EP2620406B1 - Einfülleinrichtung zum Befüllen von Behältnissen - Google Patents

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EP2620406B1
EP2620406B1 EP13158714.9A EP13158714A EP2620406B1 EP 2620406 B1 EP2620406 B1 EP 2620406B1 EP 13158714 A EP13158714 A EP 13158714A EP 2620406 B1 EP2620406 B1 EP 2620406B1
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EP
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liquid
filling device
filling
channel
valve
Prior art date
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Active
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EP13158714.9A
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Rupert Meinzinger
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Krones AG
Original Assignee
Krones AG
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Publication date
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Publication of EP2620406A1 publication Critical patent/EP2620406A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/236—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages
    • B01F23/2361—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids specially adapted for aerating or carbonating beverages within small containers, e.g. within bottles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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
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    • 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
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20—Mixing gases with liquids
    • B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
    • B01F23/237—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media
    • B01F23/2376—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids characterised by the physical or chemical properties of gases or vapours introduced in the liquid media characterised by the gas being introduced
    • B01F23/23762—Carbon dioxide
    • B01F23/237621—Carbon dioxide in beverages

Definitions

  • the present invention relates to a filling device according to the preamble of claim 1 for filling containers and in particular for filling containers with multi-component drinks.
  • Such filling devices are known from the prior art (eg from the EP 0 775 668 A1 ) and serve, for example, for bottling still and carbonated beverages to which syrups or fibrous or lumpy liquids are added. It should be noted, however, that the described filling device may also be suitable for filling with other liquids, such as oils, milk, juices, soft drinks.
  • a plurality of components of the substance to be filled are usually supplied and filled into the container to be filled via a filling valve.
  • a filling valve In such filling devices, a plurality of components of the substance to be filled are usually supplied and filled into the container to be filled via a filling valve.
  • one of the components is a component with pieces of fruit or the like, this is sometimes difficult to cope with because the corresponding valves can cause these liquids to splash around.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a filling device for filling liquids, in particular beverages, into containers which improves the filling process and in particular also simplifies the filling of liquids with pieces of fruit or the like.
  • a method for filling containers with a liquid product and a filling system is known. There are at least two components of the filling mixed together. At least one of the components is supplied using a flow meter volume and volume controlled.
  • the EP 1 362 825 B9 describes a rotary machine for filling containers.
  • a supply device for additives has a plurality of tubes, wherein along the tubes means for interrupting the opening of the tubes are arranged to open and close them.
  • the US 5,829,476 describes a filling valve for two filling streams.
  • a flow channel is arranged within the second flow channel and this inner flow channel has a valve which is movable relative to this flow channel, so that the inflow of a second liquid to a first liquid can be controlled.
  • inadequate mixing of the two liquids to be mixed may occur, and also the obstruction of the exit of the mixed liquid from the filling device presents problems if the said second liquid comprises pieces of fruit or the like.
  • the EP 0 775 668 A1 describes a filling machine and a filling element for such a machine.
  • a flow meter is arranged in the liquid channel of each filling element.
  • a filling device for filling containers with a liquid and in particular a beverage has a first port for supplying a first liquid to the filling device and a second port for supplying a second liquid to the filling device, the first port and the second port being separated from one another separated and preferably also spaced from each other.
  • a kind of mixing space is formed within the filling device, in which the liquids are miscible with each other and a first liquid channel, the directing first fluid from the first port to the mixing space and a second fluid passage leading the second fluid from the second port to the mixing space, the first fluid passage and the second fluid passage separating the first fluid and the second fluid separately.
  • valve body is provided for controlling an outflow of the liquids from the filling device and an outlet for dispensing the liquid to the container.
  • valve body is arranged at least partially and preferably completely between the mixing space and the outlet.
  • valve body is the only valve means between the two fluid channels and the outlet and preferably also the single valve body between the two ports and the outlet.
  • the filling device has an actuating element for actuating the valve body and this actuating element extends at least partially within the second fluid channel.
  • this actuator also extends geometrically within the first fluid channel.
  • This actuating element is advantageously connected to the valve body such that an actuation of the actuating element also causes a corresponding movement of the valve body, especially in the longitudinal direction of the filling device.
  • the device has a return element, which urges the actuating element and thus also the valve body in a closed position of the valve.
  • the said valve body is part of a valve which controls the outflow from the filling device.
  • the filling device has a further channel for conducting a gaseous medium.
  • This channel may, for example, be a return channel for removing a gaseous medium, for example carbon dioxide, from the container during the filling process, ie. H. remove the so-called return gas.
  • the second fluid channel surrounds the first fluid channel at least in sections.
  • the first liquid channel completely surrounds the second liquid channel in the circumferential direction at least in a region of the longitudinal direction.
  • the second liquid channel may be formed annularly around the first liquid channel.
  • the two nested liquid channels are rigid, i. immovable relative to each other and relative to the Greeps.
  • the second fluid channel is for transporting a particulate fluid.
  • This liquid may, for example, be pulp, ie a liquid which also contains pulp or fruit pieces.
  • the second connection is arranged closer to the mixing chamber than the first connection.
  • the second port serves to feed the pulp.
  • this second port serves to supply a clear liquid, such as, for example, a carbonated liquid.
  • the first liquid channel can extend obliquely at least in sections.
  • an optimized flow profile can be achieved in both fluids until they exit the discharge opening.
  • the first and the second liquid channel are formed in sections parallel to each other and in particular concentric with each other.
  • first liquid channel and the second liquid channel are arranged in a common housing.
  • valve body adjoins the mixing chamber. This means that, for example, in a filling process, first the two liquids are mixed together in the mixing chamber and then the mixture exits the filling device by opening the valve body. In this way, a syringe, which could be caused by pieces of fruit, can be prevented.
  • the supply of the first liquid d. H.
  • the clear liquid is controlled so that first the first liquid, then the mixture enters the container and then still a certain amount of clear liquid so that any remaining fruit pieces are removed from the valve body.
  • a bellows for sealing the actuating element is provided in the interior of the first fluid channel. Since this actuator - as stated above - is advantageously performed within the fluid channel, a sealing of the actuating element relative to the surrounding liquid can be made by said bellows. This bellows allows movement of the actuating element and at the same time prevents the actuating element from coming into contact with the liquid.
  • a centering element which is movable relative to the second liquid channel for centering a position of the valve body is provided in the interior of the first liquid channel. This centering is thus by guided the liquid channel and the inner wall, so that the valve body can always be moved in an exact position with respect to the filling device in its longitudinal direction. In this way, a clean closing of the valve of the filling device is possible.
  • the first liquid channel in a longitudinal direction of the filling device is shorter than the second liquid channel.
  • the outer channel is shorter than the inner channel and is in particular upwards, d. H. away from the container, shorter than the inner channel.
  • the connection leading to the outer or the second channel is lower than the connection leading to the inner channel or first channel.
  • the first channel is advantageously used for filling a main product and the second channel for filling the second liquid, which may in particular be pulp. In this case, no costly implementation of a product line to an inner channel through the wall of an outer channel is necessary, whereby the construction is simple in construction, inexpensive to manufacture and low maintenance.
  • the filling device has two separate liquid lines, which lead the liquids to the said connections of the filling device.
  • at least one of the two fluid lines is formed obliquely, and also its opening cross-section is advantageously extended in at least one area in the direction of the filling device.
  • a flow measuring device is arranged in at least one of the liquid lines and preferably in exactly one of the liquid lines, which determines the quantity of liquid passing through the flow measuring device in two mutually opposite directions of flow. It is therefore proposed in contrast to the prior art that the flow measuring device can determine the flow rate in both directions. In this way, the system can make do with only one flow measuring device, since, for example, by filling the second liquid, the first liquid is forced back by a certain volume and the flow measuring device can detect this repression, thus determining the amount of liquid supplied.
  • At least one liquid line of the type is formed, that in a working operation and regardless of the flow direction, only one of the liquids passes through the flow measuring device.
  • the flow measuring device is traversed only by a liquid, and in particular the clear liquid, but not by the second liquid, which - as mentioned above - may be pulp.
  • the corresponding liquid line is preferably designed with respect to its volume so that the filled second liquid under no circumstances can reach back to the flow measuring device.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a system 60 for filling containers.
