EP2969893A1 - Verfahren spülen von behältern - Google Patents

Verfahren spülen von behältern

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EP2969893A1
EP2969893A1 EP14704750.0A EP14704750A EP2969893A1 EP 2969893 A1 EP2969893 A1 EP 2969893A1 EP 14704750 A EP14704750 A EP 14704750A EP 2969893 A1 EP2969893 A1 EP 2969893A1
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EP
European Patent Office
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container
gas
pressure
purge gas
filling
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EP14704750.0A
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EP2969893B1 (de
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Ludwig Clüsserath
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KHS GmbH
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KHS GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/002—Automated filling apparatus
    • F17C5/007—Automated filling apparatus for individual gas tanks or containers, e.g. in vehicles
    • 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
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
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    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/12—Pressure-control devices
    • 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
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B67C3/2617—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened by mechanical or electrical actuation

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for rinsing containers with a purge gas.
  • Methods for filling, even pressure filling of containers are known in different designs. It is also known in this case to evacuate the respective container or its interior before filling and then to rinse with a purge gas formed by an inert gas (eg CO2 gas or serine air) to existing ambient air or another gas and / or vapor Remove medium from the container interior.
  • a purge gas formed by an inert gas (eg CO2 gas or serine air) to existing ambient air or another gas and / or vapor Remove medium from the container interior.
  • the object of the invention is to provide a method which allows a particularly effective rinsing of the respective container interior with low consumption of purge gas. To solve this problem, a method according to claim 1 is formed.
  • a special feature of the invention is that when purging in a first process step, the container interior is evacuated by connecting to a vacuum source and then takes place in a second process step, the actual rinsing of the container by blowing the purge gas, wherein the container interior is further connected to the vacuum source, so that the blowing of the purge gas takes place in a vacuum or high vacuum in the container interior.
  • the evacuation of the container in the first step of rinsing is carried out, for example, so that in the container, a pressure of about 0.05 - 0.4 bar, preferably a pressure of about 0.05 to 0.25 bar sets, i. a negative pressure of about 0.6 bar - 0.95 bar, preferably 0.75 to 0.95 bar relative to the ambient pressure.
  • the introduction or injection of the purge gas is then carried out with such a pressure and / or with such a volume flow, that in this case at most a small pressure increase in
  • Container interior results, i. a pressure increase of, for example, at most 0.1 bar to 0.2 bar.
  • the advantage of the method according to the invention consists inter alia in an effective rinsing of the bottle interior and in a significant reduction of the Consumption of purge gas.
  • the above-described method is compared with rinsing processes that are carried out under atmospheric or ambient pressure or at a pressure above atmospheric or ambient pressure, with up to 10 times lower purge gas or Spülgasmenge.
  • Containers are for the purposes of the present invention, in particular those made of glass, and glass bottles or similar stable, made of metal or plastic containers such as kegs, party kegs, reusable plastic bottles, etc. It is essential that the used in the inventive method
  • Container have sufficient stability, so that they are not deformed during evacuation to an undesirable extent or even destroyed.
  • container In sealing position with the treatment head or filling element befindaji container means in the context of the invention that the respective container in the manner known to those skilled with its container mouth tightly pressed against the treatment head or to the filling element or to a local seal.
  • Fig. 1 in a simplified representation and partly in section a filling element of a filling machine revolving type, together with a filling element in
  • Fig. 2 in an enlarged partial view and in section the bottom of the
  • FIG. 3 very schematically shows a cross section through the filling element in the region of a discharge opening and of a tubular valve tappet and return gas pipe;
  • Fig. 4 in a simplified representation and partly in section, a filling element of a filling machine of rotating design, together with a sealing element arranged on the filling element container in the form of a bottle, in a further embodiment of the invention;
  • FIG. 5 shows a controllable gas valve for use with a filling element of FIGS. 1 and / or 4.
  • filling element is together with a plurality of similar filling elements on the circumference of a vertical
  • Machine axis MA circumferentially driven rotor 2 is provided and forms together with a container carrier 3 a filling for filling, for example, pressure filling of containers 4 in the form of bottles 4. These are made of glass, metal or plastic with sufficient strength.
