EP3038971B1 - Method and filling system for filling containers - Google Patents
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- EP3038971B1 EP3038971B1 EP14748170.9A EP14748170A EP3038971B1 EP 3038971 B1 EP3038971 B1 EP 3038971B1 EP 14748170 A EP14748170 A EP 14748170A EP 3038971 B1 EP3038971 B1 EP 3038971B1
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- B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to a filling system according to the preamble of claim 10 or 12.
- Methods and filling systems for filling containers in the form of bottles with a liquid product are known in various designs, in particular for pressure filling, wherein in these known methods and filling systems of the actual filling phase, the e.g. may consist of at least two sub-phases in the form of a rapid filling phase and at least one slow filling phase, preceded in time by at least one rinsing phase in which the interior of the containers is flushed with a purge gas, i. with inert gas, e.g. CO2 gas is flushed.
- a purge gas i. with inert gas, e.g. CO2 gas is flushed.
- a method having the features of the preamble of patent claim 1 and a filling system having the features of the preamble of claim 10 are also known (US Pat. EP 1 270 499 A1 ), wherein in the known method during the flushing, the interior of the respective container is connected to a vacuum channel and is used as purge gas return gas from a return gas channel, in which a pre-unloading of the container takes place after filling.
- a filling system according to the preamble of claim 12 is known from DE 38 25 093 A1 known.
- the WO 2014/154332 A1 is an interim publication under Art. 54 (3) EPC which discloses a filling system according to the preamble of claim 10.
- the WO 2015/004001 A1 is an interim publication under Art. 54 (3) EPC which discloses a filling system according to the preamble of claim 12.
- a method is also known for pressure filling of containers ( DE 100 08 426 A1 ), in which the container interior is repeatedly repeatedly evacuated before the actual pressure filling in each case and then rinsed with a purge gas.
- the pressure prevailing in the interior of the container is detected by at least one pressure sensor in order to control and control the filling process.
- inert gas i. in particular of CO2 gas when rinsing the container represents a significant cost factor when filling containers.
- a filling system is the subject of claim 10 or 12.
- a fundamental feature of the invention consists firstly in that the purge gas with respect to the ambient or atmospheric pressure with no or with only a very small or negligible pressure, ie with an absolute pressure of about 1, 0 bar or 1.05 bar or 1.1 bar is introduced into the evacuated container interior, which in this case is connected to a vacuum or vacuum source or with a vacuum channel of the filling system.
- the negative pressure of the container interior is between 50 mbar and 200 mbar, for example at about 100 mbar.
- the gas is taken from the discharge channel as purge gas, in which the containers and also parts of the filling elements of the respective filling system are relieved after completion of the filling phase to the ambient or atmospheric pressure and thus the inert gas or CO2 gas used as purge gas leads to atmospheric or ambient pressure.
- the pressure within the discharge channel can also be set to a value slightly above the atmospheric pressure, for example to a pressure of 1.05 bar to 1, 3 bar.
- a reduction in the consumption of purge gas can be achieved by about 70% compared to conventional methods.
- This reduction in the purge gas but also results in a reduction of the intake volume and thus the required power of the vacuum channel connected to the vacuum pump, which not only reduces their operating costs for electricity and cooling, but also reduces investment costs.
- pressure filling is generally to be understood as meaning a filling process in which the container to be filled in each case rests in a sealing position against the filling element and, as a rule, before the actual filling phase, i. is biased before opening the liquid valve via at least one controlled, formed in the filling gas path with a pressurized gas clamping gas (inert gas or CO2 gas), which is then displaced during filling of the inflowing the container contents increasingly as return gas from the container interior , also via at least one controlled gas path formed in the filling element.
- This preloading phase is preceded by further treatment phases, namely the evacuation and purging of the respective container interior with the inert gas, e.g. CO2 gas.
- container In sealing position with the treatment head or filling element befindaji container means in the context of the invention that the respective container in the manner known to those skilled with its container mouth tightly pressed against the treatment head or to the filling element or to a local seal.
- Container are in the context of the invention in particular cans, bottles, each made of metal, glass and / or plastic.
- Filling machine revolving design is in the context of the invention, a filling machine with a circumferentially driven transport element, preferably rotor, and with filling positions formed on the transport element for filling the container.
- filling system is part of a filling machine for filling, preferably pressure filling of containers 2 in the form of bottles with a liquid product.
- the filling system 1 includes, inter alia, a plurality of filling elements 3, which are provided on a common Gregutkessel 4 for all filling elements, which is designed in particular when forming the filling machine 1 as such a rotating design as a vertical machine axis annularly enclosing ring boiler.
- the product vessel 4 is filled with the liquid product partially filled, so that in the interior of the boiler, a lower liquid space 4.1 and lying above an upper gas space 4.2 are formed, the latter of an inert gas (eg CO2 gas) under pressure (eg filling pressure) is filled.
- an inert gas eg CO2 gas
- pressure eg filling pressure
- Each filling element 3 comprises a filling element housing 5 with a liquid channel 6 which communicates with the liquid space 4.2 via a connection 7 and forms an annular Gretabgabeö réelle 8 on the underside of the Greelementgephinuses 5, via the during the actual filling phase, the liquid product to the respective in sealing position on the filling element 3 arranged container 2 flows.
- a liquid valve 9 is provided in the flow direction of the filling material in front of the Gregutabgabeö réelle 8, which consists essentially of a valve body 10 which is controlled to open and close the liquid valve 9 in a vertical Baselementachse FA controlled and lowered and cooperates with a valve seat in the liquid channel 6.
- the valve body 10 is provided on an acting as a valve tappet return gas pipe 11 which is arranged with its axis coaxially with the Greelementachse FA, during the respective filling phase extends with a lower partial length in the upper region (headspace) of the container 2 and with an actuator 12 for Opening and closing of the liquid valve 9 cooperates.
- a Spülrohr 13 is also the same as the return gas pipe 11 at the upper and lower end and is enclosed by the return gas pipe 11 at a distance, so on the one hand in the interior of the return gas pipe 11, an annular the flushing pipe 13 enclosing return gas channel 14 and on the other hand, in the flushing pipe 13, a flushing channel 15 are formed.
- the flushing pipe 13 protrudes with its lower open end over the lower open end of the return gas pipe 11.
- the return gas channel 14 opens into a gas space 16 formed in the Artelementgephase 5.
- the upper end of the flushing channel 15 opens into a likewise formed in the Artelementgephase 5 gas space 17.
- the two gas chambers 16 and 17 are part of formed in Artelementgephase 5 controlled gas channels , which are generally designated 21 and on the in the manner described in more detail below, including the actual filling phase prior to pretreatments of the interior of the each arranged on the filling element 3 in sealing position container 2 performed and / or controlled.
- the filling system 1 in the illustrated embodiment further comprises a vacuum channel 18 and a discharge channel 19 which are provided in common for all filling elements 3 of the filling system 1 and connected in the manner also described in more detail below with the controlled gas paths 21 of the respective filling element 3.
