Ventilkörpers 2 übereinstimmt,
und einen Boden 32b, der an dem unteren Ende des zylindrischen
Abschnitts 32a angeordnet ist. Der Boden 32b ist
zentral mit einer Durchgangsöffnung 32c ausgebildet,
die einen Innendurchmesser aufweist, der etwas kleiner ist als der Öffnungsdurchmesser
D1 des flaschenartigen Behälters
B vom ersten Typ. Ein Dichtungselement 34 ist in einen Abschnitt
der Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 eingepasst,
die entlang der Außenfläche des
Ventilkörpers 2 gleitet,
um eine hermetische Abdichtung zwischen der Innenfläche der
Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 und
der Außenfläche des
Ventilkörpers 2 aufrechtzuerhalten.
Der Außendurchmesser
D0 des Ventilkörpers 2 und
der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 32b der
Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 33,
die entlang dem Außenabschnitt
des Ventilkörpers 2 gleitet,
sind größer als
der Öffnungsdurchmesser
D1 des Behälters
B vom ersten Typ und sind kleiner als der Öffnungsdurchmesser D2 des Behälters C
vom zweiten Typ.
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Eine
Behälteröffnungsabdichtung
(erste Abdichtung) 38 für
eine Flasche, die einen Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen
mit dem Öffnungsdurchmesser
D1 eines Behälters
(flaschenartigen Behälters)
B vom ersten Typ übereinstimmt,
der durch die Füllvorrichtung
G gefüllt
werden soll, die mit dem Einfüllventil 1 versehen
ist, und eine Behälteröffnungsabdichtung
(zweite Abdichtung) 40 für einen Kanister, der einen
Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen mit dem Öffnungsdurchmesser
D2 des Behälters
C (ein Behälter
vom Kanistertyp wie zum Beispiel eine Dose) sind in die untere Fläche der
Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 eingepasst. Die
Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 ist
ausgebildet, um durch einen Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42 angehoben
zu werden, der über
dem das Flüssigkeitsventil öffnenden und
schließenden
Zylinder 16 montiert ist, der auf dem Ventilkörper 2 montiert
ist. Wenn der Behälter
B oder C gefüllt
werden soll, wird die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 nach
unten angetrieben durch den Betrieb des Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinders 42,
um eine der Behälteröffnungsabdichtungen 38 oder 40 in
engen Kontakt mit der Öffnung
eines entsprechenden Behälters B
oder C zu bringen, wobei der Behälter
B oder C abgedichtet wird.
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Der
Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42 umfasst
einen Kolben (Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfskolben) 46,
der verschieblich in ein zweites Zylindergehäuse 44 eingepasst
ist, welches auf dem Zylindergehäuse
(erstes Zylindergehäuse) 20 des
Flüssigkeitsventil öffnenden
und schließenden
Zylinders 16 befestigt ist, wobei der Kolben 46 den
Innenraum des zweiten Zylindergehäuses 44 in eine obere
Druckkammer 48 und eine untere Atmosphärenkammer 50 unterteilt.
Die Druckkammer 48 ist mit einer Luftdruckquelle 54 durch
eine Luftzufuhrleitung 52 verbunden, wie in 3 gezeigt. In
diesem Ausführungsbeispiel
ist ein automatischer Regler 56 mit der Luftzufuhrleitung 52 verbunden, wobei
der Luftdruck, der in die Druckkammer 48 des Druckluftzylinders 42 eingespeist
wird, gesteuert werden kann.
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Der
Hilfskolben 46 weist einen Stab 58 auf, der sich
nach oben in dem zweiten Zylindergehäuse 44 erstreckt,
mit einer horizontalen Platte 60, die in Richtung dessen
oberen Endes befestigt ist. Ein Anhubstab 62 ist mit der
unteren Fläche
der horizontalen Platte 60 verbunden. Die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 ist
an dem unteren Ende des Anhubstabes 62 befestigt. Der Anhubstab 62 wird
anhebbar durch Führungen 2a und 44a getragen,
die an den Außenflächen des
Ventilkörpers 2 beziehungsweise
des zweiten Zylindergehäuses 44 befestigt sind.