  • a common Gregutkessel 5 is provided in the form of a ring boiler for all filling elements 1 of the filling system or filling machine, during the
  • Filling operation is partially filled with the liquid contents, to form a lower liquid space 5.1 and an upper gas space 5.2, which is filled with an inert gas (for example, C02 gas or nitrogen) under filling pressure.
  • an inert gas for example, C02 gas or nitrogen
  • Liquid space 5.1 is connected to a formed in the housing 6 of the filling element 1 liquid channel 7, which at the bottom of the filling element a vertical Standelementachse FA concentrically enclosing annular
  • Dispensing opening 8 forms.
  • a liquid valve 9 is further provided, which is formed on a valve stem 10 formed valve body 1 1 controlled by an actuator axially movable, namely for opening and Closing of the liquid valve 9.
  • the valve stem 10 is formed by a piece of pipe which is arranged coaxially with the Greelementachse FA at its upper and at its lower, via the discharge opening 8 down
  • protruding end is open and forms a first gas channel 12, which opens at the upper end of the valve stem 10 in a housing 6 formed in the first gas chamber 13.
  • Return gas tube 14 open forms.
  • the gas channel 15 opens at the upper end of the return gas pipe 14 in a second formed in the housing 6 gas space 6.
  • the gas chambers 13 and 16 are part of different, the control valves 17.1 - 17.4 of the filling element 1 contained gas paths through which the gas channels 12 and 15 controlled by the Gas chamber 5.2 and can be connected to two annular channels 18 and 19, which are provided for all filling elements 1 of the filling machine or the filling system together.
  • the annular channel 8 serves, for example, to relieve the filled bottles 2 at the end of the respective filling process.
  • the annular channel 19 is acted upon during the filling operation with a vacuum or negative pressure, for example at a pressure of 0.05 bar - 0.25 bar or deviating therefrom.
  • the gas chamber 5.2 is charged during filling with the inert gas under pressure.
  • 20 is a Zentriertulpe shown sealed by a seal against the underside of the housing 6 and abuts against the respective bottle 4 pressed against the edge of its bottle opening in sealing position, so that the
  • Outlet opening 8 and the lower opening of the first gas channel 12 open into the upper region of the bottle interior.
  • the return gas pipe 14 projects beyond the lower end of the valve tappet 10 into the interior of the bottle 4.
  • the peculiarity of the filling element or of the method carried out with this filling element consists in the special type and design of the flushing of the interior of the respective bottle 4 arranged in the sealing position on the filling element 1 for displacing in the bottle entrained ambient air from the interior of the bottle.
  • the subsequent process steps of the filling process such as
  • Consumption of purge gas or inert gas includes at least two steps. In a first process step is closed when
  • the control valve 17.1 is then opened while the control valve 17.3 is still open, so that inert gas from the gas chamber 5.2 via the open control valve 17.1 and via a throttle 21 (fine throttle) in the gas chamber 16 and from this via the gas channel 15 centrally, ie in the direction of
  • the supply of purge gas in the second step can be timed and without interruptions.
  • Ring channel 19 is always open, as the flushing of the interior of the bottle is particularly intense. However, this is not mandatory.
  • FIG. 4 shows, as a further embodiment, a filling element 1 a, which differs from the filling element 1 only in that the control valve 17.1 is not connected on the input side to the gas chamber 5.2, but to a source 22 which supplies the flushing gas at least with a certain overpressure provides. Due to the separate source 22, the pressure of the purge gas can be selected independently of the filling pressure, in such a way that the desired low purge pressure is easily achieved.
  • inert gas CO2 gas or nitrogen it is expedient to regulate the purge pressure in the interior of the bottle 4 via a pressure control to the desired pressure level and this with a arranged in the respective filling element, for example in the gas chamber 16 pressure sensor to monitor and / or control, as indicated in Fig. 1 and 4 with 23.
  • the regulation or control of the scavenging pressure then takes place, for example, by a control valve which is arranged in the corresponding gas path for the purge gas and which has at least two operating states, namely an operating state of low throttling and an operating state of higher throttling, but preferably also a third blocking state ,
  • control valve 24 is shown very schematically in FIG.
  • the control valve 24 has a valve body 25 with a throttle-like narrowing flow channel 26 and an axially movable valve member 27, which releases the flow channel 26 depending on its position or additionally narrows or completely closes.