- the product vessel 4, vacuum channel 18 and the discharge channel 19 are provided on a rotor 20, which also carries the filling elements 3 and can be driven around a vertical machine axis.
- the filling element 3 in the illustrated embodiment comprises a total of six gas or control valves 21.1 - 21.6. These valves are preferably pneumatically actuated valves and arranged in gas paths 21, which allow a controlled connection of the gas chambers 16 and 17 with the gas space 4.2, with the vacuum channel 18 and with the discharge channel 19, as will be described below.
- the vacuum channel 18 is connected to a vacuum source or vacuum pump, not shown, which in the vacuum channel 18, for example, a negative pressure between 90 mbar and 110 mbar, e.g. generated by about 100 mbar.
- the relief passage 19 in the illustrated embodiment serves to receive the inert gas, e.g. of the CO2 gas during the residual relieving of the respective container 2 at the end of the filling phase to ambient pressure.
- the filling system 1 makes it possible to fill the containers 2 in a multi-stage filling process with the following method steps, whereby it is assumed below that the liquid valve 9 as well as the control valves 21.1 - 21.6 are each in their closed state, unless the opened state is expressly stated is indicated:
- the interior of this container is evacuated by opening the control valve 21.2, via the return gas channel 14.
- the gas chamber 16 is connected by opening the control valve 21.2 with the vacuum channel 18.
- the gas space 17 and thus the flushing channel 15 by opening the control valve 21.4 with the discharge channel 19 and the gas chamber 16 and thus the return gas channel 14 by opening the control valve 21.2 connected to the vacuum channel 18 , so that CO2 gas from the discharge channel 19 via the scavenging passage 15 in the evacuated interior of the respective container 2 flow and in this case from the container interior displaced gas via the return gas channel 14 into the vacuum channel 18 can flow.
- the pressure level corresponding to the ambient pressure or substantially corresponding pressure in the discharge channel 19 at the negative pressure which is set by the connection of the container interior with the vacuum channel, sufficient for flushing the container interior with the required quality.
- control valve 21.2 For the final evacuation of the further arranged in sealing position on the filling element 3 container 2 of the container interior is still open control valve 21.2 connected via the return gas channel 14 and the gas chamber 16 to the vacuum channel 18, namely with the control valve 21.4 closed.
- the gas chamber 16 and thus the return gas channel 14 connected to the gas chamber 4.2 of the product so from the gas chamber 4.2 inert gas under filling pressure in the evacuated container interior can flow in.
- the liquid valve 9 is opened.
- the control valves 21.3 and 21.5 are opened so that the inert gas displaced from the inflowing contents from the container interior can flow back into the gas space 4.2 via the return gas duct 14 and the gas space 16 and parallel thereto via the throttled gas path (throttle 22) having the control valve 21.5 ,
- the liquid valve 9 is closed with closed control valves 21.1 - 21.6.
- control valves 21.1 and 21.4 are each connected on the input side to the discharge channel 19 and the control valves 21.3, 21.5 and 21.6 on the input side to the gas space 4.2.
- the control valves 21.1, 21.2 and 21.3 and 21.5 are connected on the output side to the gas space 16.
- the control valves 21.4 and 21.6 are connected on the output side to the gas space 17.
- control valve 21.6 is not required in the throttled gas path, so that only five control valves 21.1 to 21.5 are required on the respective filling element 3.
- the fundamental advantage of the filling method described above is that in each case for the purging of the container interior, the inert gas from the discharge channel 19 is used in evacuated and connected to the vacuum channel 18 container 2, which compared to conventional methods, a significant reduction of Consumption of rinsing or inert gas can be achieved when rinsing, for example, a reduction of up to about 70%.
- the optional flushing from the gas chamber 4.2 via the open control valve 21.6 and the throttle 22 having gas path is preferably also when the amount of gas from the discharge channel 19 is not sufficient as the sole purge gas. It is also possible, with a gas deficit in the discharge channel 19 fed in this regulated inert gas from the gas chamber 4.2, via a connection 24 with a flow meter 25 and a pressure regulator circuit 26 with control valve 27, which in dependence on the flow meter 25 and is controlled by a pressure sensor 28, which monitors the gas pressure in the discharge channel 19.
- the Figures 5 and 6 shows a single-chamber filling system 1a with filling elements 3a, which are each arranged at least partially in the Gregutkessel 4a and whose Gretabgabeö réelle 8a are located directly below the Gregutkessels 4a.
- the filling system 1a again serves for pressure filling of containers 2 in the form of bottles, which are arranged in a sealing position on the respective filling element 3a during the filling process.
- the filling material vessel 4a is partially filled with the filling material, so that in turn the liquid space 4.1 and the gas space 4.2 charged with the pressure (eg filling pressure) of an inert gas (eg CO2 gas) form.
- an inert gas eg CO2 gas
- Each filling element 3a has a liquid channel 6a, which is in communication with the liquid space 4.1 and forms on the underside of the filling element and below the Basgutkessels 4a, the annular discharge opening 8a, via which the contents with open liquid valve 9a the container interior of the container 2 flows.
- the valve body 10a of the liquid valve 9a is provided on a return gas pipe 11a, which is arranged coaxially with the Greetachse FA a gas channel 14a, which opens via a designed as a needle valve return gas valve 29 into the gas space 4.2 and controlled by a needle-shaped valve body 29.1 of the return gas valve 29 to the gas space 4.2 can be opened and closed.
- an actuator 12a For opening and closing the liquid valve 9a by raising and lowering the valve body 10a and also to open and close the return gas valve 29 by raising and lowering the needle-shaped valve body 29.1 relative to the return gas pipe 11a is an actuator 12a.
- This is designed, for example, as a lifting device such that in a first opening stroke first the valve body 29.1 is raised to open the return gas valve and the liquid valve 9a is opened only in a second opening stroke or further stroke.
- the filling system 1a further has a vacuum channel 18a and a discharge channel 19a, which are provided in common for all filling elements 3a of the filling system 1a, specifically when the filling system 1a is designed as a filling machine of the peripheral design with the filling vessel 4a designed as a ring bowl at the bottom of this vessel or on a rotatably driven about a vertical machine axis rotor.
- Controlled gas paths with control valves 31.1 - 31.4 are provided for each filling element 3a or a group of, for example, two filling elements 3a, with which the evacuation and purging of the interior of the container 2 arranged in sealing position on the filling element 3a takes place analogously to the filling system 1.
- the needle-shaped valve body 29.1 of the return gas valve 29 is formed with a further gas channel 32, the constantly, i. even with the return gas valve 29 closed, with the gas passage 14a in communication, i. forms the continuation of the gas channel 14a and is connected via a gas passage 33 and the control valve 30.3 with the discharge channel 19a.
