EP1586533B1 - Füllelement sowie Füllmaschine mit derartigen Füllelementen - Google Patents

Füllelement sowie Füllmaschine mit derartigen Füllelementen Download PDF

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EP1586533B1
EP1586533B1 EP05005209A EP05005209A EP1586533B1 EP 1586533 B1 EP1586533 B1 EP 1586533B1 EP 05005209 A EP05005209 A EP 05005209A EP 05005209 A EP05005209 A EP 05005209A EP 1586533 B1 EP1586533 B1 EP 1586533B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
filling
filler element
duct
element according
Prior art date
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Active
Application number
EP05005209A
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English (en)
French (fr)
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EP1586533A1 (de
Inventor
Ludwig Clüsserath
Dieter-Rudolph Krulitsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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Classifications

    • 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
    • B67C3/20—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus with provision for metering the liquids to be introduced, e.g. when adding syrups

Definitions

  • the invention relates to a filling element according to the preamble of claim 1 and to a filling machine of rotating design according to the preamble of claim 12.
  • a filling element and such a filling machine are known from EP 0 752 388 A1.
  • Filling elements for filling bottles or similar containers with a liquid filling material are known in different designs, and also as filling elements for a volume-controlled filling (volumetric filling).
  • a flow meter is provided in a fluid line between a source of the liquid filling material (e.g., reservoir or kettle) and the respective filling element, which provides for the completion of the filling operation, e.g. the closing of the liquid valve induces measuring or control signal to a central control device (computer) of the filling machine.
  • the object of the invention is to show a filling element which allows a volume-controlled filling of bottles or similar containers in a particularly compact and simplified construction of the filling machine.
  • a filling element according to the patent claim 1 is formed.
  • a filling machine of circumferential design is the subject of claim 12.
  • Advantages of the filling element according to the invention include that even with a volume-controlled filling a particularly compact design for the filling machine is achieved and also the number of liquid or Gregutkanal between the reservoir or boiler and the discharge opening of the respective filling element existing, sealed transitions can be reduced.
  • 1 is a filling element for non-pressurized filling of a liquid product into containers, i. in bottles 2, and indeed for jet filling, in which in each case the bottle to be filled 2 with its mouth of the bottle 2.1 at a distance, but centered under the filling element 1 is arranged and the liquid product is fed as a free jet 3 of the bottle 2.
  • the filling element 1 is provided together with a plurality of similar filling elements on the circumference of a rotor around a vertical axis rotatable drivable rotor, of which in Figures 1 and 2, only a boiler 4 for the liquid product and a container or bottle carrier 5 are shown on the the respective, executed in the illustrated embodiment as a PET bottle bottle 2 is held during the filling process to a protruding flange 2.2 hanging.
  • the interior of the boiler 4 is part-filled with the liquid contents partially filled, so that above the level N of Medgutadors occupied by air and / or an inert gas at atmospheric pressure gas space 4.1 and below the level N is occupied by the contents occupied liquid space 4.2.
  • the filling element 1 consists of a Greelementgephinuse 6, which in the illustrated embodiment described in more detail below Three-part design and in which the usual liquid channel 7 is formed, which opens with its in Figures 1 and 2 upper end or with a local connection 7.1 directly into the liquid space 4.2 and forms a discharge opening 8 at its lower end in the figures.
  • the liquid valve 9 is arranged in a conventional manner, which consists essentially of a valve seat in the liquid channel 7 cooperating valve body 10 which is provided at the lower end of an actuating rod 11 in Figures 1 and 2.
  • the actuating rod 11 which has, for example, a circular outer cross-section, oriented in the vertical direction and defines with its axis the vertical Greelementachse FA.
  • Axis Eisen with the axis FA is in the illustrated embodiment, in which the filling elements 1 are each provided directly on the underside of the boiler 4 and the actuating rod 11 extends through the interior of the boiler 4, the axis of the liquid channel 7 oriented.