  • the invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept underlying the invention. It has been assumed above that the rinsing of the bottles 2 or other containers takes place in a rinsing phase of a filling process with the filling elements 1 or 1a. In principle, the rinsing of the containers can also be effected via other treatment heads which are not filling elements, for example in a machine or component of a system preceding a filling machine.

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Abstract

Verfahren zum Spülen von Behältern (2) mit einem Spülgas vor ihrem Füllen unter Verwendung eines Behandlungskopfes (1, 1a), an dem der jeweilige Behälter (2) beim Spülen in Dichtlage angeordnet ist und über den das Spülgas in den Behälter (2) eingeleitet und das Spülgas sowie ein von diesem verdrängtes gas- und/oder dampfförmiges Medium, beispielsweise Luft aus dem Behälter (2) abgeführt wird, und wobei der Behälter (2) vor dem Einleiten des Spülgases evakuiert bzw. mit dem Vakuum einer Vakuumquelle (19) beaufschlagt wird. Während des Einleitens des Spülgases in den Behälter (2) ist dieser weiterhin mit der Vakuumquelle (19) verbunden.

Description

Verfahren Spülen von Behältern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 zum Spülen von Behältern mit einem Spülgas.
Verfahren zum Füllen, auch Druckfüllen von Behältern sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt. Bekannt ist es hierbei weiterhin, den jeweiligen Behälter bzw. dessen Innenraum vor dem Füllen zu evakuieren und anschließend mit einem von einem Inertgas (z.B. CO2-Gas oder Serilluft) gebildeten Spülgas zu spülen, um vorhandene Umgebungsluft oder ein anderen gas- und/oder dampfförmigen Medium aus dem Behälterinnenraum zu entfernen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, das ein besonders effektives Spülen des jeweiligen Behälterinnenraums bei geringem Verbrauch an Spülgas ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Eine Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass beim Spülen in einem ersten Verfahrensschritt der Behälterinnenraum durch Verbinden mit einer Vakuumquelle evakuiert wird und dann in einem zweiten Verfahrensschritt das eigentliche Spülen des Behälters durch Einblasen des Spülgases erfolgt, wobei der Behälterinnenraum weiterhin mit der Vakuumquelle verbunden ist, so dass das Einblasen des Spülgases in ein Vakuum oder Hochvakuum im Behälterinnenraum erfolgt. Das Evakuieren des Behälters im ersten Verfahrensschritt des Spülens erfolgt beispielsweise so, dass sich im Behälter ein Druck von etwa 0,05 - 0,4 bar, bevorzugt ein Druck von etwa 0,05 bis 0,25 bar einstellt, d.h. ein Unterdruck von etwa 0,6 bar - 0,95 bar, bevorzugt 0,75 bis 0,95 bar gegenüber dem Umgebungsdruck. Das Einleiten oder Einblasen des Spülgases erfolgt dann mit einem solchen Druck und/oder mit einem solchen Volumenstrom, dass sich hierbei allenfalls ein geringer Druckanstieg im
Behälterinnenraum ergibt, d.h. ein Druckanstieg von beispielsweise höchstens 0,1 bar bis 0,2 bar.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht u. a. in einem effektiven Spülen des Flascheninnenraums sowie in einer erheblichen Reduzierung des Verbrauchs an Spülgas. So kommt das vorbeschriebene Verfahren im Vergleich zu Spülprozessen, die unter Atmosphären- oder Umgebungsdruck oder bei einem Druck über Atmosphären- oder Umgebungsdruck durchgeführt werden, mit einer bis zu 10-fach geringeren Spülgasdichte oder Spülgasmenge aus.
Der geringere Verbrauch an Spülgas bzw. Inertgas stellt weiterhin eine erhebliche Kosteneinsparung dar. Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Spülverfahren auch eine Sauerstoffaufnahme beim anschließenden Füllen erheblich reduziert werden.
Behälter sind im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere solche aus Glas, auch Glasflaschen oder ähnlich stabile, aus Metall oder Kunststoff bestehende Behälter, wie beispielsweise Kegs, Partyfässer, Mehrweg-Kunststoffflaschen usw. Wesentlich ist, dass die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten
Behälter eine ausreichende Stabilität aufweisen, so dass sie beim Evakuieren nicht in unerwünschtem Maße verformt oder gar zerstört werden.
