EP3019436A1 - Füllsystem sowie verfahren zum behandeln von behältern mit einem prozessgas - Google Patents

Füllsystem sowie verfahren zum behandeln von behältern mit einem prozessgas

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EP3019436A1
EP3019436A1 EP14739372.2A EP14739372A EP3019436A1 EP 3019436 A1 EP3019436 A1 EP 3019436A1 EP 14739372 A EP14739372 A EP 14739372A EP 3019436 A1 EP3019436 A1 EP 3019436A1
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EP
European Patent Office
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gas
container
valve
filling
valve body
Prior art date
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Application number
EP14739372.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3019436B1 (de
Inventor
Ludwig Clüsserath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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Publication of EP3019436A1 publication Critical patent/EP3019436A1/de
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Publication of EP3019436B1 publication Critical patent/EP3019436B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—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
    • 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
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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
    • B67C3/2625—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened automatically when a given counter-pressure is obtained in the container to be filled
    • B67C3/2628—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened automatically when a given counter-pressure is obtained in the container to be filled and the filling operation stopping when the liquid rises to a level at which it closes a vent opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2602—Details of vent-tubes

Definitions

  • the invention relates to a filling system according to the preamble of claim 1 and to a method for treating containers with a process gas according to claim 19.
  • a gas channel is formed, which surrounds an inner gas pipe as an annular channel and when biasing a container arranged on the filling element via an opening formed in the Greelementgetude opening into the container interior.
  • the inner gas pipe is in the filling with a pipe section in the
  • a valve body is provided which opens the annular channel and provided in the interior of the gas pipe gas channel to the gas space of the Basgutkessels out with closed liquid valve for biasing the arranged in sealing position on the filling container container to form two parallel flow paths. When the liquid valve is open, both are
  • gas ducts continue to be connected to the gas space of the filling material boiler, the connection between the space occupied by the contents of the filling element and the annular channel is blocked by a valve body provided on the gas pipe.
  • filling systems DE 10 2010 022 985 A1 in which the containers arranged in sealing position on the filling element per unit time flowing or flowing out of this container amount of gas or process gas is controllable by a switching valve which is drivingly or mechanically switchable between at least two switching states by the actuator of the liquid valve of the respective filling element, in such a way that the gas path in question in the first state a first larger Flow cross-section for a biasing and in the second state a second, for example
  • a purge gas formed by an inert gas for example CO2 gas or sterile air
  • an inert gas for example CO2 gas or sterile air
  • a purging of the container interior is particularly because of the fact that the oxygen contained in the ambient air is displaced from the container interior, since this on the in the container
  • contents to be absorbed have negative effects in terms of taste, color or the like. may have.
  • a disadvantage of previously known filling systems or methods for treating containers is, inter alia, that when rinsing to achieve the highest possible
  • the object of the invention is to provide a filling system and a method for treating containers with a process gas, which allows a particularly effective rinsing of the respective container interior with low consumption of purge gas.
  • a filling system according to claim 1 and a method for treating containers according to claim 19 are formed.
  • the invention first relates to a filling system for filling bottles or similar containers with a liquid filling material, with a Browngutkessel, in which during filling a lower, occupied by the contents
  • Liquid space and above a gas space are formed, with at least one arranged below the Greints filling element with a
  • the essential aspect of the filling system according to the invention is that in the gas valve body, a second gas channel is formed, which is formed at least temporarily fluid-tight connectable to the first gas channel. This can be created by means of the gas valve body another, second gas valve, via which an exposure of the container interior with a process gas with a
  • second gas passage can be a multi-stage admission of the container with a
  • Process gas can be achieved, wherein the volume flow of the gas supplied into the container interior is different at the respective stages.
  • the second gas channel has a reduced cross section compared to the first gas channel. As a result, the volume flow of the process gas is throttled by the reduced cross section in the second gas channel.
  • Gas flow may be provided through the second gas passage. As a result, the volume flow through the second gas channel and thus into the container
  • the throttle preferably has a bore with a diameter of 0.5 - 2.0 mm with a throttle thickness in the flow direction of the gas of 0.3 mm - 1, 0 mm.
  • the gas valve body has a in
  • a second gas valve forming opening, via which in the open state, a gas flow through the first and second gas channel is made possible in the arranged on the filling element container.
  • the second gas channel is preferably connected in a fluid-tight manner to the first gas channel formed in the valve tappet.
  • Filling container can be achieved.
  • the flushing process is in two consecutive
  • Container interior preferably further connected to the vacuum source, so that the blowing of the purge gas in a vacuum or high vacuum in the
  • Container interior done.
  • the introduction or injection of the purge gas is carried out on the basis of the throttling of the volume flow in the second gas channel or due to the in
  • Pressure increase in the container interior results, for example, a pressure increase of at most 0.05 bar to 0.2 bar.
  • a pressure increase of at most 0.05 bar to 0.2 bar may be that after closing the purge gas, the connection with the vacuum source remains open for a certain period, so that in the container of the original
  • the opening is open or closed over a first partial stroke of the actuating element.
  • the second gas valve is opened, with the first gas valve still closed, i. the second
  • Gas channel is fluid-tightly connected to the first gas channel.
  • the flushing of the container interior can be effected by a first partial stroke of the actuating element with a process gas having a throttled volume flow.
  • the gas valve body for opening and closing the first gas valve in the Rantenachse is movable and cooperates with a formed in the first gas passage valve surface. That is, the gas valve body is to open the first gas valve along the
  • the gas valve body is lowered to close the first gas valve along the Rudelementachse, so that a sealing seat between the gas valve body and the valve seat formed in the valve stem is achieved.
  • the movement of the gas valve body takes place by means of
  • Actuator via a second partial stroke, wherein the stroke paths of the first and second partial strokes are coaxially identical.
  • actuating element which is designed to effect a two-stage lifting movement
  • both the first gas valve and the second gas valve are actuated.
  • the first gas valve is designed to effect a larger gas flow per unit time than the second gas valve.
  • Container interior can be achieved in comparison to the opening of the first gas valve.
  • the gas valve body of the first gas valve is received with a partial length in the first gas channel and protrudes with an upper end of the first gas channel. Furthermore, it preferably cooperates with this end with the actuating element.
  • the first gas channel can be formed stepped, with the first gas channel extended stepwise by the gradation upwards.
  • the gas valve body can be partially received in an upper region of the first gas channel.
  • the opening of the gas valve body forming the second gas valve is provided on a partial length protruding beyond the first gas channel, in particular on the upper end side of the gas valve body.
  • Actuating element with the gas valve body consists in particular that is opened or closed by a provided on the actuating element or a portion of the actuating element itself, the opening forming the second gas valve.
  • the actuating element by two coaxially with each other and preferably also coaxially with the Greelementachse arranged lifting elements, hereinafter also called piston-cylinder arrangements formed, of which a first lifting element acts via a plunger and an adapter on the gas valve body and of which a second Lifting element a stop for the
  • Hubzi of the first lifting element forms in such a way that in a first State of the second lifting element of the stroke of the first lifting element is limited to a first partial stroke and in a second state of the second lifting element, the second lifting element is raised by a second partial stroke, so that the stroke of the first lifting element is increased to the sum of the two partial strokes.
  • a two-stage lifting movement of the plunger can be realized, wherein only the second gas valve is opened during the first partial stroke and when completing the second partial stroke following the first partial stroke, the first gas valve is also opened.
  • the adapter causes in the lowered, lower state of the first lifting element sealing the opening and thus closing the second gas valve.
  • the adapter preferably has a surface section which, in the lowered state of the first lifting element, presses on a seal or sealing surface provided on the opening, in order to prevent the latter
  • the adapter in particular the surface section of the closure effecting the closure, is preferred
  • the adapter preferably has a first control surface which does not come into contact with the gas valve body during the first partial stroke and against which the gas valve body partially rests during the second partial stroke of the lifting element in order to lift the gas valve body out of the sealing position of the valve surface formed in the first gas duct ,
  • the adapter has a hook-shaped section which is designed to engage behind a projection of the gas valve body, referred to below as the control section. At this hook-shaped portion, the first control surface is provided, the against the projection of the gas valve body during the second partial stroke is applied and thus raises the gas valve body at an upward movement of the plunger upwards.
  • the adapter has a second control surface which cooperates with the valve tappet for closing the liquid valve.
  • the second control surface is a surface opposite the first control surface
  • the hook-shaped portion of the adapter is provided on the hook-shaped portion of the adapter.
  • this second control surface of the adapter preferably acts on the upper side of the valve stem, for example on a flange-like projection, so that by the actuating element when returning to the starting position, in which the plunger is maximally advanced into the product container, closing the
  • Liquid valve is achieved by pressing the valve body to the valve seat.
  • this causes the actuating element not only an actuation of the first and second gas valve but also an active closing of the liquid valve.
  • the liquid valve has a
  • Opening spring which biases the liquid valve in its open state.
  • This opening spring which is designed in particular as a compression spring, in this case has a spring force which is dimensioned such that upon reaching a certain biasing pressure within the container, the spring force of the opening spring
  • Opening spring is opened, ie without the action of another, actively actuated drive means.
  • the second gas channel can at least temporarily with a gas from the gas
  • Gas channel for example, via at least one other line and possibly
  • At least one valve establishes a connection to the further gas space.
  • the second gas channel may be connectable to flush the container to be filled with the gas space and for biasing the container with the other gas space.
  • Process gas takes place, which is different from the gas contained in the gas space of the product container. As a result, the tempering process can be carried out with a more favorable process gas.
  • the invention further relates to a method for treating containers with a process gas prior to their filling using a
  • the filling element has a first gas channel, which opens at an upper end in the gas space of the product container and at the lower end in a headspace of the filling element arranged container, wherein in the first gas channel, a first gas valve is provided with a gas valve body movable to open and close the first gas valve.
  • Gas valve takes place after the application of the vacuum to the container, a discharge of a first process gas for flushing the container by opening the second gas valve, wherein the container during the flushing continues with the Vacuum source is connected. Furthermore, after the flushing of the container by opening the first gas valve, a biasing of the container with a second process gas, wherein the volume flow of the second process gas through the first gas valve during biasing of the container is greater than the volume flow of the first process gas through the second gas valve during purging of the container.
  • the first process gas may in this case be the same as the second process gas, but the use of different process gases is preferred.
  • the volume flow of the in the first process gas may in this case be the same as the second process gas, but the use of different process gases is preferred.
  • Container introduced during purging first process gas and the negative pressure of the vacuum source set such that in which the container interior
  • the pressure and / or volume flow of the first process gas and the pressure of the vacuum source can be adjusted so that a purge pressure between 0.05 bar and 0.45 bar results, these values being absolute values.
  • a flushing pressure set in this way a particularly effective flushing process is achieved.
  • the container in a first method step, is evacuated to a pressure in the range between 0.05 bar and 0.2 bar, and in a second, temporally following method step, the introduction or
  • Blowing the first process gas into the container preferably in such a way that the pressure in the container by the introduction or injection of the first
  • Process gas does not or only slightly, for example by 0.05 bar - 0.2 bar increases.
  • the introduction of the first process gas for purging the container takes place via a throttle provided in the second gas channel.
  • the throttle preferably has a bore with a diameter of 0.5 - 2.0 mm with a throttle thickness in the flow direction of the gas of 0.3 mm - 1 mm.
  • Gas valve body cooperating actuating element wherein furthermore preferably the opening or closing of the first gas valve takes place by raising or lowering of the gas valve body by the actuating element.
