EP0539791B1 - Method and apparatus for filling bottles or similar containers with a liquid product - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a device according to the preamble of claim 11.
- the object of the invention is to develop a method or a device of the type mentioned at the outset such that, while maintaining the advantage of saving inert gas, a high quality and long shelf life of the filled product can be achieved even with a sensitive product.
- the purging and the partial prestressing of the respective container takes place in the prestressing phase using the return gas from the return gas channel directly.
- the containers are sufficiently sterilized at least on their inner surfaces in the pretreatment phase and at the same time it is ensured that only the return gas is led into the return gas channel, ie neither the air displaced from the respective container by the sterilization medium during the pretreatment phase, nor the sterilization medium displaced when the containers are rinsed in the pretension phase into the return gas duct. Rather, it is necessary to discharge the displaced air and the displaced sterilization medium to the atmosphere or into a duct that is completely separate from the return gas duct.
- the return gas in the return gas channel not only has a perfect microbiological state, ie the return gas is not or only to a harmless degree contaminated with bacteria and other microorganisms, but in particular an almost pure CO2 atmosphere is also achieved in the return gas channel.
- the interior of the container is preferably treated with the sterilization medium via this filling tube.
- the interior of the container is treated with the sterilization medium preferably via a part of the return gas path which is connected to the interior, preferably via a gas duct of a gas tube, via which (return gas path) the displaced return gas is discharged during filling.
- the sterilization medium is preferably saturated water vapor at a temperature of 105 to 140 ° C, preferably at a temperature of 110 ° C.
- 1 is the filling element of a rotating machine of the rotating type, which is arranged together with further, similar filling elements 1 on the circumference of a rotor part 2 of the filling machine rotating around the vertical machine axis.
- the filling element 1 essentially consists of a housing 3, which is composed of the two housing parts 3 ′ and 3 ′′, of which the housing part 3 ′′ forms the underside of the filling element 1.
- a liquid channel 4 is formed, which is connected with its upper region to an annular channel or boiler 5 for supplying the liquid filling material and with its lower region to the upper end of a long filling pipe 6, which is coaxially with a vertical filling element axis VA is arranged and protrudes over the underside of the filling element 1.
- the liquid valve 7 with the associated valve body 8 is provided in the liquid channel 4.
- annular channel 9 which concentrically surrounds the filling tube 6 and the axis VA, is formed, which is open on the underside of the housing 3 and with a mouth 10 in a sealing position against the underside of the housing 3 or against one there seal 11 pressed bottle 12 is connected to the interior.
- a connecting line 13 opens into the channel 9.
- a connecting line 14 opens into the liquid channel 4 in the flow direction behind the liquid valve 7.
- each filling element 1 is assigned a control valve 20 which has an actuating element 20 'controlled by a control device (not shown in more detail) and is, for example, a pneumatic or electric valve.
- the control valve device 16 has a plurality of valves 21-25 which, in accordance with the design of the control valve device 16 as a slide control device, are implemented by at least one slide disk. In principle, however, it is also possible to implement the valves 21-25 of the control valve device 16 by means of individual valves.
- the control valve device 17 has the valves 26-30, which are also realized there by at least one slide disk.
- a return gas channel 31 formed in the rotor part 2 which leads under a predetermined return gas pressure which has a high proportion of CO2 return gas.
- All valves 21-30 have two connections, of which one connection can be referred to as an input and the other as an output. When the valve 21-30 is open, there is a flow connection between the two connections of this valve. With valve 21 blocked -30 this flow connection is interrupted. In the following description it is assumed that the valves 21-30 are in the closed state and only that valve 21-30 is open for which the open state is expressly indicated.
- All valves 21-25 are connected to the connecting line 14 with their one connection, which is lower in FIG. 1.
- a throttle 34 is provided in the corresponding connection of the valve 24.
- the lower in FIG. 1 one connections of the valves 26-29 are connected to a common line 39, which in turn is connected to the connecting line 13 via the control valve 20.
- the lower connection of the valve 30 in FIG. 1 is also connected to the connection line 13 via a line 40.
- Valve 26 via line 41 to the atmosphere; Valve 27 via line 42 to supply line 33; Valve 28 via line 43 to the atmosphere; Valves 29 and 30 via lines 44 and 45 on line 37 and on return gas duct 31, respectively.
- a throttle 34 is provided in each case in the lines 42, 43, 44 and 45.
- FIG. 2 shows, as a further possible embodiment, a filling element 47 without a filling tube, which is arranged together with a large number of further filling elements on the rotor part 48 of the filling machine which rotates around the vertical machine axis.
- a liquid channel 50 with the liquid valve 51 or the associated valve body 52 is provided in the housing 49 of the filling element 47.
- the liquid channel 50 is connected to a ring bowl 53 formed in the rotor part 48, which is only partially filled with the liquid filling material, so that a gas space 54 for fresh, pressurized CO2 gas results in the ring bowl 53 above the level of the liquid filling material .
- the liquid channel 50 on the underside of the filling element 47 forms an annular outlet opening 56 concentrically surrounding the filling element axis VA and a gas pipe 55 connected to the valve body 52, via which, during the filling phase with the liquid valve 51 open, the liquid filling material in the sealed position flows with the filling element 47 located bottle 12.
- a seal 58 is provided on a centering tulip 57 for tightly pressing the mouth 10 of the bottle 12 against the filling element 47.
- the gas pipe 55 which is open at its lower end, forms a gas channel 59 which extends through the valve body 52 and through an actuating device (not shown) for the liquid valve 51 into a space 60.
- the filling element 47 is in turn assigned two control valve devices 70 and 71 which form different valves 61-69.
- control valve devices 70 and 71 which in turn are designed as slide control devices and interact with their actuating levers 72 with stationary control elements, the control valve device 70 has the valves 61-66 and the control valve device 71 has the valves 67-69.
- control valve 73 corresponding to the control valve 20 and actuated by the control device (not shown) is provided for each filler element 47, but is assigned to the control valve device 70.
- a return gas channel 74 corresponding to the return gas channel 31 and a supply line 75 corresponding to the supply line 33 for saturated water vapor.
- valves 61-69 each have two connections, between which there is a flow connection when the valve is open. When valve 61 -69 is blocked, this flow connection is interrupted.
- the individual connections to the valves 61-69 and their connections are as follows:
- the valves 61 and 62 are connected with their lower connection in FIG. 2 to a connecting line 76 which is connected to the space 60.
- the valves 63-66 are connected with their lower connections in FIG. 2 to a common line 77 which is connected to the connecting line 76 via the control valve 73.
- the following connections exist: Valves 61 and 63 via a line 78 to gas space 54; Valves 62 and 64 via line 79 to return gas duct 74; Valves 65 and 66 via line 80 to supply line 75.
- the lower connections of the valves 67-69 in FIG. 2 are connected to a connecting line 81 which opens into the liquid channel 50 in the flow direction behind the liquid valve 51 and in front of the outlet opening 56.
- throttles 85 corresponding to the throttle 34 are arranged.
- the filler element 47 also has a probe 86 for controlling the fill level.
- This probe 86 which is arranged coaxially with the axis VA, is enclosed by the annular gas channel 59.
- control valve 73 for controlling the filling speed during the filling phase as well is used to control the reduced steam flow when the bottle 2 is pulled off the filling element 47.
- valve 61 is opened.
- the valves 62 and 64 are also opened, the control valve 73 being opened during the rapid filling phase lying between the filling phase and the braking phase.
- the pre-relieving of the filled bottle 12 takes place in turn at the pressure of the return gas channel 74, namely by opening the valve 62.
- the final relieving to atmospheric pressure takes place by opening the valve 67.
- open Valves 65 and 68 also open the control valve 73 for a predetermined period of time.
- the control valve 73 controls the steam flow emerging from the lower end of the return gas pipe 55. Instead of the steam stream emerging from the return gas pipe 55, here too again a treatment of the bottle 12 (throat fumigation) with CO2 gas from the return gas channel 74.
- valve 64 is opened, for example.
- the devices described above and the methods which are possible with them thus have the following advantages, among others:
- the control valve 20, 73 enables optimum control of the respective amount of steam or return gas, regardless of the speed of the filling machine.
- one and the same control valve 20, 73 can be used in successive process steps for different media (steam or CO2 gas) and for different functions.
- the decisive advantage is that by pretreating each bottle 12 with the steam in the return gas channel 31, 74 an approximately pure CO2 atmosphere is obtained and also that the CO2 gas discharged into the return gas channel and present there has a microbiologically perfect state, so that this CO2 gas can be used again for the partial prestressing of the bottles 12 without the CO2 gas having to be prepared from the return gas channel 31 beforehand.
- Fig. 3 shows a filling element 1a on the rotating rotor part 2a, which is an annular channel or bowl 5a, which differs from the ring bowl 5 of Fig. 1 essentially in that it is only filled to a predetermined level with the liquid contents is, so that there is a gas space 67 above the product level, which is connected via a connecting line 88 to the supply line 32 formed on the rotor part 2a for fresh CO2 gas under pressure.
- the supply line 33 for water vapor, the return gas duct 31 and additionally also a collecting duct 89 are also provided on the rotor part 2a.
- each control valve device 90 is assigned to each filling element 1 a, which essentially corresponds to the filling element 1 of FIG. 1, which, with its actuating lever, rotates with the stationary control elements when the filling machine rotates cooperates.
- Each control valve device 90 has the control valve 20 and, in a connecting line 92, with which the control valve device 90 is connected to the supply line 33 for steam, also a pneumatically or electrically actuable control valve 91.
- control valve 91 With this control valve 91, the control (shut-off and release) of the steam takes place in the individual treatment phases, so that the control valve device 90 or its slide valve can be used exclusively for the other control functions and therefore only a single control valve device 90 is required. Furthermore, the control of the valve 91 is preferably carried out such that this valve is opened with steam at the beginning of the respective treatment phase and closed again at the end of this treatment phase, but the valve 91 is in any case forced to close after a predetermined period of time, so that For example, when a machine is at a standstill, steam is largely avoided at filling elements which are in a position corresponding to a steam treatment. Furthermore, the control of the valve 91 can also take place in such a way that this valve is prevented from opening if there is no bottle 12 or a defective bottle 12 on the filling element 1 a.
- the invention has been described above using exemplary embodiments. It is understood that changes and modifications are possible.