- the filling of the container 2 is carried out with the filling system 1a, for example in the following manner, wherein in the individual steps again the liquid valve 9a and all valves 29 and 31.1 - 31.4 are in the closed state, unless the open state is not explicitly stated:
- the container 2 arranged in sealing position on the filling element 3a is evacuated from the vacuum channel 18a by opening the control valve 31.2 and by connecting a gas path 34 which opens at the filling material discharge opening 8a.
- the return gas valve 29 is opened by lifting the valve body 29.1 relative to the return gas pipe 11a, so that via the gas channel 14a inert gas can flow under pressure into the container interior.
- container 2 is opened at further open return gas valve 29a and the liquid valve 9a by further lifting the return gas pipe 11a, so over the opened liquid valve 9a contents from the liquid space 4.1 flows into the container and this displaced inert gas over the open return gas valve 29 flows back into the gas space 4.2.
- the gas path 34 is connected to the relief channel 19a by opening the control valve 31.1, so that inert gas flows from the headspace into the relief channel 19a and is then available for later rinsing.
- the purging of the respective container 2 can also take place from an inert gas channel 30 with fresh inert gas, by opening the control valve 31.4, which then brings the inert gas via the gas connection 33 and the gas channels 32 and 14a in the respective container interior flows, which in this case via the gas path 34 and the open control valve 30.2 is connected to the vacuum channel 18a.
- This flushing with the inert gas from the inert gas channel 30 takes place especially if there is a gas deficit in the discharge channel 19a.
- a gas deficit in the discharge channel 19a can in turn be compensated by controlled feeding of inert gas, for example, from the inert gas channel 30 or the gas space 4.2.
- the filling system 1a advantageously also the possibility not only the headspace of the respective filled container 2, but also to relieve the gas path inside the return gas pipe 11a by opening the control valve 30.3, thereby thereby any type of liquid pulses from the return gas pipe 11a in the Container 2 and a consequent unwanted foaming can be avoided.
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem entsprechend Oberbegriff Patentanspruch 10 oder 12.The invention relates to a method according to the preamble of
Verfahren und Füllsysteme zum Füllen von Behältern in Form von Flaschen mit einem flüssigen Füllgut sind in unterschiedlichen Ausführungen bekannt, insbesondere auch zum Druckfüllen, wobei bei diesen bekannten Verfahren und Füllsystemen der eigentlichen Füllphase, die z.B. aus wenigstens zwei Teilphasen in Form einer Schnellfüllphase und wenigstens einer Langsamfüllphase bestehen kann, zeitlich wenigstens eine Spülphase vorausgeht, in der der Innenraum der Behälter mit einem Spülgas, d.h. mit Inertgas, z.B. CO2-Gas gespült wird.Methods and filling systems for filling containers in the form of bottles with a liquid product are known in various designs, in particular for pressure filling, wherein in these known methods and filling systems of the actual filling phase, the e.g. may consist of at least two sub-phases in the form of a rapid filling phase and at least one slow filling phase, preceded in time by at least one rinsing phase in which the interior of the containers is flushed with a purge gas, i. with inert gas, e.g. CO2 gas is flushed.
Bekannt sind insbesondere auch ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 sowie ein Füllsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 10 (
Ein Füllsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12 ist aus der
Die
Die
Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zum Druckfüllen (
Die Verwendung von Inertgas, d.h. insbesondere von CO2-Gas beim Spülen der Behälter stellt einen nicht unerheblichen Kostenfaktor beim Befüllen von Behältern dar.The use of inert gas, i. in particular of CO2 gas when rinsing the container represents a significant cost factor when filling containers.
Aufgabe der Erfindung ist es, zur Reduzierung der Kosten den Verbrauch an Inertgas deutlich zu senken, und zwar ohne Qualitätseinbußen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 10 oder 12. Eine grundsätzliche Besonderheit der Erfindung besteht zunächst darin, dass das Spülgas bezogen auf den Umgebungs- oder Atmosphärendruck mit keinem oder mit einem nur sehr geringen oder vernachlässigbaren Überdruck, d.h. mit einem absoluten Druck von etwa 1,0 bar oder 1,05 bar oder 1,1 bar in den evakuierten Behälterinnenraum eingebracht wird, der hierbei mit einer Vakuum- oder UnterdruckQuelle oder mit einem Vakuumkanal des Füllsystems verbunden ist. Der Unterdruck des Behälterinnenraums liegt dabei zwischen 50 mbar und 200 mbar, beispielsweise bei etwa 100 mbar. Allein schon durch dieses Spülen in das Vakuum ergibt sich grundsätzlich eine erhebliche Einsparung an verbrauchtem Spülgas. Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aber auch darin, dass als Spülgas das Gas aus dem Entlastungskanal entnommen wird, in den die Behälter sowie auch Teile der Füllelemente des jeweiligen Füllsystem nach Beendigung der Füllphase auf den Umgebungs- oder Atmosphärendruck entlastet werden und der somit das als Spülgas verwendete Inertgas bzw. CO2-Gas auf Atmosphären- oder Umgebungsdruck führt. Durch geeignete Maßnahmen, beispielsweise durch den Einbau einer Drossel in die Verbindungsleitung des Entlastungskanals zur freien Atmosphäre der Umgebung, kann der Druck innerhalb des Entlastungskanal auch auf einen Wert leicht oberhalb des Atmosphärendrucks eingestellt werden, beispielsweise auf einen Druck von 1,05 bar bis 1,3 bar.The object of the invention is to significantly reduce the consumption of inert gas to reduce costs, without sacrificing quality. To solve this problem, a method according to
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren eine Reduzierung des Verbrauchs an Spülgas um etwa 70 % erreichen. Mit dieser Reduzierung der Spülgasmenge ergibt sich aber auch eine Verringerung des Ansaugvolumens und damit der erforderlichen Leistung der an den Vakuumkanal angeschlossenen Vakuumpumpe, wodurch nicht nur deren Betriebskosten für Strom und Kühlung gesenkt, sondern auch die Investitionskosten reduziert werden.With the method according to the invention, a reduction in the consumption of purge gas can be achieved by about 70% compared to conventional methods. With this reduction in the purge gas but also results in a reduction of the intake volume and thus the required power of the vacuum channel connected to the vacuum pump, which not only reduces their operating costs for electricity and cooling, but also reduces investment costs.
