EP3678981A1 - Vorrichtung und verfahren zum befüllen eines behälters mit einem füllprodukt - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum befüllen eines behälters mit einem füllprodukt

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EP3678981A1
EP3678981A1 EP18765104.7A EP18765104A EP3678981A1 EP 3678981 A1 EP3678981 A1 EP 3678981A1 EP 18765104 A EP18765104 A EP 18765104A EP 3678981 A1 EP3678981 A1 EP 3678981A1
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EP
European Patent Office
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filling
product
valve
dosage
dosage product
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EP18765104.7A
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EP3678981C0 (de
EP3678981B1 (de
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DR. Valentin BECHER
Josef Knott
Florian Angerer
Ute Winter
Stefan Poeschl
Josef Doblinger
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Krones AG
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Krones AG
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Publication date
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for filling a container with a filling product which is produced from at least one main component and a dosage product.
  • Main component is flushed into the container and at the same time takes place mixing.
  • two- or multi-component beverages for example drinks, which are composed of a dosage product, for example in the form of syrup and a main component, for example in the form of water, can be produced flexibly.
  • upstream mixing devices in which the filling product of the main component and the dosage product is mixed, are dispensed with.
  • Such a device is known for example from EP 2 272 790 A1.
  • an apparatus for filling a container with a filling product comprising a filling valve for influencing the supply of the filling product into the container to be filled, preferably during transport of the container to be filled by means of a container transport device, a metering valve for metering a Dosage etcs from a Dosage etcreservoir in the fill valve and a main component reservoir for providing a main component to the fill valve.
  • a filling valve for influencing the supply of the filling product into the container to be filled, preferably during transport of the container to be filled by means of a container transport device, a metering valve for metering a Dosage etcs from a Dosage etcreservoir in the fill valve and a main component reservoir for providing a main component to the fill valve.
  • Dosage product changing device for changing the dosage product in the
  • DosageProktroirervoir provided during the filling operation.
  • the filling of the container to be filled preferably takes place during the transport of the container to be filled.
  • a container transport device is preferably provided which transports the container to be filled at least during the filling along a transport path.
  • the container transport device may particularly preferably be a rotary or a filler carousel, on which the filling valves are arranged, under which then the containers to be filled are arranged during filling and which rotate together with the containers.
  • a dosage product reservoir is understood as meaning all volumes in which the
  • Dosage is recorded. This includes a Dosage.kessel as well as a Dosage, effet, by means of which the Dosage can be passed from the Dosage etckessel to the metering valve.
  • the current dosage product is correspondingly replaced by the new dosage product both in a dosage product kettle and in the respective dosage product lines which transport the dosage product to the metering valve.
  • the dosage product changing device is preferably set up during a specific production phase in the filling operation, for example after metering the dosage product into the filling valve and / or after filling the container to be filled with the main component and / or during a possible unloading of the container and / or during Filling valve is closed, a change of the dosage product in Dosage etcreservoir allows.
  • the Dosage may cyclically preferably take on each refilling of a container to be filled and in each case when passing through the specific process phase, a further step for changing the dosage product.
  • the actual filling operation is correspondingly not interrupted when changing the dosage product - only the dosage product located in the process of change can not be used during the exchange of the dosage product.
  • the change can be carried out particularly efficiently if, in addition to a first
  • Dosage issuing and a first metering valve and at least a second
  • Dosage etcer and at least a second metering valve are provided, and during the change of the Dosage etcs in the first Dosage etcreservoir a filling of containers to be filled with the main component and a Dosage etc from the second Dosage etcreservoir can be performed. If a filling product is produced, for example, from one main component and two dosage products, the exchange of one of the dosage products can take place while the filling of the containers with one another takes place
  • a change of the dosage product can also be carried out in the production plant if filling of the product to be filled occurs during the change of the dosage product
  • Container is performed only with the main component. Specifically, this may be such that when changing the dosage product for a certain period of time until the completion of the change of the dosage product by the filling valve, only the main component is filled.
  • the main component as described above, for example, be carbonated water, so mineral water.
  • a differential pressure can be set such that the voltage applied to the filling valve of the dosage product is less than the voltage applied to the filling valve of the main component. Accordingly, the main component pushes the Dosage etc back with open metering valve in the Dosage etcreservoir.
  • the Dosage in production, ie in full filling, according to in the phases of the filling process, in which the filling valve is closed to be filled container, the dosage product in the
  • the back-pushing of the current dosage product into the dosage product reservoir by means of the main component may be to push back the current dosage product throughout the dosage product reservoir such that the entire dosage product reservoir is completely filled with the major component at least at one time.
  • the dosage product in the dosage product reservoir can also only be pushed back to a predetermined position, for example up to a valve or a switching device, so that the dosage component is present in one section of the dosage product reservoir and the main component in another section of the dosage product reservoir.
  • a valve or a switching device can then be switched according to the new dosage product, for example, by the connection with another Dosage.
  • this is achieved by lowering the pressure in the dosage product reservoir so that the pressure of the dosage product applied to the filling valve is lower than the pressure of the main component present at the filling valve.
  • the pressure of the dosage product results as the hydrostatic pressure of the dosage product, which results from the geometric arrangement of the dosage product reservoir or dosage product level within the dosage product reservoir above the filling valve, in combination with that on the dosage product in the
  • a gas pressure applied to a dosage product tank is pressurized by the dosage product reservoir.
  • the pressure applied to the filling valve of the main component results also from the hydrostatic pressure of the main component reservoir or the geometric arrangement of the main component reservoir or of the main component level within the main component reservoir above the filling valve in combination with the pressure acting on the main component in the main component reservoir pressure.
  • the pressure of the main component at the filling valve is not changed by the Dosage apparatus celvornchtung and in particular the differential pressure device. Accordingly, the filling operation can be continued with the essential parameters for the filling operation.
  • the differential pressure device of the Dosage advantageously reduces the pressure in the Dosage etcreservoir so strong that the pressure applied to the filling valve of the dosage product is below the pressure of the main component at the filling valve, so that accordingly when switching the metering valve, the main product pushes the Dosage etc back into the Dosage etcreservoir.
  • the process of pushing back the dosage product from the metering valve into the dosage product reservoir can be achieved in a single step, or in several steps of the filling process.
  • Pushing back the Dosage apparatuskts preferably takes place whenever the filling valve is closed to the container to be filled, so for example, in the phases in which no container is present at the filling valve, in which a container to be filled was just taken, is evacuated, rinsed , is acted upon by a clamping gas, or after filling the container to be filled with the filling product and in phases, in which then with the
  • Ambient pressure is relieved or prepared for discharge from the device.
  • DosageProktreservoir preferred intermittently with closed filling valve and then preferably only in certain stages of the process with the filling valve closed.
  • the Dosage can continue, for example via a
  • Volumetric flow meter determine whether the main component has already completely pushed back the Dosage etcvolumen, which is present in the Dosage etcreservoir example of the metering valve to a Dosage etckessel.
  • volume flow meter can be provided either a separate volumetric flow meter, which is provided in the Dosage.zu nie, and / or a volumetric flow meter, which the volume flow of
  • Main component measures. Since the volume of the Dosage embarks between the metering valve or between the filling valve and the Dosage etckessel either geometrically easily determinable, is measurable, or known, can be determined accordingly by means of the measurement of the volume flow of the main product or the Dosage apparatuss whether the Dosage, already completely in the dosage product reservoir was pushed back or pushed out of the dosage product reservoir.
  • the dosage product changing device then takes the actual change of
  • Dose product either before that the entire Dosage; is discharged from the Dosage.reservoir and the new Dosage; is initiated, or the Dosage; monvorides switched from a Dosage.kessel to another Dosage.
  • the Dosage then takes in reverse order, the steps that, for example, the pressure in the Dosage etcreservoir is increased so that the voltage applied to the metering valve of the Dosage etcs from the Dosage etcreservoir is now higher again than the voltage applied to the filling valve of the main component. Accordingly, when opening the Dosageventils located still in the lines between the filling valve or metering valve and the Dosage etckessel main component can be pushed out of these lines and again it is possible by means of the flow sensor to determine whether the main product completely out of the Lines was pushed out and pending corresponding to the new Dosage etc the metering valve.
  • the Dosage can use instead of providing the differential pressures and a pump, by means of which the main component with the Dosageventil of the filling valve can be pumped into the Dosage etckessel and after the change of the Dosage etcs in Dosage etckessel or after switching to another Dosage etckessel pumping out of the main component so far until the new Dosage, pending on the metering valve can take over.
  • the dosage product is the respective
  • the metering valves dead space connected to the loop.
