EP0562254B1 - Getränkefüllorgan mit am Ventilsitz geführtem Ventilkörper und Gassperreinrichtung - Google Patents

Getränkefüllorgan mit am Ventilsitz geführtem Ventilkörper und Gassperreinrichtung Download PDF

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EP0562254B1
EP0562254B1 EP93102023A EP93102023A EP0562254B1 EP 0562254 B1 EP0562254 B1 EP 0562254B1 EP 93102023 A EP93102023 A EP 93102023A EP 93102023 A EP93102023 A EP 93102023A EP 0562254 B1 EP0562254 B1 EP 0562254B1
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EP
European Patent Office
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guide wall
filling head
valve body
shaft
openings
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EP93102023A
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English (en)
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EP0562254A1 (de
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Hartmut Hennings
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ORTMANN + HERBST MASCHINEN- UND ANLAGENBAU GMBH
Original Assignee
ORTMANN and HERBST Maschinen- und Anlagenbau GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2645—Means to avoid overfilling by preventing gas returning from the container into the filling tank via the liquid valve, e.g. mesh screens

Definitions

  • the invention relates to a beverage filler mentioned in the preamble of claim 1.
  • This known filling element differs from other conventional beverage filling elements primarily by the guide wall, which receives the valve body, which controls the beverage passage, in the region of the valve seat, in the same way as a cylinder wall guides a piston.
  • the guide wall would seal the valve body on all sides even in the open position. It is therefore provided with openings in the known construction that allow liquid to pass through. In the known construction, these openings are made as large as possible in order to offer the liquid as little flow resistance as possible.
  • a gas barrier must be provided in the area of the beverage valve, which prevents gas from rising from the head space of the container between the time of the filling stop and the time of closing the valve body.
  • a gas barrier is provided as an additional component outside the guide wall in the form of a correspondingly narrow annular gap.
  • a disadvantage of the known construction is first of all the high flow resistance, which is added from the flow resistance of the openings in the guide wall and the flow resistance of the gas barrier.
  • the costs of the known construction are influenced both by the guide wall and also by the gas barrier device to be provided.
  • the guide wall itself, with its openings, acts as a gas barrier.
  • a separate gas barrier device is therefore saved with its costs and the resulting flow resistance.
  • the liquid flow resistance can be kept sufficiently low by providing a large number of such small openings. All in all the flow resistance for liquids can be reduced compared to the known construction, and the construction costs can be reduced.
  • claim 2 The features of claim 2 are advantageously provided. In this way it is possible, for example, to replace guide walls with openings optimized for different liquids and gases without having to change the entire filling element. Furthermore, the invention can be retrofitted to known filling elements with already existing removable guide walls.
  • the openings are provided in the form of arbitrarily arranged holes or in the form of straight or inclined slots. Such openings can be formed particularly easily in the guide wall.
  • valve body is only guided in an annular region at the upper end of the guide wall. This location is most important for the guide as it is constantly engaged with the valve body and the frictional force is also reduced.
  • the underlying part of the guide Construct the wall freely without considering the guiding properties with regard to the gas barrier effect.
  • the housing 1 of a filling element encloses a shaft 2 which is constantly filled with drink and which, for example in conventional design, opens from below into the bottom of a beverage storage kettle (not shown).
  • the bottom 3 of the shaft is formed on the top of an insert 4 inserted into the housing 1, in which a beverage outlet 5 is provided, which in the usual way leads down to the mouth of a container (not shown) to be filled.
  • a sealing ring 6 is arranged in the usual way as a valve seat, annularly surrounding the beverage outlet 5. Against this, the lower edge of a valve body 7 comes into sealing engagement, closing the beverage outlet 5 against the shaft 2, when the valve body 7 is lowered relative to the position shown in FIG. 1.
  • the valve body 7 is mounted in a height-controlled manner in the shaft 2 in a manner not shown.
  • valve body 7 shown is penetrated by a gas channel 8, which is below the valve body 7 is extended in a return air pipe 9 projecting downward through the beverage outlet 5.
  • valve body 7 in the illustrated construction is mounted at its lower end in a guide wall 10. This surrounds the circumference of the round valve body 7 in the illustrated embodiment with little play on all sides and in this way ensures good guidance of the valve body in the manner of a piston-cylinder guide.
