EP4396124A1 - Behandlungskopf zum behandeln von kegs - Google Patents

Behandlungskopf zum behandeln von kegs

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Publication number
EP4396124A1
EP4396124A1 EP22773118.9A EP22773118A EP4396124A1 EP 4396124 A1 EP4396124 A1 EP 4396124A1 EP 22773118 A EP22773118 A EP 22773118A EP 4396124 A1 EP4396124 A1 EP 4396124A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
treatment head
keg
cleaning
filling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22773118.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Volker Damerow
Sebastian ECKES
Maximilian Weindorf
Christian Pedersen
Manfred Wahl
Andreas Weber
Olaf Muszinski
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Publication of EP4396124A1 publication Critical patent/EP4396124A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B67C3/30—Filling of barrels or casks
    • B67C3/34—Devices for engaging filling-heads with filling-apertures
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a treatment head for treating KEGs each equipped with a KEG fitting. Furthermore, the invention relates to a cleaning and filling module for the internal cleaning and filling of KEGs each equipped with at least one KEG fitting, to a treatment system with a plurality of such cleaning and filling modules and also to a method for internal cleaning and filling of each with at least KEGs equipped with a KEG fitting using such a cleaning and filling module.
  • KEGs Reusable kegs
  • KEG containers are well known in the beverage industry.
  • KEGs are mainly used when beverages or other liquid products are handled and dispensed as contents in larger quantities, in particular in quantities greater than 5 liters.
  • the catering sector in particular, it often proves to be particularly advantageous not to handle the drinks in bottles or cans but in barrels, with the use of KEGs offering numerous advantages here.
  • KEGs are used to improve the quality of the connections, which usually include a valve, with the KEGs being able to be cleaned and filled via these connections or valves during the required cleaning and filling process in a bottling plant and in addition the contents can also be removed, in particular tapped, from the consumer, particularly in the catering trade, with the aid of suitable dispensing heads via these connections or valves.
  • the specialist knows the connections of KEGs as fittings or KEG fittings. Consequently, the relevant person skilled in the art has long been well aware of the basic structure of such KEGs with at least one KEG fitting.
  • the KEGs designed as reusable kegs with a KEG fitting go through several cycles of use, with each KEG being returned in each of these cycles after the respective removal of the liquid contents, for example to a bottling plant, in order to first be subjected to a cleaning process before the KEG is transported to a can be refilled with liquid contents in a hygienically clean condition.
  • the KEGs are handled industrially and automatically in the filling plants, especially in the large plants in the beverage industry.
  • Known for this are, for example, fully automated machines or systems with one or more stations for cleaning or filling the KEGs.
  • Such machines or systems can also be referred to as a treatment device or treatment system.
  • the present treatment head is assigned to a predetermined treatment station, so that the treatment station having the treatment head is also a multifunctional treatment station, namely a cleaning and filling station, in which a KEG to be treated is both cleaned and filled.
  • the treatment station having the treatment head can therefore also be referred to as a combined filling and cleaning station or combination station or as a multifunction station or multi-station.
  • cleaning media or “cleaning agent” can in particular also include disinfectants and/or, for example, water, air, nitrogen or CO2 gas, which are used during internal cleaning for cleaning, rinsing or also drying or blowing out the KEG.
  • the cleaning preferably comprises a number of different cleaning steps with different cleaning media or cleaning agents, with the number of cleaning steps being carried out sequentially or one after the other, for example.
  • the cleaning can also include “rinsing”, in which case a treatment medium referred to as a rinsing medium can also be used for this purpose.
  • the sealing surface of the valve body in the first closed valve position bears at least in sections sealingly against the valve seat of the first media valve.
  • the valve body can preferably also be moved into at least one second valve position by means of an actuating movement in the direction of the product valve axis, wherein in the second valve position the fluid chamber is fluidically connected to the safety or leakage chamber and the filling product supply is opposite to the safety or leakage space is sealed.
  • the second valve position defines a Intermediate or flushing position of the first media valve.
  • the fluid space connected to the safety or leakage space can be opened to the outside, for example via the controllable flushing or satellite valve of the safety or leakage space and the corresponding associated outlet or drain opening to the outside.
  • the product valve axis and/or the return valve axis enclose an angle with the treatment head axis in a range of around 25° to 45°, particularly preferably in a range of around 30° to 40° and particularly preferably of around 35°. This facilitates the connection of media lines and improves basic accessibility. Furthermore, this leads to an improved flow behavior of the media in or through the treatment head.
  • a pumping device is also particularly preferably provided, which is at least temporarily connected to the treatment head in such a way that treatment or cleaning media or residues of filling product are sucked out of the interior of the KEG. It goes without saying that the pump device is connected to the treatment head in such a way that, in the connected state, media or fluids are sucked out of the interior of the KEG via the flow paths that can be connected to the interior of the KEG. In this case, the pump device causes a suction effect or suction power, via which the KEG can be emptied particularly quickly.
  • the present cleaning and filling module is set up in particular as a treatment module for the combined cleaning and filling process and is equipped to allow independent cleaning and filling operation, with the treatment head during the entire cleaning and filling process, which is also called a cleaning and filling process can be referred to, is connected to the KEG fitting of the KEG to be treated or is sealingly attached or coupled to this.
  • the present cleaning and filling module can thus also be understood as a combination module or multi-module.
  • a single or singular cleaning and filling module can thus fulfill all the steps for cleaning and filling a KEG, so that the present cleaning and filling module already forms the smallest unit of a treatment plant.
  • the loading and unloading of the cleaning and filling module namely the insertion and removal of KEGs, can be carried out here manually or with the help of a machine, or with the help of a machine or even fully automatically.
  • the cleaning and filling module is also provided with an external cleaning device for cleaning the outside of KEGs, so that the cleaning and filling module is set up both for external cleaning and for internal cleaning of the KEGs and for filling the KEGs with the filling product is.
  • the cleaning and filling module also has a housing for at least partially accommodating the KEG in order to retain the liquid or the cleaning medium used for cleaning the outside.
  • the present invention also includes a treatment system with a plurality of cleaning and filling modules, as described above, with at least two of the cleaning and filling modules being set up for treating KEGs of the same type.
  • KEGs of the same type is understood here to mean that the KEGs are the same in at least one property relevant to the cleaning and filling process and considered here.
  • properties can include the following from the non-exhaustive list of properties: capacity, size, geometry, external shape, material, weight, strength or thickness of the KEG wall, type of KEG fitting, and so on.
  • At least one of the cleaning and filling modules is able to interrupt a filling or cleaning process at any point in the process and also to continue it again.
  • this enables increased flexibility of the treatment system, in particular because different exposure times of a cleaning medium, for example a lye, could thereby be implemented for the individual KEGs.
  • the point in time and/or the duration of the temporal interruption of the filling or cleaning process can be specified individually by a system operator or can be stored in the control system of the treatment system.
  • the point in time and/or the duration of the time interruption can be set as long as you like.
  • the adjustment of the temporal interruption of the cleaning or filling process does not require any structural changes to the treatment system.
  • the KEG can either remain in the cleaning and filling module or be removed from the cleaning and filling module for the purpose of intermediate storage and processing and, for example, taken to a parking space provided for this purpose.
  • the interruption of the filling or cleaning process can be used to carry out another treatment on the KEG, such as cleaning the outside.
  • the interior of the KEG is then cleaned by supplying at least one cleaning medium and removing it again via a second, controllable medium valve of the treatment head, which serves as a return valve.
  • a first controllable media valve of the treatment head which is connected to a filling product feed and serves as a product valve and is assigned to the fluid chamber, is held in a first closed valve position.
  • a safety or leakage space is formed via a multiple sealing arrangement of the first media valve of the treatment head, which in the first closed valve position forms a separate intermediate space between the fluid space and the filling product feed and thereby safely separates the fluid space and the filling product feed from one another.
  • the first media valve is brought into a second valve position acting as an intermediate or rinsing position, whereby the safety or leakage space is fluidically connected to the fluid space.
  • a head space of the treatment head that encompasses the fluid space is then flushed with at least one flushing medium.
  • the first media valve for filling the KEG is brought into a third valve position in a controlled manner, as a result of which a product to be filled, in particular a drink, is finally fed into the interior of the KEG.
  • the KEG fitting is closed by moving the plunger after the interior has been cleaned with cleaning medium, specifically before the first media valve is brought into the second valve position acting as an intermediate or rinsing position in a controlled manner.
  • the KEG fitting can then preferably be opened again after the headspace of the treatment head has been rinsed with the at least one rinsing medium. It is understood that this step is optional and not mandatory.
  • the KEG remains stationary in the same cleaning and filling module during the entire cleaning and filling process is connected to the treatment head of the cleaning and filling module, in particular is pressed in a sealed position.
  • hot water treatment can be carried out, for example, in which hot water is used as the cleaning medium.
  • At least one hot water rinsing can be carried out, for example, with hot water being used as the rinsing medium, with the second valve position being maintained after the hot water rinsing of the first media valve, the head space is preferably blown out and a gas, in particular CO2, is used as the treatment medium for this purpose.
  • treatment media are not limited to the media expressly mentioned.
  • cold water or water with a suitable concentration of disinfectant additive e.g. CIO2 (chlorine dioxide)
  • CIO2 chlorine dioxide
  • an additional step for prestressing the interior of the KEG is optionally carried out and for this purpose a prestressing gas, in particular CO2, is introduced into the interior.
  • a prestressing gas in particular CO2
  • the KEG fitting is opened by moving the plunger to preload the interior and the first media valve is preferably held in the second valve position during the biasing.
  • the treatment head used in the method is preferably a treatment head as described above.
  • the cleaning and filling module used in the method is preferably also a cleaning and filling module as described above.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a treatment head of an exemplary embodiment with a KEG also partially represented
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a section of the example treatment head shown in FIG. 1 in the area of the first media valve
  • FIG. 3 greatly simplified and only as an example and roughly schematically sketches the first media valve in different valve positions in a partially sectioned representation
  • Fig. 4 greatly simplified and only as an example schematically outlines an embodiment variant of a cleaning and filling module.
  • the treatment head denoted generally by 1 in the figures is used for treating KEGs 3 equipped with a KEG fitting 2, namely in particular for cleaning an interior 3.1 of the KEG 3 and for filling the KEG 3 with a liquid filling product, in particular with a drink.
  • the treatment head 1 is therefore a combined cleaning and filling head and is usually assigned to a corresponding processing station, in particular a cleaning and filling station.
  • One or more such cleaning and filling stations can be provided in a treatment machine or treatment system that is not shown in detail.
  • the present treatment head 1 can be provided in particular in a cleaning and filling module 20 designed for the internal cleaning and filling of KEGs 3, as will be described in more detail below in connection with FIG.
  • the KEGs 3 to be treated are designed in a manner known to those skilled in the art and comprise on one end, in particular on its upper side 3a, the KEG fitting 2, which is provided in the area of a vertical axis or main axis HA of the KEG 3 and essentially two openings trains.
  • a first opening is therefore coaxial with the main axis HA of the KEG 3 and is connected to one end of a riser pipe 16 which extends in the interior 3.1 of the KEG 3 at least in sections over a specific length in the direction of the main axis HA.
  • the riser pipe 16 is preferably provided coaxially with the main axis of the KEG 3 and is open at its end, which faces the bottom provided on the underside 3b of the KEG 3 .
  • the further opening is designed as an annular opening concentrically enclosing the first opening or the riser pipe 16, in particular as an annular channel. Both openings can be closed by a self-closing KEG valve device of the KEG fitting 2 .
  • the KEG valve device which is in particular biased in its closed position by a compression spring, can be opened for cleaning and/or filling the KEG 3 .
  • the KEGs 3 are aligned upright and upside down, ie with their upper side 3a having the KEG fitting 2 pointing downwards.
  • a respective KEG 3 to be treated is coupled to the treatment head 1 via its KEG fitting 2 or is sealingly connected to it, in particular pressed against it in a sealed position.
  • the main axis HA of the KEG 3 and a treatment head axis BA of the treatment head 1 are essentially congruent or coaxial with one another and thus coincide to form a common axis.
  • the treatment head 1 comprises a treatment head housing 4 which is, for example, of columnar design and has a hollow space on the inside.
  • the hollow space serves to accommodate further components and, on the other hand, at least in part or at least in sections, forms a fluid space 6 and flow paths or channels SK1 , SK2 that communicate controllably with the fluid space 6 .
  • the KEG fitting 2 of a KEG 3 arranged in a sealed position on the treatment head 1 is open, the flow paths or channels SK1, SK2 can be connected to the interior 3.1 of the KEG 3 in a controlled manner.
  • the treatment head 1 has a plunger 5 which is at least partially accommodated in the cavity of the treatment head housing 4 and is held in the treatment head housing 4 such that it can be displaced in the axial direction of the treatment head axis BA.
  • the KEG fitting 2 of the KEG 3 to be treated and arranged in a sealed position on the treatment head 1 can be opened via the plunger 5 by its corresponding axial displacement movement upwards, ie in a direction facing the KEG 3 .
  • the plunger 5 By moving the plunger 5 back down, the KEG fitting 2 can be brought back into its closed position accordingly.
  • the plunger 5 is shown in its retracted position, in which the KEG fitting 2 remains closed.
  • the treatment head 1 also has media valves 7, 12 assigned to the fluid chamber 6, namely a first controllable media valve 7 and a second controllable media valve 12.
  • the first media valve 7 is connected to a filling product feed 8 and is used as a product valve for the controlled feeding of the filling product , In particular drinks, formed in the interior of the KEG 3 3.1.
  • the second controllable media valve 12 is preferably used as a return valve.
  • a media outlet 18 is provided in the area of the second controllable media valve 12, via which a pump device 17 that is also present is connected and can thus be fluidically connected to the fluid chamber 6.
