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Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten unter Gegendruck Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen insbesondere imprägnierter Flüssigkeiten
unter Gegendruck. Bei bekannten Abfüllverfahren für derartige Flüssigkeiten zeigt
sich der Übelstand; daß die Füllhöhe in den abgefüllten Gefäßen starken Schwankungen
unterworfen ist. Die Unterschiede in den Füllhöhen betragen bis zu ro tnm über oder
unter der normalen Füllhöhe und wurden bisher in. dieser Größe auch allgemein als
zulässig angesehen. Diese Schwankungen der Füllhöhe rühren daher, daß bei der notwendigen
Druckentlastung der imprägnierten Flüssigkeit nach beendeter Füllung mehr oder weniger
Flüssigkeitsteile mitgerissen werden. Bei der Druckentlastung steht Flüssigkeit
in dem etwa bis zur Füllhöhe reichenden Füllrohr sowie in der mit einem ungefähr
in der Höhe des Flüssigkeitsauslaufes liegenden Einlaß versehenen Rückluftleitung,
und beim Entlasten des Gefäßes wird diese Flüssigkeit abgespritzt und hierbei eine
mehr oder weniger größere Flüssigkeitsmenge aus der Flasche mit emporgerissen. Die
Menge der mitgerissenen Flüssigkeit ist von Fall zu Fall verschieden und läßt sich
nicht willkürlich beeinflussen. Sie hängt unter anderem auch von dem Reinheitsgrad
der Flasche ab. Schmutzteile rufen bekanntlich eine außerordentlich starke Entbindung
von Kohlensäure herv oY, und dadurch wird eine größere Flüssigkeitsmenge bei der
Entspannung aus der Flasche herausgeschleudert, als wenn die Flaschen vollständig
rein sind. Auch die Flaschenform ist die Ursache verschieden großer Füllhöhen. Bei
enghalsigen Flaschen entweicht eine größere Flüssigkeitsmenge bei der Entspannung
als bei weithalsigen, da bei den letzten der Gasraum über dem Flüssigkeitsspiegel
etwas größer ist, so daß sich die Kraft der austretenden Kohlensäure nicht in so
starkem Maße auswirken kann.
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Die Erfindung vermeidet die erwähnten Nachteile und besteht darin,
daß nach beendeter Füllung das Gefäßinnere mit dem
Druckgasraum
verbunden und die Flüssigkeitszuleitung kurzzeitig entspannt wird, so daß die Flüssigkeit
unter Aufrechterhaltung des Druckes in dem Gefäß aus dem etwa" bis zur Füllhöhe
reichenden Füllrohr unc der in der Nähe des Flüssigkeitsauslaufes' einmündenden
Rückluftleitung abgespritzt und der Raum über der Flüssigkeit mit Druckgas angefüllt
wird, worauf erst die Entspannung des Gefäßinhaltes erfolgt. Bei der Entlastung
kann jetzt keine nennenswerte Flüssigkeitsmenge mehr mit emporgerissen werden, da
in dem freien Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels sich nur Druckgas, dagegen
keine Flüssigkeit mehr befindet. Die aus der Flüssigkeit entweichende Kohlensäure
hat nun nicht eine so große Kraft, daß sie größere Flüssigkeitsmengen über den ganzen
gaserfüllten Raum mitzureißen vermag. Die Entspannung erfolgt vielmehr ruhig auch
bei nicht einwand. frei gereinigten Flaschen, und es stellt sich in den Flaschen
stets dieselbe Füllhöhe ein, so daß sich praktisch eine Strichfüllung erreichen
läßt. Auch die verschiedenen Flaschenhalsformen haben auf die Füllhöhe jetzt keinen
Einfluß mehr, da das über der Flüssigkeit stehende Druckgaspolster das Mitreißen.
größerer Flüssigkeitsmengen verhindert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungs-. beispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen die Abb. i bis 5 dieselbe Abfülleinrichtung, teilweise im Schnitt
und teilweise in Ansicht, wobei die Abb. i die Nullstellung, Abb. 2 die Spannstellung,
Abb. 3 - die Füllstellung, Abb. 4 die Abspritzstellung und Abb. 5 die Entlastungsstellung
darstellt.
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Die Fülleinrichtung besteht aus einem Flüssigkeitsbehälter io, der
über eine Leitung i i mit dem Füllhahn 12 verbunden ist. Zu dem Füllhahn 12 führt
außerdem eine Spanngasleitung 14 und eine Rückgasleitung 15, die in eine gemeinsame
Leitung 16 ausmünden. Die Leitung 16 ist am oberen Teil des Füllbehälters io angeschlossen.
Die Höhe des Flüssigkeitsstandes in dem Behälter io ist aus den Abbildungen ersichtlich.
An den Füllhahn 12 schließt sich ein Flüssigkeitsfülirohr 17 an, das am unteren
Ende Auslauföffnungen 18 besitzt. ig ist eine verschiebbare Zentriertulpe, gegen
die sich die Mündung der Flasche 2o legt. In dem Füllrohr 17 verläuft eine Leiturig
21, ,durch die die Rückluft aus dem Gefäß während der Füllung entweichen kann. Die
Leitung 14. ist an eine Bohrung 22 und die Leitung 15 an eine Bohrung 23 angeschlossen.
Diese Bohrungen führen zu einer Steuerscheibe 2q., die mit verschiedenen Nuten bzw.