  • the guide wall 10 is of such a height that it gives the valve body 7 sufficient guidance even in its uppermost operating position, which is somewhat higher than that shown in FIG. 1. It therefore constantly encloses the valve body and would block the liquid flow. It therefore has openings 11 through which liquid can flow from the shaft 2 to the beverage outlet 5 when the valve body 7 is open.
  • openings 11 are designed as round, radially running bores.
  • the diameter of these bores is dimensioned such that liquid can pass through, but not gas bubbles.
  • the guide wall 11 thus acts as a gas barrier.
  • the diameter of the opening 11 may be a maximum of about 1 mm in order to ensure safe gas barrier effect with good liquid flow.
  • the guide wall 10 is interchangeably arranged in the filling element. As shown in FIG. 1, for this purpose it is provided with an annular base 12 which is inserted in a corresponding groove in the bottom of the shaft 2 is let.
  • the ring base 12 can, as shown in FIG. 1, also serve as a backup for the sealing ring 6.
  • FIG. 1 a shows a detail from FIG. 1 only one guide wall 100, in which slot-shaped openings 111 are formed instead of bores.
  • the slot width must be approximately 1 mm.
  • the guide wall 100 is relatively thin here.
  • a ring 110 is provided which is thicker, projects radially inwards relative to the rest of the guide wall and is used solely for guiding the valve body 7.
  • FIG. 1b and c show, in a representation similar to FIG. 1a, further examples of guide walls 100 ', 100' '.
  • the guide wall 100 ' is designed in the form of a comb closed at the top with an upper circumferential ring 110'.
  • the spaces between the ridge webs form openings 111 '.
  • FIG. 1 c The construction of the screen-like guide wall 100 ′′ shown in FIG. 1 c, which likewise has an upper circumferential ring 110 ′′, is similar.
  • the spaces between the sieve webs here form openings 111 ′′.
  • the upper rings 110 'and 110' ' are thickened radially inwardly projecting relative to the guide wall 100' and 100 '' and serve to guide the valve body 7
  • the wall 11 is made thinner and has an upper, radially inwardly projecting ring which is used solely for guiding the valve body 7.
  • Fig. 2 shows a guide wall 10 'in an enlarged view corresponding to the section of Fig. 1 (right).
  • the guide wall 10 ' has openings 11' which are designed as bores corresponding to the openings 11 in FIG. 1. However, as shown in FIG. 2, these are designed to run obliquely downwards from the outside inwards. This ensures that the liquid, which in this area must flow downwards in the direction of the arrow from the outside in any case, can flow through the openings 11 'in a flow-favorable manner without deflection.
  • the slots 111 can also be formed obliquely inwards downwards in the embodiment of FIG. 1a. Irrespective of this, the slots 111, which are shown in FIG.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getränkefüllorgan der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
  • Ein solches Getränkefüllorgan wird von der Anmelderin seit Jahren in großer Stückzahl ausgeliefert.
  • Dieses bekannte Füllorgan unterscheidet sich von anderen üblichen Getränkefüllorganen vor allem durch die Führungswand, die den Ventilkörper, der den Getränkedurchlaß beherrscht, im Bereich des Ventilsitzes führend aufnimmt, so wie eine Zylinderwand einen Kolben führt. Dies hat konstruktive Vorteile hinsichtlich der exakten Ventilführung und trägt zur Vereinfachung der Konstruktion des Füllorganes bei. Die Führungswand würde den Ventilkörper auch in Öffnungsstellung allseitig abdichten. Sie ist daher bei der bekannten Konstruktion mit Öffnungen versehen, die Flüssigkeit durchlassen. Bei der bekannten Konstruktion sind diese Öffnungen möglichst groß gestaltet, um der Flüssigkeit möglichst wenig Strömungswiderstand zu bieten.
  • Wie alle Füllorgane üblicher Bauart zum Füllen von Getränken in gasgefüllte Behälter muß eine Gassperre im Bereich des Getränkeventils vorgesehen sein, die zwischen dem Zeitpunkt des Füllstops und dem Zeitpunkt des Schließens des Ventilkörpers das Aufsteigen von Gas aus dem Kopfraum des Behälters verhindert. Bei der bekannten Konstruktion ist eine solche Gassperre als zusätzliches Bauelement außerhalb der Führungswand in Form eines entsprechend eng bemaßten Ringspaltes vorgesehen.
