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Hintergrund
der Erfindung und Angabe des Standes der Technik Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf ein in einer Füllvorrichtung installiertes Einfüllventil,
und insbesondere auf ein Einfüllventil, das
verwendet wird, um ein kohlensäurehaltiges
Getränk
oder nichtkohlensäurehaltiges
Getränk
in ein Gefäß zu füllen, wobei
die Öffnung
des Ventils durch ein Dichtungselement, wie zum Beispiel eine Dichtung,
abgedichtet ist.
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Eine
Füllvorrichtung
beinhaltet im allgemeinen ein Einfüllventil umfassend einen Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen,
der in einem Ventilgehäuse ausgebildet
ist, eine Einfülldüse, die
am abstromseitigen Ende des Flüssigkeitsdurchlasses
montiert ist, und ein Flüssigkeitsventil,
das wirkt, um den Durchlass, durch den die Flüssigkeit tritt, zu öffnen oder
zu schließen,
wobei die Anordnung so ist, dass die eingefüllte Flüssigkeit von der Einfülldüse, die
an dem abstromseitigen Ende des Flüssigkeitsdurchlasses montiert
ist, in das Gefäß eingespritzt
wird, während das
Flüssigkeitsventil
geöffnet
ist.
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Wenn
solch eine Füllvorrichtung
verwendet wird, um ein Gefäß zum Beispiel
mit einem kohlensäurehaltigen
Getränk
zu füllen,
ist es nicht notwendig, eine obere Öffnung des Gefäßes zu verschließen, und
dementsprechend ist ein zylindrisches Hubelement in das Ventilgehäuse des
Einfüllventils
eingepasst. Eine Zentrierführung,
die die obere Öffnung eines
Gefäßes führt, ist
an dem Hubelement zusammen mit einer Dichtung montiert, die die
obere Öffnung
abdichtet, so dass der Einfüllvorgang
stattfindet, während
die Dichtung gegen den vollen Umfang der oberen Öffnung des Gefäßes gepresst
gehalten wird, um den Innenraum des Gefäßes abgedichtet zu halten.
Um den Einfüllvorgang
auszuführen,
während der
Innenraum des Gefäßes in einem
abgedichteten Zustand gehalten wird, muss ein Entlüftungsdurchlass
vorgesehen sein, um ein Gas in dem Gefäß zu entlüften. Somit findet der Einfüllvorgang
der Flüssigkeit
statt, während
das Gas aus dem Gefäß durch den
Entlüftungsdurchlass
entlüftet
wird.
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Füllvorrichtungen,
die den Einfüllvorgang ausführen, während die Öffnung des
Gefäßes in einer
Weise wie oben erwähnt
abgedichtet wird, werden in zwei Typen eingeteilt. Einer der zwei
Einfülltypen
wird als druckausgeglichener Typ bezeichnet (offenbart zum Beispiel
in der japanischen offen gelegten Patentveröffentlichung Nr. 11,989/1996)
und ist wie im folgenden erwähnt
aufgebaut. Speziell ist ein Gehäuse
fest an der Bodenfläche
einer Einfüllschüssel in
einer aufrechten Weise montiert, und eine Rohrleitung (ein Ventilschaft
und ein Entlüftungsrohr an
dem unteren Ende des Schafts) ist durch das Gehäuse in einer anhebbaren Weise
hindurchgeführt. Der
Innenraum der Rohrleitung definiert einen Entlüftungsdurchlass, während die
Außenseite
der Rohrleitung als ein Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen dient,
der durch ein Flüssigkeitsventil
geöffnet
oder geschlossen wird. Während
des Einfüllvorgangs
ist das Entlüftungsrohr,
das an dem unteren Ende des Ventilschafts angeordnet ist, in das
Gefäß eingeführt, und
das Flüssigkeitsventil
ist geöffnet.
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Wenn
das Flüssigkeitsventil
geöffnet
ist, strömt
die Flüssigkeit
in das Gefäß durch
den Flüssigkeitsdurchlass
und die Einfülldüse, während jegliches
Gas, das in dem Gefäß enthalten
ist, in einen Raum über
der Flüssigkeit
in der Einfüllschüssel durch
den Entlüftungsdurchlass
ausgestoßen
wird. Wenn der Flüssigkeitsfüllstand
der Flüssigkeit,
die in das Gefäß eingefüllt ist,
ansteigt, um die Öffnung
des Entlüftungsdurchlasses
zu versperren und ein Gleichgewicht zwischen dem Druck in dem Gefäß und dem
Druck in der Einfüllschüssel erreicht
ist, ist der Einfüllvorgang
abgeschlossen. Ein Verteiler ist um den Außenumfang des Entlüftungsrohrs
montiert um zu bewirken, dass die Flüssigkeit, die in das Gefäß strömt, entlang
der Innenfläche
des Gefäßes fließt, wodurch
die Blasenbildung des Flüssigkeitsstroms
verhindert wird.
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Eine
Füllvorrichtung
gemäß dem anderen Einfülltyp schließt einen
Durchflussmesser oder einen Füllstandssensor
ein, um den eingefüllten
Inhalt zu erfassen, und beendet einen Einfüllvorgang, wenn der Inhalt
eine gegebene Menge erreicht, und repräsentiert folglich einen Füllstandsermittlungstyp
(offenbart zum Beispiel in der japanischen offen gelegten Patentanmeldung
Nr.144,491/1994). Eine Füllvorrichtung,
die in der zweiten Quelle offenbart ist, schließt einen ringförmigen Flüssigkeitszufuhrpfad ein,
der definiert ist zwischen einem Gehäuse und einem inneren Stück, das
innerhalb des Gehäuses
angeordnet ist und das geöffnet
oder geschlossen wird durch ein Flüssigkeitsventil, welches ein
ringförmiges Verschlusselement
ist, das auf einen Zylinder ansprechend auf und ab bewegt wird.