  • This plant 60 in this case has a container feed 62, which feeds containers along an arrow 64 via a feed star 64 of a rinsing device 66 or a rinser.
  • the reference numeral 68 refers to an outlet star of the rinsing device 66, which takes over the rinsed containers and passes over a transfer star 70 and a Rudereinlaufstern 72 to a device 1 for filling the drinks. With this device 1 Here two-component drinks are bottled.
  • the reference numerals A to G denote different process steps, which are traversed when bottling the drinks.
  • a step A the container is pressed against a filling device and in a step B, a bias takes place or the container is subjected to a gaseous medium, such as carbon dioxide.
  • a secondary product can be supplied or a secondary product graft can be introduced into the main product.
  • area E refilling of the main product takes place.
  • the reference symbol T E denotes the end of the filling of the container with the beverage.
  • a calming or relieving the bottled beverage can be made and in step G, a removal of the container from the filling device.
  • the reference numeral 78 refers to an outlet starter of the device 1 and the reference numeral 80 to a closing device in order to close the containers with closures, wherein the reference numeral 82 refers to a container closure supply means.
  • the reference numeral 84 denotes an outlet star of the capper and the reference numeral 86 a discharge device for transporting away the filled containers.
  • the reference numeral 76 indicates a blind spot in which no containers are filled or no containers are arranged at corresponding filling stations.
  • a dosage of the additional product to the main product is possible.
  • this angle is used for the filling process and in this way the overall performance of the filler can be increased because the dosage does not have to be in the usually available angular range (A to G).
  • This dosage will be described in detail with reference to the other figures.
  • Fig. 1 This serves the in Fig. 1 also shown apparatus for mixing drinks from at least two or more different liquids.
  • These liquids can be, for example, water, syrup and / or flavorings in a predetermined mixing ratio per container volume to be filled.
  • the bringing together of the different media takes place so close to the filling valve outlet that the metered-in medium is advantageously discharged independently with the subsequent container filling. By doing so, each successive filling can be varied with multiple flavor feeds.
  • critical products such as pulp can be flushed away from the valve device or the valve cone in this way.
  • Fig. 2 shows a block diagram-like representation of a device according to the invention 1.
  • reference numeral 24 refers to a reservoir for the main product. From this reservoir 24, the product passes via a first liquid line 4 to the filling device 2, which is not shown in greater detail in FIG. 2.
  • the reference numeral 6 relates to a flow measuring device which can measure the liquid flow in the direction R1.
  • the flow measuring device 6 is an inductive flow meter.
  • the reference numeral 20 denotes a filling valve to control the filling of the liquid in the container 10.
  • a secondary product such as a syrup, here the liquid line 4 and the filling device 2 are supplied.
  • the flow measuring device 6 is suitable for also determining the flows in the direction R2, it can be determined on the basis of these measurements how much liquid was supplied via the line 12.
  • the length of this liquid line 4 is preferably dimensioned so that the product, which is located in the conduit 12, is not pressed by the flow meter 6 itself.
  • the reference numeral 26 refers to a control device which receives the measurement signals of the flow measuring device 6 and, for example, the valve 16, but also the valve 20, controls. In this way, an automated filling of the container can be achieved.
  • the control device is installed remotely, wherein the measurement signals are transmitted from the flow measuring device to the control device and the remote control device then controls the valves.
  • the volume of the product line between the flow meter and the actual metering point is to be calculated correspondingly large that only the main product is pressed backwards by the flow meter 6.
  • the second liquid line (secondary product line) 12 in the direction of the flow measuring device 6 further away from the valve outlet of the filling device 2 in the main product line or the first liquid line 4 forms.
  • a clear stuffing can be done, d. H. the secondary product is filled as a plug between two parts of the main product.
  • the following part of the main product is large enough to contain the secondary product, i. flush the second fluid completely out of the valves.
  • a radial feed of the secondary product via the line 12 is shown.
  • this metered addition of the secondary product takes place in other directions, for example tangentially or otherwise obliquely into the first line 4. In this way, the mixing of main and secondary product in the main line 4 can be improved, whereby the flushing of the secondary product is simplified.
  • the reference numeral 14 refers to a third liquid line, with the example, via a ring channel 9, a further liquid can be supplied. Again, a valve 18 is provided, which controls the inflow of this product into the filling device 2 or the valve 20.
  • Reference numeral 11 refers to a channel for a gaseous medium, such as carbon dioxide. This channel 11 is in contact with the reservoir 24 via a connecting line 15 in order to form a gas phase in this reservoir or to load the main product, the filling level of which is designated here by the reference N.
  • Another connecting line 17 connects the channel 11 with the container. In this channel 17 is a return gas channel, which leads the CO 2 back into the channel 11 during the filling of the containers.
  • the reference numeral 22 refers to a valve, which serves here as a return gas valve and biasing valve.
  • Reference numeral 21 denotes (electrical) control lines, via which the control device 26 communicates with the individual valves 20, 16, and 18.
  • the secondary medium which is supplied via the liquid line 12, fed under a higher pressure, as the product in the first liquid line 4.
  • a higher pressure can be applied, as for the liquid in the first liquid line 4th
  • the metering region or the metering point can be designed in any nozzle shape or even as a diffuser, the mixing being improved after the metering. Furthermore, it would also be possible to meter the syrup or the additional product under CO 2 pressure in the case of counter-pressure filling, or to meter in the syrup easily "ankarboniert". In this way, a possible CO 2 unbound by turbulence in the mixing area can be counteracted.
  • the return gas channel 17 could also be used as a CIP (cleaning in place) return channel. It would be possible to provide a branch from this channel in a CIP return path, for example after the valve block with return gas and / or bias valves.
  • the valve block (not shown) has a plurality of gas valves for various functions, via which a separation of the return gas channel into a plurality of gas channels in the channel carrier 23 takes place.
  • Fig. 3 shows a filling device 2 according to an aspect of the invention.
  • This filling device or filling valve in this case has a valve device 20, which in turn has a valve body or valve stem 38.
  • Reference numeral 12 refers to the second liquid line for supplying the secondary product. Via a valve 16, the supply of this secondary product is regulated via a connecting line 44 into a mixing chamber 42.
  • the reference numeral 34 denotes the outlet of the valve 20, from which liquid is passed into the containers.
  • Reference numeral 54 denotes a housing of the filling device.
  • Return gas for example CO 2
  • the valve body 38 is movable in the longitudinal direction L and can in this way control the supply of product to the outlet 34 and thus into the container.
  • valve has a sealing washer 52, which presses in a closed state of the valve against a housing portion 57 and thus closes the valve.
  • Reference numeral 56 denotes a corresponding poppet.
  • the reference numeral 46 denotes a supply passage for supplying the main product within the filling device. It can be seen that the channel 46 is adjacent or directly adjacent to the valve region. By the reference numeral 55, the product to be filled is marked.
  • Filler 2 shown is particularly suitable for mixing and filling of carbonated liquids mixed with syrup, especially in combination with fibrous or lumpy proportions. It is already known from the prior art to pass two liquids from two separate containers into a common mixing space. Usually, a filling system is used to fill liquids with a proportion of fibers or solids, which seals immediately before the filling valve outlet. With this special outlet geometry, there is no product after the filling after the filling so that a gas barrier can be dispensed with. A gas barrier is a component which prevents the escape of liquids from a unilaterally open line by utilizing the surface tension. However, such gas barriers are not suitable for a larger proportion of fruit fibers.
  • each supply line has a shut-off device, as here the valve 16.
  • the different metered quantities of the supplied media can be measured by known measuring means, such as a load cell, on which the container to be filled is or by means of a Flow meter (not shown).
  • this measuring device is a load cell, in order to offer in this way a measuring instrument for all media.
  • Fig. 4 shows a further illustration of a device according to the invention, in particular suitable for the filling of liquids with a fruit pieces or fibers containing secondary product. It can be seen here next to the actual filling device 2 and their environment, ie in particular the first supply line 4 and the second supply line 12 for the secondary product.
  • This second supply line 12 is fed from a reservoir 27, which is higher here than the reservoir 24, so that the liquid passes under higher pressure in the filling device 2, as the liquid 53 in the liquid line 4.