- the filling elements 1 and 47 are those with a probe for determining the filling level. Of course, the invention is not limited to the use of such filling elements.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 11.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a device according to the preamble of
Ein solches Verfahren und eine zugehörige Vorrichtung zum Abfüllen eines flüssigen, insbesondere kohlensäurehaltigen Füllgutes unter Gegendruck in Flaschen oder dergleichen Behälter sind bekannt (EP-A-0 331 137). Vorgeschlagen wurde hierbei auch, zur Reduzierung des Verbrauchs an Inert-Gas bzw. CO₂-Gas in der Vorspannphase für ein Spülen sowie teilweises Vorspannen des jeweiligen Behälters Rückgas aus dem Rückgaskanal der Füllmaschine zu verwenden. Bei diesem bekannten Verfahren bzw. bei dieser bekannten Vorrichtung lassen sich aber bei Verwendung des Rückgases die angestrebte Qualität und Lagerfähigkeit insbesondere bei einem empfindlichen oder leicht verderblichen Füllgut nicht mit ausreichender Sicherheit erzielen, und zwar wegen möglicher Keime im Rückgas des Rückgaskanales.Such a method and an associated device for filling a liquid, in particular carbonated product under counterpressure in bottles or similar containers are known (EP-A-0 331 137). It was also proposed to use return gas from the return gas duct of the filling machine to reduce the consumption of inert gas or CO₂ gas in the pretensioning phase for a purging and partial pretensioning of the respective container. In this known method or in this known device, however, when using the return gas, the desired quality and shelf life, in particular in the case of a sensitive or perishable filling material, cannot be achieved with sufficient certainty because of possible germs in the return gas of the return gas channel.
Bekannt ist weiterhin grundsätzlich auch (DE-OS 38 09 852) den jeweiligen Behälter vor der Vorspannphase mit einem Sterilisationsmedium zu behandeln, wobei diese Behandlung allerdings ausschließlich einer aseptischen bzw. sterilen Abfüllung des flüssigen Füllgutes dient und der jeweilige Behälter hierzu ohne Dichtlage mit dem Füllelement in einer verschließbaren Glocke aufgenommen ist, deren Innenraum zunächst mit dem Sterilisationsmedium und dann beim Füllen u.a. auch mit dem Druck eines Inert-Gases oder mit steriler Luft beaufschlagt wird. Durch das Volumen der Glocke ergibt sich ein nachteiliger hoher Verbrauch an Inert-Gas bzw. an steriler Luft.It is also known in principle (DE-OS 38 09 852) to treat the respective container with a sterilization medium before the pretensioning phase, this treatment, however, only serving aseptic or sterile filling of the liquid filling material and the respective container for this purpose without a sealing layer with the filling element is accommodated in a closable bell, the interior of which is initially acted upon with the sterilization medium and then, when filled, with the pressure of an inert gas or with sterile air. The volume of the bell results in a disadvantageously high consumption of inert gas or sterile air.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß unter Beibehaltung des Vorteils einer Einsparung von Inert-Gas selbst bei einem empfindlichen Füllgut eine hohe Qualität und lange Haltbarkeit des abgefüllten Füllgutes erreicht werden.The object of the invention is to develop a method or a device of the type mentioned at the outset such that, while maintaining the advantage of saving inert gas, a high quality and long shelf life of the filled product can be achieved even with a sensitive product.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Verfahren entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 bzw. eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 11 ausgebildet.To achieve this object, a method according to the characterizing part of patent claim 1 and a device according to the characterizing part of
Auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Spülen sowie das teilweise Vorspannen des jeweiligen Behälters in der Vorspannphase unter unmittelbarer Verwendung des Rückgases aus dem Rückgaskanal. Dies ist trotz der angestrebten hohen Qualität und Haltbarkeit des abgefüllten Füllgutes nach der Lehre der Erfindung dadurch möglich, daß die Behälter in der Vorbehandlungsphase zumindest an ihren Innenflächen ausreichend sterilisiert werden und gleichzeitig auch dafür gesorgt ist, daß ausschließlich das Rückgas in den Rückgaskanal geleitet wird, d.h. weder während der Vorbehandlungsphase die aus dem jeweiligen Behälter durch das Sterilisationsmedium verdrängte Luft, noch das beim Spülen der Behälter in der Vorspannphase verdrängte Sterilisationsmedium in den Rückgaskanal geleitet werden. Vielmehr ist es erforderlich, die verdrängte Luft und das verdrängte Sterilisationsmedium zur Atmosphäre hin oder in einen vom Rückgaskanal völlig getrennten Kanal abzuführen.In the method according to the invention, too, the purging and the partial prestressing of the respective container takes place in the prestressing phase using the return gas from the return gas channel directly. Despite the desired high quality and durability of the filled product according to the teaching of the invention, this is possible in that the containers are sufficiently sterilized at least on their inner surfaces in the pretreatment phase and at the same time it is ensured that only the return gas is led into the return gas channel, ie neither the air displaced from the respective container by the sterilization medium during the pretreatment phase, nor the sterilization medium displaced when the containers are rinsed in the pretension phase into the return gas duct. Rather, it is necessary to discharge the displaced air and the displaced sterilization medium to the atmosphere or into a duct that is completely separate from the return gas duct.
Bei der Erfindung weist das Rückgas im Rückgaskanal nicht nur einen einwandfreien mikrobiologischen Zustand auf, d.h. das Rückgas ist nicht oder nur in einem unschädlichen Maße mit Bakterien und anderen Mirkoorganismen belastet, sondern insbesondere wird im Rückgaskanal auch eine annähernd reine CO₂-Atmosphäre erreicht.In the invention, the return gas in the return gas channel not only has a perfect microbiological state, ie the return gas is not or only to a harmless degree contaminated with bacteria and other microorganisms, but in particular an almost pure CO₂ atmosphere is also achieved in the return gas channel.
Erst durch die Gesamtheit aller Maßnahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, ohne Einbußen an Qualität und Haltbarkeit durch Verwendung des Rückgases eine beachtliche Einsparung an teuerem Inert-Gas bzw. CO₂-Gas zu erreichen.Only through the entirety of all measures of the method according to the invention is it possible to achieve considerable savings in expensive inert gas or CO₂ gas without loss of quality and durability by using the return gas.
Bei der Erfindung können einfach ausgestaltete Füllelemente Verwendung finden. Insbesondere sind bei der Erfindung keine die Behälter ganz oder teilweise aufnehmenden Glocken an den Füllelementen erforderlich.In the invention, simply designed filling elements can be used. In particular, the invention does not require any bells on the filling elements which accommodate the containers in whole or in part.
Bei einem Füllelement mit Füllrohr erfolgt die Behandlung des Innenraumes des Behälters mit dem Sterilisationsmedium vorzgusweise über dieses Füllrohr. Bei einem füllrohrlosen Füllelement erfolgt die Behandlung des Innenraumes des Behälters mit dem Sterilisationsmedium vorzugsweise über einen mit dem Innenraum in Verbindung stehenden Teil des Rückgasweges, vorzugsweise über einen Gaskanal eines Gasrohres, über den (Rückgasweg) beim Füllen das verdrängte Rückgas abgeführt wird.In the case of a filling element with a filling tube, the interior of the container is preferably treated with the sterilization medium via this filling tube. In the case of a filling element without a filling tube, the interior of the container is treated with the sterilization medium preferably via a part of the return gas path which is connected to the interior, preferably via a gas duct of a gas tube, via which (return gas path) the displaced return gas is discharged during filling.
Das Sterilisationsmedium ist bevorzugt gesättigter Wasserdampf mit einer Temperatur von 105 bis 140 °C, vorzugsweise mit einer Temperatur von 110 °C.The sterilization medium is preferably saturated water vapor at a temperature of 105 to 140 ° C, preferably at a temperature of 110 ° C.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in vereinfachter Teildarstellung und im Schnitt eines der am Umfang eines um eine vertikale Drehachse umlaufenden Rotors vorgesehenen Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart, mit einem langen Füllrohr, zusammen mit einer zu füllenden Flasche;
- Fig. 2
- eine ähnliche Darstellung wie Fig. 1, jedoch bei einem füllrohrlosen Füllelement;
- Fig. 3
- in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine weitere Ausführung eines Füllelementes mit langem Füllrohr, zusammen mit einer zu füllenden Flasche.
- Fig. 1
- in a simplified partial representation and in section of one of the filling elements of a filling machine of the type provided on the circumference of a rotor rotating around a vertical axis of rotation, with a long filling tube, together with a bottle to be filled;
- Fig. 2
- a representation similar to Figure 1, but with a filler tube-less filler.
- Fig. 3
- in a representation similar to FIG. 1, a further embodiment of a filling element with a long filling tube, together with a bottle to be filled.
