EP3151983A1 - Behandlungskopf sowie behälterbehandlungsmaschine mit einem behandlungskopf - Google Patents

Behandlungskopf sowie behälterbehandlungsmaschine mit einem behandlungskopf

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EP3151983A1
EP3151983A1 EP15722716.6A EP15722716A EP3151983A1 EP 3151983 A1 EP3151983 A1 EP 3151983A1 EP 15722716 A EP15722716 A EP 15722716A EP 3151983 A1 EP3151983 A1 EP 3151983A1
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EP
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fluid
fluid channel
container
treatment head
flow
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EP15722716.6A
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EP3151983B1 (de
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Hilmar FICKERT
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KHS GmbH
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KHS GmbH
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Publication date
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Publication of EP3151983B1 publication Critical patent/EP3151983B1/de
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • B08B9/0813—Cleaning containers having tubular shape, e.g. casks, barrels, drums by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
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    • B05B1/341—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl before discharging the liquid or other fluent material, e.g. in a swirl chamber upstream the spray outlet
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    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
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    • B05B1/3405—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to produce swirl
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    • B05B13/0627—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies
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    • B05B13/069—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies the hollow bodies having a closed end
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    • B08B9/0821—Handling or manipulating containers, e.g. moving or rotating containers in cleaning devices, conveying to or from cleaning devices
    • B08B9/0826—Handling or manipulating containers, e.g. moving or rotating containers in cleaning devices, conveying to or from cleaning devices the containers being brought to the cleaning device

Definitions

  • Treatment head as well as container handling machine with one
  • the invention relates to a treatment head for containers according to the preamble of claim 1, to a container treatment machine according to the preamble of claim 10 and a method for cleaning containers according to the preamble of patent claim 11.
  • liquid fillings such as beer, soft drinks, fruit juices, etc. in large-volume containers, such as barrels or keg barrels to fill and store.
  • large-volume containers such as barrels or keg barrels to fill and store.
  • KEG barrels it is known that this one
  • Valve arrangement also referred to as KEG-fitting, have, in the
  • Container interior is removed.
  • Container interior with various media such as mixed water, alkalis, acids, hot water, etc. to treat adhering residues in the
  • Impurities are product-dependent. For example, yeast beer, fermented beer and quas lead to considerable residues in the container interior, which are difficult to replace.
  • Cleaning process can in particular by the factors time, temperature, used cleaning media (chemistry) and a mechanical effect of the cleaning medium on the residues are influenced. It is known that by increasing the temperature or an optimal
  • Cleaning effect can be improved by extending the cleaning time.
  • Container treatment machines with a larger number of treatment heads, where the containers are arranged for cleaning, must be used, thereby resulting in an increased space requirement. Both the reduction in throughput of containers to be cleaned and the
  • Cleaning effect has, as it comes to the inner surfaces of the container to be cleaned to a shearing effect, which causes an improved removal of residues on the container inner surface.
  • Vortex cleaning and the interval cleaning are coupled overhead to a treatment head and first with a
  • Volume flow is a splash of the cleaning medium in
  • Container interior in that the free end of the lancing device with the lower container wall portion forms a nozzle, so that the cleaning medium flows by means of a wall-adhering flow along the container inner wall and thus in areas where the cleaning medium has a high flow velocity, resulting in a high shear.
  • the document DE 36 02 209 A1 discloses a device and a method for the internal cleaning of barrels, in particular of KEG barrels for beer or
  • the device has a cleaning head, which comprises a first, inner fluid channel and a second, the first fluid channel at least partially annular surrounding fluid channel.
  • the document DE 445 354 A discloses a spray nozzle for cleaning
  • Bottles In the area immediately before the outlet opening spiral grooves are provided, through which the water is injected in the direction of rotation in the bottle.
  • a disadvantage of the known methods is that in the region of the upper container wall section, i. in the area in which the valve arrangement is provided, due to the only low flow energy of the
  • Container interior in the region of the valve assembly results.
  • the object is achieved on the basis of the preamble of the independent claim 1 by its characterizing features.
  • Container handling machine is the subject of the sibling
  • Patent claim 10 A method for cleaning containers is the subject of further independent claim 1 first
  • the invention relates to a treatment head for cleaning containers having a valve assembly.
  • Treatment head is in particular for receiving a container to be treated overhead, i. aligned with its valve assembly down, formed.
  • the treatment head comprises a treatment head housing in which a plunger is slidably held. The plunger is here to open the
  • Valve assembly of the container formed, in particular by the fact that the plunger is positioned from a retracted position by means of an actuator in an advanced position.
  • the plunger can be formed repeatedly stepped at the cooperating with the valve assembly free end to open two separate fluid channels or fluid passages in the valve assembly.
  • a first and a second fluid channel are formed in the treatment head.
  • the first fluid channel has at least one
  • Sectionally annular formed fluid channel portion which surrounds the peripheral side of the second fluid channel at least in sections or surrounds.
  • the first and second fluid channels may be provided for supplying and / or discharging a liquid or gaseous fluid into or out of the container, i.
  • a cleaning fluid can be supplied to the container interior via the first fluid channel and, for example, a gas displaced by the supplied cleaning fluid can be removed from the container interior by means of the second fluid channel.
  • the supply of the cleaning fluid via the second fluid channel takes place and the discharge of the displaced gas or the cleaning fluid from the
  • Container interior is effected by means of the first fluid channel.
  • means for generating a helical fluid flow are provided in the first fluid channel or in the fluid conduit connected to the first fluid channel.
  • Flow direction change is imposed, in such a way that the fluid flow in addition to a rectilinear flow component has a transverse to this flow direction further flow direction component, so that in total a spiral or helical fluid flow or a
  • the treatment head of the present invention has the distinct advantage that, due to the creation of a spiral or helical fluid flow within the treatment head, in the container located overhead on the treatment head, i. a container with its valve assembly down
  • Valve arrangement provided container wall section of the container improved by a moving fluid flow improved, in such a way that due to the flow vortex an improved shearing action on the container wall in the region of the valve assembly or in the region of the valve cage of the valve assembly adjusts. As a result, higher cleaning performance can be achieved in the interior of the container at the areas which are difficult to clean with previous cleaning methods.
  • the means for generating the spiral fluid flow are formed by a swirl body provided in the first fluid channel or in the fluid line connected to the first fluid channel.
  • This swirl body preferably has an angle to the flow direction or spirally running
  • Fluid channels by means of which a suitable deflection of the fluid flow is achieved.
  • nozzle-like elements can be provided in the swirl body, by means of which a flow vortex or flow swirl is generated in the fluid flow.
  • a spiral or helical fluid flow or a flow swirl can be generated.
  • the means for generating the spiral or helical fluid flow may be formed by a fluid conduit having a contoured fluid conduit wall connected to the first fluid conduit.
  • the contoured fluid line wall for example, by arranged in the wall area inclined surfaces or spiral surfaces or by at least one
  • Pipe section are formed, which is helically or helically shaped, i. has several corkscrew-like turns.
  • Such a fluid conduit also causes a helical flow of fluid which results in a flow vortex of the cleaning fluid within the container around the valve cage.
  • the fluid guided in the first fluid channel can be changed in its flow direction, in particular in such a way that a flow vortex rotating around the tappet adjusts itself.
  • the contouring of the wall is formed by grooves or oblique surfaces provided in the wall, wherein these grooves or oblique surfaces are inclined and / or spiral in the direction of flow of the fluid in the first fluid channel, i. run obliquely or spirally to the longitudinal axis of the treatment head.
  • the grooves or inclined surfaces can be introduced directly into the treatment head housing wall or in the first fluid channel may be provided a sleeve having such oblique or spiral surfaces.
  • the means for generating the helical fluid flow may be provided by a valve fitting against the valve assembly
  • Tappet upper part are formed in the oblique or spiral running
  • Fluid channels are formed. Alternatively to the fluid channels can in the
  • Tappet upper part also be provided nozzles, by means of which the spiral
  • Fluid flow is generated.
  • the use of such a tappet upper part is advantageous because in the first fluid channel in the immediate vicinity of the valve arrangement, the flow vortex or spiral fluid flow is generated, so that this Due to the shortness of the fluid path, flow swirl is essentially retained and generates a considerable flow vortex in the interior of the container, which has high shear in the region of the valve arrangement or of the valve cage.
  • the supply of the fluid takes place in the
  • annular fluid channel cross-section is a rotating around the plunger around
  • Container interior leads.
  • the off-center, tangential inflow into the first fluid channel can be effected by a deflection section which is provided in the inflow region of the cleaning fluid into the first fluid channel.
  • this deflecting section may have an oblique surface, by means of which a deflection of the fluid flow in the tangential direction with respect to the annular fluid channel cross section takes place. As a result, in turn, a fluid flow or flow vortex rotating about the plunger is generated.
  • All of the aforementioned means for generating the spiral fluid flow may be provided individually or in any combination with one another on the treatment head.
  • the first fluid channel is preferably connected to a first annular fluid passage of the valve arrangement.
  • This annular fluid passage is in particular provided on the circumference around a lancing section which extends into the interior of the container.
  • a central, second fluid passage may be provided in the valve arrangement, which is preferably arranged within the annular, first fluid passage. This second fluid passage can in particular with be coupled to the second fluid channel of the treatment head, so that a
  • Cleaning fluid can be introduced at least two different inlets or through two different fluid channels in the container interior.
  • the invention relates to a
  • Container treatment machine for cleaning containers.
  • the container treatment machine has at least one, preferably a plurality of identically constructed, circumferentially arranged treatment heads. These treatment heads are designed according to the previously described embodiments.
  • the invention relates to a method for the purification of a valve assembly having containers by means of a
  • the container treatment machine comprises at least one, preferably a plurality of treatment heads, wherein in the
  • Treatment head at least a first fluid channel and at least a second fluid channel are formed.
  • the first fluid channel has at least one annular fluid channel section.