In Dichtlage mit dem Behandlungskopf oder Füllelement befindlicher Behälter bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der jeweilige Behälter in der dem Fachmann bekannten Weise mit seiner Behältermündung dicht an den Behandlungskopf oder an das Füllelement bzw. an eine dortige Dichtung angepresst anliegt.
Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung
Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren
Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und teilweise im Schnitt ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart, zusammen mit einem am Füllelement in
Dichtlage angeordneten Behälter in Form einer Flasche;
Fig. 2 in vergrößerter Teildarstellung und im Schnitt die Unterseite des
Füllelementes der Fig. 1 zusammen mit einer dortigen Zentriertulpe;
Fig. 3 sehr schematisch einen Querschnitt durch das Füllelement im Bereich einer Abgabeöffnung und eines rohrförmigen Ventilstößels sowie Rückgasrohres;
Fig. 4 in vereinfachter Darstellung und teilweise im Schnitt ein Füllelement einer Füllmaschine umlaufender Bauart, zusammen mit einem am Füllelement in Dichtlage angeordneten Behälter in Form einer Flasche, bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 ein steuerbares Gasventil zur Verwendung bei einem Füllelement der Fig. 1 und/oder 4.
Das in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Füllelement ist zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente am Umfang eines um eine vertikale
Maschinenachse MA umlaufend angetriebenen Rotors 2 vorgesehen und bildet zusammen mit einem Behälterträger 3 eine Füllstelle zum Füllen, beispielsweise Druckfüllen von Behältern 4 in Form von Flaschen 4. Diese sind aus Glas, Metall oder auch aus Kunststoff mit ausreichender Festigkeit hergestellt. Am Rotor 2 ist ein für sämtliche Füllelemente 1 des Füllsystems bzw. Füllmaschine gemeinsamer Füllgutkessel 5 in Form eines Ringkessels vorgesehen, der während des
Füllbetriebes mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt ist, und zwar unter Ausbildung eines unteren Flüssigkeitsraumes 5.1 und eines oberen Gasraumes 5.2, der mit einem Inertgas (z.B. C02-Gas oder Stickstoff) unter Fülldruck gefüllt ist. Der
Flüssigkeitsraum 5.1 ist mit einem im Gehäuse 6 des Füllelementes 1 ausgebildeten Flüssigkeitskanal 7 verbunden, der an der Unterseite des Füllelementes eine eine vertikale Füllelementachse FA konzentrisch umschließende ringförmige
Abgabeöffnung 8 bildet. Im Flüssigkeitskanal 7 ist weiterhin ein Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen, dessen an einem Ventilstößel 10 ausgebildeter Ventilkörper 1 1 durch ein Betätigungselement gesteuert axial bewegbar ist, und zwar zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9. Der Ventilstößel 10 ist von einem Rohrstück gebildet, welches achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet an seinem oberen sowie an seinem unteren, über die Abgabeöffnung 8 nach unten
vorstehenden Ende offen ist und einen ersten Gaskanal 12 bildet, der am oberen Ende des Ventilstößels 10 in einen im Gehäuse 6 ausgebildeten ersten Gasraum 13 mündet.
Achsgleich mit der Füllelementachse FA ist weiterhin ein Rückgasrohr 14
angeordnet, welches beim Füllen als die Füllhöhe in der Flasche 4 bestimmendes Element dient und einen zweiten am unteren und am oberen Ende des
Rückgasrohres 14 offenen bildet. Der Gaskanal 15 mündet am oberen Ende des Rückgasrohres 14 in einen zweiten im Gehäuse 6 ausgebildeten Gasraum 6. Die Gasräume 13 und 16 sind Teil verschiedener, die Steuerventile 17.1 - 17.4 des Füllelementes 1 enthaltener Gaswege, über die die Gaskanäle 12 und 15 gesteuert mit dem Gasraum 5.2 sowie mit zwei Ringkanälen 18 und 19 verbunden werden können, die für sämtliche Füllelemente 1 der Füllmaschine bzw. des Füllsystems gemeinsam vorgesehen sind.