In der Fig. 1 ist 1 das Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart, welches zusammen mit weiteren, gleichartigen Füllelementen 1 am Umfang eines um die vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotorteils 2 der Füllmaschine angeordnet ist.In FIG. 1, 1 is the filling element of a rotating machine of the rotating type, which is arranged together with further, similar filling elements 1 on the circumference of a
Das Füllelement 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 3, welches sich aus den beiden Gehäuseteilen 3' und 3'' zusammensetzt, von denen das Gehäuseteil 3'' die Unterseite des Füllelementes 1 bildet. Im Gehäuseteil 3' ist ein Flüssigkeitskanal 4 ausgebildet, der mit seinem oberen Bereich mit einem Ringkanal oder -kessel 5 zum Zuführen des flüssigen Füllgutes und mit seinem unteren Bereich mit dem oberen Ende eines langen Füllrohres 6 in Verbindung steht, welches achsgleich mit einer vertikalen Füllelementachse VA angeordnet ist und über die Unterseite des Füllelementes 1 wegsteht.The filling element 1 essentially consists of a
Im Flüssigkeitskanal 4 ist das Flüssigkeitsventil 7 mit dem zugehörigen Ventilkörper 8 vorgesehen.The
Im Gehäuseteil 3'' ist ein ringförmiger, das Füllrohr 6 sowie die Achse VA konzentrisch umschließender Kanal 9 ausgebildet, der an der Unterseite des Gehäuses 3 offen ist und bei einer mit ihrer Mündung 10 in Dichtlage gegen die Unterseite des Gehäuses 3 bzw. gegen eine dortige Dichtung 11 angepreßten Flasche 12 mit deren Innenraum in Verbindung steht.In the
In den Kanal 9 mündet eine Anschlußleitung 13. In den Flüssigkeitskanal 4 mündet in Strömungsrichtung hinter dem Flüssigkeitsventil 7 eine Anschlußleitung 14.A connecting
Im Füllelement 1 sind zwei Steuerventileinrichtungen 16 und 17 zugeordnet, die bei der dargestellten Ausführungsform jeweils von einer Schiebersteuereinrichtung mit einem Steuergehäuse gebildet sind. Jede Steuerventileinrichtung 16 und 17 weist jeweils einen Betätigungshebel 18 bzw. 19 auf. Die bei umlaufender Füllmaschine mit ortsfesten Steuerelementen, beispielsweise mit Steuerkurven oder Steuernocken an einem ortsfesten Steuerring zusammenwirken. Zusätzlich zu den Steuerventileinrichtungen 16 und 17 ist jedem Füllelement 1 ein Steuerventil 20 zugeordnet, welches ein von einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung gesteuertes Betätigungselement 20' aufweist und beispielsweise ein pneumatisches oder elektrisches Ventil ist.In the filling element 1, two
Die Steuerventileinrichtung 16 weist mehrere Ventile 21 - 25 auf, die entsprechend der Ausbildung der Steuerventileinrichtung 16 als Schiebersteuereinrichtung durch wenigstens eine Schieberscheibe realisiert sind. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Ventile 21 - 25 der Steuerventileinrichtung 16 jeweils durch Einzelventile zu realisieren.The
Die Steuerventileinrichtung 17 weist die Ventile 26 - 30 auf, die dort ebenfalls durch wenigstens eine Schieberscheibe realisiert sind.The
Die Fig. 1 zeigt weiterhin einen im Rotorteil 2 ausgebildeten Rückgaskanal 31, welcher unter einem vorgegebenen Rückgasdruck das einen hohen Anteil an CO₂ aufweisende Rückgas führt. Weiterhin sind eine Versorgungsleitung 32 für frisches, unter Druck stehendes CO₂-Gas und eine Versorgungsleitung 33 für gesättigten Wasserdampf, d.h. für Wasserdampf mit einer Temperatur von etwa 105 bis 140 °C, bevorzugt mit einer Temperatur in der Größenordnung von etwa 110 °C.1 further shows a
Sämtliche Ventile 21 - 30 besitzen zwei Anschlüsse, von denen der eine Anschluß jeweils als Eingang und der andere als Ausgang bezeichnet werden kann. Bei einem geöffneten Ventil 21 - 30 besteht zwischen den beiden Anschlüssen dieses Ventils eine Strömungsverbindung. Bei gesperrtem Ventil 21 -30 ist diese Strömungsverbindung unterbrochen. Bei der nachfolgenden Beschreibung ist davon ausgegangen, daß sich die Ventile 21 -30 im geschlossenen Zustand befinden und nur dasjenige Ventil 21 - 30 geöffnet ist, für das der geöffnete Zustand jeweils ausdrücklich angegeben ist.All valves 21-30 have two connections, of which one connection can be referred to as an input and the other as an output. When the valve 21-30 is open, there is a flow connection between the two connections of this valve. With
Sämtliche Ventile 21 - 25 sind mit ihrem einen, in der Fig. 1 unteren Anschluß an die Anschlußleitung 14 angeschlossen. In der entsprechenden Verbindung des Ventils 24 ist eine Drossel 34 vorgesehen. Bezüglich der anderen, in der Fig. 1 oberen Anschlüsse der Ventile 21 - 25 bestehen folgende Verbindungen:
Ventil 21 über Leitung 35 an Anschlußleitung 13;
Ventil 22 über Leitung 36 an Versorgungsleitung 33;
Ventile 23 und 24 über Leitung 37 an Rückgaskanal 31;
Ventil 25 über Leitung 38 an Versorgungsleitung 32.
Die in der Fig. 1 unteren, einen Anschlüsse der Ventile 26 - 29 sind mit einer gemeinsamen Leitung 39 verbunden, die ihrerseits über das Steuerventil 20 an die Anschlußleitung 13 angeschlossen ist. Der in der Fig. 1 untere Anschluß des Ventiles 30 ist über eine Leitung 40 ebenfalls an die Anschlußleitung 13 angeschlossen. Bezüglich der in der Fig. 1 anderen, oberen Anschlüsse der Ventile 26 - 30 bestehen folgende Verbindungen:
Ventil 26 über Leitung 41 zur Atmosphäre;
Ventil 27 über Leitung 42 an Versorgungsleitung 33;
Ventil 28 über Leitung 43 zur Atmosphäre;
Ventile 29 und 30 über Leitungen 44 bzw. 45 an Leitung 37 bzw. an Rückgaskanal 31.All valves 21-25 are connected to the connecting
Valve 21 via
Valve 22 via
Valves 23 and 24 via
Valve 25 via
The lower in FIG. 1, one connections of the valves 26-29 are connected to a
Valve 26 via
Valve 27 via
In den Leitungen 42, 43, 44 und 45 ist dabei jeweils eine Drossel 34 vorgesehen.A
Mit der beschriebenen Ausbildung ist folgender Verfahrensablauf beim Füllen der Flasche 12 mit dem flüssigen Füllgut möglich:
- 1.
Positionieren der Flasche 12 unter dem Füllelement 1
Die jeweils zu füllende Flasche, auf eine Temperatur von etwa 30bis 50 °C vorgewärmte Flasche 12 wird in der üblichen Weise, d. h. durch Anheben der aufrecht auf einem Flaschenteller 46 stehenden Flasche 12 mittels einer nicht dargestellten Hubvorrichtung,mit ihrer Mündung 10 in Dichtlage gegen das Füllelement 1 gebracht.Das lange Füllrohr 6 reicht dann im Inneren der Flasche 12 bis in die Nähe der Bodenfläche 12'. - 2. Verdrängen der Luft aus der Flasche 12 mit Dampf
Über dieSteuerventileinrichtung 16 wird nach dem Anpressen und Abdichten der Flasche 12 am Füllelement 1 ein voller Dampfstrom über dieAnschlußleitung 14 indas Füllrohr 6 geleitet. Gleichzeitig wird die Anschlußleitung 13 über die Steuerventileinrichtung 17 mit der Atmosphäre verbunden. Die sich inder Flasche 12 befindliche Luft wird dabei durch den am unteren Ende des langen Füllrohres 6 in denInnenraum der Flasche 12 eintretenden Dampf aus der Flasche 12 zur Atmosphäre hin verdrängt.
Hierfür sind dieVentile 22 und 26 sowie auchdas Steuerventil 20 geöffnet.Da das Steuerventil 20 in dem Strömungs- oder Gasweg liegt, über welchen zunächst die verdrängte Luft und später auch Wasserdampf aus dem Inneren der Flasche 12 zur Atmosphäre hin verdrängt wird, kann mit Hilfe des Steuerventiles 20 die Dauer dieser Behandlung optimal gesteuert werden, und zwar unabhängig von der Drehzahl des Füllers in einer Weise, daß am Ende dieses Verfahrensschrittes bei minimalem Dampfverbrauch in derFlasche 12 eine annähernd reine Dampfatmosphäre vorhanden ist. - 3.
Sterilisieren der Flasche 12 mit Sattdampf
Nach dem Verdrängen der vorhandenen Luft aus der Flasche wirddas Steuerventil 20 geschlossen.Das Ventil 22 bleibt weiterhin geöffnet, so daß sich in derFlasche 12 der inder Versorgungsleitung 33 eingestellte bzw. eingeregelte Sattdampfdruck einstellt. Dieser Zustand wird über eine vorgegebene Zeitperiode bzw. Sterilisationszeit aufrechterhalten, die der gewünschten Sterilisations- bzw. Abtötungsrate entspricht. - 4. Ablassen des Dampfdruckes aus der Flasche 12
Nach Ablauf der Sterilisationszeit wirddas Ventil 22 geschlossen und bei wiedergeöffnetem oder noch geöffnetem Ventil 26 auchdas Steuerventil 20 geöffnet, so daß der Dampfüberdruck inder Flasche 12 zur Atmosphäre hin entlastet bzw. abgelassen wird.
Das Ablassen des Dampfdruckes könnte grundsätzlich auch dadurch erfolgen, daß dieFlasche 12 mittels des Flaschentellers 46 und der zugehörigen Hubeinrichtung kurz gegenüber dem Füllelement 1 abgesenkt wird, so daß der Dampfüberdruck über dieMündung 10der Flasche 12 zur Atmosphäre hin entweichen kann. Dieser alternative Verfahrensschritt hat den Vorteil, daß durch den heißen Wasserdampf, der beim Ablassen des Dampfdruckes entweicht, dieMündung 10 und auch die die Anlageflächen für die Mündung 10 bildenden Bereiche der Dichtung 11 sterilisiert werden. - 5. Verdrängen des Dampfes aus der Flasche 12
Nach dem Ablassen des Dampfdruckes wird bei in Dichtlage mit dem Füllelement 1befindlicher Flasche 12das Füllrohr 6 über dieSteuerventileinrichtung 16mit dem Rückgaskanal 31 verbunden. Hierfürist das Ventil 24 der Steuerventileinrichtung 1 geöffnet. Gleichzeitig ist auchdas Ventil 26 geöffnet, so daß nach dem Öffnen des Steuerventiles 20aus dem Rückgaskanal 31 über die Anschlußleitung 14und das Füllrohr 6 Rückgas in das Innere der Flasche 12 strömt, um dadurch den inder Flasche 12 vorhandenen Wasserdampf über dieAnschlußleitung 13 zur Atmosphäre hin zu verdrängen. Auch dieser Verfahrensschritt wird durchdas Steuerventil 20 unabhängig von der Drehzahl des Füllers gesteuert, beispielsweise zeitgesteuert, und zwar derart, daß sich bei einer optimalen Verdrängung sämtlicher Dampfreste ein Minimum an Rückgasverbrauch ergibt. - 6. Teilweises Vorspannung der Flasche 12 mit CO₂-Gas bzw. Rückgas
aus dem Rückgaskanal 31
Nach Ablauf der Verdrängungszeit wirddas Steuerventil 20 geschlossen, so daß sich bei weiterhin geöffnetem Ventil 24 ein Druckausgleichzwischen dem Rückgaskanal 31 und dem Innenraum der Flasche 12 ergibt, d.h. im Innenraum der Flasche 12 stellt sich in etwa der Druck des Rückgaskanales 31 ein.
Dieses teilweise Vorspannen der Flasche 12 erfolgt somit unter Verwendung des CO₂-Gases bzw. Rückgasesaus dem Rückgaskanal 31, d.h. für dieses teilweise Vorspannen wird ein CO₂-Gas verwendet, welches während des Füllens einer anderen, vorgespannten Flasche 12 verdrängt wird oder wurde. Hierdurch wird der Verbrauch an CO₂-Gas drastisch reduziert.
Das teilweise Vorspannen mit CO₂-Gasaus dem Rückgaskanal 31 ist insbesondere deswegen möglich, weil jede zu füllende Flasche 12 zumindest an ihren Innenflächen, aber auchdas Füllrohr 6 vor dem Füllen einer Flasche durch den Wasserdampf zuverlässig sterilisiert sind und der als Sterilisationsmedium dienende Wasserdampf nicht inden Rückgaskanal 31, sondern zur Atmosphäre hin abgeleitet wird.
