EP3802400B1 - Füllsystem zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut sowie füllmaschine - Google Patents

Füllsystem zum füllen von behältern mit einem flüssigen füllgut sowie füllmaschine Download PDF

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EP3802400B1
EP3802400B1 EP19724472.6A EP19724472A EP3802400B1 EP 3802400 B1 EP3802400 B1 EP 3802400B1 EP 19724472 A EP19724472 A EP 19724472A EP 3802400 B1 EP3802400 B1 EP 3802400B1
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EP
European Patent Office
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filling
valve device
phase
container
flow path
Prior art date
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Active
Application number
EP19724472.6A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP3802400A1 (de
Inventor
Ludwig Clüsserath
Bernd Bruch
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KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/06—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure
    • B67C3/12—Pressure-control devices

Definitions

  • the invention relates to a filling system for filling containers with a liquid product according to the preamble of patent claim 1.
  • Filling systems and filling machines for filling containers with liquid contents, in particular for pressure filling, are known in various designs.
  • free-jet filling or free-jet filling
  • a filling system or a filling method in which the liquid filling material flows towards the container to be filled from the liquid valve in a free filling jet or filling material jet, with the flow of the filling material not being restricted by guide elements such as e.g. deflector screens, swirl bodies, short or long filling pipes is influenced or changed.
  • Jet filling can be done without pressure or under pressure.
  • the container In the case of pressureless free-jet filling, the container is at ambient pressure, with the container mouth or opening generally not lying against the filling element, but rather being at a distance from the filling element or from a discharge opening provided. If the container mouth is in contact with the filling element during pressureless free jet filling, a gas path establishes a connection between the interior of the container and the environment, which enables pressureless filling.
  • the gas contained in the container and displaced by the beverage flowing into the container also escapes into the environment via this gas path.
  • the container is pressed with its mouth against the filling element and sealed, the pressure inside the container is reduced by applying a clamping gas (inert gas or CO2 gas) or by applying a negative pressure set to this pressure, which deviates from the ambient pressure, which can be both above and below the ambient pressure.
  • a clamping gas inert gas or CO2 gas
  • filling via the container wall In addition to free steel filling, the person skilled in the art is also familiar with filling methods in which the filling material is guided to the inner wall of the container to be filled by guide elements before or during the flow into the container. This procedure ensures that the filling material with reduced foaming in flows into the container. This filling method is also referred to as "filling via the container wall”.
  • a container in a sealed position with the filling element means that the container to be filled is pressed with its container mouth tightly against the filling element or against a seal surrounding the at least one dispensing opening in the manner known to those skilled in the art.
  • the supply of the clamping gas into the respective container and the discharge of the return gas from the respective container can take place via one and the same controlled flow path formed in the filling element, in which a valve device that can be switched to the "open" and/or "closed” switching states is arranged as a control valve.
  • This valve device is then, for example, a component of a pneumatic control valve arrangement and is controlled by a machine control of the filling machine via at least one electrically controllable switching valve.
  • the disadvantage is that with a valve device designed in this way, it is not possible to regulate the volume flow flowing through the valve device in a sufficiently finely adjustable manner during the filling phase.
  • the object of the present invention is therefore to provide a filling system for filling containers with a liquid filling material which, compared to the prior art, enables improved regulation of the volume flow flowing through the valve device during the filling phase.
  • the invention relates to a filling system for filling containers with a liquid filling material, comprising at least one filling material boiler providing the filling material and at least one filling element for the controlled delivery of the filling material into the container arranged in a sealed position on the filling element in a filling phase of the filling , wherein the filling element has a housing in which a liquid channel is formed with a liquid valve having a valve body, the liquid channel being connected via a line to a liquid chamber of the filling material tank. Furthermore, at least one flow path for a liquid and/or gaseous medium is formed in the filling element, with the flow path being connected to the interior of the container to be filled at least during the filling phase.
  • Return gas displaced from the container can preferably be discharged via the flow path at least during the filling phase and/or displaced filling material can be returned to the filling material boiler and/or gas can be supplied from the container via the flow path for inert gas flushing and/or for prestressing the container.
  • the present invention is further characterized in that at least one valve device that can be continuously adjusted between an open and/or closed position is provided at least in the flow path, with a volume flow of the liquid and/or gaseous medium flowing through the flow path being generated by means of the at least one continuously adjustable valve device is continuously controllable and/or adjustable.
  • the gas flows for the following functions can be controlled and/or regulated in a highly flexible manner by the valve device designed according to the invention:
  • the valve device can be used to finely meter the gas flow for flushing at high vacuum in the evacuation phases (also flushing processes under conventional conditions).
  • the rinsing process can also be carried out as a control loop depending on the internal bottle pressure, measured by the pressure sensor in the filling valve.
  • the valve device can be used to control and/or regulate a gas flow during the prestressing phase (for example throttled in the case of sensitive plastic straps).
  • the course of the prestressing can take place according to a predetermined pressure profile.
  • initial product residues in the interior of a corresponding container can be softly removed from a gas pipe and/or return gas pipe by means of the valve device and without atomizing the product in the process. It is well known that product residues atomized during pre-tensioning lead to overfoaming in the residual discharge. After that, the preload can then be continued with a larger volume flow in order to keep the preload time as short as possible.
  • valve device can also be used to control and/or regulate the filling speed by throttling the return gas flow according to a predetermined characteristic curve suitable for a respective beverage and/or container and/or via a control loop with the integration of a flow measurement according to a flow characteristic curve.
  • valve device can also be used to control and/or regulate the product return in a Trinox process by a control circuit via a pressure sensor arranged in the filling valve or control according to a predetermined flow profile.
  • a regulated and/or controlled pressure build-up in the settling phase in the cycle can also advantageously take place by means of the valve device with a pressure reduction via a relief nozzle in the vacuum channel or in a separate relief channel.
  • a pressure reduction via a relief nozzle in the vacuum channel or in a separate relief channel By reducing the pressure below the saturation pressure, gas bubbles form in the drink, which rise to the surface and form foam. The formation of foam on the surface can be greatly limited by a short-term controlled increase in pressure.
  • the relief pressure can then be lowered again. This process can also be repeated several times.
  • the process can also be additionally or alternatively controlled and/or regulated via the pressure sensor arranged in the filling valve.
  • the valve device can also advantageously be used to flush the headspace from a separate inert gas channel according to a flow profile and/or via pressure regulation during a filling process without evacuation and/or ending the filling process via the electrical filling level signal using a hollow probe. Head space flushing from the ring bowl or a separate gas channel connected to it into the atmosphere and/or the vacuum channel is also possible.
  • valve device can also be used in a volumetric pressure filling system for carbonated soft drinks.
  • the valve device can also control and/or regulate the prestressing process, the filling speed and the calming and relieving process there.
  • the at least one valve device is designed as a continuously adjustable control valve which can be controlled between the open and/or closed position in any desired intermediate position as a permissible operating position.
  • the at least one valve device is designed as a control valve that can be continuously actuated magnetically and/or electrically and/or pneumatically between the open and/or closed position.
  • the valve device is provided in a first partial flow path of the flow path, the first partial flow path extending from a gas space of a filling material boiler via a return gas pipe into the interior of the container.
  • valve device is provided in the transition region of a return gas pipe to a flexible line, in particular on a support arm.
  • valve device is provided between a free space formed above the gas pipe and the flow path leading into the ring bowl.
  • the filling system has at least the valve device and at least one additional valve device, with the at least one additional valve device being provided in the flow path between the interior of the container and the annular channel.
  • At least one pressure sensor is assigned to the flow channel, which forms a control circuit, in particular a pressure control circuit, with the valve device and/or a further valve device, by means of which a flushing phase and/or preload phase and/or filling phase and/or evacuation phase and/or or the settling phase and/or relief phase can be controlled and/or regulated, the valve device and/or the further valve device forming an actuator in the control loop, in particular in the pressure control loop.
  • the filling system is designed to control and/or regulate the relief phase via preselectable pressure characteristics with the involvement of the pressure control circuit, in such a way that after a reduction in the internal pressure in the liquid Filled container by means of the continuously adjustable valve device and / or the additional valve device, the absolute pressure in the remaining headspace of the container is increased via the flow path again.
  • valve device and/or the further valve device forms the control circuit, in particular a volume flow control circuit, with a flow meter assigned to a line, by means of which a flushing phase and/or preload phase and/or filling phase and/or calming phase and/or the relief phase can be controlled and/or regulated, the valve device and/or the further valve device forming an actuator in the control circuit, in particular in the volume flow control circuit.
  • the filling system is designed to, at least during the filling phase, reduce the filling speed by throttling the return gas flowing back via the flow path via the valve device and/or the further valve device to control and/or regulate the specified opening profile for the valve device and/or the further valve device.
  • the filling system is designed to control the filling speed, at least during the filling phase, by throttling the return gas flowing back via the flow path via the valve device and/or the additional valve device according to a preselected volume flow profile with the integration of the volume flow control circuit and/or to regulate.
  • the filling level can be controlled and/or regulated with the integration of the pressure control circuit by means of the continuously adjustable valve device and/or the further valve device as an actuator.
  • the filling level can be controlled and/or regulated with the integration of the pressure control circuit by means of the continuously adjustable valve device and/or the additional valve device as an actuator.
  • the flushing phase is designed as a control circuit dependent on the internal container pressure, the internal container pressure being detectable by means of the at least one pressure sensor in the filling element and forming a control parameter.
  • the flow path is formed in a return gas pipe that extends into the container during the filling phase, via which return gas displaced during the filling phase by the filling material flowing into the interior of the container into the filling material boiler or into a separate one connected to the filling material boiler ring channel or in a separate ring channel connected to the filling material tank via a pressure control and/or filling material is displaced into the filling material tank at the end of the filling phase to set a target filling level from the headspace of the initially overfilled container.
  • the return gas pipe is passed through a housing of the filling element in an axially displaceable manner, with an open end of the return gas pipe being designed as a lateral opening within the housing, which opens into a lock chamber.
  • the lock chamber can be connected via a gas channel system both to the ring channel and, with the interposition of a second control valve, to a liquid channel in such a way that the lock chamber can be filled with inert gas and/or a Negative pressure and / or a vacuum can be applied.
  • substantially or “approximately” in the context of the invention means deviations from the exact value in each case by +/-10%, preferably by +/-5% and/or deviations in the form of changes that are insignificant for the function.
  • aspects have been described in connection with a filling machine, it is understood that these aspects also represent a description of the corresponding filling process, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding process step or as a feature of a process step .
  • aspects described in connection with or as a method step also constitute a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by hardware apparatus (or using a hardware apparatus) such as B. a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the essential process steps can be performed by such an apparatus.
  • Generally designated 1 filling system is part of a filling machine rotating type for filling a liquid product in bottles 2 or similar containers.
  • the filling system 1 can be designed in particular for free steel filling and/or filling via the container wall and/or for long tube filling.
  • the filling system 1 includes this, inter alia, filling elements 1.1, of which in the 1 only one filling element 1.1 is shown and which are provided at equal angular intervals on the circumference of a rotor 4 of the filling machine which can be driven to rotate about a vertical machine axis MA.
  • a filling material tank 5 common to all filling elements 1.1, which is designed for example as a ring tank and is partially filled with the filling material during the filling operation up to a predetermined level in a level-controlled manner.
  • An upper gas space 5.1 and a lower liquid space 5.2 are thus formed in the filling material boiler 5 during the filling operation.
  • the gas chamber 5.1 is pressure-controlled with an inert gas (CO2 gas) which is under a filling pressure.
