DE1482619C3 - Gegendruckfüllorgan zum Abfüllen kohlensäurehaltiger Trinkflüssigkeiten in Gefäße - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gegendruckfüilorgan zum Abfüllen kohlensäurehaltiger Trinkflüssigkeiten in Gefäße mit getrennten separaten auf- und zusteuerbaren Wegen für die Führung des Spanngases, des Rückgases und der durch ein Füllrohr einzufüllenden Flüssigkeit sowie mit einem im zu dem unter Gegendruck stehenden Rückgasbehälter führenden Rückgasweg angeordneten, gegen Flüssigkeitsdurchtritt absperrenden Rückgasschwimmerventil und einem hinter diesem in Strömungsrichtung durch den Rückgasdruck auf- und zusteuerbarem Ventil, das über die Fortsetzung der Rückgasleitung mit einem Rückgasbehälter verbunden ist, der über ein ebenfalls durch den Rückgasdruck auf- und zusteuerbares Ventil· mit der Atmosphäre in Verbindung steht und wobei der in dem zu füllenden Gefäß herrschende Gasdruck nach einer Anlaufphase, die bis zur Überflutung des Füllrohres andauert, unter den anfänglichen Gasdruck abgesenkt wird, so daß eine schnelle Vollfüllung des Gefäßes erfolgt.

Um kohlensäurehaltige Trinkflüssigkeiten in die Gefäße ohne Überschäumen und Kohlensäureverlust einfüllen zu können, muß die Abfüllung unter Gegendruck erfolgen und demzufolge auch in den Gefäßen Gegendruck herrschen. Erst dann wird die Flüssigkeit in das Gefäß eingeleitet und das dabei verdrängte Gas aus dem Gefäß als Rückgas fortgeführt.

Es ist allgemein bekannt, bei solchen Gegendruck-Füllmaschinen den Gasdruck zum Vorspannen der Gefäße etwa genau so hoch zu wählen wie den Gasdruck, der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Flüssigkeitsbehälterverteilerkanal der Füllmaschine herrscht. Die Flüssigkeit strömt dann nach dem Vorspannen unter dem Druck ihres eigenen Gefälles durch das Flüssigkeitsrohr in das Gefäß ein, wobei vorausgesetzt ist, daß im Sammelbehälter für das verdrängte Gas ebenfalls ungefähr der gleiche Druck herrscht wie im Behälter für das Vorspanngas, damit das Zurückströmen des Gases nicht behindert und das Einströmen der Flüssigkeit nicht verzögert wird.^Durch eine solche isobarometrische Füllung mit weitgehender Konstanz der Gasdrükke wird eine sehr ruhige Abfüllung erzielt, wie sie besonders beim Abfüllen empfindlicher Flüssigkeiten, wie Bier, Limonade u. dgl. an sich erwünscht ist. Allerdings ist hierbei die Leistung des Füllorgans beschränkt, weil die Durchtrittsquerschnitte gering sind und auch das

is Gefälle der Flüssigkeit aus konstruktiven Gründen nur eine bestimmte Höhe aufweisen kann, so daß die so erbrachten Höchstleistungen nicht weiter gesteigert werden können.

Um die Leistung der Füllorgane und damit die Leistung der mit diesen Füllorganen ausgerüsteten Maschinen weiter zu erhöhen, ist es bereits bekannt, an Stelle einer weitgehenden Konstanz der Gasdrücke Druckdifferenzen zuzulassen, derart, daß die in die Gefäße einströmende Flüssigkeit unter einem zusätzli-

«5 chen, über dem der Fallhöhe entsprechenden Druck eventuell weit hinausgehenden Zusatzdruck steht. Dadurch könnte zwar die Füllzeit des Gefäßes unter Umständen sehr stark verkürzt werden, wenn damit nicht auch eine starke Verwirbelung und Beunruhigung der Flüssigkeit verbunden wäre, die zum Aufschäumen der Flüssigkeit sowie zum Überschäumen und zu Flüssigkeits- und Gasverlusten führt. Durch das schnelle Einfließen der Flüssigkeit wird im Innern des Gefäßes Gas mit dem Flüssigkeitsstrahl unter die im Gefäß bereits angesammelte Flüssigkeitsmenge gewirbelt und gerade diese Gasblasen stellen Ausgangspunkte für die weitere Entbindung der in der Flüssigkeit gelösten gasförmigen Kohlensäure dar. Es kann dadurch zum kettenreaktionsartigen Anwachsen der Gasentbindung, also zum »Schießen« des gefüllten Gefäßes kommen. Nach dem Abziehen des Gefäßes vom Füllorgan sprudelt dann die eingefüllte Flüssigkeit ganz oder teilweise in schaumigem Strahl wieder aus der Flasche heraus. Auch hier ist also eine Beschränkung der Leistung erforderlich.