  • the reference numeral 51 refers to a Actuating device for actuating the valve body 56 in the longitudinal direction 11, such as a pneumatic drive.
  • the reference numeral 58 again identifies the housing of the filling device 2.
  • the reference numeral 45 refers to a bellows, which is part of the valve 16, so that the valve area can also be flowed around by the liquid.
  • a corresponding bellows 59 is also provided in the filling device 2 and can therefore be lapped by the main product which originates from the feed line 4.
  • the main product When filling the first to be filled medium, for example, the main product is first filled, by the corresponding valve is switched in the media supply and the others are closed. Subsequently or simultaneously, the filling valve outlet is switched on, or the valve 20 is opened. The filling valve outlet 34 is closed again after reaching the desired subset. However, even with the valve 20 open (cf. Fig. 2 ) the media will be switched if this is non-overlapping happens. As mentioned above, the following medium displaces the subsequent medium so that a reproducible mixing ratio is obtained.
  • each supply line here has a separate shut-off device or valve for the liquid.
  • Fig. 5 shows a further illustration of a filling device 2 according to the invention and its environment.
  • the reference numeral 58 again refers to a housing and the reference numeral 51 to a valve drive for driving the valve, which is arranged on the housing 58 via a fastening device 92.
  • the reference numeral 34 again indicates the valve outlet.
  • orifices or throttles 94, 96 are arranged in the two product lines 4 and 12 here orifices or throttles 94, 96 are arranged.
  • the products are supplied as shown by arrows P3 and P4.
  • the reference numerals 16, 18 each relate to a diaphragm valve, which are each actuated by a drive 97, 99.
  • Fig. 6 shows a sectional view of in Fig. 5 shown filling device.
  • a valve cone 56 can be seen, which can be moved in the direction L and can rest against a valve seat 57.
  • the main product is fed via a feed channel 55 into a mixing space 42.
  • the main product can be mixed with a derived from the product line 12 secondary product (preferably with the valve 20 closed).
  • the by-product channel 44 completely surrounds the main product channel 55 in the circumferential direction.
  • the reference numeral 59 again indicates the bellows, which allows channeling of the channel 55 for the main product. Within this bellows, an actuating rod is guided for actuating the valve.
  • the reference numeral 49 refers to a centering device for the poppet 56. It can be seen here that the second connection 3 9 for the secondary product (or the second liquid) is arranged lower than the first connection 32 for the main product (or the first liquid ). Furthermore, the channel 44 is adjacent to the valve cone 56, so that it can always be ensured that the container is first filled with the main product and also towards the end again with the main product.
  • the reference numeral 65 denotes a vent hole and the reference numeral 69 a return spring in order to move the valve plug 56 in the unopened state into its closed position.
  • the channel 44 in the in Fig. 6 As shown above, the channel 55 is formed and surrounds, as mentioned above, the channel 55.
  • the two leads 4 and 12 each have extension regions 37, which serve for strömurigsoptimATOR supply of the two products.
  • the mixing chamber 42 is arranged here in the immediate vicinity of the valve body 56 and preferably also the inlets or the two ports 32 and 3 9 are each provided above this mixing region 42.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einfülleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Befüllen von Behältnissen und insbesondere zum Befüllen von Behältnissen mit mehrkomponentigen Getränken. Derartige Einfülleinrichtungen sind aus dem Stand der Technik (z.B. aus der EP 0 775 668 A1 ) bekannt und dienen beispielsweise zum Abfüllen von stillen und karbonisierten Getränken, denen Sirupe oder faserhaltige oder stückige Flüssigkeiten zugesetzt werden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebene Einfülleinrichtung auch zum Befüllen mit anderen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Ölen, Milch, Säften, Erfrischungsgetränken, geeignet sein kann.
  • Bei derartigen Einfülleinrichtungen werden üblicher Weise mehrere Komponenten der abzufüllenden Substanz zugeführt und diese über ein Füllventil in das zu befüllende Behältnis eingefüllt. Insbesondere, wenn es sich bei einer der Komponenten um eine Komponente mit Fruchtstückchen oder dergleichen handelt, ist dies jedoch bisweilen schwierig zu bewältigen, da die entsprechenden Ventile ein Umherspritzen dieser Flüssigkeiten bewirken können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einfülleinrichtung zum Einfüllen von Flüssigkeiten, insbesondere Getränken, in Behältnisse zur Verfügung zu stellen, welche den Einfüllvorgang verbessert und insbesondere auch die Einfüllung von Flüssigkeiten mit Fruchtstückchen oder dergleichen vereinfacht.
  • Aus der DE 10 2006 045 987 A1 ist ein Verfahren zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut sowie ein Füllsystem bekannt. Dabei werden wenigstens zwei Komponenten des Füllgutes miteinander vermischt. Wenigstens eine der Komponenten wird dabei unter Verwendung eines Durchflussmessers füllmengen- und volumengesteuert zugeführt.
  • Die EP 1 362 825 B9 beschreibt eine Rotationsmaschine zum Befüllen von Behältern. Dabei weist eine Zuführvorrichtung für Additive mehrere Rohre auf, wobei entlang der Rohre Mittel zum Unterbrechen der Öffnung der Rohre angeordnet sind, um diese zu öffnen und zu schließen.
  • Die US 5,829,476 beschreibt ein Einfüllventil für zwei Einfüllströme. Dabei ist ein Strömungskanal innerhalb des zweiten Strömungskanals angeordnet und dieser innere Strömungskanal weist ein Ventil auf, welches bezüglich dieses Strömungskanals beweglich ist, so dass der Zufluss einer zweiten Flüssigkeit zu einer ersten Flüssigkeit gesteuert werden kann. Bedingt durch diese Anordnung des Ventils kann es jedoch zu einer unzulänglichen Mischung der beiden zu mischenden Flüssigkeiten kommen und auch die Behinderung des Austritts der zusammengemischten Flüssigkeit aus der Einfülleinrichtung ist mit Problemen verbunden, falls die besagte zweite Flüssigkeit Fruchtstückchen oder dergleichen aufweist.
  • Die EP 0 775 668 A1 beschreibt eine Füllmaschine und ein Füllelement für eine solche Maschine. Dabei ist in dem Flüssigkeitskanal jedes Füllelements ein Durchflussmesser angeordnet.
  • Die oben genannten Aufgaben werden durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Einfülleinrichtung zum Befüllen von Behältnissen mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem Getränk weist einen ersten Anschluss auf, um der Einfülleinrichtung eine erste Flüssigkeit zuzuführen, sowie einen zweiten Anschluss, um der Einfülleinrichtung eine zweite Flüssigkeit zuzuführen, wobei der erste Anschluss und der zweite Anschluss voneinander getrennt und bevorzugt auch voneinander beabstandet sind.
  • Weiterhin ist innerhalb der Einfülleinrichtung eine Art Mischraum ausgebildet, in dem die Flüssigkeiten mischbar aneinander geführt werden sowie ein erster Flüssigkeitskanal, der die erste Flüssigkeit von dem ersten Anschluss zu dem Mischraum leitet und ein zweiter Flüssigkeitskanal, der die zweite Flüssigkeit von dem zweiten Anschluss zu dem Mischraum leitet, wobei der erste Flüssigkeitskanal und der zweite Flüssigkeitskanal die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit getrennt voneinander führen.
  • Weiterhin ist ein Ventilkörper zum Steuer eines Ausflusses der Flüssigkeiten aus der Einfülleinrichtung und ein Auslauf zum Ausgeben der Flüssigkeit an das Behältnis vorgesehen.
  • Weiterhin ist der Ventilkörper wenigstens teilweise und bevorzugt vollständig zwischen dem Mischraum und dem Auslauf angeordnet.
  • Im Falle der oben erwähnten US 5,829,476 ist ein Ventil vorgesehen, welches einen der beiden Flüssigkeitskanäle abschließt. Bei einem Öffnen dieses Kanals wird die eine Flüssigkeit mit der anderen Flüssigkeit zusammengeführt. Es ist jedoch hier stromabwärts kein weiteres Ventil mehr vorgesehen, welches die bereits gemischte Flüssigkeit in das Behältnis eindosiert.
