EP1544156B1 - Füllkopf mit separatem Rückgaskanal - Google Patents

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EP1544156B1
EP1544156B1 EP04019340A EP04019340A EP1544156B1 EP 1544156 B1 EP1544156 B1 EP 1544156B1 EP 04019340 A EP04019340 A EP 04019340A EP 04019340 A EP04019340 A EP 04019340A EP 1544156 B1 EP1544156 B1 EP 1544156B1
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return gas
filling machine
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storage container
filling
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    • 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
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2602—Details of vent-tubes

Definitions

  • the present invention relates to a filling machine according to the preamble of claim 1.
  • This return gas tubes which are also used in numerous embodiments of filling machines to dissipate during the filling process from the container to be filled escaping gas, are usually performed in the storage container for the product to be filled, where they end above the local liquid level.
  • a span gas space and a return gas space are realized.
  • Filling elements are screwed to the periphery of a filler tank.
  • the filler boiler has with connections of the filling organs on corresponding liquid and gas paths, namely a liquid channel and passage openings for the clamping gas and the return gas.
  • the return gas is guided in a return gas line, which is in direct communication with an outlet channel which is open to the atmosphere. A collection and detection of the return gas does not take place, so that here the option of a treatment and process-internal use of the return gas is awarded.
  • the invention is based on the technical problem of further developing such a filling machine so that it is structurally simplified and the risk of contamination is reduced.
  • a filling machine as described in claim 1.
  • Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
  • the invention provides a filling machine in which a return gas pipe ends directly in a separate annular back-gas channel, which is connected by an opening of small cross-sectional area with the storage container, and return gas channel and storage container are connected to a common vacuum source and substantially the same Have pressure.
  • FIG. 1 shows FIG. 1 in a simplified and partial illustration of a filling machine according to the invention.
  • FIG. 1 illustrated embodiment is a filling machine of rotating design with a plurality of arranged at its periphery filling stations.
  • Each of these filling stations are assigned, inter alia, a centering element, a liquid valve and a return gas pipe 11.
  • This return gas pipe 11 is arranged in the center of the liquid valve, and extends from the interior of the container mouth to the return gas channel 13, wherein it completely penetrates the storage container for the filling material 12 to be filled.
  • the return gas channel 13 is arranged above the storage container 12, and is advantageously designed as a circulating, completely closed annular channel.
  • Return gas channel 13 and storage container 12 are connected to a common vacuum or vacuum source 15, wherein the connection of the storage container 12 is carried out using a controllable or controllable gas flow valve 16.
  • a respective, 17 back gas pipe 11, to the diameter of the return gas pipe 11 tuned bore 17 is provided.
  • the vote the diameter of return gas pipe 11 and bore 17 is preferably such that only a circular area of small surface area forms as a connection between return gas channel 13 and storage container 12, whereby the contact possibilities between return gas and filling material and thus also the risk of contamination are significantly reduced.
  • Be particularly advantageous embodiments have proven in which the surface area of the annular surface is smaller than 100 mm 2 .
  • pneumatically actuated means is provided, this example by electronic means by at least one computer or Control computer to be done.
  • electronic means by at least one computer or Control computer to be done.
  • Control computer offers the use of the already existing control computer of the filling machine.
  • gas or return gas escapes from the container and, when the membrane closure 18 is open, passes through the return gas tube 11 into the return gas channel 13.
  • the advantageous design of the bore 17, the operation of the vacuum source 15 and the sensible setting of the gas flow valve 16 make it possible to adjust the gas flow between the components return gas pipe 11, return gas channel 13 and storage tank 12 and set in his direction that the flow of gas exiting from the return gas pipe 11 passes directly to the vacuum source 15 and does not penetrate into the storage container 12, whereby a contact of filling material and Return gas is safely avoided.
  • Additional security of the filling process can be achieved by a small but continuous flow of gas from the storage tank 12 into the return gas channel 13, as this, the bore 17 passing gas flow blocked the way through the hole 17 for the return gas.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllmaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bei Füllmaschinen zur Befüllung von Behältern wie z.B. Flaschen, Dosen, Kanistern oder dergleichen, ist es seit geraumer Zeit bekannt, die zu befüllenden Behälter vor dem Befüllen zunächst mit Vakuum und einem Inertgas wie z.B. CO2 oder Dampf zu behandeln. Durch dieses so genannte Spülen sollen Keimbelastung und Sauerstoffgehalt in den Behältern gesenkt werden.