  • the pump device 17 is used for the time-optimized, fast and efficient emptying of a KEG 3. If the flow paths or channels SK1, SK2 are appropriately connected to the interior 3.1 of the KEG 3, fluids, in particular residues of filling product or cleaning media, which are used during cleaning, can be removed , be sucked out of the interior 3.1 of the KEG 3 in that the pump device 17 generates a suction effect or a suction pressure, in particular a negative pressure, via the media outlet 18 .
  • valve body 7.1 In its open position V3, as shown in FIG. 1 (see also FIG. 3), the valve body 7.1 is at a distance from the valve seat 7.2, creating a flow path for the filling product is released in that the filling product feed 8 is fluidically connected in this valve position V3 to the fluid chamber 6 and the first flow path or channel SK1 connected thereto.
  • a safety or leakage chamber 10 is formed via the multiple sealing arrangement 9 provided in the treatment head 1, which in the first closed valve position V1 of the product valve 7 forms a separate intermediate space between the fluid chamber 6 and the filling product feed 8 and thereby the filling product feed 8 and the fluid chamber 6 reliably and preferably completely and advantageously sealingly separates or seals from one another.
  • the safety or leakage space 10 can be flushed, and Although preferably between the cleaning process and the filling process, namely in particular before the actual filling process is initiated or begins by appropriately controlled switching.
  • a flushing device 13 in particular a flushing valve, is also provided for flushing the safety or leakage space 10 .
  • the safety or leakage space 10 can be opened to the outside via a controlled process 13.1 in order to let media out or to flush out the safety or leakage space 10.
  • the multiple sealing arrangement 9 is formed by a double seat or double sealing leakage valve and comprises a first sealing element 11.1 and a second sealing element 11.2.
  • the sealing elements 11.1, 11.2 are arranged on the valve body 7.1, namely at a particular axial distance from one another in relation to the product valve axis PVA.
  • the sealing elements 11.1, 11.2 can also be referred to as radially acting seals, for example.
  • the fluid chamber 6 is doubly sealed in the first valve position V1 via the tightly closed safety or leakage chamber 10 with respect to the filling product feed 8.

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Behandlungskopf (1) für die Behandlung von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting (2) ausgestatteten KEGs (3). Der Behandlungskopf (1) weist ein Behandlungskopfgehäuse (4) auf, sowie zumindest einen in Achsrichtung einer Behandlungskopfachse (BA) verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse (4) gehaltenen Stößel (5) zum Öffnen des KEG-Fittings (2) des zu behandelnden und in einer Dichtlage an dem Behandlungskopf (1) angeordneten KEGs (3). In dem Behandlungskopf (1) sind zumindest ein Fluidraum (6) sowie steuerbar mit dem Fluidraum (6) kommunizierende Strömungswege oder -kanäle (SK1, SK2) ausgebildet. Die Strömungswege oder -kanäle (SK1, SK2) sind bei geöffnetem KEG-Fitting (2) mit dem Innenraum (3.1) des zu behandelnden KEGs (3) verbindbar. Der Behandlungskopf (1) weist ferner zumindest ein dem Fluidraum (6) zugeordnetes erstes steuerbares Medienventil (7) auf, das mit einer Füllproduktzuführung (8) verbunden und als Produktventil zum gesteuerten Zuführen eines Füllprodukts, insbesondere eines Getränks, in den Innenraum (3.1) des zu behandelnden KEGs (3) ausgebildet ist, sowie wenigstens ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil (12). Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zumindest das als Produktventil dienende erste Medienventil (7) eine Mehrfachdichtanordnung (9) zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung (8) gegenüber dem Fluidraum (6) aufweist. Mittels der Mehrfachdichtanordnung (9) ist dabei zumindest ein Sicherheits- oder Leckageraum (10) gebildet, der in wenigstens einer ersten geschlossenen Ventilstellung (V1) des ersten Medienventils (7) einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum (6) und der Füllproduktzuführung (8) ausbildet.

Description

Behandlungskopf zum Behandeln von KEGs
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Behandlungskopf zum Behandeln von jeweils mit einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Reinigungs- und Füllmodul zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs, auf eine Behandlungsanlage mit einer Mehrzahl derartiger Reinigungs- und Füllmodule sowie außerdem auf ein Verfahren zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs mittels eines solchen Reinigungs- und Füllmoduls.
Mehrwegfässer, auch als KEGs oder als KEG-Fässer oder KEG-Behälter bezeichnet, sind in der Getränkeindustrie hinreichend bekannt. Derartige KEGs werden hauptsächlich verwendet, wenn Getränke oder andere flüssige Produkte als Füllgut in größeren Mengen, insbesondere in Mengen größer 5 Liter, gehandhabt und ausgegeben werden. Gerade im Bereich der Gastronomie erweist es sich häufig als besonders vorteilhaft, die Getränke nicht in Flaschen oder Dosen, sondern in Fässern handzuhaben, wobei hier die Verwendung von KEGs zahlreiche Vorteile bietet.
Einer der Hauptvorteile bei der Verwendung von KEGs kann beispielsweise in der besonderen Ausgestaltung der Anschlüsse gesehen werden, welche in der Regel ein Ventil umfassen, wobei die KEGs über diese Anschlüsse bzw. Ventile beim erforderlichen Reinigungs- und Abfüllprozess in einem Abfüllbetrieb gereinigt und befüllt werden können und zudem das Füllgut beim Verbraucher, insbesondere in der Gastronomie, mithilfe passender Zapfköpfe über eben diese Anschlüsse bzw. Ventile auch wieder entnommen, insbesondere gezapft werden kann. Die Anschlüsse von KEGs kennt der Fachmann dabei unter der Bezeichnung Fitting oder KEG-Fitting. Mithin ist dem einschlägigen Fachmann dabei der grundsätzliche Aufbau derartiger KEGs mit zumindest einem KEG-Fitting bereits seit langem gut bekannt.
Die als Mehrwegfässer ausgebildeten KEGs mit einem KEG-Fitting durchlaufen mehrere Verwendungszyklen, wobei jedes KEG in jedem dieser Zyklen nach der jeweiligen Entnahme des flüssigen Füllgutes zurückgegeben wird, zum Beispiel an einen Abfüllbetrieb, um zunächst einem Reinigungsprozess unterzogen zu werden, bevor das KEG in einem hygienisch einwandfrei gereinigten Zustand erneut mit flüssigem Füllgut befüllt werden kann. In der Regel werden die KEGs dabei in den Abfüllbetrieben, insbesondere in den großen Betrieben der Getränkeindustrie, industriell und automatisiert gehandhabt. Bekannt hierfür sind beispielsweise vollautomatisierte Maschinen bzw. Anlagen mit einer oder mehreren Stationen zum Reinigen oder Füllen der KEGs. Derartige Maschinen bzw. Anlagen können auch als Behandlungsvorrichtung oder Behandlungsanlage bezeichnet werden.
Bei solchen Behandlungsanlagen für KEGs ist es üblich, dass die KEGs kopfüber, d.h. mit dem so genannten Fitting nach unten durch die Anlage bewegt werden, in dieser Ausrichtung die einzelnen Behandlungsstationen durchlaufen und dabei mit den verschiedenen Behandlungsmedien oder auch mit dem Füllgut und Druckgas beaufschlagt werden. Die erforderlichen Verbindungen zwischen dem Inneren des KEGs, nämlich dem KEG-Innen- raum, und den Medien bzw. deren Zu- oder Ableitungen werden dabei mittels des KEG- Fittings hergestellt.
Für die Behandlung der KEGs in den jeweiligen Behandlungsstationen wird zunächst ein Kontakt zwischen dem KEG-Fitting, welches in der genannten Kopfüber-Stellung nach unten orientiert ist, und einem in der Behandlungsstation vorgesehenen bzw. vorhandenen Behandlungskopf hergestellt. Hierbei werden das KEG-Fitting und der Behandlungskopf so zueinander ausgerichtet und miteinander verbunden, dass das KEG-Fitting in Dichtlage mit dem Behandlungskopf gebracht werden kann, wenn das KEG und der Behandlungskopf gegenseitig aneinander angepresst werden.
Bei den oberhalb beschriebenen Behandlungsvorrichtungen oder Behandlungsanlagen werden die KEGs in der Regel in großer Anzahl und mit hohem Durchsatz behandelt. Dabei durchlaufen die KEGs für den Reinigungs- und Füllprozess räumlich voneinander verschiedene, in ihrer Aufstellung jedoch festgelegte Reinigungs- und Füllstationen, wobei ein voreingestellter Reinigungs- und Füllprozess für alle zu behandelnden KEGs in mehr oder weniger gleicher Weise abläuft.
In jüngerer Zeit gibt es jedoch einen Trend hin zu kleineren, unabhängigen Brauereien und Getränkeabfüllern, wie etwa „Craft-Beer“ Brauer, die ein zunehmend größeres und immer diverseres Sortiment anbieten. Hier wird eine breitere Variation von Reinigungs- und Füllprozessen benötigt. Somit besteht der Bedarf nach kleineren sowie auch größeren und großen Anlagen mit erhöhter Flexibilität, bei denen die KEGs mit geringem apparativem Aufwand in der jeweils individuell gewünschten Weise gereinigt und befüllt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Behandlungskopf zum Behandeln von KEGs aufzuzeigen, der multifunktional ist und mit dem auf insbesondere hygienisch einwandfreie Weise ein Vermischen von nacheinander verwendeten Behandlungsmedien sicher vermieden und Produktverlust minimiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Behandlungskopf zum Behandeln von KEGs gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Reinigungs- und Füllmodul gemäß Patentanspruch 22 und eine Behandlungsanlage gemäß den Patentansprüchen 24 und 25 angegeben. Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs gemäß Patentanspruch 26. Die Unteransprüche betreffen dabei besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Behandlungskopf für die Behandlung von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs zur Verfügung. Der Behandlungskopf weist zumindest ein Behandlungskopfgehäuse auf, sowie zumindest einen in Achsrichtung einer Behandlungskopfachse verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse gehaltenen Stößel zum Öffnen des KEG-Fittings des zu behandelnden und in einer Dichtlage an dem Behandlungskopf angeordneten KEGs. In dem Behandlungskopf sind zumindest ein Fluidraum sowie steuerbar mit dem Fluidraum kommunizierende Strömungswege oder -kanäle ausgebildet. Die Strömungswege oder -kanäle sind bei geöffnetem KEG-Fitting mit einem Innenraum des zu behandelnden KEGs verbindbar. Der Behandlungskopf weist ferner zumindest ein dem Fluidraum zugeordnetes erstes steuerbares Medienventil auf, das mit einer Füllproduktzuführung verbunden und als Produktventil zum gesteuerten Zuführen eines Füllprodukts, insbesondere eines Getränks, in den Innenraum des zu behandelnden KEGs ausgebildet ist. Ferner weist der Behandlungskopf wenigstens ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil auf. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung weist zumindest das als Produktventil dienende erste Medienventil eine Mehrfachdichtanordnung zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung gegenüber dem Fluidraum auf, wobei mittels der Mehrfachdichtanordnung zumindest ein Sicherheits- oder Leckageraum gebildet ist, der in wenigstens einer ersten geschlossenen Ventilstellung des ersten Medienventils einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum und der Füllproduktzuführung ausbildet.
Unter der „Behandlung“ von KEGs, welche vorliegend auch als KEG-Fässer oder KEG-Be- hälter bezeichnet werden können, ist im Sinne der Erfindung sowohl ein Reinigen wie auch ein Füllen der KEGs umfasst, wobei der vorliegende Behandlungskopf als multifunktionaler Behandlungskopf ausgebildet ist, der insbesondere zum Reinigen und Füllen von jeweils mit einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs eingerichtet ist. Der vorliegende Behandlungskopf kann daher auch als kombinierter Füll- und Reinigungskopf oder als Kombi-Kopf bezeichnet werden. Auch können die Begriffe Multifunktionskopf oder Multikopf synonym für den vorliegenden Behandlungskopf verwendet werden.
Ein „Füllprodukt“ im Sinne der vorliegenden Erfindung kann z.B. ein Getränk, insbesondere ein CO2-haltiges Getränk, sein. Beispielsweise kann das Füllprodukt Bier, ein Biermischgetränk oder ein karbonisiertes Erfrischungsgetränk (Carbonated Softdrink) sein.
Der vorliegende Behandlungskopf ist einer vorgegebenen Behandlungsstation zugeordnet, so dass auch die den Behandlungskopf aufweisende Behandlungsstation eine multifunktionale Behandlungsstation, nämlich eine Reinigungs- und Füllstation ist, in der ein zu behandelndes KEG sowohl gereinigt als auch befüllt wird. In Analogie zu den Begriffl ichkei- ten hinsichtlich des Behandlungskopfes kann daher auch die den Behandlungskopf aufweisende Behandlungsstation als kombinierte Füll- und Reinigungsstation oder Kombi- Station bzw. als Multifunktions-Station oder Multi-Station bezeichnet werden.