  • Damit wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, die Zusammenführung der Komponenten bereits oberhalb des Ventils herzustellen und anschließend durch ein gemeinsames Ventil in das Behältnis zu führen. Vorteilhaft ist zwischen dem Auslauf und den beiden genannten Flüssigkeitskanälen neben dem genannten Ventilkörper kein weiteres Ventil vorgesehen, so dass der genannte Ventilkörper die einzige Ventileinrichtung zwischen den beiden Flüssigkeitskanälen und dem Auslauf darstellt und bevorzugt auch den einzigen Ventilkörper zwischen den beiden Anschlüssen und dem Auslauf.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Einfülleinrichtung ein Betätigungselement zum Betätigen des Ventilkörpers auf und dieses Betätigungselement verläuft wenigstens teilweise innerhalb des zweiten Flüssigkeitskanals. Vorteilhaft verläuft dieses Betätigungselement geometrisch auch innerhalb des ersten Flüssigkeitskanals.
  • Damit werden zunächst die beiden Flüssigkeiten unvermischt zu dem Mischraum geführt. Dieses Betätigungselement ist vorteilhaft mit dem Ventilkörper derart verbunden, dass eine Betätigung des Betätigungselementes auch eine entsprechende Bewegung des Ventilkörpers, insbesondere in der Längsrichtung der Einfülleinrichtung, zur Folge hat. Bevorzugt weist die Vorrichtung ein Rückstellelement auf, welches das Betätigungselement und damit auch den Ventilkörper in eine geschlossene Stellung des Ventils drängt. Und damit ist der besagte Ventilkörper Bestandteil eines Ventils, welches den Ausfluss aus der Einfülleinrichtung steuert.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Einfülleinrichtung einen weiteren Kanal zum Leiten eines gasförmigen Mediums auf. Bei diesem Kanal kann es sich beispielsweise um einen Rückführkanal handeln, um ein gasförmiges Medium, beispielsweise Kohlendioxid, während des Füllvorganges aus dem Behältnis abzuführen, d. h. das sogenannte Rückgas abzuführen.
  • Bei einer Ausführungsform umgibt der zweite Flüssigkeitskanal den ersten Flüssigkeitskanal wenigstens abschnittsweise. Vorzugsweise umgibt der erste Flüssigkeitskanal den zweiten Flüssigkeitskanal zumindest in einem Bereich der Längsrichtung in Umfangsrichtung vollständig. So kann beispielsweise der zweite Flüssigkeitskanal ringförmig um den ersten Flüssigkeitskanal ausgebildet sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die beiden ineinanderliegenden Flüssigkeitskanäle starr, d.h. unbeweglich relativ zueinander und relativ zum Füllventilgehäuse.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform dient der zweite Flüssigkeitskanal zum Transportieren einer mit Teilchen versehenen Flüssigkeit. Bei dieser Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um Pulpe, das heißt eine Flüssigkeit handeln, welche auch Fruchtfleisch bzw. Fruchtstückchen enthält.
  • In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der zweite Anschluss näher an den Mischraum angeordnet als der erste Anschluss. Vorteilhaft dient der zweite Anschluss zum Zuführen der Pulpe. Es wäre jedoch auch möglich, dass umgekehrt dieser zweite Anschluss zum Zuführen einer klaren Flüssigkeit, wie beispielsweise auch einer karbonisierte Flüssigkeit dient.
  • Weiterhin kann der erste Flüssigkeitskanal wenigstens abschnittsweise schräg verlaufen. Durch diese Schrägführung kann ein optimiertes Strömungsprofil in beiden Flüssigkeiten bis zum Austritt aus der Abgabeöffnung erreicht werden. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Flüssigkeitskanal abschnittsweise parallel voneinander und insbesondere konzentrisch zueinander ausgebildet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind der erste Flüssigkeitskanal und der zweite Flüssigkeitskanal in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
  • Vorteilhaft grenzt der Ventilkörper an dem Mischraum an. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei einem Befüllungsverfahren zunächst in dem Mischraum die beiden Flüssigkeiten zusammengemischt werden und anschließend die Mischung durch Öffnen des Ventilkörpers aus der Einfülleinrichtung austritt. Auf diese Weise kann auch ein Spritzen, welches durch Fruchtstückchen bewirkt werden könnte, verhindert werden.
  • Es wäre jedoch auch möglich, dass während des Einfüllvorganges gezielt die Zufuhr der ersten Flüssigkeit, d. h. insbesondere der klaren Flüssigkeit, so gesteuert wird, dass zunächst die erste Flüssigkeit, dann die Mischung in das Behältnis gelangt und anschließend noch eine bestimmte Menge an klarer Flüssigkeit, damit eventuell noch verbleibende Fruchtstückchen von dem Ventilkörper entfernt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Inneren des ersten Flüssigkeitskanals ein Faltenbalg zum Abdichten des Betätigungselementes vorgesehen. Da dieses Betätigungselement - wie oben ausgeführt - vorteilhaft innerhalb des Flüssigkeitskanals geführt wird, kann eine Abdichtung des Betätigungselementes gegenüber der diesen umgebenden Flüssigkeit durch den besagten Faltenbalg vorgenommen werden. Dieser Faltenbalg erlaubt eine Bewegung des Betätigungselementes und verhindert gleichzeitig, dass das Betätigungselement mit der Flüssigkeit in Kontakt gerät.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Inneren des ersten Flüssigkeitskanals ein gegenüber dem zweiten Flüssigkeitskanal bewegliches Zentrierelement zum Zentrieren einer Position des Ventilkörpers vorgesehen. Dieses Zentrierelement wird damit durch den Flüssigkeitskanal bzw. dessen Innenwandung geführt, so dass der Ventilkörper stets in einer exakten Position bezüglich der Einfülleinrichtung in seiner Längsrichtung bewegt werden kann. Auf diese Weise ist ein sauberes Schließen des Ventils der Einfülleinrichtung möglich.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Flüssigkeitskanal in einer Längsrichtung der Einfülleinrichtung kürzer als der zweite Flüssigkeitskanal. Besonders bevorzugt ist also hier der äußere Kanal kürzer als der innere Kanal und ist insbesondere nach oben hin, d. h. weg von dem Behältnis, kürzer als der innere Kanal. Vorteilhaft liegt daher der Anschluss, der zu dem äußeren bzw. zweien Kanal führt tiefer als der Anschluss der zu dem inneren Kanals bzw. ersten Kanal führt. Wie oben erwähnt, dient vorteilhaft der erste Kanal zum Einfüllen eines Hauptproduktes und der zweite Kanal zum Einfüllen der zweiten Flüssigkeit, bei der es sich insbesondere um Pulpe handeln kann. Hierbei ist keine aufwändige Durchführung einer Produktleitung zu einem inneren Kanal durch die Wand eines äußeren Kanals notwendig, wodurch die Konstruktion einfach im Aufbau, kostengünstig in der Fertigung und wartungsarm wird.
  • Vorteilhaft weist die Einfülleinrichtung zwei voneinander getrennte Flüssigkeitsleitungen auf, welche die Flüssigkeiten zu den besagten Anschlüssen der Einfülleinrichtung führen. Vorteilhaft ist dabei wenigstens eine der beiden Flüssigkeitsleitungen schräg ausgebildet, und auch ihr Öffnungsquerschnitt erweitert sich vorteilhaft in wenigstens einem Bereich in Richtung der Einfülleinrichtung.