  • a centering element 11.1 is provided in the region of the lower end of the actuating rod 11, but which does not hinder the flow of liquid filling material. It is understood that the diameter of the liquid channel 7 is greater than the outer diameter of the actuating rod 11, so that in the liquid channel 7 to the actuating rod 11, an annular flow path is formed for the filling material.
  • the Standelementgepuruse 6 in the illustrated embodiment of three parts that connect in the direction of Greinstrom from the boiler 4 to the discharge opening 8 in the vertical direction, namely from the housing part 6.1 with the terminal 7.1, from the housing part 6.2, which Part of a flow meter 13 and the measuring channel this Flow meter 13 forming section 7.2 of the liquid channel 7, and from the housing part 6.3, which is connected to its flange-like section 6.3.1 with the bottom of the housing part 6.2 and merges into a tubular section 6.3.2, arranged coaxially with the axis FA at its lower end forms the discharge opening 8.
  • the housing part 6.3 and the valve seat for the valve body 10 of the liquid valve 9 is formed in the housing part 6.3 and the valve seat for the valve body 10 of the liquid valve 9 is formed. It is understood that the transitions between the boiler 4 and the housing part 6.1 as well as between the housing parts 6.1 - 6.3 are sealed in particular in the region of all the housing parts penetrating liquid channel 7 with corresponding seals.
  • the housing part 6.2 is part of the flow meter 13, for example, a magnetic, inductive flowmeter (MID), wherein the local measuring channel or section 7.2, the Gregutstrom detecting components (measuring unit) of the flow meter 13 are provided, namely in a magnetic inductive flow meter 13 at least one magnetic coil for generating a magnetic field, eg an alternating magnetic field in the product flow as well as at least one electrode for measuring the electrical measurement voltage generated by the product flow in the magnetic field and corresponding to the flow rate.
  • MID magnetic, inductive flowmeter
  • the other electrical components such as the control and measuring electronics of the flow meter 13 housed, u.a. for controlling the magnetic coil and for evaluating the measuring voltage and for forming a measuring signal supplied via a connecting line 15 to a central control unit (computer) of the filling machine.
  • the control and measuring electronics of the flow meter 13 housed, u.a. for controlling the magnetic coil and for evaluating the measuring voltage and for forming a measuring signal supplied via a connecting line 15 to a central control unit (computer) of the filling machine.
  • the flowmeter 13 is designed as a magnetic, inductive flow meter, then the actuating rod 11 at least on its partial length penetrating the housing part 6.2 of an electrically non-conductive and preferably also of a non-ferromagnetic material, for example made of plastic, for example fiber-reinforced plastic, and / or glass and / or ceramic.
  • the diameter of the liquid channel 7 and the outer diameter of the actuating rod 11 are constant in section 7.2, so that the flow cross section for the liquid product in the measuring channel or section 7.2 does not change with the stroke of the actuating rod 11 and a high measurement accuracy is achieved.
  • the filling of the bottles 2 takes place with the filling elements 1 or with the filling these 1 having filling machine in the manner known from free-jet filling systems with volume control, d. H. after the inlet and positioning of the bottles 2 on the bottle carrier 5 below the respective filling element 1 whose liquid valve 9 is opened for the initiation of the filling process.
  • the filling process is terminated by closing the liquid valve 9, controlled by the signal supplied by the flow meter 13.
  • FIG. 3 shows, as a further possible embodiment, a filling element 1 a, which in turn is provided together with a multiplicity of similar filling elements on the rotor which is rotatable about a vertical machine axis, and in turn directly on the underside of the vessel 4 in the illustrated embodiment 1a differs from the filling element 1 functionally essentially only in that the filling element 1 a for a pressure filling, ie allows filling of the bottles 2 under pressure.
  • parts of the filling element 1 a at least functionally correspond to parts of the filling element 1, these are designated in FIG. 3 with the same reference numerals as in FIGS. 2 and 3.