Aussparungen 25, 26, 27, 28 versehen ist. Von der Steuerscheibe 24 aus führt eine
Bohrung 29 für das Spanngas in das Flascheninnere und Bohrung 30 in die Rückgasleitung
2i. .Zu= dem Steuerschieber 2.4 führt außerdem aiöl= eine Leitung 3 i, die über
ein Röhrchen @3i ins Freie mündet und in der ein zwangsläufig gesteuertes, in der
Zeichnung nicht dargestelltes Entlastungsventil angeordnet ist: Mit der Entlastungsleitung
31 ist noch eine Nut 33 sowie eine weitere Nut 3 5 verbunden. Zu dem Füllrohr 17
führt eine Bohrung 34., die von der Nut 26 des Steuerschiebers 2¢ ausgeht.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: In Abb. i ist die
Nullstellung gezeigt. In dieser Stellung sind die Spannluftleitung -2 2 und die
Rückluftleitung23 von dem Flascheninnern abgesperrt, da die Nut 27 die beiden Bohrungen
29 und 22 und die Nut 28 die beiden Bohrungen 23 und 3o nicht miteinander verbindet.
Die Flüssigkeitszuleitung i i ist von der zur Flasche führenden Flüssigkeitsbohrung
34 ebenfalls abgesperrt, da die Nut 26 beide nicht miteinander verbindet.
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Um die Flasche zu. spannen, wird der Steuerschieber 2¢ im Uhrzeigersinn
gedreht und in die in Abb. 2 gezeigte Lage gebracht. In dieser Lage verbindet die
Nut 27 die beiden Leitungen 22 und -29, und die Nut 28 verbindet die beiden Leitungen
23 und 30. Die Flüssigkeitsleitungen i i und 34. sind immer noch voneinander getrennt,
so daß Flüssigkeit nicht ausfließen kann. Das über dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter
io befindliche Druckgas, z. B. Kohlensäure, gelangt über die Leitungen 16, 1q.,
15 und 22, 27, 29 sowie 23, 28, 30 in die Flasche 2o. Die Flasche 2o wird
also mit Druckgas gespannt.
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Die nächste Schaltstellung ist die Füllstellung. Der Schieber 24 wird
um einen Teilbetrag im Sinne des Uhrzeigers weitergedreht und in die Lage nach Abb.3
gebracht. In dieser Stellung ist die Verbindung zwischen den Leitungen 22 und 29
unterbrochen, da die Nut 27 beide Leitungen nicht mehr verbindet. Die Nut 25 verbindet
jetzt die beiden Leitungen 23 und 30, so daß das Flascheninnere über das Rohr 2i,
die Leitung 3o, die Nut 25, Leitung 23 mit der Leitung i 5 und 16 und somit mit
dem Gasraum im Flüssigkeitsbehälter io in Verhindung steht. Die Nut 26 verbindet
in dieser Stellung die Flüssigkeitsleitungen i i und 34. miteinander, so daß die
Flüssigkeit in das Füllrohr 17 und dann über die Ausflußöffnüngen 18 in die Flasche
2o eintreten kann. Die aus der Flasche verdrängte Luft kann über die Rückluftleitungen
24 -30, Nut 28 und
Leitungen 23, 15, 16 in den Druckraum des Flüssigkeitsbehälters
io zurücktreten. Die Füllung der Flasche erfolgt also unter Gegendruck. Die Flüssigkeit
steigt in der Flasche bis zur Höhe der Ausmündung des Rückluftrohres 21 hoch, und
in der Rückluftleitung steigt die Flüssigkeit entsprechend der Höhe des Flüssigkeitsspiegels
im Behälter io.
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Der Steuerschieber wird dann in die in Abb. 2 gezeigte Lage zurückgedreht
(Abb.4), so daß der Druckraum des Behälters io über die Leitungen 14, 15, 22, 29,
23, 30 mit dem Flascheninnern in Verbindung steht. Außerdem ist jetzt die
Nut 26 über eine Nut 33 mit der Entlastungsleitung 31 in Verbindung getreten. Ein
nicht dargestelltes Ventil in der Entlastungsleitung 31 wird kurzzeitig, gegebenenfalls
periodisch, geöffnet. Die in der Rückgasleitung stehende Flüssigkeit fließt jetzt
in die Flasche, und beim Öffnen des Entlastungsventils wird so viel Flüssigkeit
außen abgespritzt, daß sich in der Flasche ein Flüssigkeitsstand etwa bis zur Höhe
der Austrittsöffnungen 18 einstellt. Der Raum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
ist nur noch mit Druckgas und nicht mehr mit Flüssigkeit angefüllt. Bei der Abspritzung
wird also durch Öffnen der Spanngasleitung über der Flüssigkeit ein Gegendruck aufrechterhalten,
der es verhindert, daß sich Kohlensäure zu heftig entbindet und größere Flüssigkeitsmengen
aus der Flasche herausreißt.
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Der Steuerschieber 24 wird darauf in die Stellung nach Abb. 5 gebracht,
die der Nullstellung entspricht. Die Leitungen 29, 30 und 34 sind sämtlich miteinander
durch die Nut 26 verbunden, so daß in allen Leitungen derselbe Druck herrscht. Die
Verbindung mit den Druckgasleitungen 14, 15 ist dabei unterbrochen. Die Flüssigkeitsleitung
34 steht über eine Nut 35 mit der Entlastungsleitung 31 und dadurch mit der Außenluft
in Verbindung. Das in der Leitung 3 i befindliche Ventil wird geöffnet, so daß eine
Entlatüng des Flascheninnern stattfindet. In-.f41ge der Einschaltung' einer Schaltstellung
nach Abb.4 kann jetzt bei der Entlastung keine nennenswerte Flüssigkeitsmenge mehr
mitgerissen werden, da der Raum oberhalb der Flüssigkeit nur mit Gas angefüllt ist,
über den die Kohlensäure leicht entweichen kann. Es ist im Füllrohr keine Flüssigkeit
mehr vorhanden, die beim Entlasten Flüssigkeit aus der Flasche mitreißen könnte.