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Ein
Nockenstößel 64 ist
an dem Ende der horizontalen Platte 60 befestigt und steht
mit einer Nocke, nicht gezeigt, in Eingriff, um die Bewegung der Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 nach
oben zuzulassen. Während
des Betriebs der Füllvorrichtung
G wird die Luft normalerweise in die obere Druckkammer der Hilfsdruckluftkammer 42 eingeführt, wodurch
die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 durch
den Anhubstab 62 nach unten gedrückt wird. Dementsprechend wird
in einem Bereich, in dem die Nocke vorgesehen ist, die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 in Übereinstimmung mit
dem Ort der Nocke angehoben, und in einem Bereich, in dem die Nocke
nicht vorgesehen ist, bewegt sie sich nach unten, um die Öffnung des
Behälters
B oder C abzudichten. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Nocke
in einem Bereich von dem Auslasssternrad H zu dem Einlasssternrad
F angeordnet und somit, wenn der Behälter B oder C zugeführt und
abgeführt wird,
wird die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 zwangsläufig nach
oben bewegt, wodurch eine Störung
mit dem Behälter
B oder C vermieden wird. Alternativ kann die Luft in die obere Druckkammer 48 des
Hilfsdruckluftzylinders 42 eingeführt werden, wenn die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 nach
unten bewegt werden soll, und die obere Druckkammer 48 kann
zu der Umgebung geöffnet werden,
wenn die Abdichtungseinheit in Übereinstimmung
mit der Nocke nach oben bewegt werden soll.
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Wie
oben erwähnt,
kann der Luftdruck des Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42 durch
den automatischen Regler 56 gesteuert werden, und dementsprechend,
in Abhängigkeit
vom Typ des Behälters,
kann ein gegebener Druck verwendet werden, um die Behälteröffnungsabdichtungen 38 und 40 gegen
die Behälter
B und C zu drücken,
um sie abzudichten. Eher als die Steuerung des Luftdrucks mittels
des automatischen Reglers 56 können mehrere Pfade durch zum
Beispiel ein Magnetventil geschaltet werden.
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Es
ist zu beachten, dass ein Paar Gasdurchlässe 66 und 68,
die sich in die untere Stirnfläche
des Ventilkörpers 2 öffnen, in
dem Ventilkörpers 2 angeordnet
sind. Einer der Gasdurchlässe 66 repräsentiert
einen Gegendurchlass und ist mit einem Kopfraum 5a in dem
Tank der Einfüllflüssigkeit 5 (ein Raum über einem
Reservoir von Einfüllflüssigkeit) verbunden.
Der andere Gasdurchlass 68 repräsentiert einen Schnüffeldurchlass
und ist mit einer Schnüffelkammer,
nicht gezeigt, über
ein Schnüffelventil 72 verbunden.
In dem Einfüllventil 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist der Gegendurchlass 66, der sich durch die Wand des
Ventilkörpers 2 erstreckt,
vorgesehen und mit dem Kopfraum 5a in dem Tank der Einfüllflüssigkeit 5 verbunden,
und dies gestattet es, auf einen Entlüftungsdurchlass, der in einem
konventionellen Einfüllventil
vorgesehen war, zu verzichten, wodurch das Erfordernis vermieden wird,
die Zusatzgeräte
auszuwechseln, wenn der Behältertyp
gewechselt wird.
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Der
Betrieb des Einfüllventils 1,
das in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird nun beschrieben.
In einem mit Gas beladenen Einfüllvorgang,
wie zum Beispiel, wenn eine Einfüllflüssigkeit wie
ein mit Kohlensäure
versetztes Getränk
unter Druck eingefüllt
werden soll, wird die Einfüllflüssigkeit in
dem Tank 5 aufbewahrt und das Druckgas wird in den Raum 5a,
der sich über
der Einfüllflüssigkeit
befindet, eingegrenzt. Unter dieser Bedingung werden die Behälter B oder
C, die von dem Behälterfördergerät A befördert werden,
mittels der Vorschubschraube E voneinander getrennt, um mit einem
gegebenen Abstand beabstandet zu sein, und werden dann in die Rotationsfüllvorrichtung
G durch das Einlasssternrad F befördert.