Es ist auch bereits durch die deutsche Patentschrift 909 181 bekannt, beim Abfüllen von Bier und anderen kohlensäurehaltigen Flüssigkeiten den Gasdruck in dem zu füllenden Gefäß zunächst etwa gleich hoch zu halten wie den auf dem Biervorrat lastenden Gasdruck, so daß die Flüssigkeit zunächst nur unter dem Druck ihres eigenen Gefälles in das Gefäß einströmt. Anschließend, d. h. sobald das Füllrohrende von dem im Gefäß ansteigenden Flüssigkeitsspiegel überflutet ist, wird der im Gefäß herrschende Rückgasdruck abgesenkt, so daß infolge der nun sehr viel größeren auf die Flüssigkeit einwirkenden Druckdifferenz ein entsprechend schnelleres Einfließen der Flüssigkeit in die Flasche erfolgt. Da jedoch das untere Ende des Füllrohres bereits durch die Flüssigkeit überflutet ist, kann auch die sehr schnell ausströmende Flüssigkeit kein Gas mehr mit nach unten reißen, so daß trotz der erheblich beschleunigten Füllung und einer außerordentlich großen Leistungssteigerung nach dem Abnehmen bzw. Abziehen des Gefäßes vom Füllorgan ein ruhig in dem Gefäß stehendes Getränk vorliegt. Zur Verwirklichung dieser Arbeitsweise zum Füllen von Fässern ist es nach der genannten deutschen Patentschrift bereits bekannt, in der Rückluftleitung ein durch eintretendes Bier nach

oben hin abschließendes Schwimmerventil und in Strömungsrichtung dahinter ein Drosselventil anzuordnen, das es erlaubt, den zunächst im Gefäß herrschenden Spanngasdruck innerhalb von einigen Sekunden nach Füllbeginn auf einen durch weitere komplizierte Ventilvorrichtungen aufrecht erhaltenen, erniedrigten Gegendruck abzusenken. Dadurch wird die volle Füllgeschwindigkeit erst nach einigen Sekunden erreicht, wenn üblicherweise das Füllrohrende von dem ansteigenden Flüssigkeitsspiegel überflutet ist. Dennoch werden in der ersten Füllphase, also so lange der Flüssigkeitsspiegel das Füllrohrende noch nicht erreicht hat, keine eindeutigen und konstanten Druckverhältnisse und demnach auch keine eindeutigen Strömungsverhältnisse erzielt, weil Rückgas nur durch das Drosselventil entweichen kann, das sich während der ersten Sekunden voll öffnet. Außerdem sind zur Verwirklichung sehr komplizierte Steuerorgane erforderlich, die vor allem für Flaschenfüllorgane nicht brauchbar sind.

Es ist auch bereits durch die deutsche Patentschrift 1 163 698 bekannt, die Verzögerung mit Hilfe von über Zeitrelais steuerbaren Magnetventilen zu bewirken. Bei Füllapparaten für große Gefäße, also z. B. bei Faßfüllapparaten, ist eine solche Einrichtung vorteilhaft, bei Flaschenfüllorganen, die in großer Anzahl innerhalb as des Füllkreises von Füllmaschinen eng nebeneinander aufgebaut sind, könnten solche elektrischen Kontakt- und Verzögerungseinrichtungen nur mit untragbar hohem Aufwand eingebaut werden.