Das mittels des Behandlungskopfes erfolgende „Reinigen“ betrifft vorliegend im Wesentlichen die Reinigung des Inneren, nämlich des Innenraumes des KEGs, und ist auch als Innenreinigung des KEGs zu verstehen. Diese Innenreinigung wird in einem Reinigungsvorgang oder Reinigungsprozess mit wenigstens einem Reinigungsschritt mittels zumindest eines Reinigungsmediums oder Reinigungsmittels durchgeführt, wobei ein „Reinigungsmedium“ bzw. „Reinigungsmittel“ sowohl flüssige wie auch gasförmige oder dampfförmige Medien oder Fluide umfasst, die insbesondere in unterschiedlichen Temperaturen, beispielsweise warm, heiß oder kalt angewandt werden können. Als „Reinigungsmedien“ bzw. „Reinigungsmittel“, welche vorliegend auch als Behandlungsmedien bezeichnet werden, kommen sämtliche im Bereich der Lebensmittelindustrie, insbesondere Getränkeindustrie, üblicherweise im Zusammenhang mit einer Reinigung verwendete Medien in Frage, welche dem Fachmann geläufig sind. Die Begriffe „Reinigungsmedien“ bzw. „Reinigungsmittel“ können insbesondere auch Desinfektionsmittel und/oder beispielsweise Wasser, Luft, Stickstoff oder CO2-Gas umfassen, welche bei der Innenreinigung zum Reinigen, Spülen oder auch zum Trocknen bzw. Ausblasen des KEGs verwendet werden. Die Reinigung umfasst vorzugsweise mehrere verschiedene Reinigungsschritte mit unterschiedlichen Reinigungsmedien oder Reinigungsmitteln, wobei die mehreren Reinigungsschritte beispielsweise sequenziell bzw. aufeinanderfolgend durchgeführt werden. Das Reinigen kann hierbei auch ein „Spülen“ umfassen, wobei hierzu auch ein als Spülmedium bezeichnetes Behandlungsmedium verwendet werden kann.
Aufgrund der Mehrfachdichtanordnung in wenigstens dem als Produktventil ausgebildeten ersten Medienventil ist die Füllproduktzuführung mehrfach gegenüber dem im Behandlungskopf, insbesondere im Behandlungskopfgehäuse ausgebildeten Fluidraum abgedichtet. Die Reinigungsmedien sind dadurch stets und besonders sicher von dem Füllprodukt getrennt. In der ersten geschlossenen Ventilstellung des ersten Medienventils, welche auch als Reinigungs- oder Spülstellung verstanden werden kann, stellt dabei der durch die Mehrfachdichtanordnung gebildete Sicherheits- oder Leckageraum einen abgetrennten Raum bereit, der als Zwischenraum den Fluidraum und die Füllproduktzuführung vollständig und dicht bzw. abgedichtet voneinander trennt bzw. gegeneinander abtrennt oder isoliert. Der Sicherheits- oder Leckageraum kann daher auch als ein den Fluidraum und den Raum der Füllproduktzuführung trennender Zwischenraum oder als Trennraum bzw. Schleusenraum bezeichnet werden, welcher insbesondere in der ersten geschlossenen Ventilstellung des ersten Medienventils einen Isolationsraum bildet.
Besonders vorteilhaft kann der Sicherheits- oder Leckageraum durch eine Spüleinrichtung, insbesondere durch ein speziell vorgesehenes Ventil, welches beispielsweise als Satellitenventil bezeichnet werden kann, und/oder durch einen speziell vorgesehenen gesteuerten Ablauf nach außen geöffnet werden, um diesen Sicherheits- oder Leckageraum gesondert zu spülen oder um Medien ablassen zu können.
Mit dem erfindungsgemäßen Behandlungskopf ergeben sich ganz besondere Vorteile, da sowohl die Innenreinigung wie auch das Befüllen eines jeweiligen KEGs - und hierbei insbesondere sämtliche für die Reinigungs- und Füllprozesse erforderlichen Schritte - auf besonders sichere Weise mit ein- und demselben Behandlungskopf durchgeführt werden können, ohne dabei Gefahr zu laufen, dass das Füllprodukt in einem der Schritte während des Reinigungs- und Füllprozesses unerwünscht mit Reinigungsmedium bzw. Reinigungsmittel in Kontakt gelangt oder gar mit diesem vermischt wird.
Weitere Vorteile ergeben sich durch die Tatsache, dass das KEG-Fitting des zu behandelnden KEGs während des gesamten Reinigungs- und Füllprozesses an den Behandlungskopf gekoppelt und mit diesem verbunden, insbesondere dichtend mit diesem verbunden ist. Dadurch kann das zu behandelnde KEG während des gesamten Reinigungsund Füllprozesses vorteilhaft an bzw. in ein- und derselben Behandlungsstation verbleiben. Das zu behandelnde KEG ist somit für den gesamten Reinigungs- und Füllprozess einem einzigen Behandlungskopf sowie damit einhergehend einer einzigen Behandlungsstation zugewiesen und verbleibt über die Gesamtdauer der Behandlung stationär in dieser Behandlungsstation.
Ein mehrfaches An- und Abkoppeln des KEG-Fittings an bzw. von verschiedenen Behandlungsköpfen während des Reinigungs- und Füllprozesses entfällt hierbei, wodurch vorteilhaft auch das KEG-Fitting der KEGs geschont wird und somit einem geringeren Verschleiß unterliegt. Auch führt dies vorteilhaft zu einer Zeitersparnis, wobei nicht nur die Zeit zum wiederholten Koppeln und Entkoppeln des KEG-Fittings an den Behandlungskopf eingespart werden kann sondern überdies auch die Transport-Zeit, die in herkömmlichen Systemen notwendig ist für vorgegebene Transportschritte, um das KEG von einer Behandlungsstation zur nächsten zu transportieren.
Durch das über die erfindungsgemäß vorgesehene Mehrfachdichtanordnung und den dadurch gebildeten Sicherheits- und Leckageraum bedingte wirksame Verhindern eines unerwünschten In-Kontakt-Gelangens oder Vermischens von Füllprodukt und Reinigungsmedium können beispielsweise Füllproduktverluste und Reklamationen aus dem Handel vermieden und dadurch Kosten für den Abfüllbetrieb reduziert bzw. eingespart werden. Überdies wird darüber auch einer möglichen geschmacklichen oder hygienischen Beeinträchtigung des in das KEG abgefüllten Füllprodukts effektiv entgegengewirkt, so dass hier auch die Gefahr von Qualitätsverlusten oder gar einer eventuellen gesundheitsschädlichen Wirkung für den Konsumenten vermieden werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist bei der Mehrfachdichtanordnung ferner eine Spüleinrichtung, insbesondere ein Spülventil, zum Spülen des Sicherheits- oder Leckageraumes vorgesehen. Dadurch ist der Sicherheits- oder Leckageraum spülbar, wobei ferner ein gesteuerter Ablauf über den Sicherheits- oder Leckageraum möglich ist. Hierüber wird die stets sichere Trennung der Reinigungsmedien von dem Füllprodukt zusätzlich unterstützt. Insbesondere kann hierdurch auch auf noch bessere Weise sichergestellt werden, dass sämtliche Reinigungsmittel-Rückstände oder auch eventuell in den Sicherheits- oder Leckageraum eingedrungene Reinigungsmittel ausgespült und entfernt werden können, bevor die entsprechenden Schritte für den eigentlichen Füllvorgang durchgeführt werden. Der gesamte Füllproduktweg, nämlich der Weg, den das Füllprodukt beim Befüllen des KEGs ausgehend von der Füllproduktzuführung durch den Fluidraum mit den kommunizierenden Strömungswegen oder -kanälen passiert, kann dadurch sauber und insbesondere frei gehalten werden von unerwünschten Reinigungsmedien oder von Rest-Rückständen aus dem KEG. Vorteilhaft wirkt die bevorzugte Spüleinrichtung insbesondere unterstützend und zusätzlich verstärkend auf den oben bereits erwähnten Effekt der wirksamen Vermeidung von Füllproduktverlusten und/oder Gefahren für den Endverbraucher.
Weiterhin vorteilhaft besteht aufgrund des vorhandenen Sicherheits- oder Leckageraumes auch die Möglichkeit einer Dichtigkeitsprüfung von Dichtungen, wobei beispielsweise eventuelle Leckagen oder Undichtigkeiten von Dichtungen über optische Kontrolle einer Bedienperson oder über geeignete Sensoren detektiert werden können.
Die Mehrfachdichtanordnung des ersten Medienventils ist vorzugsweise durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet. Im Verständnis der vorliegenden Erfindung kann das Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil auch als Doppelsitz- oder Doppeldichtventil bezeichnet werden.
Vorteile ergeben sich darüber, dass zumindest zwei Strömungswege oder -kanäle in dem Behandlungskopf ausgebildet sind, wobei der erste Strömungsweg oder -kanal steuerbar mit dem Füllprodukt beaufschlagbar ist und der Innenraum des KEGs über den ersten Strömungsweg oder -kanal mit dem Füllprodukt befüllbar ist, und wobei der zweite Strömungsweg oder -kanal zum steuerbaren Abführen wenigstens eines Behandlungsmediums aus dem Innenraum des KEGs und/oder zum steuerbaren Zuführen wenigstens eines Behandlungsmediums in den Innenraum des KEGs dient und sich zumindest teilweise durch den Stößel erstreckt. Bei besonderen Ausführungsvarianten kann, etwa wenn spezielle Arten von KEGs, zum Beispiel von KEGs mit Beuteln behandelt werden, auch eine Umkehr des ersten Strömungsweges zum zweiten Strömungsweg möglich sein, wobei hierzu insbesondere ein spezieller Stößel in Zusammenwirkung mit einem dafür geeigneten Fitting eingesetzt wird.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist ferner das als Rücklaufventil dienende zweite steuerbare Medienventil eine Mehrfachdichtanordnung auf, wobei die Mehrfachdichtanordnung des Rücklaufventils vorzugsweise durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet ist. Beispielsweise kann hierüber bei der Reinigung eine Strömungsumkehr sicher hergestellt werden.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind bei dem ersten steuerbaren Medienventil zwei Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventile vorgesehen. Alternativ oder additiv ist hierbei außerdem gemäß einer ebenso ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante im Bereich der mit dem ersten steuerbaren Medienventil verbundenen Füllproduktzuführung ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil angeordnet. Das Vorhandensein der mindestens zwei Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventile im Bereich des Produktventils und der Füllproduktzuführung erlaubt beispielsweise ein einfaches Umschalten zwischen unterschiedlichen Füllprodukten von KEG zu KEG und erleichtert damit zum Beispiel einen Produktwechsel, wodurch eine Multiproduktabfüllung vereinfacht wird.
Die Medienventile weisen jeweils einen Ventilgehäuseabschnitt auf, über den die Medienventile an einen Übergangsabschnitt oder Ventilübergangsabschnitt des Behandlungskopfgehäuses anschließen. Die jeweiligen Ventilgehäuseabschnitte können beispielsweise integraler Teil des Behandlungskopfgehäuses und einstückig mit diesem ausgebildet sein. Im Inneren der Ventilgehäuseabschnitte ist jeweils ein Hohlraum ausgebildet, der mit dem Fluidraum zusammenhängend verbunden ist und zumindest in Abschnitten selbst Teil des Fluidraumes ist.
Besonders bevorzugt weist das erste Medienventil eine Produktventilachse und das zweite Medienventil eine Rücklaufventilachse auf. Besondere Vorteile ergeben sich darüber, dass das erste Medienventil und das zweite Medienventil derart relativ zueinander angeordnet sind, dass die Produktventilachse und die Rücklaufventilachse einen Winkel kleiner 180°, insbesondere einen Winkel kleiner 90°, einschließen. Besonders bevorzugt sind die Medienventil derart relativ zueinander angeordnet, dass die Produktventilachse und die Rück- laufventilachse einen Winkel in einem Bereich von rund 20° bis 70°, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 25° bis 50° und beispielsweise einen Winkel von rund 25° oder rund 30° oder rund 35° einschließen. Durch diese Anordnung sind die beiden Medienventile im Wesentlichen „nebeneinander“ am Behandlungskopf angeordnet und liegen sich bezogen auf die Behandlungskopfachse nicht gegenüber. Hierdurch ergeben sich einerseits räumliche Vorteile für den Anschluss von zu- und/oder abführenden Medienleitungen sowie eine grundsätzlich verbesserte Zugänglichkeit zu den Medienventilen. Weiterhin werden die Behandlungsmedien dadurch besonders vorteilhaft geführt und geleitet, so dass der Fluss bzw. der Strom der Behandlungsmedien über diese Anordnung der Medienventile in optimaler Weise erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Variante weist das als Produktventil dienende erste steuerbare Medienventil einen Ventilsitz sowie einen in Richtung der Produktventilachse bewegbaren Ventilkörper mit einer Dichtfläche auf, wobei für die Bewegung des Ventilkörpers entlang der Produktventilachse ein Stellantrieb vorgesehen ist. Der Ventilkörper kann somit vorliegend auch als Stellantriebsstößel verstanden werden. Hierbei ist es möglich, dass der Stellantrieb oder Ventilantrieb in Achsrichtung der Produktventilachse auf den Ventilkörper einwirkt und der Stellantrieb damit in einer Achse mit dem Ventilkörper wirkt. Alternativ kann der Stellantrieb o- der Ventilantrieb auch dergestalt sein, dass eine auf den Ventilkörper wirkenden Antriebskraft bzw. Antriebsrichtung nicht in Achsrichtung der Produktventilachse orientiert ist, sondern im Wnkel zur Produktventilachse.
Insbesondere bevorzugt liegt hierbei die Dichtfläche des Ventilkörpers in der ersten geschlossenen Ventilstellung zumindest abschnittsweise dichtend gegen den Ventilsitz des ersten Medienventils an.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist die Mehrfachdichtanordnung als Doppelsitzventil mit separat schaltbaren Ventilsitzen ausgebildet, wobei ferner separate Stellantriebe bzw. Ventilantriebe vorgesehen sind.