  • the filling element 1a differs from the filling element 1 structurally, inter alia, that instead of the bottle carrier 5, a bottle carrier 5a is provided which is movable up and down by a lifting device, not shown in the direction of the Greelementachse FA, and indeed for lifting the filling bottles 2 with their bottle mouth 2.1 in sealing position against the respective filling element 1 a and for lowering the filled bottles 2.
  • a liquid valve 9a is provided, specifically with a valve seat of the liquid channel 7 cooperating valve body 10a, which is provided at the lower end of a return gas pipe 17. This is arranged coaxially with the axis FA and cooperates with its upper end with the actuating element 12, for a required for the opening and closing of the liquid valve 9a Axialhub.
  • the return gas pipe 17 extends in the same way as the actuating rod 11 through the entire liquid channel 7 and through the interior of the boiler 4, which in turn is part-filled with the filling material level-filled (up to level N).
  • the gas space 4.1 is in any case subjected during the filling process with a pressurized inert gas, for example with CO2 gas.
  • the formed in the return gas pipe 17 return gas channel communicates with a control valve 18 having a gas channel 19, which opens into the gas chamber 4.1, so arranged by appropriate control of the liquid valve 9a, the control valve 18 and optionally another arranged in a gas duct, but not shown control valve Pressure filling, ie, for example, a 1-chamber pressure filling is possible in which the sealing layer with the filling element 1 a bottle located 2 (optionally after a pre-rinsing) with the inert gas from the gas chamber 4.1 biased by controlled opening of the control valve 18 and by opening the liquid valve 9 the filling is initiated.
  • the filling is then stopped under control by closing the liquid valve 9a. Relieving at the end of the filling process and / or initiating a quick or Brems committees then takes place via the not shown further control valve, which is provided separately as well as the actuator 12 and the control valve 18 for each filling element 1 a.
  • the return gas pipe 17 is passed through the housing part 6.2 or through the measuring channel of the flow meter 13 forming section 7.2. At least in the region of the housing part 6.2, the liquid channel 7 and the return gas pipe 13 are designed so that the effective flow cross-section is not changed by the axial stroke of the return gas pipe 17 in section 7.2 and thus an accurate and accurate volume measurement is guaranteed.
  • the return gas pipe at least on its the part 6.2 penetrating part length of an electrically non-conductive material, preferably from a non-ferromagnetic material, such as glass and / or plastic, for. As fiber reinforced plastic, and / or ceramic.
  • a special feature of the filling element 1 or 1a and the corresponding filling machine is that the flow meter 13 is integrated with its measuring mechanism and the other components in the filling element 1, in such a way that the actuating rod 11 and the return gas pipe 17 through the housing part 6.2 or passed through the local section 7.2.
  • the number of transitions to be sealed in Gregutkanal between boiler 4 and discharge opening 8 can be reduced by this construction.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Füllmaschine umlaufender Bauart gemäß Oberbegriff Patentanspruch 12. Ein solches Füllelement und eine solche Füllmaschine sind aus EP 0 752 388 A1 bekannt.
  • Füllelemente zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem flüssigen Füllgut, insbesondere auch zum Füllen von Flaschen mit Getränken, sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, und dabei auch als Füllelemente für ein volumengesteuertes Füllen (volumetrisches Füllen). Bei diesen Füllelementen ist in einer Flüssigkeitsleitung zwischen einer Quelle des flüssigen Füllgutes (z.B. Vorratsbehälter oder Kessel) und dem jeweiligen Füllelement ein Durchflussmesser vorgesehen, der ein die Beendigung des Füllvorgangs, d.h. das Schließen des Flüssigkeitsventils veranlassendes Mess- oder Steuersignal an eine zentrale Steuereinrichtung (Rechner) der Füllmaschine liefert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches bei einer besonders kompakten und vereinfachten Konstruktion der Füllmaschine ein volumengesteuertes Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Füllmaschine umlaufender Bauart ist Gegenstand des Patentanspruches 12.