Es sind auch bereits gemäß der deutschen Patentschrift 870 809 Steuerventile bekannt, die durch äußeren Eingriff beim Umlauf der Flaschenfüllmaschine das Organ in eine entsprechende Schaltstellung bringen. Dadurch wird über einen eigenen Gasweg das Innere des zu füllenden Behälters mit der Außenatmosphäre verbunden, wobei jeweils eine Drosselstelle eingebaut ist. Das über die Drosselstelle beschleunigt nach außen abströmende Rückgas erniedrigt gleichzeitig den Druck im Gefäßinneren, so daß das Ausströmen der Flüssigkeit aus dem Füllrohr mit entsprechend gesteigerter Geschwindigkeit erfolgt, während der Füllvorgang in wesentlich kürzerer Zeit als zuvor beendet ist. Hierzu sind jedoch sowohl eine eigene Steuervorrichtung für das zum Maschinenbehälter strömende Rückgas als auch eine eigene, gesteuerte Ventilvorrichtung zum Ablassen des Rückgases ins Freie erforderlich. Durch diese doppelte Steuerung und die hierfür erforderlichen doppelten Kanäle und Ventile wird ein solches Organ sehr kompliziert und unübersichtlich und selbst bei halbautomatischen Ventilen, bei denen das Einströmen der Flüssigkeit nach eingeleiteter Spannung selbsttätig erfolgt, müßten zusätzliche Ventileinrichtungen vorgesehen sein, durch die dann die Vorteile der halbautomatischen Organe völlig verlorengehen.

Es ist auch bereits durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 836 122 bekannt, die fremdgesteuerte Rückluftleitung eines Füllorgans vor dem Steuerventil abzuzweigen und diesen Abzweig mit einem eigenen Steuerventil zu versehen. Das zweite Ventil gestattet die Verbindung des Gefäßinneren mit der Außenatmo-Sphäre sobald die Füllung beendet ist und sämtliche Gas- und Flüssigkeitskanäle, die zur Flasche führen, bereits abgesperrt sind. Durch die Druckentlastung vor dem Abziehen des Gefäßes wird die Neigung zum Überschäumen der kohlensäurehaltigen Trinkflüssigkeit stark vermindert. Das dabei erfolgende Abblasen des noch unter Gegendruck im Gefäß vorhandenen Gases erfolgt dabei über eine Drosselstelle. Es sind dabei besondere Steuereinrichtungen für dieses zusätzliche, allein die Entspannung der Flasche nach beendeter Füllung vermittelnde Ventil erforderlich. Ein Absenken des Druckes während der Füllung ist dabei nicht vorgesehen. Um Abspritzverluste bei der Druckentlastung der Gefäße mit solchen Ventilen zu vermeiden, ist es bereits durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 863 112 bekannt, dem separaten Entlastungskanal ein Kugelschwimmerventil zuzuordnen, das bei aufsteigender Flüssigkeit den Entlastungskanal abschließt und das Austreten von Flüssigkeit verhindert. Auch diese Vorrichtungen dienen nur dem Entlasten der bereits gefüllten Flasche, sind aber nicht zum Beschleunigen des Füllvorganges durch Absenkung des genau einstellbaren Anfangs-Rückgasdruckes geeignet. :■'."■■·■·■■

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Füllorgan der eingangs genannten Art, bei dem die Beschleunigung des Füllvorganges durch Absenken des Gegendrucks nach Überfluten des Füllrohrendes erlaubt, während der ersten, kritischen Phase des Füllvorganges bis zum Überfluten des Füllrohrendes in der Flansche konstanten Rückgasdruck aufrechtzuerhalten und den Zeitpunkt der Druckabsenkung sowie die Druckabsenkung selbst mit einfachsten Schaltmitteln genau anzusteuern.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß der Rückgasbehälter über eine Abzweigung hinter dem Schwimmerventil und einem in Strömungsrichtung zum Rückgasbehälter öffnenden Kugelrückschlagventil mit dem Rückgasweg verbunden ist und daß das im Rückgasweg angeordnete Rückgasventil unabhängig vom Rückgasdruck steuerbar ist und für das Rückgas hinter dem Rückgasventil zusätzlich eine Drosselstelle angeordnet ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird also nur eine hinter dem Schwimmerventil verzweigte Rückgasleitung und ein Kugelrückschlagventil zusätzlich sowie eine Drosselstelle benötigt. Das Rückschlagventil verhindert selbsttätig das Rückblasen aus dem Rückgasbehälter bei abgesenktem Druck in der Flasche ohne zusätzliche Mittel. So kann bei ausreichendem Flüssigkeitsstand in der Flasche allein durch Öffnen des Rückgasventils der Druck in der Flasche abgesenkt werden, ohne daß zusätzliche Steuermittel vorgesehen sind.