Der ringförmige Flüssigkeitszufuhrpfad
weist einen Gießanschluss auf,
der abwärts
konisch vergrößert ist,
wodurch ein Flüssigkeitsstrahl
in Richtung der Innenwand des Gefäßes geleitet werden kann, bevor
er nach unten in Richtung des Bodens strömt.
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Ein
Gasdurchlass ist auf dem inneren Stück ausgebildet und durch ein
Entlüftungsventil
mit einer Entlüftungskammer
verbunden, und ist auch durch ein Ansaugventil mit einem Gasraum
eines ringförmigen
Tanks verbunden. Ein Flüssigkeitsfüllstandssensor
ist zentral auf dem inneren Stück
montiert, und das Flüssigkeitsventil
wird geschlossen, wenn ein Abstand zwischen dem Füllstandssensor
und dem Flüssigkeitsfüllstand
einem gegebenen Wert erreicht.
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In
der Anordnung, die in der ersten Quelle offenbart ist, verbleibt
eine einzufüllende
Flüssigkeit
in den Entlüftungsdurchlass
zu dem Zeitpunkt, an dem der Einfüllvorgang beendet ist, und
muss ausgestoßen
werden, bevor der nächste
Einfüllvorgang
begonnen werden kann. Insbesondere, wenn eine schnelle Verarbeitung
gewünscht
wird, ist die Bereitstellung eines speziellen Ausstoßmechanismus erforderlich.
Außerdem
kontaktiert die einzufüllende Flüssigkeit
das Entlüftungsrohr
während
des Einfüllvorgangs,
wodurch ein hygienisches Problem hinterlassen wird. Des weiteren,
wenn die Größe oder
die Form des Gefäßes gewechselt
wird, muss das Entlüftungsrohr,
das den Entlüftungsdurchlass
definiert, oder der Verteiler gewechselt werden, welches ein Nachteil
ist.
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In
der Anordnung, die in der zweiten Quelle offenbart ist, ist die Öffnung des
Entlüftungsdurchlasses über der Öffnung des
Flüssigkeitszufuhrpfades angeordnet,
und dementsprechend kann der Entlüftungsdurchlass nicht durch
die einzufüllende
Flüssigkeit
kontaktiert werden, und es gibt keinen Rückstand der einzufüllenden
Flüssigkeit
in dem Entlüftungsdurchlass
bei Beendigung des Einfüllvorgangs.
Jedoch in dieser Anordnung fließt
die einzufüllende Flüssigkeit
entlang der Innenwand des Gefäßes, während es
gefüllt
wird, und dementsprechend, wenn ein Kanister oder ein Gefäß, das eine
flache Innenfläche
um die Öffnung
herum und einen glatten Ansatz aufweist, befüllt werden soll, kann eine
Blasenbildung unterdrückt
werden, da die einzufüllende Flüssigkeit
entlang der Innenfläche
des Gefäßes strömt, aber
eine Blasenbildung wird herbeigeführt durch ein Spritzen der
einzufüllenden
Flüssigkeit
in ein Gefäß, wie zum
Beispiel eine wiederverschließbare
Dose oder einen Flaschenbehälter,
in denen die Innenfläche
um die Öffnung
herum mit einer Unebenheit ausgebildet ist, die der Ausbildung eines
Gewindes, das um die äußere Fläche herum
ausgebildet ist, entspricht.
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EP 0 616 971 offenbart eine
Füllmaschine zum
Eingießen
eines flüssigen
Füllmaterials
in Flaschen oder ähnliche
Behälter,
umfassend einen Rotor, der um eine vertikale Maschinenspindel rotiert,
einen Boiler und einen Ring, der den Boiler umgibt und an dem mehrere
Einfüllelemente
befestigt sind, von denen jedes einen Einfüllpunkt ausbildet. Die Einfüllelemente
sind über
eine Füllmaterialverbindung
mit dem Innenraum des Boilers verbunden. Der Ring ragt teilweise über die
Unterseite des Boilers hinaus, wo Durchlässe für die Füllmaterialverbindungen vorgesehen
sind. Des Weiteren sind Hebeelemente für Behälterträger auch in dem Ring geführt.
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US 3,870,089 offenbart eine
Vorrichtung zum schnellen und extrem genauen Befüllen von Flaschen einschließlich eines
volumetrischen zweifach wirkenden Kolbens, einer Taucheinfülldüse, die
sich nur öffnet,
wenn sie wirklich abgibt, und die einen Antitropf-Ansaugmechanismus
trägt,
der ausgebildet ist, um nur Luft über dem Flüssigkeitsfüllstand abzuzapfen, wenn er
nicht Tropfen von der Düsenspitze aufnimmt,
Maßnahmen
zur Steuerung, um Verteilvorgänge
zu vermeiden, wenn keine Flasche in der Aufnahmeposition vorhanden
ist, und Einstellbarkeit des Volumens und der Durchflussmenge einzeln
und des Volumens gemeinsam für
alle Einfüllköpfe in einem Mehrkopfsystem – alles,
ohne die Füllvorrichtung
anzuhalten. Auch eingeschlossen sind Maßnahmen zur Verhinderung der
Mitnahme von Luft in dem System und zur Entfernung jeglicher Luft,
die ursprünglich
in dem System bei der Inbetriebnahme oder durch den Betrieb einer
Zufuhrpumpe eingeschlossen ist.