  • the second fluid channel is enclosed circumferentially at least in sections by the first fluid channel.
  • the first and second fluid channel is provided for supplying and / or discharging a liquid or gaseous fluid into or out of the container.
  • the fluid supplied to the container via the first fluid channel is converted into a spiral fluid flow or flow vortex by means provided in the first fluid channel or in the fluid line connected to the first fluid channel, so that after entering the spiral fluid flow into the Container around the valve assembly around a flow vortex is generated.
  • optimal cleaning of the inner surface of the container around the valve assembly can be achieved due to the improved shearing action of the flow vortex.
  • the supply of fluid takes place as a spirally fluidized fluid flow via the first fluid channel in the emptied, upside-down container.
  • emptied container of the flow vortex in the container interior by in Reservoir fluid is not braked, so that due to an increased flow velocity of the flow vortex an improved
  • the container interior can be achieved especially at the difficult to clean container wall area around the valve assembly or even a cleaning of the valve assembly itself.
  • a draining step and subsequently a further washing step for supplying the fluid as a spiral fluid flow via the first fluid channel. This prevents that the incoming fluid flow, which generates the flow vortex, is braked by already in the container fluid such that no or only an insufficient flow vortex sets.
  • a supply of fluid via the first fluid channel and the second fluid channel preferably takes place at staggered intervals.
  • a complete emptying of the container takes place via the first fluid channel. It can thereby be achieved that during a subsequent supply of the fluid via the first fluid channel causes a fluid supply into the completely emptied container becomes what is achieved to an improved cleaning effect due to a freely forming in the container flow vortex.
  • Containers according to the invention are in particular barrels or kegs for receiving and storing liquid products, in particular drinks.
  • Container treatment machine are any machines with which a container treatment can be performed, for example
  • Fluid flow understood that in addition to a linear flow direction component has a rotary flow direction component, so that the fluid in the first fluid channel or in the fluid line is conveyed helically swirled.
  • the conveyed fluid is set in rotation as it flows through the fluid conduit or the first fluid channel 5, i. the fluid has next to a linear
  • an inventive treatment head when attached to a
  • Valve arrangement of a container in an open position in a sectional view 3 shows an example of a cross-sectional view of the treatment head according to FIG.
  • FIG. 4 shows by way of example a cross-sectional view of the treatment head according to FIG.
  • reference numeral 1 denotes a treatment head in one
  • the treatment head 1 has a
  • Treatment head housing 3 which by means of a
  • Treatment head housing section 3.1 to invest against a
  • Valve arrangement 2.1 of a container 2 is formed.
  • the container 2 may be a so-called KEG drum, for example, and the valve assembly 2.1 may be formed by a so-called KEG fitting.
  • the valve arrangement 2.1 has two valve bodies, by means of which two fluid passages can be opened or closed, namely an annular, first fluid passage 2.2 and a second, centrally arranged fluid passage 2.3.
  • the second fluid passage 2.3 is for example provided concentrically, ie, the first fluid passage 2.2 extends circumferentially around the second fluid passage 2.3 around.
  • the valve arrangement further has a lancing sword 2.4, which is tubular and extends into the interior of the container 2.
  • the container 2 has an upper container wall section 2a, on which the valve arrangement 2.1 is provided, and a lower container wall section 2b, which in the normal position of the keg, for example during storage, is arranged adjacent to a set-up surface or rises thereon.
  • the spear 2.4 projects from the upper container wall portion 2a into the container interior and comes with its free, open end immediately adjacent to the lower container wall portion 2b, i. to lie with only a small distance to the container wall section 2b.
  • the fluid channel created by the tubular spear 2.4 into the container interior communicates with the open valve arrangement 2.1 with the second fluid passage 2.3, so that a fluid can be supplied to the container 2 via the second fluid passage 2.3 and the spear 2.4.
  • the valve assembly 2.1 further comprises a valve cage 2.5, which surrounds the valve assembly 2.1 on the outside. Within the valve cage 2.5, a spring element 2.6 is provided, by means of which the first fluid passage 2.2 associated valve body 2.7 is biased into a closed position.
  • the valve basket 2.5 has peripheral openings 2.5.1, via the one over the first
  • Fluid passage 2.2 supplied fluid can enter the container interior.
  • the intended for container cleaning treatment head 1 has in his
  • the plunger 4 can be positioned for example by an actuator 9 in an advanced position, so lifted by the plunger top 4.1, which is in particular multi-stepped, the two valve body of the valve assembly 2.1 of their respective valve seat and thus the first and second fluid passage 2.2, 2.3 the valve assembly 2.1 is opened.
  • an actuator 9 By a suitable control of the actuator 9, it is also possible to lift only the valve body associated with the second fluid passage 2.3 from its valve seat and thus exclusively to open this second fluid passage 2.3, wherein the first fluid passage 2.2 remains closed.
  • a first fluid channel 5 and a second fluid channel 6 are formed in the embodiment shown.
  • the first fluid channel 5 is designed as an annular channel and extends preferably circumferentially or at least partially peripherally around the plunger 4 around.
  • the first fluid channel 5 is in this case connected to the annular first fluid passage 2.2 of the valve arrangement 2.1 in its open position, so that a fluid supplied via the first fluid channel 5 can reach the container interior via the first fluid passage 2.2 or in the reverse direction via the first fluid passage 2.2 and the first fluid channel 5 can be removed from this.
  • the supply or discharge of the fluid into and out of the first fluid channel 5 takes place by means of a fluid line 7 which is connected to the treatment head housing 3, for example by means of a fastening flange or similar connection means.
  • the second fluid channel 6 is provided in the embodiment shown within the plunger 4, ie the plunger 4 has an inner bore extending in the direction of the longitudinal axis LA through which a zu oftendes or dissipate fluid into the container interior or can be removed from this container interior.
  • the valve arrangement 2.1 When the valve arrangement 2.1 is open, the second fluid channel 6 communicates with the second fluid passage 2. 3, so that a fluid guided in the second fluid channel 6 is supplied to the container interior via the second fluid passage 2. 3, or a fluid located in the container interior via the second fluid passage 2. 3 in the reverse direction and the second fluid channel 6 are discharged can.
  • a fluid line 10 is provided, which is connected, for example, to the treatment head housing 3 in a suitable manner and is in particular fluid-tightly coupled to the second fluid channel 6.
  • means are provided by means of which the flow direction or the flow path of the first fluid channel 5 in the first fluid channel. 5 or in the fluid line 7 guided fluid is variable, in particular such that adjusts a spiral fluid flow.
  • the spiral flow course of the fluid guided in the first fluid channel 5 can be generated in different ways, wherein the alternatives mentioned below can be provided individually or in any desired combination with one another on the treatment head 1:
  • the means generating the helical fluid flow may be provided, on the one hand, in the fluid line 7 connected to the first fluid channel 7, and on the other hand in the first fluid channel 5 itself.
  • the fluid line 7 is formed in a contour in a fluid line section, ie. the fluid line 7 has, for example, a contoured fluid line wall 7.1 in this
  • the contoured fluid line wall 7.1 can be formed in any manner, in particular by a twisted contouring of the fluid line 7 in this fluid line section.
  • the fluid line wall 7.1 may for example be contoured spirally in this fluid line section or by oblique or spiral surface sections on the inside of the
  • Fluid line wall be formed.
  • a coiled trained line piece may be provided, through which the fluid during Flow through the fluid line 7 is promoted and thus experiences a flow twist.
  • At least one swirl body 8 may be provided in the fluid line 7.
  • This swirl body 8 can be used for example in the inner opening of the fluid line 7 and thus, for example, completely this
  • the swirler 8 can be a variety of
  • the fluid channels 8.1 may be formed, for example, as nozzles, by means of which a flow direction change of the fluid flow is effected.
  • Fluid channel 5 itself, i. E. in the surrounding the plunger 4 fluid channel in the treatment head. 1
  • the wall 5.1 obliquely to the flow direction of the fluid in the first fluid channel 5 extending inclined surfaces or spiral surfaces, which deflect the guided in the first fluid channel 5 fluid flow in its flow direction and thereby produce a flow twist in the first fluid channel, i. the fluid flow has, in addition to a pointing in the direction of the longitudinal axis LA of the treatment head 1
  • Flow direction component is a circular, i. around the plunger 4 extending flow direction component on.
  • the contoured wall 5.1 can be formed by contouring the treatment head housing section forming this wall itself or a sleeve inserted into the first fluid channel 5.
  • the spiral fluid flow or the flow twist in the first fluid channel 5 can be formed by a plunger top 4.1.
  • the plunger upper part 4.1 can be provided in particular for bearing against the valve body 2.7, by means of which the annular second fluid passage 2.2 of the valve assembly 2.1 can be closed.
  • the plunger top 4.1 is formed plate-like, for example, and has a plurality of fluid channels 4.2 and nozzles, by means of which a
  • the fluid channels 4.2 may in particular also be designed like a nozzle.
  • the outer dimensions or the outer cross section of the tappet upper part 4.1 can in particular be adapted to the cross section of the first fluid passage 2.2 released by the valve body 2.7 in the valve arrangement 2.1, so that the entire or essentially the entire cross section of the first fluid passage 2.2 is closed by the tappet upper part 4.1 and that in the first
  • Fluid channel 5 guided fluid must flow through the formed in the plunger top 4.1 fluid channels 4.2.
  • a flow vortex is thus produced directly in front of the valve arrangement 2.1, which has a particularly advantageous effect with regard to an improved cleaning action of the container 2 in the region of this valve arrangement 2.1.
  • Valve assembly 2.1 around, whereby an improved cleaning effect is achieved by the shearing action of the rotating flow.
  • FIG. 3 and 4 show a sectional view through the treatment head 1 according to the invention along the section line AA of FIG. 2.