  • the metering valves are connected to the ring line via a
  • Shut-off valve preferably a block-and-bleed valve connected without dead space, so that a reliable and complete separation between the loop and metering valve in the
  • the Dosage apparatus then includes a circulating pump, by means of which the Dosage apparatus can be circulated in the loop.
  • a circulating pump by means of which the Dosage.
  • all the dosing valves are correspondingly shut off, and then the dosage product located in the ring line via the circulating pump and a corresponding supply of main product or of water or of the following
  • the Dosage then stops the circulation pump, so that the medium which has served to empty the loop, as possible not or not significantly enters the Dosage etckessel.
  • the Dosage then stops the circulation pump, so that the medium which has served to empty the loop, as possible not or not significantly enters the Dosage etckessel.
  • the Dosage again can be determined via a volume flow sensor, if the loop is already completely filled with the medium. If the loop is emptied of the dosage product, the Dosage etc. is adapted to change the dosage product in the Dosage etcessel, either in that the Dosage etcreservoir is either completely emptied and a new Dosage etc is introduced into the Dosage etcreservoir, or by from a Dosage etc. a further Dosage etckessel is switched.
  • Dosage product changing device then turns on the circulation pump so that the new Dosage apparatus is pressed into the loop, such that the present at the time in the loop line medium is displaced from the loop.
  • Dosage product changing device in which between two Dosage etckesseln is switched back and forth, can also by means of the second Dosage encounters from the second
  • Dosage apparatusreservoir in the filling valve and providing a main component to the filling valve from a main component reservoir is changed during the filling operation.
  • the dosage product is changed during a production step, preferably with the filling valve closed.
  • the back pressure of the dosage product is controlled by means of the main component taking into account a flow meter.
  • a circulating pump present in a ring line for pumping out the dosage product from the loop and for introducing the new dosage product can be switched.
  • the dosage product is forced out of the loop by means of another medium and by means of the circulation pump.
  • FIG. 1 shows schematically a device for filling a container with a filling product in a first embodiment
  • Figure 2 is a schematic representation of the filling process
  • Figure 3 is a schematic representation of an apparatus for filling a container in a second embodiment.
  • FIG. 1 shows a device 1 for filling a container 100, shown schematically, with a filling product.
  • the containers 100 to be filled are arranged in the device 1 in each case below schematically indicated filling valves 2.
  • the containers 100 can be pressed against the filling valve 2 in a gastight manner, or the filling takes place in the
  • the filling of the container 100 by means of the filling valves 2 takes place during the transport of the container 100.
  • the filling valves 2 are arranged, for example, on the circumference of a filler carousel, not shown here, and the containers 100 to be filled are in each case transported under the filling valves 2 during filling.
  • the filling valves 2 serve the inflow of the filling product, which in the container to be filled 100 in a given volume, a predetermined mass or a
  • the time of inflow of the filling product into the container to be filled 100 and the filling end should be controlled in order to achieve a reliable filling accordingly.
  • control also includes a regulation of the flow of filling product into the container, in other words, the respective filling valve 2 influences the flow of the filling product into the respectively to be filled container 100 so that the desired amount of filling product in the container 100 is recorded.
  • Main component reservoir 3 supplied main component.
  • Main component reservoir 3 held main component is, for example, water or carbonated water, which is pretreated according to the specifications for the respective filling product.
  • the main component can be supplied to the filling valve 2 via the main component supply line 30.
  • a flow meter 32 for determining the volume flow of the main component is provided in order to ensure the inflowing volume of filling product when filling the container 100 to be filled.
  • a dosage product from a first dosage product reservoir 4 is supplied to the filling valve 2, wherein a metering valve 40 is provided for metering the dosage product into the filling valve 2.
  • the dosage product is passed from a Dosage etckessel 46 through a Dosage product line 42 passed through to metering valve 40.
  • the dosage product line 42 and the Dosage etckessel 46 each form parts of the Dosage etcer reservoir 4, since they are filled with Dosage etc and this accordingly for use by the
  • Hold dosage valve 40 All other components and volumes, not shown here, which supply the dosing product to the dosing valve 40 are also part of the dosing product reservoir 4.
  • the dosage product present in the dosage product reservoir 4 can be supplied to the filling valve 2 and controlled via the metering valve 40, the flow of the dosage product.
  • the dosage product from the dosage product reservoir 4 is first metered into the filling valve 2 or into an antechamber provided in the filling valve 2.
  • the volume of the dosage product metered into the filling valve 2 can be determined, for example, via the flow meter 32 arranged in the main component line 30, since the main component present in the filling valve 2 returns to the closed filling valve 2 or into its antechamber by metering the dosage product into the closed filling valve 2 the
  • Main component line 30 is pushed back. Accordingly, the flow meter 32 registered during dosing of the dosage product a reflux, which is identical with the filling valve 2 is closed to the metered into the filling valve 2 amount of dosage product.
  • Dosing valve 40 is closed and the filling valve 2 can be opened to flush the metered into the filling valve 2 dosage product together with the main components in the container to be filled 100.
  • the volume of liquid to be introduced into the container 100 to be filled can likewise be determined via the flowmeter 32, because the entire, the
  • Flow meter 32 throughflow volume corresponds to the volume flowing into the container 100. If the intended filling volume is reached, the filling valve 2 is closed again and a renewed dosing of the dosage product can take place in the closed filling valve 2 in order to prepare the next filling operation. The same process can also be carried out with a second dosage product which is present in a second dosage product reservoir 5. Both dosage products can also be introduced into the filling valve 2 in order to fill a filling product comprising a plurality of dosage products and the main component.
  • DosageProkservoir 4 present Dosage apparatus to perform a change of product during the filling operation, so the dosage product is changed during the phases in which the filling valve 2 is closed by means of a Dosage product changing device 6.
  • Dosage product changing device 6 makes it possible to change during the regular filling operation, the dosage product in the Dosage etcreservoir 4.
  • the Dosage apparatus for this purpose, the Dosage apparatus cartesian formula 6 is set up so that they flow back from the Dosage areas from the filling valve 2 and the metering valve 40 through the
  • DosageProktreservoir 4 allows.
  • the dosage product can be forced back at least partially into the dosage product reservoir 4.
  • Dosage product changing device 6 for example, the pressure that rests on the Dosage apparatus in the Dosage etcreservoir 4, so for example, the biasing gas pressure, so lowered that the pressure of the Dosage etcs, which rests on the metering valve 40 and the filling valve 2, is less than the pressure, which of the main component abuts the filling valve 2.
  • the Dosage for example, a clamping gas valve 44, which controls or regulates the pressure in the Dosage.reservoir 4, switch so that the pressure for pushing back the Dosage etcs is lowered into the Dosage.reservoir 4.
  • the main component switches, so the main component will flow due to the now changed pressure conditions of the main product reservoir 3 in the direction of the Dosage etcreservoirs 4. Accordingly, the main component continues to displace the dosage product present in the dosage product line 42 and the metering valve 40 until the main component has completely pushed the dosage product back into the dosage product reservoir 4.
  • the corresponding displaced volume can be determined via the volume flow meter 32, by means of which It can be ascertained whether the entire volume of the dosage product is already in an upper part of the dosage product reservoir 4 and particularly preferably in the dosage product vessel
  • the dosage product in the dosage product reservoir 4 can be pumped off via the dosage product changing device 6 and replaced by a new one, or the dosage product changing device 6 can switch the dosage product vessel to a further dosage product vessel, not shown here, which holds the new dosage product.
  • the Dosage area circuitry 6 increases the pressure within the now the new Dosage apparatus comprehensive DosageProktreservoirs 4 again such that the pressure applied to the metering valve 40 and the filling valve 2 is again higher than the pressure applied to the filling valve 2 of the main component.
  • the now new dosage product is passed through the dosage product reservoir 4 and, in particular, from a dosage product kettle through the dosage product line 42 to the metering valve 40, displacing it again
  • This process of changing the Dosage etcs takes place in each case in phases in which the filling valve 2 is closed. Changing the dosage product also takes place in several steps, each taking place with the filling valve 2 closed. In this way, a change of the dosage product in the current filling operation can be achieved, wherein in the filling operation then takes place during the change of the first Dosage apparatuss either no dosage of dosage product in the container to be filled 100 and
  • a first step S600 the new container 100 to be treated or filled is first positioned below the filling valve 2 and prepared for filling. Then, in step 602, the container 100 is biased with a biasing gas. During this pretensioning process, in step 604, a metered dose of a dosage product into the closed filling valve 2 can be achieved in parallel by opening the corresponding metering valve 50. As soon as the intended
  • step S606 the filling valve 2 is then opened and the container to be filled with the
  • step S608 After reaching the filling end, which is determined for example by reaching a monitored by means of the volume flow meter 32 filling volume, the filling valve 2 is closed again. Subsequently, when filling valve 2 is closed in step S608, the container then filled with the filling product, which is under pressure due to its prestressing and due to the filled filling product, is relieved to ambient pressure. In step S610 then the filled and relieved to ambient pressure container from the filling process can be output and another treatment process, such as
  • the metering valve 40 can now be opened with closed filling valve 2 in step S612, after the dosage product changing device 6 has set the dosage product reservoir 4 to a lower pressure than the pressure at the filling valve 2
  • step S612 may take place in parallel with the unloading of the container in step S608 and also in parallel with the step of removing the filled container in step S610.