  • CO2 gas inert gas
  • the liquid filling material is fed to the filling material boiler 5 in a controlled manner via a supply line, not shown in detail.
  • the ring channels 30 and 40 can fulfill different functions depending on the filling method.
  • the ring channel 30 for guiding the inert gas under pressure in particular as a Trinox gas channel or pressurized gas channel, and/or the ring channel 40 can be designed as a vacuum channel for evacuating or relieving the pressure on the container 2 .
  • a liquid channel 7 is formed, which is connected via a line 8 to the liquid chamber 5.2 of the boiler 5.
  • the line 8 can be assigned a flow meter 8.1, by means of which the volume flow of liquid filling material supplied via the line 8 to the liquid channel 7, ie the filling material quantity per unit of time, can be detected.
  • a liquid valve 9 is provided in the liquid channel 7, specifically for the controlled dispensing of the liquid filling material via an annular dispensing opening 10 concentrically surrounding a vertical filling element axis FA, which is formed on the underside of the filling element 1.1 by the open end of the liquid channel 7 there.
  • a centering bell 11 with a seal 12 is provided on the dispensing opening 10, which encloses the dispensing opening 10 in the form of a ring and against which the respective container 2 is pressed with its container mouth 2.1 during filling, in particular also during pressure filling, i. H. in tight position.
  • the liquid valve 9 consists essentially of a valve body 9.1 arranged in the liquid channel 7, which interacts with a valve seat formed on the inner surface of the liquid channel 7.
  • the valve body 9.1 is provided or formed on a valve or gas tube 13 which is arranged coaxially with the filling element axis FA and is open at both ends, which at the same time serves as a valve tappet for actuating the liquid valve 9 and for this purpose interacts with an actuating device 14, which is only indicated schematically the gas pipe 13 and thus the valve body 9.1 for opening and closing the liquid valve 9 can be moved axially by a predetermined stroke in the filling element axis FA.
  • the lower, open end of the gas pipe 13 protrudes through the discharge opening 11 beyond the underside of the housing 6 and thus extends into the interior of the container 2 with this end during filling. With its upper end, which is also open, the gas tube 13 extends into a closed gas space 15 .
  • the corresponding filling element 1.1 of the filling system 1 can have a return gas pipe 16 arranged coaxially with the filling element axis FA and determining the filling level in the respective container 2, which can be designed as a Trinox pipe and which extends through the gas pipe 13 and with its lower End of the lower open end of the gas tube 13 protrudes.
  • the filling element 1.1 has the return gas pipe 16, which is arranged on the same axis as the filling element axis FA, is open at both ends and is surrounded by the gas pipe 13 at a distance and which, as an element that determines the filling level, also extends with its end 16.1 during the filling operation into the upper area or head space of the container 2 extends in and over the lower end of the gas tube 13 protrudes.
  • the return gas pipe 16 is passed through the housing 6 of the filling element 1.1, protrudes with an upper length over the top of the housing 6 and is held there with the same open end 16.2 on a support arm 18 of an adjusting device 19.
  • the adjustment device 19 is designed to move the support arm 18 including the return gas pipe 16 held on it, i.e. fixedly arranged, to move axially along the filling element axis FA, in particular to raise and lower it, preferably in the manner described in more detail below, in each case from an upper starting or lifting position downwards for the setting of different Fill levels during the filling process of the filling element 1.1.
  • the upper end 16.2 of the return gas pipe 16 is connected via a flexible line 25 to the gas space 5.1 of the filling material boiler 5.
  • the return gas pipe 16 can be designed as a probe ( Figures 8a to 8c ) and an inner tube embodied as a hollow probe 16.3 and an outer tube which is electrically insulated from the inner tube and also embodied as a hollow probe 16.4.
  • the respective upper ends 16.2 of the two hollow probes 16.3 and 16.4 are also accommodated in the carrier 18 so that they are electrically insulated from one another and can be connected to different poles of an energy supply device (not shown).
  • the lower end 16.1 of the hollow probe 16.4 designed as an outer tube forms the measure for the fill level, in that when liquid filling material reaches the same level, an electrical short circuit can be generated between the outer and inner tube via the fill level and thus a signal for closing the product valve 9 can be generated.
  • the return gas pipe 16 can be guided through a protective or lock space 22 formed in the housing 6 before it exits on the upper side of the housing 6, which in the illustrated embodiment is formed in the shape of a circular cylinder concentrically to the filling element axis FA and has an axial length in relation to the filling element axis FA which is at least equal to the maximum adjustment stroke by which the return gas tube 16 is moved between the "maximum fill level” setting and the "minimum fill level” setting.
  • At least one flow path 20 for a liquid and/or gaseous medium is formed in the filling element 1.1, the flow path 20 being connected to the interior of the container 2 to be filled at least during the filling phase.
  • Return gas displaced from container 2 can preferably be discharged via flow path 20, at least during the filling phase, and/or displaced filling material can be returned to filling material boiler 5 and/or gas can be fed from container 2 via flow path 20 for flushing with inert gas /or be designed as a gas channel system.
  • the flow path 20 can comprise a first and a second partial flow path 20.1 and 20.2.
  • At least the interior of the container 2 can be connected via the return gas pipe 16 to the gas space 5.1 of the filling material boiler 5 by means of the first partial flow path 20.1, at least during the actual filling phase and with the interposition of at least one valve device 26.
  • the interior is preferably also connected by means of the second partial flow path 20.2 of the container 2 via the gas pipe 13 with the interposition of a first control valve SV1, which is designed as an "open” and "closed” valve, i.e. a control valve with two possible stationary permissible operating states, namely an "open” operating state and a "closed” operating state , With the ring channel 30 connectable.
  • the flow path 20 with its two partial flow paths 20.1, 20.2 extends from the annular channel 30 via the first control valve SV1 into the container interior and from there via the return gas pipe 16 and the valve device 26 into the gas space 5.1 of the filling material boiler 5.
  • flow path 20 can include a first partial flow path 20.1, by means of which the interior of container 2 can be connected via return gas pipe 16 to gas space 5.1 of filling material boiler 5, and a second partial flow path 20.2, which runs between the outer surface of return gas pipe 16 and the inner surface of the gas pipe 13, which is open at the lower end of the gas pipe 13 and at the upper end of the gas pipe 13 is connected to the gas chamber 15 in the manner described in more detail below and by means of which the interior of the container 2 can be reached via the gas pipe 13 below Interposition of the first control valve SV1 with the annular channel 30 is connected.
  • gas paths or gas channel systems can be formed, which have a plurality of controlled gas paths with an associated second control valve SV2, which is designed in the same way as the first control valve SV1.
  • a further gas channel system connecting the ring channel 40 (vacuum) via the second control valve SV2 to the flow path 20 can be provided, as is described in more detail in FIG figures 2 is shown.
  • This additional gas channel system can also be used instead of using a second control valve SV2 ( figure 1 ) also with two second control valves SV2 ( figure 2 ) be trained.
  • This further gas duct system is known to the person skilled in the art in terms of structure and functioning.
  • At least one valve device 26, 27, which can be continuously adjusted between an open and/or closed position, is provided at least in the flow path 20, by means of which a volume flow of the liquid and/or gaseous medium flowing through the flow path 20 can be continuously controlled and/or or is adjustable.
  • the open position is understood to mean that operating position of the valve device 26, 27 in which the maximum possible volume flow of a liquid and/or gaseous medium per unit of time flows through the valve device 26, 27, while the closed position is understood to mean that operating position at which is the volume flow that flows through the valve device 26, 27 is equal to zero.
  • the at least one valve device 26, 27 can be designed as a continuously adjustable control valve that can be controlled between the "open" and/or "closed” operating positions (i.e. open position and/or closed position) in any intermediate position as a permissible operating position and thus is adjustable, steplessly. Any of these intermediate positions can also be controlled as permissible stationary operating positions.
  • the at least one valve device 26, 27 can be designed as a control valve that can be continuously actuated magnetically and/or electrically and/or pneumatically between the open and/or closed position.
  • the valve device 26 can preferably be provided at the upper end 16.2 of the return gas pipe 16 in the first partial flow path 20.1 of the flow path 20, in particular in the transition region of the return gas pipe 16 to the flexible line 25.
  • the upper end 16.2 of the return gas pipe 16 is therefore above the on the support arm 18 provided valve device 26 and the flexible line 25 connected to the gas chamber of the liquid tank 5 5.2.
  • At least one pressure sensor DS for detecting the pressure conditions prevailing in the flow channel 20 is also assigned to the flow channel 20 .
  • the pressure sensor DS can advantageously be designed to record the absolute pressure conditions.
  • the valve device 26 forms a control circuit RK, in particular a pressure control circuit DRK, by means of which a flushing phase and/or pretensioning phase and/or filling phase and/or evacuation phase and/or settling phase and/or relief phase can be controlled and/or regulated , wherein the valve device 26 forms an actuator in the control circuit RK, in particular in the pressure control circuit DRK ( figure 4 ).
  • the control circuit RK can interact with a machine controller responsible for the filling system 1 or be controlled by it.
  • the pressure sensor DS can be arranged on the housing 6 of the filling element 1.1 or integrated into this (housing 6). Furthermore, the pressure sensor DS can be provided in such a way that the pressure conditions in the flow channel 20, advantageously in the second partial flow path 20.2 between the gas chamber 15 and the first control valve SV1, can be detected by means of the pressure sensor DS.
  • the ACTUAL pressure values detected by the pressure sensor DS are preferably transmitted to the machine controller and compared with the SET pressure values stored there, and based on this, the valve device 26 is activated as an actuator.
  • the pressure sensor DS supplies the control parameter of the controlled variable for the pressure control circuit DRK.
  • the filling system 1 can be designed to control and/or regulate the relief phase via preselectable pressure characteristics with the integration of the pressure control circuit DRK, in such a way that after a reduction in the internal pressure in the container 2 filled with liquid filling material, the adjustable valve device 26, the absolute pressure in the remaining headspace of the container 2 is increased again via the flow path 20. In this way, foam formation due to rising gas bubbles can be reduced.
  • the absolute pressure in the remaining head space of the container 2 can be lowered during the relief phase in such a way that bubbles form in the filled liquid inside the container 2 .
  • the absolute pressure in the container 2 can be approached or controlled briefly in the range of the saturation pressure or slightly above it. This greatly reduces the formation of foam at the moment when the bubbles burst on the surface within the contents of the container 2 in a particularly advantageous manner.
  • valve device 26 can advantageously form a control circuit RK with the flow meter 8.1, in particular a volume flow control circuit VRK, by means of which a flushing phase and/or preload phase and/or filling phase and/or evacuation phase and/or settling phase and/or relief phase can be controlled and/or or is controllable, with the valve device 26 forming an actuator in the control circuit RK, in particular in the volume flow control circuit VRK. ( figure 6 ).
  • the control circuit RK can interact with a machine controller responsible for the filling system 1 or be controlled by it.
  • the ACTUAL volume flow values recorded by the flow meter 8.1 are recorded in the line 8 and transmitted to the machine controller and compared with the SET volume flow values stored there, and the valve device 26 is activated as an actuator on this basis.
  • the flow meter 8.1 supplies the control parameter of the controlled variable for the volume flow control circuit VRK.
  • the regulation of the filling speed i.e. the volume flow of liquid filling material flowing into the container 2 to be filled, is carried out by throttling the return gas flowing back via the flow path 20 via the valve device 26 according to a defined opening profile for the valve device 26 he follows.