  • the coupling of the fluid line 7 to the first fluid channel 5 in particular made such that an outward supply of the cleaning fluid from the fluid line 7 takes place in the first fluid channel 5 ,
  • the off-center supply of the cleaning fluid into the first fluid channel 5 can be achieved in that the central longitudinal axis of the
  • Fluid line 7 is offset from the center of the first fluid channel 5. As a result, a fluid flow rotating around the plunger 4 is achieved, i. the fluid flow in the first fluid channel flows around the plunger 4 circumferentially spirally or with a flow twist.
  • the flow swirl in the first fluid channel 5 can be realized by a deflection section 5.2, which is located in the transition region between the fluid line 7 and the annular ring channel section 5.3.
  • a deflection section 5.2 By means of this deflection section 5.2, a deflection of the fluid flow supplied via the fluid line 7 in the tangential direction with respect to the annular fluid channel section 5.3 is achieved so that likewise a fluid flow rotating in the first fluid channel 5 around the plunger 4 is established.
  • Container interior cleaning are applied to known methods
  • This intermediate step takes place around the valve basket 2.5 around.
  • This intermediate step can in particular in a very short period of time, for example in a
  • At least one further process step follows, in which in turn a fluid flow around the valve cage 2.5 causing fluid flow is introduced into the container 2. This can be achieved that a maximum shear effect is generated at the areas to be cleaned, which would be prevented by an excessive level of fluid in the container 2 or at least partially reduced.
  • the volume flow supplied to the container interior may be different in successive clock cycles, namely, in a first clock interval supplying the cleaning fluid with a very large volume flow, so that an injection of the lower container wall portion 2b with a wall-adhering fluid flow takes place, the good Shearing effects at this lower
  • Container wall section 2b and this lower container wall section 2b adjacent parts leads.
  • a subsequent further clocking step can then be a supply of cleaning fluid with a reduced
  • Container interior in the region of the upper container wall portion 2a, in particular in the area around the valve basket 2.5 done.
  • the first fluid channel 5 is used as return for the cleaning fluid, so that during the interval cleaning preferably a complete emptying of the container interior via the first fluid passage 2.2 or the adjoining first fluid channel 5 takes place.
  • a subsequent re-supply of a cleaning fluid via the first fluid passage 2.2 and thus caused flow rotation around the valve basket 2.5 around by the complete emptying of the container in the preceding interval cleaning cycle optimal shearing and thus an optimal cleaning effect at the top
  • Container wall section 2a and be achieved on the valve basket 2.5.
  • a cleaning cycle is described below, by means of which a container 2 is cleaned using a cleaning step in which cleaning fluid is supplied to the container 2 via the first, annular fluid passage 2.2, referred to below as an annular-ring rotary purge.
  • a cleaning step in which cleaning fluid is supplied to the container 2 via the first, annular fluid passage 2.2, referred to below as an annular-ring rotary purge.
  • a ring-channel rotary flushing according to the invention can take place by means of a liquor, wherein preferably no back pressure prevails in the container.
  • This can be achieved, for example, by virtue of the fact that the gas displaced by the fluid supply can escape from the container interior via the spear blade 2.4 and the second fluid channel 6.
  • the interval cleaning begins with a method step of
  • a further annular channel rotation flushing step can be performed.
  • This can in particular serve to partially fill the container with cleaning fluid.
  • This partial filling can be carried out in particular with a cleaning fluid used for a subsequent softening step at the annular channel rotation rinse.
  • a rinsing of the container interior with a liquor can subsequently take place again, this can take place by means of an interval cleaning or, depending on the necessary cleaning intensity, in addition also with a further annular channel rotation rinsing step.
  • an interval cleaning with an acid can then take place, it being possible in turn for a ring channel rotation rinse with likewise an acid to be provided alternately.
  • the cycle time can be extended accordingly.
  • the container interior can be sterilized, for example by steaming.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behandlungskopf zur Reinigung von eine Ventilanordnung (2.1) aufweisenden Behältern (2) umfassend einen verschiebbar in einem Behandlungskopfgehäuse (3) gehaltenen Stößel (4) zum Öffnen der Ventilanordnung (2.1) des Behälters (2), mit einem im Behandlungskopf vorgesehenen ersten Fluidkanal (5), der zumindest einen ringförmig ausgebildeten Fluidkanalabschnitt (5.3) aufweist und einem zweiten Fluidkanal (6), der zumindest abschnittsweise vom ersten Fluidkanal (5) umfangsseitig umschlossen ist, wobei der erste und zweite Fluidkanal (5, 6) zur Zuführung und/oder Abführung eines flüssigen oder gasförmigen Fluids in den/aus dem Behälter (2) vorgesehen ist. Dabei sind im ersten Fluidkanal (5) oder in der mit dem ersten Fluidkanal (5) verbundenen Fluidleitung (7) Mittel zur Erzeugung eines spiralförmigen Fluidstroms vorgesehen.

Description

Behandlungskopf sowie Behälterbehandlungsmaschine mit einem
Behandlungskopf
Die Erfindung bezieht sich auf einen Behandlungskopf für Behälter gemäß dem Oberbegriff Patentanspruch 1 , auf eine Behälterbehandlungsmaschine gemäß dem Oberbegriff Patentanspruch 10 sowie ein Verfahren zur Reinigung von Behältern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 1 .
Es ist bekannt, flüssige Füllgüter, beispielsweise Bier, Softdrinks, Fruchtsäfte o.ä. in großvolumigen Behältern, beispielsweise Fässern oder KEG-Fässern abzufüllen und zu lagern. Insbesondere bei KEG-Fässern ist es bekannt, dass diese eine
Ventilanordnung, auch als KEG-Fitting bezeichnet, aufweisen, über die im
abfüllenden Betrieb das KEG-Fass mit dem flüssigen Füllgut befüllt und beim
Verbraucher, beispielsweise in der Gastronomie, das flüssige Füllgut mittels einer Zapfanlage, die an dieser Ventilanordnung angeschlossen ist, aus dem
Behälterinnenraum entnommen wird.
Weiterhin ist es bekannt, derartige Behälter in speziellen dafür vorgesehenen Behälterbehandlungsmaschinen einer Reinigung, insbesondere einer Reinigung des Behälterinnenraums zu unterziehen, so dass die Behälter als Mehrwegbehälter mehrfach verwendet werden können. Dabei ist es bekannt, dass den
Behälterinnenraum mit diversen Medien, wie beispielsweise Mischwasser, Laugen, Säuren, Heißwasser etc. zu behandeln, um anhaftende Rückstände im
Behälterinnenraum anzulösen und anschließend auszutragen, so dass aus dem Behälterinnenraum evtl. vorhandene Rückstände oder Beläge möglichst vollständig entfernt werden, bevor die Behälter einem Sterilisierungsschritt, beispielsweise durch Dämpfen, unterzogen werden. Insbesondere ist dabei zu beachten, dass die
Verunreinigungen produktabhängig sind. Beispielsweise führen Hefebier, Bier mit Fassgärung und Quas zu erheblichen Rückständen im Behälterinnenraum, die nur schwierig abzulösen sind.
Die Reinigungsintensität von aus dem Stand der Technik bekannten
Reinigungsverfahren kann insbesondere durch die Faktoren Zeit, Temperatur, eingesetzte Reinigungsmedien (Chemie) und eine mechanische Einwirkung des Reinigungsmediums auf die Rückstände beeinflusst werden. Hierbei ist bekannt, dass sich durch eine Erhöhung der Temperatur bzw. eine optimale
Temperatureinstellung in Abhängigkeit der Behandlungsmedien die
Reinigungswirkung verbessern lässt. Ferner ist es bekannt, dass sich die
Reinigungswirkung durch eine Verlängerung der Reinigungsdauer verbessern lässt.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass sich durch eine Verlängerung der Reinigungsdauer der Durchsatz der zu reinigenden Behälter verringert bzw.
Behälterbehandlungsmaschinen mit einer größeren Anzahl von Behandlungsköpfen, an denen die Behälter zur Reinigung angeordnet werden, verwendet werden müssen, so dass sich dadurch ein vergrößerter Platzbedarf ergibt. Sowohl die Verringerung des Durchsatzes an zu reinigenden Behältern als auch die
Vergrößerung des Platzbedarfs ist aus Kostengründen unerwünscht.
Des Weiteren ist bekannt, dass sich die Reinigungswirkung durch die Wahl des Reinigungsmediums verbessern lässt, beispielsweise durch die Zugabe von
Additiven oder die Veränderung von Konzentrationen im Reinigungsfluid. Zuletzt ist es bekannt, dass die mechanische Einwirkung des fließenden bzw.
strömenden Reinigungsmediums einen erheblichen Einfluss auf die
Reinigungswirkung hat, da es an den zu reinigenden Innenflächen des Behälters zu einer Scherwirkung kommt, die einen verbesserten Abtrag von Rückständen an der Behälterinnenfläche bewirkt.
Reinigungsverfahren, die eine mechanische Einwirkung des Reinigungsmediums auf die Behälterinnenfläche bewirken, sind insbesondere die sog. Wirbelreinigung bzw. die Intervallreinigung. Bei der Wirbelreinigung wird der zu behandelnde Behälter über Kopf an einen Behandlungskopf angekuppelt und zunächst mit einem
Reinigungsmedium teilgefüllt. Anschließend wird Sterilluft in den Behälterinnenraum eingeblasen und dadurch die im Behälterinnenraum befindliche Flüssigkeit durch das Einblasen der Sterilluft verwirbelt, um einen mechanischen Reinigungseffekt an den Behälterinnenflächen zu bewirken. Bei der Intervallreinigung wird ebenfalls der Behälter über Kopf an einen Behandlungskopf angekuppelt. Dabei wird das Reinigungsmediunn taktweise bzw. intermittierend mit unterschiedlichen Volumenströmen über den Stechdegen dem Behälterinnenraum zugeführt. Bei Zuführung des Reinigungsfluids mit hohem
Volumenstrom erfolgt eine Verspritzung des Reinigungsmediums im
Behälterinnenraum dadurch, dass das freie Ende des Stechdegens mit dem unteren Behälterwandungsabschnitt eine Düse bildet, so dass das Reinigungsmedium mittels einer wandanhaftenden Strömung an der Behälterinnenwand entlangfließt und damit in Bereichen, in denen das Reinigungsmedium eine hohe Fließgeschwindigkeit hat, zu einer hohen Scherwirkung führt. Bei reduziertem Volumenstrom läuft das
Reinigungsmedium umfangsseitig an der Wandung des Stechdegens ab und reinigt dabei diesen Stechdegen. Die Druckschrift DE 36 02 209 A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Innenreinigen von Fässern, insbesondere von KEG-Fässern für Bier oder
dergleichen. Die Vorrichtung weist einen Reinigungskopf auf, der einen ersten, innenliegenden Fluidkanal und einen zweiten, den ersten Fluidkanal zumindest abschnittsweise ringförmig umgebenden Fluidkanal umfasst.
