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Vorrichtung zum Reinigen von Behältern, z. B. Flaschen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Behältern, z. B. Flaschen.
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Es ist eine Vorrichtung zum Reinigen von Behältern, z. B. Flaschen,
bekannt mit einer Fördervorrichtung, welche die mit der Mündung nach unten hängenden
Flaschen in eine Reinigungszone hineinbewegt, mit einer Anzahl unterhalb der Fördervorrichtung
vorgesehener Düsen, die Ströme von Reinigungsflüssigkeit den Flaschen zuführen,
und mit einer Zuführleitung, die Druckflüssigkeit diesen Düsen zuleitet. Es ist
bei diesen Vorrichtungen bekannt, mittels eines Ventils die Düse für die Reinigungsflüssigkeit
dann zu öffnen, wenn ein Gefäß über ihr steht, und wieder zu schließen, wenn das
Gefäß zur nächsten Behandlungsstation weiterwandert.
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Es ist auch bekannt, über feststehende Düsen Reinigungsflüssigkeit
in die Mündung der nach unten hängenden Flaschen einzuspritzen. Es ist weiter bekannt,
der Reinigungsflüssigkeit Druckluft beizumischen, wodurch eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit
erreicht wird, wodurch aber auch
eine unregelinäßige Unterbrechung
des Flüssigkeitsstromes eintreten kann, was dann einem »Vergurgeln« entgegenwirken
wird.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das sogenannte »Vergurgeln«
der Flaschen in der Reinigungsmaschine während des Spritzvorganges mit Sicherheit
zu verhüten. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Ventileinrichtung den Zeitpunkt
und die Dauer der durch die Düsen erfolgenden Spritzung regelt, so daß Reinigungsflüssigkeit,
die vorher in die mit der Mündung nach unten hängenden Flaschen eingespritzt worden
ist, ablaufen kann, ehe frische Reinigungsflüssigkeit in die noch nicht weiterbewegten
Flaschen eingespritzt wird.
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Die Reinigungsflüssigkeit wird so in genau bestimmten Teilmengen in
die Gefäße eingeführt, und in den zwischen den Einführen der Teilmengen liegenden
Pausen ist ihr Gelegenheit und Zeit gegeben, aus den Gefäßen auszulaufen, ohne durch
den Strahl eintretender Flüssigkeit dabei behindert zu werden, denn ein Vergurgeln
ist mit Sicherheit nur bei einer gesteuerten periodischen Unterbrechung des Wassers
zu verhüten.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
an Hand der Zeichnungen. In den Zeichnungen ist Fig. i ein Querschnitt durch einen
Teil des Gehäuses einer Flaschenreinigungsvorrichtung mit in Ansicht dargestellten
Reinigungsbauteilen, Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. i dargestellten Vorrichtung,
Fig.3 ein Längsschnitt in einem größeren Maßstab, aus welchem die Endabschnitte
einer in einem Zyklus arbeitenden Ventileinrichtung zum Verteilen von Reinigungsflüssigkeit
auf die verschiedenen Düsen erkenntlich sind, wobei Teile der Ventileinrichtung
weggebrochen wurden, Fig. q. eine Draufsicht auf einen umlaufenden Verteilerventilkörper,
Fig. 5 ein senkrechter Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. q., und Fig.6 ist ein schematischer
senkrechter Schnitt, der erkennen läßt, wie die Reinigungsflüssigkeit auf die Innen-
und Außenflächen einer Flasche aufgespritzt wird.
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Die hier gezeigte Vorrichtung weist eine Förderanlage mit Reihen von
Flaschenhaltern, die Reihen von mit der Öffnung nach unten hängenden Flaschen aufzunehmen
vermögen, und mit Reihen von Düsen auf, die unter diesen Flaschenhaltern liegen,
um aufeinanderfolgende Ströme von Reinigungsflüssigkeit in die Reihen der Flaschen
zu spritzen. Der hier verwendete Ausdruck »Düse« umfaßt jedes Element, das eine
Austrittsöffnung oder einen Durchlaß hat, aus welchem die Reinigungsflüssigkeit
unter Druck ausströmt. Wesentliche Vorteile der Reinigungsanlage gemäß der Erfindung
ergeben sich, wenn die Flaschen in aufeinanderfolgenden Reihen von Flaschenträgern
angeordnet werden und wenn eine schrittweise erfolgende Bewegung der Flaschen in
aufeinanderfolgende Bewegungsstellungen oberhalb der Reihen von Düsen erfolgt. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungen begrenzt. Die Fig. i und 2 zeigen
Teile einer üblichen Flaschenfördervorrichtung, die zwei Ketten 6 mit Rollen 7 aufweist,
die sich auf Schienen 8 abstützen, die auf gegenüberliegenden Seitenwänden g eines
Gehäuses angebracht sind. Von den Ketten 6 werden Reihen von Flaschenhaltern io
getragen. Fördervorrichtungen dieser Art werden üblicherweise absatzweise bewegt,
und zwar Schritt für Schritt in einer endlosen Bahn. Da diese Fördervorrichtungen
bekannt sind, erscheint es nicht notwendig, alle Einzelheiten derselben zu zeigen
und zu beschreiben.
