EP3019436B1 - Füllsystem sowie verfahren zum behandeln von behältern mit einem prozessgas - Google Patents

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EP3019436B1
EP3019436B1 EP14739372.2A EP14739372A EP3019436B1 EP 3019436 B1 EP3019436 B1 EP 3019436B1 EP 14739372 A EP14739372 A EP 14739372A EP 3019436 B1 EP3019436 B1 EP 3019436B1
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EP
European Patent Office
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gas
container
valve
filling
valve body
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Application number
EP14739372.2A
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EP3019436A1 (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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    • 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
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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
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • 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.
  • a valve body 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.
  • the liquid valve When the liquid valve is open, the two gas channels are still connected to the gas space of the product, but by a provided on the gas pipe valve body but the connection between the space occupied by the filling material of the filling element and the annular channel is blocked.
  • Filling systems are also known 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 has a second, for example reduced flow cross-section for a return gas during pressure filling.
  • these filling systems or their filling elements require additional, for example, pneumatically actuated control valves.
  • a disadvantage of previously known filling systems or methods for treating containers is, inter alia, that when rinsing to achieve the highest possible ambient air displacement a relatively high amount of purge gas is consumed. As a result, the filling of the container is significantly more expensive.
  • 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 product according to claim 1, including a Playlist, in which during filling a lower, occupied by the contents liquid space and above a gas space are formed with at least a arranged below the Golfgutkessels filling element with a Playlist in which a communicating with the liquid chamber liquid channel is formed, which forms a Playgutabgabeö réelle at one of the Golfgutkessel underside of the Golfelementabgabeö réelle with a arranged in the liquid channel liquid valve with valve body on an axis co-with a Greelementachse arranged valve stem provided and for opening and closing of the liquid valve and for a controlled discharge of the filling material in the container arranged on the filling element axially movable i St, with a formed in the valve stem first gas channel, which opens at an upper end in the gas space of the Bestgutkessels and at the lower end in a headspace of the filling element arranged container, 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.
  • a further, second gas valve can be provided, via which an admission of the container interior with a process gas with a smaller volume flow in comparison to the opening of the first gas valve is made possible.
  • a multi-stage admission of the container to 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.
  • the volume flow of the process gas is throttled by the reduced cross section in the second gas channel.
  • a throttle for reducing the gas flow through the second gas channel may be 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 - 1.0 mm.
  • the gas valve body has an opening which is arranged in the gas space and forms a second gas valve, by means of which a gas flow through the first and second gas ducts into the container arranged on the filling element is made possible in the opened state.
  • the second gas channel is preferably connected in a fluid-tight manner to the first gas channel formed in the valve tappet.
  • the rinsing process is preferably carried out in two successive process steps, namely in a first method step in which the container interior is evacuated by connection to a vacuum source and then the actual rinsing of the container by blowing in the rinsing gas takes place in a second, subsequent process step.
  • the container interior preferably still remains connected to the vacuum source, so that the blowing of the purge gas takes place in a vacuum or high vacuum in the container interior.
  • the purge gas is introduced or injected on the basis of the throttling of the volumetric flow in the second gas channel or due to the pressure contained in the gas space such that at most a small increase in pressure results in the interior of the container, 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 of time, so that the original negative pressure can be restored in the container. But this is by no means absolutely necessary.
  • the opening can be opened or closed via a first partial stroke of the actuating element.
  • only 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 Artelementachse is movable and cooperates with a formed in the first gas passage valve surface. That is, the gas valve body is raised to open the first gas valve along the Ranelementachse, so that the sealing seat of the gas valve body is released in the provided in the valve stem bore or the valve seat provided there. In the reverse direction, the gas valve body is lowered to close the first gas valve along the Ranelementachse, so that a sealing seat between the gas valve body and the valve seat formed in the valve stem is achieved.
  • This can be done by a and the same 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.
  • a throttled volume flow of process gas into the container interior can be achieved in comparison with 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 projecting beyond the first gas channel, in particular on the upper end side of the gas valve body.
  • 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 forms a stop for the lifting movement of the first lifting element 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 effect the closure of the second gas valve.
  • the closure effecting surface portion of the adapter lifted from the opening and thus the second gas valve is opened.
  • the first gas valve remains closed due to the further lowered gas valve body.
  • the second gas valve can be opened by the multi-stage lifting movement of the actuating element after completion of the first partial stroke by releasing the sealing seat of the adapter from the gas valve body.
  • 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.
  • the first control surface is provided, the abuts against the projection of the gas valve body during the second partial stroke 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 in particular a surface opposite the first control surface, which is provided, for example, on the hook-shaped section 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 actuator when returning to the starting position, in which the plunger is advanced maximum in the product container, closing the liquid valve by pressing the valve body is reached 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 an 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 against the gravity of the valve body and the valve stem and the fluid column on the valve body predominates (frictional forces negligible), so that the liquid valve is opened automatically by the opening spring, ie without the action of another, actively actuated drive means.