Die Druckschrift DE 445 354 A offenbart eine Spritzdüse zum Reinigen von
Flaschen. Im Bereich unmittelbar vor der Austrittsöffnung sind spiralförmigen Nuten vorgesehen, durch die das Wasser in Drehrichtung in die Flasche gespritzt wird. Nachteilig an den bekannten Verfahren ist jedoch, dass sich im Bereich des oberen Behälterwandungsabschnitts, d.h. in dem Bereich, in dem die Ventilanordnung vorgesehen ist, aufgrund der nur noch geringen Strömungsenergie des
Reinigungsfluids eine nur noch unzureichende Reinigungswirkung ergibt. Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen Behandlungskopf
anzugeben, mittels dem sich eine verbesserte Reinigungswirkung des
Behälterinnenraums im Bereich der Ventilanordnung ergibt. Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Eine
Behälterbehandlungsmaschine ist Gegenstand des nebengeordneten
Patentanspruchs 10. Ein Verfahren zur Reinigung von Behältern ist Gegenstand des Weiteren nebengeordneten Patentanspruchs 1 1 .
Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf einen Behandlungskopf zur Reinigung von Behältern die eine Ventilanordnung aufweisenden. Der
Behandlungskopf ist dabei insbesondere zur Aufnahme eines zu behandelnden Behälters über Kopf, d.h. mit seiner Ventilanordnung nach unten ausgerichtet, ausgebildet. Der Behandlungskopf umfasst ein Behandlungskopfgehäuse, in dem ein Stößel verschiebbar gehalten ist. Das Stößel ist hierbei zum Öffnen der
Ventilanordnung des Behälters ausgebildet, und zwar insbesondere dadurch, dass der Stößel aus einer zurückgeschobenen Stellung mittels eines Aktuators in eine vorgeschobene Stellung positioniert wird. Der Stößel kann dabei an dem mit der Ventilanordnung zusammenwirkenden freien Ende mehrfach gestuft ausgebildet sein, um zwei voneinander getrennte Fluidkanäle bzw. Fluiddurchlässe in der Ventilanordnung zu öffnen. In dem Behandlungskopf sind ein erster und ein zweiter Fluidkanal ausgebildet. Der erste Fluidkanal weist dabei einen zumindest
abschnittsweise ringförmig ausgebildet Fluidkanalabschnitt auf, der zumindest abschnittsweise den zweiten Fluidkanal umfangsseitig umschließt bzw. umgibt. Der erste und zweite Fluidkanal kann dabei zur Zuführung und/oder Abführung eines flüssigen oder gasförmigen Fluids in den bzw. aus dem Behälter vorgesehen sein, d.h. je nach Beschaltung der Fluidkanäle kann ein Reinigungsfluid über den ersten Fluidkanal dem Behälterinnenraum zugeführt werden und beispielsweise ein durch das zugeführte Reinigungsfluid verdrängtes Gas mittels des zweiten Fluidkanals aus dem Behälterinnenraum abgeführt werden. Umgekehrt ist es aber auch möglich, dass die Zuführung des Reinigungsfluids über den zweiten Fluidkanal erfolgt und die Abführung des verdrängten Gases bzw. des Reinigungsfluids aus dem
Behälterinnenraum mittels des ersten Fluidkanals bewirkt wird. Im ersten Fluidkanal oder in der mit dem ersten Fluidkanal verbundenen Fluidleitung sind dabei Mittel zur Erzeugung eines spiralförmigen Fluidstroms vorgesehen. In anderen Worten weist der erste Fluidkanal bzw. die damit verbundene Fluidleitung Einrichtungen auf, mittels denen einem im Fluidkanal bzw. der Fluidleitung geführten Fluid eine
Strömungsrichtungsänderung aufgezwungen wird, und zwar derart, dass der Fluidstrom neben einer geradlinigen Strömungskomponente eine quer zu dieser Strömungsrichtung verlaufende weitere Strömungsrichtungskomponente aufweist, so dass sich insgesamt ein spiral- oder wendeiförmiger Fluidstrom bzw. ein
Strömungsdrall in dem ersten Fluidkanal bzw. der damit verbundenen Fluidleitung einstellt. Der erfindungsgemäße Behandlungskopf hat den entscheidenden Vorteil, dass aufgrund der Erzeugung eines spiral- oder wendeiförmigen Fluidstroms innerhalb des Behandlungskopfs bei dem über Kopf am Behandlungskopf angeordneten Behälter, d.h. einem Behälter, der mit seiner Ventilanordnung nach unten
ausgerichtet ist, ein Strömungsdrall bzw. Strömungswirbel um die Ventilanordnung bzw. einem an der Ventilanordnung vorgesehenen Ventilkorb entsteht. Aufgrund dieses Strömungswirbels im Behälterinnenraum wird der obere, um die
Ventilanordnung vorgesehene Behälterwandungsabschnitt des Behälters durch einen bewegten Fluidstrom verbessert gereinigt, und zwar derart, dass sich aufgrund des Strömungswirbels eine verbesserte Scherwirkung an der Behälterwandung im Bereich der Ventilanordnung bzw. im Bereich des Ventilkorbs der Ventilanordnung einstellt. Dadurch lassen sich an den mit bisherigen Reinigungsverfahren schlecht zu reinigenden Bereichen im Behälterinnenraum höhere Reinigungsleistungen erzielen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch einen im ersten Fluidkanal oder in der mit dem ersten Fluidkanal verbundenen Fluidleitung vorgesehenen Drallkörper gebildet. Dieser Drallkörper weist vorzugsweise schräg zur Fließrichtung oder spiralförmig verlaufende
Fluidkanäle auf, mittels denen eine geeignete Auslenkung des Fluidstroms erreicht wird. Alternativ können in dem Drallkörper düsenartige Elemente vorgesehen sein, mittels denen ein Strömungswirbel bzw. Strömungsdrall im Fluidstrom erzeugt wird. Damit kann bereits im Bereich der Zuleitung des Reinigungsfluids zum ersten Fluidkanal ein spiral- oder wendeiförmiger Fluidstrom bzw. ein Strömungsdrall erzeugt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Mittel zur Erzeugung des spiral- oder wendeiförmigen Fluidstroms durch eine mit dem ersten Fluidkanal verbundene Fluidleitung mit konturierter Fluidleitungswandung gebildet werden. Die konturierte Fluidleitungswandung kann beispielsweise durch im Wandungsbereich angeordnete Schrägflächen bzw. Spiralflächen oder durch zumindest ein
Rohrleitungsstück gebildet werden, das spiral- oder wendeiförmig geformt ist, d.h. mehrere korkenzieherartige Windungen aufweist. Eine derartige Fluidleitung bewirkt ebenfalls einen spiralförmigen Fluidstrom, der zu einem Strömungswirbel des Reinigungsfluids innerhalb des Behälters um den Ventilkorb herum führt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch eine Konturierung der Wandung des ersten
Fluidkanals gebildet. Dadurch kann das im ersten Fluidkanal geführte Fluid in seiner Strömungsrichtung verändert werden, und zwar insbesondere derart, dass sich ein um den Stößel herum rotierender Strömungsdrall einstellt.
Bevorzugt ist die Konturierung der Wandung durch in der Wandung vorgesehene Nuten bzw. Schrägflächen gebildet, wobei diese Nuten oder Schrägflächen schräg und/oder spiralförmig zur Fließrichtung des Fluids im ersten Fluidkanal, d.h. schräg bzw. spiralförmig zur Längsachse des Behandlungskopfs verlaufen. Die Nuten bzw. Schrägflächen können dabei unmittelbar in die Behandlungskopfgehäusewandung eingebracht sein oder in dem ersten Fluidkanal kann eine Hülse vorgesehen sein, die derartige Schräg- oder Spiralflächen aufweist.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch ein gegen die Ventilanordnung anliegendes
Stößeloberteil gebildet werden, in dem schräg oder spiralförmig verlaufende
Fluidkanäle ausgebildet sind. Alternativ zu den Fluidkanälen können in dem
Stößeloberteil auch Düsen vorgesehen sein, mittels denen der spiralförmige
Fluidstrom erzeugt wird. Die Verwendung eines derartigen Stößeloberteils ist vorteilhaft, da in dem ersten Fluidkanal in unmittelbarer Nähe der Ventilanordnung der Strömungsdrall bzw. spiralförmige Fluidstrom erzeugt wird, so dass dieser Strömungsdrall aufgrund der Kürze des Fluidweges im Wesentlichen erhalten bleibt und im Behälterinnenraum einen erheblichen Strömungswirbel erzeugt, der hohe Scherwirkung im Bereich der Ventilanordnung bzw. des Ventilkorbs aufweist.