Hierdurch ist sichergestellt, daß beim Füllen einer Flasche 12 mit dem dabei aus dieser Flasche 12 verdrängten CO₂-Gas keine Keime inden Rückgaskanal 31 gelangen, d.h. das indiesem Rückgaskanal 31 vorhandene Rückgas absolut keimfrei ist bzw. Keime allenfalls nur in so geringer Anzahl enthält, daß hierdurch trotz der Teilvorspannung mit Rückgas die Qualität und Lagerfähigkeit des in die jeweiligeFlasche 12 abgefüllten Füllgutes nicht beeinträchtigt werden. - 7. Endgültiges Vorspannen der Flasche 12 mit frischem CO₂-Gas
Nach dem teilweise Vorspannen mit Rückgas erfolgt dann das endgültige Vorspannen unter Verwendung von frischem CO₂-Gases aus derVersorgungsleitung 32. Hierfürist das Ventil 25 geöffnet.
Soweit abweichend von der Fig. 1keine gesonderte Versorgungsleitung 32 für frisches CO₂-Gas vorhanden ist, sonderndas Rotorteil 2 einen mit dem flüssigen Füllgut nur teilgefüllten Kessel bzw. Ringbehälter bildet, bei dem der über dem Spiegel des flüssigen Füllgutes liegende Innenraum mit unter Druck stehendem CO₂-Gas ausgefüllt ist, erfolgt das endgültige Vorspannen selbstverständlich unter Verwendung des CO₂-Gases aus diesem Gasraum des Ringbehälters. - 8.
Füllen der Flasche 12
Nach erfolgter Vorspannung wird in üblicher Weise durch Öffnen des Flüssigkeitsventils 7 die eigentliche Füllphase eingeleitet. Hierfür sind dieVentile 29 und 30 geöffnet, wobei zunächstdas Steuerventil 20 für eine Anfüllphase mit niedrigerer Füllgeschwindigkeit geschlossen ist. In einer Schnellfüllphase wirddas Steuerventil 20 dann geöffnet. In einer anschließenden Brems- und Korrekturphase wirddas Steuerventil 20 wieder geschlossen. - 9. Entlasten der gefüllten Flasche 12
Nach Beendigung der Füllphase erfolgt in üblicher Weise dasEntlasten der Flasche 12. Hierbei wird vorzugsweise zunächst eine Vorentlastung und Beruhigung auf den Rückgasdruck vorgenommen, und zwar überdas geöffnete Ventil 30 und die inder Leitung 45angeordnete Drossel 34.
Im Anschluß erfolgt dann eine endgültige Entlastung auf Atmosphärendruck. Hierfürsind das Ventil 28, aber auchdas Steuerventil 20 geöffnet. Dies bedeutet, daß diese endgültige Entlastung ebenfalls unabhängig von der Drehzahl des Füllers von derdas Steuerventil 20 ansteuernden Steuereinrichtung optimal geregelt werden kann. - 10. Absenken der gefüllten Flasche 12
Gleichzeitig oder annähernd gleichzeitig mit dem Abziehen bzw. Absenken der gefüllten Flasche 12 wird über dieSteuerventileinrichtung 16 eine Verbindung zwischenden Anschlußleitungen 13 und 14 hergestellt, d.h.das Ventil 21 wird geöffnet.Das im Füllrohr 6 befindliche Füllgut wird damit während des Absenkens der Flasche 12 in diese entleert. Gleichzeitig wird über dieSteuerventileinrichtung 17 ein reduzierter Dampfstrom inden ringförmigen Kanal 9 des Füllelementes 1 eingestellt. Hierfür ist nebendem Ventil 27 auchdas Steuerventil 20 geöffnet, mit welchem diese Beaufschlagung mit reduziertem Dampfstrom wiederum unabhängig von der Drehzahl des Füllers gesteuert wird. Der ausdem Kanal 9 nach unten austretende Dampfstrom bewirkt eine zusätzliche Sterilisation der Mündung 10 sowie des Füllelementes 1 insbesondere imBereich der Dichtung 11. Weiterhin wird durch denaus den Kanal 9 nach unten austretende Dampfstrom auch wirksam verhindert, daß eventuelle Keime aus der Umgebungsluft indie gefüllte Flasche 12 gelangen könnten.
Da weiterhin über dieSteuerventileinrichtung 16 eine Verbindung zwischenden Anschlußleitungen 13 und 14 besteht, tritt dann, wenn sich beim Absenken der Flasche 12das Füllrohr 6 mit seinem unteren Ende aus dem Füllgut herausbewegt hat, auch Dampf aus diesem unteren Ende desFüllrohres 6 aus.
Die Flasche 12 wird dann anschließend unter Aufrechterhaltung beider Dampfströmungen (Dampfstrom aus Kanal 9 und Dampfstrom aus Füllrohr 6) in einen Übergabetunnel überführt, über den die gefüllte Flasche 12 zum Verschließer transportiert und in dem die Flasche ständig mit Dampf beaufschlagt wird
Nach der Übergabe der Flasche 12 an den Übergabetunnel wird bei geöffneten Ventilen 21, 27und 20 der reduzierte Dampfstrom für eine zusätzliche Sterilisation des Füllelementes 1, insbesondere im Bereich desFüllrohres 6,der Dichtung 11, Zentriertulpe usw. aufrechterhalten.
Anstelle einer Beaufschlagung der gefüllten Flasche 12 bzw. des Halses dieser Flasche überdas Füllrohr 6 mittels reduziertem Dampf kann auch eine Beaufschlagung in derFlasche 12 mit CO₂-Gas erfolgen. In diesem Fall wird dann, wenn das untere Ende desFüllrohres 6 beim Absenken der Flasche 12 aus dem Spiegel des Füllgutes ausgetreten ist, über dieSteuerventileinrichtung 16 eine Verbindungmit dem Rückgaskanal 31 hergestellt. Hierfür sind dannlediglich die Ventile 23 und 27 geöffnet, diedem Ventil 23zugeordnete Drossel 34 sorgt für eine Begrenzung der Menge an CO₂-Gas.Bei geöffnetem Ventil 27 tritt weiterhin an der unteren, offenen Seite desKanals 9 ein reduzierter Dampfstrom aus.
- 1. Position the
bottle 12 under the filling element 1
Thebottle 12 to be filled in each case, preheated to a temperature of approximately 30 to 50 ° C., is countered with itsmouth 10 in a sealing position in the usual manner, ie by lifting thebottle 12 standing upright on abottle plate 46 by means of a lifting device (not shown) brought the filling element 1. Thelong filling tube 6 then extends inside thebottle 12 to near the bottom surface 12 '. - 2. Displacing the air from the
bottle 12 with steam
After thebottle 12 is pressed and sealed on the filling element 1, a full steam flow is passed via thecontrol valve device 16 into the fillingpipe 6 via the connectingline 14. At the same time, the connectingline 13 is connected to the atmosphere via thecontrol valve device 17. The air in thebottle 12 is displaced from thebottle 12 to the atmosphere by the steam entering the interior of thebottle 12 at the lower end of thelong filling tube 6.
For this purpose, the 22 and 26 and also thevalves control valve 20 are open. Since thecontrol valve 20 lies in the flow or gas path, via which the displaced air and later also water vapor is first displaced from the inside of thebottle 12 to the atmosphere, the duration of this treatment can be optimally controlled with the help of thecontrol valve 20 irrespective of the speed of the filler in such a way that at the end of this process step an almost pure steam atmosphere is present in thebottle 12 with minimal steam consumption. - 3. Sterilize
bottle 12 with saturated steam
After the existing air has been displaced from the bottle, thecontrol valve 20 is closed. Thevalve 22 remains open, so that the saturated steam pressure set or regulated in thesupply line 33 is established in thebottle 12. This state is maintained over a predetermined period of time or sterilization time which corresponds to the desired sterilization or mortality rate. - 4. Release the vapor pressure from the
bottle 12
After the sterilization time has elapsed, thevalve 22 is closed and, when thevalve 26 is open or still open, thecontrol valve 20 is also opened, so that the vapor overpressure in thebottle 12 is released or released to the atmosphere.
The release of the vapor pressure could in principle also take place in that thebottle 12 is briefly lowered relative to the filling element 1 by means of thebottle plate 46 and the associated lifting device, so that the vapor overpressure can escape to the atmosphere via themouth 10 of thebottle 12. This alternative method step has the advantage that themouth 10 and also the regions of theseal 11 forming the contact surfaces for themouth 10 are sterilized by the hot water vapor that escapes when the vapor pressure is released. - 5. Displacing the steam from the
bottle 12
After the vapor pressure has been released, with thebottle 12 in the sealing position with the filling element 1, the fillingtube 6 is connected to thereturn gas channel 31 via thecontrol valve device 16. For this, thevalve 24 of the control valve device 1 is open. At the same time thevalve 26 is open, so that after opening theControl valves 20 from thereturn gas channel 31 via the connectingline 14 and the fillingpipe 6 return gas flows into the interior of thebottle 12, thereby displacing the water vapor present in thebottle 12 via the connectingline 13 to the atmosphere. This method step is also controlled by thecontrol valve 20 independently of the speed of the filler, for example time-controlled, in such a way that, with an optimal displacement of all steam residues, there is a minimum of return gas consumption. - 6. Partial prestressing of the
bottle 12 with CO₂ gas or return gas from thereturn gas channel 31
After the displacement time has elapsed, thecontrol valve 20 is closed, so that, with thevalve 24 still open, there is pressure equalization between thereturn gas channel 31 and the interior of thebottle 12, ie the pressure of thereturn gas channel 31 is approximately established in the interior of thebottle 12.
This partial prestressing of thebottle 12 thus takes place using the CO₂ gas or return gas from thereturn gas channel 31, ie a CO₂ gas is used for this partial prestressing, which is or has been displaced during the filling of another,prestressed bottle 12. This drastically reduces the consumption of CO₂ gas.
The partial prestressing with CO₂ gas from thereturn gas channel 31 is possible in particular because eachbottle 12 to be filled is reliably sterilized at least on its inner surfaces, but also the fillingtube 6 before the filling of a bottle by the water vapor and the water vapor serving as the sterilization medium is not in thereturn gas channel 31, but is derived to the atmosphere.
This ensures that when abottle 12 is filled with the CO₂ gas displaced from thisbottle 12, no germs get into thereturn gas channel 31, ie the return gas present in thisreturn gas channel 31 is absolutely germ-free or contains germs at most in such a small number that this does not affect the quality and shelf life of the contents filled into therespective bottle 12 despite the partial prestressing with return gas. - 7. Final prestressing of
bottle 12 with fresh CO₂ gas
After the partial prestressing with return gas, the final prestressing then takes place using fresh CO₂ gas from thesupply line 32. Thevalve 25 is open for this.
