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Vorrichtung zur Aufrechterhaltung gleichbleibenden Druckes in Mehrfachfüllmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung gleichbleibenden
Druckes in Mehrfachfüllmaschinen beim Abziehen gashaltiger Flüssigkeiten und bildet
einen Zusatz zum Patent 656 876.
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Das Hauptpatent hatte den Zweck, einerseits das Entweichen bedeutender
Gasmengen beim zufälligen Platzen einer Abfüllflasche zu verhindern und andererseits
das Gleichgewicht des Schwimmers bzw. das seiner Bewegung aufrechtzuerhalten, indem
Schaumbildung bei der Abfüllung der gashaltigen Flüssigkeiten hintangehalten wurde.
Das Ziel wurde dadurch erreicht, daß sofort nach Überschreiten eines bestimmten
normalen Flüssigkeitsspiegels im Sammelbehälter in an sich bekannter Weise ein Schwimmer
ein Ventil betätigt, durch das der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Raum
des Sammelbehälters an eine Preßgasleitung angeschlossen wird, und daß dieser Raum
durch eine Regelvorrichtung, beispielsweise ein Nadelventil, ständig mit der Außenluft
in einer der Menge der beim Füllen der Flaschen aus diesen abzuführenden Luft angepaßten
Verbindung steht.
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Die Hauptwirkung einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß der
über dem Flüssigkeitsspiegel herrschende Druck in keinem Moment unter diejenige
Gasspannung sinken darf, bei welcher die abgezogene Flüssigkeit zu schäumen beginnt.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß trotz der im Hauptpatent vorgeschlagenen
Vorsichtsmaßregeln und auf Grund der wenn auch unbedeutenden, so doch unvermeidlichen
Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels in dem Behälter, die von der Unregelmäßigkeit
der Abflußmenge und den geringen Druckänderungen infolge der Trägheit der Flüssigkeit
entstehen, Druckschwankungen auftreten können, die trotz ihrer Geringfügigkeit dennoch
Schaumbildung in der Flüssigkeit verursachen können.
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Erfindungsgemäß wird nun dieser Nachteil durch eine besondere Ventilanordnung
verhindert.
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Am Sammelbehälter wird erfindungsgemäß ein drei senkrechte Bohrungen
aufweisender Block vorgesehen, in welchem sich Ausgleichkolben bewegen, die auf
ein in die Entlüftungsleitung nach außen eingeschaltetes Ventil bzw. auf das den
Eintritt des Druckgases steuernde Ventil und auf ein drittes Ventil durch ihr Gewicht
einwirken, wobei das letzte Ventil Druckluft oder Preßgas in den Sammelbehälter
gelangen läßt, wenn der Druck in diesem absinkt, und das erstgenannte Ventil sich
zum Innern des Sammelbehälters hin öffnet, die beiden anderen nach außen hin,
während
nur das erste und zweite Ventil durch den Schwimmer gesteuert werden.
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Das dritte Ventil öffnet sich unter einent-Druck, der den Normaldruck
in dem Behälte`" um ein geringes übersteigt, so daß ,dig^ Flüssigkeit, deren Spiegel
beispielsweise' unter dem Normalspiegel liegt und in Rück-` stand in bezug auf den
oberhalb der Flüssigkeit herrschenden Druck ist, der für eine gewisse Zeit einen
geringen Unterdruck in dem Behälter erzeugt, wieder zu dem Normalspiegel auf Grund
des vorübergehenden Unterdruckes ansteigen kann, während der genannte Unterdruck
beispielsweise auf die Hälfte seines Wertes verringert wird, den er bei Fehlen des
Zusatzventils haben würde, und der daher so klein bleibt, daß ein Schäumen nicht
auftreten kann.
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Andererseits wird, wenn beispielsweise eine Flasche beim Füllvorgang
zerspringt, dem unmittelbaren und gefährlichen Absinken des Druckes in dem Behälter
selbsttätig durch das sofortige Öffnen des Zusatzventils entgegenwirkt, wodurch
die Folgeerscheinungen des Unfalles beträchtlich verringert werden.