  • containers are in particular cans and bottles, in each case made of metal, glass and / or plastic, for example.
  • the term “substantially” or “approximately” or “approx.” Means in the sense of
  • Figure 1 in a simplified representation and in vertical section a in one
  • Filling container at least partially received filling element of a filling system according to the invention
  • FIG 3 shows the second gas valve of the filling system according to the invention in one
  • FIG. 10 shows a simplified representation and a vertical section of a first alternative embodiment of the filling system according to the invention.
  • Figure 1 1 in a simplified representation and in vertical section a second alternative
  • 1 is designed as a ring vessel Golfgutkessel a Einsch- filling system or a single-chamber filling machine of rotating design for filling containers 2, which are shown as bottles, with a liquid product.
  • the Gregutkessel 1 is part of a rotatable about a vertical axis of the machine rotor.
  • the product vessel 1 is partially filled in a level-controlled manner with the filling material, so that a lower liquid space 1 .1 occupied by the product is formed in the interior of the product container 1, and above that a gas space 1 .2 which is filled, for example, with an inert gas, e.g. CO2 gas or nitrogen or sterile air is filled.
  • an inert gas e.g. CO2 gas or nitrogen or sterile air
  • At the bottom of the product vessel 1 are preferably in uniform
  • filling positions 3 are formed, each having a filling element 4 and a container carrier 5, on which the container 2 with its bottom and with which the container 2 during filling with its container opening via a ring seal a centering tulip 6 in Sealing layer are arranged pressed on the filling element 4.
  • Each filling element 4 comprises in the embodiment shown a flat plate-like
  • Liquid space 1 .1 communicates and at the bottom of the
  • valve body 12 is moved in the manner described in more detail below in the Greelementachse FA up and down.
  • valve tappet 13 a first gas channel 14 is formed, which continues in a gas pipe 15 which extends at sealing in the filling element 4 arranged container 2 through the container opening into the headspace of the container 2 and there at its lower end, the lower opening of the first gas channel 14 forms.
  • a first gas valve 16 is provided, which is formed by a partially in an upper part length of the gas channel 14 and arranged coaxially with the Greelementachse FA arranged, hollow needle gas valve body 17 which is raised to open the first gas valve 16 relative to the valve stem 13 and closing of the first gas valve 16 is lowered relative to the valve stem 13 so that a preferably arranged at the lower end of the gas valve body 17 valve surface abuts against a valve seat formed in the first gas channel 14 and thereby the first gas valve 16 blocks.
  • Gas valve body 17 has an outer cross-section, which is selected so that the gas channel 14, this valve body 17 spaced from enclosing to the upper, open end of the valve stem 13 continues.
  • a second gas channel 21 is formed, which is coaxially with the first gas passage 14 and preferably the
  • Gas valve body 17 passes through one of its entire length.
  • the gas valve body 17 accordingly forms a tubular valve body which opens fluid-tightly at a first, lower free end when the first gas valve 16 is closed in the first gas channel and at its second, upper free end has an opening 24, the one second gas valve 23 forms, which can be opened or closed in the manner described in more detail below.
  • first and second gas valves 16, 23 is preferably at the top of the product container 1 and further preferably outside this
  • an actuator 18 is provided, which is preferably a pneumatic actuator 18.
  • the actuator 18 acts on a coaxial with the Greetachse FA arranged ram 19 and an adapter 20 on the upper end of the gas valve body 17 a.
  • a control section 17.1 is provided, which expands the gas valve body 17 ITAd disorder radially outward, so that an outside gradation of the gas valve body 17 results.
  • the actuator 18 is controlled, for example, by electro-pneumatic control valves, not shown, for a controlled, two-stage axial movement of the plunger 19 and thus of the adapter 20 formed in the Greelementachse FA and consists of two control chambers forming pneumatic
  • Lifting elements which are formed in the illustrated embodiment as a piston-cylinder assemblies 18a and 18b.
  • the piston 18.1 of the piston-cylinder assembly 18a is provided directly on the plunger 19, i. the latter forms the piston rod of this piston-cylinder arrangement 18a.
  • the piston 18.2 of the upper piston-cylinder assembly 18b is provided on a further piston rod, which is also arranged coaxially with the Greelementachse FA.
  • the piston rod of the upper piston-cylinder assembly 18b forms
  • Piston-cylinder arrangement 18a is limited. In the event that the upper piston-cylinder assembly 18b assumes a lower position, the stroke of the
  • Piston rod of the lower piston-cylinder assembly 18a to the partial stroke H1 limited. If the upper piston-cylinder arrangement 18b is actuated in such a way that it assumes an upper position, ie the upper piston-cylinder arrangement 18b is raised by a partial stroke H2, the lower piston-cylinder arrangement 18a can carry out an increased stroke, and Although a hub, the sum of the
  • the arranged on the plunger 19 adapter 20 has a hook-shaped portion 20a with a control surface 20.1, the body 17 is formed for engaging behind the control portion 17.1 of the gas valve. Furthermore, the adapter 20 has a
  • Control surface 20.1 to the control section 17.1 is still spaced or just against this rests, so that by the plunger 19 no lifting of the
  • the axial distance between the control surface 20.1 and the surface portion 20.2 of the adapter 20 along the vertical Greelementachse FA is preferably equal to or greater than the partial stroke H1.
  • the surface portion 20.2 of the adapter 2 is opposite to the provided at the opening 24 seal on, so that the second gas valve 23 is closed.
  • the gas valve body 17 is thereby fully inserted into the first gas channel 14, so that the first gas valve 16 is closed, that is, the second gas channel 21 is fluid-tightly connected to the first gas channel 14.
  • the second gas channel 21 has a reduced channel cross-section compared to the first gas channel 14.
  • a throttled supply of the gas from the gas space 1 .2 is achieved in the container 2.
  • a throttle may additionally be provided, which likewise causes throttling of the gas feed from the gas space 1 .2 into the container 2.
  • the plunger 19 can be raised by the lower piston-and-cylinder assembly 18a by the stroke corresponding to the sum of the partial strokes H1 and H2, and at enforcement This stroke of the gas valve body 17 is pulled out by the engagement of the control section 17.1 by the control surface 20.1 at least partially from the first gas channel 14 upwards and thus the first gas valve 16 is opened. Furthermore, one extending between the upper end of the valve stem 13 and a tubular and spaced around the valve stem 13, a
  • FIG. 1 shows the filling element 4 and the actuating element 18 in a first operating state, ie in a state in which both the liquid valve 1 1 as also the gas valves 16 and 23 are closed.
  • the container 2 is pressed by means of the container carrier 5 from below to the annular seal in the region of the centering tulip 6, so that the container 2 is in sealing position on the filling element 4.
  • a control valve 28 by opening a control valve 28, a connection between a vacuum source 30 with the container interior via the provided in Medelementgephinuse 7 channel 29.
  • the vacuum source 30 and the control valve 28 are preferably controlled such that in the interior of the container 2, a pressure of 0 , 05 - 0,25bar.
  • the container 2 is a
  • Flushing the container 2 causes.
  • the container interior remains connected via the channel 29 with the vacuum source 30, so that the displaced by the incoming purge gas is sucked air. This results in a particularly intensive or effective flushing of the interior of the container. 2
  • the purge gas exiting the gas pipe 15 also reaches the bottom of the container 2, for example Area of the opening 24 arranged choke, the purge gas flow or the flow rate of the purge gas are throttled so far that the negative pressure, which has set during the vacuuming before introducing the purge gas, only slightly increases by the purge, for example by about 0.05 bar - 0.2 bar. This results during the rinsing process, an internal pressure or scavenging pressure in the container 2, which is still significantly below the ambient pressure, for example, about 0.15 to 0.45 bar.
  • the supply of purge gas can be timed and without interruptions. Alternatively, the supply of purge gas but also at intervals, so take place in several sub-steps.
  • the spring force of the pressure spring designed as opening spring 25 is dimensioned such that the spring force is slightly greater than the force acting on the valve body 12 and the valve stem 13 gravity or acting on the valve body 12 liquid column of the contents contained in the product container 1 (neglecting friction effects). As a result, in pressure equality between the pressure in the container interior and in the product container. 1
  • the valve body 12 preferably has in the area immediately above the
  • Gas pipe 15 in the container 2 located Medgutapt an automatic termination of the filling process is effected.
  • the gas barrier 12.1 thereby causes the gas to rise from the headspace of the container 2 past the valve body 12 into the liquid space 1 .1 of the product container 1.
  • the closing of the liquid valve 1 1 of the filling element 4 takes place actively by the action of the actuating element 18 on the valve tappet 13.
  • the action of the actuating element 18 on the valve tappet 13 takes place by means of the adapter 20, namely with a hook-shaped portion 20 a of the adapter 20
  • the control surface 20.3 acts together with a flange-like upper side portion of the valve stem 13.
  • the container 2 can be deducted from the sealing position of the filling element 4, for example by lowering the container carrier 5.
  • FIG. 10 shows a first alternative embodiment of the filling system according to the invention.
  • the basic structure of the filling system is identical to the structure of the filling system described above, so that below only the differences of the alternative embodiment to those described above
  • the filling system has a further gas space 26, preferably by a gas contained in the gas space 1 .2 different gas, for example, nitrogen (N 2 ), a vaporous medium o.ä. is included. Alternatively, CO 2 may also be contained in the gas space 26.
  • the gas space 26 is connected via a control valve 32 and via a preferably flexible conduit 33 to the piston rod of the actuating element 18, in which an axially extending third
  • Gas channel 34 is inserted, i. the third gas passage 34 extends through the piston rod in the longitudinal direction, preferably along the Standelementachse FA.
  • Gas channel 34 is connected at its lower end via the opening 24 with the second gas channel 21, with a closed second gas valve 23, in which the surface portion 20.2 of the adapter 20 bears against the opening 24.
  • the first gas valve 16 is also closed, so that a continuous gas channel from the other gas space 26 via the line 33, the third gas passage 34, the second gas passage 21, the first gas passage 14 and the gas pipe 15 into the container interior consists.
  • the essential advantage of this alternative embodiment is that a more favorable compared to CO2 process gas or inert gas can be stored in the other gas space 26, which is used in particular for biasing the container 2.
  • the actuating element 18 can in this case in particular for Activation of only one-stage stroke be formed, wherein the stroke is dimensioned such that only an opening of the second gas valve 23 is effected by the actuating element 18, so that when lifting the plunger 19 and the associated opening of the second gas valve 23 in the gas space. 1 .2 contained gas, as described above, throttled when the control valve 32 is closed is supplied to the container interior for purging, the biasing of the container 2 but with closed first and second gas valve 16, 23 by opening the control valve 32 contained in the other gas space 26
  • Process gas is supplied to the container interior. This can be a
  • the filling system according to the invention can also have a Trinox functionality, wherein a Trinox gas is supplied to the head space of the container 2 via a Trinox channel 35 coupled to the channel 29 from a Trinox gas space 36 in order to adjust the filling height within the container 2 reach, in such a way that the level of contents within the container 2 corresponds to the lower edge of the gas pipe 15.
  • a Trinox gas is supplied to the head space of the container 2 via a Trinox channel 35 coupled to the channel 29 from a Trinox gas space 36 in order to adjust the filling height within the container 2 reach, in such a way that the level of contents within the container 2 corresponds to the lower edge of the gas pipe 15.
  • FIG. 11 shows a second alternative embodiment of the filling system according to the invention similar to the embodiment according to FIG. 10.