  • Diese Vorgehensweise ist aus Gründen der Hygiene und der Haltbarkeit insbesondere bei der Abfüllung von bakteriologisch kritischen und/oder sauerstoffempfindlichen Füllgütern üblich. Die dabei aus den Behältern zu entfernenden Gase werden in der Regel durch separate Gaswege oder -kanäle abgeführt.
  • Neben der Verwendung von separaten Gaswegen oder -kanälen sind auch Ausgestaltungen bekannt geworden, bei denen die Gasabfuhr aus den Behältern anhand eines so genannten Rückgasrohres erfolgt.
  • Diese Rückgasrohre, welche bei zahlreichen Ausgestaltungen von Füllmaschinen ebenfalls dazu verwendet werden, das während des Füllvorganges aus dem zu füllenden Behälter entweichende Gas abzuführen, sind in der Regel in den Speicherbehälter für das abzufüllende Füllgut geführt, wo sie oberhalb des dortigen Flüssigkeitsspiegels enden.
  • Bei derartigen Ausgestaltungen, bei denen Umgebungsluft, zumindest aber mit dem Behälter in Kontakt gekommenes Spülgas direkt mit dem Füllgut in Berührung kommt, ist zwangsläufig ein erhöhtes Risiko der Kontamination des Füllgutes gegeben. Dieses Risiko ist insbesondere dann groß, wenn Rückgas und Füllgut große gemeinsame Kontaktflächen aufweisen.
  • Aus der DE 37 31 759 ist es bekannt, an der Umfangsfläche eines Ringkessels mehrere, separate Füllorgane anzuordnen, welche ein bestimmtes Flüssigkeitsvolumen für die Aufnahme von Füllgut und einen über dem Füllgut befindlichen Gasraum aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass das jeweilige Rückgasrohr innerhalb dieses separaten Füllorgans endet. Zwar tritt das Rückgas bei dieser Ausgestaltung zunächst nur mit dem im Füllorgan selbst befindlichen Füllgutvolumen in direkten Kontakt, wodurch das Kontaminationsrisiko reduziert wird, doch ist eine schwerwiegende Kontamination des Füllgutes nicht gänzlich ausgeschlossen, da das Rückgas aus jedem Füllorgan durch eine Durchgangsöffnung mit großem Durchmesser in den Ringkessel gelangen kann.
  • In der DE 39 28 009 wurde eine Füllmaschine mit einem separaten, oberhalb des Speicherbehälters angeordneten Rückgaskanal vorgestellt. Bei dieser Vorrichtung wird das Rückgas über ein zusätzliches Wechselventil entweder in den Speicherbehälter für das abzufüllende Füllgut oder aber in den Rückgaskanal geleitet. Ebenfalls ist bei der DE 39 28 009 vorgesehen, den Druck im Rückgaskanal niedriger als den Druck im Speicherbehälter einzustellen. Aufgrund des vorgesehenen Wechselventils und der unterschiedlichen Soll-Drücke ist eine derartige Vorrichtung mechanisch aufwändig und in der Herstellung teuer.
  • Bei einer gattungsgemäßen Füllmaschine entsprechend der DE 30 25 786 A1 sind ein Spanngasraum sowie ein Rückgasraum realisiert. Dabei sind Füllorgane an der Peripherie eines Füllerkessels festgeschraubt. Der Füllerkessel weist mit Anschlüssen der Füllorgane korrespondierende Flüssigkeits- und Gaswege auf, nämlich einen Flüssigkeitskanal sowie Durchlassöffnungen für das Spanngas und für das Rückgas. Dadurch besteht die Gefahr, dass das Füllgas und das Rückgas unkontrolliert miteinander kommunizieren und Kontaminationen auftreten können. Insbesondere ist der komplexe, viele mechanisch bewegte Teile umfassende Aufbau und Antrieb der Füllorgane, konstruktiv sehr aufwendig und hygienisch sehr nachteilig ist.