  • Vorteile des erfindungsgemäßen Füllelementes, bei dem der Durchflussmesser nicht extern, sondern im jedem Füllelement integriert vorgesehen ist, sind u.a., dass auch bei einem volumengesteuerten Füllen eine besonders kompakte Bauweise für die Füllmaschine insgesamt erreicht ist und außerdem die Anzahl der im Flüssigkeits- oder Füllgutkanal zwischen dem Vorratsbehälter oder Kessel und der Abgabeöffnung des jeweiligen Füllelementes vorhandenen, abzudichtenden Übergänge reduziert werden kann.
  • Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart für ein druckloses Freistrahlfüllen von Flaschen mit einem flüssigen Füllgut, bei geöffnetem Flüssigkeitsventil;
    Fig. 2
    eine Darstellung wie Figur 1, jedoch bei geschlossenem Flüssigkeitsventil;
    Fig. 3
    in einer Darstellung ähnlich Figuren 1 und 2 ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart für ein Druckfüllen von Flaschen mit einem flüssigen Füllgut.
  • In den Figuren 1 und 2 ist 1 ein Füllelement zum drucklosen Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Behälter, d.h. in Flaschen 2, und zwar zum Freistrahlfüllen, bei dem jeweils die zu füllende Flasche 2 mit ihrer Flaschenmündung 2.1 mit Abstand, aber zentriert unter dem Füllelement 1 angeordnet ist und das flüssige Füllgut als freier Strahl 3 der Flasche 2 zugeführt wird. Das Füllelement 1 ist zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors vorgesehen, von dem in den Figuren 1 und 2 lediglich ein Kessel 4 für das flüssige Füllgut sowie ein Behälter- oder Flaschenträger 5 dargestellt sind, an dem die jeweilige, bei der dargestellten Ausführungsform als PET-Flasche ausgeführte Flasche 2 während des Füllprozesses an einem überstehenden Flansch 2.2 hängend gehalten ist.
  • Der Innenraum des Kessels 4 ist niveaugesteuert mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt, sodass über dem Niveau N des Füllgutspiegels ein von Luft und/oder einem Inertgas mit Atmosphärendruck eingenommener Gasraum 4.1 und unterhalb des Niveaus N ein von dem Füllgut eingenommener Flüssigkeitsraum 4.2 gebildet sind.
  • Das Füllelement 1 besteht aus einem Füllelementgehäuse 6, welches bei der dargestellten Ausführungsform in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise dreiteilig ausgeführt und in dem der übliche Flüssigkeitskanal 7 ausgebildet ist, der mit seinem in den Figuren 1 und 2 oberen Ende bzw. mit einem dortigen Anschluss 7.1 unmittelbar in den Flüssigkeitsraum 4.2 mündet und an seinem in den Figuren unteren Ende eine Abgabeöffnung 8 bildet. In dem Flüssigkeitskanal 7 ist in üblicher Weise das Flüssigkeitsventil 9 angeordnet, welches im Wesentlichen aus einem mit einem Ventilsitz im Flüssigkeitskanal 7 zusammenwirkenden Ventilkörper 10 besteht, der an dem in den Figuren 1 und 2 unteren Ende einer Betätigungsstange 11 vorgesehen ist. Diese ist von einer bei der dargestellten Ausführungsform oberhalb des Kessels 4 vorgesehene Betätigungseinrichtung 12, beispielsweise von einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem für das Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9 notwendigen Axialhub bewegbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Betätigungsstange 11, die z.B. einen kreisrunden Aussenquerschnitt aufweist, in vertikaler Richtung orientiert und definiert mit ihrer Achse die vertikale Füllelementachse FA.