Unter "Druckfüllen" ist im Sinne der Erfindung allgemein ein Füllverfahren zu verstehen, bei dem der jeweils zu füllende Behälter in Dichtlage gegen das Füllelement anliegt und in der Regel vor der eigentlichen Füllphase, d.h. vor dem Öffnen des Flüssigkeitsventils über wenigstens einen gesteuerten, im Füllelement ausgebildeten Gasweg mit einem unter Druck stehenden Spanngas (Inertgas bzw. CO2-Gas) vorgespannt wird, welches dann während des Füllens von dem dem Behälter zufließenden Füllgut zunehmend als Rückgas aus den Behälterinnenraum verdrängt wird, und zwar ebenfalls über wenigstens einen gesteuerten, im Füllelement ausgebildeten Gasweg. Dieser Vorspannphase gehen weitere Behandlungsphasen voraus, nämlich das Evakuieren und Spülen des jeweiligen Behälterinnenraums mit dem Inertgas, z.B. CO2-Gas.For the purposes of the invention, "pressure filling" is generally to be understood as meaning a filling process in which the container to be filled in each case rests in a sealing position against the filling element and, as a rule, before the actual filling phase, i. is biased before opening the liquid valve via at least one controlled, formed in the filling gas path with a pressurized gas clamping gas (inert gas or CO2 gas), which is then displaced during filling of the inflowing the container contents increasingly as return gas from the container interior , also via at least one controlled gas path formed in the filling element. This preloading phase is preceded by further treatment phases, namely the evacuation and purging of the respective container interior with the inert gas, e.g. CO2 gas.
In Dichtlage mit dem Behandlungskopf oder Füllelement befindlicher Behälter bedeutet im Sinne der Erfindung, dass der jeweilige Behälter in der dem Fachmann bekannten Weise mit seiner Behältermündung dicht an den Behandlungskopf oder an das Füllelement bzw. an eine dortige Dichtung angepresst anliegt. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren.In sealing position with the treatment head or filling element befindlicher container means in the context of the invention that the respective container in the manner known to those skilled with its container mouth tightly pressed against the treatment head or to the filling element or to a local seal. Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures.
"Behälter" sind im Sinne der Erfindung insbesondere Dosen, Flaschen, jeweils aus Metall, Glas und/oder Kunststoff."Container" are in the context of the invention in particular cans, bottles, each made of metal, glass and / or plastic.
"Füllmaschine umlaufender Bauart" ist im Sinne der Erfindung eine Füllmaschine mit einem umlaufend angetriebenen Transportelement, vorzugsweise Rotor, und mit am Transportelement gebildeten Füllpositionen zum Füllen der Behälter."Filling machine revolving design" is in the context of the invention, a filling machine with a circumferentially driven transport element, preferably rotor, and with filling positions formed on the transport element for filling the container.
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.The term "essentially" or "approximately" or "approx." means for the purposes of the invention deviations from the respective exact value by +/- 10%, preferably by +/- 5% and / or deviations in the form of insignificant for the function changes.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- in schematischer Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems oder einer Füllmaschine zum Druckfüllen von Behältern in Form von Flaschen mit einem flüssigen Füllgut;
- Fig. 2 und 3
- in vergrößerter Darstellung Details des Füllelementes der
;Figur 1 - Fig. 4
- in schematischer Einzeldarstellung das Spülrohr und den dieses Spülrohr umschließenden ringförmigen Rückgaskanal des Füllelementes der
;Figur 1 - Fig. 5
- in vereinfachter Darstellung und im Schnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllsystems;
- Fig. 6
- in vergrößerter Darstellung Details des Füllelementes der
.Figur 5
- Fig. 1
- in a schematic representation and in section a filling element of a filling system or a filling machine for pressure filling of containers in the form of bottles with a liquid product;
- FIGS. 2 and 3
- in an enlarged view Details of the filling element of
FIG. 1 ; - Fig. 4
- in a schematic individual representation of the flushing pipe and the this purge tube enclosing annular Rückgaskanal the filling element of
FIG. 1 ; - Fig. 5
- in a simplified representation and in section a further embodiment of the filling system according to the invention;
- Fig. 6
- in an enlarged view Details of the filling element of
FIG. 5 ,
Das in der
Das Füllsystem 1 umfasst u.a. eine Vielzahl von Füllelementen 3, die an einem für sämtliche Füllelemente gemeinsamen Füllgutkessel 4 vorgesehen sind, der insbesondere bei Ausbildung der Füllmaschine 1 als solche umlaufender Bauart als ein eine vertikale Maschinenachse ringförmig umschließender Ringkessel ausgeführt ist. Während des Füllbetriebes ist der Füllgutkessel 4 mit dem flüssigen Füllgut teilgefüllt, sodass im Inneren des Kessels ein unterer Flüssigkeitsraum 4.1 und darüber liegend ein oberer Gasraum 4.2 gebildet sind, welch letzterer von einem Inert-Gas (z.B. CO2-Gas) unter Druck (z.B. Fülldruck) ausgefüllt ist.The
Jedes Füllelement 3 umfasst ein Füllelementgehäuse 5 mit einem Flüssigkeitskanal 6, der über eine Verbindung 7 mit dem Flüssigkeitsraum 4.2 in Verbindung steht und an der Unterseite des Füllelementgehäuses 5 eine ringförmige Füllgutabgabeöffnung 8 bildet, über die während der eigentlichen Füllphase das flüssige Füllgut dem jeweiligen in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälter 2 zufließt. Zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter ist in Strömungsrichtung des Füllgutes vor der Füllgutabgabeöffnung 8 ein Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen, welches im Wesentlichen aus einem Ventilkörper 10 besteht, der zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9 in einer vertikalen Füllelementachse FA gesteuert angehoben und abgesenkt wird und mit einem Ventilsitz im Flüssigkeitskanal 6 zusammenwirkt. Der Ventilkörper 10 ist an einem als Ventilstößel wirkenden Rückgasrohr 11 vorgesehen, welches mit seiner Achse achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet ist, während der jeweiligen Füllphase mit einer unteren Teillänge in den oberen Bereich (Kopfraum) des Behälters 2 hineinreicht und mit einer Betätigungseinrichtung 12 zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9 zusammenwirkt. Achsgleich mit der Füllelementachse FA ist weiterhin ein Spülrohr 13 angeordnet, welches ebenso wie das Rückgasrohr 11 am oberen und unteren Ende offen und von dem Rückgasrohr 11 mit Abstand umschlossen ist, sodass einerseits im Inneren des Rückgasrohres 11 ein ringförmiger das Spülrohr 13 umschließender Rückgaskanal 14 und andererseits im Spülrohr 13 ein Spülkanal 15 gebildet sind. Das Spülrohr 13 steht mit seinem unteren offenen Ende über das untere offene Ende des Rückgasrohres 11 vor.Each