  • Bei der Abfüllmaschine, wie diese in der DE 100 25 577 A1 gezeigt wird, ist das Rückgas in einer Rückgasleitung geführt, die in direkter Verbindung mit einem Austrittskanal steht, der zur Atmosphäre hin geöffnet ist. Eine Sammlung und Erfassung des Rückgases erfolgt nicht, so dass hier die Option einer Behandlung und prozessintemen Nutzung des Rückgases vergeben wird.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Füllmaschine so weiter zu entwickeln, dass diese konstruktiv vereinfacht wird und das Kontaminationsrisiko reduziert ist. Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist Gegenstand der Erfindung eine Füllmaschine, wie sie im Anspruch 1 beschrieben wird. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung stellt eine Füllmaschine vor, bei welcher ein Rückgasrohr unmittelbar in einem separaten ringförmigen Rückgaskanal endet, wobei dieser durch eine Öffnung kleiner Querschnittsfläche mit dem Speicherbehälter verbunden ist, und Rückgaskanal und Speicherbehälter mit einer gemeinsamen Unterdruck- bzw. Vakuumquelle verbunden sind und im Wesentlichen denselben Druck aufweisen.
  • Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Im Einzelnen zeigt die Figur 1: in einer vereinfachten und auszugsweisen Darstellung eine erfindungsgemäße Füllmaschine.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Gleichzeitig wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
  • Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Füllmaschine umlaufender Bauart mit mehreren, an ihrem Umfang angeordneten Füllstationen. Jeder dieser Füllstationen sind u.a. ein Zentrierelement, ein Flüssigkeitsventil und ein Rückgasrohr 11 zugeordnet. Diese Rückgasrohr 11 ist im Zentrum des Flüssigkeitsventils angeordnet, und erstreckt sich vom Inneren der Behältermündung bis in den Rückgaskanal 13, wobei es den Speicherbehälter für das abzufüllende Füllgut 12 vollständig durchdringt.
  • Der Rückgaskanal 13 ist oberhalb des Speicherbehälters 12 angeordnet, und ist vorteilhafter Weise als umlaufender, vollständig geschlossener Ringkanal ausgebildet.
  • Rückgaskanal 13 und Speicherbehälter 12 sind an eine gemeinsame Unterdruck- oder Vakuumquelle 15 angeschlossen, wobei der Anschluss des Speicherbehälters 12 unter Verwendung eines steuer- oder regelbaren Gasstromventils 16 erfolgt.
  • In einer weiteren, ebenfalls vorteilhaften Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, Rückgaskanal 13 und Speicherbehälter 12 jeweils mit einer eigenen Vakuum- oder Unterdruckquelle 15 auszustatten.
  • Um die Durchführung des Rückgasrohres 11 durch den Deckel des Speicherbehälters 12 zu ermöglichen, ist in diesem je Rückgasrohr 11 eine, auf den Durchmesser des Rückgasrohres 11 abgestimmte Bohrung 17 vorgesehen. Die Abstimmung der Durchmesser von Rückgasrohr 11 und Bohrung 17 erfolgt vorzugsweise derart, dass sich als Verbindung zwischen Rückgaskanal 13 und Speicherbehälter 12 lediglich eine kreisringförmige Fläche geringen Flächeninhaltes ausbildet, wodurch die Kontaktmöglichkeiten zwischen Rückgas und Füllgut und somit auch das Kontaminationsrisiko deutlich reduziert werden.
  • Als besonders vorteilhaft haben sich Ausgestaltungen erwiesen, bei denen der Flächeninhalt der kreisringförmigen Fläche kleiner als 100 mm2 ist.
  • Um unnötige, nicht zwingend durch den Füllprozess bedingte Gaseinbringungen in Speicherbehälter 12 und/oder Rückgaskanal 13 zu vermeiden, ist in Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, Mittel zu verwenden, welche es gestatten, das obere Ende des Rückgasrohres 11 bei Bedarf sicher zu verschließen. Bei diesen Mitteln kann es sich - wie exemplarisch dargestellt - z.B. um durch einen Pneumatikzylinder 19 betätigte Membranverschlüsse18 oder ebenso betätigte Stößel, Kolben oder andere geeignete Dichtelemente handeln.
  • Hinsichtlich der Ansteuerung dieser, z.B. pneumatisch betätigten Mittel, ist vorgesehen, diese z.B. auf elektronischem Wege durch mindestens einen Computer oder Steuerungsrechner erfolgen zu lassen. Dazu bietet sich z.B. die Verwendung des ohnehin vorhandenen Steuerungsrechners der Füllmaschine an.