  • Erfindungsgemäß ist in wenigstens einer der Flüssigkeitsleitungen und bevorzugt in genau einer der Flüssigkeitsleitungen, eine Durchflussmesseinrichtung angeordnet, welche die Menge der die Durchflussmesseinrichtung passierenden Flüssigkeit in zwei zueinander entgegengesetzten Flussrichtungen bestimmt. Es wird daher im Gegensatz zum Stand der Technik vorgeschlagen, dass die Durchflussmesseinrichtung auch in beiden Flussrichtungen die Durchflussmenge bestimmen kann. Auf diese Weise kann die Anlage mit nur einer Durchflussmesseinrichtung auskommen, da beispielsweise durch das Zufüllen der zweiten Flüssigkeit die erste Flüssigkeit um ein bestimmtes Volumen zurückgedrängt wird und die Durchflussmesseinrichtung diese Zurückdrängung erfassen kann, um so auf diese Weise die Menge an zugeführter Flüssigkeit zu bestimmen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine Flüssigkeitsleitung der art ausgebildet, dass in einem Arbeitsbetrieb und unabhängig von der Flussrichtung nur eine der Flüssigkeiten die Durchflussmesseinrichtung passiert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Durchflussmesseinrichtung jeweils nur von einer Flüssigkeit, und insbesondere der klaren Flüssigkeit, durchflossen wird, nicht jedoch von der zweiten Flüssigkeit, bei der es sich - wie oben erwähnt - um Pulpe handeln kann. Damit ist bevorzugt die entsprechende Flüssigkeitsleitung hinsichtlich ihres Volumens so ausgebildet, dass die eingefüllte zweite Flüssigkeit keinesfalls bis zurück zu der Durchflussmesseinrichtung gelangen kann.
  • Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
  • Darin zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer Anlage zum Befüllen von Getränkebehältnissen;
    Fig. 2
    eine blockdiagrammartige Darstellung eines Aspektes der vorliegenden Erfindung;
    Fig. 3
    eine Schnittdarstellung einer Einfülleinrichtung;
    Fig. 4
    eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Einfülleinrichtung;
    Fig. 5
    eine perspektivische Darstellung einer Einfülleinrichtung und
    Fig. 6
    eine schematische Schnittdarstellung der in Fig. 5 gezeigten Einfülleinrichtung.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Anlage 60 zum Befüllen von Behältnissen. Diese Anlage 60 weist dabei eine Behältniszufuhr 62 auf, welche entlang des Pfeils P1 Behältnisse über einen Einlaufstern 64 einer Spüleinrichtung 66 bzw. einen Rinser zuführt.
  • Das Bezugszeichen 68 bezieht sich auf einen Auslaufstern der Spüleinrichtung 66, der die gespülten Behältnisse übernimmt und über einen Transferstern 70 und einen Füllereinlaufstern 72 an eine Vorrichtung 1 zum Abfüllen der Getränke übergibt. Mit dieser Vorrichtung 1 werden hier zweikomponentige Getränke abgefüllt. Die Bezugszeichen A bis G bezeichnen dabei unterschiedliche Verfahrensschritte, die beim Abfüllen der Getränke durchlaufen werden. So wird in einem Schritt A das Behältnis an eine Einfülleinrichtung angepresst und in einem Schritt B findet eine Vorspannung statt bzw. das Behältnis wird mit einem gasförmigen Medium, wie beispielsweise Kohlendioxid, beaufschlagt. In einem Schritt C erfolgt ein klares Anfüllen des Behältnisses mit einem Hauptprodukt, wie beispielsweise einem karbonisierten Getränk. In einem Schritt D kann ein Sekundärprodukt zugeführt werden bzw. ein Sekundärproduktpfropf in das Hauptprodukt eingefüllt werden. In dem Bereich E findet eine Nachfüllung des Hauptproduktes statt. Das Bezugszeichen TE kennzeichnet das Ende der Befüllung des Behältnisses mit dem Getränk.
  • In einem Schritt F kann ein Beruhigen oder ein Entlasten des abgefüllten Getränkes vorgenommen werden und in dem Schritt G ein Abziehen des Behältnisses von der Einfülleinrichtung.
  • Das Bezugszeichen 78 bezieht sich auf einen Auslaufstern der Vorrichtung 1 und das Bezugszeichen 80 auf eine Verschließeinrichtung, um die Behältnisse mit Verschlüssen zu verschließen, wobei sich das Bezugszeichen 82 auf eine Zufuhreinrichtung für die Behältnisverschlüsse bezieht. Das Bezugszeichen 84 kennzeichnet einen Auslaufstern des Verschließers und das Bezugszeichen 86 eine Abführeinrichtung zum Abtransportieren der gefüllten Behältnisse.
  • Das Bezugszeichen 76 kennzeichnet einen Totwinkel, in dem keine Behältnisse befüllt werden bzw. an entsprechenden Füllstationen keine Behältnisse angeordnet sind. In diesem Totwinkel zwischen dem Füllerauslauf- und dem -einlaufstern ist eine Dosierung des Zusatzproduktes zu dem Hauptprodukt möglich. Damit wird auch dieser Winkel für den Füllprozess genutzt und auf diese Weise kann die Gesamtleistung des Füllers erhöht werden, da die Dosierung nicht im üblicherweise zur Verfügung stehenden Winkelbereich (A bis G) erfolgen muss. Diese Dosierung wird eingehend unter Bezugnahme auf die weiteren Figuren beschrieben. Verfahrensseitig wird daher vorgeschlagen, dass die Zudosierung der weiteren Flüssigkeit zu der ersten Flüssigkeit zeitversetzt zu der Befüllung des Behältnisses erfolgt.
  • Damit dient die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung auch zum Mischen von Getränken aus mindestens zwei oder mehreren unterschiedlichen Flüssigkeiten. Bei diesen Flüssigkeiten kann es sich beispielsweise um Wasser, Sirup und/oder Geschmacksstoffe in vorbestimmtem Mischungsverhältnis pro abzufüllendes Behältervolumen handeln. Auch hier geschieht vorteilhaft das Zusammenführen der unterschiedlichen Flüssigkeiten in dem Raum, der nach der Aufteilung zu den einzelnen Füllventilen folgt. Im Rahmen eines Aspekts der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Zusammenführen der unterschiedlichen Medien so nah an dem Füllventilauslauf erfolgt, dass das zudosierte Medium mit der nachfolgenden Behälterfüllung vorteilhaft selbstständig mit ausgetragen wird. Durch diese Vorgehensweise kann mit mehreren Geschmacksstoffzuführungen jede aufeinanderfolgende Füllung variiert werden. Daneben können auf diese Weise kritische Produkte wie beispielsweise Pulpe von der Ventileinrichtung bzw. dem Ventilkegel weggespült werden.
  • Fig. 2 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 24 auf ein Reservoir für das Hauptprodukt. Von diesem Reservoir 24 aus gelangt das Produkt über eine erste Flüssigkeitsleitung 4 zu der hier in ihrer Gesamtheit 2 bezeichneten nicht genauer dargestellten Einfülleinrichtung 2. Das Bezugszeichen 6 bezieht sich auf eine Durchflussmesseinrichtung, welche den Flüssigkeitsstrom in Richtung R1 messen kann. Bevorzugt handelt es sich bei der Durchflussmesseinrichtung 6 um einen induktiven Durchflussmesser.
  • Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet ein Füllventil, um die Einfüllung der Flüssigkeit in das Behältnis 10 zu steuern.
  • Über eine zweite Flüssigkeitsleitung 12, welche von einem Ringkanal 7 gespeist wird, kann ein Sekundärprodukt, wie beispielsweise ein Sirup, hier der Flüssigkeitsleitung 4 bzw. der Einfülleinrichtung 2 zugeführt werden.
  • Während des Abfüllvorganges wäre es möglich, das Ventil 20 zu schließen und anschließend das Ventil 16 zur Zuführung der Sekundärflüssigkeit zu öffnen. Dies wiederum bewirkt, dass die Hauptflüssigkeit in der Flüssigkeitsleitung 4 zurückgedrängt wird und damit in dem Bereich des Durchflussmessers in der Flussrichtung R2 fließt.
  • Da die Durchflussmesseinrichtung 6 dazu geeignet ist, auch die Ströme in der Richtung R2 zu bestimmen, kann auf Basis dieser Messungen bestimmt werden, wie viel Flüssigkeit über die Leitung 12 zugeführt wurde. Dabei ist jedoch die Länge dieser Flüssigkeitsleitung 4 bevorzugt so bemessen, dass das Produkt, welches sich in der Leitung 12 befindet, nicht selbst durch die Durchflussmesseinrichtung 6 gedrückt wird.