As far as deviating from FIG. 1, there is noseparate supply line 32 for fresh CO₂ gas, but therotor part 2 forms a vessel or ring container that is only partially filled with the liquid filling material, in which the interior lying above the level of the liquid filling material is under pressure standing CO₂ gas is filled, the final prestressing of course takes place using the CO₂ gas from this gas space of the ring container. - 8. Filling the
bottle 12
After prestressing, the actual filling phase is initiated in the usual way by opening theliquid valve 7. For this purpose, the 29 and 30 are open, thevalves control valve 20 being closed for a filling phase with a lower filling speed. Thecontrol valve 20 is then opened in a rapid filling phase. In a subsequent braking and correction phase, thecontrol valve 20 is closed again. - 9. Relieve the filled
bottle 12
After the filling phase has ended, thebottle 12 is relieved in the usual way. In this case, a preliminary relief and calming to the return gas pressure is preferably carried out first, namely via the openedvalve 30 and thethrottle 34 arranged inline 45.
Then there is a final relief to atmospheric pressure. For this, thevalve 28, but also thecontrol valve 20 are open. This means that this final relief can also be optimally controlled independently of the speed of the filler by the control device controlling thecontrol valve 20. - 10.Lower the filled
bottle 12
Simultaneously or approximately simultaneously with the withdrawal or lowering of the filledbottle 12, a connection between the connecting 13 and 14 is established via thelines control valve device 16, ie thevalve 21 is opened. The filling material located in the fillingtube 6 is thus emptied into thebottle 12 while it is being lowered. At the same time, a reduced steam flow is set in theannular channel 9 of the filling element 1 via thecontrol valve device 17. For this purpose, in addition to thevalve 27, thecontrol valve 20 is also opened, with which this application of reduced steam flow is in turn controlled independently of the filler speed. The steam flow exiting downward from thechannel 9 effects an additional sterilization of themouth 10 and of the filling element 1, in particular in the area of theseal 11 also effectively prevents any germs from the ambient air from getting into the filledbottle 12.
Since there is still a connection between the connecting 13 and 14 via thelines control valve device 16, when the lowering of thebottle 12 the fillingpipe 6 has moved out of the filling material with its lower end, steam also emerges from this lower end of the fillingpipe 6.
Thebottle 12 is then transferred, while maintaining both steam flows (steam flow fromchannel 9 and steam flow from filling tube 6), into a transfer tunnel, via which the filledbottle 12 is transported to the capper and in which steam is constantly applied to the bottle
After thebottle 12 has been transferred to the transfer tunnel, the reduced steam flow for additional sterilization of the filling element 1, in particular in the area of the fillingtube 6, theseal 11, centering tulip, etc., is maintained when the 21, 27 and 20 are open.valves
Instead of applying the filledbottle 12 or the neck of this bottle via thefiller tube 6 by means of reduced steam, it is also possible to apply CO₂ gas in thebottle 12. In this case, when the lower end of the fillingtube 6 emerges from the level of the filling material when thebottle 12 is lowered, a connection to thereturn gas channel 31 is established via thecontrol valve device 16. For this purpose, only the 23 and 27 are open, thevalves throttle 34 assigned to thevalve 23 ensures a limitation of the amount of CO₂ gas. When thevalve 27 is open, a reduced steam flow continues to emerge on the lower, open side of thechannel 9.
Fig. 2 zeigt als weitere mögliche Ausführung ein füllrohrloses Füllelement 47, welches zusammen mit einer Vielzahl weiterer Füllelemente an dem um die vertikale Maschinenachse umlaufenden Rotorteil 48 der Füllmaschine angeordnet ist. Im Gehäuse 49 des Füllelementes 47 ist ein Flüssigkeitskanal 50 mit dem Flüssigkeitsventil 51 bzw. dem zugehörigen Ventilkörper 52 vorgesehen. Der Flüssigkeitskanal 50 steht mit einem im Rotorteil 48 ausgebildeten Ringkessel 53 in Verbindung, der nur teilweise mit dem flüssigen Füllgut gefüllt ist, so daß sich im Ringkessel 53 oberhalb des Spiegels des flüssigen Füllgutes ein Gasraum 54 für frisches, unter Druck stehendes CO₂-Gas ergibt. In Strömungsrichtung nach dem Flüssigkeitsventil 51 bildet der Flüssigkeitskanal 50 an der Unterseite des Füllelementes 47 eine die Füllelementachse VA sowie ein mit dem Ventilkörper 52 verbundenes Gasrohr 55 konzentrisch umschließende ringförmige Auslaßöffnung 56, über die während der Füllphase bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 51 das flüssige Füllgut der in Dichtlage mit dem Füllelement 47 befindlichen Flasche 12 zufließt. Zum dichten Anpressen der Mündung 10 der Flasche 12 gegen das Füllelement 47 ist an einer Zentriertulpe 57 eine Dichtung 58 vorgesehen.2 shows, as a further possible embodiment, a filling
Das an seinem unteren Ende offene Gasrohr 55 bildet einen Gaskanal 59, der sich durch den Ventilkörper 52 und durch eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung für das Flüssigkeitsventil 51 bis in einen Raum 60 erstreckt.The
Dem Füllelement 47 sind wiederum zwei, verschiedene Ventile 61 - 69 bildende Steuerventileinrichtungen 70 und 71 zugeordnet. Von diesen wiederum als Schiebersteuereinrichtungen ausgebildeten und mit ihren Betätigungshebeln 72 mit ortsfesten Steuerelementen zusammenwirkenden Steuerventileinrichtungen 70 und 71 weist die Steuerventileinrichtung 70 die Ventile 61 - 66 und die Steuerventileinrichtung 71 die Ventile 67 - 69 auf.The filling
Zusätzlich zu den Steuerventileinrichtungen 70 und 71 ist für jedes Füllelement 47 das dem Steuerventil 20 entsprechende, von der nicht dargestellten Steuereinrichtung betätigte Steuerventil 73 vorgesehen, welches allerdings der Steuerventileinrichtung 70 zugeordnet ist.In addition to the
Am Rotorteil 48 ist ein dem Rückgaskanal 31 entsprechender Rückgaskanal 74 und eine der Versorgungsleitung 33 entsprechende Versorgungsleitung 75 für gesättigten Wasserdampf vorgesehen.Provided on the
Die Ventile 61 - 69 besitzen jeweils zwei Anschlüsse, zwischen denen bei geöffnetem Ventil eine Strömungsverbindung besteht. Bei gesperrtem Ventil 61 -69 ist diese Strömungsverbindung unterbrochen.The valves 61-69 each have two connections, between which there is a flow connection when the valve is open. When valve 61 -69 is blocked, this flow connection is interrupted.
Im einzelnen bestehen folgende Verbindungen zu den Ventilen 61 - 69 bzw. zu deren Anschlüssen:
Die Ventile 61 und 62 sind mit ihrem in der Fig. 2 unteren Anschluß an eine Verbindungsleitung 76 angeschlossen, die mit dem Raum 60 in Verbindung steht. Die Ventile 63 - 66 sind mit ihren in der Fig. 2 unteren Anschlüssen an eine gemeinsame Leitung 77 angeschlossen, die über das Steuerventil 73 mit der Verbindungsleitung 76 verbunden ist. Bezüglich der in der Fig. 2 oberen Anschlüsse der Ventile 61 - 66 bestehen folgende Verbindungen:
Ventile 61 und 63 über eine Leitung 78 an Gasraum 54;
Ventile 62 und 64 über eine Leitung 79 an Rückgaskanal 74;
Ventile 65 und 66 über Leitung 80 an Versorgungsleitung 75.The individual connections to the valves 61-69 and their connections are as follows:
The
Die in der Fig. 2 unteren Anschlüsse der Ventile 67 - 69 sind mit einer Verbindungsleitung 81 verbunden, die in den Flüssigkeitskanal 50 in Strömungsrichtung hinter dem Flüssigkeitsventil 51 und vor der Auslaßöffnung 56 mündet. Bezüglich der in der Fig. 2 oberen Anschlüsse der Ventile 67 - 69 bestehen folgende Verbindungen:
Ventil 67 über Leitung 82 zur Atmosphäre;
Ventil 68 über Leitung 83 an Leitung 80;
Ventil 69 über Leitung 84 zur Atmosphäre.The lower connections of the valves 67-69 in FIG. 2 are connected to a connecting
In den Verbindungen des Ventils 62 mit der Versorgungsleitung 67, der Ventile 63 und 65 mit der Leitung 77 und der Ventile 67 und 68 mit der Verbindungsleitung 81 sind jeweils der Drossel 34 entsprechende Drosseln 85 angeordnet.In the connections of the
Das Füllelement 47 besitzt weiterhin eine Sonde 86 zur Steuerung der Füllhöhe. Diese achsgleich mit der Achse VA angeordnete Sonde 86 wird von dem ringförmigen Gaskanal 59 umschlossen.The
Mit der in der Fig. 2 dargestellten Ausbildung ist ein Verfahrensablauf beim Füllen der Flaschen 12 möglich, der dem vorstehend im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Verfahrensablauf äquivalent ist, d.h. wiederum die nachfolgend angegebenen Verfahrensschritte aufweist:
- 1.
Positionieren der Flasche 12 unterdem Füllelement 47
Die Flasche 12 wird hierbei unter Verwendung der Dichtung 58 in Dichtlagemit dem Füllelement 47 gebracht. - 2. Verdrängen der Luft aus der Flasche 12 mit Dampf
Bei geöffneten Ventilen 66 und 69 erfolgt dieses Verdrängen gesteuert durchdas Steuerventil 73, und zwar unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Füllmaschine.Das Steuerventil 73 wird hierzu während einer vorgegebenen Verdrängungsdauer geöffnet, so daßüber den Gaskanal 59 des Rückgasrohres 55 gesättigter Wasserdampf aus der Versorgungsleitung 75 in das Innere der Flasche 12 einströmt und zunächst die verdrängte Luft und anschließend auch Wasserdampf über dieVerbindungsleitung 81 zur Atmosphäre hin verdrängt wird. - 3.
Sterilisieren der Flasche 12 mit Sattdampf
Nach Abschluß der Verdrängungsphase erfolgt das Sterilisieren der Flasche 12 mit Sattdampf. Hierfürist das Ventil 69 geschlossen und bei geöffnetem Ventil 66 wird auchdas Steuerventil 73 für eine vorgegebene Sterilisationsdauer geöffnet. - 4. Ablassen des Dampfdruckes aus der Flasche 12
Nach Ablauf der Sterilisationszeit wirddas Steuerventil 73 geschlossen. Zum Ablassen des Dampfdruckes wird nunmehrdas Ventil 69 geöffnet.