  • the essential difference from the embodiment according to FIG. 10 consists firstly in the fact that in the region of the second gas channel 21 of the gas valve body 17 no throttle is provided for reducing the gas flow through the hollow needle gas valve body 17 but the throttle is displaced to the outside, in the region the line 33, the third gas channel 34 with the other Gas space 26 connects. Furthermore, the line 33 between the third gas channel 34 and the other gas space 26 at least one branch point 38, by means of which the channel formed in the conduit 33 branches into two or more mutually parallel channels 39, 40, wherein all of these parallel channels 39, 40 open into the further gas space 26.
  • a control valve 32 a, 32 b is provided, by means of which the individual channels 39, 40 are each independently visible or closable to establish a connection between the third gas duct 34 and the other gas space 26 to be able to.
  • Throttles 41, 42 are provided in the mutually parallel channels 39, 40, by means of which the volume flow through the respective channels 39, 40 is limited.
  • the throttles 41, 42 of the channels 39, 40th are provided in each of these mutually parallel channels 39, 40, by means of which the volume flow through the respective channels 39, 40 is limited.
  • the throttle 39 has a smaller bore than the throttle 40, so that the throttle 39 allows a lower volume flow than the throttle 40 (each at a constant pressure within the other gas space 26).
  • the volume flow through the third gas channel 34 or the line 33 can be changed by selecting the opened channel 39 or 40, depending on the type of rinsing method. This is of considerable advantage in particular if both filling of the containers with vacuum support (for example glass bottles) or without
  • Vacuum support e.g., PET bottles
  • Vacuum support can be made, since depending on the prevailing in the container to be filled rinsing the volume flow into the other gas space 26 can be changed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit einem Füllgutkessel (1), in welchem während des Füllens ein unterer, vom Füllgut eingenommener Flüssigkeitsraum (1.1) und darüber ein Gasraum (1.2) gebildet sind, mit wenigstens einem unterhalb des Füllgutkessels (1) angeordneten Füllelement (4) mit Füllelementgehäuse (7), in welchem ein mit dem Flüssigkeitsraum (1.1) in Verbindung stehender Flüssigkeitskanal (8) ausgebildet ist, der an einer dem Füllgutkessel (1) abgewandten Unterseite des Füllelementgehäuses (7) eine Füllgutabgabeöffnung (10) bildet, mit einem im Flüssigkeitskanal (8) angeordneten Flüssigkeitsventil (11) mit Ventilkörper (12), der an einem achsgleich mit einer Füllelementachse (FA) angeordneten Ventilstößel (13) vorgesehen und zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils sowie für eine gesteuerte Abgabe des Füllgutes in den am Füllelement (4) angeordneten Behälter (2) axial bewegbar ist, mit einem im Ventilstößel (13) ausgebildeten ersten Gaskanal (14), der an einem oberen Ende in den Gasraum (1.2) des Füllgutkessels (1) und am unteren Ende in einem Kopfraum des am Füllelement (4) angeordneten Behälters (2) mündet, mit einem im ersten Gaskanal (14) vorgesehenen ersten Gasventil (16) mit einem zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils (16) bewegbaren Gasventilkörper (17), sowie mit zumindest einem mit dem Gasventilkörper (17) des ersten Gasventils (16) zusammenwirkenden Betätigungselement (18).

Description

Füllsystem sowie Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einem
Prozessgas
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einem Prozessgas gemäß Patentanspruch 19.
Füllsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einem Prozessgas sind bekannt (EP 0 953 542 B1 ). Bekannt ist auch ein Füllsystem (DE 75 36 390 U), bei dem in einem Ventilstößel zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitskanals eines
Füllelementes ein Gaskanal ausgebildet ist, der als Ringkanal ein inneres Gasrohr umschließt und beim Vorspannen eines am Füllelement angeordneten Behälters über eine im Füllelementgehäuse ausgebildete Öffnung in den Behälterinnenraum mündet. Das innere Gasrohr steht beim Füllen mit einem Rohrabschnitt in den
Kopfraum des Behälters hinein und ist axial relativ zum Ventilstößel bewegbar. Am oberen Ende des Gasrohres ist ein Ventilkörper vorgesehen, der bei geschlossenem Flüssigkeitsventil zum Vorspannen des in Dichtlage am Füllelement angeordneten Behälters zur Ausbildung zweier paralleler Strömungswege den Ringkanal und den im Inneren des Gasrohres vorgesehenen Gaskanal jeweils zum Gasraum des Füllgutkessels hin öffnet. Bei geöffnetem Flüssigkeitsventil sind die beiden
Gaskanäle zwar weiterhin mit dem Gasraum des Füllgutkessels verbunden, durch einen an dem Gasrohr vorgesehenen Ventilkörper ist aber die Verbindung zwischen dem vom Füllgut eingenommenen Raum des Füllelementes und dem Ringkanal gesperrt.
Nachteilig ist bei den vorgenannten bekannten Füllsystemen grundsätzlich, dass die dem jeweiligen Behälter je Zeiteinheit zufließende Menge und/oder aus dem Behälter abfließende Menge an Gas oder Prozessgas nicht gesteuert veränderbar ist.
Bekannt sind weiterhin Füllsysteme DE 10 2010 022 985 A1 , bei denen die dem jeweiligen in Dichtlage am Füllelement angeordneten Behälter je Zeiteinheit zufließende oder aus diesem Behälter abfließende Menge an Gas oder Prozessgas durch ein Schaltventil steuerbar ist, welches durch die Betätigungseinrichtung des Flüssigkeitsventils des betreffenden Füllelementes antriebsmäßig oder mechanisch zwischen wenigstens zwei Schaltzuständen schaltbar ist, und zwar derart, dass der betreffende Gasweg im ersten Zustand einen ersten größeren Strömungsquerschnitt für ein Vorspannen und im zweiten Zustand einen zweiten, beispielsweise
reduzierten Strömungsquerschnitt für ein Rückgas beim Druckfüllen aufweist.
Allerdings erfordern diese Füllsysteme oder deren Füllelemente zusätzliche, beispielswiese pneumatisch betätigte Steuerventile.
Ferner ist es grundsätzlich auch bekannt, den jeweiligen Behälter bzw. dessen Behälterinnenraum vor dem Füllen zu evakuieren und anschließend mit einem von einem Inertgas (zum Beispiel CO2-Gas oder Sterilluft) gebildeten Spülgas zu spülen, um vorhandene Umgebungsluft oder ein anderes gas- und/oder dampfförmiges Medium aus dem Behälterinnenraum zu entfernen, allerdings nicht bei Füllsystemen gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 . Ein Spülen des Behälterinnenraums erfolgt insbesondere deshalb, dass der in der Umgebungsluft enthaltene Sauerstoff aus dem Behälterinnenraum verdrängt wird, da dieser auf das in den Behälter
aufzunehmende Füllgut negative Auswirkungen in Bezug auf den Geschmack, die Farbe o.ä. haben kann.
Nachteilig an bisher bekannten Füllsystemen bzw. Verfahren zum Behandeln von Behältern ist u.a., dass beim Spülen zur Erreichung einer möglichst hohen
Umgebungsluftverdrängung eine relativ hohe Menge an Spülgas verbraucht wird. Dadurch wird das Befüllen der Behälter wesentlich verteuert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllsystem sowie ein Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einem Prozessgas aufzuzeigen, welches ein besonders effektives Spülen des jeweiligen Behälterinnenraums bei geringem Verbrauch an Spülgas ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Füllsystem entsprechend dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Behandeln von Behältern entsprechend dem Patentanspruch 19 ausgebildet. Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern mit einem flüssigen Füllgut, mit einem Füllgutkessel, in welchem während des Füllens ein unterer, vom Füllgut eingenommener
Flüssigkeitsraum und darüber ein Gasraum gebildet sind, mit wenigstens einem unterhalb des Füllgutkessels angeordneten Füllelement mit einem
Füllelementgehäuse, in welchem ein mit dem Flüssigkeitsraum in Verbindung stehender Flüssigkeitskanal ausgebildet ist, der an einer dem Füllgutkessel abgewandten Unterseite des Füllelementgehäuses eine Füllgutabgabeöffnung bildet, mit einem im Flüssigkeitskanal angeordneten Flüssigkeitsventil mit Ventilkörper, der an einem achsgleich mit einer Füllelementachse angeordneten Ventilstößel vorgesehen und zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils sowie für eine gesteuerte Abgabe des Füllgutes in den am Füllelement angeordneten Behälter axial bewegbar ist, mit einem im Ventilstößel ausgebildeten ersten Gaskanal, der an einem oberen Ende in den Gasraum des Füllgutkessels und am unteren Ende in einem Kopfraum des am Füllelement angeordneten Behälters mündet, mit einem im ersten Gaskanal vorgesehenen ersten Gasventil mit einem zum Öffnen und
Schließen des ersten Gasventils bewegbaren Gasventilkörper, sowie mit zumindest einem mit dem Gasventilkörper des ersten Gasventils zusammenwirkenden
Betätigungselement.
Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Füllsystems besteht darin, dass im Gasventilkörper ein zweiter Gaskanal ausgebildet ist, der zumindest zeitweise mit dem ersten Gaskanal fluiddicht verbindbar ausgebildet ist. Dadurch kann mittels des Gasventil körpers ein weiteres, zweites Gasventil geschaffen werden, über das eine Beaufschlagung des Behälterinnenraums mit einem Prozessgas mit einem
geringeren Volumenstrom im Vergleich zum Öffnen des ersten Gasventils ermöglicht wird. In anderen Worten, durch den im Gasventilkörper ausgebildeten zweiten Gaskanal kann eine mehrstufige Beaufschlagung des Behälters mit einem
Prozessgas erreicht werden, wobei der Volumenstrom des in den Behälterinnenraum zugeführten Gases bei den jeweiligen Stufen unterschiedlich ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der zweite Gaskanal einen im Vergleich zum ersten Gaskanal reduzierten Querschnitt aufweist. Dadurch wird der Volumenstrom des Prozessgases durch den im zweiten Gaskanal verringerten Querschnitt gedrosselt.