Die Steuerung der mit Ventilstangen nach oben überstehenden Ventile des Füllorgans, nämlich das Spanngasventil, das Flüssigkeitsventil und das Rückgasventil, erfolgt in bekannter Weise nach der deutschen Patentschrift 1 048 497 über eine Kurbelwelle, die verschiedene Nocken aufweist und in verschiedenen Winkelstellungen die Ventile betätigt. *'^::

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt. ... ... ; .:

F i g. 1 zeigt einen Schnitt des Füllerkessels mit einem daran angeordneten Füllorgan nach der Erfindung;

F i g. 2 zeigt die Ansicht eines Füllorgans von oben mit Blick auf die Dicht- und Flanschfläche;

F i g. 3 zeigt einen Schnitt //-/durch das Füllorgan;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt A-ff-C durch das Füllorgan; ;■"··'■■

F i g. 5 zeigt einen Schnitt D-Eund

F i g. 6 einen Schnitt F-G jeweils entsprechend F ig. 2; die

F i g. 7 bis 10 zeigen schematisch die Funktion der einzelnen Teile des Füllorgans während eines Füllvorganges. In F i g. 7 ist das Spannen des Behälters, in F i g. 8 das Vorfüllen, in F i g. 9 das Fertigfüllen und in F i g. 10 das Füllende dargestellt.

Der Flüssigkeitsbehälter 1 der nicht weiter gezeichneten Füllmaschine 2 ist mit einem Deckel 3 versehen, der Ausnehmungen für einen Rückgaskanal 4, für den großen Ringkanal 5, für die abzufüllende Flüssigkeit 6 und für den Spanngaskanal 7 aufweist. Vom Füllorgan 8 ist eine Spanngasleitung 9 zum Ringkanal 7 und eine Rückgasleitung 10 zum Rückgasringkanal 4 geführt. In den großen Ringkanal 5 des Flüssigkeitsbehälters 1 ist vom Füllorgan 8 auch ein Flüssigkeitseintrittsstutzen 11 eingeführt, der ein nicht gezeichnetes (Kugel-)Schnellschlußventil für die Flüssigkeit aufweist, das in bekannter Weise dann den Flüssigkeitsdurchtritt vom Ringkanal 5 in das Füllorgan 8 verhindert, wenn eine Flasche platzt oder sonstige Undichtigkeiten auftreten, so daß die Flüssigkeit aus dem Füllorgan unter vollem Gegendruck ins Freie austritt. Die Gasleitungen 9,10 sind von jedem Füllorgan 8 aus über Verschraubungen 12 und Abdichtungen in die Gaskanäle 4 und 7 abgedichtet eingeführt, wobei die Gaskanaäle 4, 7 mittels Dichtungsringen 13 auf den ringförmigen Flanschen 14, 15 ao der Oberseite des Flüssigkeitsbehälters 1 abgedichtet aufliegen und so in sich geschlossene Ringkanäle bilden. Das Füllorgan 8 weist an seinem Oberteil 16 einen Schaltstern 17 auf, der über ein kurbelwellenartiges (wie in der deutschen Patentschrift 1 048 497) Getriebe 18 die einzelnen Ventilstößel 19, 20, 21 (Fig.3) betätigt. Die Rückholfedern und andere Antriebselemente sind nicht näher gezeichnet. Ihre Funktion ist bekannt. Am Unterteil 22 des Füllorgans 8 ist mit einer Überwurfmutter 23 die Füllrohrscheibe 24 festgeschraubt, gegen die bei angehobenem (nicht gezeichnet), zu füllendem Gefäß 25 die Zentrierglocke 26 abdichtend anliegt und die druckdichte Verbindung des Füllorgans mit der Flasche vermittelt. Durch einen nicht weiter gezeichneten, der Füllmaschine 2 zugehörigen, heb- und senkbaren Hubteller 27 erfolgt das Anheben des Gefäßes 25. Die Zentrierglocke 26 gleitet beim Anheben (Pfeil 25') eines Gefäßes 25 auf dem Füllrohr 28; sie kann auch durch nicht gezeichnete Stangen oder Haltearme frei über dem Füllrohr 28 bewegbar angeordnet sein. Am Füllorgan 8 ist seitlich eine Drbsselhülse 29 angeordnet und über eine Rohrleitung 30 mit einem Sammelbehälter 31 verbunden. Im Sammelbehälter 31 herrscht der Druck der Außenatmosphäre. Der Behälter weist dazu eine Entlüftungsöffnung 32 auf, durch die die durch die Leitungen 30 in den Behälter 31 eingeblasenen Gase nach außen entweichen. Die Rohrleitung 30 ist mit dem Behälter 31 und der Drosselhülse 29 durch Verschraubungen 12 verbunden.