Alternativ kann hierzu dieFlasche 12 geringfügig und kurzzeitig vom Füllelement 47 abgesenkt werden, mit dem Vorteil eines Sterilisationseffektes der Mündung 10 sowie derDichtung 58. - 5. Verdrängen des Dampfes aus der Flasche 12
Bei geöffneten Ventilen 64 und 69 wirddas Steuerventil 73 für eine vorgegebene Zeit und wiederum unabhängig von der Drehzahl des Füllers geöffnet. Hierdurch wird derGaskanal 59mit dem Rückgaskanal 74 verbunden, wobei gleichzeitig der Innenraum der Flasche 12 über die Verbindungsleitung 81 unddas geöffnete Ventil 69 zur Atmosphäre hin offen ist, so daß durch dasaus dem Rückgaskanal 74 zuströmende Rückgas bzw. CO₂-Gas der inder Flasche 12 vorhandene Dampf zur Atmosphäre hin verdrängt wird. Dieser Verfahrensschritt wird durch Schließen des Ventiles 73 beendet.
Die Öffnungszeit des Ventiles 73 ist wiederum so gewählt, daß bei einem minimalen Verbrauch an CO₂-Gas eine möglichst vollständige Verdrängung des Dampfes aus der Flasche 12 erfolgt. - 6.
Teilvorspannung der Flasche 12 mit CO₂-Gasaus dem Rückgaskanal 74
Hierfürwird das Ventil 69 geschlossen. Bei geöffnetem Ventil 64 wirddas Steuerventil 73 geöffnet, so daß sich im Inneren der Flasche 12 ein demDruck im Rückgaskanal 74 entsprechender Druck aufbaut. Für dieses teilweise Vorspannen wird wiederum CO₂-Gasaus dem Rückgaskanal 74 verwendet. Dies ist auch bei der Ausführung nach Fig. 2 dadurch möglich, daß jede zu füllende Flasche 12 vor dem Füllen mit Sattdampf sterilisiert wird und darüber hinaus in keinem Verfahrensschritt der Dampf inden Rückgaskanal 74 abgeleitet wird.
- 1. Position the
bottle 12 under the fillingelement 47
Thebottle 12 is brought into a sealing position with the fillingelement 47 using theseal 58. - 2. Displacing the air from the
bottle 12 with steam
When the 66 and 69 are open, this displacement is controlled by thevalves control valve 73, regardless of the speed of rotation of the filling machine. For this purpose, thecontrol valve 73 is opened during a predetermined displacement period, so that saturated water vapor flows from thesupply line 75 into the interior of thebottle 12 via thegas channel 59 of thereturn gas tube 55 and first displaces the displaced air and then also water vapor via the connectingline 81 to the atmosphere becomes. - 3. Sterilize
bottle 12 with saturated steam
After the displacement phase has ended, thebottle 12 is sterilized with saturated steam. For this purpose, thevalve 69 is closed and, when thevalve 66 is open, thecontrol valve 73 is also opened for a predetermined sterilization period. - 4. Release the vapor pressure from the
bottle 12
After the sterilization time has elapsed, thecontrol valve 73 is closed. To release the vapor pressure,valve 69 is now opened.
Alternatively, thebottle 12 can be lowered slightly and briefly from the fillingelement 47, with the advantage of a sterilization effect of themouth 10 and theseal 58. - 5. Displacing the steam from the
bottle 12
When thevalves 64 and 69 are open, thecontrol valve 73 is opened for a predetermined time and again regardless of the speed of the filler. As a result, thegas channel 59 is connected to thereturn gas channel 74, and at the same time the interior of thebottle 12 is open to the atmosphere via the connectingline 81 and theopen valve 69, so that the return gas or CO₂ gas flowing in from thereturn gas channel 74 thebottle 12 existing steam is displaced to the atmosphere. This process step is ended by closing thevalve 73.
The opening time of thevalve 73 is again selected so that the steam is displaced as completely as possible from thebottle 12 with a minimal consumption of CO₂ gas. - 6. Partial bias of the
bottle 12 with CO₂ gas from thereturn gas channel 74
For this, thevalve 69 is closed. When the valve 64 is open, thecontrol valve 73 is opened so that a pressure corresponding to the pressure in thereturn gas channel 74 builds up in the interior of thebottle 12. For this partial prestressing, CO₂ gas from thereturn gas duct 74 is in turn used. This is also possible in the embodiment according to FIG. 2 in that eachbottle 12 to be filled is sterilized before being filled with saturated steam and, moreover, the steam is not diverted into thereturn gas duct 74 in any process step.
Nach dem teilweisen Vorspannen der Flasche 12 mit dem CO₂-Gas aus dem Rückgaskanal 74 erfolgen in analoger Weise die im Zusammenhang mit der Fig. 1 bereits erwähnten Verfahrensschritte 7 bis 10, wobei auch hier wiederum das Steuerventil 73 zur Steuerung der Füllgeschwindigkeit während der Füllphase sowie zur Steuerung des reduzierten Dampfstromes beim Abziehen der Flasche 2 von dem Füllelement 47 verwendet wird.After the partial prestressing of the
Beim endgültigen Vorspannen mit dem frischen CO₂-Gas aus dem Gasraum 54 ist das Ventil 61 geöffnet. Beim Füllen sind neben dem Füllventil 51 auch die Ventile 62 und 64 geöffnet, wobei während der zwischen der Anfüllphase und der Bremsphase liegenden Schnellfüllphase das Steuerventil 73 geöffnet wird. Das Vorentlasten der gefüllten Flasche 12 erfolgt wiederum auf den Druck des Rückgaskanals 74, und zwar durch Öffnen des Ventiles 62. Das endgültige Entlasten auf Atmosphärendruck erfolgt durch Öffnen des Ventiles 67. Für die Behandlung der gefüllten Flasche 12 mit reduziertem Dampfstrom beim Abziehen wird bei geöffneten Ventilen 65 und 68 auch das Steuerventil 73 über eine vorgegebene Zeitdauer geöffnet. Mit dem Steuerventil 73 wird hierbei der aus dem unteren Ende des Rückgasrohres 55 austretende Dampfstrom gesteuert. Anstelle des aus dem Rückgasrohr 55 austretenden Dampfstromes kann auch hier wiederum eine Behandlung der Flasche 12 (Halsbegasung) mit CO₂-Gas aus dem Rückgaskanal 74 erfolgen. Hierfür wird beispielsweise das Ventil 64 geöffnet.During the final prestressing with the fresh CO₂ gas from the
Die vorbeschriebenen Vorrichtungen sowie die hiermit möglichen Verfahren haben somit u.a. folgende Vorteile:
Durch das Steuerventil 20, 73 ist eine von der Drehzahl der Füllmaschine unabhängige optimale Steuerung der jeweiligen Menge an Dampf bzw. Rückgas möglich. Hierbei kann ein und dasselbe Steuerventil 20, 73 in aufeinander folgenden Verfahrensschritten für unterschiedliche Medien (Dampf bzw. CO₂-Gas) und für unterschiedliche Funktionen eingesetzt werden.
Der entscheidende Vorteil besteht aber darin, daß durch die Vorbehandlung jeder Flasche 12 mit dem Dampf im Rückgaskanal 31, 74 eine annähernd reine CO₂-Atmosphäre erhalten wird und außerdem das in den Rückgaskanal abgeführte und dort vorhandene CO₂-Gas einen mikrobiologisch einwandfreien Zustand aufweist, so daß dieses CO₂-Gas für die Teilvorspannung der Flaschen 12 wieder verwendet werden kann, ohne daß zuvor eine Aufbereitung des CO₂-Gases aus dem Rückgaskanal 31 notwendig ist.The devices described above and the methods which are possible with them thus have the following advantages, among others:
The
The decisive advantage is that by pretreating each
Fig. 3 zeigt ein Füllelement 1a an dem umlaufenden Rotorteil 2a, der ein Ringkanal oder -kessel 5a ist, der sich von dem Ringkessel 5 der Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß er lediglich bis zu einem vorgegebenen Niveau mit dem flüssigen Füllgut gefüllt ist, so daß sich oberhalb des Füllgutspiegels ein Gasraum 67 ergibt, der über eine Verbindungsleitung 88 mit der am Rotorteil 2a ausgebildeten Versorgungsleitung 32 für unter Druck stehendes, frisches CO₂-Gas verbunden ist.Fig. 3 shows a filling
Am Rotorteil 2a sind weiterhin die Versorgungsleitung 33 für Wasserdampf, der Rückgaskanal 31 sowie zusätzlich auch ein Sammelkanal 89 vorgesehen.The
Jedem Füllelement 1a, welches in konstruktiver Hinsicht im wesentlichen dem Füllelement 1 der Fig. 1 entspricht, ist anstelle der beiden Steuerventileinrichtungen 16 und 17 lediglich eine einzige, wiederum als Schiebersteuereinrichtung ausgebildete Steuerventileinrichtung 90 zugeordnet, die mit ihrem Betätigungshebel bei umlaufender Füllmaschine mit den ortsfesten Steuerelementen zusammenwirkt. Jede Steuerventileinrichtung 90 weist das Steuerventil 20 sowie in einer Verbindungsleitung 92, mit der die Steuerventileinrichtung 90 an die Versorgungsleitung 33 für Dampf angeschlossen ist, ein ebenfalls pneumatisch oder elektrisch betätigbares Steuerventil 91 auf. Mit diesem Steuerventil 91 erfolgt die Steuerung (Absperrung und Freigeben) des Dampfes in den einzelnen Behandlungsphasen, so daß die Steuerventileinrichtung 90 bzw. deren Schieberschiebe ausschließlich für die übrigen Steuerfunktionen verwendet werden kann und daher nur eine einzige Steuerventileinrichtung 90 erforderlich ist. Weiterhin erfolgt die Ansteuerung des Ventils 91 bevorzugt derart, daß dieses Ventil zwar am Beginn der jeweiligen Behandlungsphase mit Dampf geöffnet und am Ende dieser Behandlungsphase wieder geschlossen wird, nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitperiode aber auf jeden Fall ein zwangsweises Schließen des Ventils 91 erfolgt, so daß beispielsweise bei einem Maschinenstillstand ein Austreten von Dampf an solchen Füllelementen, die sich in einer einer Dampfbehandlung entsprechenden Stellung befinden, weitestgehend vermieden ist. Weiterhin kann die Steuerung des Ventils 91 auch so erfolgen, daß ein Öffnen dieses Ventils verhindert ist, wenn sich an dem Füllelement 1a keine Flasche 12 oder eine defekte Flasche 12 befindet.Instead of the two
Mit dem Füllelement 1a ist folgender Verfahrensablauf beim Füllen der Flasche 12 möglich, wobei dieser Verfahrensablauf im wesentlichen dem Verfahrensablauf entspricht, wie er für das Füllelement 1 vorstehend beschrieben wurde:
- 1. Positionieren der Flasche unter
dem Füllelement 1a und Vorspülen der Flasche 12 mit Dampf
Hierfür ist die zu füllende Flasche 12 in der üblichen Weise, d.h. durch Anheben mittels des Flaschentellers 46 so positioniert, daß siemit ihrer Mündung 10 zwar gegen dieDichtung 11 bzw. die Zentrierpunkte 11' anliegt, letztere aber von der Unterseite des Füllelements 1a bzw. von einer dortigen Dichtung beabstandet ist.