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Gemäß einem Erfindungsmerkmal gleitet der Schwimmer mittels einer
Muffe auf der Achse des Sammelbehälters, und ein in einer senkrechten Führung der
Achse beweglicher doppelarmiger Hebel wird durch die Muffe derart verschoben, daß
er beim Ansteigen des Schwimmers zunächst das erste Ventil schließt, sich alsdann,
wenn der Schwimmer seine Steigung fortsetzt, auf dem Ventil abstützt, um schließlich
das zweite Ventil anzuheben.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird die Führungsachse des
Schwimmers und seiner Muffe durch das Zulaufsrohr für die abzuziehende Flüssigkeit
gebildet.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
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Mit i ist der Füllbehälter der Vorrichtung bezeichnet, der an seinem
unteren Teil mit den zu füllenden Flaschen mittels der Ansätze i' in Verbindung
steht.
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Ein Füllrohr 2 für die Flüssigkeit endet in der Nähe des Behälterbodens,
und ein an einer Muffe 3' befestigter Schwimmer 3 kann auf dem genannten Rohr gleiten.
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Auf der Oberseite des Behälters i ist ein Block 4 angeordnet, durch
den das Rohr 2 hindurchgeht und: in dessen Innerem Zylinder 5, 6 und 7 vorgesehen
sind, die mit dem Inneren des Behälters i durch Leitungen 5', 6' und 7' in Verbindung
stehen.
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Das mit einem Abschlußhahn g versehene Rohr 8 zum Zuleiten von Luft
oder Gas unter Druck mündet in den Zylinder 6.- In den Zylindern 5, 6 und 7 befinden
sich ausbalancierte Kolben io, i i und 12, die jeder mit einem Ventil in Verbindung
stehen. Mit 13- ist das an dem Kolben io befestigte Ventil be,zeichnet, das als
Auslaßventil dient. Das delventil 14 liegt in einer Abzweigung des 'inders 5. Das
Ventil 15 des Kolbens 12 dient als Sicherheitsventil, um erfindungsgemäß das Absinken
des Druckes zu begrenzen. Durch das Ventil 16 kann komprimierte Luft oder Gas in
den Behälter eingeleitet werden.
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Ein Manometer zum Anzeigen des Druckes in dem Behälter ist bei 17
angebracht. Ein anderes Manometer 18 zeigt den Druck der komprimierten Luft oder
des Gases an, und ig ist ein Sicherheitsventil bekannter Art.
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Ein Waagebalken oder Doppelhebel 21, der mit den Ventilen 13 oder
16 zusammenarbeitet, ist bei 2o drehbar auf dem Rohr 2 angebracht. Der Schlitz 2ö
ermöglicht dem Drehpunkt 20 des Hebels 2i eine gewisse Bewegung in axialer Richtung.
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Die Viorrichtungarbeitet in folgenderWeise: Unter normalen Arbeitsbedingungen
ist das Ventil 13 offen, damit die in den Flaschen durch die Flüssigkeit verdrängte
Luft austreten kann. Hinter diesem Ventil geht die Luft durch den Hahn 14, der auf
das genaueste eingestellt werden kann. Die Ventile 15 und 16 sind geschlossen.
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Wenn nun die Flüssigkeit über den :,Tormalspiegel a-b ansteigt, hebt
sich auch der Schwimmer 3 mit seiner Muffenführung 3', und das obere Ende der Muffe
kommt in Berührung mit dem Hebel 21, der angehoben wird. Während der Bewegung des
Hebels trifft dessen linker Arm zuerst auf die vorstehende Stange des Ventils 13,
das noch offen ist, drückt gegen diese Stange und dreht sich um seine Achse 2o,
so daß der rechte Arm des Hebels gegen die vorstehende Stange des Ventils 16 drückt.