Der Ventilkörper ist vorzugsweise durch eine Stellbewegung in Richtung der Produktventilachse ferner in zumindest eine zweite Ventilstellung bewegbar, wobei in der zweiten Ventilstellung der Fluidraum mit dem Sicherheits- oder Leckageraum fluidisch verbunden ist und die Füllproduktzuführung gegenüber dem in fluidischer Verbindung mit dem Fluidraum stehenden Sicherheits- oder Leckageraum abgedichtet ist. Die zweite Ventilstellung definiert dabei eine Zwischen- oder Spülstellung des ersten Medienventils. Der mit dem Sicherheits- oder Leckageraum verbundene Fluidraum ist hierbei nach außen zu öffnen, beispielsweise über das steuerbare Spül- oder Satellitenventil des Sicherheits- oder Leckageraums und den entsprechenden zugehörigen Auslass bzw. Ablauföffnung nach außen.
Der Ventilkörper ist ferner durch eine Stellbewegung in Richtung der Produktventilachse in zumindest eine dritte Ventilstellung bewegbar, wobei in der dritten Ventilstellung der Fluidraum mit dem Sicherheits- oder Leckageraum und mit der Füllproduktzuführung fluidisch verbunden ist. Die dritte Ventilstellung definiert dabei eine Öffnungsstellung oder Füllstellung des ersten Medienventils.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist der Ventilkörper einen in Achsrichtung der Produktventilachse über die Dichtfläche hinausragenden Vorsprung auf, wobei sich der Vorsprung zur Verringerung eines Totraumes in wenigstens der ersten Ventilstellung zumindest abschnittsweise in den Fluidraum hinein erstreckt. Gemäß einer noch weiteren ebenso bevorzugten Variante kann der Ventilsitz schwenkbar oder klappbar ausgebildet sein. Auch kann alternativ oder additiv vorgesehen sein, dass vorzugsweise der Ventilkörper oder zumindest ein vorderer Bereich des Ventilkörpers oder eine Ventilkörperspitze eine asymmetrische Geometrie oder eine Freiform aufweist. Weiterhin kann der Ventilkörper in seinem vorderen Bereich verlängert sein und somit als verlängerter Ventilstößel dienen, wobei die Verlängerung beispielsweise spiegelsymmetrisch sein kann.
Besonders bevorzugt erstreckt sich der Ventilkörper seiner Länge nach entlang der Produktventilachse, wobei vorzugsweise eine Achse des Ventilkörpers achsgleich zu der Produktventilachse ist. In besonders bevorzugten Ausführungsformen sind daher der Ventilsitz, der Ventilkörper, der die Produktventilachse umlaufende Ventilgehäuseabschnitt sowie zusätzlich der Stellantrieb koaxial ausgerichtet. Alternativ kann jedoch auch der Ventilsitz und/oder der Stellantrieb achsversetzt oder schräg bzw. im Winkel angeordnet sein.
Beispielsweise kann im Bereich des Fluidraums ein elastisches Element oder ein elastischer Abschnitt vorgesehen sein, um ein Rückstellen oder Zurückziehen des Ventilkörpers entgegen der inkompressiblen Flüssigkeit zu erleichtern.
Vorzugsweise weist der Fluidraum im Bereich des ersten und/oder des zweiten Medienventils eine von der kreisrunden Form abweichende, insbesondere ovale Querschnittsform auf. Die „Querschnittsform des Fluidraumes“ bezieht sich hierbei auf die Form eines Schnittes mit einer Schnittrichtung bzw. Schnittebene parallel oder im Wesentlichen parallel zur Behandlungskopfachse, nämlich eines in Richtung der Behandlungskopfachse verlaufenden Querschnittes durch den Fluidraum, und zwar geschnitten an einer Stelle bzw. in einem Bereich am Übergang des Fluidraumes zum Ventilsitz, das heißt an einer Stelle bzw. in einem Bereich, wo der Hohlraum im Ventilgehäuseabschnitt, insbesondere ein Ventilraum des ersten Medienventils, und zwar insbesondere der das Füllprodukt führende Ventilraum, in den Fluidraum mündet.
Es versteht sich von selbst, dass eine „von der kreisrunden Form abweichende“ Querschnittsform verschiedenste mögliche Formen umfasst, darunter insbesondere auch asymmetrische Formen oder eine „Freiform“.
Die Mehrfachdichtanordnung des ersten und/oder zweiten Medienventils umfasst vorteilhaft jeweils zumindest ein erstes Dichtelement und ein zweites Dichtelement. Zumindest eines dieser beiden vorgesehenen Dichtelemente weist besonders bevorzugt eine von der kreisrunden Form abweichende Form, insbesondere eine ovale Form oder aber eine asymmetrische Form oder eine Freiform auf. Das Dichtelement bzw. die Dichtelemente sind bevorzugt derart angeordnet und ausgebildet, dass es/sie im Fluidraum im Bereich des ersten und/oder des zweiten Medienventils eine Dichtung ausbilden. In den voranstehend beschriebenen Varianten mit einer „Freiform“-Dichtung kann diese Dichtung in einer ganz besonderen Ausführungsvariante beispielsweise fast oval ausgebildet und mehrfach gekrümmt, insbesondere in mehrere Ebenen gekrümmt sein. Art und Ausmaß der mehrfachen Krümmungen sind beispielsweise dahingehend optimiert, den Totraum zu minimieren. Die Optimierung der „Freiform“ erfolgt dabei beispielsweise auch in Abhängigkeit der Dichtungsfunktion bzw. -erfordern isse sowie in Abhängigkeit der Funktion des Medienventils und/oder der Fertigungsmöglichkeiten.
In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsvariante kann alternativ oder additiv insbesondere das als Doppeldichtventil ausgebildete erste Medienventil und/oder vorzugsweise auch das als Doppeldichtventil ausgebildete zweite Medienventil mit einer jeweiligen Verdrehsicherung versehen bzw. ausgestattet sein. Dadurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass eine Ventilkörperspitze, beispielsweise in dem Bereich des in Achsrichtung der Produktventilachse über die Dichtfläche hinausragenden Vorsprungs, eine asymmetrische Form oder eine Freiform aufweisen kann, wodurch der Totraum weiter minimiert werden kann. Voranstehend wurden Merkmale und Vorteile in Bezug auf die Mehrfachdichtanordnung nur im Zusammenhang mit dem als Produktventil dienenden ersten Medienventil mehr im Detail beschrieben. Selbstverständlich treffen die Merkmale und Vorteile auch auf eine im zweiten Medienventil vorgesehene Mehrfachdichtanordnung in analoger Weise zu.
Vorzugsweise sind das erste und/oder zweite Medienventil schräg an dem Behandlungskopf angeordnet, nämlich derart, dass dabei die Produktventilachse und/oder die Rücklaufventilachse jeweils einen spitzen oder im Wesentlichen spitzen Winkel mit der Behandlungskopfachse einschließen. Bei dem in „Kopfüberstellung“ zu behandelnden KEG ist der Behandlungskopf im Betriebszustand bei angekoppeltem KEG unterhalb des KEGs angeordnet und die Behandlungskopfachse fällt dabei im Wesentlichen mit einer KEG-Hauptachse bzw. mit einer Hochachse des KEG zusammen, so dass das erste und/oder zweite Medienventil in der genannten bevorzugten Ausführungsvariante bezogen auf die Behandlungskopf- und KEG- Hauptachse schräg nach unten abstehen. Gemäß bevorzugter Ausführungsformen schließen die Produktventilachse und/oder die Rücklaufventilachse mit der Behandlungskopfachse einen Wnkel in einem Bereich von rund 25° bis 45°, besonders bevorzugt in einem Bereich von rund 30° bis 40° und insbesondere bevorzugt von etwa 35° ein. Dies erleichtert den Anschluss von Medienleitungen und verbessert die grundsätzliche Zugänglichkeit. Ferner führt dies zu einem verbesserten Strömungsverhalten der Medien in dem bzw. durch den Behandlungskopf.
Vorteile ergeben sich ferner dadurch, dass in dem Behandlungskopfgehäuse eine Führungsfläche zur Strömungsführung und Umlenkung des Füllprodukts ausgebildet ist, wobei sich die Führungsfläche zumindest abschnittsweise in dem Fluidraum erstreckt und/oder abschnittsweise den Fluidraum begrenzt. Darüber kann beispielsweise eine effiziente Umlenkung des Füllprodukts nach oben zum KEG hin erfolgen. Vorzugsweise ist die Führungsfläche durch eine aufwärts gerichtete Freiformfläche gebildet.
Mit dem vorliegenden Behandlungskopf, wie voranstehend spezifiziert, ist ganz besonders vorteilhaft eine effektive und sichere Umlenkung des Produktstromes in Richtung auf den Ringkanal des KEGs möglich, und zwar insbesondere bei gleichzeitiger Vermeidung turbulenter Störungen im Strömungsverhalten.
Der vorliegende Behandlungskopf weist ferner vorteilhaft eine mit den Medienventilen in kommunizierender Verbindung stehende Steuer- und/oder Überwachungseinheit auf, welche ins- besondere die Medienventile steuert und/oder überwacht. Insbesondere steuert und/oder überwacht die Steuer- und/oder Überwachungseinheit auch Stellbewegungen des Ventilkörpers, sowie auch die jeweiligen Ventilstellungen der Medienventile. Die Steuer- und/oder Überwachungseinheit ist ferner dazu ausgebildet, die einzelnen Schritte der Reinigungs- und Füllprozesse zu steuern und zu überwachen und/oder zur Steuerung bzw. Regelung und Überwachung des Reinigungs- und Füllprozesses mit wenigstens einerweiteren, vorzugsweise ferner vorgesehenen Steuerung und/oder Regelung zu kommunizieren.
Bei dem vorliegenden Behandlungskopf ist vorzugsweise ferner eine oder mehrere Sonde(n) und/oder zumindest ein oder mehrere Sensorelement(e) zur Überwachung von Medienströmen und/oder Medieneigenschaften in wenigstens einem der Strömungswege oder -kanäle vorgesehen. Beispielsweise können in Bezug auf die Medienströme und/oder Medieneigenschaften hierbei die Temperatur, die Strömungsgeschwindigkeit, der pH-Wert, die Leitfähigkeit und/oder dergleichen gemessen und überwacht werden, beispielsweise auch ein Zustand „trocken“ oder „nass“.
Ganz besonders bevorzugt ist ferner eine Pumpeinrichtung vorgesehen, die zumindest zeitweise derart mit dem Behandlungskopf verbunden ist, um Behandlungs- oder Reinigungsmedien oder Reste von Füllprodukt aus dem Innenraum des KEGs abzusaugen. Es versteht sich, dass der Anschluss bzw. die Verbindung der Pumpeinrichtung mit dem Behandlungskopf dergestalt ist, dass im verbundenen Zustand über die mit dem Innenraum des KEGs verbindbaren Strömungswege ein Absaugen von Medien bzw. Fluiden aus dem Innenraum des KEGs erfolgt. Die Pumpeinrichtung bewirkt hierbei eine Saugwirkung bzw. Saugleistung, über die eine besonders schnelle Entleerung des KEGs möglich ist.
Dadurch wird eine zeitoptimierte Entleerung des Innenraums des KEGs bei gleichzeitig verbessertem energetischen Wirkungsgrad ermöglicht.
Der Behandlungskopf und die Pumpeinrichtung sind derart ausgebildet und eingerichtet, dass vorzugsweise das Absaugen von Medium mittels der Pumpeinrichtung zusätzlich unterstützt werden kann durch gleichzeitiges Beaufschlagen des KEGs mit Druckluft, d.h. durch gleichzeitiges druckluftbasiertes Ausblasen des KEGs.
Bevorzugt ist die Pumpeinrichtung saugseitig mit dem Fluidraum verbindbar und ist insbesondere gesteuert über einen Medienauslass im Bereich des zweiten Medienventils mit dem Fluidraum verbindbar. Die Pumpeinrichtung kann durch jegliche zur Förderung von Flüssigkeiten geeignete Pumpen, beispielsweise Kolbenpumpen, Exzenterpumpen, Vakuumpumpen oder dergleichen gebildet sein und ist besonders bevorzugt durch eine Membranpumpe gebildet. Mittel zur Messung bzw. Ermittlung eines Flüssigkeitsniveaus und/oder der Durchflussmenge bzw. des Volumenstroms im Fluidraum und/oder im Medienauslass können bevorzugt ebenso vorgesehen sein, wie Mittel zur Steuerung der Saugleistung der Pumpeinrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Reinigungs- und Füllmodul zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs. Das Reinigungsund Füllmodul weist zumindest einen Behandlungskopf auf, wie er oberhalb beschrieben ist. Ferner weist das Reinigungs- und Füllmodul zumindest ein Anpresselement zum Anpressen des jeweiligen KEGs gegen den Behandlungskopf und Anschluss- und Verbindungseinrichtungen für den Anschluss an eine Medienversorgung für das Füllprodukt und für ein oder mehrere Behandlungs- oder Reinigungsmedien sowie für den Anschluss an eine Energieversorgung auf.
Das vorliegende Reinigungs- und Füllmodul ist insbesondere als Behandlungsmodul für den kombinierten Reinigungs- und Füllprozess eingerichtet und ist dazu ausgestattet, einen eigenständigen Reinigungs- und Füllbetrieb zu erlauben, wobei der Behandlungskopf während des gesamten Reinigungs- und Füllprozesses, welcher auch als Reinigungs- und Füllvorgang bezeichnet werden kann, mit dem KEG-Fitting des zu behandelnden KEGs verbunden ist bzw. dichtend an dieses angelagert oder angekoppelt ist. Das vorliegende Reinigungs- und Füllmodul kann somit auch als Kombimodul oder Multimodul verstanden werden. Ein einzelnes bzw. singuläres Reinigungs- und Füllmodul kann somit sämtliche Schritte zum Reinigen und Füllen eines KEGs erfüllen, so dass das vorliegende Reinigungs- und Füllmodul bereits die kleinste Einheit einer Behandlungsanlage bildet. Die Bestückung des Reinigungs- und Füllmoduls, nämlich das Einbringen und Entnehmen von KEGs, kann hier manuell oder maschinell unterstützt bzw. maschinell oder auch vollautomatisch erfolgen.