  • the metering valve 40 is then closed again as soon as a renewed dosing of
  • DosageProkservoir 4 has again set so high that dosage product from the
  • DosageProktreservoir 4 can flow in the direction of the metering valve 40, in step S612 a back-pushing of the main component of the metering product line 42 and thus allows filling of the metering product line 42 with the then exchanged dosage product. Accordingly, changing the dosage product by means of
  • Dosage product changing device 6 take place during the full operation of the device 1 and takes place cyclically in each case in phases in which the filling valve 2 is closed.
  • FIG. 3 shows a further device 1 for filling schematically indicated containers 100, wherein a ring line 400 for the dosage product in combination with a first
  • Dosage apparatuskessel and any supply lines form the second dose product reservoir 5.
  • the respective metering valves 40, 50 are arranged on the respective ring line 400, 500 preferably free of dead space.
  • the Dosage etc. 6 can here via a circulating pump 410 and 510, a circulation of the present in each Dosage etckessel Dosage etcvolumens in the respective ring line 400, 500 reach.
  • Dosage product changing device 6 can be achieved, that the dosage product is first promoted by the respective Dosage etckessel means of the circulation pump 410 through the loop 400 so that the dosage product is present at the respective metering valves 40, 50 directly.
  • the circulating pump 410 accordingly conveys the dosage product through the Dosage etcreservoir 4.
  • the circulation pump 410 does not need to be operated, but due to the present pressure conditions, the Dosage etc of the
  • DosageProktreservoir 4 nachgereiefert to the metering valve 40.
  • the dosage product reservoir 4 is emptied by means of the circulation pump 410, whereby, for example, via a corresponding
  • Dosage product change valve 420 the dosage product can be pumped out.
  • Dosage product exchange valve 420 is driven out.

Landscapes

  • Basic Packing Technique (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Auxiliary Devices For And Details Of Packaging Control (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, umfassend ein Füllventil (2) zum Beeinflussen der Zufuhr des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter (100), bevorzugt während des Transports der zu befüllenden Behälter (100) mittels einer Behältertransportvorrichtung, ein Dosierventil (40) zum Eindosieren eines Dosageprodukts aus einem Dosageproduktreservoir (4, 5) in das Füllventil (2) und ein Hauptkomponentenreservoir (3) zum Bereitstellen einer Hauptkomponente an dem Füllventil (2), wobei eine Dosageproduktwechselvorrichtung (6) zum Wechseln des Dosageprodukts in dem Dosageproduktreservoir (4, 5) während des Füllbetriebs vorgesehen ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt, welches aus zumindest einer Hauptkomponente und einem Dosageprodukt hergestellt wird.
Stand der Technik In Getränkeabfüllanlagen ist es bekannt, das in die jeweiligen Behälter einzufüllende Füllprodukt aus einer Hauptkomponente und einem Dosageprodukt herzustellen. Dabei ist es beispielsweise bekannt, als Hauptkomponente Wasser, beispielsweise karbonisiertes Wasser, über ein Füllventil in den zu befüllenden Behälter einzubringen. Das Dosageprodukt wird über ein Dosierventil vor dem Befüllen des Behälters mit der Hauptkomponente in das Füllventil eindosiert, so dass beim Einfüllen der Hauptkomponente in den zu befüllenden Behälter das Dosageprodukt mit dem Strom der
Hauptkomponente in den Behälter eingespült wird und gleichzeitig eine Durchmischung stattfindet.
Entsprechend können zwei- oder mehrkomponentige Getränke, beispielsweise Getränke, welche sich aus einem Dosageprodukt beispielsweise in Form von Sirup und aus einer Hauptkomponente beispielsweise in Form von Wasser zusammensetzen, flexibel hergestellt werden. Insbesondere kann bei dieser Ausbildung auf vorgelagerte Mischvorrichtungen, in welchen das Füllprodukt aus der Hauptkomponente und dem Dosageprodukt ausgemischt wird, verzichtet werden.
Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 2 272 790 A1 bekannt.
Zur Herstellung von mehrkomponentigen Füllprodukten, also beispielsweise zur Herstellung von Füllprodukten, welche eine Hauptkomponente und zwei unterschiedliche Dosageprodukte aufweisen, ist es weiterhin bekannt, neben einem ersten Dosageventil auch ein zweites Dosageventil vorzusehen, welches auf die bereits beschriebene Weise ein zweites Dosageprodukt in das Füllventil eindosiert.
Für einen Wechsel des Füllprodukts kann es notwendig sein, das Dosageprodukt zu wechseln. Dies ist beispielsweise notwendig, wenn auf der jeweiligen Füllvorrichtung nach einem ersten Füllprozess mit einem ersten Füllprodukt bei einem Produktwechsel entsprechend ein anderes Füllprodukt mit einer anderen Zusammensetzung abgefüllt werden soll. Hierzu ist es in den bekannten Vorrichtungen notwendig, den Füllprozess zu stoppen, das aktuelle Dosageprodukt aus dem Dosageproduktreservoir zu entfernen und die entsprechenden Produktleitungen
durchzuspülen, dann das neue Dosageprodukt in das Dosageproduktreservoir einzufüllen und sicherzustellen, dass das neue Dosageprodukt in den jeweiligen Leitungen vorliegt und am Dosageventil anliegt. Erst dann kann der Füllbetrieb wieder aufgenommen werden.
Entsprechend war es in den herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren notwendig, den
Füllprozess für den Wechsel des Dosageprodukts zu stoppen.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzugeben, mittels welchem die Abfüllung von Füllprodukten in Behälter noch effizienter durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Entsprechend wird eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt vorgeschlagen, umfassend ein Füllventil zum Beeinflussen der Zufuhr des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter, bevorzugt während des Transports der zu befüllenden Behälter mittels einer Behältertransportvorrichtung, ein Dosierventil zum Eindosieren eines Dosageprodukts aus einem Dosageproduktreservoir in das Füllventil und ein Hauptkomponentenreservoir zum Bereitstellen einer Hauptkomponente an dem Füllventil. Erfindungsgemäß ist eine
Dosageproduktwechselvorrichtung zum Wechseln des Dosageprodukts in dem
Dosageproduktreservoir während des Füllbetriebs vorgesehen. Dadurch, dass eine Dosageproduktwechselvorrichtung zum Wechseln des Dosageproduktes in dem Dosageproduktreservoir während des Füllbetriebes vorgesehen ist, ist es möglich, in der vorgeschlagenen Vorrichtung ein Wechseln des Dosageproduktes auf effiziente Weise
durchzuführen. Hierbei ist es insbesondere möglich, den Wechsel des Dosageproduktes durchzuführen ohne den Füllbetrieb zu unterbrechen.
Die Befüllung des zu befüllenden Behälters findet bevorzugt während des Transports des zu befüllenden Behälters statt. Dazu ist bevorzugt eine Behältertransportvorrichtung vorgesehen, welche den zu befüllenden Behälter zumindest während der Befüllung entlang eines Transportwegs transportiert. Die Behältertransportvorrichtung kann besonders bevorzugt ein Rundläufer beziehungsweise ein Füllerkarussell sein, an welchem die Füllventile angeordnet sind, unter welchen dann die zu befüllenden Behälter während des Befüllens angeordnet sind und welche gemeinsam mit den Behältern rotieren. Unter einem Dosageproduktreservoir werden alle Volumina verstanden, in welchen das
Dosageprodukt aufgenommen wird. Dazu zählt ein Dosageproduktkessel genauso wie eine Dosageproduktleitung, mittels welcher das Dosageprodukt aus dem Dosageproduktkessel zu dem Dosierventil geleitet wird. Zum Wechseln des Dosageprodukts im Füllbetrieb wird entsprechend das aktuelle Dosageprodukt sowohl in einem Dosageproduktkessel als auch in den jeweiligen Dosageprododuktleitungen, welche das Dosageprodukt zu dem Dosierventil transportieren, schlussendlich durch das neue Dosageprodukt ersetzt. Damit findet ein Wechsel des Dosageprodukts im Dosageproduktreservoir statt und das bisherige Dosageprodukt kann durch ein neues Dosageprodukt ersetzt werden, ohne den Füllbetrieb unterbrechen zu müssen und insbesondere ohne eine Reinigung durchführen zu müssen.
Die Dosageproduktwechselvorrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, während einer spezifischen Produktionsphase im Abfüllbetrieb, beispielsweise nach dem Eindosieren des Dosageprodukts in das Füllventil und/oder nach dem Befüllen des zu befüllenden Behälters mit der Hauptkomponente und/oder während eines möglichen Entlastens des Behälters und/oder während das Füllventil geschlossen ist, ein Wechseln des Dosageproduktes im Dosageproduktreservoir ermöglicht. Die Dosageproduktwechselvorrichtung kann dabei taktweise bevorzugt bei jedem erneuten Befüllen eines zu befüllenden Behälters und jeweils beim Durchlaufen der spezifischen Prozessphase einen weiteren Schritt zum Wechseln des Dosageprodukts unternehmen. Insbesondere ist es nicht notwendig, den kompletten Wechsel des Dosageproduktes in einem einzigen Schritt durchzuführen, sondern der Abschluss des Wechsels des Dosageprodukts kann über mehrere Takte hinweg erreicht werden. Der eigentliche Füllbetrieb wird entsprechend beim Wechseln des Dosageprodukts nicht unterbrochen - lediglich das sich im Prozess des Wechseins befindliche Dosageprodukt kann während des Wechseins des Dosageprodukts nicht verwendet werden.
Besonders effizient kann das Wechseln durchgeführt werden, wenn neben einem ersten
Dosageproduktreservoir und einem ersten Dosierventil auch mindestens ein zweites
Dosageproduktreservoir und mindestens ein zweites Dosierventil vorgesehen sind, und während des Wechsels des Dosageprodukts in dem ersten Dosageproduktreservoir ein Befüllen von zu befüllenden Behältern mit der Hauptkomponente und einem Dosageprodukt aus dem zweiten Dosageproduktreservoir durchgeführt werden kann. Wird ein Füllprodukt beispielsweise aus einer Hauptkomponente und zwei Dosageprodukten hergestellt, so kann das Wechseln eines der Dosageprodukte stattfinden, während die Befüllung der Behälter mit einem das andere
Dosageprodukt umfassenden Füllprodukt weitergeführt wird.
Ein Wechsel des Dosageprodukts kann im Produktionsbetrieb aber auch dann durchgeführt werden, wenn während des Wechsels des Dosageprodukts ein Befüllen der zu befüllenden
Behälter lediglich mit der Hauptkomponente durchgeführt wird. Konkret kann dies so aussehen, dass beim Wechseln des Dosageprodukts für einen bestimmten Zeitraum bis zum vollständigen Abschluss des Wechsels des Dosageprodukts durch das Füllventil nur die Hauptkomponente abgefüllt wird. Die Hauptkomponente kann, wie oben beschrieben, beispielsweise mit Kohlensäure versetztes Wasser, also Mineralwasser, sein. Damit kann nach dem Abfüllen eines Füllprodukts, welches sowohl die Hauptkomponente als auch ein erstes Dosageprodukt umfasst, zunächst ein Füllbetrieb mit lediglich Mineralwasser stattfinden, währenddessen die Dosagewechselvorrichtung das Dosageprodukt auswechselt, und dann kann nach erfolgtem Wechsel des Dosageprodukts ein Abfüllen eines weiteren Füllprodukts aus dem gewechselten Dosageprodukt und der
Hauptkomponente stattfinden.
Die Dosageproduktwechselvorrichtung ist bevorzugt zum Einstellen eines Differenzdruckes zwischen dem Dosageproduktreservoir und dem Hauptkomponentenreservoir eingerichtet und besonders bevorzugt dazu eingerichtet, zum Wechseln des Dosageprodukts den am Füllventil anstehenden Druck des Dosageprodukts geringer auszubilden, als den am Füllventil anstehenden Druck der Hauptkomponente.
Entsprechend kann durch die Dosageproduktwechselvorrichtung während des laufenden
Füllbetriebes, beispielsweise bei geschlossenem Füllventil, ein Differenzdruck derart eingestellt werden, dass der am Füllventil anliegende Druck des Dosageprodukts geringer ist als der am Füllventil anliegende Druck der Hauptkomponente. Entsprechend drückt die Hauptkomponente das Dosageprodukt bei geöffnetem Dosierventil zurück in das Dosageproduktreservoir. Damit ist es möglich, mittels der Hauptkomponente das Dosageprodukt im Produktionsbetrieb, also im vollen Füllbetrieb, entsprechend in den Phasen des Abfüllvorganges, in welchen das Füllventil zum zu befüllenden Behälter hin verschlossen ist, das Dosageprodukt in das
Dosageproduktreservoir zurückzudrücken um nach erfolgreichem Zurückdrücken entsprechend ein Wechseln des Dosageprodukts vornehmen zu können.
Das Zurückdrängen des aktuellen Dosageprodukts in das Dosageproduktreservoir mittels der Hauptkomponente kann ein Zurückdrängen des aktuellen Dosageprodukts durch das gesamte Dosageproduktreservoir sein, so dass das gesamte Dosageproduktreservoir zumindest zu einem Zeitpunkt vollständig mit der Hauptkomponente gefüllt ist. In einer weiteren Ausführungsform kann das Dosageprodukt im Dosageproduktreservoir aber auch nur bis zu einer vorgegebenen Position zurückgedrängt werden, beispielsweise bis zu einem Ventil oder einer Umschalteinrichtung, so dass in einem Abschnitt des Dosageproduktreservoirs Dosageprodukt und in einem weiteren Abschnitt des Dosageproduktreservoirs Hauptkomponente vorliegt. Mittels des Ventils oder der Umschaltvorrichtung kann dann entsprechend auf das neue Dosageprodukt umgeschaltet werden, beispielsweise durch die Verbindung mit einem weiteren Dosageproduktkessel.
Konkret wird dies dadurch erreicht, dass der Druck im Dosageproduktreservoir abgesenkt wird, so dass der am Füllventil anliegende Druck des Dosageprodukts geringer ist, als der am Füllventil anliegende Druck der Hauptkomponente. Der Druck des Dosageprodukts ergibt sich als der hydrostatische Druck des Dosageprodukts, welcher sich aus der geometrischen Anordnung des Dosageproduktreservoirs bzw. des Dosageproduktniveaus innerhalb des Dosageproduktreservoirs über dem Füllventil ergibt, in Kombination mit dem auf dem Dosageprodukt im
Dosageproduktreservoir lastenden Druck beispielsweise einem auf einem Dosageproduktkessel lastenden Gasdruck. Der am Füllventil anliegende Druck der Hauptkomponente, ergibt sich ebenfalls aus dem hydrostatischen Druck des Hauptkomponentenreservoirs bzw. der geometrischen Anordnung des Hauptkomponentenreservoirs bzw. des Hauptkomponentenniveaus innerhalb des Hauptkomponentenreservoirs oberhalb des Füllventils in Kombination mit dem auf der Hauptkomponente im Hauptkomponentenreservoir lastenden Druck.
In einer Abfüllvorrichtung lässt sich nur der jeweils auf dem Dosageprodukt oder der
Hauptkomponente lastende Druck verändern, die Geometrie hingegen ist üblicher Weise fest.
Um den laufenden Füllbetrieb nicht zu verändern oder zu beeinflussen, wird der Druck der Hauptkomponente am Füllventil durch die Dosageproduktwechselvornchtung und insbesondere die Differenzdruckvorrichtung nicht verändert. Entsprechend kann der Füllbetrieb mit den für den Füllbetrieb wesentlichen Parametern weitergeführt werden.