  • Das Bezugszeichen 26 bezieht sich auf eine Steuerungseinrichtung, welche die Messsignale der Durchflussmesseinrichtung 6 aufnimmt und beispielsweise das Ventil 16, aber auch das Ventil 20, ansteuert. Auf diese Weise kann eine automatisierte Befüllung des Behältnisses erreicht werden. Die Steuerungseinrichtung ist entfernt installiert, wobei die Messsignale von der Durchflussmesseinrichtung zur Steuerungseinrichtung übermittelt werden und die entfernte Steuerungseinrichtung dann die Ventile ansteuert.
  • Wie gesagt, müssen bei der Zudosierung von Produkten über die Flüssigkeitsleitung 12, beispielsweise stückigen Produkten, diese nicht durch die Durchflussmesseinrichtung 6 gedrückt werden. Dies würde ansonsten die Genauigkeit der Messung beeinträchtigen. Daher ist das Volumen der Produktleitung zwischen dem Durchflussmesser und der eigentlichen Dosierstelle entsprechend groß zu berechnen, dass nur das Hauptprodukt rückwärts durch die Durchflussmesseinrichtung 6 gedrückt wird.
  • Dabei ist es auch möglich, dass die zweite Flüssigkeitsleitung (Sekundärproduktleitung) 12 in Richtung der Durchflussmesseinrichtung 6 weiter entfernt von dem Ventilauslauf der Fülleinrichtung 2 in die Hauptproduktleitung bzw. die erste Flüssigkeitsleitung 4 bildet. Auf diese Weise kann ein klares Anfüllen erfolgen, d. h. das Sekundärprodukt wird als Pfropf zwischen zwei Teilen des Hauptproduktes gefüllt. In diesem Falle wird jedoch vorteilhaft berücksichtigt, dass der folgende Teil des Hauptproduktes groß genug ist, um das Sekundärprodukt d.h. die zweite Flüssigkeit vollständig aus den Ventilen zu spülen.
  • Dieses klare Anfüllen hat den Vorteil, dass sich bei Dosierung von Fruchtzellen oder Fruchtstücken sofort während des Öffnens des Ventils bzw. dessen Ventilkegels ein perfekter Füllstrahl ausbildet. Falls Fruchtzellen während des Öffnens am Ventilkegel vorhanden sind, könnten diese die sofortige Ausbildung des Füllstrahls stören, was dazu führen könnte, dass das Produkt unkontrolliert umherspritzt.
  • In Fig. 2 ist hier eine radiale Zuführung des Sekundärprodukts über die Leitung 12 gezeigt. Es wäre jedoch auch möglich, dass diese Zudosierung des Sekundärprodukts in andere Richtungen, beispielsweise tangential oder in anderer Weise schräg in die erste Leitung 4 erfolgt. Auf diese Weise kann die Durchmischung von Haupt- und Sekundärprodukt in der Hauptleitung 4 verbessert werden, wodurch das Ausspülen des Sekundärprodukts vereinfacht wird.
  • Das Bezugszeichen 14 bezieht sich auf eine dritte Flüssigkeitsleitung, mit der beispielsweise über einen Ringkanal 9 eine weitere Flüssigkeit zugeführt werden kann. Auch hier ist wiederum ein Ventil 18 vorgesehen, welches den Zufluss dieses Produktes in die Einfülleinrichtung 2 oder das Ventil 20 steuert.
  • Das Bezugszeichen 11 bezieht sich auf einen Kanal für ein gasförmiges Medium, wie beispielsweise Kohlendioxid. Dieser Kanal 11 steht über eine Verbindungsleitung 15 mit dem Reservoir 24 in Kontakt, um in diesem Reservoir eine Gasphase zu bilden bzw. das Hauptprodukt, dessen Füllstand hier mit dem Bezugszeichen N gekennzeichnet ist, zu belasten. Eine weitere Verbindungsleitung 17 verbindet den Kanal 11 mit dem Behältnis. Bei diesem Kanal 17 handelt es sich um einen Rückgaskanal, der während des Befüllens der Behältnisse das CO2 zurück in den Kanal 11 führt. Das Bezugszeichen 22 bezieht sich auf ein Ventil, welches hier als Rückgasventil und Vorspannventil dient.
  • Das Bezugszeichen 21 kennzeichnet (elektrische) Steuerleitungen, über welche die Steuereinrichtung 26 mit den einzelnen Ventilen 20, 16, und 18 in Verbindung steht.
  • Vorzugsweise wird das Sekundärmedium, welches über die Flüssigkeitsleitung 12 zugeführt wird, unter einem höheren Druck zugespeist, als das Produkt in der ersten Flüssigkeitsleitung 4. Auf diese Weise kann einerseits ein Zurückdrängen des Produktes in der Flüssigkeitsleitung 4 erreicht werden, und andererseits können auch zwei gasversetzte Flüssigkeiten auf diese Weise zusammengeführt werden. Auch für die Flüssigkeiten in der dritten Flüssigkeitsleitung 14 kann ein höherer Druck angesetzt werden, als für die Flüssigkeit in der ersten Flüssigkeitsleitung 4.
  • Der Dosierbereich bzw. die Dosierstelle kann produktabhängig in jeder Düsenform oder auch als Diffusor ausgeführt sein, wobei die Durchmischung nach der Dosierung verbessert wird. Weiterhin wäre es auch möglich, bei Gegendruckabfüllung den Sirup oder das Zusatzprodukt unter CO2-Druck zu dosieren bzw. den Sirup schon leicht "ankarbonisiert" zuzudosieren. Auf diese Weise kann einer möglichen CO2-Entbindung durch Turbulenzen im Mischbereich entgegengewirkt werden.
  • Der Rückgaskanal 17 könnte auch als CIP (cleaning in place)-Rücklaufkanal verwendet werden. Dabei wäre es möglich, eine Abzweigung aus diesem Kanal in einen CIP-Rücklaufweg vorzusehen, beispielsweise nach dem Ventilblock mit Rückgas- und/oder Vorspannventilen. Insbesondere bei aufwändigeren Füllverfahren weist der (nicht gezeigte) Ventilblock mehrere Gasventile für verschiedene Funktionen auf, über die dann eine Auftrennung des Rückgaskanals in mehrere Gaskanäle im Kanalträger 23 erfolgt.
  • Weiterhin wäre es bei einer Ausführung mit mehreren Dosierstellen an einem Füllventil möglich, die Fülleinrichtung auch zu "Mehrfarbenabfüllung" zu verwenden, bei der von Füllventil zu Füllventil unterschiedliche Produkte abgefüllt werden bzw. ein kommissionsbedingtes Abfüllen vorgenommen wird oder die verschiedenen Produkte werden nacheinander innerhalb derselben Produktionsschicht abgefüllt werden, wobei ein sehr schnelles Umstellen von einem Produkt auf das andere erfolgen kann. Zur Steuerung dieses aus dem Stand der Technik bekannten Füllverfahrens weist die erfindungsgemäße Vorrichtung - ebenso wie für das erfindungsgemäße Füllverfahren einsetzbar- eine nicht gezeigte Füllersteuerungseinrichtung, wie z.B. eine SPS auf.
  • Fig. 3 zeigt eine Einfülleinrichtung 2 gemäß einem Aspekt der Erfindung. Diese Einfülleinrichtung bzw. dieses Füllventil weist dabei eine Ventileinrichtung 20 auf, welche wiederum einen Ventilkörper bzw. Ventilstössel 38 besitzt. Das Bezugszeichen 12 bezieht sich auf die zweite Flüssigkeitsleitung zum Zuführen des Sekundärproduktes. Über ein Ventil 16 wird die Zuführung dieses Sekundärproduktes über eine Verbindungsleitung 44 in einen Mischraum 42 geregelt. Das Bezugszeichen 34 kennzeichnet den Auslass des Ventils 20, von dem aus Flüssigkeit in die Behältnisse geleitet wird. Das Bezugszeichen 54 kennzeichnet ein Gehäuse der Fülleinrichtung. Rückgas, beispielsweise CO2 kann über einen Aückgaskanal 33 wieder abgeführt werden. Den Ventilkörper 38 ist in dessen Längsrichtung L bewegbar und kann auf diese Weise die Zufuhr von Produkt zu dem Auslass 34 und damit in das Behältnis steuern.