Der Ringkanal 8 dient beispielsweise zur Entlastung der gefüllten Flaschen 2 am Ende des jeweiligen Füllverfahrens. Der Ringkanal 19 ist während des Füllbetriebes mit einem Vakuum bzw. Unterdruck beaufschlagt, beispielsweise mit einem Druck von 0,05 bar - 0,25 bar oder auch davon abweichend. Der Gasraum 5.2 ist während des Füllens mit dem unter Fülldruck stehenden Inertgas beaufschlagt. Mit 20 ist eine Zentriertulpe dargestellt, die mittels einer Dichtung abgedichtet gegen die Unterseite des Gehäuses 6 anliegt und gegen die jeweilige Flasche 4 mit dem Rand ihrer Flaschenöffnung in Dichtlage angepresst anliegt, so dass die
Abgabeöffnung 8 und die untere Öffnung des ersten Gaskanals 12 in den oberen Bereich des Flascheninnenraums münden. Das Rückgasrohr 14 steht über das untere Ende des Ventilstößels 10 in den Innenraum der Flasche 4 vor.
Besonderheit des Füllelementes bzw. des mit diesem Füllelement durchgeführten Verfahrens besteht in der speziellen Art und Ausgestaltung des Spülens des Innenraumes der jeweiligen in Dichtlage am Füllelement 1 angeordneten Flasche 4 zum Verdrängen von in der Flasche mitgeführter Umgebungsluft aus dem Innenraum der Flasche. Die anschließenden Verfahrensschritte des Füllprozesses, wie
Vorspannen des Flascheninnenraums mit Inertgas aus dem Gasraum 5.2 auf den Fülldruck, das Druckfüllen der Flasche 2 sowie das Entlasten der gefüllten Flasche 2 auf Atmosphärendruck, beispielsweise in den Ringkanal 18 entsprechend z.B.
üblichen, bekannten Verfahren.
Angestrebt ist ein wirksames Spülen des Flascheninnenraums bei geringem
Verbrauch an Spülgas bzw. Inertgas. Hierfür umfasst das Spülen wenigstens zwei Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt wird bei geschlossenem
Flüssigkeitsventil 9 und geschlossenen Steuerventilen 17.1 , 17.2 und 17.4 über das geöffnete Steuerventil 17.3, über den Gasraum 13 und über den Gaskanal 12 der Innenraum der Flasche 2 evakuiert, und zwar beispielsweise auf ein 95%iges Vakuum oder auf einen Druck im Bereich von 0,05 - 0,25 bar. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann bei weiterhin geöffnetem Steuerventil 17.3 auch das Steuerventil 17.1 geöffnet, so dass Inertgas aus dem Gasraum 5.2 über das geöffnete Steuerventil 17.1 und über eine Drossel 21 (Feindrossel) in den Gasraum 16 und aus diesem über den Gaskanal 15 zentrisch, d.h. in Richtung der
Füllelementachse FA nach unten als Spülgas in den Innenraum der Flasche 4 bzw. in das dortige Hochvakuum eingeblasen wird. Da sich das Rückgasrohr 14 weit in den Innenraum der Flasche 4 nach unten erstreckt, gelangt das aus dem
Rückgasrohr 14 austretende Spülgas u.a. auch bis an den Boden der Flasche 4. Über den Gaskanal 12, den Gasraum 13 und das geöffnete Steuerventil 17.3 werden das Spülgas und die von diesem aus dem Innenraum der Flasche 4 verdrängte Luft in den Ringkanal 19 abgeführt. Mit Hilfe der Drossel 21 sind der Spülgasstrom bzw. der Volumenstrom des Spülgases so weit gedrosselt, dass der Unterdruck, der sich beim Spülen in der Flasche 4 am Ende des ersten Verfahrensschrittes eingestellt hat, nur leicht ansteigt, beispielsweise um etwa 0, 1 bar - 0,2 bar. So dass sich im zweiten Verfahrensschritt ein Innendruck oder Spüldruck in der Flasche ergibt, der immer noch erheblich unter dem Umgebungsdruck liegt, und beispielsweise etwa 0, 15 bar - 0,45 bar beträgt.
Zur Intensivierung der Spülung kann die Zuführung des Spülgases im zweiten Verfahrensschritt zeitgesteuert und ohne Unterbrechungen erfolgen. Alternativ kann die Zuführung des Spülgases aber auch intervallmäßig, also in mehreren Teilschritten erfolgen.