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Aufgabe und
Darstellung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die beschriebenen Probleme
zu überwinden
und hat die Bereitstellung eines Einfüllventils zur Aufgabe, welches
ausgezeichnet in seinem hygienischen Leistungsverhalten ist, und
welches das Erfordernis des Ersatzes eines Zusatzgerätes für Behälter verschiedener
Größen und
Formen vermeidet. Es ist ebenfalls eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Füllventil
bereitzustellen, das das stattfinden eines Füllvorgangs durch die Mitte
eines Gefäßes ermöglicht,
und das einen stabilen, nicht von der Gefäßform beeinflussten Füllvorgang
ermöglicht.
Die obigen Aufgaben werden durch die Bereitstellung eines Einfüllventils
erfüllt,
umfassend ein Ventilgehäuse,
das intern mit einem Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen
ausgebildet ist, der mit einer Flüssigkeitszufuhrleitung zum
Einfüllen
in Verbindung steht und an seinem unteren Ende eine Einfülldüse aufweist,
ein Flüssigkeitsventil
zum Öffnen
oder Schließen
des Flüssigkeitsdurchlasses,
Flüssigkeitsventilhubmittel zum
Anheben des Flüssigkeitsventils,
Dichtungsmittel, die an dem Ventilgehäuse zur Abdichtung der Öffnung eines
bereitgestellten Gefäßes angebracht sind,
Hubmittel zum Anheben der Dichtungsmittel bezüglich des Gefäßes, Inhaltserfassungsmittel
zum Erfassen der Menge der Flüssigkeit,
die in das Gefäß eingefüllt ist,
und einen Entlüftungsdurchlass,
der in dem Ventilgehäuse
zum Entlüften
eines Gases aus dem Gefäß ausgebildet
ist, wobei der Entlüftungsdurchlass
eine Öffnung
aufweist, die in Richtung des Gefäßes angeordnet ist, und eine
distale Öffnung
der Einfülldüse über der
Höhe des
Flüssigkeitsfüllstands gehalten
wird, der in das Gefäß während des
Einfüllvorgangs
eingefüllt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlüftungsöffnung in dem Außenumfang der Öffnung der
Einfülldüse angeordnet
ist.
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In
dem Einfüllventil
gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine Öffnung
des Entlüftungsdurchlasses
am Außenumfang
der Einfülldüse am Ende
der Einfülldüse angeordnet,
und da die Einfülldüse innerhalb
angeordnet ist, um zu gestatten, dass das Einfüllen der Flüssigkeit zentral in dem Gefäß stattfindet, kann
ein stabiler Einfüllvorgang
erzielt werden, ohne dass er durch die Form des Gefäßes beeinflusst
wird. Die Öffnung
der Einfülldüse ist in
einer Höhe
angeordnet, die nicht von dem Flüssigkeitsfüllstand
der Flüssigkeit,
die in das Gefäß eingefüllt ist,
kontaktiert werden kann, wodurch ein ausgezeichnetes hygienisches
Ergebnis bereitgestellt werden kann. Außerdem besteht kein Erfordernis
des Ersatzes eines Zusatzgerätes
für Gefäße unterschiedlicher
Größe und Formen.
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Ein
Einfüllventil
gemäß der in
Anspruch 2 definierten Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen
mit einem größeren Durchmesser
an einer Stelle ausgebildet ist, an der er mit der Flüssigkeitszufuhrleitung
zum Einfüllen
in einer solchen Weise verbunden ist, dass der Bereich des Flüssigkeitsdurchlasses
an der Stelle, die einen größeren Durchmesser
aufweist, größer als
der Flüssigkeitskanalbereich
der Flüssigkeitszufuhrleitung
zum Einfüllen
ist, und eine Verengung an der Stelle, die den größeren Durchmesser
aufweist, abstromseitig ausgebildet ist.
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In
dem Einfüllventil
gemäß der in
Anspruch 2 definierten Erfindung mildert die Bereitstellung eines Abschnitts
des größeren Durchmessers
am Einlass zu dem Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen
von der Flüssigkeitszufuhrleitung
zum Einfüllen
den Strom der Flüssigkeit,
und die Verengung, die abstromseitig davon vorgesehen ist, unterdrückt auch
den Strom, wodurch es der Flüssigkeit,
die in das Gefäß gefüllt wird,
gestattet wird, sachte zu strömen,
um das Auftreten einer Blasenbildung zu verhindern, wenn die Flüssigkeit
nicht dazu vorgesehen ist, um die Innenwand des Gefäßes herum
zu strömen.
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Ein
Einfüllventil
gemäß der in
Anspruch 3 definierten Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein
Glättungsflügel, der
die einzufüllende
Flüssigkeit glättet, in
dem Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen an
einer Stelle anstromseitig des Einfüllventils angeordnet ist.
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In
dem Einfüllventil
gemäß Anspruch
3 wirkt der Glättungsflügel, um
den Strom der einzufüllenden
Flüssigkeit
zu glätten,
bevor sie in das Gefäß eingespritzt
wird, wodurch ein gleichmäßiger Einfüllvorgang
gestattet wird, wobei das Auftreten einer Blasenbildung verhindert
wird.
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Ein
Einfüllventil
gemäß der in
Anspruch 4 definierten Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der
Kanalbereich der Einfülldüse verjüngt ist,
so dass der Durchmesser schrittweise in Richtung des unteren Endes
abnimmt. Wenn der Kanalbereich in der Einfülldüse verjüngt ist, so dass der Durchmesser
in Richtung des Flüssigkeitsauslasses
abnimmt, wird der Effekt der Glättung
des Stroms der einzufüllenden
Flüssigkeit
weiter verbessert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Längsschnitt
eines Einfüllventils gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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2 ist
ein Querschnitt, in einem vergrößerten Maßstab, eines
wesentlichen Teils (oder einer Verbindung zwischen einer Flüssigkeitszufuhrleitung zum
Einfüllen
und einem Flüssigkeitsdurchlass
zum Einfüllen)
des Einfüllventils.