Dadurch lässt sich eine optimierte Reinigungswirkung erzeugen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt die Zuleitung des Fluids in den
Fluidkanal ausmittig in tangentialer Richtung bezogen auf den ringförmigen
Querschnitt des ersten Fluidkanals. In anderen Worten erfolgt die Zuleitung des Fluids in den ersten Fluidkanal versetzt zur Mittelachse dieses ersten Fluidkanals. Durch die Einleitung des Reinigungsfluids in tangentialer Richtung in den
ringförmigen Fluidkanalquerschnitt wird ein um den Stößel herum rotierender
Flüssigkeitsstrom erzeugt, der zu einer verbesserten Reinigungswirkung im
Behälterinnenraum führt. Alternativ oder zusätzlich zu dem Versatz der Zuleitung kann die außermittige, tangentiale Einströmung in den ersten Fluidkanal durch einen Ablenkabschnitt erfolgen, der im Einströmbereich des Reinigungsfluids in den ersten Fluidkanal vorgesehen ist. Dieser Ablenkabschnitt kann beispielsweise eine Schrägfläche aufweisen, mittels dem eine Ablenkung des Fluidstroms in tangentialer Richtung in Bezug auf den ringförmigen Fluidkanalquerschnitt erfolgt. Dadurch wird wiederum ein um den Stößel herum rotierender Fluidstrom bzw. Strömungswirbel erzeugt.
Sämtliche vorgenannte Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms können einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander am Behandlungskopf vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist bei Anordnung eines Behälters an den Behandlungskopf der erste Fluidkanal mit einem ersten, ringartigen Fluiddurchlass der Ventilanordnung verbunden. Dieser ringartige Fluiddurchlass ist insbesondere umfangsseitig um einen Stechdegenabschnitt herum vorgesehen, der sich in den Behälterinnenraum hineinerstreckt. Des Weiteren kann in der Ventilanordnung ein zentraler, zweiter Fluiddurchlass vorgesehen sein, der vorzugsweise innerhalb des ringartigen, ersten Fluiddurchlasses angeordnet ist. Dieser zweite Fluiddurchlass kann insbesondere mit dem zweiten Fluidkanal des Behandlungskopfs gekoppelt sein, so dass ein
Reinigungsfluid an zumindest zwei unterschiedlichen Einlassen bzw. durch zwei unterschiedliche Fluidkanäle in den Behälterinnenraum eingebracht werden kann. Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine
Behälterbehandlungsmaschine zum Reinigen von Behältern.
Die Behälterbehandlungsmaschine weist zumindest einen, vorzugsweise eine Vielzahl von baugleichen, umfangsseitig angeordneten Behandlungsköpfen auf. Diese Behandlungsköpfe sind dabei gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungen ausgebildet.
Gemäß einem dritten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Reinigung von eine Ventilanordnung aufweisenden Behältern mittels einer
Behälterbehandlungsmaschine. Die Behälterbehandlungsmaschine umfasst zumindest einen, vorzugsweise mehrere Behandlungsköpfe, wobei in dem
Behandlungskopf zumindest ein erster Fluidkanal und zumindest ein zweiter Fluidkanal ausgebildet sind. Der erste Fluidkanal weist dabei zumindest einen ringförmig ausgebildeten Fluidkanalabschnitt auf. Der zweite Fluidkanal ist dabei zumindest abschnittsweise vom ersten Fluidkanal umfangsseitig umschlossen. Der erste und zweite Fluidkanal ist dabei zur Zuführung und/oder Abführung eines flüssigen oder gasförmigen Fluids in den bzw. aus dem Behälter vorgesehen. Zur verbesserten Reinigung des Behälters wird das über den ersten Fluidkanal dem Behälter zugeführte Fluid durch im ersten Fluidkanal oder in der mit dem ersten Fluidkanal verbundenen Fluidleitung vorgesehene Mittel in einen spiralförmigen Fluidstrom oder Strömungswirbel umgesetzt, so dass nach dem Eintreten des spiralförmigen Fluidstroms in den zu reinigenden Behälter um die Ventilanordnung herum ein Strömungswirbel erzeugt wird. Dadurch kann aufgrund der verbesserten Scherwirkung des Strömungswirbels eine optimale Reinigung der Innenfläche des Behälters um die Ventilanordnung herum erreicht werden.
Bevorzugt erfolgt die Zuführung des Fluids als spiralförmig verwirbelter Fluidstrom über den ersten Fluidkanal in den entleerten, kopfüber angeordneten Behälter. Bei entleertem Behälter wird der Strömungswirbel in dem Behälterinnenraum durch im Behälterinnenraum befindliches Fluid nicht abgebremst, so dass sich aufgrund einer erhöhten Fließgeschwindigkeit des Strömungswirbels eine verbesserte
Reinigungswirkung einstellt. Aufgrund der Überkopfanordnung des Behälters und der Einleitung des verwirbelten Fluidstroms unmittelbar um die Ventilanordnung herum mittels des ringförmigen ersten Fluiddurchlasses kann der Behälterinnenraum insbesondere an dem schwer zu reinigenden Behälterwandungsbereich um die Ventilanordnung herum bzw. auch eine Reinigung der Ventilanordnung selbst erreicht werden. Bevorzugt werden nach Erreichen einer definierten Füllstandshöhe im Behälter ein Entleerungsschritt und anschließend ein weiterer Spülschritt zur Zuführung des Fluids als spiralförmiger Fluidstrom über den ersten Fluidkanal bewirkt. Dadurch wird verhindert, dass der eintretende Fluidstrom, der den Strömungswirbel erzeugt, durch bereits im Behälter befindliches Fluid derart gebremst wird, dass sich kein oder nur ein unzureichender Strömungswirbel einstellt.
Vorzugsweise erfolgt in zeitlich versetzten Intervallen eine Zuführung von Fluid über den ersten Fluidkanal und den zweiten Fluidkanal. Beispielsweise kann über den zweiten Fluidkanal eine Zuführung eines Reinigungsfluids über den im
Behälterinnenraum befindlichen Stechdegen erfolgen, so dass eine Reinigung der der Ventilanordnung gegenüberliegenden Behälterwandungsbereiche erfolgen kann. Dabei kann über den ersten Fluidkanal eine Abführung des Reinigungsfluids aus dem Behälterinnenraum bzw. eine Entleerung des Behälterinnenraums bewirkt werden. Anschließend kann nach Umschaltung des Zulaufs auf den ersten
Fluidkanal eine Zuführung des Reinigungsfluids über den ersten Fluidkanal und den ersten Fluiddurchlass erfolgen, so dass sich im Bereich der Ventilanordnung ein Strömungswirbel einstellt und damit eine Reinigung der Ventilanordnung selbst bzw. der um die Ventilanordnung herum befindlichen Behälterinnenflächen erfolgt. Vorzugsweise erfolgt bei Zuführung von Fluid über den zweiten Fluidkanal eine vollständige Entleerung des Behälters über den ersten Fluidkanal. Dadurch kann erreicht werden, dass bei einer anschließenden Zuführung des Fluids über den ersten Fluidkanal eine Fluidzuführung in den vollkommen entleerten Behälter bewirkt wird, was zu einer verbesserten Reinigungswirkung aufgrund eines sich ungehindert im Behälter ausbildenden Strömungswirbels erreicht wird.
Behälter im Sinne der Erfindung sind insbesondere Fässer oder Kegs zur Aufnahme und Lagerung von flüssigen Füllgütern, insbesondere Getränken.
Behälterbehandlungsmaschine im Sinne der Erfindung sind jegliche Maschinen, mit denen eine Behälterbehandlung vollzogen werden kann, beispielsweise
Füllmaschinen, Reinigungsmaschinen etc.
Unter Behandlungskopf im Sinne der Erfindung werden sämtliche
Kopplungseinrichtungen zum Verbinden eines zu behandelnden Behälters mit der Behandlungsmaschine verstanden, insbesondere Füllköpfe, Reinigungs- oder Spül köpfe.
Unter spiral- oder wendeiförmiger Fluidstrom wird im Sinne der Erfindung ein
Fluidstrom verstanden, der neben einer linearen Fließrichtungskomponente eine rotative Fließrichtungskomponente aufweist, sodass das Fluid im ersten Fluidkanal bzw. in der Fluidleitung schraubenartig verwirbelt gefördert wird. In anderen Worten wird das geförderte Fluid bei dem Durchfließen der Fluidleitung bzw. des ersten Fluidkanals 5 in Rotation versetzt, d.h. das Fluid weist neben einer linearen
Fließrichtungskomponente einen Strömungsdrall um eine in Fließrichtung
verlaufende Achse auf. Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung
Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 beispielhaft ein erfindungsgemäßer Behandlungskopf bei Anlage an einer
Ventilanordnung eines Behälters in einer geöffneten Stellung in einem ersten Ausführungsbeispiel;
Fig. 2 beispielhaft der Behandlungskopf gemäß Figur 1 bei Anlage an einer
Ventilanordnung eines Behälters in einer geöffneten Stellung in einer Ausschnittsdarstellung; Fig. 3 beispielhaft eine Querschnittsdarstellung des Behandlungskopfs gemäß Fig.
2 entlang der Schnittlinie A-A in einem ersten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 4 beispielhaft eine Querschnittsdarstellung des Behandlungskopfs gemäß Fig.
2 entlang der Schnittlinie A-A in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Behandlungskopf in einem
Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Behandlungskopf 1 weist ein
Behandlungskopfgehäuse 3 auf, das mittels eines
Behandlungskopfgehäuseabschnitts 3.1 zur Anlage gegenüber einer
Ventilanordnung 2.1 eines Behälters 2 ausgebildet ist. Der Behälter 2 kann hierbei beispielsweise ein sogenanntes KEG-Fass sein, und die Ventilanordnung 2.1 kann durch ein sogenanntes KEG-Fitting gebildet werden.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Ventilanordnung 2.1 zwei Ventilkörper auf, mittels denen zwei Fluiddurchlässe geöffnet bzw. verschlossen werden können, und zwar einen ringförmigen, ersten Fluiddurchlass 2.2 und einen zweiten, mittig angeordneten Fluiddurchlass 2.3. Der zweite Fluiddurchlass 2.3 ist beispielsweise konzentrisch vorgesehen, d.h. der erste Fluiddurchlass 2.2 verläuft umfangsseitig um den zweiten Fluiddurchlass 2.3 herum.