Die Differenzdruckvorrichtung der Dosageproduktwechselvornchtung reduziert jedoch vorteilhaft den Druck in dem Dosageproduktreservoir so stark, dass der am Füllventil anliegende Druck des Dosageprodukts unterhalb des Drucks der Hauptkomponente am Füllventil liegt, so dass entsprechend beim Schalten des Dosierventils das Hauptprodukt das Dosageprodukt zurück in das Dosageproduktreservoir drückt. Abhängig von den zu verdrängenden Volumina für das Dosageprodukt kann der Vorgang des Zurückdrückens des Dosageprodukts vom Dosierventil in das Dosageproduktreservoir in einem einzigen Schritt, oder in mehreren Schritten des Abfüllvorganges, erreicht werden. Ein
Zurückdrücken des Dosageprodukts findet bevorzugt immer dann statt, wenn das Füllventil zu dem zu befüllenden Behälter hin verschlossen ist, also beispielsweise in den Phasen, in welchen kein Behälter am Füllventil vorliegt, in welchen eine zu befüllender Behälter gerade übernommen wurde, evakuiert wird, gespült wird, mit einem Spanngas beaufschlagt wird, oder nach dem Befüllen des zu befüllenden Behälters mit dem Füllprodukt sowie in Phasen, in welchen der dann mit dem
Füllprodukt befüllte Behälter, welcher noch auf einen höheren Druck vorgespannt ist, auf
Umgebungsdruck entlastet wird oder zum Ausleiten aus der Vorrichtung vorbereitet wird.
Entsprechend findet das vollständige Zurückdrängen des Dosageprodukts in das
Dosageproduktreservoir bevorzugt taktweise bei verschlossenem Füllventil und dann bevorzugt auch nur in bestimmten Verfahrensphasen bei geschlossenem Füllventil statt. Die Dosageproduktwechselvorrichtung kann weiterhin beispielsweise über einen
Volumenstrommesser feststellen, ob die Hauptkomponente das Dosageproduktvolumen, welches im Dosageproduktreservoir beispielsweise von dem Dosierventil bis zu einem Dosageproduktkessel vorliegt, bereits vollständig zurückgedrängt hat. Als Volumenstrommesser kann dabei entweder ein separater Volumenstrommesser vorgesehen sein, welcher in der Dosageproduktzuleitung vorgesehen ist, und/oder aber ein Volumenstrommesser, welcher den Volumenstrom der
Hauptkomponente misst. Da das Volumen des Dosageproduktes zwischen dem Dosierventil bzw. zwischen dem Füllventil und dem Dosageproduktkessel entweder geometrisch einfach bestimmbar ist, messbar ist, oder bekannt ist, kann entsprechend mittels der Messung des Volumenstroms des Hauptprodukts oder des Dosageprodukts ermittelt werden, ob das Dosageprodukt bereits vollständig in das Dosageproduktreservoir zurückgedrängt wurde beziehungsweise aus dem Dosageproduktreservoir herausgedrängt wurde.
In der Dosageproduktleitung liegt bei vollständig zurückgedrängtem Dosageprodukt dann nur noch Hauptkomponente vor.
Die Dosageproduktwechselvorrichtung nimmt dann den tatsächlichen Wechsel des
Dosageprodukts entweder darüber vor, dass aus dem Dosageproduktreservoir das gesamte Dosageprodukt ausgeleitet wird und das neue Dosageprodukt eingeleitet wird, oder aber die Dosageproduktwechselvorrichtung schaltet von einem Dosageproduktkessel auf einen anderen Dosageproduktkessel um.
Nachfolgend nimmt die Dosageproduktwechselvorrichtung dann in umgekehrter Reihenfolge die Schritte vor, dass beispielsweise der Druck in dem Dosageproduktreservoir so weit erhöht wird, dass der am Dosierventil anliegende Druck des Dosageprodukts aus dem Dosageproduktreservoir nun wieder höher ist, als der am Füllventil anliegende Druck der Hauptkomponente. Entsprechend kann bei einem Öffnen des Dosageventils die sich noch in den Leitungen zwischen dem Füllventil bzw. Dosierventil und dem Dosageproduktkessel befindliche Hauptkomponente aus diesen Leitungen herausgedrückt werden und auch hier ist es wieder, mittels des Volumenstromsensors möglich, festzustellen, ob das Hauptprodukt wieder vollständig aus den Leitungen herausgedrückt wurde und entsprechend das neue Dosageprodukt am Dosierventil ansteht.
Die Dosageproduktwechselvorrichtung kann anstelle des Bereitstellens der Differenzdrücke auch eine Pumpe verwenden, mittels welcher die Hauptkomponente bei geöffnetem Dosageventil von dem Füllventil in den Dosageproduktkessel gepumpt werden kann und nach erfolgtem Wechsel des Dosageprodukts im Dosageproduktkessel bzw. nach erfolgtem Umschalten auf einen anderen Dosageproduktkessel auch das Herauspumpen der Hauptkomponente so weit, bis das neue Dosageprodukt wieder am Dosierventil ansteht übernehmen kann.
In einer alternativen oder zusätzlichen Ausbildung wird das Dosageprodukt den jeweiligen
Dosierventilen der Füllvorrichtung über eine Ringleitung zugeführt. Die Ringleitung bildet zusammen mit einem Dosageproduktkessel und etwaigen Zuführungsleitungen das
Dosageproduktreservoir aus.
Besonders bevorzugt sind dabei die Dosierventile totraumfrei mit der Ringleitung verbunden. In einer weiteren bevorzugten Variante sind die Dosierventile mit der Ringleitung über ein
Absperrventil, bevorzugt ein Block-and-Bleed-Ventil totraumfrei verbunden, so dass eine zuverlässige und vollständige Trennung zwischen Ringleitung und Dosierventil auch im
Produktionsbetrieb vorgenommen werden kann.
Die Dosageproduktwechselvorrichtung umfasst dann eine Umwälzpumpe, mittels welcher das Dosageprodukt in der Ringleitung umgewälzt werden kann. Zum Wechseln des Dosageprodukts werden entsprechend sämtliche Dosageventile abgesperrt, und dann das sich in der Ringleitung befindliche Dosageprodukt über die Umwälzpumpe und eine entsprechende Zufuhr von Hauptprodukt bzw. von Wasser bzw. des nachfolgenden
Dosageprodukts aus der Ringleitung in den Dosageproduktkessel gedrückt. Mit anderen Worten wird das Dosageprodukt im Dosageproduktreservoir durch das Zuführen eines Mediums mittels der Umwälzpumpe zurückgedrängt und damit das Dosageproduktreservoir von dem ersten
Dosageprodukt zumindest teilweise geleert und dieses Dosageprodukt in einen
Dosageproduktkessel zurückgeleitet.
Die Dosageproduktwechselvorrichtung stoppt dann die Umwälzpumpe, so dass das Medium, welches zum Leeren der Ringleitung gedient hat, möglichst nicht oder nicht in signifikantem Maße in den Dosageproduktkessel eintritt. Hier kann wiederum über einen Volumenstromsensor festgestellt werden, ob die Ringleitung bereits vollständig mit dem Medium gefüllt ist. Ist die Ringleitung von dem Dosageprodukt geleert, so ist die Dosageproduktwechselvorrichtung dazu eingerichtet, das Dosageprodukt in dem Dosageproduktkessel zu wechseln, entweder dadurch, dass das Dosageproduktreservoir entweder vollständig geleert wird und ein neues Dosageprodukt in das Dosageproduktreservoir eingebracht wird, oder aber indem von einem Dosageproduktkessel auf einen weiteren Dosageproduktkessel umgeschaltet wird. Die
Dosageproduktwechselvorrichtung schaltet dann wiederum die Umwälzpumpe so ein, dass das neue Dosageprodukt in die Ringleitung gedrückt wird, derart, dass das sich zu diesem Zeitpunkt in der Ringleitung befindliche Medium aus der Ringleitung verdrängt wird. In einer weiteren Variante, bei welcher zwischen zwei Dosageproduktkesseln hin und her geschaltet wird, kann auch mittels des zweiten Dosageproduktes aus dem zweiten
Dosageproduktkessel das erste Dosageprodukt aus der Ringleitung verdrängt und in seinen Dosageproduktkessel zurückgedrängt werden. Die oben beschriebene Aufgabe wird weiterhin mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Figuren und der vorliegenden Beschreibung.
Entsprechend wird ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt
vorgeschlagen, umfassend das Beeinflussen der Zufuhr des Füllprodukts in den zu befüllenden
Behälter mittels eines Füllventils, bevorzugt während des Transports des zu befüllenden Behälters, das Eindosieren eines Dosageprodukts mittels eines Dosierventils aus einem
Dosageproduktreservoir in das Füllventil und das Bereitstellen einer Hauptkomponente an dem Füllventil aus einem Hauptkomponentenreservoir. Erfindungsgemäß wird das Dosageprodukt in dem Dosageproduktreservoir während des Füllbetriebs gewechselt.
Auf diese Weise können die oben zur Vorrichtung bereits beschriebenen Vorteile erreicht werden.
Bevorzugt wird das Dosageprodukt während eines Produktionsschrittes, bevorzugt bei geschlossenem Füllventil, gewechselt.