In F i g. 2 ist das Füllorgan 8 in der Draufsicht von oben her dargestellt. Der Schaltstern ist wieder mit 17, das Füllorganoberteil mit 16, die Drosselhülse mit 29 bezeichnet. Es sind in F i g. 2 die Ventilstößel 19, 20, 21 zu erkennen. Als Fortsetzung der Spanngasleitung 9 ist im Inneren des Füllorgans 8 der in F i g. 2 gestrichelte Spanngasweg 33 vorgesehen, der zu der Ventilkammer 34 (F i g. 3) des Spanngasventils 35 führt, das mit Ventilstößel 19 gegen seinen Sitz 36 anpreßbar und von diesem wieder abhebbar ist. Dieser Ventilsitz 36 stellt den Anfang der Spanngasbohrung 37 dar, die über den Verbindungsnippel 38 in den Mündungskanal 39 der Füllrohrscheibe 24 einmündet und innerhalb des Abdichtringes 41 im Ringraum 42 der Füllrohrscheibe 24 so endet, daß bei angepreßter Glocke 26 über diese eine direkte Verbindung mit dem Inneren der Flasche 25 hergestellt wird. Die Füllrohrscheibe 24 ist mit der Überwurfmutter 23 mit dem Unterteil 22 des Füllorgans 8 verschraubt, wobei eine Dichtung 43 beigelegt ist.Wie aus F i g. 3 zu entnehmen ist, ist der Ventilstößel

19 im Füllorganoberteil 16 in einer Hülse 44, die an ihrem unteren Ende eine Ringdichtung 45 aufweist, geführt. Dadurch ist die Ventilkammer 34 druckdicht nach oben hin abgeschlossen. Die Zuführung des Spanngases erfolgt über den Spanngasweg 33. Die Spanngaszuleitung 9 ist mit dem Auslegerteil 46 des Füllorgans 8 mit Hilfe einer Verschraubung 12 verbunden.

Als Fortsetzung des Flüssigkeitseintrittsstutzens 11 (F i g. 1) ist in dem Auslegerteil 46 des Füllorgans 8 der Flüssigkeitsanschluß 47 als Bohrung vorgesehen und gemäß F i g. 2 als strichpunktiert gezeichneter Flüssigkeitsweg 48 zur Flüssigkeitsventilkammer 49 des Füllorgans 8, die eine nicht gezeichnete, gegen den Stößel