  • Nachteilig bei der bekannten Konstruktion ist zunächst der hohe Strömungswiderstand, der sich aus dem Strömungswiderstand der Öffnungen der Führungswand und dem Strömungswiderstand der Gassperre addiert. Auch die Kosten der bekannten Konstruktion sind sowohl von der Führungswand als auch zusätzlich von der vorzusehenden Gassperreinrichtung beeinflußt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Getränkefüllorgan der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Führungswand und die Gassperreinrichtung hinsichtlich Kosten und Flüssigkeitsdurchströmbarkeit optimiert sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wirkt die Führungswand selbst mit ihren Öffnungen als Gassperre. Eine gesonderte Gassperreinrichtung wird daher mit ihren anfallenden Kosten und dem sich ergebenden Strömungswiderstand eingespart. Bei der Führungswand ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß die Öffnungen mit ihren Querschnitten gassperrend ausgebildet sind. Durch Vorsehen einer großen Anzahl derartig kleiner Öffnungen kann der Flüssigkeitsströmungswiderstand ausreichend niedrig gehalten werden. Insgesamt läßt sich gegenüber der bekannten Konstruktion der Durchströmungswiderstand für Flüssigkeiten herabsetzen, und es lassen sich die Kosten der Konstruktion verringern.
  • Vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, Führungswände mit für unterschiedliche Flüssigkeiten und Gase optimierten Öffnungen auszutauschen, ohne das gesamte Füllorgan wechseln zu müssen. Ferner kann bei bekannten Füllorganen mit bereits vorhandenen abnehmbaren Führungswänden die Erfindung nachgerüstet werden.
  • Vorteilhafterweise werden gemäß Anspruch 3 die Öffnungen in Form von beliebig angeordneten Löchern oder aber in Form von gerade bzw. schräg verlaufenden Schlitzen vorgesehen. Derartige Öffnungen lassen sich besonders leicht in der Führungswand ausbilden.
  • Eine Alternative beschreibt Anspruch 4. Danach wird vorgeschlagen, die Führungswand in Form eines oben geschlossenen Kammes oder aber in Form eines Siebes auszubilden. Derartige Konstruktionen erlauben in besonders vorteilhafter Weise eine optimale Flüssigkeitsdurchströmbarkeit bei gleichzeitig niedrigem Strömungswiderstand.
  • Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 5 vorgesehen. Auf diese Weise wird der Strömungswiderstand der Führungswand weiter herabgesetzt.
  • Weiterhin vorteilhaft sind die Merkmale des Anspruches 6 vorgesehen. Auf diese Weise wird die Führung des Ventilkörpers nur in einem ringförmigen Bereich am oberen Ende der Führungswand bewirkt. Diese Stelle ist für die Führung am wichtigsten, da sie ständig in Eingriff mit dem Ventilkörper ist, und es wird ferner die Reibkraft verringert. Außerdem läßt sich der darunterliegende Teil der Führungs wand ohne Berücksichtigung der Führungseigenschaften frei in Hinblick auf die Gassperrwirkung konstruieren.
  • In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Achsschnitt durch den Ventilbereich eines erfindungsgemäßen Getränkefüllorganes,
    Fig. 1a - c
    unterschiedliche Ausführungsbeispiele für eine Führungswand und
    Fig. 2
    einen vergrößerten Schnitt durch die Führungswand der Fig. 1 in einer Ausführungsvariante.
  • Wie aus Fig. 1 ersichtlich, umschließt das Gehäuse 1 eines Füllorganes einen ständig mit Getränk gefüllten Schacht 2, der beispielsweise in üblicher Ausbildung von unten in den Boden eines nicht dargestellten Getränkevorratskessels mündet. Der Boden 3 des Schachtes ist auf der Oberseite eines in das Gehäuse 1 eingesetzten Einsatzteiles 4 ausgebildet, in dem ein Getränkeauslauf 5 vorgesehen ist, der in üblicher Weise nach unten zur Mündung eines nicht dargestellten zu füllenden Behälters führt.