In einer vorteilhaften Weiterbildung wird zum Wechseln des Dosageprodukts der Druck im
Dosageproduktreservoir abgesenkt und bei geschlossenem Füllventil und geöffnetem Dosierventil das Dosierprodukt zumindest teilweise in das Dosierproduktreservoir zurückgedrängt. Bevorzugt wird beim Zurückdrängen des Dosierprodukts das Dosierprodukt im
Dosierproduktreservoir ausgetauscht und dann der Druck im Dosierproduktreservoir wieder so erhöht, dass der am Füllventil anstehende Druck des Dosierprodukts höher ist als der am Füllventil anstehende Druck der Hauptkomponente.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird das Zurückdrängen des Dosageprodukts mittels der Hauptkomponente unter Berücksichtigung eines Durchflussmessers gesteuert.
In einer bevorzugten Alternative oder ergänzend kann in dem Verfahren eine in einer Ringleitung vorliegende Umwälzpumpe zum Auspumpen des Dosageprodukts aus der Ringleitung und zum Einbringen des neuen Dosageprodukts geschaltet werden.
Bevorzugt wird das Dosageprodukt mittels eines anderen Mediums und mittels der Umwälzpumpe aus der Ringleitung gedrängt.
Kurze Beschreibung der Figuren
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 schematisch eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllprodukt in einem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine schematische Darstellung des Abfüllverfahrens, und
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. In Figur 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Befüllen eines schematisch gezeigten Behälters 100 mit einem Füllprodukt gezeigt. Die zu befüllenden Behälter 100 sind in der Vorrichtung 1 jeweils unterhalb von schematisch angedeuteten Füllventilen 2 angeordnet. Je nach Füllverfahren können die Behälter 100 dabei gasdicht an das Füllventil 2 angepresst werden, oder die Befüllung findet im
Freistrahlverfahren statt. Die Befüllung der Behälter 100 mittels der Füllventile 2 findet dabei während des Transports der Behälter 100 statt. Dazu sind die Füllventile 2 beispielsweise am Umfang eines hier nicht gezeigten Füllerkarussells angeordnet und die zu befüllenden Behälter 100 werden während der Befüllung jeweils unter den Füllventilen 2 transportiert.
Die Füllventile 2 dienen dazu, das Einfließen des Füllprodukts, welches in den zu befüllenden Behälter 100 in einem vorgegebenen Volumen, einer vorgegebenen Masse oder einer
vorgegebenen Füllhöhe einfließen soll, entsprechend zu steuern. Insbesondere soll der Zeitpunkt des Einfließens des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter 100 und das Füllende gesteuert werden, um entsprechend eine zuverlässige Abfüllung zu erreichen.
Der Begriff„Steuern" umfasst in diesem Zusammenhang auch eine Regelung des Stroms an Füllprodukt in den Behälter. Mit anderen Worten beeinflusst das jeweilige Füllventil 2 den Strom des Füllprodukts in den jeweils zu befüllenden Behälter 100 so, dass die gewünschte Menge an Füllprodukt im Behälter 100 aufgenommen wird.
An dem Füllventil 2 wird über eine Hauptkomponentenleitung 30 die in einem
Hauptkomponentenreservoir 3 vorgehaltene Hauptkomponente zugeführt. Bei der in dem
Hauptkomponentenreservoir 3 vorgehaltenen Hauptkomponente handelt es sich beispielsweise um Wasser oder karbonisiertes Wasser, welches entsprechend den Vorgaben für das jeweilige Füllprodukt vorbehandelt ist.
Die Hauptkomponente kann über die Hauptkomponentenzuleitung 30 dem Füllventil 2 zugeführt werden. Ein Durchflussmesser 32 zur Bestimmung des Volumenstroms der Hauptkomponente ist vorgesehen, um beim Befüllen des zu befüllenden Behälters 100 das einfließende Volumen an Füllprodukt sicherzustellen.
Neben der Hauptkomponente wird ein Dosageprodukt aus einem ersten Dosageproduktreservoir 4 dem Füllventil 2 zugeführt, wobei ein Dosierventil 40 zum Eindosieren des Dosageprodukts in das Füllventil 2 vorgesehen ist. Das Dosageprodukt wird von einem Dosageproduktkessel 46 durch eine Dosageproduktleitung 42 hindurch bis zum Dosierventil 40 geleitet. Die Dosageproduktleitung 42 und der Dosageproduktkessel 46 bilden jeweils Teile des Dosageproduktreservoirs 4 aus, da sie mit Dosageprodukt gefüllt sind und dieses entsprechend für die Verwendung durch das
Dosageventil 40 vorhalten. Alle weiteren, hier nicht gezeigten Komponenten und Volumina, welche das Dosageprodukt dem Dosierventil 40 zuleiten sind ebenfalls Teil des Dosageproduktreservoirs 4.
Mittels des Dosierventils 40 kann das im Dosageproduktreservoir 4 vorliegende Dosageprodukt dem Füllventil 2 zugeführt und über das Dosierventil 40 der Fluss des Dosageprodukts gesteuert werden.
Zum Befüllen des Behälters 100 mit Füllprodukt wird beispielsweise bei geschlossenem Füllventil 2 mittels des Dosierventils 40 das Dosageprodukt aus dem Dosageproduktreservoir 4 zunächst in das Füllventil 2 oder in eine im Füllventil 2 vorgesehene Vorkammer eindosiert.
Das Volumen des in das Füllventil 2 eindosierten Dosageprodukts kann beispielsweise über den Durchflussmesser 32, der in der Hauptkomponentenleitung 30 angeordnet ist, bestimmt werden, da durch das Eindosieren des Dosageprodukts in das geschlossene Füllventil 2 beziehungsweise in dessen Vorkammer die im Füllventil 2 vorliegende Hauptkomponente wieder in die
Hauptkomponentenleitung 30 zurückgedrängt wird. Entsprechend registriert der Durchflussmesser 32 beim Eindosieren des Dosageprodukts einen Rückfluss, welcher bei geschlossenem Füllventil 2 identisch ist zu der in das Füllventil 2 eindosierten Menge an Dosageprodukt.
Ist die vorgegebene Menge an Dosageprodukt in das Füllventil 2 eingebracht, so wird das
Dosierventil 40 geschlossen und das Füllventil 2 kann geöffnet werden, um das in das Füllventil 2 eindosierte Dosageprodukt gemeinsam mit der Hauptkomponenten in den zu befüllenden Behälter 100 einzuspülen. Das in den zu befüllenden Behälter 100 einzubringende Flüssigkeitsvolumen kann dabei ebenfalls über den Durchflussmesser 32 bestimmt werden, denn das gesamte, den
Durchflussmesser 32 durchströmende Volumen entspricht dem in den Behälter 100 einströmenden Volumen. Ist das vorgesehene Füllvolumen erreicht, so wird das Füllventil 2 wieder geschlossen und eine erneute Dosage des Dosageprodukts kann in das geschlossene Füllventil 2 herein stattfinden, um den nächsten Füllvorgang vorzubereiten. Der gleiche Vorgang kann auch mit einem zweiten Dosageprodukt, welches in einem zweiten Dosageproduktreservoir 5 vorliegt, durchgeführt werden. Es können auch beide Dosageprodukte in das Füllventil 2 eingebracht werden, um ein Füllprodukt, das mehrere Dosageprodukte und die Hauptkomponente umfasst, abzufüllen.
Soll nun eines der Dosageprodukte gewechselt werden, beispielsweise das in dem
Dosageproduktreservoir 4 vorliegende Dosageprodukt, um während des Abfüllbetriebs einen Produktwechsel durchzuführen, so wird während der Phasen, in denen das Füllventil 2 geschlossen ist, mittels einer Dosageproduktwechselvorrichtung 6 das Dosageprodukt gewechselt. Die
Dosageproduktwechselvorrichtung 6 ermöglicht es dabei, während des regulären Abfüllbetriebes das Dosageprodukt in dem Dosageproduktreservoir 4 zu wechseln.
Dazu ist die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 so eingerichtet, dass sie ein Zurückfließen des Dosageproduktes ausgehend vom Füllventil 2 und dem Dosierventil 40 durch das
Dosageproduktreservoir 4 ermöglicht. Das Dosageprodukt kann dabei zumindest teilweise in das Dosageproduktreservoir 4 zurückgedrängt werden.
Um den Rückfluss des Dosageprodukts zu erreichen, wird über die
Dosageproduktwechselvorrichtung 6 beispielsweise der Druck, der auf dem Dosageprodukt in dem Dosageproduktreservoir 4 lastet, also beispielsweise der Vorspanngasdruck, so abgesenkt, dass der Druck des Dosageprodukts, welcher am Dosierventil 40 und am Füllventil 2 anliegt, geringer ist als der Druck, welcher von der Hauptkomponente am Füllventil 2 anliegt.