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In
der Füllvorrichtung
G zum Zeitpunkt, wenn der Behälter
B oder C einer Position unter dem Einfüllventil 1 zugeführt ist,
nimmt die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 ihre
gehobene Position durch die Wirkung der Nocke, nicht gezeigt, an,
die den Nockenstößel 64 anhebt,
und wenn der Nockenstößel 54 den
Bereich passiert, in dem die Nocke vorgesehen ist nachdem der Behälter B oder
C zugeführt
wurde, bewirkt die Zufuhr von Luftdruck zu der Druckkammer 48 des
Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinders 42 ein
Herunterbewegen der Abdichtungseinheit 32, wobei der Behälter B oder
C abgedichtet wird. Wenn der flaschenartige Behälter vom ersten Typ gefüllt werden
soll, wird ein Betriebsdruck für
den Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42 gewählt, der
ein geringer Druck ist. Da die Öffnung
des Behälters
vom ersten Typ B einen kleinen Durchmesser D1 aufweist, wird die
erste Abdichtung 38, die mit dem Behälter vom ersten Typ verbunden
ist, die an dem Innenumfang der Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 an ihrem
Boden montiert ist, in Anlage an die Öffnung des Behälters B
gebracht, um ihn mit einer geringen Belastung abzudichten.
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Nachdem
der Behälter
B zu Beginn mit einer geringen Belastung durch die erste Abdichtung 38 abgedichtet
ist, wird das Gegengasventil 70 in dem Gegendurchlass 66 geöffnet, um
das Druckgas in dem Tank 5 in den Behälter B durch den Gegendurchlass 66 einzuführen. Solange
wie das Gegengas eingespeist wird, wirkt der Druck des Gegengases
in einem Bereich, der dem Außendurchmesser D0
des Ventilkörpers 2,
von dem ein Öffnungsdurchmesser
D1 des Behälters
B abgezogen ist, entspricht, wobei die Öffnung des Behälters B
abgedichtet wird. Wenn der Außendurchmesser
D0 des Ventilkörpers 2 bezüglich des Öffnungsdurchmessers
D1 des Behälters
B zu groß ist,
kann die Belastung, die auf den Behälter B wirkt, extrem hoch werden,
um ein Ausbeulen des Behälters
B zu verursachen. Dementsprechend ist es notwendig, dass der Außendurchmesser
D1 des Ventilkörpers 2 durch
Berechnung auf der Basis des Drucks des Druckgases für die Einfüllflüssigkeit
und der Beständigkeit
des Behälters
B bestimmt wird.
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Wenn
das Gegengas in den Behälter
B für ein
gegebenes Zeitintervall eingespeist wird und der Druck in dem Behälter B gleich
dem Druck in dem Tank 5 wird, wird der das Flüssigkeitsventil öffnende und
schließende
Druckluftzylinder 6 betätigt,
um den Stab 10 und dessen integrales Ventilelement 12 anzuheben,
wodurch das Ventilelement 12 von dem Rücksitz 14 entfernt
wird, um das Flüssigkeitsventil zu öffnen.
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Wenn
das Flüssigkeitsventil 8 geöffnet ist, tritt
die Einfüllflüssigkeit,
die von dem Tank 5 durch die Flüssigkeitszufuhrleitung 6 eingespeist
wird, durch den gefüllten
Flüssigkeitsdurchlass 4,
der in dem Ventilkörpers 2 angeordnet
ist, um den Behälter B
zu füllen,
und gleichzeitig wird das Gas in den Behälter B durch den Gegendurchlass 66 abgegeben, um
zu dem Tank 5 zurückgeführt zu werden.
Wie zuvor erwähnt,
ist die Flüssigkeitszuleitung 6 des
Einfüllventils 1 mit
einem Durchflussmesser 28 versehen, und wenn eine gegebene
Menge Einfüllflüssigkeit
eingefüllt
wurde, löst
ein Signal des Durchflussmessers 28 eine Steuerung, nicht
gezeigt, aus, den das Flüssigkeitsventil öffnende
und schließende Druckluftzylinder 16 zu
betätigen,
um das Flüssigkeitsventil 8 zu
schließen,
wobei der Einfüllvorgang beendet
wird. Das Gegengasventil 70, das in dem Gegendurchlass 66 angeordnet
ist, ist auch geschlossen.
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Im
Anschluss an die Beendigung des Einfüllvorgangs wird das Schnüffelventil 72,
das in dem Schnüffeldurchlass 68 angeordnet
ist, geöffnet
um das Druckgas von innerhalb des Kopfraumes des Behälters B
schrittweise abzugeben, bis der atmosphärische Druck erreicht ist,
um ein plötzliches
Sprudeln der Einfüllflüssigkeit
zu verhindern, wenn die Behälteröffnungsabdichtung 38 danach
von dem Behälter B
entfernt wird. Danach, wenn das Einfüllventil 1 eine Position
erreicht, wo die Nocke, nicht gezeigt, vorgesehen ist, werden der
Nockenstößel 64,
der Anhubstab 62 und die Behälteröffnungseinheit 32 angehoben,
um die erste Abdichtung 38 von dem Behälter B zu entfernen, und der
Behälter
B wird von der Füllvorrichtung
G durch das Auslasssternrad H abgeführt.