  • the second gas channel can be connected, at least temporarily, to a further gas space which is independent of the gas space of the product vessel. This takes place, for example, via a gas channel provided in the plunger of the actuating device, which establishes a connection to the further gas space, for example via at least one further line and optionally at least one valve.
  • 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. This makes it possible that in particular the biasing process by applying the container interior is carried out with a process gas that 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 before filling according to claim 18 using a filling element to which the respective container is arranged during the treatment in a sealing layer and introduced via the process gas in the container and a Process gas and a displaced from this gas and / or vapor medium, for example, air is discharged from the container, and wherein the container evacuated prior to introducing a process gas or is acted upon by the vacuum of a vacuum source, wherein the filling element has a first gas channel, which opens at an upper end into the gas space of the product container and at the lower end in a headspace of the container arranged on the filling element, wherein in the first gas channel, a first gas valve is provided with a movable opening and closing of the first gas valve gas valve body.
  • a formed in the gas valve body and at least temporarily fluid-tightly connected to the first gas channel second gas channel with a second gas valve after the application of the container with the vacuum an introduction of a first process gas for flushing the container by opening the second gas valve, wherein the container during the flushing continue 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 volumetric flow of the first process gas introduced into the container during rinsing and the vacuum of the vacuum source are set such that a rinsing pressure equal to or slightly above or below the ambient pressure prevails in the first process gas flowing through the container interior Ambient pressure is.
  • 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 injection of the first process gas into the container, namely preferably such that the pressure in the container by the introduction or injection of the first process gas does not increase or only slightly, for example by 0.05 bar - 0.2 bar.
  • 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.
  • the opening or closing of the second gas valve is effected by a first partial stroke of a cooperating with the gas valve body actuating element, further preferably the opening or closing of the first gas valve is carried out by raising or lowering the gas valve body by the actuating element.
  • container In sealing position with the filling element befindaji container means in the context of the invention that the respective container in the manner known to those skilled with its container mouth tightly pressed against the filling element or to a local seal.
  • containers are in particular cans and bottles, in each case made of metal, glass and / or plastic, for example.
  • 1 is designed as a ring vessel Playlist a single-chamber filling system or a single-chamber filling machine 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 container 1 is partially filled with the contents 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
  • 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 are arranged pressed with their container opening via a ring seal a centering tulip 6 in sealing position on the filling element 4.
  • Each filling element 4 comprises in the illustrated embodiment, a flat plate-like Golfelementgeophuse 7, in which inter alia, a liquid channel is formed, which communicates via an opening 9 in the bottom of the Golfgutkessels 1 with the local liquid space 1.1 and at the bottom of the Greelementgeophuses 7 one of the ring seal enclosed Artgutabgabeö réelle 10 forms, via which the filling material flows into the respective container 2 during filling.
  • a liquid valve 11 controlling the delivery of the liquid contents to the respective container 2 is provided.
  • This consists essentially of a valve body 12 which abuts against a formed in the liquid passage 8 valve seat with closed liquid valve 11 and which is provided on a tubular and coaxial with a vertical Greelementachse FA valve tappet 13.
  • the valve body 12 In order to open and close the liquid valve, the valve body 12 is moved up and down in the filler element axis FA in the manner described in more detail below.
  • 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 partial 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 for closing 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 blocks the first gas valve 16.
  • the hollow needle-like 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 channel 14 and preferably passes through the gas valve body 17 to 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.
  • an actuating element 18, which is preferably a pneumatic actuating element 18, is preferably provided on the upper side of the product vessel 1 and furthermore preferably outside this product vessel 1.
  • the actuating element 18 acts on the upper end of the gas valve body 17 via a ram 19 arranged coaxially with the filling element axis FA and an adapter 20.
  • a control section 17.1 is provided at this upper end of the gas valve body 17, which expands the gas valve body 17 on the free end side radially outwards, so that an outside gradation of the gas valve body 17 results.
  • the actuating element 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 in the illustrated embodiment as a piston Cylinder assemblies 18a and 18b are formed.
  • 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.
  • a bellows seal seals the passage area of the plunger 19 through the top of the product vessel 1.
  • the piston rod of the upper piston-cylinder arrangement 18b forms a stop element for the piston rod of the lower piston-cylinder arrangement 18a, so that the stroke of the lower piston-cylinder arrangement 18a is limited by the upper piston-cylinder arrangement 18b.
  • the stroke of the piston rod of the lower piston-cylinder assembly 18a becomes 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 stroke corresponding to the sum of the partial strokes H1, H2 (H1 + H2).