Der Druck, der das Ventil 16 auf seinem Sitz festhält, ist indessen größer als der
Druck in dem Behälter i, und andererseits kann der das Ventil 16 belastende Kolben
i i von entsprechend schwererer Ausführung sein als der Kolben io. Wenn die Flüssigkeit
weiterhin ansteigt, wird der Hebel 21 daher mit seinem rechten Arm gegen das Ventil
16 drücken, das aber geschlossen bleibt, während der andere Arm des Hebels durch
Anheben des Kolbens io das Ventil 13 schließen wird. Das Austreten von Luft aus
dem Behälter i wird dadurch unterbunden, und der Druck im letzteren steigt daher
auf Grund der aus den zu füllenden Flaschen herausgedrückten Luftlangsam an. Der
Flüssigkeitsspiegel sinkt dann, und die eben beschriebenen Vorgänge wiederholen
sich in umgekehrter Richtung, wobei alle Teile wieder in ihre Normallage zurückkehren,
wenn der Normalspiegel wieder erreicht ist.
Wenn nun eine Flasche
zerspringt oder eine Undichtigkeit auftritt, wird der Druck im Behälter i beträchtlich
absinken und der Flüssigkeitsspiegel entsprechend schnell ansteigen, wobei der Schwinimer
3 mit seiner Muffe 3' mitgenommen wird. Der Hebel 21 wird dann zuerst in der eben
beschriebenen Weise das Ventil 13 schließen und dann gegen (las geschlossene Ventil
anstoßen, worauf bei einem weiteren Ansteigen des Schwimmers das Ventil 16 geöffnet
wird, durch das komprimierte Luft oder Gas in den Behälter einströmt, dessen Druck
den Normalabziehdruck übersteigt. Auf diese Weise wird der Spiegel der Flüssigkeit
wieder gesenkt, und zwar zusammen mit dem Schwimmer auf den NTornialspiegel,wodurch
zuerst das Ventil 16 geschlossen und (las Ventil 13 geöffnet wird, (las allein unter
den normalen Bedingungen offen ist.
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Das zweite Ventil ist finit 15 bezeichnet. Es wirkt in folgender Art
und Weise: Der normale Abziehdruck in dein Kessel i soll mit p bezeichnet werden,
und der Druck des durch das Ventil 16 eintretenden komprimierten Gases mit P. Das
zweite Ventil 15 wird nun unter einen Druck p' gesetzt, der etwas höher ist als
der Druck p. Dieses Ventil trachtet sich unter der Einwirkung des Druckes p und
infolge des Gewichtes des kalibrierten Kolbens r2 zu schließen, während es sich
unter Einwirkung des Druckes P zu öffnen sucht. Es erfüllt daher die Aufgabe eines
Entlastungsventils, durch das die unter dem Druck P stehende Luft auf den Druck
p' abfallen kann. Unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen bleibt das Ventil 15 geschlossen,
solange der Druck p in dem Behälter i aufrechterhalten bleibt. Wenn indessen aus
irgendeinem Grunde dieser Druck p abfällt, kann die Wirkung des Kolbens i2 das nicht
unterstützte Ventil 15 nicht länger niederhalten, so daß sich das Ventil öffnet
und das Eintreten von komprimierter Luft ermöglicht, die unter dem Druck p' steht,
um dem Niederdruck entgegenzuwirken und ihn zu verkleinern, ohne indessen in der
Lage zu sein, denselben vollständig auszugleichen. Infolgedessen kann auch solches
Zuströmen nicht verhindern, daß der Spiegel so weit ansteigt, daß das Ventil 16
geöffnet wird, das daraufhin den normalen Spiegel wiederherstellt, indem es, wie
bereits ausgeführt, den Druck p wiederherstellt.
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Die Wiederherstellung des Druckes p (des normalen Abziehdruckes) kann
auch direkt mittels des Ventils 15 erreicht werden, vorausgesetzt, daß genügend
Luft unter dem Druck p' zugeströmt ist, um dem Niederdruck entgegenzuarbeiten, wobei
auf den Luftzufluß aus den Flaschen geachtet werden muß, besonders wenn das Ventil
13 geschlossen ist. Es ist offensichtlich, daß die Kombination der in dem
beschriebenen Apparat vorhandenen Mittel, soweit es überhaupt möglich ist, den in
dem Behälter herrschenden Druck stabilisiert, sogar während Veränderungen in dem
Flüssigkeitsspiegel.