  • Achsgleich mit der Achse FA ist bei der dargestellten Ausführungsform, bei der die Füllelemente 1 jeweils unmittelbar an der Unterseite des Kessels 4 vorgesehen sind und sich die Betätigungsstange 11 auch durch den Innenraum des Kessels 4 erstreckt, die Achse des Flüssigkeitskanals 7 orientiert. Um trotz der relativ großen Länge der Betätigungsstange 11 eine Zentrierung dieser Stange sowie des Ventilkörpers 10 zu erreichen, ist im Bereich des unteren Endes der Betätigungsstange 11 ein Zentrierelement 11.1 vorgesehen, welches aber den Fluss des flüssigen Füllgutes nicht behindert. Es versteht sich, dass der Durchmesser des Flüssigkeitskanales 7 größer ist als der Außendurchmesser der Betätigungsstange 11, sodass im Flüssigkeitskanal 7 um die Betätigungsstange 11 ein ringförmiger Strömungsweg für das Füllgut gebildet ist.
  • Wie ausgeführt, besteht das Füllelementgehäuse 6 bei der dargestellten Ausführungsform aus drei Teilen, die in Richtung des Füllgutstroms vom Kessel 4 an die Abgabeöffnung 8 in vertikaler Richtung aneinander anschließen, und zwar aus dem Gehäuseteil 6.1 mit dem Anschluss 7.1, aus dem Gehäuseteil 6.2, welches Bestandteil eines Durchflussmessers 13 ist und den den Messkanal dieses Durchflussmessers 13 bildenden Abschnitt 7.2 des Flüssigkeitskanals 7 aufweist, und aus dem Gehäuseteil 6.3, welches mit seinem flanschartigen Abschnitt 6.3.1 mit der Unterseite des Gehäuseteils 6.2 verbunden ist und in einen rohrförmigen Abschnitt 6.3.2 übergeht, der achsgleich mit der Achse FA angeordnet an seinem unteren Ende die Abgabeöffnung 8 bildet. In Gehäuseteil 6.3 ist auch der Ventilsitz für Ventilkörper 10 des Flüssigkeitsventils 9 gebildet. Es versteht sich, dass die Übergänge zwischen dem Kessel 4 und dem Gehäuseteil 6.1 sowie auch zwischen den Gehäuseteilen 6.1 - 6.3 insbesondere im Bereich des sämtliche Gehäuseteile durchdringenden Flüssigkeitskanals 7 mit entsprechenden Dichtungen abgedichtet sind.
  • Wie ausgeführt, ist das Gehäuseteil 6.2 Bestandteil des Durchflussmessers 13, beispielsweise eines magnetischen, induktiven Durchflussmessers (MID), wobei am dortigen Messkanal bzw. Abschnitt 7.2 die den Füllgutstrom erfassenden Komponenten (Messwerk) des Durchflussmessers 13 vorgesehen sind, nämlich bei einem magnetischen induktiven Durchflussmesser 13 zumindest eine Magnetspule zur Erzeugung eines Magnetfeldes, z.B. eines magnetischen Wechselfeldes im Füllgutstrom sowie wenigstens eine Elektrode zur Messung der durch den Füllgutstrom im Magnetfeld erzeugten und der Durchflussmenge entsprechenden elektrischen Messspannung.
  • An dem Gehäuseteil 6.2 sind außenliegend in einem Gehäuse 14 die weiteren, elektrischen Komponenten, beispielsweise die Ansteuer- und Messelektronik des Durchflussmessers 13 untergebracht, u.a. zur Ansteuerung der Magnetspule sowie zur Auswertung der Messspannung und zur Bildung eines über eine Anschlussleitung 15 an eine zentrale Steuereinheit (Rechner) der Füllmaschine gelieferten Messsignal.
  • Ist der Durchflussmesser 13 als magnetischer, induktiver Durchflussmesser ausgebildet, so besteht die Betätigungsstange 11 zumindest auf ihrer das Gehäuseteil 6.2 durchdringenden Teillänge aus einem elektrisch nicht leitenden und bevorzugt auch aus einem nicht ferromagnetischem Material, beispielsweise aus Kunststoff, beispielsweise faserverstärktem Kunststoff, und/oder Glas und/oder Keramik.