  • Während des Spülens oder Füllens entweicht Gas oder Rückgas aus dem Behälter und gelangt bei geöffnetem Membranverschluss 18 durch das Rückgasrohr 11 in den Rückgaskanal 13. Durch die vorteilhafte Gestaltung der Bohrung 17, den Betrieb der Unterdruckquelle 15 und die sinnvolle Einstellung des Gasstromventils 16 gelingt es, den Gasstrom zwischen den Bauteilen Rückgasrohr 11, Rückgaskanal 13 und Speicherbehälter 12 so einzustellen und in seiner Richtung festzulegen, dass der Strom der aus dem Rückgasrohr 11 austretenden Gase direkt zur Vakuumquelle 15 gelangt und nicht in den Speicherbehälter 12 eindringt, wodurch ein Kontakt von Füllgut und Rückgas sicher vermieden wird.
  • Zusätzliche Sicherheit des Abfüllprozesses kann durch einen geringen aber kontinuierlichen Gasstrom aus dem Speicherbehälter 12 in den Rückgaskanal 13 erreicht werden, da dieser, die Bohrung 17 passierende Gasstrom, den Weg durch die Bohrung 17 für das Rückgas blockiert.
  • Ebenfalls wird es durch die vorliegende Erfindung ermöglicht, Gasbewegungen innerhalb des Speicherbehälters 12 nahezu vollständig zu vermeiden, wodurch insbesondere bei empfindlichen Füllgütern wie z.B. Wein oder bestimmten Fruchtsäften, unerwünschte Verluste von Alkohol und/oder leicht flüchtigen Geschmacksstoffen deutlich reduziert oder sogar vollständig verhindert werden können.

Claims (14)

  1. Füllmaschine für das Befüllen von Behältern, wie z. B. Flaschen, Dosen oder dergleichen, insbesondere für die Füllung dieser Behälter mit sauerstoffempfindlichen und/oder stillen Füllgütern wie z. B. Wein, Fruchtsäften und dergleichen, mit einem Ventil für die Flüssigkeitsabgabe, und mit einem durch einen Speicherbehälter (12) für das abzufüllende Füllgut hindurchgeführten Rückgasrohr (II), wobei das Rückgasrohr (11) unmittelbar in einen separaten und oberhalb des Speicherbehälters (12) angeordneten Rückgaskanal (13) mündet,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Rückgaskanal (13) als umlaufender Ringkanal ausgebildet ist, wobei
    - in einem Deckel des Speicherbehälters (12) eine auf den Durchmesser des Rückgasrohres (11) abgestimmte Bohrung (17) vorgesehen ist, um die Durchführung des Rückgasrohres (11) durch den Deckel zu ermöglichen, wobei Mittel vorgesehen sind, welche es gestatten, das Rückgasrohr (11) gasdicht zu verschließen.
  2. Füllmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (11) an seinem oberen Ende gasdicht verschlossen werden kann.
  3. Füllmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss einen Membranverschluss (18) darstellt.
  4. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass [ehemals [Anspruch 9] es sich bei diesen Mitteln um durch Pneumatikzylinder (19) betätigte Dichtelemente handelt.
  5. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel durch mindestens einen Computer angesteuert werden.
  6. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückgaskanal (13) mit Vakuum und/oder Unterdruck beaufschlagt werden kann.
  7. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (12) mit Vakuum und/oder Unterdruck beaufschlagt werden kann.
  8. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Rückgaskanal (13) und Speicherbehälter (12) eine für Gase durchlässige Verbindung besteht.
  9. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die für Gase durchlässige Verbindung zwischen Rückgaskanal (13) und Speicherbehälter (12) im Wesentlichen kreisringförmig ist.
  10. Füllmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächeninhalt der kreisringförmigen Verbindung kleiner ist als 100 mm2.
  11. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Speicherbehälter (12) und Rückgaskanal (13) derselbe Druck herrscht.
  12. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rückgaskanal (13) und Speicherbehälter (12) an je eine Vakuumquelle (15) angeschlossen sind.
  13. Füllmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Rückgaskanal (13) und Speicherbehälter (12) an eine gemeinsame Vakuumq uelle (15) angeschlossen sind.
  14. Füllmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumquelle (15) mittels mindestens eines regel- und/oder steuerbaren Gasstromventils (16) mit dem Speicherbehälter (12) verbunden ist.
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