Am oberen Ende mündet der Rückgaskanal 14 in einen im Füllelementgehäuse 5 gebildeten Gasraum 16. Analog hierzu mündet das obere Ende des Spülkanals 15 in einen ebenfalls im Füllelementgehäuse 5 ausgebildeten Gasraum 17. Die beiden Gasräume 16 und 17 sind Bestandteil von im Füllelementgehäuse 5 ausgebildeten gesteuerten Gaskanäle, die ganz allgemein mit 21 bezeichnet sind und über die in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise verschiedene, auch der eigentlichen Füllphase vorausgehende Vorbehandlungen des Innenraumes des jeweiligen am Füllelement 3 in Dichtlage angeordneten Behälters 2 durchgeführt und/oder gesteuert werden.At the upper end, the
Das Füllsystem 1 umfasst bei der dargestellten Ausführungsform weiterhin einen Vakuumkanal 18 sowie einen Entlastungskanal 19, die für sämtliche Füllelemente 3 des Füllsystems 1 gemeinsam vorgesehen und in der ebenfalls nachstehend noch näher beschriebenen Weise mit den gesteuerten Gaswegen 21 des jeweiligen Füllelementes 3 verbunden sind. Bei Ausbildung des Füllsystems 1 als Füllmaschine umlaufender Bauart sind der Füllgutkessel 4, Vakuumkanal 18 und der Entlastungskanal 19 an einem auch die Füllelemente 3 tragenden und um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotor 20 vorgesehen.The filling
Zur Ausbildung der gesteuerten Gaswege 21 umfasst das Füllelement 3 bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt sechs Gas- oder Steuerventile 21.1 - 21.6. Diese Ventile sind bevorzugt pneumatisch betätigbare Ventile und in Gaswegen 21 angeordnet, die eine gesteuerte Verbindung der Gasräume 16 und 17 mit dem Gasraum 4.2, mit dem Vakuumkanal 18 und mit dem Entlastungskanal 19 ermöglichen, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.To form the controlled
Der Vakuumkanal 18 ist an eine nicht dargestellte Vakuumquelle oder Vakuumpumpe angeschlossen, die im Vakuumkanal 18 beispielsweise einen Unterdruck zwischen 90 mbar und 110 mbar, z.B. von etwa 100 mbar erzeugt. Der Entlastungskanal 19 dient bei der dargestellten Ausführungsform zur Aufnahme des Inert-Gases, z.B. des CO2-Gases beim Restentlasten des jeweiligen Behälters 2 am Ende der Füllphase auf Umgebungsdruck.The
Im Detail ermöglicht das Füllsystems 1 ein Füllen der Behälter 2 in einem mehrstufigen Füllverfahren mit folgenden Verfahrensschritten, wobei nachstehend davon ausgegangen wird, dass sich das Flüssigkeitsventil 9 sowie auch die Steuerventile 21.1 - 21.6 jeweils in ihrem geschlossenen Zustand befinden, sofern der geöffnete Zustand nicht ausdrücklich angegeben ist:In detail, the filling
Bei in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälter 2 wird der Innenraum dieses Behälters durch Öffnen des Steuerventils 21.2 evakuiert, und zwar über den Rückgaskanal 14. Hierfür wird der Gasraum 16 durch Öffnen des Steuerventils 21.2 mit dem Vakuumkanal 18 verbunden.When arranged in sealing position on the filling
Zum Spülen des Innenraums des in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälters 2 werden der Gasraum 17 und damit der Spülkanal 15 durch Öffnen des Steuerventils 21.4 mit dem Entlastungskanal 19 sowie der Gasraum 16 und damit der Rückgaskanal 14 durch Öffnen des Steuerventils 21.2 mit dem Vakuumkanal 18 verbunden, sodass CO2-Gas aus dem Entlastungskanal 19 über den Spülkanal 15 in den evakuierten Innenraum des jeweiligen Behälters 2 einströmen und hierbei aus dem Behälterinnenraum verdrängtes Gas über den Rückgaskanal 14 in den Vakuumkanal 18 strömen kann. Es hat sich gezeigt, dass das den Umgebungsdruck entsprechende oder im Wesentlichen entsprechende Druckniveau im Entlastungskanal 19 bei dem Unterdruck, der sich durch die Verbindung des Behälterinnenraums mit dem Vakuumkanal eingestellt, für ein Spülen des Behälterinnenraums mit der erforderlichen Qualität ausreicht.For rinsing the interior of the arranged in sealing position on the filling
Für das endgültige Evakuieren des weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälters 2 ist der Behälterinnenraum bei weiterhin geöffnetem Steuerventil 21.2 über den Rückgaskanal 14 und den Gasraum 16 mit dem Vakuumkanal 18 verbunden, und zwar bei geschlossenem Steuerventil 21.4.For the final evacuation of the further arranged in sealing position on the filling
Zum Vorspannen des Behälterinnenraums des weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälters wird durch Öffnen des Steuerventils 21.3 der Gasraum 16 und damit auch der Rückgaskanal 14 mit dem Gasraum 4.2 des Füllgutkessels verbunden, sodass aus dem Gasraum 4.2 Inert-Gas unter Fülldruck in den evakuierten Behälterinnenraum einströmen kann.For biasing the container interior of the further arranged in sealing position on the filling
Zum Schnellfüllen des in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälters 2 wird das Flüssigkeitsventil 9 geöffnet. Gleichzeitig werden die Steuerventile 21.3 und 21.5 geöffnet, sodass das vom zufließenden Füllgut aus den Behälterinnenraum verdrängte Inert-Gas über den Rückgaskanal 14 und den Gasraum 16 sowie parallel hierzu über den das Steuerventil 21.5 aufweisenden gedrosselten Gasweg (Drossel 22) in den Gasraum 4.2 zurückströmen kann.For fast filling of the arranged in sealing position on the filling
Bei weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälter 2 und geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 ist lediglich das Steuerventil 21.5 geöffnet, sodass das vom zufließenden Füllgut aus den Behälterinnenraum verdrängte Inert-Gas nur gedrosselt über den Rückgaskanal 14, den Gasraum 16 und die Drossel 22 in den Gasraum 4.2 zurückfließen kann.In further arranged in sealing position on the filling
Zur Beendigung der eigentlichen Füllphase wird bei geschlossenen Steuerventilen 21.1 - 21.6 auch das Flüssigkeitsventil 9 geschlossen.To complete the actual filling phase, the
Nach Beendigung der Füllphase erfolgt bei weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälter 2 das Restentlasten des vom Füllgut nicht eingenommenen Kopfraumes sowie auch des Rückgaskanales 14, des Spülkanales 15 und zumindest teilweise der gesteuerten Gaswege 21 des Füllelementes 3 durch Öffnen der Steuerventile 21.1 und 21.4, d.h. durch Verbinden der Gasräume 16 und 17 mit dem Entlastungskanal 19.After completion of the filling phase is carried out at still in sealing position on the filling