Die Ventilanordnung weist ferner einen Stechdegen 2.4 auf, der rohrförmig ausgebildet ist und sich in den Innenraum des Behälters 2 erstreckt. Insbesondere weist der Behälter 2 einen oberen Behälterwandungsabschnitt 2a, an dem die Ventilanordnung 2.1 vorgesehen ist und einen unteren Behälterwandungsabschnitt 2b auf, der in Normalstellung des Fasses, beispielsweise bei der Lagerung, einer Aufstellfläche benachbart angeordnet ist bzw. auf dieser aufsteht.
Der Stechdegen 2.4 ragt von dem oberen Behälterwandungsabschnitt 2a in den Behälterinnenraum hinein und kommt mit seinem freien, offenen Ende dem unteren Behälterwandungsabschnitt 2b unmittelbar benachbart, d.h. mit nur geringem Abstand zum Behälterwandungsabschnitt 2b zu liegen. Der durch den rohrförmigen Stechdegen 2.4 in den Behälterinnenraum geschaffene Fluidkanal steht bei geöffneter Ventilanordnung 2.1 mit dem zweiten Fluiddurchlass 2.3 in Verbindung, sodass ein Fluid über den zweiten Fluiddurchlass 2.3 und den Stechdegen 2.4 dem Behälter 2 zugeführt werden kann. Die Ventilanordnung 2.1 weist des Weiteren einen Ventilkorb 2.5 auf, der die Ventilanordnung 2.1 außenseitig umgibt. Innerhalb des Ventilkorbs 2.5 ist ein Federelement 2.6 vorgesehen, mittels dem der dem ersten Fluiddurchlass 2.2 zugeordnete Ventilkörper 2.7 in eine Schließstellung vorgespannt ist. Der Ventilkorb 2.5 weist umfangsseitige Öffnungen 2.5.1 auf, über die ein über den ersten
Fluiddurchlass 2.2 zugeführtes Fluid in den Behälterinnenraum gelangen kann.
Wie zuvor bereits ausgeführt, kann mit aus dem Stand der Technik bekannten Reinigungsverfahren nur eine unzulängliche Reinigung des Behälters 2 im Bereich des Ventilkorbs 2.5 bzw. des um diesen Ventilkorb 2.5 herum verlaufenden oberen Behälterwandungsabschnitt 2a bewirkt werden.
Der zur Behälterreinigung vorgesehene Behandlungskopf 1 weist in seinem
Behandlungskopfgehäuse 3 einen Stößel 4 auf, der axial, d.h. entlang der Längsachse LA des Behandlungskopfs 1 verschiebbar im Behandlungskopfgehäuse 3 geführt ist. Der Stößel 4 kann beispielsweise durch einen Aktuator 9 in eine vorgeschobene Stellung positioniert werden, sodass durch das Stößeloberteil 4.1 , das insbesondere mehrfach gestuft ausgebildet ist, die beiden Ventilkörper der Ventilanordnung 2.1 von deren jeweiligen Ventilsitz abgehoben und damit der erste und zweite Fluiddurchlass 2.2, 2.3 der Ventilanordnung 2.1 geöffnet wird. Durch eine geeignete Ansteuerung des Aktuators 9 ist es zudem möglich, lediglich den dem zweiten Fluiddurchlass 2.3 zugeordneten Ventilköper von dessen Ventilsitz abzuheben und damit ausschließlich diesen zweiten Fluiddurchlass 2.3 zu öffnen, wobei der erste Fluiddurchlass 2.2 geschlossen bleibt.
Im Behandlungskopfgehäuse 3 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel ein erster Fluidkanal 5 und ein zweiter Fluidkanal 6 ausgebildet. Der erste Fluidkanal 5 ist als Ringkanal ausgebildet und verläuft vorzugsweise umfangsseitig oder zumindest abschnittsweise umfangsseitig um den Stößel 4 herum. Der erste Fluidkanal 5 ist dabei mit dem ringförmigen ersten Fluiddurchlass 2.2 der Ventilanordnung 2.1 in deren geöffneter Stellung verbunden, sodass ein über den ersten Fluidkanal 5 zugeführtes Fluid über den ersten Fluiddurchlass 2.2 in den Behälterinnenraum gelangen kann bzw. in umgekehrter Richtung über den ersten Fluiddurchlass 2.2 und den ersten Fluidkanal 5 aus diesem abgeführt werden kann. Die Zuführung bzw. Abführung des Fluids in den bzw. aus dem ersten Fluidkanal 5 erfolgt mittels einer Fluidleitung 7, die beispielsweise mittels eines Befestigungsflansches oder ähnlicher Verbindungsmittel mit dem Behandlungskopfgehäuse 3 verbunden ist. Der zweite Fluidkanal 6 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel innerhalb des Stößels 4 vorgesehen, d.h. das Stößel 4 weist eine in Richtung der Längsachse LA verlaufende Innenbohrung auf, über die ein zuzuführendes bzw. abzuführendes Fluid in den Behälterinnenraum gelangen bzw. aus diesem Behälterinnenraum abgeführt werden kann. Der zweite Fluidkanal 6 steht dabei bei geöffneter Ventilanordnung 2.1 mit dem zweiten Fluiddurchlass 2.3 in Verbindung, sodass ein im zweiten Fluidkanal 6 geführtes Fluid über den zweiten Fluiddurchlass 2.3 dem Behälterinnenraum zugeführt, bzw. in umgekehrter Richtung ein im Behälterinnenraum befindliches Fluid über den zweiten Fluiddurchlass 2.3 und den zweiten Fluidkanal 6 abgeführt werden kann. Zur Zuführung des Fluids zu dem zweiten Fluidkanals 6 bzw. zur Abführung des Fluids aus dem zweiten Fluidkanals 6 ist eine Fluidleitung 10 vorgesehen, die beispielsweise mit dem Behandlungskopfgehäuse 3 in geeigneter weise verbunden ist und dabei insbesondere fluiddicht mit dem zweiten Fluidkanal 6 gekoppelt ist.
Um den Behälterinnenraum des Behälters 2 insbesondere im Bereich des
Ventilkorbs 2.5 bzw. in dem um den Ventilkorb 2.5 herum befindlichen Bereich des oberen Behälterwandungsabschnitts 2a optimal reinigen zu können, sind in der Fluidleitung 7 bzw. innerhalb des ersten Fluidkanals 5 Mittel vorgesehen, mittels denen die Strömungsrichtung bzw. der Strömungsverlauf des im ersten Fluidkanal 5 bzw. in der Fluidleitung 7 geführten Fluids veränderbar ist, und zwar insbesondere derart, dass sich ein spiralförmiger Fluidstrom einstellt.
Der spiralförmige Strömungsverlauf des im ersten Fluidkanal 5 geführten Fluids kann auf unterschiedliche Art und Weise erzeugt werden, wobei die nachfolgend genannten Alternativen einzeln oder in beliebiger Kombination miteinander an dem Behandlungskopf 1 vorgesehen sein können:
Die den spiralförmigen Fluidstrom erzeugenden Mittel können zum einen in der mit dem ersten Fluidkanal 7 verbundenen Fluidleitung 7 vorgesehen sein, zum anderen in dem ersten Fluidkanal 5 selbst.
Wie insbesondere in der Detaildarstellung in Figur 2 ersichtlich, ist die Fluidleitung 7 in einem Fluidleitungsabschnitt konturiert ausgebildet, d.h. die Fluidleitung 7 weist beispielsweise eine konturierte Fluidleitungswandung 7.1 in diesem
Fluidleitungsabschnitt auf. Die konturierte Fluidleitungswandung 7.1 kann auf jegliche Art und Weise gebildet werden, insbesondere durch eine verdrillte Konturierung der Fluidleitung 7 in diesen Fluidleitungsabschnitt. Die Fluidleitungswandung 7.1 kann in diesem Fluidleitungsabschnitt beispielsweise spiralförmig konturiert sein oder durch schräge oder spiralförmige Flächenabschnitte an der Innenseite der
Fluidleitungswandung gebildet sein. Alternativ kann in der Fluidleitung 7 ein gewendelt ausgebildetes Leitungsstück vorgesehen sein, durch das das Fluid beim Durchströmen der Fluidleitung 7 gefördert wird und damit einen Strömungsdrall erfährt.
Alternativ oder zusätzlich kann in der Fluidleitung 7 zumindest ein Drallkörper 8 vorgesehen sein. Dieser Drallkörper 8 kann beispielsweise in die innere Öffnung der Fluidleitung 7 eingesetzt sein und damit beispielsweise vollständig diesen
Innenquerschnitt ausfüllen, sodass ein in der Fluidleitung 7 geführtes Fluid den Drallkörper 8 durchfließen muss. Der Drallkörper 8 kann eine Vielzahl von
Fluidkanälen 8.1 aufweisen, die in Bezug auf die Längserstreckung der Fluidleitung 7 schräg oder spiralförmig angeordnet sind, sodass das durch die Fluidkanäle 8.1 hindurchtretende Fluid eine Fließrichtungsänderung erfährt und damit ein
spiralförmiger Fluidstrom mit einem Strömungsdrall erzeugt wird. Die Fluidkanäle 8.1 können dabei beispielsweise auch als Düsen ausgebildet sein, mittels denen eine Fließrichtungsänderung des Fluidstroms bewirkt wird.
Die Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms kann jedoch auch im ersten
Fluidkanal 5 selbst erfolgen, d.h. in dem den Stößel 4 umgebenden Fluidkanal im Behandlungskopf 1 . Beispielsweise kann die den ersten Fluidkanal 5
außenumfangsseitig begrenzende Wandung 5.1 konturiert ausgebildet sein.