Entsprechend kann die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 beispielsweise ein Spanngasventil 44, welches den Druck im Dosageproduktreservoir 4 steuert oder regelt, so schalten, dass der Druck zum Zurückdrängen des Dosageprodukts in das Dosageproduktreservoir 4 abgesenkt wird.
Wenn die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 anschließend das Dosierventil 40 bei
geschlossenem Füllventil 2 schaltet, so wird die Hauptkomponente aufgrund der nun geänderten Druckverhältnisse von dem Hauptproduktreservoir 3 in Richtung des Dosageproduktreservoirs 4 fließen. Entsprechend verdrängt die Hauptkomponente das in der Dosageproduktleitung 42 sowie dem Dosierventil 40 vorliegende Dosageprodukt immer weiter, bis die Hauptkomponente das Dosageprodukt vollständig in das Dosageproduktreservoir 4 zurückgedrängt hat. Das entsprechend verdrängte Volumen lässt sich über den Volumenstrommesser 32 bestimmen, mittels welchem festgestellt werden kann, ob das gesamte Volumen des Dosageprodukts bereits in einen oberen teil des Dosageproduktreservoirs 4 und besonders bevorzugt in den Dosageproduktkessel
zurückgeschoben wurde. Ist dies der Fall, kann über die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 entweder das Dosageprodukt im Dosageproduktreservoir 4 abgepumpt und durch ein neues ersetzt werden, oder aber die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 kann den Dosageproduktkessel auf einen weiteren, hier nicht gezeigten Dosageproduktkessel, welcher das neue Dosageprodukt vorhält, umschalten.
Danach erhöht die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 den Druck innerhalb des nun das neue Dosageprodukt umfassenden Dosageproduktreservoirs 4 wieder derart, dass der am Dosierventil 40 bzw. am Füllventil 2 anliegende Druck wieder höher ist, als der am Füllventil 2 anliegende Druck der Hauptkomponente. Damit wird beim Öffnen des Dosierventils 40 das nun neue Dosageprodukt durch das Dosageproduktreservoir 4 und insbesondere von einem Dosageproduktkessel durch die Dosageproduktleitung 42 zum Dosierventil 40 geleitet und verdrängt dabei wieder die
Hauptkomponente aus der Dosageproduktleitung 42. Bei geschlossenem Füllventil 2 kann hier ebenfalls über den Volumenstrommesser 32 festgestellt werden, ob dieser Vorgang vollständig abgeschlossen ist und das Dosageprodukt wieder direkt am dem Dosierventil 40 oder dem
Füllventil 2 ansteht.
Dieser Vorgang des Wechseins des Dosageprodukts findet jeweils in Phasen statt, in denen das Füllventil 2 geschlossen ist. Das Wechseln des Dosageprodukts findet auch in mehreren Schritten statt, die jeweils bei geschlossenem Füllventil 2 stattfinden. Auf diese Weise lässt sich ein Wechseln des Dosageprodukts im laufenden Abfüllbetrieb erreichen, wobei im Füllbetrieb dann während des Wechsels des ersten Dosageprodukts entweder überhaupt keine Dosierung von Dosageprodukt in die zu befüllenden Behälter 100 stattfindet und
entsprechend beispielsweise ein Abfüllen von karbonisiertem Mineralwasser als Hauptkomponente stattfindet, oder aber es findet ein Abfüllen von Füllprodukt in einer Kombination des zweiten Dosageproduktes aus dem zweiten Dosageproduktreservoir 5 und der Hauptkomponente statt.
Es muss auf jeden Fall nicht der Füllbetrieb unterbrochen werden und die Anlage kann weiterhin Füllprodukt abfüllen, während gleichzeitig ein vollständiges Wechseln des Dosageprodukts im ersten Dosageproduktreservoir 4 durchgeführt wird. Die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 öffnet dabei zum Wechseln des Dosageprodukts das Dosierventil 40 beim Vorliegen der für das Wechseln des Dosageprodukts notwendigen
Druckverhältnisse bzw. alternativ beim Vorliegen einer entsprechenden Pumpe dann, wenn das Wechseln des Dosageproduktes nicht mit dem weiteren Abfüllverfahren kollidiert. Dies ist insbesondere immer dann der Fall, wenn das Füllventil 2 geschlossen ist, beispielsweise weil ein neuer Behälter übernommen wird, weil kein Behälter vorliegt, weil der Behälter vorbehandelt wird, beispielsweise durch ein Evakuieren oder Vorspannen oder Spülen mit einem Spülgas, oder weil der befüllte Behälter entlastet und auf Umgebungsdruck gebracht wird, oder weil der Behälter für die Übergabe an eine nachfolgende Transportvorrichtung vorbereitet wird.
Dies ist schematisch in dem Ablaufdiagramm der Figur 2 gezeigt. Die parallel zueinander verlaufenden Schritte des Abfüllens und des Wechseins des Dosageprodukts werden in diesem Diagramm gezeigt. In einem ersten Schritt S600 wird zunächst der neue, zu behandelnde bzw. zu befüllende Behälter 100 unter dem Füllventil 2 positioniert und für das Füllen vorbereitet. Dann wird im Schritt 602 der Behälter 100 mit einem Spanngas vorgespannt. Während dieses Vorspannvorganges kann parallel dazu im Schritt 604 ein Eindosieren eines Dosageprodukts in das geschlossene Füllventil 2 durch Öffnen des entsprechenden Dosierventils 50 erreicht werden. Sobald die vorgesehene
Dosiermenge erreicht ist, wird das Dosierventil 50 wieder geschlossen.
Im Schritt S606 wird dann das Füllventil 2 geöffnet und der zu befüllende Behälter mit dem
Füllprodukt aus dem bereits im Schritt S604 in das Füllventil 2 eindosierten Dosageprodukt und der durch das Öffnen des Füllventils 2 nachfließenden Hauptkomponente im Schritt S606 befüllt.
Nach dem Erreichen des Füllendes, welches beispielsweise durch das Erreichen eines mittels des Volumenstrommessers 32 überwachten Füllvolumens bestimmt wird, wird das Füllventil 2 wieder geschlossen. Nachfolgend wird bei geschlossenem Füllventil 2 im Schritt S608 der dann mit dem Füllprodukt befüllte Behälter, welcher aufgrund seiner Vorspannung und aufgrund des eingefüllten Füllprodukts unter Druck steht, auf Umgebungsdruck entlastet. Im Schritt S610 kann dann der gefüllte und auf Umgebungsdruck entlastete Behälter aus dem Füllprozess ausgegeben und einem weiteren Behandlungsprozess, beispielsweise einem
Verschließen, zugeführt werden. Parallel zum Entlasten kann bei geschlossenen Füllventil 2 im Schritt S612 nun das Dosierventil 40 geöffnet werden, nachdem die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 das Dosageproduktreservoir 4 auf einen niedrigeren Druck gesetzt hat, als der am Füllventil 2 anstehende Druck der
Hauptkomponente, so dass zu diesem Zeitpunkt und beispielsweise parallel zum Schritt S608 die Hauptkomponente durch das Dosierventil 40 das sich in der Dosierproduktleitung 42 befindliche Füllprodukt wieder in das Dosageproduktreservoir 4 zurückdrängt.
Dieses Zurückdrängen des Schrittes S612 kann parallel zum Entlasten des Behälters im Schritt S608 und auch parallel zum Schritt des Entfernens des gefüllten Behälters im Schritt S610 stattfinden.
Das Dosierventil 40 wird dann wieder geschlossen, sobald ein erneutes Eindosieren von
Dosageprodukt in das Füllventil 2 über das andere Dosierventil 50 beginnt.
Gleichermaßen kann, wenn die Dosageproduktwechselvorrichtung 6 den Druck in dem
Dosageproduktreservoir 4 wieder so hoch gesetzt hat, dass Dosageprodukt aus dem
Dosageproduktreservoir 4 in Richtung des Dosierventils 40 fließen kann, beim Schritt S612 ein Zurückdrängen der Hauptkomponente aus der Dosierproduktleitung 42 und damit ein Füllen der Dosierproduktleitung 42 mit dem dann gewechselten Dosageprodukt ermöglicht. Entsprechend kann das Wechseln des Dosageprodukts mittels der
Dosageproduktwechselvorrichtung 6 während des Vollbetriebs der Vorrichtung 1 stattfinden und findet taktweise jeweils in Phasen statt, in denen das Füllventil 2 geschlossen ist.