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Auführliche
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Die vorliegende
Erfindung wird nun genauer beschrieben werden mit Bezug auf ein Ausführungsbeispiel,
das in den Zeichnungen gezeigt ist. Das Einfüllventil, im allgemeinen mit
dem Bezugszeichen 1 bezeichnet, ist auf einer Füllvorrichtung
eines so genannten heberlosen Typs installiert, der nicht mit einem
Mechanismus zum Anheben eines Gefäßes B versehen ist. Das Gefäß B wird
in einer horizontalen Ebene zu dem Einfüllventil 1 gefördert, und
anschließend
wird eine Gefäßöffnungsdichtung,
die später
beschrieben werden wird, veranlasst herunter zu fahren, um gegen
die Öffnung
des Gefäßes B gepresst
zu werden, um es abzudichten, woraufhin ein Einfüllvorgang des Gefäßes B durch
das Einfüllventil 1 stattfindet.
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Das
Einfüllventil 1 umfasst
ein Ventilgehäuse 2,
das mit einem Abschnitt 2a eines vergrößerten Durchmessers in Richtung
seines Bodens ausgebildet ist, und auch mit einem Abschnitt 2b eines
reduzierten Durchmessers ausgebildet ist, der unterhalb des Abschnitts 2a des
vergrößerten Durchmessers angeordnet
ist. Eine einzufüllende
Flüssigkeit,
die von einem Strömungsflüssigkeitstank,
nicht gezeigt, durch eine Flüssigkeitszufuhrleitung 6 zum
Einfüllen zugeführt wird,
wird durch einen Flüssigkeitsdurchlass 4 zum
Einfüllen
geleitet, der in dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet
ist, um das Gefäß B zu füllen.
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Ein
Flüssigkeitsventil 8,
das den Flüssigkeitsdurchlass 4 öffnet und
schließt,
ist in dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet.
Das Flüssigkeitsventil 8 umfasst
ein Ventilelement 12, das an dem unteren Ende eines Stabes 10 ausgebildet
ist, der in den Flüssigkeitsdurchlass 4 in
einer anhebbaren Weise eingeführt
ist, und einen Ventilsitz 14, der an der Innenfläche des
Bodens des Flüssigkeitsdurchlasses 4 ausgebildet
ist. Ein Dichtungselement 12a ist um den Außenumfang
des Abschnitts des Ventilelements 12 herum eingepasst,
das ausgebildet ist, um auf dem Ventilsitz 14 gesetzt zu
werden, um eine Flüssigkeitsdichtigkeit
beizubehalten. Der Stab 10, der das Ventilelement 12 trägt, wird
auf und ab bewegt durch einen Ventil öffnenden/schließenden Luftzylinder (Flüssigkeitsventilhubmittel) 16,
der auf einem oberen Abschnitt des Ventilgehäuses 2 montiert ist.
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Der
Aufbau des Ventils öffnenden/schließenden Luftzylinders 16 wird
kurz beschrieben. Ein Kolben 18 ist auf einem oberen Abschnitt
des Hubstabes 10 angeordnet und ist verschieblich in ein
Zylindergehäuse 20 eingepasst,
das an dem oberen Ende des Ventilgehäuses 2 befestigt ist,
wodurch der Innenraum des Zylindergehäuses 20 in obere und
untere Druckkammern 22, 24 geteilt wird. Die beiden
Druckkammern 22, 24 sind mit einer Druckluftquelle,
nicht gezeigt, durch Luftdurchlässe 26 beziehungsweise 27 verbunden,
wodurch ein Luftdruck in jede Druckkammer 22 oder 24 eingeführt werden
kann, oder jede Druckkammer zu der Atmosphäre hin geöffnet werden kann. Wenn der
Luftdruck in die obere Druckkammer 22 eingeführt wird,
bewegt sich der Kolben 18 nach unten zusammen mit dem Hubstab 10,
um das Ventilelement 12 zu veranlassen, auf den Ventilsitz 14 gesetzt
zu werden, um den Flüssigkeitsdurchlass 4 zu
schließen.
Andererseits, wenn der Luftdruck in die untere Druckkammer 24 eingeführt wird,
bewegt sich der Kolben 18 zusammen mit dem Hubstab 10 nach
oben, um das Ventilelement 12 von dem Ventilsitz 14 wegzubewegen,
um den Flüssigkeitsdurchlass 4 zu öffnen.
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Eine
Membran 28 ist zwischen dem Flüssigkeitsdurchlass 4,
der in dem Ventilgehäuse 2 angeordnet
ist, und dem Luftzylinder 16, der darüber angeordnet ist, zwischengeschaltet,
wodurch eine perfekte Isolierung zwischen dem Bereich des Flüssigkeitsdurchlasses 4,
durch den eine Flüssigkeit
wie zum Beispiel ein Getränk
strömt,
und dem Luftzylinder 16 einschließlich der verschieblichen Abschnitte erzielt
wird. Mehrere Glättungsflügel 30,
die den Strom der einzufüllenden
Flüssigkeit
glätten,
der durch den Flüssigkeitsdurchlass 4 hindurch
tritt, sind an der äußeren Oberfläche des
Hubstabes 10 montiert, der das Ventilelement 12 trägt. Es wird
angemerkt, dass die Glättungsflügel 30 anstromseitig
des Flüssigkeitsventils 8 angeordnet
sind.