Bei beiden Varianten der Spülgaszuführung ist es von besonderem Vorteil, dass die Verbindung des Innenraums der Flasche 4 mit dem das Vakuum führenden
Ringkanal 19 stets geöffnet ist, da so die Spülung des Innenraums der Flasche besonders intensiv ist. Dieses ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Ebenfalls ist es auch möglich, das Spülen insgesamt mehrfach zu wiederholen, wobei dann auf eine Wiederholung des Verfahrensschrittes 1 der Verfahrensschritt 2 wiederholt wird, wobei hinsichtlich des Verfahrensschrittes 2 die oben beschriebenen Möglichkeiten zur Verfügung stehen.
Die Fig. 4 zeigt als weitere Ausführungsform ein Füllelement 1 a, welches sich von dem Füllelement 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass das Steuerventil 17.1 eingangsseitig nicht mit dem Gasraum 5.2, sondern mit einer Quelle 22 verbunden ist, die das Spülgas zumindest mit einem gewissen Überdruck bereitstellt. Durch die gesonderte Quelle 22 kann der Druck des Spülgases unabhängig vom Fülldruck gewählt werden, und zwar so, dass der angestrebte niedrige Spüldruck problemlos erreicht wird.
Unabhängig davon, ob als Inertgas CO2-Gas oder Stickstoff verwendet wird, ist es zweckmäßig, den Spüldruck im Innenraum der Flasche 4 über eine Druckregelung auf das gewünschte Druckniveau zu regeln und hierfür mit einem in dem jeweiligen Füllelement, beispielsweise in dem Gasraum 16 angeordneten Drucksensor zu überwachen und/oder zu steuern, wie er in der Fig. 1 und 4 mit 23 angedeutet ist. Die Regelung oder Steuerung des Spüldruckes erfolgt dann beispielsweise durch ein in dem entsprechenden Gasweg für das Spülgas angeordneten und als Drossel wirkenden Steuerventils, welches wenigstens zwei Betriebszustände aufweist, nämlich einen Betriebszustand geringer Drosselung und einen Betriebszustand höherer Drosselung, bevorzugt aber auch noch einen dritten sperrenden Zustand.
Ein derartiges Steuerventil 24 ist in der Fig. 5 sehr schematisch dargestellt. Das Steuerventil 24 besitzt einen Ventilkörper 25 mit einem sich drosselartig verengenden Strömungskanal 26 und einem axial bewegbaren Ventilelement 27, welches in Abhängigkeit von seiner Position den Strömungskanal 26 freigibt oder zusätzlich verengt oder ganz verschließt. Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So wurde vorstehend davon ausgegangen, dass das Spülen der Flaschen 2 oder anderer Behälter in einer Spülphase eines Füllprozesses mit den Füllelementen 1 bzw. 1a erfolgt. Grundsätzlich kann das Spülen der Behälter auch über andere Behandlungsköpfe erfolgen, die nicht Füllelemente sind, beispielsweise in einer einer Füllmaschine vorausgehenden Maschine oder Komponente einer Anlage.
Weiterhin wurde beobachtet, dass vorzugsweise der Spülprozess bei einer 0,5 I Flasche, je nach zugeführtem Gasvolumenstrom für ca. 150 bis 300 ms durchgeführt werden sollte, bei größeren Behältervolumen entsprechend länger. Darüber hinaus wurden nur noch unbedeutende Gasaustauschvorgänge beobachtet, bzw.
erscheinen längere Spülvorgänge wirtschaftlich nicht mehr sinnvoll.
Als vorteilhaft zeigte sich allerdings, wenn die optimale Spüldauer, bei welcher Spülgases eingeblasen wird, durch Pausenphasen ein oder mehrfach unterbrochen wird (kein Einblasen von Spülgas) und die Gesamtdauer solcher Pausenzeiten in Summe ca. das 0,5 bis 1 ,2 fache der (aktiven) Spüldauer beträgt.
