EP1762538A1 - Füllventil mit drucküberwachtem Montageraum - Google Patents

Füllventil mit drucküberwachtem Montageraum Download PDF

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EP1762538A1
EP1762538A1 EP06018662A EP06018662A EP1762538A1 EP 1762538 A1 EP1762538 A1 EP 1762538A1 EP 06018662 A EP06018662 A EP 06018662A EP 06018662 A EP06018662 A EP 06018662A EP 1762538 A1 EP1762538 A1 EP 1762538A1
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filling valve
mounting space
filling
valve according
valve
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Ludwig Clüsserath
Manfred Härtel
Dieter- Rudolf Krulitsch
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KHS GmbH
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KHS 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
    • B67C3/007—Applications of control, warning or safety devices in filling machinery
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B67C3/2642—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for sterilising prior to filling

Definitions

  • the invention relates to a filling valve according to claim 1.
  • Methods for operating such a filling valve are specified in claims 8 and 9.
  • Advantageous developments are specified in the subclaims.
  • Filling valves for filling liquid products or beverages such as beer, sodas, mineral or fruit juices are known. These filling valves are arranged, for example, on the circumference of rotating filling machines and have a filling opening arranged above the container to be filled for dispensing the contents. In this case, these filling openings are circular in the majority of cases and have, for example, a conical valve formation, wherein the movable part of this valve formation is formed by a so-called valve tappet.
  • valve chamber is formed above the actual valve or closure, in which there is a certain volume of liquid. At the top, this chamber is closed by a movable membrane seal. Both valve chamber and diaphragm seal are penetrated by the valve stem, which extends from the valve point vertically upwards.
  • valve tappet spring and actuation configurations are usually provided, which allow it in conjunction with other elements, such as control elements, controlled to open the filling valve or close. To avoid contact between contents and these actuators these elements, as already shown, arranged above the valve chamber and separated by the diaphragm seal of this.
  • the space above the membrane seal is a non-sterile space, which communicates with the free environment and thus is also accessible to bacteria and harmful germs.
  • the membrane seals perform up to 600 operations per hour, which puts a high load on them. Further burdens occur u.a. also due to heat and / or aggressive substances when cleaning the product paths. Due to these high loads on the diaphragm seals, despite all measures for preventive maintenance, a diaphragm seal may prematurely leak, thus releasing a connection between the mounting space of the actuating elements and the valve chamber, which can lead to contamination of the filling material. This is undesirable in practice proposals for solving this problem have not yet become known.
  • Object and purpose of the present invention is to show a Vendlauspar which avoids the disadvantage described safely.
  • the present invention provides To design the mounting space of the actuators as a sterile or clean room, to apply this to overpressure and to monitor this pressure.
  • a filling valve 1 according to the invention is shown schematically.
  • the mounting space 3 is formed as a hermetically sealed, closed to the environment space.
  • a further membrane 6 may be provided, which closes the mounting space 3 at its upper end and possibly additionally includes a sealed passage for the valve stem 4.
  • this pressure can be both an overpressure and a negative pressure.
  • an overpressure for example, the penetration of foreign substances from the environment in the mounting space 3 can be safely avoided.
  • negative pressure for example, provided to put the filling valve in the event of pressure equalization with the environment inoperative.
  • each filling valve 1 pressure is indicated by the position of the display piston 5 and detected for example by a proximity switch 7.
  • a proximity switch 7 Is the Display piston 5 as shown in the state of pressurization in an extended, raised position, so an optical Funtionskontrolle is possible because display piston 5, which hold this position even in the unpressurized state does not work properly.
  • the proximity switches 7 may be provided separately per filling valve 1 or together for all filling valves.
  • the monitoring of the pressure prevailing in the mounting spaces pressure can also be done on the basis of other mechanical, electronic or even electromechanical components. These may be, for example, strain gauges, pressure cells or similar means.
  • the assembly space 3, which is formed separately on each filling valve 1, is pressurized only at certain time intervals, for example during the cleaning cycles. It is particularly advantageous, moreover, to sterilize the mounting space 3 regularly and to apply this to a sterile and / or inert gas.
  • the particular advantages are that it is possible with such a configuration, the filling machine even after the occurrence or detection of a leak in the or the membranes 2, 4 continue to operate at least until the next scheduled production interruption, as from the regularly sterilized Mounting space 3 no harmful substances can get into the product.