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Eine
Einfülldüse 31 ist
in dem Flüssigkeitsdurchlass 4 an
einer Stelle unterhalb des Flüssigkeitsventils 8 angeordnet.
Die Einfülldüse 31 weist
einen internen Flüssigkeitsdurchlass 31a auf,
der verjüngt
ist, so dass der Innendurchmesser schrittweise von dem oberen zu
dem unteren Abschnitt abnimmt, wodurch der Effekt der Glättung des
Stroms der in das Gefäß B einzufüllenden
Flüssigkeit
durch die Einfülldüse 31 verstärkt wird.
Ein Sieb 31b, das verhindert, dass jegliche Fremdkörper, die
unter die einzufüllende
Flüssigkeit
gemischt werden können,
in den Behälter
B einströmen,
ist an dem Auslass des internen Durchlasses 31a der Einfülldüse 31 montiert.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Anordnung so, dass der Einfüllvorgang stattfindet, während das
distale Ende der Einfülldüse 31 über der Öffnung des
Gefäßes B (wie
in 1 gezeigt) positioniert wird, und der Flüssigkeitsauslass
der Einfülldüse 31 einen
Innendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser
der Öffnung
des Gefäßes B ist.
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Es
wird angemerkt, dass die Flüssigkeitszufuhrleitung 6 in
Richtung des oberen Endes des Ventilgehäuses 2 angeschlossen
ist. Der Aufbau einer Verbindung zwischen der Flüssigkeitszufuhrleitung 6 und
dem Flüssigkeitsdurchlass
Server 4, der in dem Ventilgehäuse 2 angeordnet ist,
wird nun unter Bezug auf 2 beschrieben werden, die solche
Abschnitte in einem vergrößerten Maßstab darstellt.
Ein oberer Abschnitt des Flüssigkeitsdurchlasses 4,
wo die Strömungsflüssigkeitszufuhrleitung 6 angeschlossen
ist, ist mit einem Abschnitt 4a mit einem größeren Durchmesser ausgebildet,
der einen Kanalbereich aufweist, der größer als der Kanalbereich der
Flüssigkeitszufuhrleitung 6 ist.
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Eine
Verengung 4b ist unter dem Abschnitt 4a mit einem
größeren Durchmesser
durch Vergrößern des
Außendurchmessers
des Stabes 10 ausgebildet, wodurch der Kanalbereich des
Flüssigkeitsdurchlasses 4 reduziert
wird. Wenn der Abschnitt 4a mit einem größeren Durchmesser
und die Verengung 4b an dem Einlass zu dem Flüssigkeitsdurchlass 4, der
in dem Ventilgehäuse 2 angeordnet
ist, ausgebildet sind, wird die Strömungsgeschwindigkeit der einzufüllenden
Flüssigkeit,
die von der Flüssigkeitszufuhrleitung 6 strömt, an dem
Abschnitt 4 mit dem größeren Durchmesser
gemildert und wird weiter durch die Verengung 4b gedrosselt,
und fließt
somit danach stromabwärts
als ein gemäßigter Strom.
Wenn eine unter Druck stehende einzufüllende Flüssigkeit von einem Strömungsflüssigkeitstank,
nicht gezeigt, zugeführt
wird, wird garantiert, dass der Abschnitt 4a des größeren Durchmessers
und die Verengung 4b, die in dem Flüssigkeitsdurchlass 4 ausgebildet
sind, einen gemilderten Strom erzeugen, als wenn die einzufüllende Flüssigkeit
aufgrund der Gravitation herunterfällt.
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Die
gezeigte Füllvorrichtung
umfasst einen Durchflussmesser 33 (Füllstandserfassungsmittel), der
in der Flüssigkeitszufuhrleitung 6 angeordnet
ist, wodurch die Durchflussmenge der Flüssigkeit, die durch die Zufuhrleitung 6 zugeführt wird,
durch den Flüssigkeitsdurchlass 4 hindurchgeführt wird
und in das Gefäß B durch
die Einfülldüse 31 eingefüllt wird, ermittelt
werden kann. Es ist jedoch anzumerken, dass das Füllstandserfassungsmittel
nicht auf solche Durchflussmesser 33 beschränkt ist,
sondern zum Beispiel einen Füllstandssensor
vom kontaktlosen Typ umfassen kann, der den Füllstand der eingefüllten Flüssigkeit
von außerhalb
des Gefäßes B erfassen
kann.
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Eine
zylindrische Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 ist
um den Abschnitt 2a eines vergrößerten Durchmessers und einen
Abschnitt 2b eines reduzierten Durchmessers herum eingepasst,
die um die Außenfläche des
Ventilgehäuses 2 herum
in Richtung dessen Bodens ausgebildet sind. Die Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 umfasst
einen Abschnitt 32a eines vergrößerten Durchmessers, der in
einem oberen Abschnitt angeordnet ist, und einen Abschnitt 32b eines
reduzierten Durchmessers, der in einem unteren Abschnitt angeordnet
ist. Die Innenfläche des
Abschnitts 32a eines vergrößerten Durchmessers steht normalerweise
in Eingriff mit der Außenfläche des
Abschnitts 2a eines vergrößerten Durchmessers des Ventilgehäuses 2,
während
die Innenfläche des
Abschnitts 32b eines reduzierten Durchmessers in Eingriff
mit der Außenfläche des
Abschnitts 2b des reduzierten Durchmessers des Ventilgehäuses 2 stehen
kann. Ein erstes Dichtungselement 34 ist in die Innenfläche des
Abschnitts 32a der Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 eingepasst,
wodurch eine hermetische Dichtung mit der Außenfläche des Abschnitts 2a eines
vergrößerten Durchmessers
des Ventilgehäuses 2 aufrechterhalten
wird. Ein zweites Dichtungselement 36 ist in die Innenfläche des
Abschnitts 32b eines reduzierten Durchmessers der Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 eingepasst,
wodurch eine hermetische Dichtung zwischen den Abschnitten 2b und 32b aufrechterhalten
wird, wenn der Abschnitt 32b eines reduzierten Durchmessers
um den Abschnitt 2b eines reduzierten Durchmessers des
Gehäuses 2 herum
anliegt.