In Figur 3 ist eine weitere Vorrichtung 1 zum Befüllen von schematisch angedeuteten Behältern 100 gezeigt, wobei eine Ringleitung 400 für das Dosageprodukt in Kombination mit einem ersten
Dosageproduktkessel und etwaigen Zuleitungen das erste Dosageproduktreservoir 4 ausbilden und eine zweite Ringleitung 500 für das Dosageprodukt in Kombination mit einem zweiten
Dosageproduktkessel und etwaigen Zuleitungen das zweite Dosageproduktreservoir 5 ausbilden. Die jeweiligen Dosierventile 40, 50 sind an der jeweiligen Ringleitung 400, 500 bevorzugt totraumfrei angeordnet.
Die Dosageproduktwechelvorrichtung 6 kann hier über eine Umwälzpumpe 410 bzw. 510 ein Umwälzen des im jeweiligen Dosageproduktkessel vorliegenden Dosageproduktvolumens in der jeweiligen Ringleitung 400, 500 erreichen.
Entsprechend kann zum Wechseln des Dosageprodukts durch die
Dosageproduktwechselvorrichtung 6 erreicht werden, dass das Dosageprodukt zunächst von dem jeweiligen Dosageproduktkessel mittels der Umwälzpumpe 410 durch die Ringleitung 400 so gefördert wird, dass das Dosageprodukt an den jeweiligen Dosierventilen 40, 50 direkt ansteht. Die Umwälzpumpe 410 fördert entsprechend das Dosageprodukt durch das Dosageproduktreservoir 4. Während des Produktionsprozesses braucht die Umwälzpumpe 410 nicht betrieben zu werden, sondern aufgrund der vorliegenden Druckverhältnisse wird das Dosageprodukt von dem
Dosageproduktreservoir 4 zum Dosierventil 40 nachgeliefert.
Soll nun über die Dosageproduktwechselvornchtung 6 ein Wechsel des Dosageprodukts, beispielsweise im Dosageproduktreservoir 4, stattfinden, so wird mittels der Umwälzpumpe 410 das Dosageproduktreservoir 4 geleert, wobei beispielsweise über ein entsprechendes
Dosageproduktwechselventil 420 das Dosageprodukt abgepumpt werden kann.
Ist der Dosageproduktkessel vollständig geleert, so kann entweder Wasser zugeführt werden um mittels der Umwälzpumpe 410 die Ringleitung 400 weiter auszuspülen, oder es kann das neue Dosageprodukt in das Dosageproduktreservoir 4 eingefüllt werden, welches dann mittels der Umwälzpumpe 410 so durch die Ringleitung 400 gefördert wird, dass das restliche, sich in der Ringleitung 400 befindliche vorherige Dosageprodukt ebenfalls über das
Dosageproduktwechselventil 420 ausgetrieben wird.
Entsprechend ergibt sich, dass nach dem Wechseln des Dosageprodukts und dem Betreiben der Umwälzpumpe 410 mittels der Dosageproduktwechselvornchtung 4 die Ringleitung 400 vollständig mit dem neuen Dosageprodukt gefüllt wird.
In beiden genannten Vorgehensweisen wird erreicht, dass das aktuelle Dosageprodukt nicht verworfen zu werden braucht, sondern während des Abfüllbetriebs vollständig aus dem System entfernt werden kann, indem es entweder mit der Hauptkomponente, mit Wasser oder mit dem nachfolgenden Dosageprodukt herausgetrieben wird.
Nachfolgend steht dann das neue Dosageprodukt wieder vollständig zur Verfügung, so dass ein Produktionsbetrieb nicht unterbrochen zu werden braucht und gleichzeitig eine effiziente
Verwendung des Dosageproduktes stattfindet.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezuqszeichenliste
1 Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters
2 Füllventil
3 Hauptkomponentenreservoir
30 Hauptkomponentenleitung
32 Volumenstrommesser
4 erstes Dosageproduktreservoir
40 erstes Dosierventil
42 Dosageproduktleitung
44 Spanngasventil
46 erster Dosageproduktkessel
5 zweites Dosageproduktreservoir
50 zweites Dosierventil
52 Dosageproduktleitung
54 Spanngasventil
56 zweiter Dosageproduktkessel
6 Dosageproduktwechselvorrichtung
100 Behälter
400 Ringleitung
410 Umwälzpumpe
420 Dosageproduktwechselventil
500 Ringleitung
510 Umwälzpumpe
520 Dosageproduktwechselventil

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1 ) zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, umfassend ein Füllventil (2) zum Beeinflussen der Zufuhr des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter (100), bevorzugt während des Transports des zu befüllenden Behälters (100) mittels einer Behältertransportvorrichtung, ein Dosierventil (40) zum Eindosieren eines Dosageprodukts aus einem Dosageproduktreservoir (4, 5) in das Füllventil (2) und ein
Hauptkomponentenreservoir (3) zum Bereitstellen einer Hauptkomponente an dem Füllventil (2), gekennzeichnet durch eine Dosageproduktwechselvorrichtung (6) zum Wechseln des Dosageprodukts in dem Dosageproduktreservoir (4, 5) während des Füllbetriebs.
2. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Dosageproduktwechselvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, während eines
Produktionsschrittes, bevorzugt bei geschlossenem Füllventil (2), das Dosageprodukt im Dosageproduktreservoir (4) zu wechseln.
3. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dosageproduktwechselvorrichtung (6) zum Einstellen eines Differenzdruckes zwischen dem Dosageproduktreservoir (4) und dem Hauptkomponentenreservoir (3) eingerichtet ist, bevorzugt dazu eingerichtet ist, zum Wechseln des Dosageprodukts den am Füllventil (2) anstehenden Druck des Dosageprodukts geringer auszubilden, als den am Füllventil (2) anstehenden Druck der Hauptkomponente.
4. Vorrichtung (1 ) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosageproduktwechselvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, das Öffnen oder Schließen des Dosierventils (4) aufgrund der Messung eines Durchflussmessers (32) zur Bestimmung des Flusses der Hauptkomponente zu schalten.
5. Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Füllventile (2) vorgesehen sind und die Dosierventile (40) über eine Ringleitung (400) mit dem Dosageproduktreservoir (4) verbunden sind und die Ringleitung (400) eine
Umwälzpumpe (410) aufweist, wobei die Dosageproduktwechselvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, die Umwälzpumpe (410) zum Wechseln des Dosageprodukts in dem Dosageproduktreservoir (4) zu schalten.
Vorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Dosageproduktwechselvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, ein
Dosageproduktwechselventil (420) zu schalten, um das aktuelle Dosageprodukt aus der Ringleitung (400) auszuleiten.
Verfahren zum Befüllen eines Behälters (100) mit einem Füllprodukt, umfassend das Beeinflussen der Zufuhr des Füllprodukts in den zu befüllenden Behälter (100) mittels eines Füllventils (2), bevorzugt während des Transports des zu befüllenden Behälters (100), das Eindosieren eines Dosageprodukts mittels eines Dosierventils (40) aus einem
Dosageproduktreservoir (4, 5) in das Füllventil (2) und das Bereitstellen einer
Hauptkomponente an dem Füllventil (2) aus einem Hauptkomponentenreservoir (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Dosageprodukt in dem Dosageproduktreservoir (4, 5) während des Füllbetriebs gewechselt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosageprodukt während eines Produktionsschrittes, bevorzugt bei geschlossenem Füllventil (2), gewechselt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wechseln des Dosageprodukts der Druck im Dosageproduktreservoir (4) abgesenkt wird und bei geschlossenem Füllventil (2) und geöffnetem Dosierventil (40) das Dosierprodukt zumindest teilweise in das Dosierproduktreservoir (4) zurückgedrängt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Zurückdrängen des Dosierprodukts das Dosierprodukt im Dosierproduktreservoir (4) ausgetauscht wird und dann der Druck im Dosierproduktreservoir (4) wieder so erhöht wird, dass der am Füllventil (2) anstehende Druck des Dosierprodukts höher ist als der am Füllventil anstehende Druck der Hauptkomponente.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zurückdrängen des Dosageprodukts mittels der Hauptkomponente unter Berücksichtigung eines Durchflussmessers (32) gesteuert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine in einer Ringleitung (400) vorliegende Umwälzpumpe (410) zum Auspumpen des Dosageprodukts aus der Ringleitung (400) und zum Einbringen des neuen Dosageprodukts geschaltet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosageprodukt mittels eines anderen Mediums und mittels der Umwälzpumpe (410) aus der Ringleitung (400) gedrängt wird.
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