Bevorzugt kann im zweiten Gaskanal eine Drossel zur Reduzierung des
Gasdurchflusses durch den zweiten Gaskanal vorgesehen sein. Dadurch kann der Volumenstrom durch den zweiten Gaskanal und damit der in den Behälter
eingebrachte Volumenstrom des Prozessgases weiterhin reduziert werden. Die Drossel hat dabei vorzugsweise eine Bohrung mit einem Durchmesser von 0,5 - 2,0 mm bei einer Dicke der Drossel in Flussrichtung des Gases von 0,3 mm - 1 ,0 mm.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Gasventilkörper eine im
Gasraum angeordnete, ein zweites Gasventil bildende Öffnung auf, über die im geöffneten Zustand ein Gasfluss durch den ersten und zweiten Gaskanal in den am Füllelement angeordneten Behälter ermöglicht wird. Dabei ist vorzugsweise der zweite Gaskanal mit dem im Ventilstößel ausgebildeten ersten Gaskanal fluiddicht verbunden. Durch das Öffnen bzw. Schließen des zweiten Gasventils lässt sich damit ein gesteuertes Zuführen des im Gasraum enthaltenen Prozessgases über den zweiten Gaskanal, den ersten Gaskanal und ein in den Kopfraum des Behälters hineinreichendes Gasrohr erreichen. Dadurch kann ein Spülvorgang des Behälters mit einer gedrosselten Zuführung des Prozessgases aus dem Gasraum des
Füllgutbehälters erreicht werden. Vorzugsweise wird der Spülvorgang in zwei aufeinanderfolgenden
Verfahrensschritten vollzogen, und zwar in einem ersten Verfahrensschritt, in dem der Behälterinnenraum durch Verbinden mit einer Vakuumquelle evakuiert wird und dann in einem zweiten, darauf folgenden Verfahrensschritt das eigentliche Spülen des Behälters durch Einblasen des Spülgases erfolgt. Dabei bleibt der
Behälterinnenraum vorzugsweise weiterhin mit der Vakuumquelle verbunden, 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 - 0,25 bar einstellt, das heißt ein Unterdruck von etwa 0,6 bar bis 0,95 bar, bevorzugt 0,75 - 0,95 bar gegenüber dem Umgebungsdruck. Das Einleiten oder Einblasen des Spülgases erfolgt anhand der Drosselung des Volumenstroms im zweiten Gaskanal bzw. aufgrund des im
Gasraum enthaltenen Drucks derart, dass sich hierbei allenfalls ein geringer
Druckanstieg im Behälterinnenraum ergibt, beispielsweise ein Druckanstieg von höchstens 0,05 bar bis 0,2 bar. Von besonderem Vorteil kann dabei sein, dass nach dem Schließen der Spülgaszufuhr die Verbindung mit der Vakuumquelle noch für einen gewissen Zeitraum geöffnet bleibt, so dass im Behälter der ursprüngliche
Unterdruck wiederhergestellt werden kann. Dies ist aber keinesfalls zwingend nötig.
Bevorzugt ist die Öffnung über einen ersten Teilhub des Betätigungselements offenbar bzw. verschließbar. Vorzugsweise wird dabei lediglich das zweite Gasventil geöffnet, wobei das erste Gasventil weiterhin geschlossen ist, d.h. der zweite
Gaskanal ist fluiddicht mit dem ersten Gaskanal verbunden. Somit kann durch einen ersten Teilhub des Betätigungselements die Spülung des Behälterinnenraumes mit einem Prozessgases mit einem gedrosselten Volumenstrom bewirkt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Gasventilkörper zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils in der Füllelementachse bewegbar und wirkt dabei mit einer im ersten Gaskanal ausgebildeten Ventilfläche zusammen. D.h., der Gasventil körper wird zum Öffnen des ersten Gasventils entlang der
Füllelementachse angehoben, so dass der Dichtsitz des Gasventil körpers in der im Ventilstößel vorgesehenen Bohrung bzw. dem dort vorgesehenen Ventilsitz gelöst wird. In umgekehrter Richtung wird der Gasventilkörper zum Schließen des ersten Gasventils entlang der Füllelementachse abgesenkt, so dass ein Dichtsitz zwischen dem Gasventilkörper und dem im Ventilstößel ausgebildeten Ventilsitz erreicht wird. Vorzugsweise erfolgt die Bewegung des Gasventil körpers mittels des
Betätigungselements, und zwar über einen zweiten Teilhub, wobei die Hubwege der ersten und zweiten Teilhübe achsgleich verlaufen. Damit kann durch ein und dasselbe Betätigungselement, das zur Bewirkung einer zweistufigen Hubbewegung ausgebildet ist, sowohl das erste Gasventil als auch das zweite Gasventil betätigt werden. Bevorzugt ist das erste Gasventil zur Bewirkung eines größeren Gasdurchflusses pro Zeiteinheit als das zweite Gasventil ausgebildet. Dadurch kann bei Öffnung des zweiten Gasventils ein gedrosselter Volumenstrom an Prozessgas in den
Behälterinnenraum im Vergleich zur Öffnung des ersten Gasventils erreicht werden.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Gasventilkörper des ersten Gasventils mit einer Teillänge im ersten Gaskanal aufgenommen und steht mit einem oberen Ende aus dem ersten Gaskanal vor. Weiterhin bevorzugt wirkt er mit diesem Ende mit dem Betätigungselement zusammen. Der erste Gaskanal kann dabei gestuft ausgebildet sein, wobei sich der erste Gaskanal durch die Stufung nach oben hin stufenförmig erweitert. Der Gasventilkörper kann dabei in einen oberen Bereich des ersten Gaskanals teilweise aufgenommen sein.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die das zweite Gasventil bildende Öffnung des Gasventil körpers auf einer über den ersten Gaskanal vorstehenden Teillänge vorgesehen, insbesondere an der oberen Stirnseite des Gasventilkörpers. Das zuvor beschriebene Zusammenwirken des
Betätigungselements mit dem Gasventilkörper besteht dabei insbesondere darin, dass durch ein am Betätigungselement vorgesehenes Element oder einen Abschnitt des Betätigungselements selbst die das zweite Gasventil bildende Öffnung geöffnet bzw. geschlossen wird.
Vorzugsweise ist das Betätigungselement durch zwei achsgleich miteinander und vorzugsweise auch achsgleich mit der Füllelementachse angeordnete Hubelemente, im Folgenden auch Kolben-Zylinder-Anordnungen genannt, gebildet, von denen ein erstes Hubelement über einen Stößel und einen Adapter auf den Gasventilkörper einwirkt und von denen ein zweites Hubelement einen Anschlag für die
Hubbewegung des ersten Hubelementes in der Weise bildet, dass in einem ersten Zustand des zweiten Hubelementes der Hub des ersten Hubelementes auf einen ersten Teilhub begrenzt ist und in einem zweiten Zustand des zweiten Hubelementes das zweite Hubelement um einen zweiten Teilhub angehoben ist, so dass der Hubweg des ersten Hubelementes auf die Summe aus den beiden Teilhüben vergrößert ist. Dadurch kann eine zweistufige Hubbewegung des Stößels realisiert werden, wobei beim ersten Teilhub lediglich das zweite Gasventil geöffnet wird und beim Vollziehen des Weiteren, zweiten Teilhubs im Anschluss an den ersten Teilhub auch das erste Gasventil geöffnet wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bewirkt der Adapter im abgesenkten, unteren Zustand des ersten Hubelements eine Abdichtung der Öffnung und damit ein Verschließen des zweiten Gasventils. Vorzugsweise weist der Adapter hierbei einen Flächenabschnitt auf, der im abgesenkten Zustand des ersten Hubelements auf eine an der Öffnung vorgesehene Dichtung bzw. Dichtfläche drückt, um damit den
Verschluss des zweiten Gasventils zu bewirken.
Bevorzugt ist im um den ersten Teilhub angehobenen Zustand des Hubelements der Adapter, insbesondere der den Verschluss bewirkende Flächenabschnitt des
Adapters von der Öffnung abgehoben und damit das zweite Gasventil geöffnet. Das erste Gasventil hingegen verbleibt aufgrund des weiterhin abgesenkten
Gasventil körpers verschlossen. Somit kann durch die mehrstufige Hubbewegung des Betätigungselements nach Vollziehen des ersten Teilhubs durch Lösen des
Dichtsitzes des Adapters vom Gasventil körper das zweite Gasventil geöffnet werden. Weiterhin vorzugsweise weist der Adapter eine erste Steuerfläche auf, die während des ersten Teilhubs nicht gegenüber dem Gasventilkörper zur Anlage kommt, und gegen die der Gasventilkörper während des zweiten Teilhubs des Hubelements teilweise anliegt, um den Gasventilkörper aus der Dichtlage der im ersten Gaskanal ausgebildeten Ventilfläche abzuheben. Insbesondere weist der Adapter einen hakenförmig ausgebildeten Abschnitt auf, der zum Hintergreifen eines Vorsprungs des Gasventilkörpers, nachfolgend auf Steuerabschnitt genannt, ausgebildet ist. An diesem hakenförmigen Abschnitt ist die erste Steuerfläche vorgesehen, die gegenüber dem Vorsprung des Gasventil körpers während des zweiten Teilhubs anliegt und damit bei einer Aufwärtsbewegung des Stößels den Gasventilkörper nach oben anhebt. Durch die fehlende Anlage der ersten Steuerfläche gegenüber dem Gasventilkörper beim ersten Teilhub wird erreicht, dass zwar der Flächenabschnitt des Adapters, der einen Verschluss der Öffnung des zweiten Gasventils bewirkt, von der Öffnung des Gasventil körpers abgehoben wird, jedoch während dieses ersten Teilhubs noch kein Anheben des Gasventil körpers und eine damit verbundene Öffnung des ersten Gasventils erfolgt.
Bevorzugt weist der Adapter eine zweite Steuerfläche auf, die mit dem Ventilstößel zum Schließen des Flüssigkeitsventils zusammenwirkt. Die zweite Steuerfläche ist insbesondere eine der ersten Steuerfläche gegenüberliegende Fläche, die
beispielsweise an dem hakenförmigen Abschnitt des Adapters vorgesehen ist. Mittels dieser zweiten Steuerfläche wirkt der Adapter vorzugsweise oberseitig auf den Ventilstößel ein, beispielsweise an einem flanschartigen Vorsprung, so dass durch das Betätigungselement beim Zurückstellen in die Ausgangslage, in der der Stößel maximal in den Füllgutbehälter vorgeschoben ist, ein Schließen des
Flüssigkeitsventils durch Anpressen des Ventilkörpers an den Ventilsitz erreicht wird. Vorteilhafterweise bewirkt damit das Betätigungselement nicht nur eine Betätigung des ersten bzw. zweiten Gasventils sondern zudem ein aktives Schließen des Flüssigkeitsventils.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Flüssigkeitsventil eine
Öffnungsfeder auf, die das Flüssigkeitsventil in seinen Öffnungszustand vorspannt. Diese Öffnungsfeder, die insbesondere als Druckfeder ausgebildet ist, weist dabei eine Federkraft auf, die derart bemessen ist, dass bei Erreichen eines gewissen Vorspanndrucks innerhalb des Behälters die Federkraft der Öffnungsfeder
gegenüber der Schwerkraft des Ventilkörpers bzw. des Ventilstößels und der auf dem Ventilkörper lastenden Flüssigkeitssäule überwiegt (Reibungskräfte
vernachlässigend), so dass das Flüssigkeitsventil automatisiert durch die
Öffnungsfeder geöffnet wird, d.h. ohne Einwirken eines weiteren, aktiv betätigten Antriebsmittels. Der zweite Gaskanal kann zumindest zeitweise mit einem vom Gasraum des
Füllgutkessels unabhängigen, weiteren Gasraum verbunden werden. Dies erfolgt beispielsweise über eine im Stößel der Betätigungseinrichtung vorgesehenen
Gaskanal, der beispielsweise über zumindest eine weitere Leitung und ggf.
zumindest ein Ventil eine Verbindung zu dem weiteren Gasraum herstellt.
Insbesondere kann der zweite Gaskanal zum Spülen des zu befüllenden Behälters mit dem Gasraum und zum Vorspannen des Behälters mit dem weiteren Gasraum verbindbar ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, dass insbesondere der
Vorspannprozess durch Beaufschlagung des Behälterinnenraumes mit einem
Prozessgas erfolgt, das unterschiedlich zu dem im Gasraum des Füllgutbehälters enthaltenen Gas ist. Dadurch kann der Vorspannprozess mit einem günstigeren Prozessgas erfolgen.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einem Prozessgas vor ihrem Füllen unter Verwendung eines
Füllelements, an dem der jeweilige Behälter während der Behandlung in Dichtlage angeordnet ist und über das ein Prozessgas in den Behälter eingeleitet und ein Prozessgas sowie ein von diesem verdrängtes gas- und/oder dampfförmiges
Medium, beispielsweise Luft aus dem Behälter abgeführt wird, und wobei der
Behälter vor dem Einleiten eines Prozessgases evakuiert bzw. mit dem Vakuum einer Vakuumquelle beaufschlagt wird, wobei das Füllelement einen ersten Gaskanal aufweist, der an einem oberen Ende in den Gasraum des Füllgutkessels und am unteren Ende in einem Kopfraum des am Füllelement angeordneten Behälters mündet, wobei im ersten Gaskanal ein erstes Gasventil mit einem zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils bewegbaren Gasventilkörper vorgesehen ist.