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Eine
Gefäßöffnungsdichtung
(Dichtungselement) 38, die einen Durchmesser aufweist,
der im Wesentlichen mit dem Öffnungsdurchmesser
des Gefäßes B, das
durch die Füllvorrichtung
einschließlich
des Einfüllventils 1 bef^üllt werden
soll, übereinstimmt,
ist an dem Bodenende der Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 angebracht.
Die Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 kann
auf und ab bewegt werden durch einen Dichtungsanhebenden Luftzylinder
(Dichtungshubmittel) 42, der an dem Ventilgehäuse 2 montiert
ist, und wenn das Gefäß B gefüllt werden
soll, veranlasst der Dichtungsanhebende Luftzylinder 42 die
Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 herunterzufahren,
wodurch die Gefäßöffnungsdichtung 38 gegen
die Öffnung
des Gefäßes B gepresst
wird um es abzudichten. An einer Stelle unter der Dichtung 38 weist
die Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 eine
Innenfläche 32c auf,
die in einer Weise verjüngt
ist, um ihren Durchmesser in einer Abwärtsrichtung zu vergrößern, wodurch
sie zum Führen
der Öffnung
des Gefäßes B dient,
die in die Gefäßöffnungsdichtung 38 gepresst
ist. Es ist anzumerken, dass der Außendurchmesser des distalen Endes
der Einfülldüse 31 geringer
ist als der Innendurchmesser der Gefäßöffnungsdichtung 38,
wobei eine Lücke
dazwischen gelassen wird.
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Ein
Paar Gasdurchlässe 44, 46,
die sich in der unteren Stirnseite des Abschnitts 2b eines
reduzierten Durchmessers öffnen,
sind in dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet.
Einer der Gasdurchlässe, 44, repräsentiert
einen Gegendurchlass (Entlüftungsdurchlass)
und ist durch ein erstes Öffnungs-/Schließventil 48 mit
dem Kopfraum eines Flüssigkeitstanks
zum Einfüllen,
nicht gezeigt, oder einem Gasraum, der über einem Reservoir eingefüllter Flüssigkeit
angeordnet ist, und der Atmosphäre
in einer umschaltbaren Weise verbunden. Der andere Gasdurchlass 46 repräsentiert
einen Schnüffeldurchlass
und steht mit der Atmosphäre über ein
zweites Öffnungs-/Schließventil 50 in
Verbindung. Während es
nicht gezeigt wird, läuft
der untere Abschnitt des Schnüffeldurchlasses 46 parallel
zu dem Entlüftungsdurchlass 44 und öffnet sich
in die untere Stirnseite des Abschnitts 2b eines reduzierten
Durchmessers des Ventilgehäuses 2 an
einer Stelle nahe der Öffnung 44a des
Entlüftungsdurchlasses 44.
In dem Einfüllventil 1 des
vorliegenden Ausführungsbeispiels
ist der Entlüftungsdurchlass 44,
der sich durch die Wand des Ventilgehäuses 2 erstreckt,
vorgesehen, um Kontakt mit dem Kopfraum des Flüssigkeitstanks zum Einfüllen herzustellen,
wodurch ein Entlüftungsrohr,
das in einem konventionellen Einfüllventil vorgesehen war, überflüssig wird,
um das Erfordernis zu beseitigen, das Zusatzgerät zu auszuwechseln, wenn der
Typ eines Gefäßes ausgewechselt
wird.
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Außerdem ist
ein dritter Gasdurchlass 52, der separat ist von den Gasdurchlässen 44, 46,
die sich in die untere Stirnseite des Abschnitts 2b eines reduzierten
Durchmessers öffnen,
in dem Ventilgehäuse 2 ausgebildet.
Der dritte Gasdurchlass 52 repräsentiert einen Luftdurchlass,
der die eingefüllte Flüssigkeit
veranlasst herunterzufallen. Ein Ende des dritten Gasdurchlasses 52 ist
mit einem Punkt des Entlüftungsdurchlasses 44 verbunden,
der abstromseitig des Öffnungs-/Schließventils 48 angeordnet
ist, während
sich das andere Ende in die Einfülldüse 31 öffnet an
einem Punkt in dem Flüssigkeitsdurchlass 4,
der abstromseitig des Flüssigkeitsventils 8 angeordnet
ist. Der Luftdurchlass 52, der ausgebildet ist, um die
eingefüllte
Flüssigkeit
zu veranlassen herunterzufallen, kann durch ein drittes Öffnungs-/Schließventil 54 geöffnet oder
geschlossen werden, und bei Beendigung eines Einfüllvorgangs
ist das Öffnungs-/Schließventil 54 geöffnet, um
die Luft in die Einfülldüse 31 einzuleiten,
wodurch jeglicher Überrest
der eingefüllten
Flüssigkeit
entfernt wird, der in dem Durchlass 31a der Einfülldüse 31 verblieben sein
kann.
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Der
Betrieb des beschriebenen Einfüllventils 1 wird
nun beschrieben werden. Zunächst
wird ein gasbeladener Einfüllvorgang,
der eine Flüssigkeit, wie
zum Beispiel ein kohlensäurehaltiges
Getränk, unter
Druck einfüllt,
beschrieben werden. In einem Gas beladenen Einfüllvorgang ist eine Einfüllflüssigkeit
in einem Flüssigkeitstank
zum Einfüllen,
nicht gezeigt, enthalten, und ein CO2 Gas
(Kohlendioxidgas) wird unter Druck in einen Raum eingegrenzt, der über der
Einfüllflüssigkeit
verbleibt.