  • the arranged on the plunger 19 adapter 20 has a hook-shaped portion 20a with a control surface 20.1, which is designed to engage behind the control portion 17.1 of the gas valve body 17. Furthermore, the adapter 20 has a surface section 20.2 which cooperates with the opening 24 provided on the top side of the gas valve body or a sealing surface provided there for the formation of the second gas valve 23. When the area section 20.2 abuts the sealing surface of the opening 24, the control surface 20.1 engaging behind the control section 17.1 of the gas valve body 17 is spaced apart in the axial direction from the control section 17.1.
  • 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 into the container 2 is achieved.
  • a throttle may additionally be provided, which likewise causes throttling of the gas supply from the gas space 1.2 into the container 2.
  • the plunger 19 can be raised by the lower piston-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.
  • a Biharmana forming member 27 acting opening spring 24 is provided, which is received within the Artgutkessels 1 and formed as a compression spring in the manner described below, an opening of the Liquid valve 11 causes.
  • FIG. 1 shows the filling element 4 and the actuator 18 in a first operating state, ie in a state in which both the liquid valve 11 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 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 evacuated to a 95% vacuum.
  • the second gas valve 23 is opened in the manner described above, ie by raising the plunger 19 by the actuator 18 to the partial stroke H1, so that the surface portion 20.2 is lifted from the seal in the region of the opening 24.
  • a continuous gas channel is released between the gas chamber 1.2 and the container interior, via the opening 24, the second gas channel 21, the first gas channel 14 fluid-tightly connected to the second gas channel 21 and the gas pipe 15.
  • the gas contained in the 1.2 Inertgases preferably CO2
  • a purging of the container 2 is effected.
  • 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 container interior can continue to remain connected to the vacuum source 30 via the channel 29 and the control valve 28, so that the container 2 preferably is vacuumed to the original negative pressure before the beginning of the rinsing process. This further increases the efficiency of the rinsing process.
  • 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).
  • the valve body 12 preferably has a gas barrier 12.1 in the region immediately above the valve cone, by means of which an automatic termination of the filling process is effected after immersion of the gas tube 15 in the level of contents in the container 2.
  • the gas barrier 12.1 thereby causes an ascension of the gas from the head space of the container 2 is prevented via the valve body 12 away into the liquid space 1.1 of the product container 1.
  • the closing of the liquid valve 11 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, specifically with a control surface 20.3 provided on the hook-shaped portion 20a of the adapter 20 which runs, for example, parallel to the control surface 20.1 and opposite this.
  • 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 a filling system not according to the invention.
  • the basic structure of the filling system is identical to the structure of the filling system described above, so that only the differences of the alternative embodiment to the embodiment described above are explained below.
  • the filling system has a further gas space 26, preferably by a different gas compared to the gas contained in the gas space 1.2, for example nitrogen (N 2 ), a vaporous medium or the like. is included. Alternatively, CO 2 may also be contained in the gas space 26.
  • a different gas compared to the gas contained in the gas space 1.2, for example nitrogen (N 2 ), a vaporous medium or the like. 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 line 33 to the piston rod of the actuating element 18, in which an axially extending third gas channel 34 is introduced, ie, the third gas channel 34 extends through the piston rod in the longitudinal direction, preferably along the Greenelementachse FA ,
  • the third gas channel 34 is connected at its lower end via the opening 24 with the second gas channel 21, namely with the second gas valve 23 closed, 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, while biasing the container 2 with closed first and second gas valve 16, 23 by opening the control valve 32, the process gas contained in the further gas space 26 supplied to the container interior becomes.
  • a more cost-effective filling of the container 2 can be achieved.
  • 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 a non-inventive filling system 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 for reducing the gas flow through the hollow needle gas valve body 17 is provided but the throttle is moved to the outside, in the region of line 33, the third gas duct 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 openable 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, 40 are dimensioned differently, so that in the channels 39, 40, a different volume flow can be effected.
  • 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.
  • vacuum support eg glass bottles
  • vacuum support eg PET bottles

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Behandeln von Behältern mit einem Prozessgas.
  • Füllsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ( US 4,363,339 ) 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 vordem 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 gemäß Anspruch 1, mit unter anderem 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 Gasventilkörpers 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 öffenbar 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 Gasventilkörper wird zum Öffnen des ersten Gasventils entlang der Füllelementachse angehoben, so dass der Dichtsitz des Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 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.
  • Erfindungsgemäß 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 Gasventilkörpers verschlossen. Somit kann durch die mehrstufige Hubbewegung des Betätigungselements nach Vollziehen des ersten Teilhubs durch Lösen des Dichtsitzes des Adapters vom Gasventilkörper 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 Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers abgehoben wird, jedoch während dieses ersten Teilhubs noch kein Anheben des Gasventilkörpers 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 gemäß Anspruch 18 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 Gasventilkörpers 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 +/-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.
