EP3151983B1

EP3151983B1 - Behandlungskopf sowie behälterbehandlungsmaschine mit einem behandlungskopf

Info

Publication number: EP3151983B1
Application number: EP15722716.6A
Authority: EP
Inventors: Hilmar FICKERT
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2014-06-04
Filing date: 2015-05-13
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2035-05-13
Also published as: EP3151983A1; WO2015185338A1; US10569313B2; DE102014107878A1; US20180009012A1

Description

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 11.
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 Reinigungsmedium 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 11.
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 wendelförmiger 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 wendelförmigen 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 wendelförmiger Fluidstrom bzw. ein Strömungsdrall erzeugt werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Mittel zur Erzeugung des spiral- oder wendelförmigen 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 wendelförmig 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 Einlässen 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 Spülköpfe.
Unter spiral- oder wendelförmiger 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.
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 Fluidkanäle 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 RingkanalRotationsspülungsschritt 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.

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: Fluidkanal
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

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.
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.
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.
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.
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.
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) verbindbar ist.
Behälterbehandlungsmaschine zum Reinigen von eine Ventilanordnung (2) aufweisenden Behältern mit zumindest einem Behandlungskopf (1) ausgebildet gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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 wendelförmigen Fluidstrom umgesetzt wird, so dass nach dem Eintreten des spiral- oder wendelförmigen Fluidstroms in den zu reinigenden Behälter (2) um die Ventilanordnung (2.1) herum ein Strömungswirbel erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Fluids als spiral- oder wendelförmig verwirbelter Fluidstrom über den ersten Fluidkanal (5) in den entleerten, kopfüber angeordneten Behälter (2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 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 11 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.