20 anliegende Ventildruckfeder aufweist, geführt. Dieser Raum 49 wird außerdem von der Ventilstange 50 des Fußventils 51 des Füllrohres 28 durchsetzt, wie aus F i g. 3 hervorgeht. Die Ventilstange 50 trägt am unteren Ende das Fußventil 51 und am'oberen Ende ist der Ventilstößel 20 angeordnet, der von der nicht gezeichneten Ventilfeder belastet und mit Hilfe einer Führungshülse 44' und einer Ringdichtung 45' am Füllorganoberteil 16 abgedichtet und axialverschiebbar nach 'außen geführt ist. Das Füllrohr 28 ist in der Füllrohrscheibe 24 eingelassen, die mit einem Bund 40 am unteren Ende in die Ventilkammer 49 zentrierend hineinragt. In den Ringraum 42 der Füllrohrscheibe 24 mündet nicht nur der Spanngaskanal 39, sondern von diesem Ringraum 42 aus ist der Rückluftkanal 52 durch die Füllrohrscheibe 24 hindurch bis zu dem gleichzeitig als Verbindungsnippel und für Gas und Flüssigkeit durchlässigen Kugelhalter ausgebildeten Einsatzstück 53 geführt. Die Kugel 54 bleibt bei zurückströmendem Gas auf dem Einsatzstück 53 liegen. Bei aufsteigender Flüssigkeit wird die Kugel 54 jedoch im Inneren des Ventilraumes 55 in Richtung des Pfeiles 56 gegen die als dichten Sitz für die Kugel 54 ausgebildete Hülse 57 emporgehoben, .wodurch jede weitere Rückströmung unterbunden wird. Im Rückgasweg 58 oberhalb der Ventilsitzhülse 57 ist eine Rückgasabzweigung durch die Bohrung 59 vorgesehen, die sich in F i g. 3 als Kreis darstellt, in F i g. 4 im Schnitt als Längskanal und in F i g. 2 als gestrichelter Rückluftweg 59 dargestellt ist, der in die Gehäusebohrung 60 des Auslegerteiles 46 des Füllorgans 8 einmündet. In dieser Gehäusebohrung 60 ist eine Hülse 61 mit unterer Bohrung und einem Sitz 62 für eine Rückschlagkugel 63 vorgesehen. Diese Rückschlagkugel 63 wird auf ihren Sitz 62 durch den in der Gehäusebohrung 60 herrschenden Druck gepreßt, soweit der unter der Kugel 63 in der Bohrung 59 herrschende Druck geringer ist als der in der Gehäusebohrung 60 herrschende Druck. Über einen Nippel 64 sowie ein Anschlußstück 65 ist die Rückgasleitung 10 mit dem Inneren der Gehäusebohrung 60 verbunden. Auf der Dichtfläche 46' des Auslegerteils 46 ist eine Dichtplatte 66 vorgesehen, so daß das gesamte Ventil mit Hilfe der Flanschelemente 67,67' (F i g. 2), die die Befestigungslöcher 68,68' aufweisen, am Unterteil des Flüssigkeitsbehälters i abgedichtet festschraubbar ist.

Oberhalb der Bohrung 59 weist der Rückluftkanal 58 einen Ventilsitz 69 für das gesteuerte Rückgasventil 70 auf, das mit dem Stößel 21 vom Sitz 69 abhebbar und wieder gegen den Sitz 69 anpreßbar ausgebildet ist. Der Ventilstößel 21 ist von einer Führungshülse 44" umgeben, die am unteren Ende eine Ringdichtung 45" aufweist, so daß das Ventil 70 bzw. der Ventilstößel 21 axial verschiebbar ist, wobei der in der Ventilkammer 71 gegebenenfalls herrschende Rückgasdruck nur

durch die Seitenbohrung 72 über die in ihrem Inneren eine Kapillardrosselstelle 73 enthaltende Drosselhülse 29 in die Rohrleitung 30 und von dort in den Sammelbehälter 31 und anschließend ins Freie gelangen kann.

Fig.4 stellt einen Schnitt A-B-C dar, aus dem besonders die Anordnung der Bohrung 59 mit dem Rückschlagventil 62,63 in dem Ausleger 46 des Füllorgans 8 ersichtlich ist. Das durch das Einsatzstück 53 in Richtung nach oben zu der Schwimmerkugel 54 strömende Rückgas gelangt über die Hülse 57 und den Rückgasweg 58 bei geschlossenem Ventil 69, 70 über die Rückgasbohrung 59 zu dem Rückschlagventil 62, 63, wobei die Strömung die Kugel 63 abhebt und das Gas durch die Gehäusebohrung 60 durch den Nippel 64 und das Anschlußstück 65 zur Rückgasleitung 10 und von dort in den Rückgasringkanal4 (Fig. 1) geführt wird. Sobald jedoch über den Ventilstößel 21 das Rückgasventil 70 von seinem Sitz 69 abgehoben wird, ist die Ventilkammer 71 über die Seitenbohrung 72, die Drosselhülse 29, die Rohrleitung 30 und den Sammelbehälter 31 mit ao der Außenatmosphäre verbunden. Der Rückgasdruck fällt entsprechend der Durchlässigkeit der Kapillardrosselstelle 73 so stark ab, daß im Inneren der Flasche 25, ebenso wie in den Rückgasleitungsteilen 52, 53, 55, 57, 58, 59 ein erheblich geringerer Druck als in der as Rückluftleitung 10 sowie in der Gehäusebohrung 60 herrscht. Demzufolge wird die Rückschlagkugel 63 fest und abdichtend gegen ihren Sitz 62 gepreßt, so daß Rückgas aus dem Ringbehälter 4 nicht über die Leitung 10 zur Bohrung 59 zurückströmen und über das offene Rückluftventil 69, 70 sowie die Seitenbohrung 72 nach außen abblasen kann. Eine Erniedrigung des Druckes in dem Ringkanal 4 tritt demzufolge nicht auf, so daß gleichheitig alle Füllorgane 8 der Maschine ohne gegenseitige Behinderung in allen Phasen des Abfüllvorganges betrieben werden könnn, ohne daß es mehr als eines von außen gesteuerten Rückgasventils bedürfte.