Über einen im Gasventilkörper ausgebildeten und zumindest zeitweise mit dem ersten Gaskanal fluiddicht verbundenen zweiten Gaskanal mit einem zweiten
Gasventil erfolgt nach der Beaufschlagung des Behälters mit dem Vakuum eine Einleitung eines ersten Prozessgases zur Spülung des Behälters durch Öffnen des zweiten Gasventils, wobei der Behälter während der Spülung weiterhin mit der Vakuumquelle verbunden ist. Weiterhin erfolgt nach der Spülung des Behälters durch Öffnen des ersten Gasventils ein Vorspannen des Behälters mit einem zweiten Prozessgas, wobei der Volumenstrom des zweiten Prozessgases durch das erste Gasventil beim Vorspannen des Behälters größer ist als der Volumenstrom des ersten Prozessgases durch das zweite Gasventil beim Spülen des Behälters.
Das erste Prozessgas kann hierbei gleich dem zweiten Prozessgas sein, bevorzugt jedoch ist die Verwendung von unterschiedlichen Prozessgasen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der Volumenstrom des in den
Behälter beim Spülen eingeleiteten ersten Prozessgases sowie der Unterdruck der Vakuumquelle derart eingestellt, dass sich bei dem den Behälterinnenraum
durchströmendem ersten Prozessgas im Behälter ein Spüldruck einstellt, der gleich dem Umgebungsdruck ist oder geringfügig über oder unter dem Umgebungsdruck liegt. Damit wird ein effektives Spülen des Flascheninnenraums bei einer erheblichen Reduzierung des Verbrauchs an Spülgas und damit keine erhebliche
Kosteneinsparung erreicht.
Insbesondere können der Druck und/oder Volumenstrom des ersten Prozessgases sowie der Druck der Vakuumquelle so eingestellt sein, dass sich ein Spüldruck zwischen 0,05 bar und 0,45bar ergibt, wobei diese Werte Absolutwerte sind. Bei einem derart eingestellten Spüldruck wird ein besonders effektiver Spülprozess erreicht. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird in einem ersten Verfahrensschritt der Behälter auf einen Druck im Bereich zwischen 0,05 bar und 0,2 bar evakuiert, und in einem zweiten, zeitlich folgenden Verfahrensschritt erfolgt das Einleiten oder
Einblasen des ersten Prozessgases in den Behälter, und zwar vorzugsweise derart, dass der Druck im Behälter durch das Einleiten oder Einblasen des ersten
Prozessgases nicht oder nur geringfügig, beispielsweise um 0,05 bar - 0,2 bar ansteigt. Besonders bevorzugt erfolgt das Einleiten des ersten Prozessgases zur Spülung des Behälters über eine im zweiten Gaskanal vorgesehene Drossel. Die Drossel hat dabei vorzugsweise eine Bohrung mit einem Durchmesser von 0,5 - 2,0 mm bei einer Dicke der Drossel in Flussrichtung des Gases von 0,3 mm - 1 mm.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt das Öffnen bzw.
Schließen des zweiten Gasventils durch einen ersten Teilhub eines mit dem
Gasventilkörper zusammenwirkenden Betätigungselements, wobei weiterhin vorzugsweise das Öffnen bzw. Schließen des ersten Gasventils durch Anheben bzw. Absenken des Gasventil körpers durch das Betätigungselement erfolgt.
In Dichtlage mit dem Füllelement befindlicher Behälter bedeutet im Sinne der
Erfindung, dass der jeweilige Behälter in der dem Fachmann bekannten Weise mit seiner Behältermündung dicht an das Füllelement bzw. an eine dortige Dichtung angepresst anliegt.
Behälter sind im Sinne der Erfindung sind hierbei insbesondere Dosen und Flaschen, jeweils beispielweise aus Metall, Glas und/oder Kunststoff. Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bzw.„ca." bedeutet im Sinne der
Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +1- 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 Ausführungsbeispielen näher erläutert, es zeigen:
Figur 1 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt ein in einem
Füllgutbehälter zumindest teilweise aufgenommenes Füllelement eines Füllsystems gemäß der Erfindung;
Figur 2 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem während des Spülvorgangs;
Figur 3 das zweite Gasventil des erfindungsgemäßen Füllsystems in einer
Detailansicht;
Figur 4 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem während des Vakuumierens des Behälters;
Figur 5 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem während des Vorspannens des Behälters;
Figur 6 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem während des Befüllens des Behälters;
Figur 7 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem beim Ende des Füllvorgangs;
Figur 8 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem mit geschlossenen Flüssigkeitsventil;
Figur 9 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt das erfindungsgemäße
Füllsystem beim Entlasten des Behälters; Figur 10 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt eine erste alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllsystems; und
Figur 1 1 in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt eine zweite alternative
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllsystems.
In den Figuren ist 1 ein als Ringkessel ausgebildeter Füllgutkessel eines Einkammer- Füllsystems bzw. einer Einkammer-Füllmaschine umlaufender Bauart zum Füllen von Behältern 2, die als Flaschen dargestellt sind, mit einem flüssigen Füllgut. Der Füllgutkessel 1 ist Bestandteil eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors. Während des Füllbetriebes ist der Füllgutkessel 1 mit dem Füllgut niveaugesteuert teilgefüllt, sodass sich im Innenraum des Füllgutkessels 1 ein unterer, vom Füllgut eingenommener Flüssigkeitsraum 1 .1 und darüber ein Gasraum 1 .2 ausbilden, der beispielsweise mit einem Inertgas, z.B. CO2-Gas oder Stickstoff oder steriler Luft gefüllt ist.
An der Unterseite des Füllgutkessels 1 sind vorzugsweise in gleichmäßigen
Winkelabständen um die vertikale Maschinenachse versetzt, Füllpositionen 3 gebildet, die jeweils ein Füllelement 4 sowie einen Behälterträger 5 aufweisen, auf dem die Behälter 2 mit ihrem Boden aufstehen und mit dem die Behälter 2 während des Füllens mit ihrer Behälteröffnung über eine Ringdichtung einer Zentriertulpe 6 in Dichtlage am Füllelement 4 angepresst angeordnet sind. Jedes Füllelement 4 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel ein flaches plattenartiges
Füllelementgehäuse 7, in welchem u.a. ein Flüssigkeitskanal 8 ausgebildet ist, der über eine Öffnung 9 im Boden des Füllgutkessels 1 mit dem dortigen
Flüssigkeitsraum 1 .1 in Verbindung steht und an der Unterseite des
Füllelementgehäuses 7 eine von der Ringdichtung umschlossene
Füllgutabgabeöffnung 10 bildet, über die das Füllgut beim Füllen dem jeweiligen Behälter 2 zufließt. Innerhalb des Flüssigkeitskanals 8 ist ein die Abgabe des flüssigen Füllgutes an den jeweiligen Behälter 2 steuerndes Flüssigkeitsventil 1 1 vorgesehen. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem Ventilkörper 12, der bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 1 1 gegen einen im Flüssigkeitskanal 8 ausgebildeten Ventilsitz anliegt und der an einem rohrförmigen und achsgleich mit einer vertikalen Füllelementachse FA angeordneten Ventilstößel 13 vorgesehen ist. Zum Öffnen und Schließen des
Flüssigkeitsventils wird der Ventilkörper 12 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise in der Füllelementachse FA auf und ab bewegt. Im Ventilstößel 13 ist ein erster Gaskanal 14 ausgebildet, der sich in einem Gasrohr 15 fortsetzt, das bei in Dichtlage am Befüllelement 4 angeordnetem Behälter 2 durch die Behälteröffnung in den Kopfraum des Behälters 2 hineinreicht und dort an seinem unteren Ende die untere Öffnung des ersten Gaskanals 14 bildet. Im ersten
Gaskanal 14 ist ein erstes Gasventil 16 vorgesehen, welches von einem in einer oberen Teillänge des Gaskanals 14 teilweise aufgenommenen und achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordneten, hohlnadelförmigen Gasventilkörper 17 gebildet ist, der zum Öffnen des ersten Gasventils 16 relativ zum Ventilstößel 13 angehoben und zum Schließen des ersten Gasventils 16 relativ zum Ventilstößel 13 abgesenkt wird, sodass eine vorzugsweise am unteren Ende des Gasventil körpers 17 angeordnete Ventilfläche gegen einen im ersten Gaskanal 14 gebildeten Ventilsitz anliegt und dadurch das erste Gasventil 16 sperrt. Der hohlnadelartige
Gasventilkörper 17 besitzt einen äußeren Querschnitt, der so gewählt ist, dass sich der Gaskanal 14 diesen Ventilkörper 17 beabstandet umschließend bis an das obere, offene Ende des Ventilstößels 13 fortsetzt.
Im Inneren des Gasventil körpers 17 ist ein zweiter Gaskanal 21 ausgebildet, der achsgleich mit dem ersten Gaskanal 14 verläuft und vorzugsweise den
Gasventilkörper 17 auf ein seiner gesamten Länge durchzieht. Der Gasventilkörper 17 bildet demnach einen rohrförmigen Ventilkörper, der an einem ersten, unteren freien Ende bei geschlossenem ersten Gasventil 16 in den ersten Gaskanal fluiddicht mündet und an seinem zweiten, oberen freien Ende eine Öffnung 24 aufweist, die ein zweites Gasventil 23 ausbildet, das in der nachfolgend näher beschriebenen Weise geöffnet bzw. geschlossen werden kann.
Zum Steuern der ersten und zweiten Gasventile 16, 23 ist vorzugsweise an der Oberseite des Füllgutkessels 1 und weiterhin vorzugsweise außerhalb dieses
Füllgutkessels 1 ein Betätigungselement 18 vorgesehen, das vorzugsweise ein pneumatisches Betätigungselement 18 ist. Das Betätigungselement 18 wirkt über einen achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordneten Stößel 19 und einen Adapter 20 auf das obere Ende des Gasventil körpers 17 ein. Insbesondere ist an diesem oberen Ende des Gasventil körpers 17 ein Steuerabschnitt 17.1 vorgesehen, der den Gasventilkörper 17 freiendseitig radial nach außen erweitert, so dass sich eine außenseitige Stufung des Gasventil körpers 17 ergibt.
Das Betätigungselement 18 ist gesteuert beispielsweise durch nicht dargestellte elektro-pneumatische Steuerventile für eine gesteuerte, zweistufige axiale Bewegung des Stößels 19 und damit des Adapters 20 in der Füllelementachse FA ausgebildet und besteht hierfür aus zwei Steuerkammern bildenden pneumatischen
Hubelementen, die bei der dargestellten Ausführungsform als Kolben-Zylinder- Anordnungen 18a und 18b ausgebildet sind. Der Kolben 18.1 der Kolben- Zylinderanordnung 18a ist direkt am Stößel 19 vorgesehen, d.h. letzterer bildet die Kolbenstange dieser Kolben-Zylinder-Anordnung 18a. Der Kolben 18.2 der oberen Kolben-Zylinder-Anordnung 18b ist an einer weiteren Kolbenstange vorgesehen, die ebenfalls achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet ist. Eine
Faltenbalgdichtung dichtet den Durchtrittsbereich des Stößels 19 durch die Oberseite des Füllgutkessels 1 ab.