Das Anpresselement kann beispielsweise in Form eines Anpresskreuzes ausgebildet sein, welches mit einem Anlageabschnitt gegen den an der Unterseite des KEGs ausgebildeten, in der „Über-Kopf-Stellung“ des KEGs nach oben weisenden KEG-Boden anliegt und gegen diesen mit einer von oben nach unten gerichteten Anpresskraft nach unten drückt. Das Anpres- selement kann jedoch auch ein der Unterseite des KEGs zugewandtes Anschlag- oder Stoppelement sein, gegen welches das KEG aktiv von unten her mit einer von unten nach oben gerichteten Kraftwirkung gedrückt wird.
Insbesondere ist das vorliegende Reinigungs- und Füllmodul auch so ausgebildet, dass es mit weiteren Behandlungsmodulen, insbesondere auch mit weiteren gleichartigen Reinigungs- und Füllmodulen, zu einer Behandlungsanlage kombiniert oder gekoppelt werden kann. Aufgrund der Eigenständigkeit jedes einzelnen Reinigungs- und Füllmoduls können in einer solchen Behandlungsanlage die jeweiligen Reinigungs- und Füllmodule besonders vorteilhaft unabhängig voneinander arbeiten bzw. betrieben werden. Hierbei können vor allem auch in jedem einzelnen Reinigungs- und Füllmodul die Reinigungs- und Füllprozesse auf das jeweilige, dort zu behandelnde KEG abgestimmt sein bzw. bedarfsabhängig und gesteuert angepasst werden, wobei für die bedarfsabhängige Anpassung des Reinigungs- und Füllprozesses beispielsweise die Art bzw. der Typ des KEGs oder ein Verschmutzungsgrad des KEGs oder die Art des abzufüllenden Füllprodukts oder dergleichen berücksichtigt werden können.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist bei dem Reinigungsund Füllmodul ferner eine Außenreinigungs-Einrichtung zur Außenreinigung von KEGs vorgesehen, so dass das Reinigungs- und Füllmodul sowohl für eine Außenreinigung als auch für eine Innenreinigung der KEGs sowie für die Befüllung der KEGs mit dem Füllprodukt eingerichtet ist. In diesen Varianten weist das Reinigungs- und Füllmodul zusätzlich ein Gehäuse zur wenigstens teilweisen Aufnahme des KEGs auf, um die für die Außenreinigung verwendete Flüssigkeit bzw. das Reinigungsmedium zurückzuhalten.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Behandlungsanlage mit einer Mehrzahl von Reinigungs- und Füllmodulen, wie voranstehend beschrieben, wobei mindestens zwei der Reinigungs- und Füllmodule zur Behandlung gleichartiger KEGs eingerichtet sind.
Unter „gleichartigen KEGs“ wird vorliegend verstanden, dass sich die KEGs in zumindest einer für den Reinigungs- und Füllprozess relevanten und hier betrachteten Eigenschaft gleichen. Derartige Eigenschaften können folgende der nicht abschließenden Aufzählung von Eigenschaften umfassen: Fassungsvolumen, Größe, Geometrie, äußere Form, Material, Gewicht, Stärke oder Dicke der KEG-Wandung, Art des KEG-Fittings, und so weiter. Unter Betrachtung einer oder mehrerer der Eigenschaften kann beispielsweise auch eine Einteilung oder Unterscheidung verschiedener Typen von KEGs erfolgen. Die vorliegende Behandlungsanlage umfasst alternativ eine Mehrzahl von Reinigungs- und Füllmodulen, wie voranstehend beschrieben, wobei mindestens ein erstes der Reinigungs- und Füllmodule zur Behandlung von KEGs eines ersten Typs eingerichtet ist und mindestens ein zweites der Reinigungs- und Füllmodule zur Behandlung von KEGs eines zweiten Typs eingerichtet ist. Die beiden Typen von KEGs unterscheiden sich z.B. hinsichtlich der Art ihres KEG- Fittings und/oder ihres Volumens voneinander. Unterschiede zwischen den KEG-Typen können jedoch auch auf anderen der voranstehend genannten Eigenschaften gezogen werden.
Vorteilhafterweise ist mindestens eins der Reinigungs- und Füllmodule, vorzugsweise jedes der Reinigungs- und Füllmodule, in der Lage, einen Füll- oder Reinigungsprozess zu jedem beliebigen Zeitpunkt des Prozesses zu unterbrechen und diesen auch wieder fortzusetzen. Dies ermöglicht insbesondere bei der Reinigung von KEGs eine erhöhte Flexibilität der Behandlungsanlage, insbesondere weil dadurch für die einzelnen KEGs unterschiedliche Einwirkzeiten eines Reinigungsmediums, beispielsweise einer Lauge, realisiert werden könnten.
Der Zeitpunkt und/oder die Dauer der zeitlichen Unterbrechung des Füll- oder Reinigungsprozesses können von einem Anlagenbediener individuell festgelegt werden oder in der Steuerung der Behandlungsanlage hinterlegt sein. Der Zeitpunkt und/oder die Dauer der zeitlichen Unterbrechung können beliebig lang einstellbar sein. Die Anpassung der zeitlichen Unterbrechung des Reinigungs- oder Füllprozesses bedarf dabei keiner baulichen Veränderung der Behandlungsanlage.
Während der zeitlichen Unterbrechung kann das KEG entweder im der Reinigungs- und Füllmodul verbleiben oder zum Zwecke der ZwischenlagerungZ-bearbeitung dem der Reinigungs- und Füllmodul entnommen und beispielweise zu einem dafür vorgesehen Stellplatz gebracht werden. Die Unterbrechung des Füll- oder Reinigungsprozesses kann dazu genutzt werden, an dem KEG eine andere Behandlung, wie z.B. eine Außenreinigung, durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting ausgestatteten KEGs mittels eines Reinigungs- und Füllmoduls. Bei dem Verfahren wird ein zu behandelndes KEG mithilfe eines Anpresselementes durch einen Zustellhub mit seinem KEG-Fitting in Dichtlage mit einem Behandlungskopf des Reinigungs- und Füllmoduls gebracht und angepresst, wobei ein Stößel des Behandlungskopfes entlang einer Behandlungskopfachse in Richtung des KEG-Fittings verschoben und dadurch das KEG-Fitting geöffnet wird. Dadurch werden zumindest ein in dem Behandlungskopf ausgebildeter Fluidraum sowie steuerbar mit dem Fluidraum kommunizierende Strömungswege oder -kanäle mit dem Innenraum des zu behandelnden KEGs verbunden. Der Innenraum des KEGs wird dann gereinigt, indem zumindest ein Reinigungsmedium zugeführt und über ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil des Behandlungskopfes wieder abgeführt wird. Während der Reinigung des Innenraumes wird ein mit einer Füllproduktzuführung verbundenes und als Produktventil dienendes, dem Fluidraum zugeordnetes erstes steuerbares Medienventil des Behandlungskopfes in einer ersten geschlossenen Ventilstellung gehalten. Über eine Mehrfachdichtanordnung des ersten Medienventils des Behandlungskopfes ist ein Sicherheits- oder Leckageraum gebildet, der in der ersten geschlossenen Ventilstellung einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum und der Füllproduktzuführung bildet und dadurch den Fluidraum und die Füllproduktzuführung sicher voneinander trennt. Nach dem Reinigen des Innenraumes mit dem zumindest einen Reinigungsmedium wird das erste Medienventil gesteuert in eine als Zwischen- oder Spülstellung wirkende zweite Ventilstellung gebracht, wodurch der Sicherheits- oder Leckageraum fluidisch mit dem Fluidraum verbunden wird. Ein den Fluidraum umfassender Kopfraum des Behandlungskopfes wird dann mit wenigstens einem Spülmedium gespült. Nach dem Spülen des Kopfraumes wird das erste Medienventil zum Füllen des KEGs gesteuert in eine dritte Ventilstellung gebracht, wodurch schließlich ein Füllprodukt, insbesondere ein Getränk, in den Innenraum des KEGs zugeführt wird.
Bei dem Verfahren ist es vorteilhaft, wenn das KEG-Fitting nach dem Reinigen des Innenraumes mit Reinigungsmedium durch Verschieben des Stößels geschlossen wird, und zwar insbesondere bevor das erste Medienventil gesteuert in die als Zwischen- oder Spülstellung wirkende zweite Ventilstellung gebracht wird. Das KEG-Fitting kann dann bevorzugt wieder geöffnet werden, nachdem der Kopfraum des Behandlungskopfes mit dem wenigstens einen Spülmedium gespült wurde. Es versteht sich, dass dieser Schritt optional und nicht zwingend ist.
Das KEG verbleibt vorteilhaft während des gesamten Reinigungs- und Füllvorgangs stationär in demselben Reinigungs- und Füllmodul, wobei damit insbesondere auch einhergeht, dass das KEG-Fitting des zu behandelnden KEGs über den gesamten Reinigungs- und Füllprozess mit dem Behandlungskopf des Reinigungs- und Füllmoduls verbunden ist, insbesondere in Dichtlage angepresst ist.
Bei dem Schritt der Reinigung des Innenraumes des KEGs, bei dem das erste Medienventil des Behandlungskopfes in der ersten geschlossenen Ventilstellung gehalten wird, kann beispielsweise eine Heißwasserbehandlung durchgeführt werden, bei der als Reinigungsmedium Heißwasser verwendet wird.
Besonders bevorzugt wird bei geschlossener Ventilstellung des ersten Medienventils vor der Heißwasserbehandlung zunächst eine Behandlung mit einem weiteren Reinigungsmedium, insbesondere eine für eine einstellbare Zeitdauer erfolgende Laugen- oder Säurebehandlung, durchgeführt, wobei hierzu als Reinigungsmedium eine Lauge oder eine Säure verwendet wird. Alternativ oder additiv wird bei ebenfalls geschlossener Ventilstellung des ersten Medienventils nach der Heißwasserbehandlung eine Dampfbehandlung zum Dämpfen des Innenraumes des KEGs durchgeführt, wobei hierzu Dampf, insbesondere Wasserdampf als Behandlungsmedium, verwendet wird.
Bei dem Schritt des Spülens des Kopfraumes, bei dem das erste Medienventil in der als Zwischen- oder Spülstellung wirkenden zweiten Ventilstellung gehalten wird, kann beispielsweise zumindest eine Heißwasserspülung durchgeführt werden, wobei als Spülmedium Heißwasser verwendet wird, wobei nach der Heißwasserspülung unter Beibehaltung der zweiten Ventilstellung des ersten Medienventils vorzugsweise ein Ausblasen des Kopfraumes durchgeführt wird und hierzu als Behandlungsmedium ein Gas, insbesondere CO2, verwendet wird.
Es versteht sich von selbst, dass die lediglich beispielhaft angegebenen Behandlungsmedien, insbesondere Reinigungsmedien und/oder Spülmedien nicht auf die ausdrücklich erwähnten Medien beschränkt sind. So kann als Spülmedium beispielsweise auch Kaltwasser oder Wasser mit einem in geeigneter Konzentration enthaltenen desinfizierenden Zusatz, z.B. CIO2 (Chlordioxid) verwendet werden.
Nach dem Spülen des Kopfraumes und vor dem Füllen des Innenraumes des KEGs mit Füllprodukt wird optional ein zusätzlicher Schritt zum Vorspannen des Innenraumes des KEGs durchgeführt und dazu ein Vorspanngas, insbesondere CO2, in den Innenraum eingeleitet. Das KEG-Fitting wird zum Vorspannen des Innenraumes durch Verschieben des Stößels geöffnet und das erste Medienventil wird während des Vorspannens vorzugsweise in der zweiten Ventilstellung gehalten.
Der bei dem Verfahren verwendete Behandlungskopf ist vorzugsweise ein Behandlungskopf, wie er voranstehend beschrieben wurde. Das bei dem Verfahren verwendete Reinigungs- und Füllmodul ist vorzugsweise ebenfalls eine Reinigungs- und Füllmodul wie es voranstehend beschrieben wurde.
Der Ausdruck „im Wesentlichen“ bzw. „etwa“ bedeutet im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um bis zu +/- 10%, bevorzugt um bis zu +/- 5%, und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Behandlungskopfes einer beispielhaften Ausführungsvariante mit ebenfalls teilweise dargestelltem KEG,
Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt des in Figur 1 gezeigten beispielhaften Behandlungskopfes im Bereich des ersten Medienventils,
Fig. 3 stark vereinfacht und nur beispielhaft und grob schematisch skizziert das erste Medienventil in verschiedenen Ventilstellungen in einer teilweise angeschnittenen Darstellung und Fig. 4 stark vereinfacht und nur beispielhaft schematisch skizziert eine Ausführungsvariante eines Reinigungs- und Füllmoduls.
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. Auch ist die Erfindung in den Figuren nur als schematische Ansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise dargestellt. Insbesondere dienen die Darstellungen in den Figuren nur der Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist darauf verzichtet worden, alle Bestandteile der Vorrichtung zu zeigen.
Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Behandlungskopf dient zum Behandeln von mit einem KEG-Fitting 2 ausgestatten KEGs 3, nämlich insbesondere zum Reinigen eines Innenraumes 3.1 des KEGs 3 sowie zum Befüllen des KEGs 3 mit einem flüssigen Füllprodukt, insbesondere mit einem Getränk. Der Behandlungskopf 1 ist daher ein kombinierter Reinigungs- und Füllkopf und ist in der Regel einer entsprechenden Bearbeitungsstation, insbesondere Reinigungs- und Füllstation zugeordnet. Eine oder mehrere solcher Reinigungs- und Füllstationen können in einer nicht näher dargestellten Behandlungsmaschine oder Behandlungsanlage vorgesehen sein.