Bei geöffnetem Steuerventil 91 und geschlossenem Ventil 20 erfolgt über dieSteuerventileinrichtung 90 ein reduzierter Dampfstrom andas Füllrohr 6 und anden Kanal 9, und zwar über eine inder Steuerventileinrichtung 90 vorgesehene Drossel. Mit diesem reduzierten Dampfstrom erfolgt das Vorspülen im Inneren der Flasche 12sowie gleichzeitig auch ein Sterilisieren der Unterseite des Füllelements 1a und der Oberseite der Zentriertulpe 11'. - 2. Verdrängen von Luft-Resten aus der Flasche 12 mit Dampf
Mit diesem Verfahrensschritt wird bei geöffnetem Steuerventil 91 über die Steuerventileinrichtung 90und das Füllrohr 6 Dampf in die in Dichtlagemit dem Füllelement 1a gebrachte Flasche 12 eingeleitet. Überdas geöffnete Steuerventil 20 wird die verdrängte Luft sowie auch der Dampf inden Sammelkanal 89 abgeleitet. - 3.
Sterilisieren der Flasche 12 mit Sattdampf
Hierfür wird gegenüber dem vorausgehenden Verfahrensschrittlediglich das Steuerventil 20 geschlossen, so daß der Innenraum der Flasche 12 weiterhin überdas Füllrohr 6 mit dem heißen Dampf (ca. 110° C) bzw. mit einem Dampfdruck (ca. 0,8 bar) beaufschlagt ist. - 4. Sterilisieren der Zentriertulpe 11' und der Mündung 10
Für diesen Verfahrensschritt werden die Zentriertulpe 11' (durch eine mit einer Steuerkurve zusammenwirkende und an Führungsstangen vorgesehene Rolle 93) und der Flaschenteller 46 (durch eine Hubeinrichtung) gesteuert derart abgesenkt, daß sich zwischen der Unterseite des Füllelements 1a und der Zentriertulpe 11' sowie auch zwischen der Mündung 10 und der Dichtung 11 jeweils ein ausreichend breiter Ringspalt ergibt, aus welchem bei weiterhin geöffnetem Steuerventil 91 und geschlossenem Steuerventil 20 Dampf austritt, der eine Sterilisation der Unterseite des Füllelementes 1a, der Zentriertulpe 11' und der Mündung 10 bewirkt.
- 1. Position the bottle under the filling
element 1a and rinse thebottle 12 with steam
For this purpose, thebottle 12 to be filled is positioned in the usual way, ie by lifting by means of thebottle plate 46, so that itsmouth 10 lies against theseal 11 or the centering points 11 ', but the latter from the underside of the fillingelement 1a or is spaced from a seal there.
When thecontrol valve 91 is open and thevalve 20 is closed, a reduced steam flow to the fillingpipe 6 and to thechannel 9 takes place via thecontrol valve device 90, specifically via a throttle provided in thecontrol valve device 90. With this reduced steam flow, the pre-rinsing takes place inside thebottle 12 and at the same time the bottom side of the fillingelement 1a and the top side of the centering tulip 11 'are sterilized. - 2. Displacement of air residues from the
bottle 12 with steam
With this method step, with thecontrol valve 91 open, steam is introduced via thecontrol valve device 90 and the fillingpipe 6 into thebottle 12 brought into the sealing position with the fillingelement 1 a. The displaced air and also the steam are discharged into the collectingduct 89 via the openedcontrol valve 20. - 3. Sterilize
bottle 12 with saturated steam
For this purpose, only thecontrol valve 20 is closed compared to the preceding method step, so that the interior of thebottle 12 continues to be supplied with the hot steam (approx. 110 ° C.) or with a steam pressure (approx. 0.8 bar) via the fillingpipe 6 . - 4. Sterilize the centering tulip 11 'and the
mouth 10
For this process step, the centering bell 11 '(by aroller 93 cooperating with a control cam and provided on guide rods) and the bottle plate 46 (by a lifting device) are lowered in such a way that there is between the underside of the fillingelement 1a and the centering bell 11' and also between themouth 10 and theseal 11 each results in a sufficiently wide annular gap, from which, with thecontrol valve 91 still open and thecontrol valve 20 closed, steam escapes, which sterilizes the underside of the fillingelement 1 a, the centeringtulip 11 ′ and themouth 10.
Anschließend erfolgt bei geschlossenem Steuerventil 91 das Verdrängen des Dampfes aus der Flasche 12, das teilweise und vollständige Vorspannen der Flasche 12 mit CO₂-Gas zunächst aus dem Rückgaskanal 31 und anschließend aus der Versorgungsleitung 32, das Füllen der Flasche 12 sowie das Entlasten der gefüllten Flasche, wie dies vorstehend in Zusammenhang mit der Fig. 1 in den dortigen Verfahrensschritten 5 - 9 beschrieben ist.Subsequently, with the
Die nächstfolgenden Verfahrensschritte sind:
- 5. Entleeren des Füllrohres 6
Bei diesem Verfahrensschritt sind dieSteuerventile 20 und 91 geöffnet, sodaß das Füllrohr 6 mit Dampf beaufschlagt ist und Dampf gleichzeitig auch ausdem Kanal 9 zur Sterilisierung der Unterseite des Füllelements 1 und der Zentrierglocke 11' austritt. - 6. Außenteile sterilisieren und Flaschenhals begasen
Bei weiteren Absenken der Flasche 12 wird der Betriebszustand des Verfahrensschritts 5 aufrecht erhalten. Anschließend folgt das Überführen der jeweils gefüllten Flasche 12 in den eigene Dampfaustrittsdüsen aufweisenden Überführungskanal.
- 5.Emptying the filling
pipe 6
In this process step, the 20 and 91 are opened, so that the fillingcontrol valves tube 6 is acted upon by steam and steam also emerges from thechannel 9 for sterilizing the underside of the filling element 1 and the centering bell 11 '. - 6. Sterilize the outer parts and gas the bottle neck
When thebottle 12 is lowered further, the operating state ofmethod step 5 is maintained. This is followed by transferring the filledbottle 12 into the transfer channel having its own steam outlet nozzles.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind. Die Füllelemente 1 und 47 sind solche mit Sonde zur Füllhöhenbestimmung. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Verwendung derartiger Füllelemente beschränkt.The invention has been described above using exemplary embodiments. It is understood that changes and modifications are possible. The filling
- 1, 1a1, 1a
- FüllelementFilling element
- 2, 2a2, 2a
- RotorteilRotor part
- 33rd
- Gehäusecasing
- 3', 3''3 ', 3' '
- GehäuseteilHousing part
- 44th
- FlüssigkeitskanalLiquid channel
- 55
- RingkesselRing bowl
- 66
- FüllrohrFilling pipe
- 77
- FlüssigkeitsventilLiquid valve
- 88th
- VentilkörperValve body
- 99
- Kanalchannel
- 1010th
- Mündungmuzzle
- 1111
- Dichtungpoetry
- 11'11 '
- ZentriertulpeCentering tulip
- 1212th
- Flaschebottle
- 12'12 '
- Bodenground
- 13, 1413, 14
- AnschlußleitungConnecting cable
- 16, 1716, 17
- SteuerventileinrichtungControl valve device
- 18, 1918, 19
- BetätigungshebelOperating lever
- 2020th
- SteuerventilControl valve
- 20'20 '
- BetätigungselementActuator
- 21 - 3021-30
- VentilValve
- 3131
- RückgaskanalReturn gas duct
- 32, 3332, 33
- Versorgungsleitungsupply line
- 3434
- Drosselthrottle
- 35 - 4535-45
- Leitungmanagement
- 4646
- FlaschentellerBottle plate
- 4747
- FüllelementFilling element
- 4848
- RotorteilRotor part
- 4949
- Gehäusecasing
- 5050
- FlüssigkeitskanalLiquid channel
- 5151
- FlüssigkeitsventilLiquid valve
- 5252
- VentilkörperValve body
- 5353
- RingkesselRing bowl
- 5454
- GasraumGas space
- 5555
- GasrohrGas pipe
- 5656
- AuslaßöffnungOutlet opening
- 5757
- ZentriertulpeCentering tulip
- 5858
- Dichtungpoetry
- 5959
- GaskanalGas channel
- 6060
- Raumroom
- 61 - 6961-69
- VentilValve
- 70, 7170, 71
- SteuerventileinrichtungControl valve device
- 7272
- BetätigungshebelOperating lever
- 7373
- SteuerventilControl valve
- 7474
- RückgaskanalReturn gas duct
- 7575
- Versorgungsleitungsupply line
- 7676
- VerbindungsleitungConnecting line
- 77 - 8077-80
- Leitungmanagement
- 8181
- VerbindungsleitungConnecting line
- 82 - 8482-84
- Leitungmanagement
- 8585
- Drosselthrottle
- 8686
- Sondeprobe
- 8787
- GasrohrGas pipe
- 8888
- VerbindungsleitungConnecting line
- 8989
- SammelkanalCollecting channel
- 9090
- SteuerventileinrichtungControl valve device
- 9191
- SteuerventilControl valve
- 9292
- Leitungmanagement
- 9393
- Rollerole
Claims (19)
- Method for the filling of bottles or the like containers (12) with a liquid filling stock with the use of a filling machine of rotary mode of construction with several filling elements (1, 1a, 47) each displaying a respective liquid valve (7, 51), in which method the container (12) disposed in sealed position with the filling element (1, 1a, 47) is flushed and pressurised by an inert gas in a pressurising phase and filled with the liquid filling stock while the liquid valve (7, 51) is open in a filling phase following in time, wherein the return gas displaced out of the container (12) by the inflowing filling stock is conducted away at least for a time by way of a return gas path of the filling element into a return gas channel (31, 74), and in which method the flushing as well as the at least partial pressurising of the container (12) in the pressurising phase takes place with the use of the return gas from the return gas channel (31, 74) as inert gas, wherein air displaced out of the container (12) during the flushing is conducted away to the atmosphere and/or into a channel separate from the return gas channel (31, 74), characterised thereby, that the interior space of each container (12) is flushed with water vapour in a preliminary treatment phase preceding the pressurising phase independently of the rotational speed of the filling machine until a nearly pure steam atmosphere sets in in the container and that the water vapour, which is displaced by the return gas from the return gas channel out of the interior space of the container (12), disposed in sealed position with the filling element, in the pressurising phase during further flushing is conducted away to the atmosphere and/or into a channel separate from the return gas channel (31, 74).