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Die Fig. i, 2 und 3 zeigen eine Reihe von waagerechten Zuleitungen
ii, die sich quer über die Maschine erstrecken und von denen jede Leitung ii eine
Reihe von Düsen 12 aufweist, die direkt unterhalb einer Reihe von Flaschenhaltern
io (Fig. i) liegen, um Flüssigkeit in eine Reihe von Flaschen 13 zu spritzen. Als
erwünschter Zusatz ist eine ähnliche Reihe von Zuleitungen 14 oberhalb der Flaschenhalter
vorgesehen. Diese Leitungen 14 weisen eine Reihe von Düsen 15 auf, um Reinigungsflüssigkeit
nach abwärts auf die oberen Enden der umgekehrt hängenden Flaschen zu spritzen.
Die Fördervorrichtung bewegt sich schrittweise, um jede Reihe von Flaschen in aufeinanderfolgende
Reinigungsstellungen unmittelbar zwischen den oberen und unteren Reihen von Düsen
15 und i2 zu bringen. Während jeder Ruheperiode zwischen den schrittweise erfolgenden
Bewegungen der Fördervorrichtung werden aufeinanderfolgende Flüssigkeitsströme aus
jeder Düse ausgespritzt, um jede Flasche einer Anzahl von Reinigungsvorgängen zu
unterwerfen, wie dies nachstehend beschrieben wird.
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Um eine Vorrichtung zur Verteilung der Reinigungsflüssigkeit auf die
Reihen von Düsen zu zeigen, ist ein in einem Zyklus arbeitendes Ventil dargestellt,
das aus einem Ventilgehäuse 16 in Form eines zylindrischen Verteilerrohres besteht,
das einen Einlaß 17 an dem einen Ende hat, dem Reinigungsflüssigkeit unter Druck
von einer Hauptleitung 18 aus zugeführt wird (Fig. 3). Das Ventilgehäuse 16 hat
eine Reihe von Durchströmöffnungen ig, die in kurze Rohre 2o münden, die mit den
zugehörigen Zuleitungen ii verbunden sind. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung
steht eine der Öffnungen ig stets in Verbindung mit einer der Zuleitungen ix und
der zugehörigen Reihe von Düsen. Der Durchstrom der Flüssigkeit durch diese Öffnungen
ig hindurch wird jedoch in einer besonderen Weise, wie nachstehend beschrieben,
geregelt.
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Wenn obere Reihen von Düsen verwendet werden, kann das Gehäuse 16
auch mit einer Reihe von Durchströmöffnungen 21 versehen sein, die in kurze Rohre
22 münden, die mit den zugehörigen Zuleitungen 14 verbunden sind. Jede Öffnung 21
kann auf diese Weise in ständige Verbindung mit einer der oberen Zuleitungen 14
und der zugehörigen Reihe von Düsen 15 gebracht werden.
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Die besonderen Einzelheiten eines Ventils, das die verschiedenen Durchströmöffnungen
ig und 21 zu öffnen und zu schließen vermag, werden nun nachstehend beschrieben.
Wie aus den Fig. 3, q. und 5 erkenntlich, kann dieses Ventil die Form eines
Zylinders
23 haben, der drehbar in die Innenfläche des Ventilgehäuses eingepaßt und mit auf
dem Umfang liegenden Auslaßöffnungen 24 versehen ist, die in Ausrichtung mit den
Durchströmöffnungen i9 und 2i gebracht werden können.
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Um eine im Zyklus erfolgende Verteilung der Flüssigkeit zu den verschiedenen
Düsen zu bewirken, kann die Reihe von Auslaßöffnungen 24 schraubenlinienförmig auf
dem Umfang des Ventilzylinders 23 liegen, wie in Fig.4 dargestellt. Bei dieser besonderen
Anordnung liegt jede Auslaßöffnung 24 diametral gegenüber einer zugehörigen weiteren
Öffnung 24, wie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, so daß zwei der diametral sich
gegenüberliegenden Öffnungen 24 in dem umlaufenden Ventilzylinder mit zwei diametral
sich gegenüberliegenden Durchströmöffnungen i9 und 21 des Ventilgehäuses ausgerichtet
werden können. Eine solche Ausrichtung ist am linken Ende der Fig.3 gezeigt, wo
sich gegenüberliegende Öffnungen in Ausrichtung mit anderen Öffnungen liegen, um
gleichzeitig Druckflüssigkeit den gegenständigen oberen und unteren Reihen von Düsen
15 und 12 zuzuführen. Da die aus diesen gleichzeitig austretenden Ströme entgegengesetzt
nach aufwärts und nach abwärts gerichtet sind, erzeugen sie ausgleichende Drücke,
die das Bestreben haben, die losen Flaschen 13 in ihren Haltern io zurückzuhalten.