  • the regulation of the filling speed i.e. the volume flow of liquid filling material flowing into the container 2 to be filled, is carried out by throttling the return gas flowing back via the flow path 20 via the valve device 26 according to a preselected volume flow profile, involving the Volume flow control circuit VKR takes place.
  • the filling material boiler 5 is partially filled. From its gas space 5.1 there is a connection to the ring channel 30 in some filling phases, which can be designed in particular as a pressurized gas channel. However, these filling phases can also be implemented with a filling material boiler 5 completely filled with liquid filling material if this has an independent pressure control. In such a case, the annular channel 30 designed as a clamping gas channel also requires an independent pressure control, in particular an independent gas pressure control, which regulates the filling pressure as a reference variable and the clamping pressure to approximately the same pressure level. It is also conceivable to form the clamping pressure as a guide pressure and to track the filling pressure.
  • figure 11 shows a further embodiment of the invention, in which different from the embodiment of the figure 1 no return gas pipe 16 is provided within the gas pipe 13 .
  • the interior of the container 2 can be connected to the ring channel 30 via the gas pipe 13 with the interposition of the steplessly controllable valve device 26 designed according to the invention.
  • the valve device 26 is provided between a gas space 15 formed above the gas pipe 13 and the flow path 20 leading into the annular channel 30 .
  • the further embodiment variant shown can also be provided in such a way that the pressure conditions in the gas chamber 15 can be detected by means of the pressure sensor DS.
  • valve device 27 in addition to the continuously variable valve device 26 .
  • the valve device 26 and the valve device 27 are preferably constructed in the same way, each as an infinitely variable control valve which can be controlled between the open and/or closed position in any desired intermediate position as a permissible operating position.
  • the at least one additional valve device 27 is also provided in flow path 20 and can be continuously adjusted between an open and/or closed position, with the at least one additional valve device 27 also continuously controlling a volume flow of the liquid and/or gaseous medium flowing through flow path 20 - and/or is adjustable.
  • the at least one further valve device 27 is provided in the flow path 20 between the interior of the container 2 and the annular duct 30 designed as a pressurized gas duct, i.e. in particular in the second partial flow path 20.2 of the flow path 20.
  • At least one pressure sensor DS is assigned to the flow channel 20, which forms a control circuit RK, in particular a pressure control circuit DRK, with the valve devices 26 and 27, by means of which a flushing phase and/or pretensioning phase and/or filling phase and/or evacuation phase and/or or the calming phase and/or relief phase can be controlled and/or regulated, with the valve devices 26 and 27 each forming an actuator in the control circuit RK, in particular in the pressure control circuit DRK.
  • the filling system 1 is designed to control and/or regulate the relief phase via preselectable pressure characteristics with the integration of the pressure control circuit DRK, in such a way that after a reduction in the internal pressure in the liquid filling material filled container 2 by means of the continuously adjustable valve devices 26 and 27, the absolute pressure in the remaining headspace of the container 2 is increased again via the flow path 20.
  • the filling system 1 is designed to control and/or regulate the filling speed at least during the filling phase by throttling the return gas flowing back via the flow path 20 via the valve devices 26 and 27 according to a defined opening profile for the valve devices 26 and 27.
  • the filling level can be controlled and/or regulated with the integration of the pressure control circuit DKR by means of the continuously adjustable valve devices 26 and 27 as an actuator.
  • the filling level can be designed to be controllable and/or adjustable with the integration of the pressure control circuit DKR by means of the steplessly adjustable valve devices 26 and 27 as an actuator.
  • the flushing phase can be designed as a control loop RK dependent on the internal container pressure, the internal container pressure being detectable by means of the at least one pressure sensor DS in the filling element 1.1 and forming a control parameter.
  • the flow path 20 is formed in a return gas pipe 16 that extends into the container 2 during the filling phase, via which return gas displaced during the filling phase by the filling material flowing into the interior of the container into the filling material boiler 5 or into a container connected to the filling material boiler 5 connected separate ring channel 30, 40 or into a separate ring channel 30, 40 connected to the filling material tank 5 via a pressure control and/or at the end of the filling phase, filling material is displaced from the head space of the initially overfilled container 2 into the filling material tank 5 in order to set a target filling level.
  • valve device 26 is not assigned to the support arm 18, but also, like the further valve device 27, is provided in or on the housing 6.
  • the first partial flow path 20.1 of the flow path 20 is connected from the interior of the container 2 via the return gas pipe 16 with the interposition of the valve device 26 to the gas space 5.1 of the filling material boiler 5.
  • the return gas pipe 16 is guided upwards through the housing 6 of the filling element 1.1 and protrudes with the upper length over the top of the housing 6, but the upper, open end 16.2 is still inside the housing 6 as a formed lateral opening, which opens into the lock chamber 22, which is sealed by an upper and lower seal 28.1, 28.2.
  • the return gas pipe 16 is guided in an axially displaceable manner on the seals 28.1, 28.2, which are designed in particular as ring seals.
  • the first partial flow path 20.1 leads from the lateral opening 16.2 into the lock space 22 and from there via the valve device 26 and the flexible line 25 into the gas space 5.1 of the filling material boiler 5.
  • FIG 14 Another embodiment of the filling system 1 according to the invention is shown, which is essentially like the embodiment of FIG figure 12 is constructed, but has a lock chamber 22 that can be controlled separately by means of the second control valve SV2 and an independent gas channel system 29 .
  • the gas channel system 29 connects the lock chamber 22 with the ring channel 30 on the one hand and the liquid channel 7 with the interposition of the second control valve SV2 on the other side in such a way that the lock chamber 22 is closed by means of the second control valve SV2 in the cleaning and/or sterilization phase can be controlled, in particular can be acted upon with interart gas.
  • the lock chamber 22 can be in fluid communication with the annular channel 40 designed as a vacuum channel during the cleaning and/or sterilization phase. Leakages from the interior of the valve are thus always discharged in the direction of the ring channel 40 and a possible source of contamination with microorganisms is prevented.
  • figure 2 shows a container 2 raised in a sealing position against the filling element 1.1, which container mouth is pressed tightly against the centering bell 11.
  • the liquid filling material flows when the liquid valve 9 is open to the interior of the filling element 1.1, which is held in a sealed position and filled with the inert gas ( figures 4 and 5 ) biased container 2 too.
  • the inert gas displaced by the filling material from the container 2 is conducted via the return gas pipe 16, the open valve device 26 and the line 25 into the gas space 5.1 of the filling material boiler 5 ( figure 7 ).
  • the inflow of the filling material into the container 2 is terminated when the lower, open end 16.1 of the return gas pipe 16 is immersed in the filling material level of the filling material that has entered the container 2 and a state of equilibrium between the height of the filling material level in the filling material tank is reached 5 and the filling material column forming in the return gas pipe 16 has set.
  • the level of the lower end 16.1 thus determines the filling level of the filling material in the respective container 2.
  • the filling level desired in each case is set at the beginning of the filling operation by axial adjustment of the return gas pipe 16 (adjustment stroke), for example for all filling elements 1.1.
  • Trinox filling method is also possible with the filling element 1.1, in which in turn the return gas pipe 16 or its end 16.1 determine the filling level ( figure 9 ).
  • the container 2 which is prestressed and arranged in a sealed position on the filling element 1.1, is deliberately overfilled, i. H. a filling beyond the desired filling level, namely with the liquid valve 9 open and the valve device 26 closed, the inert gas being displaced from the interior of the container 2 by the filling material flowing in during the filling, e.g. B. is displaced into the ring channel 30 via the second partial flow channel 20.2 formed between the gas tube 13 and the return gas tube 16 and from there via the open first control valve SV1.
  • the headspace of the container 2 not occupied by the filling material is pressurized, for example via the first control valve SV1, which is still open.
  • the valve device 26 filling material is fed back from the overfilled container 2 into the filling material boiler 5 via the return gas pipe 16, the opened valve device 26 and the line 25 until the lower end 16.1 of the return gas pipe 16 is outside the filling material in the container 2.
  • the container 2 is withdrawn from the filling element 1.1.
  • the filling level desired in each case is set by the axial adjustment of the return gas pipe 16 (adjustment stroke), namely on all filling elements 1.1 of the filling machine 1.
  • the regulation of the filling level ie the filling level adjustment of bulky filling material in a container 2 to be filled, takes place according to a defined opening profile for the valve device 26 .
  • the filling level is regulated, i.e. the filling height is adjusted for bulky filling material in a container 2 to be filled, involving the pressure control circuit DKR by means of the continuously adjustable valve device 26 as an actuator.
  • the steplessly controllable and/or adjustable valve device 26 can be designed in such a way that a fine dosing of the inert gas flow takes place during the rinsing phase preceding the filling phase with a high vacuum in the evacuation phases.
  • the rinsing phase or the rinsing process is designed as a control loop RK depending on the internal container pressure, the internal container pressure being detectable by means of the at least one pressure sensor DS in the filling element 1.1 and forming a control parameter.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllsystem zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
  • Füllsysteme und Füllmaschinen zum Füllen von Behältern mit flüssigem Füllgut, insbesondere auch zum Druckfüllen sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
  • Unter "Freistrahlfüllen" oder Freistrahlbefüllung" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Füllsystem bzw. ein Füllverfahren verstanden, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter ab dem Flüssigkeitsventil in einem freien Füllstrahl oder Füllgutstrahl zuströmt, wobei die Strömung des Füllgutes nicht durch Leitelemente wie z.B. Ableitschirme, Drallkörper, kurze oder lange Füllrohre beeinflusst oder verändert wird.
  • Freistrahlfüllen kann sowohl drucklos, also auch unter Druck erfolgen. Bei der drucklosen Freistrahlfüllung weist der Behälter Umgebungsdruck auf, wobei der Behälter in der Regel mit seiner Behältermündung oder -öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einer vorgesehenen Abgabeöffnung beabstandet ist. Liegt der Behälter bei der drucklosen Freistrahlfüllung doch mit seiner Behältermündung am Füllelement an, so stellt ein Gasweg eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Behälters und der Umgebung her, wodurch eine drucklose Füllung ermöglicht wird. Bevorzugt entweicht über diesen Gasweg auch das im Behälter enthaltene und durch das in den Behälter einströmende Getränk verdrängte Gas in die Umgebung.
  • Erfolgt die Freistrahlfüllung unter einem vom Umgebungsdruck abweichenden Druck, so wird der Behälter mit seiner Mündung gegen das Füllelement angepresst und abgedichtet, der Druck im Innenraum des Behälters wird durch Beaufschlagung mit einem Spanngas (Inertgas bzw. CO2-Gas) oder durch Beaufschlagung mit einem Unterdruck auf diesen, vom Umgebungsdruck abweichenden Druck eingestellt, welcher sowohl über, als auch unter dem Umgebungsdruck liegen kann.
  • Neben der Freistahlfüllung sind dem Fachmann auch Füllverfahren bekannt, bei welchen das Füllgut vor oder aber auch während des Einströmens in den Behälter durch Leitelemente an die innere Wandung des zu befüllenden Behälters geleitet wird. Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass das Füllgut mit reduzierter Schaumentwicklung in den Behälter einströmt. Dieses Füllverfahren wird auch als "Füllung über die Behälterwandung" bezeichnet.
  • Die nachfolgend dargestellte Erfindung ist sowohl auf die Freistrahlfüllung, als auch auf die Füllung über die Behälterwandung anwendbar, so dass beide Begriffe nachfolgend synonym und nicht die Breite der Erfindung beschränkend zu verstehen sind.