  • Der Durchmesser des Flüssigkeitskanals 7 sowie der Aussendurchmesser der Betätigungsstange 11 sind im Abschnitt 7.2 konstant sind, sodass sich der Strömungsquerschnitt für das flüssige Füllgut im Messkanal bzw. Abschnitt 7.2 mit dem Hub der Betätigungsstange 11 nicht verändert und eine hohe Messgenauigkeit erreicht wird.
  • Das Füllen der Flaschen 2 erfolgt mit den Füllelementen 1 bzw. mit der diese Füllelemente 1 aufweisenden Füllmaschine in der von Freistrahl-Füllsystemen mit Volumensteuerung bekannten Weise, d. h. nach dem Einlauf und Positionierung der Flaschen 2 an dem Flaschenträger 5 unterhalb des jeweiligen Füllelementes 1 wird dessen Flüssigkeitsventil 9 für die Einleitung des Füllprozesses geöffnet. Beendet wird der Füllvorgang durch Schließen des Flüssigkeitsventils 9, und zwar gesteuert durch das vom Durchflussmesser 13 gelieferte Signal.
  • Die Figur 3 zeigt als weitere mögliche Ausführungsform ein Füllelement 1 a, welches wiederum zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente an dem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor vorgesehen ist, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform wiederum unmittelbar an der Unterseite des Kessels 4. Das Füllelement 1a unterscheidet sich vom Füllelement 1 funktionsmäßig im Wesentlichen nur dadurch, dass das Füllelement 1 a für ein Druckfüllen, d.h. ein Füllen der Flaschen 2 unter Druck ermöglicht. Soweit Teile des Füllelementes 1 a zumindest von ihrer Funktion her Teilen des Füllelementes 1 entsprechen, sind diese in der Figur 3 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet wie in den Figuren 2 und 3.
  • Demnach unterscheidet sich das Füllelement 1a von dem Füllelement 1 konstruktiv u.a. dadurch, dass anstelle des Flaschenträgers 5 ein Flaschenträger 5a vorgesehen ist, der durch eine nicht dargestellte Hubeinrichtung in Richtung der Füllelementachse FA auf- und abbewegbar ist, und zwar zum Anheben der zu füllenden Flaschen 2 mit ihrer Flaschenmündung 2.1 in Dichtlage gegen das jeweilige Füllelement 1 a und zum Absenken der gefüllten Flaschen 2. Im Bereich der Abgabeöffnung 8 ist eine diese umschließende Dichtung 16 vorgesehen, gegen die die jeweilige Flasche 2 mit ihrer Flaschenmündung 2.1 beim Füllen dicht anliegt. Anstelle des Flüssigkeitsventils 9 ist ein Flüssigkeitsventil 9a vorgesehen, und zwar mit einem mit einem Ventilsitz des Flüssigkeitskanales 7 zusammenwirkenden Ventilkörper 10a, der am unteren Ende eines Rückgasrohres 17 vorgesehen ist. Dieses ist achsgleich mit der Achse FA angeordnet und wirkt mit seinem oberen Ende mit dem Betätigungselement 12 zusammen, und zwar für einen für das Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9a erforderlichen Axialhub.
  • Das Rückgasrohr 17 erstreckt sich in gleicher Weise wie die Betätigungsstange 11 durch den gesamten Flüssigkeitskanal 7 und durch den Innenraum des Kessels 4, welcher wiederum niveaugesteuert mit dem Füllgut teilgefüllt ist (bis zum Niveau N). Der Gasraum 4.1 ist aber auf jeden Fall während des Füllprozesses mit einem unter Druck stehenden Inertgas beaufschlagt, beispielsweise mit CO2-Gas. Der im Rückgasrohr 17 ausgebildete Rückgaskanal steht mit einem ein Steuerventil 18 aufweisenden Gaskanal 19 in Verbindung, der in den Gasraum 4.1 mündet, sodass durch entsprechende Ansteuerung des Flüssigkeitsventils 9a, des Steuerventils 18 sowie gegebenenfalls eines weiteren in einem Gaskanal angeordneten, aber nicht dargestellten Steuerventils ein Druckfüllen, d. h. beispielsweise ein 1-Kammer-Druckfüllen möglich ist, bei dem die Dichtlage mit dem Füllelement 1 a befindliche Flasche 2 (gegebenenfalls nach einem Vorspülen) mit dem Inertgas aus dem Gasraum 4.1 durch gesteuertes Öffnen des Steuerventiles 18 vorgespannt und durch Öffnen des Flüssigkeitsventils 9 das Füllen eingeleitet wird. Durch das von dem Durchflussmesser 13 gelieferte Signal wird dann gesteuert das Füllen durch Schließen des Flüssigkeitsventils 9a beendet. Das Entlasten am Ende des Füllprozesses und/oder das Einleiten eines Schnell- oder Bremsfüllens erfolgt dann über das nicht dargestellte weitere Steuerventil, welche ebenso wie das Betätigungselement 12 und das Steuerventil 18 für jedes Füllelement 1 a gesondert vorgesehen ist.