Bezugszeichenliste
1 , 1a Füllelement
2 Rotor
3 Behälterträger
4 Behälter oder Flasche
5 Füllgutkessel
5.1 Flüssigkeitsraum
5.2 Gasraum
6 Gehäuse
7 Flüssigkeitskanal
8 Abgabeöffnung
9 Flüssigkeitsventil
10 Ventilstößel
11 Ventilkörper
12 Gaskanal
13 Gasraum
14 Rückgasrohr
15 Gaskanal
16 Gasraum
17.1 - 17.4 Steuerventil
18, 19 Ringkanal
20 Zentriertulpe
21 Drossel
22 Quelle für Spülgas
23 Drucksensor
24 Ventil
25 Ventilkörper
26 Strömungskanal
27 Ventilelement
FA Füllelementachse
MA Maschinenachse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Spülen von Behältern (2) mit einem Spülgas vor ihrem Füllen unter Verwendung eines Behandlungskopfes (1 , 1 a), an dem der jeweilige Behälter (2) beim Spülen in Dichtlage angeordnet ist und über den das Spülgas in den Behälter eingeleitet und das Spülgas sowie ein von diesem verdrängtes gas- und/oder dampfförmiges Medium, beispielsweise Luft aus dem Behälter abgeführt wird, und wobei der Behälter vor dem Einleiten des Spülgases evakuiert bzw. mit dem Vakuum einer Vakuumquelle (19) beaufschlagt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass während des Einleitens des Spülgases in den Behälter (2) dieser weiterhin mit der Vakuumquelle (19) verbunden ist, und dass der Druck und/oder der Volumenstrom des in den Behälter (4) eingeleiteten Spülgases sowie der Unterdruck der Vakuumquelle (19) derart eingestellt sind, dass
- in einem ersten Verfahrensschritt der Behälter auf einen Druck im Bereich zwischen 0,05 bar bis 0,4 bar, bevorzugt ein Druck von etwa 0,05 bis 0,25 bar einstellt wird, und dass
- in einem zweiten zeitlich folgenden Verfahrensschritt das Einleiten oder Einblasen des Spülgases in den Behälter erfolgt und zwar vorzugsweise derart, dass der Druck im Behälter durch das Einleiten oder Einblasen des Spülgases nicht oder nur geringfügig, beispielsweise um 0,1 bar bis 0,2 bar ansteigt
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck
und/oder Volumenstrom des Spülgases sowie der Druck der Vakuumquelle (19) so eingestellt sind, dass sich ein Spüldruck zwischen 0, 15 bar und 0,45 bar ergibt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbinden des Behälters (2) mit der Vakuumquelle (19) über einen ersten, im Behandlungskopf (1 , 1 a) ausgebildeten Gaskanal (14) und das Einleiten des Spülgases über einen zweiten, im
Behandlungskopf (1 , 1a) ausgebildeten Gaskanal (15) erfolgen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten des Spülgases in den Behälter (4) zentrisch erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Einleiten des Spülgases in den Behälter (4) über ein in den Behälterinnenraum hineinreichendes Gas- oder Rückgasrohr (14) erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass als Spülgas CO2-Gas oder Stickstoff verwendet wird, vorzugsweise aus einem das Spülgas unter Druck aufweisenden Gasraum und gedrosselt durch eine Drossel (21).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Spüldruck im Behälter mit Hilfe eines Drucksensors (23) überwacht und/oder gesteuert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem
Behandlungssystem mit mehreren Behandlungsköpfen (1 , 1a) der Spüldruck für jeden Behandlungskopf (1 , 1a) mit einem eigenständigen Drucksensor (23) überwacht und/oder gesteuert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem
Behandlungssystem mit mehreren Behandlungsköpfen (1 , 1a) der Spüldruck für sämtliche Behandlungsköpfe (1 , 1a) mit einem einzigen, an einem
Behandlungskopf (1 , 1a) vorgesehenen Drucksensor (23) überwacht und/oder gesteuert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Behandlungskopf ein Füllelement (1 , 1a) eines Füllsystems zum Füllen der Behälter (2) mit einem flüssigen Füllgut ist.
11.Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem
Füllsystem zum Druckfüllen der Behälter (2) aus einem unter einem Fülldruck stehenden Füllgutkessel (5) das Spülgas von einer vom Füllgutkessel (5) unabhängigen Quelle (22) bereitgestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Phase oder dem Verfahrensschritt, bei welchem Spülgases eingeblasen wird, zusätzlich Pausenphasen durch ein- oder mehrfache Unterbrechung des Spülgases vorgesehen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die
Gesamtdauer solcher Pausenzeiten in Summe das 0,5 bis 1 ,2 fache der Spüldauer beträgt; bei welcher Spülgases eingeblasen wird.
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