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Sobald der zylindrische Ventilkörper 23 gedreht wird, bewegen sich
die Paare von sich diametral gegenüberliegenden Auslaßöffnungen 24 in Kreisringzonen
zwischen den zueinander gehörenden Durchströmöffnungen ig und ai. Die Anordnung
ist hierbei so getroffen, daß, sobald ein Paar der Durchströmöffnungen i9 und 21
offen ist, alle anderen Durchströmöffnungen i9 und 21 geschlossen sind. Wie ersichtlich,
sind die Auslaßöffnungen 24 um den drehbaren Ventilkörper 23 herum so verteilt,
daß sie das aufeinanderfolgende Öffnen der Paare von Durchströmöffnungen i9 und
21 bewirken. Wenn sechs Paare von oberen und unteren Zuleitungen 14 und ii oberhalb
und unterhalb von sechs Reihen von Flaschen 13 angeordnet sind, so sind sechs Paare
von diametral sich gegenüberliegenden Auslaßöffnungen 24 in dem Drehventil 23 vorgesehen,
damit ein nacheinander erfolgendes Zuführen von Flüssigkeit zu den sechs Paaren
von oberen und unteren Rohren 14 und ii erfolgen kann. Sobald die Auslaßöffnungen
24 jedes Paares diametral einander gegenüberliegen, wird jedes Paar von Durchströmöffnungen
i9 und 21 zweimal während einer vollständigen Umdrehung des Drehventils 23 geöffnet.
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Im Betrieb wird das Ventil 23 vorzugsweise mehrere Male während jeder
Periode, in welcher die Flaschenfördervorrichtung in Ruhestellung ist, gedreht,
so daß wiederholte, in einem Zyklus erfolgende Verteilungen durch die verschiedenen
Durchströmöffnungen hindurch erfolgen. Während jeder dieser Reinigungsvorgänge wird
ein ziemlich großes Volumen von Druckflüssigkeit schnell aus jeder eingeschalteten
Düse ausgespritzt. Dann wird die Flüssigkeit im Turnus auf die anderen Reihen von
Düsen verteilt. Auf diese Art und Weise erfolgt also während einer kurzen Periode
ein schnelles, unter Druck vor sich gehendes Einspritzen von viel Reinigungsflüssigkeit
in jede mit der Mündung nach unten aufgehängte Flasche hinein, worauf eine relativ
lange Periode erfolgt, in welcher die gebrauchte Flüssigkeit aus jeder Reihe von
Flaschen unter der Schwerewirkung herausfließen kann, während Frischflüssigkeit
in Flaschen verschiedener anderer Reihen hineingespritzt wird.
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Fig. 6 ist eine schematische Zeichnung, die eine der Düsen 12 zeigt,
die unterhalb einer umgekehrt aufgehängten Flasche 13 liegt, um einen Strom von
Reinigungsflüssigkeit durch die Flaschenmündung zu spritzen. Während jeder der zahlreichen
Reinigungsvorgänge wird eine reichliche Menge Frischflüssigkeit durch die Mündung
einer Flasche eingespritzt und in direkte Berührung mit der Innenfläche des Bodens
der Flasche unter Druck geschleudert. Der entstehende Aufprall bewirkt ein Zerspritzen
der Flüssigkeit und eine kräftige Reinigungsbewegung mit den inneren Seitenflächen
der Flasche. Während jedes Einspritzens trifft der eintretende Strom auf einen abwärts
sich bewegenden Teil der Flüssigkeit, wodurch eine kräftige Wirbelbewegung innerhalb
der Flasche erzeugt wird, die wesentlich dazu beiträgt, die ganze Innenseitenfläche
der Flasche zu reinigen. Das Flüssigkeitsvolumen genügt, um diese hervorragenden
Reinigungszustände zu schaffen, aber jede Reinigungsperiode ist so kurz, daß die
nach abwärts sich bewegende Flüssigkeit die Mündung der Flasche nicht verstopft
oder in anderer Weise die Reinigungswirkung des eintretenden Stromes stört oder
herabsetzt. Nach jedem schnellen Einspritzen der Reinigungsflüssigkeit wird natürlich
die Masse der gebrauchten Reinigungsflüssigkeit während einer ziemlich langen Zeit
im Umlauf gehalten, in welcher sie frei durch die Mündung der umgekehrt hängenden
Flasche herausfließt. Während dieses Ablaufens wird Reinigungsflüssigkeit in andere
Flaschen hineingespritzt, bis der Verteilungszyklus beendet ist, wobei an diesem
Zeitpunkt die erste Flasche leer und bereit zur Aufnahme ihrer nächsten Beschickung
mit Reinigungsflüssigkeit ist. Der Zyklus wird dann mehrere Male wiederholt, um
jede Flasche schnell aufeinanderfolgenden Reinigungsvorgängen während derjenigen
Perioden zu unterwerfen, in denen die Flaschenfördervorrichtung in Ruhestellung
ist.