  • Auch bei dem Füllelement 1 a ist das Rückgasrohr 17 durch das Gehäuseteil 6.2 bzw. durch den den Messkanal des Durchflussmessers 13 bildenden Abschnitt 7.2 hindurchgeführt. Zumindest im Bereich des Gehäuseteils 6.2 sind der Flüssigkeitskanal 7 und das Rückgasrohr 13 so ausgeführt, dass durch den axialen Hub des Rückgasrohres 17 der wirksame Strömungsquerschnitt im Abschnitt 7.2 nicht verändert wird und somit eine exakte und genaue Volumenmessung garantiert ist.
  • Ist der Durchflussmesser 13 wiederum als magnetischer, induktiver Durchflussmesser ausgebildet, so besteht das Rückgasrohr zumindest auf seiner das Gehäuseteil 6.2 durchdringenden Teillänge aus einem elektrisch nicht leitenden Material, vorzugsweise auch aus einem nicht ferromagnetischem Material, beispielsweise aus Glas und/oder Kunststoff, z. B. faserverstärktem Kunststoff, und/oder Keramik.
  • Eine Besonderheit des Füllelementes 1 bzw. 1a und der entsprechenden Füllmaschine besteht darin, dass der Durchflussmesser 13 mit seinem Messwerk und den weiteren Komponenten in das Füllelement 1 integriert ist, und zwar derart, dass die Betätigungsstange 11 bzw. das Rückgasrohr 17 auch durch das Gehäuseteil 6.2 bzw. durch den dortigen Abschnitt 7.2 hindurchgeführt ist. Hierdurch ergibt sich zum einen eine auch bei einer volumetrischen Steuerung des Füllprozesses sehr kompakte Bauweise. Zum anderen kann durch diese Konstruktion auch die Anzahl der abzudichtenden Übergänge im Füllgutkanal zwischen Kessel 4 und Abgabeöffnung 8 reduziert werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 1 a
    Füllelement
    2
    Flasche
    2.1
    Flaschenmündung
    2.2
    Flansch am Flaschenhals
    3
    Füllgutstrahl
    4
    Kessel
    4.1
    Gasraum
    4.2
    Flüssigkeitsraum
    5, 5a
    Flaschenträger
    6
    Füllelementgehäuse
    6.1, 6.2, 6.3
    Gehäuseteil
    6.3.1
    flanschartiger Abschnitt
    6.3.2
    rohrartiger Abschnitt
    7
    Flüssigkeitskanal
    7.1
    Anschluss
    7.2
    Abschnitt oder Messkanal
    8
    Abgabeöffnung
    9, 9a
    Flüssigkeitsventil
    10, 10a
    Ventilkörper
    11
    Betätigungsstange
    11.1
    Zentrierelement an Betätigungsstange
    12
    Betätigungselement
    13
    Durchflussmesser
    14
    Gehäuse
    15
    Steuerleitung
    16
    Ringdichtung an Abgabeöffnung 8
    17
    Rückgasrohr
    18
    Steuerventil
    19
    Gaskanal
    FA
    vertikale Füllelementachse
    N
    Flüssigkeitsniveau im Kessel 4

Claims (12)

  1. Füllelement zum Füllen von Flaschen (2) oder dgl. Behälter mit einem flüssigen Füllgut, mit einem in einem Gehäuse (6) des Füllelementes (1, 1a) ausgebildeten Flüssigkeitskanal (7), der einen mit einer Quelle (4) für das flüssige Füllgut zu verbindenden Anschluss (7.1) sowie eine Abgabeöffnung (8) für die Abgabe des flüssigen Füllgutes an einen zu füllenden Behälter (2) bildet und zwischen dem Anschluss (7.1) und der Abgabeöffnung (8) ein Flüssigkeitsventil (9, 9a) mit einem mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper (10, 10a) aufweist, der durch ein Betätigungselement (12) für ein Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils (9, 9a) um einen vorgegebenen Hub bewegbar ist, und zwar für eine Steuerung des Füllprozesses in Abhängigkeit von einem Signal eines im Strömungsweg des Füllgutes angeordneten Durchflussmessers (13), dadurch gekennzeichnet, dass