Der vorliegende Behandlungskopf 1 kann insbesondere in einem zum Innenreinigen und Füllen von KEGs 3 ausgebildeten Reinigungs- und Füllmodul 20 vorgesehen sein, wie es nachfolgend in Zusammenhang mit Figur 4 mehr im Detail beschrieben wird.
Die zu behandelnden KEGs 3 sind in einer dem Fachmann bekannten Weise ausgestaltet und umfassen an einer Stirnseite, insbesondere an ihrer Oberseite 3a, das KEG-Fitting 2, welches im Bereich einer Hochachse bzw. Hauptachse HA des KEGs 3 vorgesehen ist und im Wesentlichen zwei Öffnungen ausbildet. Mithin liegt eine erste Öffnung achsgleich mit der Hauptachse HA des KEGs 3 und steht mit einem Ende eines Steigrohres 16 in Verbindung, welches sich im Innenraum 3.1 des KEGs 3 zumindest abschnittsweise über eine bestimmte Länge in Richtung der Hauptachse HA erstreckt. Das Steigrohr 16 ist dabei vorzugsweise seinerseits achsgleich mit der Hauptachse des KEGs 3 vorgesehen und an seinem Ende, welches dem an der Unterseite 3b des KEGs 3 vorgesehen Boden zugewandt ist, offen ausgebildet. Die weitere Öffnung ist als ringförmige, die erste Öffnung bzw. das Steigrohr 16 konzentrisch umschließende Öffnung, insbesondere als Ringkanal, ausgebildet. Beide Öffnungen sind durch eine selbstschließende KEG-Ventileinrichtung des KEG-Fittings 2 verschließbar. Die insbesondere durch eine Druckfeder in ihrer Schließstellung vorgespannte KEG- Ventileinrichtung kann zum Reinigen und/oder Füllen des KEGs 3 geöffnet werden.
Bei der Behandlung, nämlich beim Reinigen und Füllen der KEGs 3 mittels des vorliegenden Behandlungskopfes 1 sind die KEGs 3 aufrecht auf dem Kopf stehend ausgerichtet, also mit ihrer das KEG-Fitting 2 aufweisenden Oberseite 3a nach unten weisend. In dieser „Über-Kopf-Stellung“ wird ein jeweiliges, zu behandelndes KEG 3 über sein KEG-Fitting 2 an den Behandlungskopf 1 angekoppelt bzw. mit diesem dichtend verbunden, insbesondere in Dichtlage gegen diesen angepresst. Im angekoppelten Zustand, nämlich in der mit dem Behandlungskopf 1 verbundenen Position, sind die Hauptachse HA des KEGs 3 und eine Behandlungskopfachse BA des Behandlungskopfes 1 im Wesentlichen deckungsgleich bzw. koaxial zueinander und fallen somit zu einer gemeinsamen Achse zusammen.
Der Behandlungskopf 1 umfasst ein Behandlungskopfgehäuse 4, welches beispielsweise säulenartig ausgebildet ist und im Inneren einen Hohlraum aufweist. Der Hohlraum dient einerseits der Aufnahme weiterer Bauteile und bildet andererseits zumindest zum Teil bzw. zumindest in Abschnitten einen Fluidraum 6 sowie mit dem Fluidraum 6 steuerbar kommunizierende Strömungswege oder -kanäle SK1 , SK2. Die Strömungswege oder -ka- näle SK1 , SK2 sind bei geöffnetem KEG-Fitting 2 eines in Dichtlage an dem Behandlungskopf 1 angeordneten KEGs 3 gesteuert mit dem Innenraum 3.1 des KEGs 3 verbindbar.
Bei dem Behandlungskopf 1 ist ein Stößel 5 vorgesehen, der wenigstens teilweise in dem Hohlraum des Behandlungskopfgehäuses 4 aufgenommen und in Achsrichtung der Behandlungskopfachse BA verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse 4 gehalten ist. Über den Stößel 5 kann durch dessen entsprechende axiale Verschiebebewegung nach oben, das heißt, in einer zu dem KEG 3 hin gewandten Richtung, das KEG-Fitting 2 des zu behandelnden und in Dichtlage an dem Behandlungskopf 1 angeordneten KEGs 3 geöffnet werden. Durch Zurückbewegen des Stößels 5 nach unten kann das KEG-Fitting 2 entsprechend wieder in seine Schließstellung gebracht werden. In der Figur 1 ist der Stößel 5 in seiner zurückgezogenen Position dargestellt, in der das KEG-Fitting 2 geschlossen bleibt. Mit dem zumindest zum Teil durch den Hohlraum im Behandlungskopfgehäuse 4 gebildeten Fluidraum 6 stehen die Strömungswege oder -kanäle SK1 , SK2 in kommunizierender fluidischer Verbindung bzw. können gesteuert in fluidischer Verbindung gebracht werden. Der erste Strömungsweg oder -kanal SK1 ist hierbei steuerbar mit dem Füllprodukt beaufschlagbar, so dass der Innenraum 3.1 des KEGs 3 über den ersten Strömungsweg oder - kanal SK1 mit dem Füllprodukt befüllbar ist. Der zweite Strömungsweg oder -kanal SK2 dient zum steuerbaren Abführen wenigstens eines Behandlungsmediums aus dem Innenraum 3.1 des KEGs 3 und/oder zum steuerbaren Zuführen wenigstens eines Behandlungsmediums in den Innenraum 3.1 des KEGs 3. Der zweite Strömungsweg oder -kanal SK2 kann sich zumindest teilweise durch den Stößel 5 erstrecken.
Bei dem Behandlungskopf 1 sind ferner dem Fluidraum 6 zugeordnete Medienventile 7, 12 vorgesehen, und zwar ein erstes steuerbares Medienventil 7 und ein zweites steuerbares Medienventil 12. Das erste Medienventil 7 ist mit einer Füllproduktzuführung 8 verbunden und ist als Produktventil für die gesteuerte Zuführung des Füllprodukts, insbesondere Getränks, in den Innenraum 3.1 des KEGs 3 ausgebildet. Das zweite steuerbare Medienventil 12 dient vorzugsweise als Rücklaufventil.
Bei dem beispielhaften Behandlungskopf 1 der Figur 1 ist im Bereich des zweiten steuerbaren Medienventils 12 ein Medienauslass 18 vorgesehen über den eine ferner vorhandene Pumpeinrichtung 17 angeschlossen und dadurch fluidisch mit dem Fluidraum 6 verbindbar ist. Die Pumpeinrichtung 17 dient zur zeitoptimierten, schnellen und effizienten Entleerung eines KEGs 3. Bei entsprechend hergestellter Verbindung der Strömungswege oder -kanäle SK1 , SK2 mit dem Innenraum 3.1 des KEGs 3 können Fluide, insbesondere Reste von Füllprodukt oder Reinigungsmedien, die bei der Reinigung verwendet werden, aus dem Innenraum 3.1 des KEGs 3 abgesaugt werden, indem die Pumpeinrichtung 17 über den Medienauslass 18 eine Saugwirkung bzw. einen Saugdruck, insbesondere einen Unterdrück erzeugt. Dadurch kann ein KEG 3 vor Beginn des eigentlichen Reinigungsprozesses sowie auch während des Reinigungsprozesses zwischen jeweiligen Reinigungsschritten in kurzer Zeit vollständig entleert werden. Im Beispiel der Figur 1 ist die Pumpeinrichtung 17 durch eine Membranpumpe gebildet.
Jedes der Medienventile 7, 12 erstreckt sich entlang einer jeweiligen Ventilachse, und zwar das Produktventil 7 entlang einer Produktventilachse PVA und das Rücklaufventil 12 entlang einer Rücklaufventilachse RVA. Im dargestellten Beispiel sind die Medienventile 7, 12 schräg an dem Behandlungskopf 1 angeordnet, so dass die Produktventilachse PVA und die Rücklaufventilachse RVA jeweils einen spitzen oder im Wesentlichen spitzen Winkel mit der Behandlungskopfachse BA einschließen. Die relative Anordnung der Medienventile 7, 12 zueinander ist im dargestellten Beispiel dergestalt, dass diese sich bezogen auf die Behandlungskopfachse BA nicht gegenüberliegen. Vielmehr schließen die Produktventilachse PVA und die Rücklaufventilachse RVA miteinander einen Winkel von rund 30° ein.
Die Medienventile 7, 12 schließen mit einem jeweiligen Ventilgehäuseabschnitt 4a an einen Übergangsabschnitt oder Ventilübergangsabschnitt des Behandlungskopfgehäuses 4 an. Der Ventilgehäuseabschnitt 4a kann beispielsweise integraler Teil des Behandlungskopfgehäuses 4 und einstückig mit diesem ausgebildet sein.
Wie aus der Ansicht der Figur 1 hervorgeht, ist zumindest bei dem als Produktventil dienenden ersten steuerbaren Medienventil 7 ein zumindest teilweise in dem Ventilgehäuseabschnitt 4a aufgenommener bzw. zumindest teilweise in den Ventilgehäuseabschnitt 4a hineinragender Ventilkörper 7.1 mit einer Dichtfläche 7.11 (in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gekennzeichnet, siehe Figur 2) sowie mit einem an einem vorderen Ventilkörperende über die Dichtfläche 7.11 hinausragenden Vorsprung 7.3 vorgesehen, wobei der Ventilkörper 7.1 in Richtung der Produktventilachse PVA bewegbar ist. Für die Bewegung des Ventilkörpers 7.1 entlang der Produktventilachse PVA ist ein (nicht dargestellter) Stellantrieb vorgesehen, so dass der Ventilkörper 7.1 somit insbesondere auch als Stellantriebsstößel verstanden werden kann.
Innenliegend in dem Ventilgehäuseabschnitt 4a ist ein Ventilsitz 7.2 ausgebildet, gegen den der Ventilkörper 7.1 im Bereich seines vorderen Ventilkörperendes zumindest in einer seiner Extremstellungen, nämlich in einer Schließstellung bzw. einer ersten geschlossenen Ventilstellung V1 (siehe Figur 3) dichtend anliegt, und zwar insbesondere zumindest abschnittsweise mit seiner Dichtfläche 7.11 . Mindestens der über die Dichtfläche 7.11 hinausragende Vorsprung 7.3 erstreckt sich in der ersten geschlossenen Ventilstellung V1 zumindest abschnittsweise in den Fluidraum 6 hinein, wodurch insbesondere ein Totraum verringert wird.
In seiner, wie in Figur 1 gezeigten Öffnungsstellung V3 (siehe auch Figur 3) ist der Ventilkörper 7.1 beabstandet zum Ventilsitz 7.2, wodurch ein Strömungsweg für das Füllprodukt freigegeben wird, indem die Füllproduktzuführung 8 in dieser Ventilstellung V3 fluidisch mit dem Fluidraum 6 und dem damit verbundenen ersten Strömungsweg oder -kanal SK1 verbunden ist.
Die Steuerung und/oder Überwachung der Medienventile 7, 12 erfolgt über eine in den Figuren zwar nicht dargestellte, jedoch bei dem vorliegenden Behandlungskopf 1 vorgesehene, mit den Medienventilen 7, 12 in kommunizierender Verbindung stehende Steuer- und/oder Überwachungseinheit, welche unter anderem auch die Ventilstellungen und das Schalten der Ventile steuert und überwacht. Für die Steuerung und Überwachung der Ventilstellungen bzw. des Schaltens der Ventile können beispielsweise auch Daten einer Messung und Überwachung von Medienströmen und/oder Medieneigenschaften in den Strömungswegen oder -kanälen SK1 , Sk2 berücksichtigt werden. Die Medienströme und/oder Medieneigenschaften werden zum Beispiel über eine bei dem Behandlungskopf vorgesehene Sonde bzw. ein Sensorelement 14 gemessen und/oder überwacht.
Um in dem vorliegenden multifunktionalen Behandlungskopf 1 , nämlich dem kombinierten Reinigungs- und Füllkopf sicherzustellen, dass stets - d.h. vorteilhaft über den gesamten Reinigungs- und Füllprozess - eine absolut sichere Trennung zwischen Füllprodukt und Reinigungsmedien bzw. Reinigungsmitteln gewährleistet ist, weist das dargestellte Produktventil 7 eine Mehrfachdichtanordnung 9 zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung 8 gegenüber dem Fluidraum 6 auf. Über diese Mehrfachdichtanordnung 9 ist der vorliegende Behandlungskopf 1 auf spezifische Weise dafür eingerichtet, dass jegliche potentielle Vermischung oder Verunreinigung von Füllprodukt mit Reinigungsmitteln während des Reinigungs- und Füllprozesses verhindert wird, insbesondere in einem Prozessstadium, in dem ein Umschalten von „Reinigen“ auf „Füllen“ erfolgt. Auch kann dadurch mit Sicherheit ausgeschlossen werden, dass sich bei Beginn des eigentlichen Füllvorganges noch störende Reste von Reinigungsmitteln im Fluidraum 6 und/oder Totraum oder in einem Kopfraum vor dem vorderen Ende des Ventilkörpers 7.1 befinden.