Bei dem vorbeschriebenen Verfahren besteht weiterhin die Möglichkeit den Innenraum des in Dichtlage am Füllelement 3 angeordneten Behälters 2 zusätzlich auch mit dem Inert-Gas aus dem Gasraum 4.2 zu spülen, und zwar durch Öffnen des Steuerventils 21.6, wodurch eine gedrosselte Verbindung (Drossel 23) zwischen dem Gasraum 17 und dem Gasraum 4.2 hergestellt wird, über die Inert-Gas aus dem Gasraum 4.2 über den Gasraum 17 und den Spülkanal 15 in den Behälterinnenraum 2 eingeleitet wird, und zwar bei geöffnetem Steuerventil 21.2, d.h. bei über den Gasraum 16 und den Rückgaskanal 14 mit dem Vakuumkanal 18 verbundenen Behälterinnenraum. Dieses optionale oder zusätzliche Spülen mit Inert-Gas aus dem Gasraum 4.2 erfolgt beispielsweise mit verkürzter Spüldauer nach dem Spülen mit dem Inert-Gas aus den Entlastungskanal 19.In the method described above, it is also possible to flush the interior of the arranged in sealing position on the filling
Um die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte zu ermöglichen, sind die Steuerventile 21.1 und 21.4 jeweils eingangsseitig mit dem Entlastungskanal 19 und die Steuerventile 21.3, 21.5 und 21.6 eingangsseitig mit dem Gasraum 4.2 verbunden. Die Steuerventile 21.1, 21.2 und 21.3 und 21.5 sind ausgangsseitig mit dem Gasraum 16 verbunden. Die Steuerventile 21.4 und 21.6 sind ausgangsseitig mit dem Gasraum 17 verbunden.In order to enable the method steps described above, the control valves 21.1 and 21.4 are each connected on the input side to the
Wird auf das optionale bzw. zusätzliche Spülen des Behälterinnenraums aus dem Gasraum 4.2 verzichtet, so wird das Steuerventil 21.6 in dem gedrosselten Gasweg nicht benötigt, sodass am jeweiligen Füllelement 3 nur jeweils insgesamt fünf Steuerventile 21.1 - 21.5 benötigt werden.If the optional or additional purging of the container interior from the gas space 4.2 is dispensed with, then the control valve 21.6 is not required in the throttled gas path, so that only five control valves 21.1 to 21.5 are required on the
Der grundsätzliche Vorteil des vorstehend beschriebenen Füllverfahrens besteht aber darin, dass in jedem Fall für das Spülen des Behälterinnenraums das Inert-Gas aus dem Entlastungskanal 19 bei evakuiertem und mit dem Vakuumkanal 18 verbundenem Behälter 2 verwendet wird, wodurch sich gegenüber herkömmlichen Verfahren eine erhebliche Reduzierung des Verbrauchs an Spül- oder Inert-Gas beim Spülen erreichen lässt, beispielsweise eine Reduzierung bis zu etwa 70%.The fundamental advantage of the filling method described above, however, is that in each case for the purging of the container interior, the inert gas from the
Die optionale Spülung aus dem Gasraum 4.2 über das geöffnete Steuerventil 21.6 und den die Drossel 22 aufweisenden Gasweg erfolgt bevorzugt auch dann, wenn die Gasmenge aus dem Entlastungskanal 19 als alleiniges Spülgas nicht ausreicht. Weiterhin besteht die Möglichkeit, bei einem Gasdefizit im Entlastungskanal 19 in diesem geregelt Inert-Gas aus dem Gasraum 4.2 einzuspeisen, und zwar über eine Verbindung 24 mit einem Durchflussmesser 25 und einem Druckregler-Kreis 26 mit Steuerventil 27, welches in Abhängigkeit vom Durchflussmesser 25 sowie von einem Drucksensor 28 gesteuert wird, welch letzterer den Gasdruck im Entlastungskanal 19 überwacht.The optional flushing from the gas chamber 4.2 via the open control valve 21.6 and the
Die
Jedes Füllelement 3a besitzt einen Flüssigkeitskanal 6a, der mit dem Flüssigkeitsraum 4.1 in Verbindung steht und an der Unterseite des Füllelementes und unterhalb des Füllgutkessels 4a die ringförmige Abgabeöffnung 8a bildet, über die das Füllgut bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 9a dem Behälterinnenraum des Behälters 2 zufließt. Der Ventilkörper 10a des Flüssigkeitsventils 9a ist auf einem Rückgasrohr 11a vorgesehen, welches achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnet einen Gaskanal 14a bildet, der über ein als Nadelventil ausgebildetes Rückgasventil 29 in den Gasraum 4.2 mündet und durch einen nadelförmigen Ventilkörper 29.1 des Rückgasventils 29 gesteuert zum Gasraum 4.2 hin geöffnet und geschlossen werden kann. Zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9a durch Anheben und Absenken des Ventilkörpers 10a sowie auch zum Öffnen und Schließen des Rückgasventils 29 durch Anheben und Absenken des nadelförmigen Ventilkörpers 29.1 relativ zum Rückgasrohr 11a dient eine Betätigungseinrichtung 12a. Diese ist beispielsweise als Hubeinrichtung derart ausgeführt, dass in einem ersten Öffnungshub zunächst der Ventilkörper 29.1 zum Öffnen des Rückgasventils angehoben und erst in einem zweiten Öffnungshub oder Weiterhub das Flüssigkeitsventil 9a geöffnet wird.Each filling
Das Füllsystem 1a weist weiterhin einen Vakuumkanal 18a sowie einen Entlastungskanal 19a auf, die jeweils für sämtliche Füllelemente 3a des Füllsystems 1a gemeinsam vorgesehen sind, und zwar bei Ausbildung des Füllsystems 1a als Füllmaschine umlaufender Bauart mit dem als Ringkessel ausgebildeten Füllgutkessel 4a an der Unterseite dieses Kessels oder an einem um eine vertikale Maschinenachse umlaufend angetriebenen Rotor.The filling
Für jedes Füllelement 3a oder eine Gruppe von beispielsweise jeweils zwei Füllelementen 3a sind gesteuerte Gaswege mit Steuerventilen 31.1 - 31.4 vorgesehen, mit denen analog zum Füllsystem 1 das Evakuieren und Spülen des Innenraums des jeweils in Dichtlage am Füllelement 3a angeordneten Behälters 2 erfolgt.Controlled gas paths with control valves 31.1 - 31.4 are provided for each filling
Um auch bei dem Füllsystem 1a ein Spülen der evakuierten und mit dem Vakuumkanal 18a verbundenen Behälter 2 mit dem Gas aus dem Entlastungskanal 19a zu ermöglichen, ist der nadelförmige Ventilkörper 29.1 des Rückgasventils 29 mit einem weiteren Gaskanal 32 ausgebildet, der ständig, d.h. auch bei geschlossenem Rückgasventil 29 mit dem Gaskanal 14a in Verbindung steht, d.h. die Fortsetzung des Gaskanals 14a bildet und über einen Gaskanal 33 und das Steuerventil 30.3 mit dem Entlastungskanal 19a verbunden ist.In order to allow flushing of the evacuated and associated with the
Das Füllen der Behälter 2 erfolgt mit dem Füllsystem 1a beispielsweise in der nachfolgenden Weise, wobei sich in den einzelnen Verfahrensschritten wiederum das Flüssigkeitsventil 9a sowie sämtliche Ventile 29 und 31.1 - 31.4 im geschlossenen Zustand befinden, sofern der geöffnete Zustand nicht ausdrücklich angegeben ist:The filling of the
Der in Dichtlage am Füllelement 3a angeordnete Behälter 2 wird durch Öffnen des Steuerventils 31.2 und durch Verbinden eines Gaswegs 34, der an der Füllgutabgabeöffnung 8a mündet, aus dem Vakuumkanal 18a evakuiert.The