Beispielsweise kann die Wandung 5.1 schräg zur Fließrichtung des Fluids im ersten Fluidkanal 5 verlaufende Schrägflächen oder Spiralflächen aufweisen, die den im ersten Fluidkanal 5 geführten Fluidstrom in seiner Fließrichtung ablenken und dabei einen Strömungsdrall im ersten Fluidkanal erzeugen, d.h. der Fluidstrom weist neben einer in Richtung der Längsachse LA des Behandlungskopf 1 weisenden
Fließrichtungskomponente eine zirkuläre, d.h. um den Stößel 4 herum verlaufende Fließrichtungskomponente auf. Die konturierte Wandung 5.1 kann durch eine Konturierung des diese Wandung ausbildenden Behandlungskopfgehäuseabschnitts selbst oder eine in den ersten Fluidkanal 5 eingesetzte Hülse gebildet werden.
Alternativ oder zusätzlich kann auch der Stößel 4 außenumfangsseitig eine
Konturierung, beispielsweise durch Nuten oder Schrägflächen, aufweisen, die dazu geeignet ist, einen derartigen spiralförmigen Fluidstrom entstehen zu lassen. Weiterhin kann der spiralförmige Fluidstrom bzw. der Strömungsdrall im ersten Fluidkanal 5 durch ein Stößeloberteil 4.1 gebildet werden. Das Stößeloberteil 4.1 kann insbesondere zur Anlage gegenüber dem Ventilkörper 2.7 vorgesehen sein, mittels dem der ringförmige zweite Fluiddurchlass 2.2 der Ventilanordnung 2.1 verschließbar ist. Bei Anlage des Stößeloberteils 4.1 gegenüber diesem Ventilkörper 2.7 und bei Vorschieben des Stößels 4 durch den Aktuator 9 erfolgt ein Abheben dieses Ventilkörpers 2.7 vom Ventilsitz, sodass der erste Fluiddurchlass 2.2 in der Ventilanordnung 2.1 freigegeben wird. Das Stößeloberteil 4.1 ist beispielsweise tellerartig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Fluidkanälen 4.2 bzw. Düsen auf, mittels denen eine
Fließrichtungsänderung des im ersten Fluidkanal 5 geführten Fluidstroms erreicht wird. Die Fluidkanale 4.2 können insbesondere auch düsenartig ausgebildet sein. Die Außenabmessungen bzw. der äußere Querschnitt des Stößeloberteils 4.1 kann insbesondere an den durch den Ventilkörper 2.7 in der Ventilanordnung 2.1 freigegebenen Querschnitt des ersten Fluiddurchlass 2.2 angepasst sein, sodass der gesamte oder im Wesentlichen der gesamte Querschnitt des ersten Fluiddurchlasses 2.2 durch das Stößeloberteil 4.1 verschlossen wird und damit das im ersten
Fluidkanal 5 geführte Fluid die im Stößeloberteil 4.1 ausgebildeten Fluidkanäle 4.2 durchfließen muss. Durch dieses Stößeloberteil 4.1 wird damit unmittelbar vor der Ventilanordnung 2.1 ein Strömungsdrall erzeugt, der sich besonders vorteilhaft hinsichtlich einer verbesserten Reinigungswirkung des Behälters 2 im Bereich dieser Ventilanordnung 2.1 auswirkt. Wie mittels den Pfeilen P in Figur 2 angedeutet, führen die vorgenannten
Möglichkeiten zur Erzeugung eines Strömungsdralls bei Eintritt des Fluidstroms in den Behälterinnenraum und damit zu einer rotierenden Strömung um den Ventilkorb 2.5 bzw. im Bereich des oberen Behälterwandungsabschnitts 2a um die
Ventilanordnung 2.1 herum, wobei durch die Scherwirkung der rotierenden Strömung ein verbesserter Reinigungseffekt erzielt wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Behandlungskopf 1 entlang der Schnittlinie A-A gemäß Fig. 2. Zur Verbesserung der rotierenden Fluidströmung, d.h. einer Fluidströmung, die im ersten Fluidkanal 5 um den Stößel 4 herum rotiert, ist die Ankopplung der Fluidleitung 7 an den ersten Fluidkanal 5 insbesondere derart getroffen, dass eine ausmittige Zuleitung des Reinigungsfluids von der Fluidleitung 7 in den ersten Fluidkanal 5 erfolgt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, kann die ausmittige Zuleitung des Reinigungsfluids in den ersten Fluidkanal 5 dadurch erreicht werden, dass die Mittellängsachse der
Fluidleitung 7 gegenüber dem Zentrum des ersten Fluidkanals 5 versetzt ist. Dadurch wird erreicht, dass sich ein um den Stößel 4 herum rotierender Fluidstrom einstellt, d.h. der Fluidstrom im ersten Fluidkanal umströmt den Stößel 4 umfangsseitig spiralförmig bzw. mit einem Strömungsdrall.
Alternativ kann, wie in Fig. 4 gezeigt, der Strömungsdrall im ersten Fluidkanal 5 durch einen Ablenkabschnitt 5.2 realisiert werden, der sich im Übergangsbereich zwischen der Fluidleitung 7 und dem ringförmigen Ringkanalabschnitt 5.3 befindet. Durch diesen Ablenkabschnitt 5.2 wird eine Ablenkung des über die Fluidleitung 7 zugeführten Fluidstroms in tangentialer Richtung bezogen auf den ringförmigen Fluidkanalabschnitt 5.3 erreicht, so dass sich ebenfalls ein um den Stößel 4 herum rotierender Fluidstrom im ersten Fluidkanal 5 einstellt.
Die Reinigung des Behälterinnenraums im Bereich des oberen
Behälterwandungsabschnitts 2a um die Ventilanordnung 2.1 herum kann
insbesondere als zusätzlicher Verfahrensschritt zu den bereits zur
Behälterinnenraumreinigung bekannten Verfahren angewandt werden,
beispielsweise als zusätzlicher Verfahrensschritt bei einer Intervallreinigung. Dabei kann in einem zeitlich begrenzten Zwischenschritt mindestens eine zusätzliche Spülung durch den ersten Fluiddurchlass 2.2 erfolgen, sodass eine
Strömungsrotation um den Ventilkorb 2.5 herum erfolgt. Dieser Zwischenschritt kann insbesondere in einem sehr kurzen Zeitabschnitt, beispielsweise in einem
Zeitabschnitt von ca. 2 Sekunden bis 6 Sekunden erfolgen. Dabei wird in einen vollständig entleerten Behälter 2, der kopfüber an den Behandlungskopf 1
angeordnet ist, über den ersten Fluiddurchlass 2.2 ein Fluid mit einer hohen
Strömungsgeschwindigkeit in den Behälter 2 zugeführt. Beispielsweise ist das Flüssigkeitsvolumen derart bemessen, dass der über Kopf angeordnete Behälter 2 maximal 10 cm hoch mit Fluid gefüllt wird.
Besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass nach dem Einbringen des
Flüssigkeitsvolumens dieses wieder aus dem Behälter 2 entfernt wird und
anschließend mindestens ein weiterer Verfahrensschritt folgt, bei dem wiederum ein eine Strömungsrotation um den Ventilkorb 2.5 herum bewirkender Fluidstrom in den Behälter 2 eingebracht wird. Damit kann erreicht werden, dass eine maximale Scherwirkung an den zu reinigenden Bereichen erzeugt wird, die durch einen zu hohen Pegel an Fluid im Behälter 2 verhindert oder zumindest teilweise gemindert würde.
Beispielsweise kann die Zuführung über den ersten Fluiddurchlass 2.2 als
Zwischenschritt innerhalb einer Intervallreinigung, bei der ein Reinigungsfluid intermittierend bzw. getaktet über den Stechdegen 2.4 dem Behälterinnenraum zugeführt wird, erfolgen. Beispielsweise kann bei der Intervallreinigung der dem Behälterinnenraum zugeführte Volumenstrom in aufeinanderfolgenden Taktzyklen unterschiedlich sein, und zwar kann in einem ersten Taktintervall eine Zuführung des Reinigungsfluids mit einem sehr großen Volumenstrom erfolgen, sodass eine Abspritzung des unteren Behälterwandungsabschnitts 2b mit einer wandanhaftenden Fluidströmung erfolgt, die zu guten Scherwirkungen an diesem unteren
Behälterwandungsabschnitt 2b bzw. diesem unteren Behälterwandungsabschnitt 2b benachbarten Teilen führt. In einem anschließenden weiteren Taktschritt kann anschließend eine Zuführung von Reinigungsfluid mit einem reduzierten
Volumenstrom erfolgen, sodass das Reinigungsfluid direkt außen an der Wandung des Stechdegens 2.4 herunterläuft und diesen reinigt. Durch diese an sich bekannte Intervallreinigung kann jedoch nur eine unzulängliche Reinigung des
Behälterinnenraums im Bereich des oberen Behälterwandungsabschnitts 2a, insbesondere im Bereich um den Ventilkorb 2.5 erfolgen. Durch den zusätzlichen Reinigungsschritt, bei dem ein Reinigungsfluid durch den ersten Fluiddurchlass 2.2 dem Behälterinnenraum derart zugeführt wird, dass sich eine Strömungsrotation um den Ventilkorb 2.5 herum einstellt, kann eine optimierte Reinigung der
Behälterwandung im Bereich um den Ventilkorb 2.5 herum erfolgen. Vorzugsweise wird bei der Intervallreinigung, bei der die Zuführung des Reinigungsfluids über den Stechdegen 2.4 erfolgt, der erste Fluidkanal 5 als Rücklauf für das Reinigungsfluid verwendet, sodass während der Intervallreinigung vorzugsweise eine vollständige Entleerung des Behälterinnenraums über den ersten Fluiddurchlass 2.2 bzw. den daran anschließenden ersten Fluidkanal 5 erfolgt. In einer anschließenden erneuten Zuführung eines Reinigungsfluids über den ersten Fluiddurchlass 2.2 und eine damit bewirkte Strömungsrotation um den Ventilkorb 2.5 herum kann durch die vollständige Entleerung des Behälters in dem vorangehenden Intervallreinigungszyklus eine optimale Scherwirkung und damit ein optimaler Reinigungseffekt am oberen
Behälterwandungsabschnitt 2a bzw. am Ventilkorb 2.5 erzielt werden.