  • In Dichtlage mit dem Füllelement befindlicher Behälter bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass der jeweils zu füllende Behälter in der dem Fachmann bekannten Art und Weise mit seiner Behältermündung dicht an das Füllelement bzw. an eine dortige, die wenigstens eine Abgabeöffnung umgebende Dichtung angepresst liegt.
  • Dabei kann das Zuführen des Spanngases in den jeweiligen Behälter sowie das Abführen des Rückgases aus dem jeweiligen Behälter bei bekannten Füllsystemen über ein und denselben im Füllelement ausgebildeten gesteuerten Strömungsweg erfolgen, in welchem eine in den Schaltzuständen "Auf" und/oder "Zu" schaltbare Ventileinrichtung als Steuerventil angeordnet ist. Diese Ventileinrichtung ist dann beispielsweise Bestandteil einer pneumatischen Steuerventilanordnung und wird über wenigstens ein elektrisch steuerbares Schaltventil von einer Maschinensteuerung der Füllmaschine gesteuert. Nachteilig ist mit einer solcherart ausgebildeten Ventileinrichtung keine hinreichend fein einstellbare Regelung des die Ventileinrichtung durchströmenden Volumenstroms während der Füllphase möglich.
  • Aus der Druckschrift DE 603 07 504 T2 ist dabei ein Füllsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt geworden.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Füllsystem zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut bereitzustellen, das eine im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Regelung des die Ventileinrichtung durchströmenden Volumenstroms während der Füllphase ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird durch ein Füllsystem zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche betreffen dabei besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung.
  • Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Füllsystem zum Füllen von Behältern mit einem flüssigen Füllgut, umfassend zumindest einen das Füllgut bereitstellenden Füllgutkessel sowie wenigstens ein Füllelement für die gesteuerte Abgabe des Füllgutes in den in Dichtlage am Füllelement angeordneten Behälter in einer Füllphase des Füllens, wobei das Füllelement ein Gehäuse aufweist, in dem ein Flüssigkeitskanal mit einem einen Ventilkörper aufweisenden Flüssigkeitsventil ausgebildet ist, wobei der Flüssigkeitskanal über eine Leitung mit einem Flüssigkeitsraum des Füllgutkessels in Verbindung steht. Weiterhin ist in dem Füllelement zumindest ein Strömungsweg für ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium ausgebildet ist, wobei der Strömungsweg zumindest während der Füllphase mit dem Innenraum des zu befüllenden Behälters in Verbindung steht. Vorzugsweise ist über den Strömungsweg zumindest während der Füllphase aus dem Behälter verdrängtes Rückgas abführbar und/oder verdrängtes Füllgut an den Füllgutkessel zurückführbar und/oder zum Inertgasspülen und/oder zum Vorspannen des Behälters über den Strömungsweg Gas aus dem Behälter zuführbar. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass wenigstens in dem Strömungsweg zumindest eine zwischen einer Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos einstellbare Ventileinrichtung vorgesehen ist, wobei mittels der wenigstens einen stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung ein den Strömungsweg durchströmender Volumenstrom des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums stufenlos steuer- und/oder regelbar ist.
  • Besonders vorteilhaft können durch die erfindungsgemäß ausgebildete Ventileinrichtung die Gasströme für folgende Funktionen hochflexibel gesteuert und/oder geregelt werden:
    Mittels der Ventileinrichtung kann eine feine Dosierung des Gasstroms zum Spülen bei hohem Vakuum in den Evakuierungsphasen (auch Spülvorgänge unter konventionellen Bedingungen) ausgebildet sein. Dabei kann der Spülprozess auch als Regelkreis abhängig vom Flascheninnendruck, gemessen vom Drucksensor im Füllventil, erfolgen.
  • Vorteilhaft kann mittels der Ventileinrichtung eine Steuerung und/oder Regelung eines Gasstroms während der Vorspannphase (beispielsweise gedrosselt bei empfindlichen Kunststofflaschen) erfolgen. In Verbindung mit dem Drucksensor kann der Verlauf der Vorspannung nach einem vorgegebenen Druckprofil erfolgen. Beispielsweise können mittels der Ventileinrichtung anfängliche Produktreste in dem Innenraum eines entsprechenden Behälters weich, und ohne das Produkt dabei zu zerstäuben, aus einem Gasrohr und/oder Rückgasrohr entfernt werden. Bekanntlich führen beim Vorspannen zerstäubte Produktreste in der Restentlastung zum Überschäumen. Danach kann die Vorspannung dann mit einem größeren Volumenstrom fortgesetzt werden um die Vorspannzeit möglichst kurz zu halten.
  • Zudem kann mittels der Ventileinrichtung auch eine Steuerung und/oder Regelung der Füllgeschwindigkeit durch Drosselung des Rückgasstromes nach einer vorgegebenen Kennlinie passend zu einem jeweiligen Getränk und/oder Behälter und/oder über einen Regelkreis unter Einbindung einer Durchflussmessung nach einer Durchflusskennlinie erfolgen.
  • Ferner vorteilhaft kann mittels der Ventileinrichtung auch eine Steuerung und/oder Regelung der Produktrückführung bei einem Trinox-Verfahren durch einen Regelkreis über einen im Füllventil angeordneten Drucksensor oder Steuerung nach einem vorgegebenen Durchflussprofil erfolgen.
  • Auch vorteilhaft kann mittels der Ventileinrichtung ein geregelter und/oder gesteuerter Druckaufbau in der Beruhigungsphase im Zyklus mit einem Druckabbau über eine Entlastungsdüse in den Vakuumkanal oder in einen separaten Entlastungskanal erfolgen. Durch eine Druckabsenkung unter den Sättigungsdruck bilden sich im Getränk Gasbläschen die an die Oberfläche aufsteigen und Schaum bilden. Durch eine kurzzeitige gesteuerte Druckerhöhung kann die Schaumbildung an der Oberfläche stark begrenzt werden. Anschließend kann dann der Entlastungsdruck wieder abgesenkt werden. Diesen Vorgang kann man auch mehrfach wiederholen. Auch kann der Vorgang zudem oder alternativ über den im Füllventil angeordneten Drucksensor gesteuert und/oder geregelt sein.
  • Überdies vorteilhaft kann mittels der Ventileinrichtung eine Spülung des Kopfraums aus einem separaten Inertgaskanal nach einem Durchflussprofil und/oder über eine Druckregelung bei einem Füllprozess ohne Evakuierung und/oder einer Beendigung des Füllprozesses über das elektrische Füllhöhensignal mittels Hohlsonde erfolgen. Ebenso ist eine Kopfraumspülung aus dem Ringkessel oder einem mit diesem verbundenen separaten Gaskanal in die Atmosphäre und/oder den Vakuumkanal möglich.
  • Schließlich ist die Multifunktionalität der Ventileinrichtung auch bei einem volumetrischen Druckfüllsystem für karbonisierte Softdrinks anwendbar. Die Ventileinrichtung kann auch dort den Vorspannprozess, die Füllgeschwindigkeit und den Beruhigungs- und Entlastungsprozess steuern und/oder regeln.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung als stufenlos einstellbares Regelventil ausgebildet ist, das zwischen der Offen- und/oder Geschlossenstellung in jeder beliebigen Zwischenstellung als zulässige Betriebsstellung ansteuerbar ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung als magnetisch und/oder elektrisch und/oder pneumatisch zwischen der Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos ansteuerbares Regelventil ausgebildet ist.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Ventileinrichtung in einem ersten Teilströmungweg des Strömungsweges vorgesehen ist, wobei sich der erste Teilströmungsweg von einem Gasraum eines Füllgutkessels über ein Rückgasrohr in den Innenraum des Behälters erstreckt.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Ventileinrichtung im Übergangsbereich eines Rückgasrohres zu einer flexiblen Leitung, insbesondere an einem Tragarm, vorgesehen ist.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Ventileinrichtung zwischen einem oberhalb des Gasrohres ausgebildeten Freiraum und dem in den Ringkessel führenden Strömungsweg vorgesehen ist.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das Füllsystem wenigstens die Ventileinrichtung sowie zumindest eine weitere Ventileinrichtung aufweist, wobei die zumindest eine weitere Ventileinrichtung in dem Strömungsweg zwischen dem Innenraum des Behälters und dem Ringkanal vorgesehen ist.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass dem Strömungskanal zumindest ein Drucksensor zugeordnet ist, der mit der Ventileinrichtung und/oder einer weiteren Ventileinrichtung einen Regelkreis, insbesondere einen Druckregelkreis, ausbildet, mittels dem eine Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Evakuierungsphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei die Ventileinrichtung und/oder die weitere Ventileinrichtung ein Stellglied in dem Regelkreis, insbesondere in dem Druckregelkreis, ausbildet.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das Füllsystem dazu ausgebildet ist, die Entlastungsphase über vorauswählbare Druck-Kennlinien unter Einbindung des Druckregelkreises zu steuern und/oder zu regeln, und zwar derart, dass nach einer Absenkung des Innendrucks in dem mit flüssigen Füllgut befüllten Behälter mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung und/oder der weiteren Ventileinrichtung der Absolutdruck im verbleibenden Kopfraum des Behälters über den Strömungswegs wieder erhöht wird.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Ventileinrichtung und/oder die weitere Ventileinrichtung mit einem einer Leitung zugeordneten Durchflussmesser den Regelkreis, insbesondere einen Volumenstromregelkreis, ausbildet, mittels dem eine Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei die Ventileinrichtung und/oder die weitere Ventileinrichtung ein Stellglied in dem Regelkreis, insbesondere in dem Volumenstromregelkreis, ausbildet.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das Füllsystem dazu ausgebildet ist, zumindest während der Füllphase die Füllgeschwindigkeit durch Drosselung des über den Strömungsweg rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtung und/oder die weitere Ventileinrichtung nach einem festgelegten Öffnungsprofil für die Ventileinrichtung und/oder die weitere Ventileinrichtung zu steuern und/oder zu regeln.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das Füllsystem dazu ausgebildet ist, zumindest während der Füllphase die Füllgeschwindigkeit durch Drosselung des über den Strömungsweg rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtung und/oder die weitere Ventileinrichtung nach einem vorgewählten Volumenstromprofil unter Einbindung des Volumenstromregelkreises zu steuern und/oder zu regeln.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass zumindest während einer Trinox-Füllphase das Füllniveaus unter Einbindung des Druckregelkreises mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung und/oder der weiteren Ventileinrichtung als Stellglied steuer- und/oder regelbar ist.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass zumindest während der Trinox-Füllphase das Füllniveaus unter Einbindung des Druckregelkreises mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung und/oder der weiteren Ventileinrichtung als Stellglied steuer- und/oder regelbar ist.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass die Spülphase als Regelkreis abhängig vom Behälterinnendruck ausgebildet ist, wobei der Behälterinnendruck mittels des zumindest einen Drucksensors im Füllelement erfassbar ist und einen Regelparameter ausbildet.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Strömungsweg in einem während der Füllphase in den Behälter hineinreichenden Rückgasrohr ausgebildet ist, über welches während der Füllphase durch das dem Behälterinnenraum zufließende Füllgut verdrängte Rückgas in den Füllgutkessel oder in einen mit dem Füllgutkessel verbundenen separaten Ringkanal oder in einen über eine Druckregelung mit dem Füllgutkessel verbundenen separaten Ringkanal abgeleitet und/oder am Ende der Füllphase zur Einstellung einer Sollfüllhöhe aus dem Kopfraum des zunächst überfüllten Behälters Füllgut in den Füllgutkessel verdrängt wird.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass das Rückgasrohr durch ein Gehäuse des Füllelementes nach oben hin axial verschiebbar hindurchgeführt ist, wobei ein offenes Ende des Rückgasrohres innerhalb des Gehäuses als seitliche Öffnung ausgebildet ist, die in einen Schleusenraum mündet.