  • Im Boden 3 des Schachtes 2 ist in üblicher Weise als Ventilsitz, ringförmig den Getränkeauslauf 5 umgebend, ein Dichtring 6 angeordnet. Gegen diesen kommt der untere Rand eines Ventilkörpers 7 in dichtenden, den Getränkeauslauf 5 gegen den Schacht 2 verschließenden Eingriff, wenn der Ventilkörper 7 gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Stellung nach unten abgesenkt ist. Der Ventilkörper 7 ist zu diesem Zweck in nicht dargestellter Weise höhengesteuert im Schacht 2 gelagert.
  • In üblicher Bauweise ist der dargestellte Ventilkörper 7 von einem Gaskanal 8 durchsetzt, der unterhalb des Ventilkörpers 7 in einem nach unten durch den Getränkeauslauf 5 ragenden Rückluftrohr 9 verlängert ist.
  • Zur Erleichterung der konstruktiven Verhältnisse an den nicht dargestellten oben liegenden Führungseinrichtungen für den Ventilkörper 7 ist bei der dargestellten Konstruktion der Ventilkörper 7 an seinem unteren Ende in einer Führungswand 10 gelagert. Diese umgibt den Umfang des im dargestellten Ausführungsfall runden Ventilkörpers 7 allseitig mit geringem Spiel und besorgt auf diese Weise eine gute Führung des Ventilkörpers nach Art einer Kolbenzylinderführung.
  • Die Führungswand 10 ist von derartiger Hohe, daß sie dem Ventilkörper 7 auch in seiner obersten Betriebsstellung, die etwas höher liegt als in Fig. 1 dargestellt, noch ausreichende Führung gibt. Sie umschließt den Ventilkörper also ständig und würde den Flüssigkeitsdurchlauf versperren. Daher besitzt sie Öffnungen 11, durch die bei geöffnetem Ventilkörper 7 Flüssigkeit vom Schacht 2 zum Getränkeauslauf 5 fließen kann.
  • Öffnungen 11 sind im Ausführungsfall der Fig. 1 als runde, radial verlaufende Bohrungen ausgebildet. Der Durchmesser dieser Bohrungen ist derart dimensioniert, daß zwar Flüssigkeit hindurchtreten kann, nicht aber Gasblasen. Die Führungswand 11 wirkt also als Gassperre. Bei üblichen Getränken und Gasen, wie beispielsweise Luft oder CO₂ kann der Durchmesser der Öffnung 11 maximal etwa 1 mm betragen, um bei guter Flüssigkeitsdurchströmbarkeit sichere Gassperrwirkung zu gewährleisten.
  • Die Führungswand 10 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel auswechselbar im Füllorgan angeordnet. Wie Fig. 1 zeigt, ist sie zu diesem Zweck mit einem Ringfuß 12 versehen, der in einer entsprechenden Nut im Boden des Schachtes 2 einge lassen ist. Der Ringfuß 12 kann dabei, wie Fig. 1 zeigt, gleichzeitig als Sicherung für den Dichtring 6 dienen.
  • Fig. 1a zeigt in Ausschnittsdarstellung aus Fig. 1 nur eine Führungswand 100, bei der anstelle von Bohrungen schlitzförmige Öffnungen 111 ausgebildet sind. Für eine ausreichende Gassperrwirkung muß die Schlitzbreite etwa im Bereich von 1 mm liegen. Die Führungswand 100 ist hier relativ dünn ausgebildet. An ihrem oberen Rand ist ein Ring 110 vorgesehen, der dicker ist, gegenüber der übrigen Führungswand nach innen radial vorspringt und allein zur Führung des Ventilkörpers 7 dient.
  • Die Fig. 1b und c zeigen in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 1a weitere Beispiele für Führungswände 100', 100''.
  • Die Führungswand 100' ist in Form eines oben geschlossenen Kammes mit einem oberen umlaufenden Ring 110' ausgebildet. Die Zwischenräume zwischen den Kammstegen bilden Öffnungen 111'.