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

Abstract

Bei einem Füllventil zur Abfüllung flüssiger Füllgüter in Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem stößelbetätigten Füllventil wird der Montageraum (3) der Betätigungs- oder sonstigen Elemente des Ventilstößels (4) als hermetisch dichter geschlossener Raum ausgebildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Füllventil nach dem Anspruch 1. Verfahren zum Betrieb eines derartigen Füllventils sind in den Ansprüchen 8 und 9 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Füllventile zur Abfüllung flüssiger Füllgüter oder Getränke wie beispielsweise Bier, Limonaden, Mineral- oder Fruchtsäfte sind bekannt. Diese Füllventile sind beispielsweise am Umfang rotierender Füllmaschinen angeordnet und weisen eine oberhalb des zu füllenden Behälters angeordnete Füllöffnung zur Abgabe des Füllgutes auf. Dabei sind diese Füllöffnungen in der Mehrzahl der Fälle kreisförmig ausgebildet und weisen eine beispielsweise Kegelförmig ausgebildete Ventilausbildung auf, wobei der bewegliche Teil dieser Ventilausbildung von einem sogenannten Ventilstößel gebildet wird.
  • Bei gebräuchlichen Ventilausgestaltungen ist oberhalb der eigentlichen Ventil- oder Verschlussstelle eine Ventilkammer gebildet, in welcher sich ein gewisses Flüssigkeitsvolumen befindet. Nach oben wird diese Kammer durch eine bewegliche Membrandichtung abgeschlossen. Sowohl Ventilkammer als auch Membrandichtung werden von dem Ventilstößel durchdrungen, wobei sich dieser ausgehend von der Ventilstelle senkrecht nach oben erstreckt. Am oberen Ende des Ventilstößels sind üblicherweise Feder- und Betätigungsausgestaltungen vorgesehen, welche es in Verbindung mit weiteren Elementen, beispielsweise Steuerungselementen, gestatten, das Füllventil gesteuert zu öffnen oder zu schließen. Um einen Kontakt zwischen Füllgut und diesen Betätigungselementen zu vermeiden sind diese Elemente, wie bereits dargestellt, oberhalb der Ventilkammer angeordnet und durch die Membrandichtung von dieser getrennt. Bei bekannten Ausgestaltungen von Füllventilen handelt es sich bei dem Raum oberhalb der Membrandichtung um einen nicht sterilen Raum, welcher mit der freien Umgebung in Verbindung steht und somit auch für Bakterien und schädliche Keime zugänglich ist. In diesem Zusammenhang ist es von besonderer Bedeutung, dass die Membrandichtungen bis zu 600 Betätigungen pro Stunde ausführen, wodurch diese hoch belastet werden. Weitere Belastungen treten u.a. auch durch Wärme und/oder aggressive Stoffe bei der Reinigung der Füllgutwege auf. Aufgrund dieser hohen Belastungen der Membrandichtungen kann es trotz aller Maßnahmen zur vorbeugenden Instandhaltung dazu kommen, dass eine Membrandichtung vorzeitig undicht wird und somit eine Verbindung zwischen dem Montageraum der Betätigungselemente und der Ventilkammer freigibt, wodurch es zu Verschmutzungen des Füllgutes kommen kann. Dieses ist in der Praxis unerwünscht Vorschläge zur Lösung dieses Problems sind bislang nicht bekannt geworden.
  • Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es eine Vendlausgestaltung aufzuzeigen, welche den beschriebenen Nachteil sicher vermeidet. Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, den Montageraum der Betätigungselemente als Steril- oder Reinraum auszubilden, diesen mit Überdruck zu beaufschlagen und diesen Überdruck zu überwachen.
  • Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Im Einzelnen zeigen die
    • Figur 1
    in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Füllventil, wobei dieses keine Leckage aufweist und die
    Figur 2
    ein Füllventil, welches eine Leckage aufweist.
  • In den Figuren ist schematisch ein erfindungsgemäßes Füllventil 1 dargestellt.
  • Wie in der Figur 1 dargestellt, befindet sich oberhalb der Membrandichtung 2 der Montageraum 3 in welchem beispielsweise Federn oder sonstige Elemente zur Betätigung des Ventilstößels 4 angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist der Montageraum 3 als hermetisch dichter, gegenüber der Umwelt geschlossener Raum ausgebildet. Dazu kann beispielsweise eine weitere Membran 6 vorgesehen sein, welche den Montageraum 3 an seinem oberen Ende abschließt und eventuell zusätzlich eine abgedichtete Durchführung für den Ventilstößel 4 beinhaltet.
  • Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass eine in der Membrandichtung 2 auftretende Undichtigkeit nicht zwangsläufig dazu führt, dass in der freien Umgebung vorhandene Stoffe in das Füllgut gelangen und dieses eventuell verderben.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, den Montageraum 3 mit einem vom Umgebungsdruck abweichendem Druck zu beaufschlagen. Bei diesem Druck kann es sich sowohl um einen Überdruck, als auch um einen Unterdruck handeln.
  • Durch die Verwendung eines Überdruckes kann beispielsweise das Eindringen von Fremdstoffen aus der Umgebung in dem Montageraum 3 sicher vermieden werden. Bei der Verwendung von Unterdruck ist beispielsweise vorgesehen, das Füllventil im Falle eines Druckausgleiches mit der Umgebung außer Funktion zu setzen.
  • Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, den im Montageraum 3 herrschenden Druck durch geeignete Mittel zu überwachen und den Füllprozess beim Ermitteln einer Druckabweichung zu beeinflussen oder zu beenden. Beispielsweise kann diese Drucküberwachung, wie in den Figuren dargestellt, anhand eines Anzeige-Kolbens 5 erfolgen. Dabei wird der im Montageraum 3 eines jeden Füllventils 1 herrschende Druck durch die Stellung des Anzeige-Kolbens 5 angezeigt und beispielsweise durch einen Näherungsschalter 7 erfasst. Befindet sich der Anzeige-Kolben 5 wie gezeigt im Zustand der Druckbeaufschlagung in einer ausgefahrenen, erhobenen Position, so wird eine optische Funtionskontrolle ermöglicht, da Anzeige-Kolben 5, welche diese Position auch im drucklosen Zustand innehaben nicht ordnungsgemäß funktionieren. Die Näherungsschalter 7 können separat je Füllventil 1 oder aber auch für alle Füllventile gemeinsam vorgesehen sein. Die Überwachung des in den Montageräumen herrschenden Druckes kann auch anhand anderer mechanischer, elektronischer oder aber auch elektromechanischer Komponenten erfolgen. Dabei kann es sich beispielsweise um Dehnungsmeßstreifen, Druckmessdosen oder ähnliche Mittel handeln. Erfindungsgemäß Ist vorgesehen, den an jedem Füllventil 1 separat gebildeten Montageraum 3 lediglich in bestimmten Zeitintervallen, beispielweise zu den Reinigungszyklen mit Druck zu beaufschlagen. Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, den Montageraum 3 regelmäßig zu sterilisieren und diesen mit einem sterilen und/oder inerten Gas zu beaufschlagen. Die besonderen Vorteile liegen darin, dass es bei einer derartigen Vorgestaltung möglich ist, die Füllmaschine auch nach dem Auftreten bzw. dem Erkennen einer Undichtigkeit in der oder den Membranen 2, 4 zumindest bis zur nächsten planmäßigen Produktionsunterbrechung weiter zu betreiben, da aus dem regelmäßig sterilsiertem Montageraum 3 keine schädlichen Stoffe in das Füllgut gelangen können.

Claims (10)

  1. Füllventil zur Abfüllung flüssiger Füllgüter wie Wasser, Bier, Milch in Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem stößelbetätigten Füllventil, wobei der Ventilstößel mit dem Füllgut in Kontakt steht und wobei die Betätigungselemente und/oder sonstigen Elemente des Ventilstößels durch eine Dichtung vom Füllgut getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) der Betätigungs- oder sonstigen Elemente als hermetisch dichter, geschlossener Raum ausgebildet ist.
  2. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) mit einem Überdruck beaufschlagt ist.
  3. Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) mit einem Unterdruck beaufschlagt ist.
  4. Füllventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der im Montageraum (3) herrschende Druck überwacht wird.
  5. Füllventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck anhand eines Anzeige-Kolbens ( 5) überwacht wird.
  6. Füllventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) als Sterilraum ausgebildet ist.
  7. Füllventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) mit einer Sonderathmosphäre beaufschlagt ist.
  8. Füllventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Sonderathmosphäre um ein steriles und/oder inertes Gas handelt.
  9. Verfahren zum Betrieb eines Füllventils nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) lediglich intervallweise mit der Quelle eines druckbeaufschlagten Gases verbunden wird.
  10. Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) sterilisiert wird.
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