  • Gemäß einer nochmals weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist dabei vorgesehen, dass der Schleusenraum über ein Gaskanalsystem sowohl mit dem Ringkanal und unter Zwischenschaltung eines zweiten Steuerventils mit einem Flüssigkeitskanal derart verbindbar ist, dass der Schleusenraum während der Reinigungs- und/oder Sterilisationsphase mit Inertgas und/oder einem Unterdruck und/oder einem Vakuum beaufschlagbar ist.
  • Der Ausdruck "im Wesentlichen" bzw. "etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren.
  • Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Füllmaschine beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Füllverfahrens darstellen, so dass ein Block- oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparates) wie z. B. einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 bis Fig.10
    beispielhaft eine Ausführungsvariante eines vereinfacht und in Schnittdarstellung gezeigten Füllelementes eines Füllsystems gemäß der Erfindung in verschiedenen Phasen des Füllprozesses;
    Fig. 11
    beispielhaft eine weitere Ausführungsvariante eines vereinfacht und in Schnittdarstellung gezeigten Füllelementes eines Füllsystems gemäß der Erfindung;
    Fig. 12
    beispielhaft eine nochmals weitere Ausführungsvariante eines vereinfacht und in Schnittdarstellung gezeigten Füllelementes eines Füllsystems gemäß der Erfindung;
    Fig. 13
    beispielhaft eine nochmals weitere Ausführungsvariante eines vereinfacht und in Schnittdarstellung gezeigten Füllelementes eines Füllsystems gemäß der Erfindung;
  • Fig. 14 beispielhaft eine nochmals weitere Ausführungsvariante eines vereinfacht und in Schnittdarstellung gezeigten Füllelementes eines Füllsystems gemäß der Erfindung.
  • Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind.
  • Das in den Figuren 1 bis 10 allgemein mit 1 bezeichnete Füllsystem ist Bestandteil einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen 2 oder dergleichen Behälter. Das Füllsystem 1 kann insbesondere zur Freistahlfüllung und/oder Füllung über die Behälterwandung und/oder für die Langrohrfüllung ausgebildet sein.
  • Das Füllsystem 1 umfasst hierfür u. a. Füllelemente 1.1, von denen in der Fig. 1 nur ein Füllelement 1.1 gezeigt ist und die in gleichmäßigen Winkelabständen am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse MA umlaufend antreibbaren Rotors 4 der Füllmaschine vorgesehen sind. An dem nur teilweise dargestellten Rotor 4 befindet sich ein für sämtliche Füllelemente 1.1 gemeinsamer Füllgutkessel 5, der beispielsweise als Ringkessel ausgebildet ist, und während des Füllbetriebes bis zu einem vorgegebenen Niveau niveaugesteuert mit dem Füllgut teilgefüllt ist. Neben dem Füllgutkessel 5 befinden sich an dem Rotor 4 auch für sämtliche Füllelemente 1.1 der Füllmaschine gemeinsame Ringkanäle 30 und 40.
  • Im Füllgutkessel 5 sind somit während des Füllbetriebes ein oberer Gasraum 5.1 und ein unterer Flüssigkeitsraum 5.2 ausgebildet. Dient das Füllsystem 1.1 zum Druckabfällen des flüssigen Füllgutes in die Behälter bzw. Flaschen 2, so ist der Gasraum 5.1 druckgesteuert mit einem unter einem Fülldruck stehenden Inertgas (CO2-Gas) beaufschlagt. Das flüssige Füllgut wird dem Füllgutkessel 5 über eine nicht nähergehend dargestellte Versorgungsleitung gesteuert zugeführt.
  • Die Ringkanäle 30 und 40 können je nach Füllverfahren unterschiedliche Funktionen erfüllen. Beispielsweise kann der Ringkanal 30 zur Führung des Intertgases unter Druck, insbesondere als Trinox-Gas-Kanal oder Spanngaskanal, und/oder der Ringkanal 40 als Vakuumkanal zum Evakuieren oder Entlasten der Behälter 2 ausgebildet sein.
  • In einem Gehäuse 6 des Füllelementes 1.1 ist u. a. ein Flüssigkeitskanal 7 ausgebildet, der über eine Leitung 8 mit dem Flüssigkeitsraum 5.2 des Kessels 5 in Verbindung steht. Der Leitung 8 kann dabei ein Durchflussmesser 8.1 zugeordnet sein, mittels dem der über die Leitung 8 dem Flüssigkeitskanal 7 zugeführte Volumenstrom an flüssigen Füllgut, also die Füllgutmenge pro Zeiteinheit, erfassbar ist.
  • Ferner ist im Flüssigkeitskanal 7 ein Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen, und zwar zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes über eine, eine vertikale Füllelementachse FA konzentrisch umschließende ringförmige Abgabeöffnung 10, die an der Unterseite des Füllelementes 1.1 von dem dortigen, offenen Ende des Flüssigkeitskanals 7 gebildet ist.
  • An der Abgabeöffnung 10 ist eine Zentriertulpe 11 mit Dichtung 12 vorgesehen, die die Abgabeöffnung 10 ringförmig umschließt und gegen die der jeweilige Behälter 2 während des Füllens, insbesondere auch während des Druckfüllens mit seiner Behältermündung 2.1 angepresst ist, d. h. in Dichtlage anliegt.
  • Das Flüssigkeitsventil 9 besteht im Wesentlichen aus einem im Flüssigkeitskanal 7 angeordneten Ventilkörper 9.1, der mit einem an der Innenfläche des Flüssigkeitskanals 7 ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Ventilkörper 9.1 an einem achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordneten und beidendig offenen Ventil- oder Gasrohr 13 vorgesehen oder ausgebildet, welches zugleich als Ventilstößel zur Betätigung des Flüssigkeitsventils 9 dient und hierfür mit einer nur schematisch andeuteten Betätigungseinrichtung 14 zusammenwirkt, mit der das Gasrohr 13 und damit der Ventilkörper 9.1 zu Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9 um einen vorgegebenen Hub axial in der Füllelementachse FA bewegbar sind.
  • Mit dem unteren, offenen Ende steht das Gasrohr 13 durch die Abgabeöffnung 11 hindurch über die Unterseite des Gehäuses 6 vor und reicht somit während des Füllens mit diesem Ende in den Innenraum des Behälters 2 hinein. Mit seinem oberen, ebenfalls offenen Ende reicht das Gasrohr 13 in einen geschlossenen Gasraum 15 hinein.
  • Ferner kann das entsprechende Füllelement 1.1 des Füllsystems 1 ein achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnetes, die Füllhöhe in dem jeweiligen Behälter 2 bestimmende Rückgasrohr 16 aufweisen, das als Trinox-Rohr ausgebildet sein kann und das sich durch das Gasrohr 13 hindurch erstreckt und mit seinem unteren Ende aus dem unteren offenen Ende des Gasrohres 13 vorsteht. Mehr im Detail weist das Füllelement 1.1 das achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordnete, beidendig offene und vom Gasrohr 13 mit Abstand umschlossene Rückgasrohr 16 auf, welches als füllhöhebestimmendes Element mit seinem Ende 16.1 während des Füllbetriebs ebenfalls in den oberen Bereich bzw. Kopfraum des Behälters 2 hineinreicht und über das untere Ende des Gasrohres 13 vorsteht.
  • Das Rückgasrohr 16 ist durch das Gehäuse 6 des Füllelementes 1.1 hindurchgeführt, steht mit einer oberen Länge über die Oberseite des Gehäuses 6 vor und ist mit dem dortigen, ebenfalls offenen Ende 16.2 an einem Tragarm 18 einer Verstelleinrichtung 19 gehalten. Die Verstelleinrichtung 19 ist dabei dazu ausgebildet, den Tragarm 18 einschließlich des daran gehaltenen, also fest angeordneten, Rückgasrohres 16 axial entlang der Füllelementachse FA zu bewegen, insbesondere zu heben und zu senken, und zwar vorzugsweise in der nachstehend noch nähergehend beschriebenen Weise jeweils aus einer oberen Ausgangs- oder Hubstellung nach unten für die Einstellung unterschiedlicher Füllhöhen während des Füllvorgangs des Füllelementes 1.1. Ferner ist das obere Ende 16.2 des Rückgasrohres 16 über eine flexible Leitung 25 an den Gasraum 5.1 des Füllgutkessel 5 angeschlossen.
  • Über das als Trinox-Rohr ausgebildete Rückgasrohr 16 wird am Ende des jeweiligen Füllprozesses durch Druck-Beaufschlagung des vom Füllgut nicht eingenommenen Kopfraums des gefüllten Behälters 2 überschüssiges Füllgut solange in den Füllgutkessel 5 zurückgeführt, bis das untere, offene Ende des Trinox-Rohres sich oberhalb des Füllgutspiegels im Behälter 2 befindet und damit die genaue Füllguthöhe eingestellt ist.
  • Hierfür kann das Rückgasrohr 16 als Sonde ausgebildet sein (Figuren 8a bis 8c) und ein als Hohlsonde 16.3 ausgebildetes Innenrohr sowie ein gegenüber dem Innenrohr elektrisch isoliertes und ebenfalls als Hohlsonde 16.4 ausgebildetes Außenrohr aufweisen. Die jeweiligen oberen Enden 16.2 der beiden Hohlsonden 16.3 und 16.4 sind ebenfalls gegenseitig elektrisch isoliert in dem Träger 18 aufgenommen und mit unterschiedlichen Polen einer nicht dargestellten Energieversorgungseinrichtung verbindbar. Das untere Ende 16.1 der als Außenrohr ausgebildeten Hohlsonde 16.4 bildet hierbei das Maß für die Füllhöhenniveau aus, indem bei Erreichen des selbigen von flüssigen Füllgut ein elektrischer Kurzschluss zwischen Außen- und Innenrohr über den Füllspiegel und damit ein Signal zum Schließen des Produktventils 9 erzeugbar ist.
  • Um beim axialen Verstellen des Rückgasrohres 16, d. h. bei der Einstellung der Füllhöhe, bis zu der die Behälter 2 jeweils mit dem flüssigen Füllgut gefüllt werden, ein Eindringen von Schmutz und/oder Keimen in kritische Bereiche bzw. in die Prozessseite des Füllelementes 1 zu vermeiden, kann das Rückgasrohr 16 vor seinem Austritt an der Oberseite des Gehäuses 6 durch einen in dem Gehäuse 6 ausgebildeten Schutz- oder Schleusenraum 22 geführt sein, der bei der dargestellten Ausführungsform kreiszylinderförmig konzentrisch zur Füllelementachse FA ausgebildet ist und bezogen auf die Füllelementachse FA eine axiale Länge aufweist, die wenigstens gleich dem maximalen Einstellhub entspricht, um den das Rückgasrohr 16 zwischen der Einstellung "maximale Füllhöhe" und der Einstellung "minimale Füllhöhe" bewegt wird.
  • Ferner ist in dem Füllelement 1.1 zumindest ein Strömungsweg 20 für ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium ausgebildet, wobei der Strömungsweg 20 zumindest während der Füllphase mit dem Innenraum des zu befüllenden Behälters 2 in Verbindung steht. Vorzugsweise ist über den Strömungsweg 20 zumindest während der Füllphase aus dem Behälter 2 verdrängtes Rückgas abführbar und/oder verdrängtes Füllgut an den Füllgutkessel 5 zurückführbar und/oder zum Inertgasspülen über den Strömungsweg 20 Gas aus dem Behälter 2 zuführbar Der Strömungsweg 20 kann dabei als Gasweg und/oder als Gaskanalsystem ausgebildet sein. Mehr im Detail kann der Strömungsweg 20 einen ersten und einen zweiten Teilströmungsweg 20.1 und 20.2 umfassen.