  • Ähnlich ist die Konstruktion der in Fig. 1c abgebildeten siebartigen Führungswand 100'', die ebenfalls einen oberen umlaufenden Ring 110'' aufweist. Die Zwischenräume zwischen den Siebstegen bilden hier Öffnungen 111''.
  • Auch bei den Ausführungsformen der Fig. 1b und 1c sind die oberen Ringe 110' bzw. 110'' gegenüber der Führungswand 100' bzw. 100'' radial nach innen vorspringend verdickt und dienen zur Führung des Ventilkörpers 7. In entsprechender Weise kann auch bei der Ausführungsform der Fig. 1 die Wand 11 dünner ausgebildet und mit einem oberen nach innen radial vorspringenden Ring ausgebildet sein, der allein zur Führung des Ventilkörpers 7 dient.
  • Fig. 2 zeigt eine Führungswand 10' in vergrößerter Darstellung entsprechend dem Schnitt der Fig. 1 (rechts). Die Führungswand 10' weist Öffnungen 11' auf, die entsprechend den Öffnungen 11 der Fig. 1 als Bohrungen ausgebildet sind. Diese sind jedoch, wie Fig. 2 zeigt, von außen nach innen schräg abwärts laufend ausgebildet. Damit wird erreicht, daß die Flüssigkeit, die in diesem Bereich ohnehin von außen nach innen abwärts in Pfeilrichtung strömen muß, ohne Umlenkung strömungsgünstig durch die Öffnungen 11' laufen kann. In entsprechender Weise können auch bei der Ausführungsform der Fig. 1a die Schlitze 111 schräg nach innen abwärts ausgebildet sein. Unabhängig davon können die Schlitze 111, die in Fig. 1a parallel zum Rand 110 verlaufend dargestellt sind, auch schräg zu diesem verlaufend angeordnet sein.

Claims (6)

  1. Getränkefüllorgan mit einem Gehäuse (1), das einen mit Getränk gefüllten Schacht (2) umgibt, wobei ein Boden (3) des Schachtes im wesentlichen ringförmig einen Auslauf (5) umgibt, mit einem höhengesteuert im Schacht angeordneten Ventilkörper (7), der in seiner Schließstellung den Auslauf verschließend auf einen Ventilsitz (6) am Boden des Schachtes aufsetzt und der mit seinem Umfang kolbenartig gleitend in einer außerhalb des Ventilsitzes vom Boden des Schachtes aufragenden, mit Öffnungen (11) versehenen rohrförmigen Führungswand (10) geführt ist, deren Höhe größer ist als der Ventilhub, und mit einer Gassperreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der Führungswand als Gassperreinrichtung der Spalt zwischen Ventilkörper (7) und Führungswand (10, 10', 100, 100', 100'') sowie die Querschnitte der Öffnungen (11, 11', 111, 111', 111'') in Form und Größe derart ausgebildet sind, daß Gasblasen nicht hindurchtreten können.
  2. Getränkefüllorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand (10, 10', 100, 100', 100'') abnehmbar am Boden (3) des Schachtes (2) befestigt ist.
  3. Getränkefüllorgan nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dar die Öffnungen (11, 11', 111) in der Führungswand (10, 10', 100) in Form von Löchern oder gerade oder schräg verlaufenden Schlitzen ausgebildet sind.
  4. Getränkefüllorgan nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand in Form eines oben geschlossenen Kammes (100') oder eines an einem oberen Ring (110'') befestigten Siebes (111'') ausgebildet sind.
  5. Getränkefüllorgan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (11') in der Führungswand (10') schräg nach innen abwärts ausgebildet sind.
  6. Getränkefüllorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungswand (100, 100', 100'') in ihrer Fläche dünnwandig ausgebildet ist und an ihrem oberen Rand einen Ring (110, 110', 110'') aufweist, der dicker ausgebildet ist und radial nach innen vorspringend zur Führung des Ventilkörpers (7) dient.
EP93102023A 1992-03-24 1993-02-10 Getränkefüllorgan mit am Ventilsitz geführtem Ventilkörper und Gassperreinrichtung Expired - Lifetime EP0562254B1 (de)

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EP0562254A1 EP0562254A1 (de) 1993-09-29
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EP0562254A1 (de) 1993-09-29
DE4209480C2 (de) 1994-04-14
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