Die Kolbenstange der oberen Kolben-Zylinder-Anordnung 18b bildet ein
Anschlagselement für die Kolbenstange der unteren Kolben-Zylinder-Anordnung 18a, so dass durch die obere Kolben-Zylinder-Anordnung 18b der Hub der unteren
Kolben-Zylinder-Anordnung 18a begrenzt wird. Für den Fall, dass die obere Kolben- Zylinder-Anordnung 18b eine untere Position einnimmt, wird der Hub der
Kolbenstange der unteren Kolben-Zylinder-Anordnung 18a auf den Teilhub H1 begrenzt. Wird die obere Kolben-Zylinder-Anordnung 18b derart angesteuert, dass diese eine obere Position einnimmt, d.h. die obere Kolben-Zylinder-Anordnung 18b ist um einen Teilhub H2 angehoben, kann die untere Kolben-Zylinder-Anordnung 18a einen vergrößerten Hub vollziehen, und zwar einen Hub, der der Summe der
Teilhübe H1 , H2 (H1 + H2) entspricht.
Der an dem Stößel 19 angeordnete Adapter 20 weist einen hakenförmigen Abschnitt 20a mit einer Steuerfläche 20.1 auf, die zum Hintergreifen des Steuerabschnitts 17.1 des Gasventil körpers 17 ausgebildet ist. Ferner weist der Adapter 20 einen
Flächenabschnitt 20.2 auf, der mit der oberseitig am Gasventilkörper vorgesehenen Öffnung 24 bzw. einer dort vorgesehenen Dichtfläche zur Ausbildung des zweiten Gasventils 23 zusammenwirkt. Beim Anliegen des Flächenabschnitts 20.2 an der Dichtfläche der Öffnung 24 ist die den Steuerabschnitt 17.1 des Gasventil körpers 17 hintergreifende Steuerfläche 20.1 in axialer Richtung zu dem Steuerabschnitt 17.1 beabstandet. Dadurch ergibt sich beim Anheben des Stößels 19 ein axiales Spiel, bei dem der Flächenabschnitt 20.2 bereits von der Dichtfläche der Öffnung 24
abgehoben ist (d.h. das zweite Gasventil 23 bereits geöffnet ist), jedoch die
Steuerfläche 20.1 zu dem Steuerabschnitt 17.1 noch beabstandet ist oder gerade gegenüber diesem anliegt, so dass durch den Stößel 19 kein Anheben des
Gasventil körpers 17 und damit keine Öffnung des ersten Gasventils 16 erfolgt. Der axiale Abstand zwischen der Steuerfläche 20.1 und dem Flächenabschnitt 20.2 des Adapters 20 entlang der vertikalen Füllelementachse FA ist vorzugsweise gleich oder größer dem Teilhub H1 . Für den Fall, dass der Stößel 19 mittels der unteren Kolben-Zylinder-Anordnung 18a in eine untere Position vorgeschoben ist, d.h. mit einer maximalen Teillänge in den Füllgutbehälter 1 hineinreicht, liegt der Flächenabschnitt 20.2 des Adapters 2 gegenüber der an der Öffnung 24 vorgesehenen Dichtung an, so dass das zweite Gasventil 23 geschlossen ist. Der Gasventilkörper 17 ist dabei vollständig in den ersten Gaskanal 14 eingeschoben, so dass auch das erste Gasventil 16 geschlossen ist, d.h. der zweite Gaskanal 21 fluiddicht mit dem ersten Gaskanal 14 verbunden ist. Bei Positionierung der Kolbenstange der oberen Kolben-Zylinder-Anordnung 18b in der unteren Stellung wird der Stößel 19 bei Betätigung der unteren Kolben-Zylinder- Anordnung 18a und damit der Adapter 20 um den Teilhub H1 angehoben. Dabei hebt sich der Flächenabschnitt 20.2 des Adapters 20 von der an der Öffnung 24 vorgesehenen Dichtung ab und das zweite Gasventil 23 wird geöffnet. Durch die Anordnung der Öffnung 24 im Gasraum 1 .2 des Füllgutbehälters 1 kann das dort befindliche Gas über die Öffnung 24, den zweiten Gaskanal 21 , den ersten Gaskanal 14 sowie das Gasrohr 15 in den Kopfbereich des am Füllelement 4 angeordneten Behälters 2 eindringen.
Vorzugsweise weist der zweite Gaskanal 21 einen reduzierten Kanalquerschnitt im Vergleich zum ersten Gaskanal 14 auf. Dadurch wird eine gedrosselte Zuführung des Gases aus dem Gasraum 1 .2 in den Behälter 2 erreicht. Des Weiteren kann im Bereich der Öffnung 24 zusätzlich eine Drossel vorgesehen sein, die ebenfalls eine Drosselung der Gaszuführung aus dem Gasraum 1 .2 in den Behälter 2 bewirkt.
Nach einer Positionierung der Kolbenstange der oberen Kolben-Zylinder-Anordnung 18b in der oberen Position kann der Stößel 19 durch die untere Kolben-Zylinder- Anordnung 18a um den Hub, der der Summe der Teilhübe H1 und H2 entspricht, angehoben werden, wobei bei Vollzug dieses Hubs der Gasventilkörper 17 durch das Hintergreifen des Steuerabschnitts 17.1 durch die Steuerfläche 20.1 zumindest teilweise aus dem ersten Gaskanal 14 nach oben herausgezogen und damit das erste Gasventil 16 geöffnet wird. Weiterhin ist eine zwischen dem oberen Ende des Ventilstößels 13 und einem rohrförmig und beabstandet um den Ventilstößel 13 verlaufenden, einen
Füllguteinlauf bildenden Element 27 wirkende Öffnungsfeder 24 vorgesehen, die innerhalb des Füllgutkessels 1 aufgenommen ist und als Druckfeder ausgebildet in der nachfolgend beschriebenen Weise ein Öffnen des Flüssigkeitsventil 1 1 bewirkt.
Die Figur 1 zeigt das Füllelement 4 und das Betätigungselement 18 in einem ersten Betriebszustand, d.h. in einem Zustand, in dem sowohl das Flüssigkeitsventil 1 1 als auch die Gasventile 16 und 23 geschlossen sind. Der Behälter 2 wird mittels des Behälterträgers 5 von unten her an die Ringdichtung im Bereich der Zentriertulpe 6 angedrückt, so dass sich der Behälter 2 in Dichtlage am Füllelement 4 befindet. Anschließend erfolgt durch Öffnen eines Steuerventils 28 eine Verbindung zwischen einer Vakuumquelle 30 mit dem Behälterinnenraum über den im Füllelementgehäuse 7 vorgesehenen Kanal 29. Die Vakuumquelle 30 bzw. das Steuerventil 28 sind hierbei vorzugsweise derart angesteuert, dass sich im Innenraum des Behälters 2 ein Druck von 0,05 - 0,25bar einstellt. Beispielsweise wird der Behälter 2 auf ein
95%iges Vakuum evakuiert.
Darauf folgend wird, wie in Figur 2 und insbesondere in Figur 3 gezeigt, das zweite Gasventil 23 in der zuvor beschriebenen Weise geöffnet, d.h. durch Anheben des Stößels 19 durch das Betätigungselement 18 um den Teilhub H1 , so dass der Flächenabschnitt 20.2 von der Dichtung im Bereich der Öffnung 24 abgehoben ist. Dadurch wird zwischen dem Gasraum 1 .2 und dem Behälterinnenraum ein
durchgehender Gaskanal freigegeben, und zwar über die Öffnung 24, den zweiten Gaskanal 21 , den fluiddicht mit dem zweiten Gaskanal 21 verbundenen ersten Gaskanal 14 und dem Gasrohr 15. Durch das Einbringen des im Gasraum 1 .2 enthaltenen Inertgases, vorzugsweise CO2, in den Behälterinnenraum wird eine
Spülung des Behälters 2 bewirkt. Dabei bleibt der Behälterinnenraum über den Kanal 29 mit der Vakuumquelle 30 verbunden, so dass die durch das eintretende Spülgas verdrängte Luft abgesaugt wird. Dadurch ergibt sich eine besonders intensive bzw. effektive Spülung des Innenraums des Behälters 2.
Da sich das Gasrohr 15 weit in den Innenraum des Behälters 2 nach unten erstreckt, gelangt das aus dem Gasrohr 15 austretende Spülgas u.a. auch bis an den Boden des Behälters 2. Mithilfe der Querschnittsbemessung des zweiten Gaskanal 21 im Gasventilkörper 17 und/oder mithilfe der im Bereich der Öffnung 24 angeordneten Drossel sind der Spülgasstrom bzw. der Volumenstrom des Spülgases soweit gedrosselt, dass der Unterdruck, der sich beim dem Vakuumieren vor Einbringen des Spülgases eingestellt hat, durch den Spülvorgang nur leicht ansteigt, beispielsweise um etwa 0,05 bar - 0,2 bar. Dadurch ergibt sich während des Spülvorgangs ein Innendruck oder Spüldruck in dem Behälter 2, der immer noch erheblich unter dem Umgebungsdruck liegt, beispielsweise etwa 0,15 bar bis 0,45 bar beträgt. Zur Intensivierung der Spülung kann die Zuführung des Spülgases zeitgesteuert und ohne Unterbrechungen erfolgen. Alternativ kann die Zuführung des Spülgases aber auch intervallmäßig, also in mehreren Teilschritten erfolgen.
Wie in Figur 4 gezeigt, kann nach Beendigung des Spülvorgangs durch Schließen des zweiten Gasventils 23, d.h. durch ein Vorschieben des Stößels 19 in eine untere Position, der Behälterinnenraum weiterhin mit der Vakuumquelle 30 über den Kanal 29 und das Steuerventil 28 verbunden bleiben, so dass der Behälter 2 vorzugsweise auf den ursprünglichen Unterdruck vor Beginn des Spülvorgangs vakuumiert wird. Dadurch wird die Effizienz des Spülvorgangs weiterhin gesteigert. Um ein möglichst schnelles Vorspannen des anschließend zu befüllenden Behälters 2 auf den Fülldruck zu erreichen, wird, wie in Figur 5 gezeigt, die Kolbenstange der oberen Kolben-Zylinder-Anordnung 18b in eine obere Position verfahren, so dass die Kolbenstange der unteren Kolben-Zylinder-Anordnung 18b den maximalen Hubweg, der gleich der Teilsumme der Teilhübe H1 +H2 ist, vollziehen kann und dabei das 1 . Gasventil 16 geöffnet wird, das einen erheblich größeren Volumenstrom aus dem Gasraum 1 .2 in den Behälterinnenraum freigibt.