  • Gemäß des Füllsystems 1 der Ausführungsvariante der Figuren 1 bis 10 ist mittels des ersten Teilströmungsweges 20.1 zumindest der Innenraum des Behälters 2 über das Rückgasrohr 16 mit dem Gasraum 5.1 des Füllgutkessels 5 verbindbar, und zwar zumindest während der eigentlichen Füllphase sowie unter Zwischenschaltung wenigstens einer Ventileinrichtung 26. Vorzugsweise ist mittels des zweiten Teilströmungsweges 20.2 ebenfalls der Innenraum des Behälters 2 über das Gasrohr 13 unter Zwischenschaltung eines ersten Steuerventils SV1, das als "Auf" und "Zu"- Ventil, also eines Steuerventils mit zwei möglichen stationär zulässigen Betriebszuständen, nämlich einem Betriebszustand "Offen" und einem Betriebszustand "Geschlossen" ausgebildet ist, mit dem Ringkanal 30 verbindbar. Zwischenstellungen der ersten Steuerventils SV1 sind hier ausdrücklich nicht möglich. In anderen Worten erstreckt sich also der Strömungsweg 20 mit seinen beiden Teilströmungswegen 20.1, 20.2 von dem Ringkanal 30 über das erste Steuerventil SV1 in den Behälterinnenraum und von dort über das Rückgasrohr 16 und die Ventileinrichtung 26 in den Gasraum 5.1 des Füllgutkessels 5.
  • In anderen Worten kann also der Strömungsweg 20 einen ersten Teilströmungswege 20.1 umfassen, mittels dem der Innenraum des Behälters 2 über das Rückgasrohr 16 mit dem Gasraum 5.1 des Füllgutkessels 5 verbindbar ist, sowie einen zweiten Teilströmungsweg 20.2, der zwischen der Außenfläche des Rückgasrohres 16 und der Innenfläche des Gasrohres 13 gebildet ist, der am unteren Ende des Gasrohres 13 offen ist und am oberen Ende des Gasrohres 13 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise mit dem Gasraum 15 in Verbindung steht und mittels dem der Innenraum des Behälters 2 über das Gasrohr 13 unter Zwischenschaltung des ersten Steuerventils SV1 mit dem Ringkanal 30 verbindbar ist.
  • Ferner können in dem Füllelement 1.1 weitere, beispielsweise in der Figur 2 dargestellte, Gaswege oder Gaskanalsysteme ausgebildet sein, welche mehrere gesteuerte Gaswege mit einem zugehörigem zweiten Steuerventil SV2, welches gleich dem ersten Steuerventil SV1 ausgebildet ist, aufweisen. Insbesondere kann ein weiteres den Ringkanal 40 (Vakuum) über das zweite Steuerventil SV2 mit dem Strömungsweg 20 verbindendes Gaskanalsystem vorgesehen sein, wie dies beispielsweise nähergehend in der Figuren 2 dargestellt ist. Auch kann dieses weitere Gaskanalsystem anstatt mittels einem zweiten Steuerventil SV2 (Figur 1) auch mit zwei zweiten Steuerventilen SV2 (Figur 2) ausgebildet sein. Dieses weitere Gaskanalsystem ist dem Fachmann im Aufbau und Funktionsweise bekannt.
  • Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass wenigstens in dem Strömungsweg 20 zumindest eine zwischen einer Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos einstellbare Ventileinrichtung 26, 27 vorgesehen ist, mittels der ein den Strömungsweg 20 durchströmender Volumenstrom des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums stufenlos steuer- und/oder regelbar ist. Unter Offenstellung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Betriebsstellung der Ventileinrichtung 26, 27 verstanden, bei der die Ventileinrichtung 26, 27 mit einem maximal möglichen Volumenstrom eines flüssigen und/oder gasförmigen Mediums pro Zeiteinheit durchströmt wird, während unter Geschlossenstellung diejenige Betriebsstellung verstanden wird, bei der der Volumenstrom, der durch die Ventileinrichtung 26, 27 strömt, gleich Null ist.
  • Mehr im Detail kann dabei die wenigstens eine Ventileinrichtung 26, 27 als stufenlos einstellbares Regelventil ausgebildet sein, das zwischen den Betriebsstellungen "Offen" und/oder "Geschlossen" (d.h. Offenstellung und/oder Geschlossenstellung) in jeder beliebigen Zwischenstellung als zulässige Betriebsstellung ansteuerbar und damit einstellbar ist und zwar stufenlos. Diese beliebigen Zwischenstellungen können auch als zulässige stationäre Betriebsstellungen ansteuerbar sein.
  • Beispielsweise kann die wenigstens eine Ventileinrichtung 26, 27 als magnetisch und/oder elektrisch und/oder pneumatisch zwischen der Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos ansteuerbares Regelventil ausgebildet sein.
  • Bevorzugt kann die Ventileinrichtung 26 am oberen Ende 16.2 des Rückgasrohres 16 in dem ersten Teilströmungsweg 20.1 des Strömungsweges 20 vorgesehen sein, und zwar insbesondere im Übergangsbereich des Rückgasrohres 16 zu der flexiblen Leitung 25. Das obere Ende 16.2 des Rückgasrohres 16 ist somit über die am Tragarm 18 vorgesehene Ventileinrichtung 26 und die flexible Leitung 25 an den Gasraum 5.2 des Flüssigkeitskessels 5 angeschlossen.
  • Erfindungsgemäß ist dem Strömungskanal 20 auch zumindest einen Drucksensor DS zur Erfassung der in dem Strömungskanal 20 vorherrschenden Druckverhältnisse zugeordnet. Vorteilhaft kann der Drucksensor DS dabei zur Erfassung der Absolutdruckverhältnisse ausgebildet sein.
  • Die Ventileinrichtung 26 bildet mit dem Drucksensor DS einen Regelkreis RK, insbesondere einen Druckregelkreis DRK, aus, mittels dem eine Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Evakuierungsphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei die Ventileinrichtung 26 ein Stellglied in dem Regelkreis RK, insbesondere in dem Druckregelkreis DRK, ausbildet (Figur 4). Hierfür kann der Regelkreis RK mit einer für das Füllsystem 1 zuständigen Maschinensteuerung zusammenwirken, bzw. von dieser angesteuert werden.
  • Insbesondere kann der Drucksensor DS an dem Gehäuse 6 des Füllelementes 1.1 angeordnet oder in diesem (Gehäuse 6) integriert aufgenommen sein. Ferner kann der Drucksensor DS derart vorgesehen sein, dass mittels dem Drucksensor DS die Druckverhältnisse in dem Strömungskanal 20, vorteilhaft in dem zweiten Teilströmungsweg 20.2 zwischen dem Gasraum 15 und dem ersten Steuerventil SV1, erfassbar sind. Vorzugsweise werden für den Druckregelkreis DRK die von dem Drucksensor DS erfassten IST-Druckwerte an die Maschinensteuerung übermittelt und mit dort hinterlegten SOLL-Druckwerten verglichen und basierend darauf die Ventileinrichtung 26 als Stellglied angesteuert. Der Drucksensor DS liefert hierbei für den Druckregelkreis DRK den Regelparameter der Regelgröße.
  • Dabei kann das Füllsystem 1 dazu ausgebildet sein, die Entlastungsphase über vorauswählbare Druck-Kennlinien unter Einbindung des Druckregelkreises DRK zu steuern und/oder zu regeln, und zwar derart, dass nach einer Absenkung des Innendrucks in dem mit flüssigen Füllgut befüllten Behälter 2 mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung 26 der Absolutdruck im verbleibenden Kopfraum des Behälters 2 über den Strömungswegs 20 wieder erhöht wird. Somit kann eine Schaumbildung durch aufsteigenden Gasblasen reduziert werden.
  • Insbesondere kann der Absolutdruck im verbleibenden Kopfraum des Behälters 2 während der Entlastungsphase derart abgesenkt werden, dass sich in dem abgefüllten flüssigen Füllgut innerhalb des Behälters 2 Bläschen bilden. Mittels des stufenlos einstellbaren Regelventils 26 kann der Absolutdruck in dem Behälter 2 kurzeitig in den Bereich des Sättigungsdruckes oder leicht darüber angefahren bzw. gesteuert werden. Besonders vorteilhaft wird dadurch die Bildung von Schaum, in dem Moment in dem die Blasen an der Oberfläche innerhalb des Füllgutes des Behälters 2 platzen, stark gemindert.
  • Ferner kann weiterhin vorteilhaft die Ventileinrichtung 26 mit dem Durchflussmesser 8.1 einen Regelkreis RK, insbesondere einen Volumenstromregelkreis VRK, ausbilden, mittels dem eine Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Evakuierungsphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei die Ventileinrichtung 26 eine Stellglied in dem Regelkreis RK, insbesondere in dem Volumenstromregelkreis VRK, ausbildet. (Figur 6). Auch hierfür kann der Regelkreis RK mit einer für das Füllsystem 1 zuständigen Maschinensteuerung zusammenwirken, bzw. von dieser angesteuert werden.
  • Vorzugsweise werden für den Volumenstromregelkreis VRK die von dem Durchflussmesser 8.1 erfassten IST-Volumenstromwerte in der Leitung 8 erfasst und an die Maschinensteuerung übermittelt und mit dort hinterlegten SOLL-Volumenstromwerten verglichen und basierend darauf die Ventileinrichtung 26 als Stellglied angesteuert. Der Durchflussmesser 8.1 liefert hierbei für den Volumenstromregelkreis VRK den Regelparameter der Regelgröße.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest während der Füllphase die Regelung der Füllgeschwindigkeit, also des in den zu füllenden Behälter 2 einströmenden Volumenstroms an flüssigen Füllgut, durch Drosselung des über den Strömungsweg 20 rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtung 26 nach einem festgelegten Öffnungsprofil für die Ventileinrichtung 26 erfolgt.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zumindest während der Füllphase die Regelung der Füllgeschwindigkeit, also des in den zu füllenden Behälter 2 einströmenden Volumenstroms an flüssigen Füllgut, durch Drosselung des über den Strömungsweg 20 rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtung 26 nach einem vorgewählten Volumenstromprofil unter Einbindung des Volumenstromregelkreises VKR erfolgt.
  • In der beispielhaften Ausführungsvariante der Figuren 1 bis 10 wird davon ausgegangen, dass der Füllgutkessel 5 teilgefüllt ist. Von dessen Gasraum 5.1 besteht hier in einigen Füllphasen eine Verbindung in den Ringkanal 30, der insbesondere als Spanngaskanal ausgebildet sein kann. Diese Füllphasen lassen sich jedoch auch mit einem vollständig mit flüssigem Füllgut gefüllten Füllgutkessel 5 realisieren, wenn dieser eine eigenständige Druckregelung aufweist. In einem solchen Fall benötigt dann auch der als Spanngaskanal ausgebildete Ringkanal 30 eine eigenständige Druckregelung, insbesondere eine eigenständige Gasdruckregelung, die den Fülldruck als Führungsgröße und den Spanndruck annähernd auf das gleiche Druckniveau regelt. Ebenso ist es denkbar, den Spanndruck als Leitdruck auszubilden und den Fülldruck nachzufahren.
  • Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung, bei der unterschiedlich zu der Ausführungsvariante der Figur 1 innerhalb des Gasrohres 13 kein Rückgasrohr 16 vorgesehen ist. Der Innenraum des Behälters 2 ist hier über das Gasrohr 13 unter Zwischenschaltung der erfindungsgemäß ausgebildeten, stufenlos regelbaren Ventileinrichtung 26 mit dem Ringkanal 30 verbindbar. Insbesondere ist die Ventileinrichtung 26 zwischen einem oberhalb des Gasrohres 13 ausgebildeten Gasraum 15 und dem in den Ringkanal 30 führenden Strömungsweg 20 vorgesehen. Gemäß dieser in Figur 11 gezeigten weiteren Ausführungsvariante kann der Drucksensor DS auch derart vorgesehen sein, dass mittels diesem die Druckverhältnisse in dem Gasraum 15 erfassbar sind.
  • In Figur 12 ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Füllsystems 1 gezeigt, die im Unterschied zu den vorigen Ausführungsvarianten neben der stufenlos regelbaren Ventileinrichtung 26 zumindest eine weitere stufenlos regelbare Ventileinrichtung 27 aufweist. Vorzugsweise sind die dabei die Ventileinrichtung 26 und die Ventileinrichtung 27 baugleich ausgebildet und zwar jeweils als stufenlos einstellbares Regelventil, das zwischen der Offen- und/oder Geschlossenstellung in jeder beliebigen Zwischenstellung als zulässige Betriebsstellung ansteuerbar ist.
  • Dabei ist auch die zumindest eine weitere Ventileinrichtung 27 in dem Strömungsweg 20 vorgesehen und zwischen einer Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos einstellbar, wobei auch mittels der zumindest einen weiteren Ventileinrichtung 27 ein den Strömungsweg 20 durchströmender Volumenstrom des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums stufenlos steuer- und/oder regelbar ist.
  • Mehr im Detail ist dabei die zumindest eine weitere Ventileinrichtung 27 in dem Strömungsweg 20 zwischen dem Innenraum des Behälters 2 und dem als Spanngaskanal ausgebildeten Ringkanal 30 vorgesehen, also insbesondere in dem zweiten Teilströmungsweg 20.2 des Strömungsweges 20.
  • Auch in dieser Ausführungsvariante ist dem Strömungskanal 20 zumindest ein Drucksensor DS zugeordnet, der mit den Ventileinrichtungen 26 und 27 einen Regelkreis RK, insbesondere einen Druckregelkreis DRK, ausbildet, mittels dem eine Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Evakuierungsphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei die Ventileinrichtungen 26 und 27 ein jeweils Stellglied in dem Regelkreis RK, insbesondere in dem Druckregelkreis DRK, ausbilden.
  • Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass das Füllsystem 1 dazu ausgebildet ist, die Entlastungsphase über vorauswählbare Druck-Kennlinien unter Einbindung des Druckregelkreises DRK zu steuern und/oder zu regeln, und zwar derart, dass nach einer Absenkung des Innendrucks in dem mit flüssigen Füllgut befüllten Behälter 2 mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtungen 26 und 27 der Absolutdruck im verbleibenden Kopfraum des Behälters 2 über den Strömungswegs 20 wieder erhöht wird.
  • Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass das Füllsystem 1 gemäß der Ausführungsvariante der Figur 12 dazu ausgebildet ist, zumindest während der Füllphase die Füllgeschwindigkeit durch Drosselung des über den Strömungsweg 20 rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtungen 26 und 27 nach einem festgelegten Öffnungsprofil für die Ventileinrichtungen 26 und 27 zu steuern und/oder zu regeln.
  • Vorteilhaft kann dabei auch vorgesehen sein, dass zumindest während der Trinox-Füllphase das Füllniveaus unter Einbindung des Druckregelkreises DKR mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtungen 26 und 27 als Stellglied steuer- und/oder regelbar ist. Dabei kann zumindest während der Trinox-Füllphase das Füllniveaus unter Einbindung des Druckregelkreises DKR mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtungen 26 und 27 als Stellglied steuer- und/oder regelbar ausgebildet sein. Insbesondere kann die Spülphase als Regelkreis RK abhängig vom Behälterinnendruck ausgebildet ist, wobei der Behälterinnendruck mittels des zumindest einen Drucksensors DS im Füllelement 1.1 erfassbar ist und einen Regelparameter ausbildet.
  • Vorteilhaft kann dabei auch vorgesehen sein, dass der Strömungsweg 20 in einem während der Füllphase in den Behälter 2 hineinreichenden Rückgasrohr 16 ausgebildet ist, über welches während der Füllphase durch das dem Behälterinnenraum zufließende Füllgut verdrängte Rückgas in den Füllgutkessel 5 oder in einen mit dem Füllgutkessel 5 verbundenen separaten Ringkanal 30, 40 oder in einen über eine Druckregelung mit dem Füllgutkessel 5 verbundenen separaten Ringkanal 30, 40 abgeleitet und/oder am Ende der Füllphase zur Einstellung einer Sollfüllhöhe aus dem Kopfraum des zunächst überfüllten Behälters 2 Füllgut in den Füllgutkessel 5 verdrängt wird.
  • In Figur 13 ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Füllsystems 1 gezeigt, die ebenfalls, wie die Ausführungsvariante der Figur 12, zwei Ventileinrichtungen 26 und 27 aufweist. Unterschiedlich zu der Ausführungsvariante der Figur 12, ist die Ventileinrichtung 26 hierbei nicht dem Tragarm 18 zugeordnet, sondern ebenfalls, wie die weitere Ventileinrichtung 27, in bzw. an dem Gehäuse 6 vorgesehen.
  • Auch in dieser Ausführungsvariante ist der erste Teilströmungsweg 20.1 des Strömungswegs 20 von dem Innenraum des Behälters 2 über das Rückgasrohr 16 unter Zwischenschaltung der Ventileinrichtung 26 mit dem Gasraum 5.1 des Füllgutkessels 5 verbunden.
  • Unterschiedlich zu den vorherigen Ausführungsvarianten ist das Rückgasrohr 16 zwar durch das Gehäuse 6 des Füllelementes 1.1 nach oben hin hindurchgeführt, und steht mit der oberen Länge über die Oberseite des Gehäuses 6 hervor, jedoch ist das obere, offene Ende 16.2 noch innerhalb des Gehäuses 6 als seitliche Öffnung ausgebildet, die in den Schleusenraum 22 mündet, der durch eine obere und untere Dichtung 28.1, 28.2 abgedichtet ist. Dabei ist das Rückgasrohr 16 axial verschiebbar an den Dichtungen 28.1, 28.2, die insbesondere als Ringdichtungen ausgebildet sind, geführt. Von der seitlichen Öffnung 16.2 ist der erste Teilströmungsweg 20.1 in den Schleusenraum 22 und von dort über die Ventileinrichtung 26 und die flexible Leitung 25 in den Gasraum 5.1 des Füllgutkessels 5 geführt.
  • In Figur 14 ist eine nochmals weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Füllsystems 1 gezeigt, die im Wesentlichen wie die Ausführungsvariante der Figur 12 aufgebaut ist, jedoch einen mittels dem zweiten Steuerventil SV2 sowie einem eigenständigen Gaskanalsystem 29 separat ansteuerbaren Schleusenraum 22 aufweist. Dabei verbindet das Gaskanalsystem 29 den Schleusenraum 22 mit dem Ringkanal 30 auf der einen Seite, sowie dem Flüssigkeitskanal 7 unter Zwischenschaltung des zweiten Steuerventils SV2 auf der anderen Seite derart, dass der Schleusenraum 22 mittels des zweiten Steuerventils SV2 in der Reinigungs- und/oder Sterilisationsphase ansteuerbar, insbesondere mit Interartgas beaufschlagbar, ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schleusenraum 22 mit dem als Vakuumkanal ausgebildeten Ringkanal 40 während der Reinigungs- und/oder Sterilisationsphase in fluidischer Verbindung steht. Damit werden Leckagen aus dem Ventilinneren immer in Richtung des Ringkanals 40 abgeführt und eine mögliche Quelle für Kontaminationen mit Mikroorganismen verhindert.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Füllsystem 1 sind dabei unterschiedliche Füllverfahren möglich, beispielsweise nachfolgendes Druckfüllen von Behältern 2 mit dem Füllsystem 1 gemäß der Ausführungsvariante der Figuren 1 bis 10.
  • Figur 2 zeigt dabei einen in Dichtlage an das Füllelement 1.1 angehobenen Behälter 2, der mit seiner Behältermündung dicht gegen die Zentriertulpe 11 gepresst ist. Bei diesem Füllverfahren fließt das flüssige Füllgut bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 dem Innenraum des in Dichtlage am Füllelement 1.1 gehaltenen und mit dem Inertgas (Figuren 4 und 5) vorgespannten Behälter 2 zu.
  • Zumindest am Ende der jeweiligen Füllphase wird bei geöffneter Ventileinrichtung 26 das von dem Füllgut aus dem Behälter 2 verdrängte Inertgas über das Rückgasrohr 16, die geöffnete Ventileinrichtung 26 und die Leitung 25 in den Gasraum 5.1 des Füllgutkessels 5 geleitet (Figur 7).
  • Bei noch geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 wird der Zufluss des Füllgutes in den Behälter 2 dann beendet, wenn das untere, offene Ende 16.1 des Rückgasrohres 16 in den Füllgutspiegel des in den Behälter 2 gelangten Füllgutes eingetaucht ist und sich ein Gleichgewichtszustand zwischen der Höhe des Füllgutspiegels im Füllgutkessel 5 und der sich im Rückgasrohr 16 ausbildenden Füllgutsäule eingestellt hat.
  • Das Niveau des unteren Endes 16.1 bestimmt somit die Füllhöhe des Füllgutes in dem jeweiligen Behälter 2. Nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 9 und der Ventileinrichtung 26 sowie nach einem Entlasten des von dem Füllgut nicht eingenommenen Kopfraumes des Behälters 2 wird dieser von dem Füllelement 1.1 durch Absenken abgenommen.
  • Die jeweils gewünschte Füllhöhe wird am Beginn des Füllbetriebes durch axiale Verstellung des Rückgasrohres 16 (Einstellhub) eingestellt, und zwar beispielsweise für sämtliche Füllelemente 1.1.
  • Zusätzlich zu diesem beschriebenen Druckfüllen ist mit dem Füllelement 1.1 auch ein sogenanntes Trinox-Füllverfahren möglich, bei dem wiederum das Rückgasrohr 16 bzw. dessen Ende 16.1 die Füllhöhe bestimmen (Figur 9).
  • Bei diesem Trinox-Verfahren erfolgt bewusst ein Überfüllen des jeweils vorgespannten und in Dichtlage am Füllelement 1.1 angeordneten Behälters 2, d. h. ein Füllen über die gewünschte Füllhöhe hinaus, und zwar bei geöffnetem Flüssigkeitsventil 9 und geschlossenem Ventileinrichtung 26, wobei das während des Füllens durch das zufließende Füllgut aus dem Innenraum des Behälter 2 verdrängte Inertgas z. B. über den zwischen dem Gasrohr 13 und dem Rückgasrohr 16 gebildeten zweiten Teilströmungskanal 20.2 und von dort über das geöffnete erste Steuerventil SV1 in den Ringkanal 30 verdrängt wird. Nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils 9 wird der vom Füllgut nicht eingenommene Kopfraum des Behälters 2 mit Druck beaufschlagt, beispielsweise über das weiterhin geöffnete erste Steuerventil SV1. Durch Öffnen der Ventileinrichtung 26 wird über das Rückgasrohr 16, die geöffnete Ventileinrichtung 26 und die Leitung 25 Füllgut aus dem überfüllten Behälter 2 in den Füllgutkessel 5 solange zurückgeführt, bis das untere Ende 16.1 des Rückgasrohres 16 sich außerhalb des Füllgutes in dem Behälter 2 befindet.