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Wenn
ein Gas beladener Einfüllvorgang stattfindet
bezüglich
dem Behälter
C vom zweiten Typ, der einen größeren Öffnungsdurchmesser
D2 aufweist, wie zum Beispiel ein oben offener Kanister, wird ein
höherer
Luftdruck in dem Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42 gewählt. Nachdem
der Behälter
C einer Position zugeführt
wurde, die unter dem Einfüllventil 1 angeordnet
ist, wenn das Einfüllventil 1 durch
einen Bereich tritt, in dem die Nocke, nicht gezeigt, vorgesehen
ist, bewirkt die Luft, die in die obere Druckkammer des Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinders 42 eingeführt ist, dass
sich die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 nach
unten bewegt, um die Behälteröffnungsabdichtung
(zweite Abdichtung) 40, die mit dem Behälter vom zweiten Typ verbunden
ist, die an der unteren Fläche
der Abdichtungseinheit 32 befestigt ist, in Richtung deren
Außenumfangs
in Anlage an die Öffnung
des Behälters
C zu bringen, um ihn abzudichten. Dementsprechend findet eine anfängliche
Abdichtung der Öffnung
des Behälters
C mit einer hohen Belastung für
den Behälter
C vom zweiten Typ statt.
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Nach
der anfänglichen
Abdichtung des Behälters
C, die mittels der zweiten Abdichtung 40 stattfindet, wird
das Gegengasventil 70, das in dem Gegendurchlass 66 angeordnet
ist, geöffnet,
um das Druckgas in dem Tank der Einfüllflüssigkeit 5 in den Behälter C einzuführen. Solange
wie das Gegengas zugeführt
wird, wird eine Gegenwirkung von unten auf den Behälter C auf
einen Bereich aufgebracht, der dem Öffnungsdurchmesser D2 entspricht,
von dem der Außendurchmesser
D0 des Ventilkörpers 2 abgezogen
ist. Dementsprechend, auch wenn die Druckkraft des Gegengases, die
von oben aufgebracht wird, nicht ausreicht, um eine befriedigende Abdichtkraft
bereitzustellen, wird dies ergänzt
durch Auswahl eines höheren
Drucks für
den Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42,
wobei eine befriedigende Abdichtkraft gesichert wird.
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Nachdem
das Gegengas in den Behälter
C in einem gegebenen Zeitintervall eingespeist wurde, wird der das
Flüssigkeitsventil öffnende
und schließende
Druckluftzylinder 16 betätigt, um den Stab 10 und
das Ventilelement 12 anzuheben, wobei das Ventilelement 12 aus
dem Ventilsitz 14 entfernt wird, um das Flüssigkeitsventil 8 zu öffnen.
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Wenn
das Flüssigkeitsventil 8 geöffnet ist, wird
die Einfüllflüssigkeit
von dem Tank der Einfüllflüssigkeit 5 in
den Behälter
C eingefüllt,
während
das Gas in dem Behälter
C durch den Gegendurchlass 66 abgegeben wird, um zu dem
Tank 5 zurückgeführt zu werden.
Wenn eine gegebene Menge Einfüllflüssigkeit
eingefüllt
wurde, wie durch den Durchflussmesser 28 bestimmt wird,
wird das Flüssigkeitsventil 8 geschlossen,
um den Einfüllvorgang
zu beenden. Das Gegengasventil 70, das in dem Gegendurchlass 66 angeordnet
ist, wird auch geschlossen. Nach der Beendigung des Einfüllvorgangs
wird das Schnüffelventil 72,
das in dem Schnüffeldurchlass 68 angeordnet
ist, geöffnet,
um das Druckgas schrittweise von innerhalb des Kopfraumes des Behälters C
abzugeben, bis der atmosphärische
Druck erreicht ist. Danach bewirkt die Nocke, nicht gezeigt, dass
der Nockenstößel 64,
der Anhubstab 62 und die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 angehoben
werden, wobei die zweite Abdichtung 40 von dem Behälter C entfernt
wird, der dann von der Füllvorrichtung
G abgeführt
wird.