Über die bei dem Behandlungskopf 1 vorgesehene Mehrfachdichtanordnung 9 ist ein Si- cherheits- oder Leckageraum 10 gebildet, der in der ersten geschlossenen Ventilstellung V1 des Produktventils 7 einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum 6 und der Füllproduktzuführung 8 ausbildet und dadurch die Füllproduktzuführung 8 und den Fluidraum 6 sicher und vorzugsweise vollständig sowie vorteilhaft dichtend gegeneinander trennt bzw. abdichtet. Der Sicherheits- oder Leckageraum 10 kann gespült werden, und zwar vorzugsweise zwischen dem Reinigungsvorgang und dem Füllvorgang, nämlich insbesondere bevor der eigentliche Füllvorgang durch entsprechend gesteuertes Schalten eingeleitet wird bzw. beginnt. Hierzu ist beispielsweise ferner eine Spüleinrichtung 13, insbesondere ein Spülventil, zum Spülen des Sicherheits- oder Leckageraumes 10 vorgesehen. Über einen gesteuerten Ablauf 13.1 kann der Sicherheits- oder Leckageraum 10 nach außen geöffnet werden, um Medien auszulassen bzw. um den Sicherheits- oder Leckageraum 10 auszuspülen.
Die Mehrfachdichtanordnung 9 ist im dargestellten Beispiel durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet und umfasst ein erstes Dichtelement 11.1 sowie ein zweites Dichtelement 11 .2. Die Dichtelemente 11.1 , 11.2 sind an dem Ventilkörper 7.1 angeordnet und zwar bezogen auf die Produktventilachse PVA insbesondere axial beab- standet zueinander. Die Dichtelemente 11.1 , 11 .2 können beispielsweise auch als radial wirkende Dichtungen bezeichnet werden. Über die mit dem Ventilgehäuseabschnitt 4a an dessen Innenseite zusammenwirkenden Dichtelemente 11.1 , 11.2 ist der Fluidraum 6 in der ersten Ventilstellung V1 über den dicht verschlossenen Sicherheits- oder Leckageraum 10 gegenüber der Füllproduktzuführung 8 doppelt abgedichtet.
Die einzelnen Ventilstellungen V1 bis V3 sind insbesondere auch aus der grob schematischen und skizzenhaften Darstellung der Figur 3 ersichtlich, wobei Teil A der Figur 3 die als Schließstellung bezeichnete erste geschlossene Ventilstellung V1 zeigt, Teil B der Figur 3 die eine Zwischen- oder Spülstellung definierende zweite Ventilstellung V2 darstellt und Teil C die als Öffnungsstellung oder Füllstellung dienende dritte Ventilstellung V3.
Im Beispiel der dargestellten Variante ist im Bereich des Ventilkörpers 7.1 zwischen den axial beabstandeten Dichtelementen 11.1 , 11 .2 eine Vertiefung, insbesondere eine Ringnut, ausgebildet, die in der ersten Ventilstellung V1 zu einer im Ventilgehäuseabschnitt 4a vorgesehenen, vorzugsweise ebenfalls ringnutartigen Ausnehmung auf etwa gleicher axialer Position ausgerichtet ist. In der zweiten Ventilstellung V2 ist der Ventilkörper 7.1 derart entlang der Produktventilachse PVA verschoben, dass der Sicherheits- oder Leckageraum 10 zum Fluidraum 6 hin geöffnet und fluidisch mit diesem verbunden, gegenüber der Füllproduktzuführung 8 jedoch immer noch abgedichtet ist, insbesondere über das zweite radial wirkende Dichtelement 11 .2. In dieser Ventilstellung V2 ist das sichere Spülen des Sicherheits- oder Leckageraums 10 möglich, und zwar vorzugsweise derart, dass der Fluidraum 6 bzw. ein Kopfraum vor dem Ventilkörper 7.1 zusammen mit dem Sicherheits- oder Leckageraum 10 sicher gespült und/oder ausgeblasen werden kann. In der dritten Ventilstellung V3 ist der Ventilkörper 7.1 noch weiter entlang der Produktventilachse PVA verschoben, so dass der Fluidraum 6 und die Füllproduktzuführung 8 fluidisch miteinander verbunden sind, und zwar insbesondere indem ein Ringkanal ausgebildet bzw. geöffnet wird, über den das Füllprodukt von der Füllproduktzuführung 8 in den Fluidraum 6 einströmen kann.
Im Folgenden wird anhand eines beispielhaften Ablaufs eines Reinigungs- und Füllprozesses das mittels des vorliegenden multifunktionalen Behandlungskopfes 1 ausgeführte Verfahren zum Reinigen und Füllen in einem Reinigungs- und Füllmodul 20, wie in Figur 4 dargestellt, beschrieben.
Ein leeres, zu behandelndes KEG 3 wird in das Reinigungs- und Füllmodul 20 eingebracht und dort positioniert, so dass das KEG 3 mithilfe des Anpresselementes 15 durch einen Zustellhub mit seinem KEG-Fitting 2 in Dichtlage mit dem Behandlungskopf 1 gebracht werden kann und gegen diesen angepresst wird. Das Anpressen kann über eine Dichtigkeitsprüfung kontrolliert werden. Durch Bewegen des Stößels 5 im Behandlungskopf 1 wird das KEG-Fitting 2 geöffnet, bevor der Reinigungsprozess zum Reinigen des Innenraums 3.1 des KEGs 3, in Gang gesetzt wird, welcher in mehreren Reinigungsschritten ablaufen kann.
Bei der Innenreinigung wird in jedem der einzelnen aufeinanderfolgenden Reinigungsschritte jeweils ein Reinigungsmedium, insbesondere zeit- und mengengesteuert, zugeführt und über das als Rücklaufventil dienende zweite steuerbare Medienventil 12 des Behandlungskopfes 1 wieder abgeführt. Das Rücklaufventil 12 wird hierzu gesteuert und/oder geregelt, und zwar den jeweiligen Reinigungsschritten entsprechend, geöffnet und geschlossen, wobei zwar im Folgenden das jeweilige Öffnen und Schließen des Rücklaufventils 12 nicht explizit erwähnt wird, bei dem Verfahren jedoch selbstverständlich erfolgt. Der Reinigungsprozess kann beispielsweise auch individuell eingestellt bzw. bedarfsabhängig angepasst werden, wobei hierfür zum Beispiel auch Daten der Sonde bzw. des Sensorelements 14 eingehen.
Während der Reinigung des Innenraumes 3.1 ist das mit der Füllproduktzuführung 8 verbundene Produktventil 7 in der ersten geschlossenen Ventilstellung V1 gehalten. Als anfänglicher Reinigungsschritt kann zum Beispiel zunächst eine Behandlung mit einer Lauge oder einer Säure erfolgen, wobei die erfolgende Laugen- oder Säurebehandlung insbesondere über eine einstellbare Zeitdauer, insbesondere auch eine bedarfsabhängig einstellbare Zeitdauer, durchgeführt wird.
Nach der Laugen- und/oder Säurebehandlung wird der Innenraum 3.1 des KEGs 3 beispielsweise, und zwar bei immer noch geschlossenem Produktventil 7, einer Heiß- oder Kaltwasserbehandlung bzw. Heiß- oder Kaltwasserspülung unterzogen. Anschließend wird optional eine Dampfbehandlung zum Dämpfen des Innenraumes 3.1 des KEGs 3 durchgeführt, wobei Dampf, insbesondere Wasserdampf, als Behandlungsmedium verwendet wird und das Produktventil 7 hierbei weiterhin in geschlossener Ventilstellung V1 verbleibt.
Der Fluidraum 6 und die Füllproduktzuführung 8 sind in der ersten geschlossenen Ventilstellung V1 über die Mehrfachdichtanordnung 9, insbesondere den darüber gebildeten Sicher- heits- oder Leckageraum 10, sicher und doppelt abgedichtet voneinander getrennt.
Nach den beschriebenen Reinigungsschritten des Innenraumes 3.1 wird das erste Medienventil 7 gesteuert in die als Zwischen- oder Spülstellung wirkende zweite Ventilstellung V2 gebracht, um eine Kopf- bzw. Totraumspülung mit Spülung des Sicherheits- oder Leckageraums 10 durchzuführen. Das KEG-Fitting 2 kann hierzu offen bleiben oder aber durch Verschieben des Stößels 5 - und zwar vor, während oder nach der Einstellung bzw. dem Schalten des ersten Medienventils 7 in die zweite Ventilstellung V2 - geschlossen werden.
Das Spülen des den Fluidraum 6 mit Sicherheits- oder Leckageraum 10 umfassenden Kopfraumes erfolgt zum Beispiel mit Wasser, insbesondere Heißwasser oder Kaltwasser. Nach der Heiß-ZKaltwasserspülung wird unter Beibehaltung der zweiten Ventilstellung V2 des Produktventils 7 ein Ausblasen des Kopfraumes durchgeführt und hierzu als Behandlungsmedium ein Gas, insbesondere CO2, verwendet. Für den Fall, dass das KEG-Fitting 2 zum Spülen des Kopfraumes geschlossen wurde, wird es nach dem Spülen und Ausblasen wieder geöffnet.
Bevor der eigentliche Füllschritt beginnt, wird der Innenraum 3.1 des KEGs 3 optional vorgespannt mit einem Vorspanngas, insbesondere CO2, welches in den Innenraum 3.1 eingeleitet wird. Das erste Medienventil 7 wird während des Vorspannens vorzugsweise in der zweiten Ventilstellung V2 gehalten. Nach dem Vorspannen wird das erste Medienventil 7 zum Füllen des KEGs 3 mit Füllprodukt gesteuert in die dritte Ventilstellung V3 gebracht und Füllprodukt wird zugeführt, bis der Füllschritt bei Erreichen des gewünschten Füllstandes durch Schließen des ersten Medienventils 7 gestoppt wird. Nach Beendigung des Füllschrittes wird das KEG-Fitting 2 durch Verschieben des Stößels 5 geschlossen, der Kopfraum wird mit Heißwasser gespült und ausgeblasen, anschließend wird die Dichtlage des KEG-Fittings 2 gegen den Behandlungskopf 1 aufgehoben, der Behand- lungskopf 1 wird vom KEG-Fitting 2 entkoppelt und das gefüllte KEG 3 wird aus dem Reini- gungs- und Füllmodul 20 entnommen.
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 Behandlungskopf
2 KEG-Fitting
3 KEG
3.1 Innenraum des KEGs
3a Oberseite des KEGs
3b Unterseite des KEGs
4 Behandlungskopfgehäuse
4a Ventilgehäuseabschnitt
5 Stößel
6 Fluidraum
7 erstes steuerbares Medienventil
7.1 Ventilkörper
7.11 Dichtfläche
7.2 Ventilsitz
7.3 Vorsprung
8 Füllproduktzuführung
9 Mehrfachdichtanordnung
10 Sicherheits- oder Leckageraum
11.1 , 11 .2 erstes und zweites Dichtelement
12 zweites steuerbares Medienventil
13 Spüleinrichtung
13.1 gesteuerter Ablauf
14 Sonde oder Sensorelement
15 Anpresselement
16 Steigrohr
17 Pumpeinrichtung
18 Medienauslass
20 Reinigungs- und Füllmodul
BA Behandlungskopfachse
HA Hauptachse oder Hochachse des KEGs
MLA Mittellängsachse PVA Produktventilachse
RVA Rücklaufventilachse
SK1 , SK2 Strömungswege oder -kanäle
V1 erste geschlossene Ventilstellung V2 zweite Ventilstellung
V3 dritte Ventilstellung

Claims

Patentansprüche Behandlungskopf (1 ) für die Behandlung von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fit- ting (2) ausgestatteten KEGs (3), aufweisend ein Behandlungskopfgehäuse (4) sowie zumindest einen in Achsrichtung einer Behandlungskopfachse (BA) verschiebbar in dem Behandlungskopfgehäuse (4) gehaltenen Stößel (5) zum Öffnen des KEG-Fit- tings (2) des zu behandelnden und in einer Dichtlage an dem Behandlungskopf (1 ) angeordneten KEGs (3), wobei in dem Behandlungskopf (1 ) zumindest ein Fluidraum (6) sowie steuerbar mit dem Fluidraum (6) kommunizierende Strömungswege oder -ka- näle (SK1 , SK2) ausgebildet sind, wobei die Strömungswege oder -kanäle (SK1 , SK2) bei geöffnetem KEG-Fitting (2) mit dem Innenraum (3.1 ) des zu behandelnden KEGs (3) verbindbar sind, ferner aufweisend zumindest ein dem Fluidraum (6) zugeordnetes erstes steuerbares Medienventil (7), das mit einer Füllproduktzuführung (8) verbunden und als Produktventil zum gesteuerten Zuführen eines Füllprodukts, insbesondere eines Getränks, in den Innenraum (3.1 ) des zu behandelnden KEGs (3) ausgebildet ist, und wenigstens ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil (12), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das als Produktventil dienende erste Medienventil (7) eine Mehrfachdichtanordnung (9) zur mehrfachen Abdichtung der Füllproduktzuführung (8) gegenüber dem Fluidraum (6) aufweist, wobei mittels der Mehrfachdichtanordnung (9) zumindest ein Sicherheits- oder Leckageraum (10) gebildet ist, der in wenigstens einer ersten geschlossenen Ventilstellung (V1 ) des ersten Medienventils (7) einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum (6) und der Füllproduktzuführung (8) ausbildet. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der Mehrfachdichtanordnung (9) ferner eine Spüleinrichtung (13), insbesondere ein Spülventil und/oder ein gesteuerter Ablauf (13.1 ), zum Spülen des Sicherheits- oder Leckageraumes (10) vorgesehen ist und dadurch der Sicherheits- oder Leckageraum (10) spülbar ist. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfachdichtanordnung (9) des ersten Medienventils (7) durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckagetventil gebildet ist. 4. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Strömungswege oder -kanäle (SK1 , SK2) in dem Behandlungskopf (1 ) ausgebildet sind, wobei der erste Strömungsweg oder -kanal (SK1 ) steuerbar mit dem Füllprodukt beaufschlagbar ist und der Innenraum (3.1 ) des KEGs (3) über den ersten Strömungsweg oder -kanal (SK1 ) mit dem Füllprodukt befüllbar ist, und wobei der zweite Strömungsweg oder -kanal (SK2) zum steuerbaren Abführen wenigstens eines Behandlungsmediums aus dem Innenraum (3.1 ) des KEGs (3) und/oder zum steuerbaren Zuführen wenigstens eines Behandlungsmediums in den Innenraum (3.1 ) des KEGs (3) dient und sich zumindest teilweise durch den Stößel (5) erstreckt.
5. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner das als Rücklaufventil dienende zweite steuerbare Medienventil (12) eine Mehrfachdichtanordnung aufweist, wobei die Mehrfachdichtanordnung des Rücklaufventils (12) vorzugsweise durch ein Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil gebildet ist.
6. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Produktventilachse (PVA) aufweisende erste Medienventil (7) und das eine Rücklaufventilachse (RVA) aufweisende zweite Medienventil (12) derart relativ zueinander an dem Behandlungskopf (1 ) angeordnet sind, dass die Produktventilachse (PVA) und die Rücklaufventilachse (RVA) einen Winkel kleiner 180°, insbesondere einen Winkel kleiner 90°, einschließen.
7. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Produktventil dienende erste steuerbare Medienventil (7) einen Ventilsitz (7.2) sowie einen in Richtung der Produktventilachse (PVA) bewegbaren Ventilkörper (7.1 ) mit einer Dichtfläche (7.11 ) aufweist, wobei für die Bewegung des Ventilkörpers (7.1 ) entlang der Produktventilachse (PVA) ein Stellantrieb vorgesehen ist.
8. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (7.11 ) des Ventilkörpers (7.1 ) in der ersten geschlossenen Ventilstellung (V1 ) zumindest abschnittsweise dichtend gegen den Ventilsitz (7.2) des ersten Medienventils (7) anliegt. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (7.1 ) durch eine Stellbewegung in Richtung der Produktventilachse (PVA) ferner in zumindest eine zweite Ventilstellung (V2) bewegbar ist, wobei in der zweiten Ventilstellung (V2) der Fluidraum (6) mit dem Sicherheits- oder Leckageraum (10) fluidisch verbunden ist und die Füllproduktzuführung (8) gegenüber dem in fluidischer Verbindung mit dem Fluidraum (6) stehenden Sicherheits- oder Leckageraum (10) abgedichtet ist, wobei die zweite Ventilstellung (V2) eine Zwischen- oder Spülstellung des ersten Medienventils (7) definiert. Behandlungskopf (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (7.1 ) durch eine Stellbewegung in Richtung der Produktventilachse (PVA) ferner in zumindest eine dritte Ventilstellung (V3) bewegbar ist, wobei in der dritten Ventilstellung (V3) der Fluidraum (6) mit dem Sicherheits- oder Leckageraum (10) und mit der Füllproduktzuführung (8) fluide verbunden ist, wobei die dritte Ventilstellung (V3) eine Öffnungsstellung oder Füllstellung des ersten Medienventils (7) definiert. Behandlungskopf (1 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (7.1 ) einen in Achsrichtung der Produktventilachse (PVA) über die Dichtfläche (7.11 ) hinausragenden Vorsprung (7.3) aufweist, wobei sich der Vorsprung (7.3) zur Verringerung eines Totraumes in wenigstens der ersten Ventilstellung (V1 ) zumindest abschnittsweise in den Fluidraum (6) hinein erstreckt und/oder dass der Ventilsitz (7.2) schwenkbar oder klappbar ausgebildet ist. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (7.3) eine asymmetrische Form oder Freiform aufweist. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidraum (6) im Bereich des ersten und/oder des zweiten Medienventils (7, 12) eine von der kreisrunden Form abweichende, insbesondere ovale oder im Wesentlichen ovale Querschnittsform aufweist, wobei ferner insbe- sondere ein Dichtelement (11.1 , 11 .2) vorgesehen und angeordnet ist, um im Fluidraum (6) im Bereich des ersten und/oder des zweiten Medienventils (7, 12) eine Freiform- Dichtung mit annähernd ovaler Form und mehrfacher Krümmung zu bilden.
14. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Medienventil (7, 12) schräg an dem Behandlungskopf (1 ) angeordnet sind und dabei die Produktventilachse (PVA) und/oder die Rücklaufventilachse (RVA) jeweils einen spitzen oder im Wesentlichen spitzen Winkel mit der Behandlungskopfachse (BA) einschließen.
15. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Behandlungskopfgehäuse (4) eine Führungsfläche zur Strömungsführung und Umlenkung des Füllprodukts ausgebildet ist, wobei sich die Führungsfläche zumindest abschnittsweise in dem Fluidraum (6) erstreckt und/oder abschnittsweise den Fluidraum (6) begrenzt.
16. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit den Medienventilen (7, 12) in kommunizierender Verbindung stehende Steuer- und/oder Überwachungseinheit, welche die Medienventile (7, 12) steuert und/oder überwacht.
17. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sonde und/oder zumindest ein Sensorelement (14) zur Überwachung von Medienströmen in wenigstens einem der Strömungswege oder -ka- näle (SK1 , SK2).
18. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten steuerbaren Medienventil (7) zwei Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventile vorgesehen sind und/oder im Bereich der mit dem ersten steuerbaren Medienventil (7) verbundenen Füllproduktzuführung (8) ein weiteres Doppelsitz- oder Doppeldichtleckageventil angeordnet ist. Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine Pumpeinrichtung (17) vorgesehen ist, die zumindest zeitweise derart mit dem Behandlungskopf (1 ) verbunden ist, um Behand- lungs- oder Reinigungsmedien oder Reste von Füllprodukt aus dem Innenraum (3.1 ) des KEGs (3) abzusaugen. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (17) saugseitig mit dem Fluidraum (6) verbindbar ist, und insbesondere gesteuert über einen Medienauslass (18) im Bereich des zweiten Medienventils (12) mit dem Fluidraum (6) verbindbar ist. Behandlungskopf (1 ) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpeinrichtung (17) durch eine Membranpumpe gebildet ist und/oder dass Mittel zur Steuerung der Saugleistung der Pumpeinrichtung (17) vorgesehen sind. Reinigungs- und Füllmodul (20) zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting (2) ausgestatteten KEGs (3), aufweisend zumindest einen Behandlungskopf (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend zumindest ein Anpresselement (15) zum Anpressen des jeweiligen KEGs (3) gegen den Behandlungskopf (1 ) und Anschluss- und Verbindungseinrichtungen für den Anschluss an eine Medienversorgung für das Füllprodukt und für ein oder mehrere Be- handlungs- oder Reinigungsmedien sowie für den Anschluss an eine Energieversorgung. Reinigungs- und Füllmodul (20) nach Anspruch 22, gekennzeichnet durch eine Außenreinigungs-Einrichtung zur Außenreinigung von KEGs (3), sodass das Reinigungs- und Füllmodul (20) sowohl für eine Außenreinigung als auch für eine Innenreinigung der KEGs (3) sowie für die Befüllung der KEGs (3) mit dem Füllprodukt eingerichtet ist. Behandlungsanlage mit einer Mehrzahl von Reinigungs- und Füllmodulen (20) nach Anspruch 22 oder 23, wobei mindestens zwei der Reinigungs- und Füllmodule (20) zur Behandlung gleichartiger KEGs (3) eingerichtet sind. Behandlungsanlage mit einer Mehrzahl von Reinigungs- und Füllmodulen (20) nach Anspruch 22 oder 23, wobei mindestens ein erstes der Reinigungs- und Füllmodule (20) zur Behandlung von KEGs (3) eines ersten Typs eingerichtet ist und mindestens ein zweites der Reinigungs- und Füllmodule (20) zur Behandlung von KEGs (3) eines zweiten Typs eingerichtet ist, wobei die beiden Typen von KEGs (3) sich beispielsweise hinsichtlich der Art ihres KEG-Fittings (2) und/oder ihres Volumens voneinander unterscheiden. Verfahren zum Innenreinigen und Füllen von jeweils mit wenigstens einem KEG-Fitting (2) ausgestatteten KEGs (3) mittels eines Reinigungs- und Füllmoduls (20), wobei bei dem Verfahren ein zu behandelndes KEG (3) mithilfe eines Anpresselementes (15) durch einen Zustellhub mit seinem KEG-Fitting (2) in Dichtlage mit einem Behandlungskopf (1 ) des Reinigungs- und Füllmoduls (20) gebracht und angepresst wird, wobei ein Stößel (5) des Behandlungskopfes (1 ) entlang einer Behandlungskopfachse (BA) in Richtung des KEG-Fittings (2) verschoben und dadurch das KEG-Fitting (2) geöffnet wird, wodurch zumindest ein in dem Behandlungskopf (1 ) ausgebildeter Fluidraum (6) sowie steuerbar mit dem Fluidraum (6) kommunizierende Strömungswege oder -kanäle (SK1 , SK2) mit dem Innenraum (3.1 ) des zu behandelnden KEGs (3) verbunden werden, wobei dann der Innenraum (3.1 ) des KEGs (3) gereinigt wird, indem zumindest ein Reinigungsmedium zugeführt und über ein als Rücklaufventil dienendes zweites steuerbares Medienventil (12) des Behandlungskopfes (1 ) wieder abgeführt wird, wobei während der Reinigung des Innenraumes (3.1 ) ein mit einer Füllproduktzuführung (8) verbundenes und als Produktventil dienendes, dem Fluidraum (6) zugeordnetes erstes steuerbares Medienventil (7) des Behandlungskopfes (1 ) in einer ersten geschlossenen Ventilstellung (V1 ) gehalten wird, wobei über eine Mehrfachdichtanordnung (9) des ersten Medienventils (7) des Behandlungskopfes (1 ) ein Sicherheitsoder Leckageraum (10) gebildet ist, der in der ersten geschlossenen Ventilstellung (V1 ) einen abgetrennten Zwischenraum zwischen dem Fluidraum (6) und der Füllproduktzuführung (8) bildet und dadurch den Fluidraum (6) und die Füllproduktzuführung (8) sicher voneinander trennt, wobei nach dem Reinigen des Innenraumes (3.1 ) mit dem zumindest einen Reinigungsmedium das erste Medienventil (7) gesteuert in eine als Zwischen- oder Spülstellung wirkende zweite Ventilstellung (V2) gebracht und dadurch der Sicherheits- oder Leckageraum (10) fluidisch mit dem Fluidraum (6) verbunden wird, wobei ein den Fluidraum (6) umfassender Kopfraum des Behandlungskopfes (1 ) mit wenigstens einem Spülmedium gespült wird, wobei nach dem Spülen des Kopfraumes das erste Medienventil (7) zum Füllen des KEGs (3) gesteuert in eine dritte Ventilstellung (V3) gebracht wird und dadurch schließlich ein Füllprodukt, insbesondere ein Getränk, in den Innenraum (3.1 ) zugeführt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das KEG (3) während des gesamten Reinigungs- und Füllvorgangs stationär in demselben Reinigungs- und Füllmodul (20) verbleibt und das KEG-Fitting (2) des zu behandelnden KEGs (3) über den gesamten Reinigungs- und Füllvorgang mit dem Behandlungskopf (1 ) des Reinigungs- und Füllmoduls (20) verbunden, insbesondere in Dichtlage angepresst, ist.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt der Reinigung des Innenraumes (3.1 ) des KEGs (3), bei dem das erste Medienventil (7) des Behandlungskopfes (1 ) in der ersten geschlossenen Ventilstellung (V1 ) gehalten wird, eine Heißwasserbehandlung durchgeführt wird, bei dem als Reinigungsmedium Heißwasser verwendet wird.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener Ventilstellung (V1 ) des ersten Medienventils (7) vor der Heißwasserbehandlung zunächst eine Laugenbehandlung, insbesondere eine für eine einstellbare Zeitdauer erfolgende Laugenbehandlung, durchgeführt wird, wobei hierzu als Reinigungsmedium eine Lauge verwendet wird, und/oder dass bei geschlossener Ventilstellung (V1 ) des ersten Medienventils (7) nach der Heißwasserbehandlung eine Dampfbehandlung zum Dämpfen des Innenraumes (3.1 ) des KEGs (3) durchgeführt wird, wobei hierzu Dampf, insbesondere Wasserdampf als Behandlungsmedium, verwendet wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Spülens des Kopfraumes, bei dem das erste Medienventil (7) in der als Zwischen- oder Spülstellung wirkenden zweiten Ventilstellung (V2) gehalten wird, zumindest eine Heißwasserspülung durchgeführt wird, wobei als Spülmedium Heißwasser verwendet wird, wobei nach der Heißwasserspülung unter Beibehaltung der zweiten Ventilstellung (V2) des ersten Medienventils (7) vorzugsweise ein Ausblasen des Kopfraumes durchgeführt wird und hierzu als Behandlungsmedium ein Gas, insbesondere CO2, verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Spülen des Kopfraumes und vor dem Füllen des Innenraumes (3.1 ) des KEGs (3) mit Füllprodukt ein zusätzlicher Schritt zum Vor- spannen des Innenraumes (3.1 ) des KEGs (3) durchgeführt und dazu ein Vorspanngas, insbesondere CO2, in den Innenraum (3.1 ) eingeleitet wird, wobei das KEG-Fit- ting (2) zum Vorspannen des Innenraumes (3.1 ) durch Verschieben des Stößels (5) geöffnet wird und wobei das erste Medienventil (7) während des Vorspannens vorzugsweise in der zweiten Ventilstellung (V2) gehalten wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass der bei dem Verfahren verwendete Behandlungskopf (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 ausgebildet ist und/oder das beim Verfahren verwendete Reinigungs- und Füllmodul (20) gemäß einem der Ansprüche 22 oder 23 ausgebildet ist.
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