  • Nach dem Schließen der Ventileinrichtung 26 und nach dem Entlasten des Kopfraumes des gefüllten Behälters 2 beispielsweise über das geöffnete zweite Steuerventil SV2 wird der Behälter 2 vom Füllelement 1.1 abgezogen. Auch bei diesem Trinox-Füllverfahren wird die jeweils gewünschte Füllhöhe durch die axiale Verstellung des Rückgasrohres 16 (Einstellhub) eingestellt, und zwar an sämtlichen Füllelementen 1.1 der Füllmaschine 1.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass zumindest während der Trinox-Füllphase die Regelung der des Füllniveaus, also die Füllhöheneinstellung an fülligem Füllgut in einem zu befüllenden Behälter 2, nach einem festgelegten Öffnungsprofil für die Ventileinrichtung 26 erfolgt.
  • Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zumindest während der Trinox-Füllphase die Regelung des Füllniveaus, also die Füllhöheneinstellung an fülligem Füllgut in einem zu befüllenden Behälter 2, unter Einbindung des Druckregelkreises DKR mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung 26 als Stellglied erfolgt.
  • Besonders vorteilhaft kann dabei die stufenlos steuer- und/oder regelbare Ventileinrichtung 26 derart ausgebildet sein, dass eine feine Dosierung des Inertgasstroms während der der Füllphase zeitlich vorgelagerten Spülphase bei hohem Vakuum in den Evakuierungsphasen erfolgt.
  • Ferner kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Spülphase bzw. der Spülprozess als Regelkreis RK abhängig vom Behälterinnendruck ausgebildet ist, wobei der Behälterinnendruck mittels des zumindest einen Drucksensors DS im Füllelement 1.1 erfassbar ist und einen Regelparameter ausbildet.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass eine Vielzahl von Änderungen oder Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Füllsystem
    1.1
    Füllelement
    2
    Behälter
    2.1
    Behältermündung
    4
    Rotor
    5
    Füllgutkessel
    5.1
    Gasraum
    5.2
    Flüssigkeitsraum
    6
    Gehäuse
    7
    Flüssigkeitskanal
    8
    Leitung
    8.1
    Durchflussmesser
    9
    Flüssigkeitsventil
    9.1
    Ventilkörper
    10
    Abgabeöffnung
    11
    Zentriertulpe
    12
    Dichtung
    13
    Gasrohr
    14
    Betätigungseinrichtung
    15
    Gasraum
    16
    Rückgasrohr
    16.1
    unteres Ende
    16.2
    oberes Ende
    16.3
    Hohlsonde
    16.4
    Hohlsonde
    18
    Tragarm
    19
    Verstelleinrichtung
    20
    Strömungsweg
    20.1
    erster Teilströmungsweg
    20.2
    zweiter Teilströmungsweg
    22
    Schleusenraum
    25
    Leitung
    26
    Ventileinrichtung
    27
    Ventileinrichtung
    28.1
    Dichtung
    28.2
    Dichtung
    29
    Gaskanalsystem
    30
    Ringkanal
    40
    Ringkanal
    DS
    Drucksensor
    RK
    Regelkreis
    DRK
    Druckregelkreis
    VRK
    Volumenstromregelkreis
    FA
    Füllelementachse
    MA
    Maschinenachse
    SV1
    erstes Steuerventil
    SV2
    zweites Steuerventil

Claims (17)

  1. Füllsystem zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, umfassend zumindest einen das Füllgut bereitstellenden Füllgutkessel (5) sowie wenigstens ein Füllelement (1.1) für die gesteuerte Abgabe des Füllgutes in den in Dichtlage am Füllelement (1.1) angeordneten Behälter (2) in einer Füllphase des Füllens, wobei das Füllelement (1.1) ein Gehäuse (6) aufweist, in dem ein Flüssigkeitskanal (7) ausgebildet ist, der über eine Leitung (8) mit einem Flüssigkeitsraum (5.2) des Füllgutkessels (5) in Verbindung steht,
    und wobei im Flüssigkeitskanal (7)
    zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes über eine, eine vertikale Füllelementachse (FA) konzentrisch umschließende ringförmige Abgabeöffnung (10), die an der Unterseite des Füllelementes (1.1) von dem dortigen, offenen Ende des Flüssigkeitskanals (7) gebildet ist,
    ein aus einem Ventilkörper (9.1) bestehendes Flüssigkeitsventil (9) vorgesehen ist,
    wobei der Ventilkörper (9.1) mit einem an einer Innenfläche des Flüssigkeitskanals (7) ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt,
    und wobei in dem Füllelement (1.1) zumindest ein Strömungsweg (20) für ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium ausgebildet ist, der zumindest während der Füllphase mit einem Innenraum des zu befüllenden Behälters (2) in Verbindung steht,
    wobei wenigstens in dem Strömungsweg (20) zumindest eine zwischen einer Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos einstellbare Ventileinrichtung (26, 27) vorgesehen ist, wobei mittels der wenigstens einen stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung (26, 27) ein den Strömungsweg (20) durchströmender Volumenstrom des flüssigen und/oder gasförmigen Mediums stufenlos steuer- und/oder regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Strömungskanal (20) zumindest ein Drucksensor (DS) zugeordnet ist, der mit der Ventileinrichtung (26) und/oder einer weiteren Ventileinrichtung (27) einen Regelkreis (RK), insbesondere einen Druckregelkreis (DRK), ausbildet, mittels dem eine Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Evakuierungsphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei die Ventileinrichtung (26) und/oder die weitere Ventileinrichtung (27) ein Stellglied in dem Regelkreis (RK), insbesondere in dem Druckregelkreis (DRK), ausbildet.
  2. Füllsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung (26, 27) als stufenlos einstellbares Regelventil ausgebildet ist, das zwischen der Offen- und/oder Geschlossenstellung in jeder beliebigen Zwischenstellung als zulässige Betriebsstellung ansteuerbar ist.
  3. Füllsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung (26, 27) als magnetisch und/oder elektrisch und/oder pneumatisch zwischen der Offen- und/oder Geschlossenstellung stufenlos ansteuerbares Regelventil ausgebildet ist.
  4. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung (26) in einem ersten Teilströmungsweg (20.1) des Strömungsweges (20) vorgesehen ist, wobei sich der erste Teilströmungsweg (20.1) von einem Gasraum (5.1) des Füllgutkessels (5) über ein Rückgasrohr (16) in den Innenraum des Behälters (2) erstreckt.
  5. Füllsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ventileinrichtung (26) im Übergangsbereich des Rückgasrohres (16) zu einer flexiblen Leitung (25), insbesondere an einem Tragarm (18), vorgesehen ist.
  6. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dass das Füllsystem (1) wenigstens die Ventileinrichtung (26) sowie zumindest die weitere Ventileinrichtung (27) aufweist, wobei die zumindest eine weitere Ventileinrichtung (27) in dem Strömungsweg (20) zwischen dem Innenraum des Behälters (2) und einem als Spanngaskanal ausgebildeten Ringkanal (30) vorgesehen ist.
  7. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllsystem (1) dazu ausgebildet ist, die Entlastungsphase über vorauswählbare Druck-Kennlinien unter Einbindung des als Druckregelkreis (DRK) ausgebildeten Regelkreis (RK) zu steuern und/oder zu regeln, und zwar derart, dass nach einer Absenkung des Innendrucks in dem mit flüssigen Füllgut befüllten Behälter (2) mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung (26) und/oder der weiteren Ventileinrichtung (27) der Absolutdruck im verbleibenden Kopfraum des Behälters (2) über den Strömungswegs (20) wieder erhöht wird.
  8. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (26) mit einem der Leitung (8) zugeordneten Durchflussmesser (8.1) den Regelkreis (RK), insbesondere einen Volumenstromregelkreis (VRK), ausbildet, mittels dem die Spülphase und/oder Vorspannphase und/oder Füllphase und/oder Beruhigungsphase und/oder Entlastungsphase steuer- und/oder regelbar ist, wobei insbesondere die Ventileinrichtung (26) und/oder die weitere Ventileinrichtung (27) ein Stellglied in dem Volumenstromregelkreis (VRK) ausbildet.
  9. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllsystem (1) dazu ausgebildet ist, zumindest während der Füllphase die Füllgeschwindigkeit durch Drosselung des über den Strömungsweg (20) rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtung (26) nach einem festgelegten Öffnungsprofil für die Ventileinrichtung (26) zu steuern und/oder zu regeln.
  10. Füllsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllsystem (1) dazu ausgebildet ist, die weitere Ventileinrichtung (27) nach einem festgelegten Öffnungsprofil für die Ventileinrichtung (27) zu steuern und/oder zu regeln.
  11. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllsystem (1) dazu ausgebildet ist, zumindest während der Füllphase die Füllgeschwindigkeit durch Drosselung des über den Strömungsweg (20) rückströmenden Rückgases über die Ventileinrichtung (26) und/oder die weitere Ventileinrichtung (27) nach einem vorgewählten Volumenstromprofil unter Einbindung des als Volumenregelkreis (VRK) ausgebildeten Regelkreis (RK) zu steuern und/oder zu regeln.
  12. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während einer Trinox-Füllphase das Füllniveaus unter Einbindung des als Druckregelkreis (DRK) ausgebildeten Regelkreis (RK) mittels der stufenlos einstellbaren Ventileinrichtung (26) und/oder der weiteren Ventileinrichtung (27) als Stellglied steuer- und/oder regelbar ist.
  13. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülphase als Regelkreis (RK) abhängig vom Behälterinnendruck ausgebildet ist, wobei der Behälterinnendruck mittels des Drucksensors (DS) im Füllelement (1.1) erfassbar ist und einen Regelparameter ausbildet.
  14. Füllsystem nach Anspruch 4 und gegebenenfalls einem der übrigen vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg (20) in einem während der Füllphase in den Behälter (2) hineinreichenden Rückgasrohr (16) ausgebildet ist, über welches während der Füllphase durch das dem Behälterinnenraum zufließende Füllgut verdrängte Rückgas in den Füllgutkessel (5) verdrängt wird.
  15. Füllsystem nach Anspruch 4 und gegebenenfalls einem der übrigen vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückgasrohr (16) durch das Gehäuse (6) des Füllelementes (1.1) nach oben hin axial verschiebbar hindurchgeführt ist, wobei ein offenes Ende (16.2) des Rückgasrohres (16) innerhalb des Gehäuses (6) als seitliche Öffnung ausgebildet ist, die in einen Schleusenraum (22) mündet.
  16. Füllsystem nach Ansprüche 6 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleusenraum (22) über ein Gaskanalsystem (29) sowohl mit dem als Spanngaskanal ausgebildeten Ringkanal (30) und unter Zwischenschaltung eines zweiten Steuerventils (SV2) mit dem Flüssigkeitskanal (7) derart verbindbar ist, dass der Schleusenraum 22 während der Reinigungs- und/oder Sterilisationsphase mit Inertgas beaufschlagbar ist.
  17. Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Vielzahl von an einem Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse (MA) umlaufend antreibbaren Rotors (4) vorgesehenen Füllelementen (1.1).
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