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Das
Einfüllventil 1 kann
nicht nur in einem gasbeladenen Einfüllvorgang sondern auch in einem Nichtgas-Einfüllvorgang
verwendet werden. In diesem Fall wird die Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 durch
den Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinder 42 nach
unten bewegt, um die Behälteröffnungsabdichtung 38 oder 40 in
engen Kontakt mit der Öffnung
des Behälters
B oder C zu bringen, um ihn abzudichten, während der Einfüllvorgang
stattfindet. Alternativ kann ein Einfüllvorgang auch stattfinden,
während
der Behälter
B oder C offen gelassen wird.
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Die
Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 des
Einfüllventils 1 ist
mit der ersten Abdichtung 38 für den flaschenartigen Behälter B vom
ersten Typ und der zweiten Abdichtung für den Behälter C vom zweiten Typ, der
einen größeren Öffnungsdurchmesser
aufweist, wie zum Beispiel ein Kanister, vorgesehen und kann daher
für jeden
Typ der Behälter
B und C verwendet werden. Außerdem
ist der Gegendurchlass 66, der mit dem Kopfraum 5a des
Tanks der Einfüllflüssigkeit 5 verbunden
ist, vorgesehen, um ein Entlüftungsöffnung überflüssig zu
machen, und dementsprechend, wenn das Einfüllventil 1 wahlweise
mit dem Behälter
B oder C vom ersten und zweiten Typ verwendet wird, besteht nicht
das Erfordernis, ein Zusatzgerät
zu wechseln. Es ist zu sehen, dass beide Behälter vom ersten und zweiten
Typ B und C gefüllt werden
können
mit einer Füllvorrichtung
eines heberlosen Typs, nämlich
einer Füllvorrichtung,
die einen Mechanismus zum Anheben von Behältern nicht umfasst, wobei
ein Behälteranhubmechanismus überflüssig ist
und ein Einfüllbereich
für eine
größere Länge ausgelegt
werden kann, was zu reduzierten Betriebskosten und einer erhöhten Arbeitsrate
führt.
Es ist auch zu beachten, dass, obwohl in dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel
die erste Abdichtung 38 mit einem kleineren Durchmesser,
die den flaschenartigen Behälter
B vom ersten Typ abdichtet, in Richtung des Innenumfangs angeordnet
ist, während
die zweite Abdichtung 40 mit einem größeren Durchmesser, die den
Behälter
C vom zweiten Typ, wie zum Beispiel einen Kanister, abdichtet, in
Richtung des Außenumfangs
auf der unteren Oberfläche der
Behälteröffnungs-Abdichtungseinheit 32 angeordnet
ist, keine Notwendigkeit besteht, zwei Abdichtungen vorzusehen,
und der erforderliche Betrieb kann durch eine einzelne ringförmige Abdichtung
bedient werden, die eine größere radiale
Breite aufweist.
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Während in
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
eine Last, die auf den Behälter
B vom ersten Typ und den Behälter
C zweiten Typ aufgebracht wird, ausgewählt wird durch Umschalten des Luftdrucks,
der in die obere Druckkammer des Behälteröffnungsabdichtungs-Hilfsdruckluftzylinders 42 eingeführt wird,
zwischen einem niedrigen Druck und einem hohen Druck, kann die gewünschte Last
auf jeden der Behälter
B oder C unter Verwendung einer alternativen Konstruktion erhalten
werden. Zum Beispiel kann eine Feder, die den Kolben 46 nach
unten drückt,
in der oberen Druckkammer 8 des Hilfsdruckluftzylinders 42 angeordnet
sein, und die anfängliche Abdichtung
kann durch die elastische Kraft der Feder allein stattfinden ohne
Einführung
des Luftdrucks in die obere Druckkammer 48 zum Füllen des
Behälters B
vom ersten Typ, und die anfängliche
Abdichtung des Behälters
C vom zweiten Typ kann unter Verwendung der Feder und des Luftdrucks
durch Einführung der
Druckluft in die obere Druckkammer 48 stattfinden. In diesem
Fall besteht keine Notwendigkeit, den in die obere Druckkammer eingeführten Luftdruck zwischen
einem hohen Druck und einem niedrigen Druck umzuschalten.