Die Federkraft der als Druckfeder ausgebildeten Öffnungsfeder 25 ist derart bemessen, dass die Federkraft geringfügig größer ist als die auf den Ventilkörper 12 bzw. den Ventilstößel 13 wirkende Schwerkraft bzw. die auf den Ventilkörper 12 einwirkende Flüssigkeitssäule des im Füllgutbehälter 1 enthaltenen Füllguts (unter Vernachlässigung von Reibungseffekten). Dadurch wird bei Druckgleichheit zwischen dem Druck im Behälterinnenraum und dem im Füllgutbehälter 1
vorherrschenden Druck durch die Öffnungsfeder 25 der Ventilkörper 12 von seinem Ventilsitz im Füllelementgehäuse 7 abgehoben, so dass das im Füllgutbehälter 1 enthaltene Füllgut über den Flüssigkeitskanal 8 und die Füllgutabgabeöffnung 10 in den Behälterinnenraum einlaufen kann. Das zum Vorspannen des Behälters 2 verwendete in Inertgas kann dabei über das Gasrohr 15, den ersten Gaskanal 14 sowie das geöffnete erste Gasventil 16 in den Gasraum 1 .2 des Füllgutbehälters 1 zurückströmen. Der Ventilkörper 12 weist vorzugsweise in dem Bereich unmittelbar über dem
Ventilkegel eine Gassperre 12.1 auf, mittels der nach dem Eintauchen des
Gasrohres 15 in den im Behälter 2 befindlichen Füllgutspiegel eine automatische Beendigung des Füllvorgangs bewirkt wird. Die Gassperre 12.1 bewirkt dabei, dass ein Aufsteigen des Gases aus dem Kopfraum des Behälters 2 über den Ventilkörper 12 hinweg in den Flüssigkeitsraum 1 .1 des Füllgutbehälters 1 verhindert wird.
Das Verschließen des Flüssigkeitsventils 1 1 des Füllelements 4 erfolgt aktiv durch Einwirken des Betätigungselements 18 auf den Ventilstößel 13. Das Einwirken des Betätigungselements 18 auf den Ventilstößel 13 erfolgt dabei mittels des Adapters 20 und zwar mit einer an dem hakenförmigen Abschnitt 20a des Adapters 20
vorgesehenen Steuerfläche 20.3, die beispielsweise parallel zur Steuerfläche 20.1 verläuft und dieser gegenüberliegt. Die Steuerfläche 20.3 wirkt dabei mit einem flanschartigen oberseitigen Abschnitt des Ventilstößels 13 zusammen. Beim
Rückbewegen der Kolbenstange der unteren Kolben-Zylinder-Anordnung 18a in die untere Ausgangsstellung und damit dem Rücksteilen des Stößels 19 kommt die
Steuerfläche 20.3 gegenüber dem flanschartigen Abschnitt des Ventilstößels 13 zur Anlage und bewirkt damit ein Einschieben des Ventilkörpers 12 entgegen der Federkraft der Öffnungsfeder 25, so dass der Ventilkörper 12 fluiddicht gegenüber dem Füllelementgehäuses 7 anliegt. Beim Rücksteilen des Stößels 19 wird zudem sowohl das erste als auch das zweite Gasventil 16, 23 wieder geschlossen, so dass die Gaskanäle 14, 21 von dem Gasraum 1 .2 getrennt sind.
Nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 1 1 und der Gasventile 16, 23 erfolgt, wie in Figur 9 gezeigt, ein Entlasten des Behälterinnenraums auf Umgebungsdruck, und zwar beispielsweise durch Verbindung des Behälterinnenraums über den Kanal 29 und das Steuerventil 31 mit der Umgebungsluft. Das Entlasten kann hierbei vorzugsweise stufenweise über mehrere Entspannungsschritte und/oder unter Verwendung einer Drossel in dem Kanal 29 erfolgen.
Nach erfolgter Entlastung kann der Behälter 2 aus der Dichtlage des Füllelements 4 beispielsweise durch Absenken des Behälterträgers 5 abgezogen werden.
Figur 10 zeigt eine erste alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllsystems. Der grundsätzliche Aufbau des Füllsystems ist dabei identisch zu dem zuvor beschriebenen Aufbau des Füllsystems, so dass nachfolgendend lediglich die Unterschiede der alternativen Ausführungsform zu der zuvor beschriebenen
Ausführungsform erläutert werden.
Das Füllsystem weist einen weiteren Gasraum 26 auf, indem vorzugsweise ein im Vergleich zu dem im Gasraum 1 .2 enthaltenen Gas unterschiedliches Gas, beispielsweise Stickstoff (N2), ein dampfförmiges Medium o.ä. enthalten ist. Alternativ kann im Gasraum 26 ebenfalls CO2 enthalten sein. Der Gasraum 26 ist über ein Steuerventil 32 und über eine vorzugsweise flexible Leitung 33 mit der Kolbenstange des Betätigungselements 18 verbunden, in der ein axial verlaufender dritter
Gaskanal 34 eingebracht ist, d.h. der dritte Gaskanal 34 durchzieht die Kolbenstange in Längsrichtung, vorzugsweise entlang der Füllelementachse FA. Der dritte
Gaskanal 34 ist an seinem unteren Ende über die Öffnung 24 mit dem zweiten Gaskanal 21 verbunden, und zwar bei geschlossenem zweiten Gasventil 23, bei dem der Flächenabschnitt 20.2 des Adapters 20 gegenüber der Öffnung 24 anliegt. In dieser Stellung des Adapters 20 ist ebenfalls das erste Gasventil 16 geschlossen, so dass ein durchgehender Gaskanal von dem weiteren Gasraum 26 über die Leitung 33, den dritten Gaskanal 34, den zweiten Gaskanal 21 , den ersten Gaskanal 14 und das Gasrohr 15 in den Behälterinnenraum besteht.
Der wesentliche Vorteil dieser alternativen Ausführungsform besteht darin, dass in dem weiteren Gasraum 26 einen im Vergleich zu CO2 günstigeres Prozessgas bzw. Inertgas bevorratet werden kann, das insbesondere zum Vorspannen des Behälters 2 verwendet wird. Das Betätigungselement 18 kann hierbei insbesondere zur Bewirkung eines lediglich einstufigen Hubs ausgebildet sein, wobei der Hub derart bemessen ist, dass durch das Betätigungselement 18 lediglich eine Öffnung des zweiten Gasventils 23 bewirkt wird, so dass beim Anheben des Stößels 19 und der damit verbundenen Öffnung des zweiten Gasventils 23 das im Gasraum 1 .2 enthaltene Gas, wie zuvor beschrieben, bei geschlossenem Steuerventil 32 gedrosselt dem Behälterinnenraum zum Spülen zugeführt wird, beim Vorspannen des Behälters 2 jedoch bei geschlossenem ersten bzw. zweiten Gasventil 16, 23 durch Öffnen des Steuerventils 32 das im weiteren Gasraum 26 enthaltene
Prozessgas dem Behälterinnenraum zugeführt wird. Dadurch kann eine
kostengünstigere Befüllung der Behälter 2 erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Füllsystem kann zudem eine Trinox-Funktionalität aufweisen, wobei über einen mit dem Kanal 29 gekoppelten Trinox-Kanal 35 aus einem Trinox- Gasraum 36 dem Kopfraum des Behälters 2 ein Trinox-Gas zugeführt wird, um damit eine Füllhöheneinstellung innerhalb des Behälters 2 zu erreichen, und zwar derart, dass der Füllgutspiegel innerhalb des Behälters 2 der Unterkante des Gasrohres 15 entspricht. Durch die Zuführung des Trinox-Gases wird das Füllgut, das sich oberhalb der Unterkante des Gasrohres 15 befindet, über das Gasrohr 15, den ersten Gaskanal 14, den zweiten Gaskanal 21 sowie den dritten Gaskanal 34 und die Leitung 33 in Richtung des Verbindungskanals 37 gefördert, der die Leitung 33 über ein Steuerventil gesteuert mit dem Innenraum des Füllgutbehälters 1 verbindet.
Dadurch kann das den Behälter 2 überfüllende Füllgut über diesen Weg dem
Füllgutbehälter l zugeführt werden. Figur 1 1 zeigt eine zweite alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllsystems ähnlich der Ausführungsform gemäß Figur 10.
Der wesentliche Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 10 besteht zum einen darin, dass im Bereich des zweiten Gaskanals 21 des Gasventil körpers 17 keine Drossel zur Reduzierung des Gasdurchflusses durch den hohlnadelförmigen Gasventilkörper 17 vorgesehen ist sondern die Drossel nach außen verlegt ist, und zwar im Bereich der Leitung 33, die den dritten Gaskanal 34 mit dem weiteren Gasraum 26 verbindet. Des Weiteren weist die Leitung 33 zwischen dem dritten Gaskanal 34 und dem weiteren Gasraum 26 zumindest eine Verzweigungsstelle 38 auf, mittels der der in der Leitung 33 ausgebildete Kanal in zwei oder mehrere zueinander parallel verlaufende Kanäle 39, 40 verzweigt, wobei sämtliche dieser parallel verlaufenden Kanäle 39, 40 in den weiteren Gasraum 26 münden. In jedem dieser zueinander parallel verlaufenden Kanäle 39, 40 ist jeweils ein Steuerventil 32a, 32b vorgesehen, mittels denen die einzelnen Kanäle 39, 40 jeweils unabhängig voneinander offenbar bzw. verschließbar sind, um eine Verbindung zwischen dem dritten Gaskanal 34 und dem weiteren Gasraum 26 herstellen zu können. In den zueinander parallel verlaufenden Kanäle 39, 40 sind jeweils Drosseln 41 , 42 vorgesehen, mittels denen der Volumenstrom durch die jeweiligen Kanäle 39, 40 begrenzt wird. Vorzugsweise sind die Drosseln 41 , 42 der Kanäle 39, 40
unterschiedlich dimensioniert, so dass in den Kanälen 39, 40 ein unterschiedlich großer Volumenstrom bewirkt werden kann. Beispielsweise weist die Drossel 39 eine kleinere Bohrung auf als die Drossel 40, so dass die Drossel 39 einen geringeren Volumenstrom zulässt als die Drossel 40 (jeweils bei einem konstanten Druck innerhalb des weiteren Gasraums 26). Dadurch kann abhängig von der Art des Spülverfahrens der Volumenstrom durch den dritten Gaskanal 34 bzw. die Leitung 33 durch die Auswahl des geöffneten Kanals 39 bzw. 40 verändert werden. Dies ist insbesondere dann von erheblichem Vorteil, wenn an dem Füllelement sowohl eine Füllung der Behälter mit Vakuumunterstützung (z.B. Glasflaschen) bzw. ohne
Vakuumunterstützung (z.B. PET-Flaschen) erfolgen kann, da abhängig von dem in dem zu befüllenden Behälter vorherrschenden Spüldruck der Volumenstrom in den weiteren Gasraum 26 verändert werden kann.