Bei weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3a angeordnetem Behälter 2 und bei weiterhin geöffnetem Steuerventil 31.1 und geöffnetem Steuerventil 30.3 erfolgt über den Gaskanal 14a das Einleiten von Spülgas aus dem Entlastungskanal 19a in den Behälterinnenraum. Hierbei verdrängtes Gas wird über den Gasweg 34 und das geöffnete Steuerventil 31.2 in den Vakuumkanal 18a abgeleitet. Das Einleiten von Spülgas aus dem Entlastungskanal 19a in den Behälterinnenraum kann auch durch eine Drossel reduziert erfolgen.In further arranged in sealing position on the filling
Bei weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3a angeordnetem Behälter 2 wird durch Anheben des Ventilkörpers 29.1 relativ zum Rückgasrohr 11a das Rückgasventil 29 geöffnet, sodass über den Gaskanal 14a Inert-Gas unter Druck in den Behälterinnenraum einströmen kann.In further arranged in sealing position on the filling
Bei weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3a angeordnetem Behälter 2 wird bei weiterhin geöffneten Rückgasventil 29a auch das Flüssigkeitsventil 9a durch weiteres Anheben des Rückgasrohres 11a geöffnet, sodass über das geöffnete Flüssigkeitsventil 9a Füllgut aus dem Flüssigkeitsraum 4.1 in den Behälter strömt und hierbei verdrängtes Inert-Gas über das geöffnete Rückgasventil 29 in den Gasraum 4.2 zurückströmt.In further arranged in sealing position on the filling
Bei weiterhin in Dichtlage am Füllelement 3a angeordneten Behälter 2 werden sämtliche Ventile einschließlich des Flüssigkeitsventils 9a und des Rückgasventils 29 geschlossen.In further arranged in sealing position on the filling
Zum Entlasten insbesondere des Kopfraumes des gefüllten Behälters 2 wird durch Öffnen des Steuerventils 31.1 der Gasweg 34 mit dem Entlastungskanal 19a verbunden, sodass Inert-Gas aus dem Kopfraum in den Entlastungskanal 19a strömt und dann für ein späteres Spülen zur Verfügung steht.To relieve in particular the headspace of the filled
Zusätzlich kann das Spülen des jeweiligen Behälters 2 auch aus einem Inert-Gaskanal 30 mit frischem Inert-Gas erfolgen, und zwar durch Öffnen des Steuerventils 31.4, womit dann das Inert-Gas über die Gasverbindung 33 und die Gaskanäle 32 und 14a in den jeweiligen Behälterinnenraum strömt, der hierbei über den Gasweg 34 und das geöffnete Steuerventil 30.2 mit dem Vakuumkanal 18a verbunden ist. Diese Spülung mit dem Inert-Gas aus dem Inert-Gaskanal 30 erfolgt insbesondere dann, wenn ein Gasdefizit im Entlastungskanal 19a besteht. Weiterhin kann bei dem Füllsystem 1a ein Gasdefizit im Entlastungskanal 19a wiederum durch gesteuerte Einspeisung von Inert-Gas beispielsweise aus dem Inert-Gaskanal 30 oder dem Gasraum 4.2 ausgeglichen werden.In addition, the purging of the
Bei dem Füllsystem 1a besteht in vorteilhafter Weise auch die Möglichkeit nicht nur den Kopfraum des jeweils gefüllten Behälters 2, sondern auch den Gasweg im Inneren des Rückgasrohres 11a durch Öffnen des Steuerventils 30.3 zu entlasten, sodass hierdurch jede Art von Flüssigkeitsimpulsen aus dem Rückgasrohr 11a in den Behälter 2 und eine dadurch bedingte unerwünschte Schaumbildung vermieden werden.In the
Wie vorstehend ausgeführt, werden zur Realisierung der Spülung der Behälter 2 mit Inert-Gas aus dem Entlastungskanal 19 Oder 19 mehrere Gas- oder Steuerventile benötigt, d.h. bei dem Füllsystem 1 fünf bis sechs Steuerventile 21.1 - 21.6 und bei dem Füllsystem 1a wenigstens vier Gas- oder Steuerventile 31.1 - 31.4 je Füllelement 3 bzw. 3a. Um die Anzahl der Steuerventile des gesamten Füllsystems zu reduzieren, ist es zweckmäßig zumindest einige der Steuerventile für jeweils eine Gruppe von Füllelementen 3 bzw. 3a, beispielsweise für jeweils wenigstens zwei Füllelemente 3 bzw. 3a gemeinsam vorzusehen.As stated above, to realize the flushing of the
- 1, 1a1, 1a
- Füllsystemfilling system
- 22
- Behältercontainer
- 3, 3a3, 3a
- Füllelementfiller
- 4,4a4,4a
- FüllgutkesselFüllgutkessel
- 4.14.1
- Flüssigkeitsraumliquid space
- 4.24.2
- Gasraumheadspace
- 5, 5a5, 5a
- Füllelementgehäusefilling element
- 66
- Flüssigkeitskanalliquid channel
- 77
- Verbindungconnection
- 8,8a8,8a
- Abgabeöffnungdischarge opening
- 9,9a9,9a
- Flüssigkeitsventilliquid valve
- 10,10a10,10a
- Ventilkörpervalve body
- 11, 11a11, 11a
- RückgasrohrReturn gas pipe
- 12, 12a12, 12a
- Betätigungselementeactuators
- 1313
- Spülrohrflush pipe
- 14, 14a14, 14a
- RückgaskanalReturn gas channel
- 1515
- Spülkanalirrigation channel
- 16,1716.17
- Gasraumheadspace
- 18, 18a18, 18a
- Vakuumkanalvacuum channel
- 19, 19a19, 19a
- Entlastungskanalrelief channel
- 2020
- Rotorrotor
- 21.1 - 21.621.1 - 21.6
- Gas- oder SteuerventilGas or control valve
- 22,2322.23
- Drosselthrottle
- 2424
- Verbindungconnection
- 2525
- DurchflussmesserFlowmeter
- 2626
- Steuer- oder RegelkreisControl or regulating circuit
- 2727
- VentilValve
- 2828
- Drucksensorpressure sensor
- 2929
- RückgasventilReturn gas valve
- 29.129.1
- Ventilkörpervalve body
- 3030
- Inert-GaskanalInert gas channel
- 31.1 - 31.431.1 - 31.4
- Gas- oder SteuerventilGas or control valve
- 3232
- Gaskanalgas channel
- 3333
- Verbindungconnection
- 3434
- Gasweggas path
- FAFA
- Füllelementachsefilling element
Claims (15)
- Method for the pressure filling of containers (2) with a liquid filling product, making use of a filling system (1, 1a) with at least one filling element (3, 3a), wherein, before the initiating of a filling phase, the interior of the container (2) arranged in a sealing position at the filling element (3, 3a) is evacuated in at least one evacuation and flushing phase by connection to a vacuum channel (18, 18a), and then the evacuated container interior, still connected to the vacuum channel (18, 18a) is flushed with an inert gas, such as CO2 gas, and wherein the container interior, after the evacuation and flushing phase, is pretensioned with an inert gas under pressure, filled, and, after the completion of this pre-tensioning and filling phase, is pressure-relieved into a pressure-relief channel (19, 19a), wherein the flushing of the respective container interior in the at least one evacuation and flushing phase is carried out at least partially with gas from the pressure-relief channel (19, 19a) as a flushing gas,
characterised in that
the container interior, during the at least one evacuation and flushing phase, is subjected to a pressure of between 50 mbar and 200 mbar. - Method according to claim 1, characterised in that the flushing gas is introduced at a pressure of some 1.0 bar or 1.05 bar or 1.1 bar into the container interior.