  • Zu diesem Zweck weist das Ventil eine Dichtungsscheibe 52 auf, welche sich in einem geschlossenen Zustand des Ventils gegen einen Gehäuseabschnitt 57 drückt und damit das Ventil schließt. Das Bezugszeichen 56 kennzeichnet einen entsprechenden Ventilkegel.
  • Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet einen Zuführkanal zum Zuführen des Hauptproduktes innerhalb der Einfülleinrichtung. Man erkennt, dass der Kanal 46 nah bzw. unmittelbar an den Ventilbereich angrenzt. Durch das Bezugszeichen 55 ist das abzufüllende Produkt gekennzeichnet.
  • Die in Fig. 3 gezeigte Einfülleinrichtung 2 eignet sich in besonderer Weise zum Mischen und Abfüllen von karbonisierten Flüssigkeiten, gemischt mit Sirup, insbesondere auch in Kombination mit faserigen oder stückigen Anteilen. Bereits aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zwei Flüssigkeiten aus zwei getrennten Behältern in einen gemeinsamen Mischraum zu führen. Üblicherweise wird dabei zum Füllen von Flüssigkeiten mit einem Anteil an Fasern oder auch Feststoffen ein Füllsystem verwendet, das unmittelbar vor dem Füllventilauslauf abdichtet. Bei dieser speziellen Auslaufgeometrie ist nach dem Füllende kein Produkt nach der Dichtung, so dass auf eine Gassperre verzichtet werden kann. Eine Gassperre ist ein Bauteil, welche durch Ausnutzen der Oberflächenspannung den Austritt von Flüssigkeiten aus einer einseitig offenen Leitung verhindert. Derartige Gassperren sind jedoch für einen größeren Anteil an Fruchtfasern nicht geeignet.
  • Es wird jedoch auch im Rahmen der Erfindung auf dieses bewährte System zum Zurückhalten und zum Abschalten zurückgegriffen. Allerdings erfolgt eine erfindungsgemäße verbesserte bzw. strömungsoptimierte Zuleitung zu dem Füllventilauslauf 34, der, wie oben erwähnt, mit dem Kegel 56 abgedichtet wird. Für jedes weitere Medium, das zugemischt werden soll, beispielsweise über die Leitung 44, führt eine weitere Zuleitung zu dem gemeinsamen Mischraum 42, der so gestaltet ist, dass die Vermischung der verschiedenen Medien von Füllung zu Füllung reproduzierbar ist.
  • Um die gewünschte Reihenfolge der Füllung sicherzustellen, weist jede Zuleitung ein Absperrorgan auf, wie hier das Ventil 16. Die unterschiedlichen Dosiermengen der zugeführten Medien können mit bekannten Messmitteln gemessen werden, wie beispielsweise einer Wägezelle, auf der das aufzufüllende Behältnis steht oder auch mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Durchflussmesseinrichtung. Bevorzugt handelt es sich bei dieser Messeinrichtung um eine Wägezelle, um auf diese Weise ein Messinstrument für alle Medien zu bieten.
  • Weiterhin ist vorteilhaft für eine, mehrere oder auch alle Medien eine Dosierung über einen bestimmten Volumenstrom und eine Durchflussdauer gegeben. Voraussetzung hierfür ist, dass die Flüssigkeiten möglichst nahe an dem Auslauf 34 zusammengeführt werden und entsprechend gestaltet sind.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere geeignet für die Abfüllung von Flüssigkeiten mit einem Fruchtstücke oder -fasern enthaltenden Sekundärprodukt. Man erkennt hier neben der eigentlichen Einfülleinrichtung 2 auch deren Umgebung, d. h. insbesondere die erste Zuführleitung 4 und die zweite Zuführleitung 12 für das Sekundärprodukt. Diese zweite Zuführleitung 12 wird aus einem Reservoir 27 gespeist, welches hier höher liegt als das Reservoir 24, so dass die Flüssigkeit unter einem höheren Druck in die Fülleinrichtung 2 gelangt, als die Flüssigkeit 53 in der Flüssigkeitsleitung 4. Das Bezugszeichen 51 bezieht sich auf eine Betätigungseinrichtung zum Betätigen des Ventilkörpers 56 in der Längsrichtung 11, wie beispielsweise eine pneumatischen Antrieb. Das Bezugszeichen 58 kennzeichnet wiederum das Gehäuse der Einfülleinrichtung 2. Das Bezugszeichen 45 bezieht sich auf einen Faltenbalg, der Bestandteil des Ventils 16 ist, so dass der Ventilbereich auch von der Flüssigkeit umströmt werden kann. Ein entsprechender Faltenbalg 59 ist auch in der Einfülleinrichtung 2 vorgesehen und kann daher von dem Hauptprodukt, welches von der Zuleitung 4 stammt, umspült werden.
  • Beim Abfüllen wird zunächst das erste zu befüllende Medium, beispielsweise das Hauptprodukt, abgefüllt, indem das entsprechende Ventil in der Medienzuführung aufgeschaltet wird und die anderen geschlossen werden. Anschließend oder auch gleichzeitig wird der Füllventilauslauf aufgeschaltet, bzw. das Ventil 20 geöffnet. Der Füllventilauslauf 34 wird nach Erreichen der gewünschten Teilmenge wieder geschlossen. Es können jedoch auch bei geöffneten Ventil 20 (vgl. Fig. 2) die Medien umgeschaltet werden, wenn dies überschneidungsfrei geschieht. Das nachfolgende Medium verdrängt, wie oben erwähnt, das vorangegangene Medium so, dass ein reproduzierbares Mischungsverhältnis entsteht.
  • Bevorzugt weist hier jede Zuleitung ein gesondertes Absperrorgan bzw. Ventil für die Flüssigkeit auf.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere Darstellung einer erfindungsgemäßen Einfülleinrichtung 2 sowie deren Umgebung. Dabei bezieht sich das Bezugszeichen 58 wiederum auf ein Gehäuse und das Bezugszeichen 51 auf einen Ventilantrieb zum Antreiben des Ventils, der über eine Befestigungseinrichtung 92 an dem Gehäuse 58 angeordnet ist. Das Bezugszeichen 34 kennzeichnet wieder den Ventilauslass. In den beiden Produktleitungen 4 und 12 sind hier Blenden bzw. Drosseln 94, 96 angeordnet. Die Produkte werden, wie durch die Pfeile P3 und P4 dargestellt, zugeführt. Die Bezugszeichen 16, 18 beziehen sich je auf ein Membranventil, welche je von einem Antrieb 97, 99 betätigt werden.
  • Fig. 6 zeigt eine Schnittdarstellung der in Fig. 5 gezeigten Einfülleinrichtung. Man erkennt hier wiederum einen Ventilkegel 56, der in der Richtung L bewegbar ist und sich an einen Ventilsitz 57 anlegen kann. Über die erste Zuführleitung 4 wird das Hauptprodukt über einen Zuführkanal 55 in einen Mischraum 42 geführt. In diesem Mischraum 42 kann das Hauptprodukt mit einem von der Produktleitung 12 stammenden Sekundärprodukt (vorzugsweise bei geschlossenem Ventil 20) gemischt werden. Dabei umgibt hier der Kanal 44 für das Nebenprodukt den Kanal 55 für das Hauptprodukt in Umfangsrichtung vollständig.
  • Das Bezugszeichen 59 kennzeichnet wiederum den Faltenbalg, der eine Kanalbildung des Kanals 55 für das Hauptprodukt erlaubt. Innerhalb dieses Faltenbalgs ist eine Betätigungsstange zum Betätigen des Ventils geführt. Das Bezugszeichen 49 bezieht sich auf eine Zentrierungseinrichtung für den Ventilkegel 56. Man erkennt hier, dass der zweite Anschluss 39 für das Sekundärprodukt (bzw. die zweite Flüssigkeit) tiefer angeordnet ist als der erste Anschluss 32 für das Hauptprodukt (bzw. die erste Flüssigkeit). Weiterhin liegt der Kanal 44 benachbart zu dem Ventilkegel 56, so dass stets gewährleistet werden kann, dass das Behältnis zunächst mit dem Hauptprodukt und auch zum Ende hin wieder mit dem Hauptprodukt befüllt wird.