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In den Zeichnungen sind sechs Reihen von Düsen 12 dargestellt. Die
Flaschenhalter sind schrittweise von einer Reihe von Düsen zur nächsten Reihe beweglich,
so daß jede Reihe von Flaschen zahlreichen schnellen Reinigungsvorgängen an jeder
der sechs Reihen von Düsen unterworfen werden kann.
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Fig. 6 zeigt auch eine der oberen Düsen 15, welche verwendet werden
kann, um die Außenflächen der Flaschen zu reinigen, wobei ein erwünschter Abwärtsdruck
ausgeübt wird, der bestrebt ist, dem kräftigen Aufwärtsdruck des aus der unteren
Düse i2 austretenden Stromes das Gleichgewicht zu halten.
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Die Verteilungsöffnungen in der im Zyklus bewegten Ventilvorrichtung
haben vorzugsweise Langform, um relativ große Flächen für das schnelle Einspritzen
eines verhältnismäßig großen Volumens an Druckflüssigkeit zu schaffen. Um jedoch
übermäßige Stöße zu vermeiden, die bei dem plötzlichen Schließen dieser großen Öffnungen
auftreten können, ist eine Seite
dieser Öffnungen vorzugsweise mit
einer kleinen Ausnehmung versehen. Beispielsweise kann jede der Öffnungen 2¢ eine
kleine Ausnehmung 25 an ihrer schließenden Seite aufweisen.
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Eine zweckentsprechende Vorrichtung zum Drehen des Ventils 23 besteht
aus einer Welle 26, die am Ventil 23 befestigt ist und durch eine Stopfbüchse 27
des einen Endes des Ventilgehäuses hindurchgeht. Diese Welle trägt ein getriebenes
Kettenrad 28, welches ständig mit einer Geschwindigkeit, wie sie für die zyklische
Verteilung der Reinigungsflüssigkeit zu den verschiedenen Düsen gewünscht wird,
angetrieben wird.
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Aus der guten Reinigungswirkung dieser schnellen zyklischen Reinigungsvorgänge
ist ein wesentlicher Vorteil die außergewöhnliche Einfachheit sowie die niedrigen
Betriebskosten der Anlage, um so mehr, als es im Betrieb üblicherweise erwünscht
ist, der im Zyklus arbeitenden Ventilvorrichtung eine ständige Drehbewegung zu erteilen,
die für die gleichmäßige Verteilung von Reinigungsflüssigkeit zu den Reihen von
feststehenden Düsen sorgt.
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Das gleichmäßige Verteilen der Reinigungsflüssigkeit in großen Stößen
von kurzer Dauer erfordert große Öffnungen in den Düsen, wodurch praktisch das Verstopfen
der Düsen verhindert wird und die Notwendigkeit einer sorgfältigen Sichtung der
Reinigungsflüssigkeit nicht mehr besteht. Da nicht alle Düsen zu gleicher Zeit in
Tätigkeit sind, können die Pumpe und der Antriebsmotor verhältnismäßig klein sein,
was einen wichtigen wirtschaftlichen Faktor darstellt. Sobald die Durchströmöffnungen
1g und 21 einander diametral sich gegenüberliegen, wie in Fig. 3 gezeigt, sind die
Druckwirkungen der Druckflüssigkeit im Gleichgewicht, wodurch der Verschleiß des
Ventils vermindert und auch der Kraftbedarf zum Antrieb dieses Ventils herabgesetzt
wird.
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Wenn auch schrittweisel. erfolgende Bewegungen einer Fördervorrichtung,
welche Flaschen durch eine Reinigungszone hindurchfördert, beschrieben sind, ist
selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf diese Bewegungen begrenzt ist und
daß mit der Erfindung auch andere Arten von Behältern an Stelle der hier dargestellten
und beschriebenen Flaschen behandelt werden können.
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Die Teile der Beschreibung und der Zeichnungen, die über die Erläuterung
des Inhalts der Patentansprüche hinausgehen, sind. nicht Gegenstand der Erfindung,
und die Unteransprüche sind nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch zu lesen.