Die Erfindung wurde voranstehend an mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Bezugszeichenliste
1 Füllgutbehälter oder Ringkessel
1 .1 Flüssigkeitsraum
1 .2 Gasraum
2 Behälter
3 Füllposition
4 Füllelement
5 Behälterträger
6 Zentriertulpe
7 Füllelementgehäuse
8 Flüssigkeitskanal
9 Öffnung
10 Füllgutabgabeöffnung
1 1 Flüssigkeitsventil
12 Ventilkörper
12.1 Gassperre
13 Ventilstößel
13.1 oberer, flanschartiger Abschnitt des Stößels 13
14 erster Gaskanal
15 Gasrohr
16 erstes Gasventil
17 Gasventilkörper
17.1 Steuerabschnitt
18 Betätigungselement
18a, 18b Kolben-Zylinder-Anordnung
18.1 , 18.2 Kolben
19 Stößel
20 Adapter
20a hakenförmiger Abschnitt
20.1 , 20.3 Steuerfläche
20.2 Flächenabschnitt 21 zweiter Gaskanal
22 Drossel
23 zweites Gasventil
24 Öffnung
25 Öffnungsfeder
26 weiterer Gasraum
27 Element
28 Steuerventil
29 Kanal
30 Vakuumquelle
31 Steuerventil
32, 32a, 32b Steuerventil
33 Leitung
34 dritter Gaskanal
35 Trinox-Kanal
36 Trinox-Gasraum
37 Verbindungskanal
38 Verzweigungsstelle
39 Kanal
40 Kanal
41 Drossel
42 Drossel
FA vertikale Füllelementachse
H1 , H2 Teilhub

Claims

Patentansprüche
1 . Füllsystem zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, mit einem Füllgutkessel (1 ), in welchem während des Füllens ein unterer, vom Füllgut eingenommener Flüssigkeitsraum (1 .1 ) und darüber ein
Gasraum (1 .2) gebildet sind, mit wenigstens einem unterhalb des Füllgutkessels (1 ) angeordneten Füllelement (4) mit Füllelementgehäuse (7), in welchem ein mit dem Flüssigkeitsraum (1 .1 ) in Verbindung stehender Flüssigkeitskanal (8) ausgebildet ist, der an einer dem Füllgutkessel (1 ) abgewandten Unterseite des
Füllelementgehäuses (7) eine Füllgutabgabeöffnung (10) bildet, mit einem im
Flüssigkeitskanal (8) angeordneten Flüssigkeitsventil (1 1 ) mit Ventilkörper (12), der an einem achsgleich mit einer Füllelementachse (FA) angeordneten Ventilstößel (13) vorgesehen und zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils sowie für eine gesteuerte Abgabe des Füllgutes in den am Füllelement (4) angeordneten Behälter (2) axial bewegbar ist, mit einem im Ventilstößel (13) ausgebildeten ersten Gaskanal (14), der an einem oberen offenen Ende im Gasraum (1 .2) des Füllgutkessels (1 ) angeordnet ist und dessen unteres Ende von einem am Ventilstößel (13)
vorgesehenen Gasrohr (15) gebildet ist, das in einem Kopfraum des am Füllelement (4) angeordneten Behälters (2) hineinreicht, mit einem im ersten Gaskanal (14) vorgesehenen ersten Gasventil (16) mit einem Gasventilkörper (17), der mit einem im ersten Gaskanal (14) ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt sowie mit zumindest einem Betätigungselement (18) zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils (16) im ersten Gaskanal (14) bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Gasventilkörper (17) ein zweiter Gaskanal (21 ) ausgebildet ist, der zumindest zeitweise mit dem ersten Gaskanal (14) fluiddicht verbindbar ausgebildet ist, und dass der Gasventilkörper (17) dass der Gasventilkörper (17) an seinem der Ventilfläche entfernten Ende eine Ventilöffnung (24) aufweist, die ein zweites
Gasventil (23) bildet und über die im geöffneten Zustand ein Gasfluss durch den ersten und zweiten Gaskanal (14, 21 ) in den am Füllelement (4) angeordneten Behälter (2) ermöglicht wird.
2. Fullsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gasventilkörper (17) als Hohlnadel ausgebildet ist.
3. Füllsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zweite
Gaskanal (21 ) einen im Vergleich zum ersten Gaskanal (14) reduzierten Querschnitt aufweist.
4. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Gaskanal (21 ) eine Drossel (22) zur Reduzierung des
Gasdurchflusses durch den zweiten Gaskanal (21 ) vorgesehen ist.
5. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (18) für ein Öffnen und Schließen der Ventilöffnung (24) in einem ersten Teilhub (H1 ) ausgebildet ist.
6. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasventilkörper (17) zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils (16) in der Füllelementachse (FA) bewegbar ist und mit einer im ersten Gaskanal (14) ausgebildeten Ventilfläche zusammenwirkt.
7. Füllsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Gasventil körpers (17) mittels des Betätigungselements (18) erfolgt, und zwar über den ersten Teilhub (H1 ) und über einen zweiten Teilhub (H2), wobei die Hubwege der ersten und zweiten Teilhübe (H1 , H2) achsgleich verlaufen.
8. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gasventil (17) zur Bewirkung eines größeren Gasdurchflusses pro Zeiteinheit als das zweite Gasventil (23) ausgebildet ist.
9. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasventilkörper (17) des ersten Gasventils (16) mit einer Teillänge im ersten Gaskanal (14) aufgenommen und mit einem oberen Ende aus dem ersten Gaskanal (14) vorsteht und mit diesem Ende mit dem Betätigungselement (18) zusammenwirkt.
10. Füllsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die das zweite Gasventil (23) bildende Ventilöffnung (24) des Gasventil körpers (17) auf einer über den ersten Gaskanal (14) vorstehenden Teillänge vorgesehen ist, insbesondere an der oberen Stirnseite des Gasventil körpers (17).
1 1 . Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (18) durch zwei achsgleich
miteinander und vorzugsweise auch achsgleich mit der Füllelementachse (FA) angeordnete Hubelementen (18.1 , 18.2) gebildet ist, von denen ein erstes
Hubelement (18.1 ) über einen Stößel (19) und einen Adapter (20) auf den
Gasventilkörper (17) einwirkt und von denen ein zweites Hubelement (18.2) einen Anschlag für die Hubbewegung des ersten Hubelementes (18.1 ) in der Weise bildet, dass in einem ersten Zustand des zweiten Hubelementes (18.2) der Hub des ersten Hubelementes (18.1 ) auf einen ersten Teilhub (H1 ) begrenzt ist und in einem zweiten Zustand des zweiten Hubelementes (18.2) das zweite Hubelement (18.2) um einen zweiten Teilhub (H2) angehoben ist, so dass der Hubweg des ersten Hubelementes (18.1 ) auf die Summe aus den beiden Teilhüben (H1 , H2) vergrößert ist.
12. Füllsystem nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20) im abgesenkten, unteren Zustand des ersten Hubelements (18.1 ) eine Abdichtung der Öffnung (24) und damit ein Verschließen des zweiten Gasventils (23) bewirkt.
13. Füllsystem nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im um den ersten Teilhub (H1 ) angehobenen Zustand des Hubelements (18.1 ) der Adapter (20) von der Öffnung (24) abgehoben ist und damit das zweite Gasventil (23) geöffnet ist.
14. Füllsystem nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20) eine erste Steuerfläche (20.1 ) aufweist, die während des ersten Teilhubs (H1 ) nicht gegenüber dem Gasventilkörper (17) zur Anlage kommt, und gegen die der Gasventilkörper (17) während des zweiten Teilhubs (H2) des
Hubelements (18.1 ) teilweise anliegt, um den Gasventilkörper (17) aus der Dichtlage der im ersten Gaskanal (16) ausgebildeten Ventilfläche abzuheben.
15. Füllsystem nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20) eine zweite Steuerfläche (20.2) aufweist, die mit dem Ventilstößel (13) zum Schließen des Flüssigkeitsventils (1 1 ) zusammenwirkt.
16. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine das Flüssigkeitsventil (1 1 ) in seinen Öffnungszustand vorspannende
Öffnungsfeder (25).
17. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der zweite Gaskanal (21 ) zumindest zeitweise mit einem vom Gasraum (1 .2) des Füllgutkessels (1 ) unabhängigen, weiteren Gasraum (26) verbunden ist.
18. Füllsystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gaskanal (21 ) zum Spülen des zu befüllenden Behälters (2) mit dem Gasraum (1 .2) und zum Vorspannen des Behälters (2) mit dem weiteren Gasraum (26) verbindbar ausgebildet ist.
19. Verfahren zum Behandeln von Behältern (2) mit einem Prozessgas vor ihrem Füllen unter Verwendung eines Füllelements (4), an dem der jeweilige Behälter (2) während der Behandlung in Dichtlage angeordnet ist und über das ein Prozessgas in den Behälter (2) eingeleitet und ein Prozessgas sowie ein von diesem verdrängtes gas- und/oder dampfförmiges Medium, beispielsweise Luft aus dem Behälter (2) abgeführt wird, wobei das Füllelement (4) einen ersten Gaskanal (14) aufweist, der an einem oberen Ende in einen Gasraum (1 .2) eines Füllgutkessels (1 ) und an einem unteren Ende in einem Kopfraum des am Füllelement angeordneten Behälters (2) mündet, wobei im ersten Gaskanal (14) ein erstes Gasventil (16) mit einem zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils (16) bewegbaren Gasventilkörper (17) vorgesehen ist, in dem ein zweiter Gaskanal (21 ) ausgebildet ist, der zumindest zeitweise mit dem ersten Gaskanal (14) fluiddicht verbunden ist, und wobei durch Öffnen des ersten Gasventils (16) ein Vorspannen des Behälters (2) mit einem ersten Prozessgas aus einem Gasraum (1 .2) eines Füllgutkessels (1 ) erfolgt,
dadurch gekennzeichnet,
dass vor dem Vorspannen mit dem ersten Prozessgas der Behälter (2) mit dem Vakuum einer Vakuumquelle (30) beaufschlagt wird und dann über den zweiten Gaskanal (21 ) mit einem zweiten Gasventil (23) eine Einleitung eines zweiten
Prozessgases zur Spülung des Behälters (2) durch Öffnen des zweiten Gasventils (23) erfolgt,
dass der Behälter (2) während der Spülung weiterhin mit der Vakuumquelle (30) verbunden ist, und
dass der Volumenstrom des ersten Prozessgases durch das erste Gasventil (16) beim Vorspannen des Behälters (2) größer ist als der Volumenstrom des zweiten Prozessgases durch das zweite Gasventil (23) beim Spülen des Behälters (2).
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das erste
Prozessgas gleich oder unterschiedlich zum zweiten Prozessgas ist.
21 . Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Volumenstrom des in den Behälter (2) beim Spülen eingeleiteten zweiten Prozessgases sowie der Unterdruck der Vakuumquelle (30) derart eingestellt sind, dass sich bei dem den Behälterinnenraum durchströmendem zweiten Prozessgas im Behälter (2) ein Spüldruck einstellt, der gleich dem Umgebungsdruck ist oder geringfügig über oder unter dem Umgebungsdruck liegt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und/oder Volumenstrom des zweiten Prozessgases sowie der Druck der Vakuumquelle (30) so eingestellt sind, dass sich ein Spüldruck zwischen 0,1 bar und 0,45bar ergibt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt der Behälter (2) auf einen Druck im Bereich zwischen 0,05 bar und 0,2 bar evakuiert wird, und dass in einem zweiten, zeitlich folgenden Verfahrensschritt das Einleiten oder Einblasen des zweiten Prozessgases in den Behälter (2) erfolgt und zwar vorzugsweise derart, dass der Druck im Behälter (2) durch das Einleiten oder Einblasen des zweiten Prozessgases nicht oder nur geringfügig, beispielsweise um 0,05bar - 0,2 bar ansteigt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten des zweiten Prozessgases zur Spülung des Behälters (2) über eine im zweiten Gaskanal (21 ) vorgesehene Drossel erfolgt.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel eine Bohrung mit einem Durchmesser von 0,3 - 1 mm bei einer Länge der Drossel in Flussrichtung des Gases von 0,5 mm aufweist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen bzw. Schließen des zweiten Gasventils (23) durch einen ersten Teilhub (H1 ) eines mit dem Gasventilkörper (17) zusammenwirkenden Betätigungselements (18) erfolgt.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen bzw. Schließen des ersten Gasventils (16) durch Anheben bzw.
Absenken des Gasventil körpers (17) durch das Betätigungselement (18) erfolgt.
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