- Method according to claim 1, characterised thereby, that a partial pressurising of the container (12) takes place with the return gas from the return gas channel and that a final pressurising of the container (12) with fresh inert gas takes place subsequently.
- Method according to claim 1 or 2, characterised thereby, that the interior space of the container (12) is - for the introduction of the sterilising medium - connected by way of a first gas path (14, 36; 76, 80), which is formed in the filling element (1, 1a, 47), with a source (33, 75) for the sterilising medium, which source is preferably a first supply channel or a first supply duct (33, 75) and/or that - for the displacement of the air out of the interior space of the container (12) - this interior space is connected with a collecting channel (89) or a second gas path (13, 41; 81, 84) formed in the filling element (1, 1a, 47) and leading to atmosphere and/or that the interior space of the container (12) is - for the flushing and/or the pressurising - connected during the pressurising phase with the return gas channel (31, 74) by way of a third gas path (14, 37; 76, 78) formed in the filling element (1, 1a, 47), wherein the interior space of the container (12) - preferably after partial pressurising has taken place - is connected by way of a fourth gas path (14, 38; 76, 78), which is likewise formed in the filling element (1, 1a, 47), with a source (32, 54) for fresh inert gas, which source is preferably a second supply channel separated from a tank for the liquid filling stock or a corresponding second supply duct (32) or the source is preferably a gas space (54), which is formed in that space of a storage container or tank (53), which is not taken up by the liquid filling stock, and namely above the surface level of the liquid filling stock.
- Method according to claim 3, characterised thereby, that the interior space of the container (12) during the flushing stands in connection with the atmosphere by a gas path formed in the filling element (1, 1a, 47), preferably by way of the second gas bath (13, 41; 81, 84).
- Method according to one of the claims 1 to 4, characterised thereby, that in a filling machine of rotary mode of construction with several filling elements (1, 1a, 47), the duration of the treatment of the container (12) in the preliminary treatment phase and/or the at least partial pressurising of the container (12) by the return gas and/or the displacement of the sterilising medium by the return gas takes place independently of the rotational speed of the filling machine through a first control valve (20, 73) associated with each filling element (1, 1a, 47).
- Method according to one of the claims 1 to 5, characterised thereby, that in a filling machine of rotary mode of construction with several filling elements (1a), the duration of the treatment with the sterilising medium, in particular during the preliminary treatment phase and/or during a further treatment phase following the filling phase, takes place through a second control valve (91) associated with each filling element (1a) and namely preferably independently of the rotational speed of the filling machine, wherein the second control valve (91) is preferably provided in the first gas path or in a duct (92) connecting the control valve equipment (90) with the source (33) for the sterilising medium.
- Method according to claim 5 or 6, characterised thereby, that the first and/or the second control valve (20, 91, 73) is or are used in addition to at least one control valve equipment (16, 17; 70, 71) for the gas paths, which co-operates with fixedly located control elements, for example with control cams or control dogs at a fixedly located control ring, wherein preferably two control valve equipments (16, 17; 70, 71) are used, of which one control valve equipment (17, 70) is arranged together with the first control valve (20, 73) in the first and/or the second gas path (14, 36; 76, 80; 13, 41; 81, 84).
- Method according to one of the claims 5 to 7, characterised thereby, that the first control valve (20, 73) is used also during the filling phase for the control of the filling speed.
- Method according to one of the claims 1 to 8, characterised thereby, that the containers (12) are preheated for the preliminary treatment, for example to a temperature of 30 to 50°C, and/or the pressure of the sterilising medium is let down to atmosphere through a gap between the filling element and the container mouth at the end of the preliminary treatment phase, and/or the sterilising medium is introduced the interior space of the container (12) before the flushing of the container (12) for sterilising the mouth (10) of the container (12) and a centring element (11'), which centres the container (12), of the filling element (1a) and issues through annular openings between the mouth (10) and the centring element (11') and the filling element (1a).
- Method according to one of the claims 1 to 9, characterised thereby, that saturated water vapour at a temperature of 105 to 140°C, preferably water vapour at a temperature of 110°C, is used as the sterilising medium.
- Filling machine of rotary mode of construction for the filling of bottles or the like containers (12) with a liquid filling stock, with several filling elements each displaying a respective liquid valve (7, 51) and with at least one associated valve control (16, 17, 20, 91; 70, 71, 73) displaying several valves for the control of gas paths, which are formed in the filling element (1, 47), at least during a pressurising phase, during which the container (12) disposed in sealed position with the filling element (1, 1a, 47) is pressurised as well as during a filling phase, during which the container (12) disposed in sealed position with the filling element (1, 1a, 47) is filled with the liquid filling stock while the liquid valve (7, 51) is open and in that case the return gas displaced out of the container (12) by the inflowing filling stock is conducted away at least for a time by way of a return gas channel of the filling element (1, 1a, 47) into a return gas channel (31, 74) and which follows in time, wherein the flushing as well as the at least partial pressurising of the container (12) in the pressurising phase takes place with the use of the return gas from the return gas channel (31, 74) as inert gas and air displaced out of the container (12) during the flushing is conducted away to the atmosphere and/or into a channel separate from the return gas channel (31, 74), characterised thereby, that a source (33, 75) for a water vapour is provided, that the valve control (16, 17, 20, 91; 70, 71, 73) for each filling element or a respective group of filling elements displays a first individually controllable control valve (20, 73), by way of which the interior space of the container (12) is loadable by the water vapour in a preliminary treatment phase preceding the pressurising phase for the flushing and the displacement of the air in controlled manner until a nearly pure steam atmosphere sets in in the container and that the water vapour, which is displaced by the return gas from the return gas channel out of the interior space of the container (12) disposed in sealed position with the filling element is conducted away to the atmosphere and/or into a channel separate from the return gas channel (31, 74) by the valve control.
- Device according to claim 11, characterised thereby, that a source (32, 54) for a fresh inert gas is provided and that the valve control (16, 17, 20, 91; 70, 71, 73) is so constructed that a final pressurising of the container (12) with fresh inert gas takes place after the partial pressuring of the container (12) during the pressurising phase.
- Device according to claim 11 or 12, characterised thereby, that a first gas path (14, 36; 76, 80), by way of which the interior space of the container (12) is - for the introduction of the sterilising medium - connectable with the source (33, 75) for the sterilising medium, which source is preferably a first supply channel or a first supply duct (33, 75), is formed in the filling element (1, 1a, 47) and/or a second gas path (13, 41; 81, 84), by way of which the interior space of the container (12) is connectable with the atmosphere for the displacement of the air out of the container during the preliminary treatment phase and/or for the flushing during the pressurising phase, is formed in the filling element (1, 1a, 47) and/or that a third gas path (14, 37; 76, 78), by way of which the interior space of the container (12) is connectable with the return gas channel (31, 74) for the flushing and/or the pressurising during the pressurising phase, is formed in the filling element (1, 1a, 47) and/or that a fourth gas path (14, 38; 76, 78), by way of which the interior space of the container (12) is connectable - during the pressurising phase after partial pressurising has taken place - with the source (32, 54) for fresh inert gas, which source is preferably a gas space (54), which is formed in that space of a storage container or tank (53), which is not taken up by the liquid filling stock, or which source is preferably a supply channel separated from a tank or stock container for the liquid filling stock or a corresponding second supply duct (32), is formed in the filling element (1, 1a, 47).
- Device according to one of the claims 11 to 13, characterised thereby, that in a filling machine of rotary mode of construction with several filling elements (1a), each filling element or a respective group of filling elements is associated with a second control valve (91) of the valve control and that this control valve (91) controls the treatment with the sterilising medium preferably independently of the rotational speed of the filling machine, wherein the second control valve (91) is preferably provided in the first gas path or in a duct (92) connecting the control valve equipment (90) with the source (33) for the sterilising medium.
- Device according to one of the claims 11 to 14, characterised thereby, that in a filling machine or rotary mode of construction with several filling elements (1, 1a, 47), each filling element is associated with a first control valve (20, 73) of the valve control and that this control valve (20, 73) controls at least the treatment of the respective container (12) in the preliminary treatment phase and/or the partial pressurising of the container (12) by the return gas and/or the displacement of the sterilising medium or flushing of the container (12) by the return gas independently of the rotational speed of the filling machine, wherein the valve control in addition to the first and/or the second control valve (20, 91, 73) preferably displays at least one control valve equipment (16, 17; 70, 71) for the gas paths, which is associated with each filling element (1, 1a, 47) and co-operates with fixedly located control elements, for example with control cams or control dogs at a fixedly located control ring.
- Device according to claim 15, characterised thereby, that two control valve equipments (16, 17; 70, 71) are respectively provided for each filling element (1, 1a, 47) and that one control valve equipment (17, 20) is arranged together with the first control valve (20, 73) in the first and/or the second and/or third and/or fourth gas path (76, 80; 13, 41; 76, 79; 76, 78) and/or the first control valve (20, 73) is used during the filling phase for the control of the filling speed and preferably arranged together with the one control valve equipment (17, 20) in the return gas path.
- Device according to claim 15 or 16, characterised thereby, that the first and/or the second control valve (20, 91, 73) lies or lie at least functionally in series with the at least one control valve equipment (16, 17; 70, 71) in such a manner that the respective gas path is prepared by the control valve equipment (16, 17; 70, 71) and controlled by the control valve (20, 91, 73).
- Device according to one of the claims 11 to 17, characterised thereby, that the filling element (1, 1a) displays a filling tube (6) as well as a connecting duct (14), which stands in connection with a part of a liquid channel (4) of the filling element (1, 1a), which part follows the liquid valve (7) in direction of flow and stands in connection with the filling tube (6), wherein at least the return gas from the return gas channel (31) and/or the sterilising medium are fed by way of this connecting duct (14), wherein the control valve (20) is preferably arranged in the return gas channel as well as in the second gas path (13, 41).
- Device according to one of the claims 11 to 18, characterised thereby, that the filling element (47) is a filling-tube-less filling element with a gas channel (59) forming a part of the return gas path and that at least the sterilising medium and/or the return gas are feedable by way of the gas channel (59), wherein the control valve (73) is preferably arranged in the return gas path as well as in the first and/or third and/or fourth gas path (76, 80; 76, 79; 76, 78).
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