- Method according to claim 1 or 2, characterised in that the gas pressure in the pressure-relief channel (19, 19a) is the same as or slightly higher than the ambient pressure.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that, during the at least one evacuation and flushing phase, the container interior is subjected to a pressure of some 100 mbar.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the flushing gas is introduced centred into the respective container interior (2).
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that, in addition to the flushing with the gas from the pressure-relief channel (19a), a flushing of the respective container takes place with fresh inert gas from a gas space (4.2) or gas channel (30) of the filling system.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that, with the use of a filling system (1) with a flushing pipe (13) with a flushing channel (15) extending during the filling into the container interior, and a return gas pipe (11) with return gas channel (14) extending in the container interior, the flushing gas is introduced via the flushing pipe (13) or its flushing channel (15), and the container interior is connected via the return gas channel (14) of the return gas pipe (11) to the vacuum channel (18) of the filling system.
- Method according to any one of the preceding claims, characterised in that, with the use of a single-chamber filling system (1a) with at least one filling element (3a), with a return gas tube (11a) extending into the container during filling, the flushing gas is introduced via a return gas channel (11a) formed in the return gas pipe, and the container interior is in connection via at least one controlled gas path (31.2, 34) to the vacuum channel (18a) of the filling system (1a), wherein the gas path (31.2, 34) opens at the filling product outlet opening.
- Method according to claim 8, characterised in that, with the configuration of the filling element (3a) with a return gas valve (29) which opens and closes the connection of the gas channel (14a) of the return gas tube (11a) to the gas space (4.2) of a filling gas tank (4), the flushing gas is conveyed via a connection (32, 33) leading through the valve body (29.1) of this return gas valve (29).
- Filling system with at least one liquid valve (3) with a valve housing (5), in which a liquid channel (6) is formed, which is in connection with a liquid space (4.1) formed in a liquid tank (4), and forms on an underside of the filling element (3) a filling product discharge opening (8) for discharging the filling product into the container (2) arranged in a sealing position at the filling element (3), with a liquid valve (9) arranged in the fluid channel (6), with a flushing pipe (13) projecting downwards via the filling product discharge opening (8) and which during filling extends into the container (2), as well as with a return gas pipe (11), likewise extending into the container (2) during filling, which forms an annular return gas channel (14) surrounding the flushing pipe (13), with a first gas space (16) formed in the filling element housing (5), into which the return gas channel (14) opens with its end located remotely from the discharge opening (8), as well as with a second gas space (17), into which the flushing channel (15) opens, with a plurality of gas paths (21), controlled by gas valves and/or control valves (21.1 - 21.6), with a vacuum channel (18) common to all the filling elements (3), and a pressure-relief channel (19) likewise common to all the filling elements (3), wherein the pressure-relief channel (19) can be connected in a controlled manner by means of a first control valve (21.4) to the second gas space (17) and the flushing channel (15) of the flushing pipe (13), and the first gas space (16) and the return gas channel (14) can be connected via a second control valve (21.2) to the vacuum channel (18) during the evacuation and flushing phase, with a third control valve (21.1), by means of which, during the residual pressure relief, the first gas space (16) and the return gas channel (14) can be connected to the pressure-relief channel (19), characterised in that the filling system is suitable for carrying out the method according to any one of claims 1-9, as well as by a fourth control valve (21.3), by means of which, during the pre-tensioning, the first gas space(16) and the return gas channel (14) can be connected to a gas space (4.2) of the liquid tank (4), and by a fifth control valve (21.5), by which the first gas space (16) and the return gas channel (14) can be connected, in a choked manner, to the gas space (4.2) of the liquid tank (4) for a slow filling.
- Filling system according to any one of the preceding claims, characterised by a sixth control valve (21.6), by which the second gas space (17) and the flushing channel (15) can be connected to the gas space (4.2) of the filling tank (4).
- Filling system in the form of a single-chamber system, with a filling product tank (4a), which during the filling is partially filled with the liquid filling product, with the formation of a lower liquid space (4.1) and an upper gas space (4.2), with a plurality of filling elements (3a) arranged at least partially in the liquid tank (4a), which in each case form a filling product discharge opening (8a) for the discharge of the filling product into the containers (2) arranged in a sealing position at the respective filling element (3a), and which comprise a valve body (10a) formed at a valve tappet, wherein the valve tappet is configured as a return gas pipe (11a) with a gas channel (14a), with a return gas valve (18a) controlling the connection between the gas channel (14a) and the gas space (4.2), with a vacuum channel (18a) common to all the filling elements (3a), with a pressure-relief channel (19a) common to all the filling elements (3a), as well as with a plurality of gas valves and/or control valves (31.1-31.4) forming controlled gas paths, characterised in that the filling system is suitable for carrying out the method according to any one of claims 1-9, wherein a first control valve (31.3) is configured for connecting the gas channel (14a) of the return gas pipe (11a) to the pressure-relief channel (19a), and a second control valve (31.2) is configured for connecting a gas path (34), opening at the discharge opening (8a), to the vacuum channel (18a).
- Filling system according to claim 12, characterised in that a gas path (32, 33), connecting the gas channel (14a) of the return gas pipe (11a) to the first gas valve (30.1), leads through the valve body (29.1) of the return gas valve (29).
- Filling system according to claim 12 or 13, characterised by a third control valve (31.1), which, at the residual pressure relief of the container (2) arranged in the sealing position at the filling element (3a), connects the head space of the container (2) to the pressure relief channel (19a).
- Filling system according to claim 12 - 14, characterised by a fourth control valve (31.4), via which the gas channel (14a) of the return gas pipe (11a) can be connected to an inert gas channel (30), which conveys fresh inert gas and is common to all the filling elements (2a).
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