Nachfolgend wird beispielhaft ein Reinigungszyklus beschrieben, mittels dem ein Behälter 2 unter Verwendung eines Reinigungsschritts, bei dem Reinigungsfluid über den ersten, ringförmigen Fluiddurchlass 2.2, nachfolgend Ringkanal- Rotationsspülung genannt, dem Behälter 2 zugeführt wird, gereinigt wird. Zunächst kann beispielsweise eine Restentleerung des Behälters 2, anschließend eine
Mischwasserspülung, beispielsweise mittels der zuvor beschriebenen
Intervallreinigung und anschließend eine Spülung mit einer ersten Lauge,
beispielsweise ebenfalls mit der zuvor beschriebenen Intervallreinigung erfolgen. Anschließend kann eine erfindungsgemäße Ringkanal-Rotationsspülung mittels einer Lauge erfolgen, wobei vorzugsweise in dem Behälter kein Gegendruck vorherrscht. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass über den Stechdegen 2.4 und den zweiten Fluidkanal 6 das durch die Fluidzuführung verdrängte Gas aus dem Behälterinnenraum entweichen kann. Nach Beendigung der Ringkanal- Rotationsspülung kann vorzugsweise eine Intervallreinigung erfolgen. Vorzugsweise beginnt die Intervallreinigung mit einem Verfahrensschritt der
Stechdegenüberschwallung, d.h. eine Zuführung des Reinigungsfluids mit einem geringen Volumenstrom, so dass das Reinigungsfluid über die Wandung des
Stechdegens 2.4 nach unten abläuft. Der Vorteil des Beginns der Intervallreinigung mit der Stechdegenüberschwallung liegt darin, dass über den ersten Fluiddurchlass 2.2 bzw. den ersten Fluidkanal 5 das im Behälter 2 befindliche Reinigungsfluid geeignet abgeführt werden kann, so dass eine möglichst geringe Menge an stehendem Reinigungsfluid sich im Behälter befindet, welches die
Reinigungsleistung behindert.
Anschließend kann in einem weiteren Zyklus ein weiterer Ringkanal- Rotationsspülungsschritt durchgeführt werden. Dieser kann insbesondere dazu dienen, dass der Behälter mit Reinigungsfluid teilgefüllt wird. Diese Teilfüllung kann insbesondere mit einem für einen an die Ringkanalrotationsspülung anschließenden Weichungsschritt verwendeten Reinigungsfluid erfolgen. Nach der Durchführung eines Weichungsschrittes kann anschließend wiederum eine Spülung des Behälterinnenraums mit einer Lauge erfolgen, diese kann mittels einer Intervallreinigung oder, abhängig von der nötigen Reinigungsintensität zusätzlich auch mit einem weiteren Ringkanalrotationsspülungsschritt erfolgen. Nach der Laugenspülung kann anschließend eine Intervallreinigung mit einer Säure erfolgen, wobei abwechselnd wiederum eine Ringkanalrotationsspülung mit ebenfalls einer Säure vorgesehen sein kann. Bei Produkten mit einem höheren Versteinungsanteil kann dabei die Zykluszeit entsprechend verlängert werden.
Nach der Säurebehandlung durch die Intervallreinigung bzw.
Ringkanalrotationsspülung kann anschließend ein Heißwasserklarpülschritt erfolgen. Zuletzt kann der Behälterinnenraum beispielsweise durch Dämpfen sterilisiert werden.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Bezugszeichenliste
1 Behandlungskopf
2 Behälter
2a oberer Behälterwandungsabschnitt
2b unterer Behälterwandungsabschnitt
2.1 Ventilanordnung
2.2 erster Fluiddurchlass
2.3 zweiten Fluiddurchlass
2.4 Stechdegen
2.5 Ventilkorb
2.5.1 Öffnung
2.6 Federelement
2.7 Ventilkörper
3 Behandlungskopfgehäuse
3.1 Behandlungskopfgehäuseabschnitt
4 Stößel
4.1 Stößeloberteil
4.2 Fluid kanal
5 erster Fluidkanal
5.1 konturierte Wandung
5.2 Ablenkabschnitt
5.3 ringförmiger Fluidkanalabschnitt
6 zweiter Fluidkanal
7 Fluidleitung
7.1 konturierte Fluidleitungswandung
8 Drallkörper
8.1 Fluidkanal
9 Aktuator
10 Fluidleitung
LA Längsachse
P Pfeil MLA Mittellängsachse

Claims

Patentansprüche
Behandlungskopf zur Reinigung von eine Ventilanordnung (2.1 ) aufweisenden Behältern
(2) umfassend einen verschiebbar in einem Behandlungskopfgehäuse
(3) gehaltenen Stößel
(4) zum Öffnen der Ventilanordnung (2.1 ) des Behälters (2), mit einem im Behandlungskopf vorgesehenen ersten Fluidkanal (5), der zumindest einen ringförmig ausgebildeten Fluidkanalabschnitt (5.3) aufweist und einem zweiten Fluidkanal (6), der zumindest abschnittsweise vom ersten
Fluidkanal (5) umfangsseitig umschlossen ist, wobei der erste und zweite
Fluidkanal (5, 6) zur Zuführung und/oder Abführung eines flüssigen oder gasförmigen Fluids in den/aus dem Behälter (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Fluidkanal (5) oder in der mit dem ersten Fluidkanal (5) verbundenen Fluidleitung (7) Mittel zur Erzeugung eines spiralförmigen Fluidstroms vorgesehen sind.
Behandlungskopf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch einen im ersten Fluidkanal (5) oder in der mit dem ersten Fluidkanal (5) verbundenen Fluidleitung (7) vorgesehenen Drallkörper (8) gebildet werden, der schräg zur Fließrichtung oder spiralförmig verlaufende Fluidkanäle (8.1 ) aufweist.
Behandlungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch eine mit dem ersten Fluidkanal (5) verbundene Fluidleitung (7) mit konturierter Fluidleitungswandung (7.1 ) gebildet werden.
Behandlungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch eine Konturierung (5.1 ) der Wandung des ersten Fluidkanals (5.1 ) gebildet wird.
5. Behandlungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Konturierung (5.1 ) der Wandung durch in der Wandung vorgesehene Nuten gebildet wird, die schräg und/oder spiralförmig zur Fließrichtung des Fluids im ersten Fluidkanal (5) verlaufen.
6. Behandlungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung des spiralförmigen Fluidstroms durch schräg oder spiralförmig verlaufende Fluidkanäle (4.2) gebildet sind, die in einem gegen die Ventilanordnung (2.1 ) anliegenden Stößeloberteil (4.1 ) vorgesehen sind.
7. Behandlungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zuleitung des Fluids in den ersten Fluidkanal (5) ausmittig in tangentialer Richtung bezogen auf den ringförmigen Querschnitt des ersten Fluidkanals (5) erfolgt.
8. Behandlungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass eine ausmittige, tangentiale Einströmung in den ersten Fluidkanal (5) durch einen Ablenkabschnitt (5.2) im Einströmbereich des ersten Fluidkanals (5.2) erfolgt.
9. Behandlungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass bei Anordnung eines Behälters (2) an dem
Behandlungskopf der erste Fluidkanal (5) mit einem ringartigen Fluiddurchlass (2.2) der Ventilanordnung (2.1 ) verbunden ist.
10. Behälterbehandlungsmaschine zum Reinigen von eine Ventilanordnung (2) aufweisenden Behältern mit zumindest einem Behandlungskopf (1 ) ausgebildet gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
1 1 . Verfahren zur Reinigung von eine Ventilanordnung (2.1 ) aufweisenden
Behältern (2) mittels einer Behälterbehandlungsmaschine umfassend zumindest einen Behandlungskopf (1 ) mit einem im Behandlungskopf (1 ) vorgesehenen ersten Fluidkanal (5), der zumindest einen ringförmig ausgebildeten
Fluidkanalabschnitt (5.3) aufweist und einem zweiten Fluidkanal (6), der zumindest abschnittsweise vom ersten Fluidkanal (5) umfangsseitig
umschlossen ist, wobei der erste und zweite Fluidkanal (5, 6) zur Zuführung und/oder Abführung eines flüssigen oder gasförmigen Fluids in den/aus dem Behälter (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das über den ersten Fluidkanal (5) dem Behälter (2) zugeführte Fluid durch im ersten
Fluidkanal (5) oder in der mit dem ersten Fluidkanal (5) verbundenen
Fluidleitung (7) vorgesehene Mittel in einen spiral- oder wendeiförmigen
Fluidstrom umgesetzt wird, so dass nach dem Eintreten des spiral- oder wendeiförmigen Fluidstroms in den zu reinigenden Behälter (2) um die
Ventilanordnung (2.1 ) herum ein Strömungswirbel erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Fluids als spiral- oder wendeiförmig verwirbelter Fluidstrom über den ersten Fluidkanal (5) in den entleerten, kopfüber angeordneten Behälter (2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach Erreichen einer definierten Füllstandshöhe im Behälter (2) ein Entleerungsschritt und anschließend ein weiterer Spülschritt durch Zuführung des Fluids als spiralförmiger Fluidstrom über den ersten Fluidkanal (5) erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Zeitintervall eine Zuführung von Fluid über den zweiten
Fluidkanal (6) und in einem zeitlich darauffolgenden Zeitintervall eine Zuführung von Fluid über den ersten Fluidkanal (5) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Zuführung von Fluid über den zweiten Fluidkanal (6) eine vollständige Entleerung des Behälters (2) über den ersten Fluidkanal (5) erfolgt.
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