  • 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 eines nicht erfindungsgemäßen Füllsystems; und
    Figur 11
    in vereinfachter Darstellung und im Vertikalschnitt eine zweite alternative Ausführungsform eines nicht 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 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 ist ein die Abgabe des flüssigen Füllgutes an den jeweiligen Behälter 2 steuerndes Flüssigkeitsventil 11 vorgesehen. Dieses besteht im Wesentlichen aus einem Ventilkörper 12, der bei geschlossenem Flüssigkeitsventil 11 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 Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 17 ein. Insbesondere ist an diesem oberen Ende des Gasventilkörpers 17 ein Steuerabschnitt 17.1 vorgesehen, der den Gasventilkörper 17 freiendseitig radial nach außen erweitert, so dass sich eine außenseitige Stufung des Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 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 Gasventilkörpers 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 11 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 11 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 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 11 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 Rückstellen 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 Rückstellen 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 11 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 eines nicht 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 1 zugeführt werden.
  • Figur 11 zeigt eine zweite alternative Ausführungsform eines nicht 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 Gasventilkörpers 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 öffenbar 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.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Füllgutbehälter oder Ringkessel
    1.1
    Flüssigkeitsraum
    1.2
    Gasraum
    2
    Behälter
    3
    Füllposition
    4
    Füllelement
    5
    Behälterträger
    6
    Zentriertulpe
    7
    Füllelementgehäuse
    9
    Öffnung
    10
    Füllgutabgabeöffnung
    11
    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 (26)

  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 ausgebildet ist, der an einer dem Füllgutkessel (1) abgewandten Unterseite des Füllelementgehäuses (7) eine Füllgutabgabeöffnung (10) bildet, mit einem im Flüssigkeitskanal 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 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 (1 B) zum Öffnen und Schließen des ersten Gasventils (16) im ersten Gaskanal (14) bewegbar ist, wobei im Gasventilkörper (17) ein zweiter Gaskanal (21) ausgebildet ist, der zumindest zeitweise mit dem ersten Gaskanal (14) fluiddicht verbindbar ausgebildet ist, und wobei 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, 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.
  2. Füllsystem nach Anspruch 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.
  3. Füllsystem nach Anspruch 1 oder 2, 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.
  4. Füllsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 Gasventükörper (17) aus der Dichtlage der im ersten Gaskanal (16) ausgebildeten Ventilfläche abzuheben.
  5. Füllsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (20) eine zweite Steuerfläche (20.2) aufweist, die mit dem Ventilstößel (13) zum Schließen des Flüssigkeitsventils (11) zusammenwirkt.
  6. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasventilkörpers (17) als Hohlnadel ausgebildet ist.
  7. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Gaskanal (21) einen im Vergleich zum ersten Gaskanal (14) reduzierten Querschnitt aufweist.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Füllsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Gasventilkörpers (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.
  12. 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.
  13. 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.
  14. Füllsystems nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das zweite Gasventil (23) bildende Ventilöffnung (24) des Gasventilkörpers (17) auf einer über den ersten Gaskanal (14) vorstehenden Teillänge vorgesehen ist, insbesondere an der oberen Stirnseite des Gasventilkörpers (17).
  15. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine das Flüssigkeitsventil (11) in seinen Öffnungszustand vorspannende Öffnungsfeder (25).
  16. 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.
  17. Füllsystem nach Anspruch 16, 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.
  18. Verfahren zum Behandeln von Behältern (2) mit einem Prozessgas vor ihrem Füllen unter Verwendung eines Füllsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Füllelement (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) den ersten Gaskanal (14) aufweist, der an einem oberen Ende in den Gasraum (1.2) des Füllgutkessels (1) und an einem unteren Ende in den Kopfraum des am Füllelement angeordneten Behälters (2) mündet, wobei im ersten Gaskanal (14) das erste 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, wobei 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 dem zweiten Gasventil (23) eine Einleitung eines zweiten Prozessgases zur Spülung des Behälters (2) durch Öffnen des zweiten Gasventils (23) erfolgt, wobei der Behälter (2) während der Spülung weiterhin mit der Vakuumquelle (30) verbunden ist, und wobei 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).
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Prozessgas gleich oder unterschiedlich zum zweiten Prozessgas ist.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der 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.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 - 20, 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.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 21, 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.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 - 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Einleiten des zweiten Prozessgases zur Spülung des Behälters (2) über eine im zweiten Gaskanal (21) vorgesehene Drossel erfolgt.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, 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.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 - 24, 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.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 - 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Öffnen bzw. Schließen des ersten Gasventils (16) durch Anheben bzw. Absenken des Gasventilkörpers (17) durch das Betätigungselement (18) erfolgt.
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