    ein die Durchflussmenge des Füllgutes erfassendes Messwerk des Durchflussmessers (13) im Füllelementgehäuse (6) an einem einen Messkanal bildenden Abschnitt (7.2) des Flüssigkeitskanals (7) vorgesehen ist.
  2. Füllelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer mehrteiligen Ausbildung des Füllelementgehäuses (6) das die Durchflussmenge des Füllgutes erfassende Messwerk des Durchflussmessers (13) in wenigstens einem Teil (6.2) dieses Gehäuses vorgesehen sind.
  3. Füllelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das die Durchflussmenge des Füllgutes erfassende Messwerk des Durchflussmessers (13) im Flüssigkeitskanal (7) zwischen dem Anschluss (7.1) und dem Flüssigkeitsventil (9, 9a) vorgesehen ist.
  4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigung des Flüssigkeitsventils (9, 9a) bzw. des Ventilkörpers (10, 10a) über einen Stößel (11, 17) erfolgt, und dass der Stößel durch den den Messkanal des Durchflussmessers (13) bildenden Abschnitt (7.2) des Flüssigkeitskänäls (7) hindurchgeführt ist.
  5. Füllelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllelement (1) an einer Unterseite eines die Quelle für das Füllgut bildenden Kessels (4) befestigbar ist, und dass der Betätigungsstößel (11, 17) auch durch den Innenraum des Kessels (4) hindurchgeführt ist und an seinem dem Füllelement (1, 1a) entfernt liegenden Ende mit dem Betätigungselement (12) zusammenwirkt.
  6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (12) ein pneumatisches Betätigungselement ist.
  7. Füllelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel eine Betätigungsstange (11) ist.
  8. Füllelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel ein Rückgasrohr (17) ist, welches Bestandteil wenigstens eines vorzugsweise von zumindest einem Steuerventil (18) gesteuerten Gasweges (19) ist.
  9. Füllelement nach einem der Ansprüche 4, 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (7) sowie der Stößel (11, 17) zumindest in dem als Messkanal dienenden Abschnitt (7.2) einen konstanten oder im Wesentlichen konstanten Innen- bzw. Außendurchmesser aufweisen.
  10. Füllelement nach einem der Ansprüche 4, 5, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (11, 17) zumindest auf seiner den Messkanal des Durchflussmessers (13) durchdringenden Teillänge aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise aus Glas und/oder Kunststoff, z. B. faserverstärktem Kunststoff, und/oder Keramik besteht.
  11. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitskanal (7) zwischen dem Anschluss (7.1) und der Abgabeöffnung (8) geradlinig oder im Wesentlichen geradlinig, vorzugsweise achsgleich mit der Achse des Stößels (11, 17) ausgebildet ist.
  12. Füllmaschine umlaufender Bauart, mit mehreren an einem um eine Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor vorgesehenen Füllelementen (1, 1a), dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente entsprechend einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.
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