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Wie
zuvor erwähnt,
repräsentiert
die Füllvorrichtung,
die in diesem Ausführungsbeispiel
betrachtet wird, einen heberlosen Typ, wo ein Gefäß B horizontal
befördert
wird, um einer Stelle unterhalb des Einfüllventils 1 zugeführt zu werden,
wo der Einfüllvorgang
stattfindet. Im speziellen wird die Öffnung 31b der Einfülldüse 31 nicht
in das Gefäß B eingeführt, sondern
der Einfüllvorgang
findet statt, während
die Öffnung über der
Gefäßöffnung verbleibt.
Zu der Zeit, wenn das Gefäß B einem
Punkt unter dem Einfüllventil 1 zugeführt wird,
nimmt die gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 eine
angehobene Position durch die Aktion des Dichtungsanhebenden Luftzylinders 42 ein,
und nachdem das Gefäß B zugeführt wurde,
fährt die
Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 herunter.
Wenn die Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 herunterfährt, wird
die Gefäßöffnungsdichtung 38,
die in deren unteren Abschnitt enthalten ist, gegen die Öffnung des
Gefäßes B gepresst,
um den Innenraum des Gefäßes B abzudichten.
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Wenn
der Einfüllvorgang
eineleitet wird, tritt der Entlüftungsdurchlass 44 mit
einem Gasraum in dem Flüssigkeitstank
zum Einfüllen,
nicht gezeigt (ein Raum, der über
der Einfüllflüssigkeit
angeordnet ist), in Verbindung, und nachdem das Gefäß B durch die
Gefäßöffnungsdichtung 38 in
der oben genannten Weise abgedichtet worden ist, werden die Öffnung-/Schließventile 48 und 50,
die dem Entlüftungsdurchlass 44 zugeordnet
sind, und der Schnüffeldurchlass 46 geöffnet. Unter
Druck stehendes kohlensäurehaltiges
Gas, das in dem Flüssigkeitstank zum
Einfüllen
enthalten ist, wird durch den Entlüftungsdurchlass 44 in
das Gefäß B eingeführt, während die
Luft in dem Gefäß B durch
den Schnüffeldurchlass 46 ausgestoßen wird.
Nach einem gegebenen Zeitintervall wird das Öffnungs-/Schließventil 50,
das dem Schnüffeldurchlass 46 zugeordnet
ist, geschlossen und der Ausstoß des
kohlensäurehaltigen
Gases wird beendet. Anschließend
wird der Luftzylinder 16, der wirkt, um das Flüssigkeitsventil
zu öffnen
oder zu schließen,
bedient um den Hubstab 10 und sein integrales Ventilelement 12 zu
veranlassen, sich aufwärts
zu bewegen, wodurch das Ventilelement 12 von dem Ventilsitz 14 entfernt
wird, um das Flüssigkeitsventil 8 zu öffnen, um
den Beginn des Einfüllvorgangs
zuzulassen.
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Die
einzufüllende
Flüssigkeit,
die von dem Flüssigkeitstank
zum Einfüllen
durch die Flüssigkeitszufuhrleitung 6 zugeführt wird,
tritt durch den Flüssigkeitsdurchlass 4 in
dem Ventilgehäuse 2 und durch
die Einfülldüse 31,
um das Gefäß B zu füllen, während das
kohlensäurehaltige
Gas in dem Gefäß B durch
den Entlüftungsdurchlass 44 ausgestoßen wird,
um zu dem Gasraum in dem Flüssigkeitstank zum
Einfüllen
zurückgeführt zu werden.
Wenn die Flüssigkeit,
die das Gefäß B füllt, in
den Flüssigkeitsdurchlass 4 aus
der Flüssigkeitszufuhrleitung 6 strömt, steigt
der Kanalbereich an dem Abschnitt 4a eines größeren Durchmessers
an, um den Strom zu mildern, und anschließend wird der Strom durch die Verengung 4b unterdrückt, die
unter dem Abschnitt 4a eines größeren Durchmessers angeordnet
ist. Dementsprechend, wenn der Einfüllvorgang unter Druck stattfindet,
strömt
die Flüssigkeit
sachte in das Gefäß B ohne
die Wahrscheinlichkeit der Blasenbildung. Da die Glättungsflügel 30 in
dem Flüssigkeitsdurchlass 4 angeordnet
sind und der Flüssigkeitsdurchlass 31a der
Einfülldüse 31 abwärts verjüngt ist, wird
die einzufüllende
Flüssigkeit
weiter geglättet,
um das Gefäß als ein
sachter Strom zu betreten.
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Der
Durchflussmesser 33 ist in der Flüssigkeitszufuhrleitung 6 angeordnet,
die die einzufüllende
Flüssigkeit
zu dem Einfüllventil 1 zuführt, und wenn
erfasst wird, dass eine gegebene Menge Flüssigkeit eingefüllt worden
ist, wird der Luftzylinder 16 betätigt, um das Flüssigkeitsventil 8 zu
schließen, wodurch
der Einfüllvorgang
beendet wird. In diesem Ausführungsbeispiel
findet der Einfüllvorgang
statt ohne das Einführen
der Einfülldüse 31 in
das Gefäß B, sondern
die Öffnung 31b der
Einfülldüse 31 wird über der
Höhe der
Flüssigkeit,
die in das Gefäß B eingefüllt ist,
bis zur Beendigung des Einfüllvorgangs gehalten.