  • Das Bezugszeichen 65 kennzeichnet eine Entlüftungsbohrung und das Bezugszeichen 69 eine Rückstellfeder, um den Ventilkegel 56 in unbeschalteten Zustand in seine Schließstellung zu bewegen. Damit ist der Kanal 44 in der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ringförmig ausgebildet und umgibt, wie oben erwähnt, den Kanal 55. Die beiden Zuleitungen 4 und 12 weisen jeweils Erweiterungsbereiche 37 auf, die zur strömurigsoptimierte Zuführung der beiden Produkte dienen.
  • Durch die in Fig. 6 gezeigte Anordnung können Kreuzungen der Kanäle 44 und 55 vermieden werden, bzw. die beiden Produktkanäle liegen ineinander. Der Mischraum 42 ist hier in unmittelbarer Nähe an dem Ventilkörper 56 angeordnet und bevorzugt sind auch die Zuläufe bzw. die beiden Anschlüsse 32 und 39 jeweils oberhalb dieses Mischbereiches 42 vorgesehen.
  • Die beiden in Fig. 6 gezeigten ineinanderliegenden Produktkanäle (44, 55) sind relativ zueinander sowie relativ zum Gehäuse 58 starr und unbeweglich. Einziges bewegliches Bauteil innerhalb der Einfüllvorrichtung sind die Bauteile des Ventilauslaufverschlusses.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Einfülleinrichtung
    4
    erste Flüssigkeitsleitung
    6
    Durchflussmesseinrichtung
    7,9
    Ringkanal
    10
    Behältnis
    11
    Kanal
    12
    zweite Flüssigkeitsleitung
    14
    dritte Flüssigkeitsleitung
    15, 17
    Verbindungsleitung
    16, 18
    Ventil
    20
    Füllventil
    21
    Steuerleitung
    22
    Ventil
    23
    Kanalträger
    24, 27
    Reservoir
    26
    Steuerungseinrichtung
    32
    erster Anschluss
    33
    Rückgaskanal
    34
    Auslass des Ventils
    35
    Betätigungselement
    37
    Erweiterungsbereiche
    38
    Ventilstössel
    39
    zweiter Anschluss
    42
    Mischraum
    44
    Verbindungsleitung
    45, 59
    Faltenbalg
    46
    Zuführkanal
    49
    Zentrierungseinrichtung
    51
    Ventilantrieb
    52
    Dichtungsscheibe
    53
    Flüssigkeit
    54
    Gehäuse
    55
    Kanal
    56
    Ventilkegel
    57
    Gehäuseabschnitt, Ventilsitz
    58
    Gehäuse
    59
    Faltenbalg
    60
    Anlage
    62
    Behältniszufuhr
    64
    Einlaufstern
    65
    Entlüftungsbohrung
    66
    Spüleinrichtung
    68
    Auslaufstern
    69
    Rückstellfeder
    70
    Transferstern
    72
    Füllereinlaufstern
    76
    Totwinkel
    78
    Auslaufstern
    80
    Verschließeinrichtung
    82
    Zuführeinrichtung für Behältnisverschlüsse
    84
    Auslaufstern
    86
    Abführeinrichtung
    92
    Befestigungseinrichtung
    94, 96
    Drossel
    97, 99
    Antrieb
    A - G
    Verfahrensschritte
    L
    Längsrichtung
    N
    Füllstand
    P1
    Pfeil
    R1, R2
    Flussrichtung

Claims (14)

  1. Einfülleinrichtung (2) zum Befüllen von Behältnissen (10) mit einer Flüssigkeit und insbesondere einem Getränk, mit einem ersten Anschluss (32), um der Einfülleinrichtung (2) eine erste Flüssigkeit zuzuführen, mit einem zweiten Anschluss (39), um der Einfülleinrichtung (2) eine zweite Flüssigkeit zuzuführen, wobei der erste Anschluss (32) und der zweite Anschluss (39) voneinander beabstandet sind, mit einem innerhalb der Einfülleinrichtung (2) ausgebildeten Mischraum (42), in dem die Flüssigkeiten mischbar sind mit einem ersten Flüssigkeitskanal (44), der die erste Flüssigkeit von dem ersten Anschluss (32) zu dem Mischraum (42) leitet, einem zweiten Flüssigkeitskanal (55), der die zweite Flüssigkeit von dem zweiten Anschluss (39) zu dem Mischraum (42) führt, wobei der erste Flüssigkeitskanal (44) und der zweite Flüssigkeitskanal die erste Flüssigkeit und die zweite Flüssigkeit getrennt voneinander führen, und einem Ventilkörper (56) zum Steuern eines Ausflusses der Flüssigkeiten aus der Einfülleinrichtung, und mit einem Auslass (34) zum Ausgeben der Flüssigkeiten an das Behältnis, wobei der Ventilkörper (56) wenigstens teilweise zwischen dem Mischraum (42) und dem Auslass (34) angeordnet ist, wobei der zweite Anschluss (39) näher an dem Mischraum (42) angeordnet ist als der erste Anschluss (32) und/oder der erste Flüssigkeitskanal (44) abschnittsweise schräg verläuft, wobei die Einfülleinrichtung (2) ferner eine Durchflussmesseinrichtung (6) und eine entfernte Steuerungseinrichtung (26) umfasst, welche zumindest das Flüssigkeitsventil (20) ansteuert, welches den Ventilkörper (56) umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in einer der Flüssigkeitsleitungen (4, 12) die Durchflussmesseinrichtung (6) angeordnet ist, so dass die Durchflussmesseinrichtung (6) die Menge der die Durchflussmesseinrichtung passierenden Flüssigkeit in zwei zueinander entgegengesetzten Flussrichtungen (R1, R2) bestimmt und Messsignale von der Durchflussmesseinrichtung zur Steuerungseinrichtung übermittelbar sind.
  2. Einfülleinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Flüssigkeitskanal (55) zum Transportieren einer mit Teilchen versehenen Flüssigkeit dient.
  3. Einfülleinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Flüssigkeitskanal (44) und der zweite Flüssigkeitskanal (55) in einem gemeinsamen Gehäuse (58) angeordnet sind.
  4. Einfülleinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Mischraum (42) an den Ventilkörper (56) angrenzt.
  5. Einfülleinrichtung (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des ersten Flüssigkeitskanals (44) ein Faltenbalg (59) zum Abdichten des Betätigungselements (35) vorgesehen ist.
  6. Einfülleinrichtung (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im Inneren des zweiten Flüssigkeitskanals (55) ein gegenüber dem zweiten Flüssigkeitskanal (55) bewegliches Zentrierelement (49) zum Zentrieren einer Position des Ventilkörpers (56) vorgesehen ist.
  7. Einfülleinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Flüssigkeitskanal (44) in einer Längsrichtung (L) der Einfülleinrichtung (2) kürzer ist als der zweite Flüssigkeitskanal (55).
  8. Einfülleinrichtung nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einfülleinrichtung zwei voneinander getrennte Flüssigkeitsleitungen (4, 12) aufweist, welche die Flüssigkeiten zu den Anschlüssen (32, 39) führen.
  9. Einfülleinrichtung (2) nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Flüssigkeitsleitung (4, 12) derart ausgebildet ist, dass in einem Arbeitsbetrieb und unabhängig von der Flussrichtung (R1, R2) nur eine der Flüssigkeiten die Durchflussmesseinrichtung (6) passiert.
  10. Einfülleinrichtung (2) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einfülleinrichtung (2) ein Ventil zur Regelung der Zuführung eines Sekundärproduktes in den Mischraum (42) über die Verbindungsleitung (44) aufweist.
  11. Einfülleinrichtung (2) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einfülleinrichtung (2) einen Rückgaskanal (33) zur Abführung eines Rückgases aufweist.
  12. Einfülleinrichtung (2) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einfülleinrichtung eine Wägezelle aufweist, um die Dosiermengen der zugeführten Medien zu bestimmen.
  13. Einfülleinrichtung (2) nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Einfülleinrichtung ein erstes Reservoir (24) aufweist, welches die erste Flüssigkeitsleitung (4) speist sowie ein zweites Reservoir (27), welches die zweite Flüssigkeitsleitung (12) speist.
  14. Einfülleinrichtung (2) nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Reservoir (27) höher liegt als das erste Reservoir (24).
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