Das Öffnungs-/Schließventil 48 des
Entlüftungsdurchlasses 44 wird
geschlossen, während
das Öffnungs-/Schließventil 54 für den Luftdurchlass 52 geöffnet ist,
um die Luft in die Einfülldüse 31 einzuführen, wobei
verhindert wird, das jegliche einzufüllende Flüssigkeit in der Einfülldüse 31 verbleibt.
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Bei
Beendigung des Einfüllvorgangs
wird das Öffnungs-/Schließventil 50 des
Schnüffeldurchlasses 46 geöffnet, um
das unter Druck stehende Gas aus dem Kopfraum des Gefäßes B zu
entlassen, um einen gleichen Druck wie den atmosphärischen Druck
anzunehmen, um ein Auftreten einer schnellen Blasenbildung der eingefüllten Flüssigkeit
zu verhindern, wenn die Gefäßöffnungsdichtung 38 anschließend von
dem Gefäß B entfernt
wird. Anschließend wird
der Luftzylinder 42 bedient, um die Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 zu
veranlassen sich aufwärts
bewegen, wobei die erste Dichtung 38 von dem Gefäß B entfernt
wird und das Gefäß B von
der Füllvorrichtung
abgegeben wird.
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Das
oben genannte Einfüllventil
ist nicht begrenzt auf seine Verwendung in einem gasbeladenen Einfüllvorgang,
sondern ist auch für
einen nichtgasbeladenen Einfüllvorgang
anwendbar. In diesem Beispiel bleibt der Entlüftungsdurchlass 44 offen
gegenüber
der Atmosphäre.
Das Öffnungs-/Schließventil 50 des
Schnüffeldurchlasses 46 ist
geschlossen, während
das Öffnungs-/Schließventil 48 des
Entlüftungsdurchlasses 44 geöffnet ist.
Wenn das Gefäß B unter
dieser Bedingung zugeführt
wird, wird die Gefäßöffnungs-Dichtungseinheit 32 durch
die Aktion des anhebenden Luftzylinder 42 veranlasst herunterzufahren,
und nachdem die Gefäßöffnungsdichtung 38 gegen
die Öffnung
des Gefäßes B gepresst
wurde, wird das Flüssigkeitsventil 48 geöffnet, um
den Einfüllvorgang
zu beginnen. Bei Beendigung des Einfüllvorgangs wird das Öffnungs-/Schließventil 48 des Entlüftungsdurchlasses 44 in
derselben Weise geschlossen wie während des Einfüllvorgangs
eines gasbeladenen Getränks,
und das Öffnungs-/Schließventil 54 des
Luftdurchlasses 52, welcher die eingefüllte Flüssigkeit veranlasst herunterzufallen,
ist geöffnet,
wobei die Luft in die Einfülldüse 31 eingeführt wird,
um zu verhindern, dass jeglicher Überrest der eingefüllten Flüssigkeit
in der Einfülldüse 31 verbleibt.
Es ist anzumerken, dass es für
den Nichtgaseinfüllvorgang
nicht immer notwendig ist, dass die Öffnung des Gefäßes B durch
die Gefäßöffnungsdichtung 38 abgedichtet
wird.
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Mit
dem in der oben genannten Weise aufgebauten Einfüllventil 1 kann der
Einfüllvorgang
ohne einen Einfluss durch die Größe oder
die Form des Gefäßes B stattfinden.
Außerdem
ist es nicht erforderlich das Entlüftungsrohr auszuwechseln, wenn das
Gefäß B eine Öffnung gleicher
Größe aufweist. Dementsprechend
kann das Einfüllventil
mit einer Vielzahl von Gefäßen wie
zum Beispiel Flaschen, PET Gefäßen und
wiederverschließbaren
Kanistern und dergleichen verwendet werden. Außerdem, da eine Füllvorrichtung
eines heberlosen Typs verwendet werden kann, die keinen Gefäßanhebenden
Mechanismus erfordert, kann der Aufbau der Füllvorrichtung vereinfacht werden.
Außerdem,
da die Öffnung 44a des
Entlüftungsdurchlasses 44 außerhalb der
Einfülldüse 31 angeordnet
ist und über
der Öffnung
an dem distalen Ende der Düse
angeordnet ist, besteht keine Wahrscheinlichkeit der Kontaktierung durch
die einzufüllende
Flüssigkeit,
wobei eine hygienische Vortrefflichkeit bereitgestellt wird. Da
der Entlüftungsdurchlass 44 trocken
gehalten wird, besteht keine Wahrscheinlichkeit, dass ein feuchter Dunst
eingeblasen werden kann, wenn das unter Druck stehende Gas eingespritzt
wird, wodurch ein Vorteil geboten wird, dass eine Schaumbildung
vermieden werden kann.
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Es
ist selbstverständlich,
dass das oben genannte Einfüllventil 1 nicht
begrenzt ist in seiner Verwendung auf eine Füllvorrichtung eines heberlosen Typs,
sondern auch auf eine Füllvorrichtung
vom Heber-Typ anwendbar ist, in der ein Gefäß B aufwärts und abwärts gehoben wird. In diesem
Beispiel braucht die Flaschenöffnungsdichtung
nicht anhebbar zu sein, sondern kann befestigt sein. Für eine Füllvorrichtung
vom Heber-Typ ist es möglich,
die Einfülldüse in das
Gefäß einzuführen, aber
es ist notwendig, dass das untere Ende der Einfülldüse über der Höhe des Inhalts des Gefäßes gehalten
wird, um einen Kontakt mit dem Füllstand
der eingefüllten Flüssigkeit
zu vermeiden.