In Fig. 5 ist ein Schnitt durch das Füllorgan 8 entsprechend der Linie D-E der F i g. 2 dargestellt. Aus dieser Figur ist der Flüssigkeitsweg ersichtlich. In den Flüssigkeitsbehälter 1 ragt der Flüssigkeitseintrittsstutzen 11, so daß Flüssigkeit aus dem großen Ringkanal 5 über den Flüssigkeitsanschluß 47 im Auslegerteil 46 des Füllorgans 8 zum Flüssigkeitsweg 48 und von dort in die Flüssigkeitsventilkammer 49 gelangt, aus der, wie in F i g. 3 angegeben ist, der Eintritt der Flüssigkeit in das Füllrohr 28 erfolgt. Die Flüssigkeitsventilkammer 49 wird von der Ventilstange 50 des Fußventils 51 durchsetzt und nimmt auch dessen Ventilfeder auf (nicht gezeichnet). Diese Ventilstange 50 trägt an ihrem oberen Ende den Ventilstößel 20, der über die Führungshülse 44' und die Ringdichtung 45' aus der Ventilkammer 49 abgedichtet herausgeführt ist. Zwischen der Unterseite des Flüssigkeitsbehälters 1 und der Dichtfläche 46' des Auslegers 46 ist die Dichtplatte 66 mit eingelegt, damit die Führung der Flüssigkeit vom großen Ringkanal 5 zum Flüssigkeitsweg 48 ohne Flüssigkeitsverluste erfolgen kann. Durch die gleiche Dichtplatte 66 bzw. durch ein in ihr weiter vorgesehenes, der Gehäusebohrung 60 entsprechendes Loch tritt auch die Rückluft abgedichtet aus dem Auslegerteil 46 des Ventils 8 in die Rückgasleitung lO'ein, die, wie F i g. 1 zeigt, durch das Innere des großen Ringkanals 5 hindurchgeführt ist.

F i g. 6 zeigt einen Schnitt F-G der F i g. 2, wobei die Spanngaswege sichtbar sind. Die Spanngasbohrung im Unterteil 22 des Füllorgans 8 ist mit 37 bezeichnet. Sie ist am oberen Ende durch das Spanngasventil 35 mit Ventilsitz 36 offen- und schließbar, wobei das Ventil 35 mit Hilfe des Ventilstößels 19 betätigt wird. Dieser Ventilstößel 19 ist in der Führungshülse 44 axial verschiebbar gelagert, wobei die Ringdichtung 45 die Abdichtung der Ventilkammer 34 bewirkt. In die Ventilkammer 34 mündet die Spanngasleitung 33, die am hinteren Teil des Auslegers 46 einen Anschlußnippel mit Verschraubung 12 für die Spanngasleitung 9 trägt. Ist das Ventil 35 vom Sitz 36 abgehoben, kann das Spanngas über die Leitung 9 durch die Spanngaswege 33 und 37 sowie den Mündungskanal 39 (F i g. 3) ins Innere der angepreßten Flasche 25 gelangen.

In den F i g. 7 bis 10 ist das Prinzip der Füllung schematisch erläutert, wobei die schematisch dargestellten Elemente die gleichen Bezugszeichen aufweisen wie die in den F i g. 1 bis 6 dargestellten Elemente des Füllorgans. ■ " /^ ■■■-'^■'- ·■-; ^;-'-· "^:

In F i g. 7 ist der Flaschenteller 27 mit dem Gefäß 25 abgedichtet gegen die Füllrohrscheibe 24 angepreßt. Das Spanngasventil 35 ist mit Hilfe des Ventilst'ößels 19 vom Ventilsitz 36 abgehoben, so daß in die Ventilkammer 34 über die Spanngasleitung 9 Spanngas aus dem Spanngaskanal 7 in das Innere des Gefäßes 25 einströmen kann, bis Druckausgleich zwischen dem Inneren des Gefäßes 25 und dem Ringkanal 7 herrscht. Das Fußventil 51 am unteren Ende des Füllrohres 28 ist mit Hilfe der Ventilstange 50 und des nach oben angehobenen Ventilstößels 20 geschlossen, so daß aus dem Flüssigkeitsbehälter 5 über den Flüssigkeitseintrittsstutzen 11 noch keine Flüssigkeit in das Gefäß 25 eintreten kann. Desgleichen strömt kein Rückgas über den Rückgaskanal 52 und das Schwimmerventil 54, 57 in die Rückgaskammer 71, weil das Rückgasventil 70 mit Hilfe des Ventilstößels 21 in seiner unteren Stellung auf dem Ventilsitz 69 angepreßt ist. Auch durch die Rückgasbohrung 59 strömt kein Gas zu dem Rückschlagventil 62, 63, weil — auch dann wenn schließlich im Gefäß 25 der volle Spanndruck herrscht — beiderseits der Rückschlagkugel 63 höchstens etwa der gleiche Druck wirksam wird. Von oben her wird die Kugel 63 von dem durch die Leitung 10 vom Rückgaskanal 4 zugeführten Druck beaufschlagt und auf der Unterseite der Kugel herrscht der im Behälter 25 aufgebaute Gegendruck, der den Druck in dem Ringbehälter 4 nicht wesentlich überschreitet. Die von der Ventilkammer 71 abgezweigte Drosselstelle 73 ist durch eine Rohrleitung bis zum Sammelbehälter 31, der belüftet ist, weitergeführt; auch hier herrscht noch keine Strömung.

In F i g. 8 ist das Spanngasventil 35, 36 geschlossen, das Fußventil 51 geöffnet, so daß nun Flüssigkeit in den Behälter 25 einströmt. Durch die Leitung 52 strömt Rückgas über das Schwimmerventil 54, 57 in die Leitung 59 und hebt die Rückschlagkugel 63 von ihrem Sitz 62 ab, derart, daß das im Gefäß 25 verdrängte Rückgas nunmehr in den Rückgassammelkanal 4 gelangt. Alle Ventilstößel 19, 20, 21 sind nach unten gedrückt, wobei jedoch das Ventil 35,36 sowie das Ventil 69, 70 geschlossen, das Ventil 51 jedoch geöffnet ist.

In Fig.9 hat sich der Spiegel 74 der eingefüllten Flüssigkeit 75 innerhalb des Gefäßes 25 über das untere Ende des Füllrohres 28 angehoben, so daß das gesamte Fußventil 51 samt den Flüssigkeitsausströmöffnungen bereits von der Flüssigkeit 75 überflutet ist. Nunmehr wird bei geschlossenem Spanngasventil 35, 36 und geöffnetem Fuß ventil 51 das Rückgasventil 70, 69 durch Anheben des Ventilstößels 21 geöffnet, so daß die Rückgasventilkammer 71 über die Drosselstelle 73 und den Sammelbehälter 31 mit der Außenatmosphäre in Verbindung gebracht wird. Dadurch fällt der Gasdruck

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bis ins Innere des Behälters 25 sowie in den Rückgaswegen 52, 54, 59 entsprechend ab, wodurch die Rückschlagkugel 63 durch den im Ringkanal 4 herrschenden höheren Druck gegen ihren Sitz gepreßt wird und somit das Nachströmen von Gas aus dem Kanal 4 über die Leitung 10 verhindert wird. Infolge des im Behälterinneren nunmehr erniedrigten Gegendruckes entströmt die Flüssigkeit aus dem großen Ringkanal 5 über die Leitung 11 jetzt dem Füllrohr 28 mit stark erhöhter Geschwindigkeit in den Behälter 25, so daß die restliche Füllung in ganz kurzer Zeit vor sich geht. Sobald also das Fußventil 51 im Behälterinneren von der Flüssigkeit 75 überflutet wird, wird durch die Öffnung des Ventils 70, 69 der Druck abgesenkt, so daß eine beschleunigte Füllung des Behälters erfolgt. Die Flüssigkeit 75 füllt schließlich den gesamten Behälter 25 voll und steigt dann in dem Rückluftkanal 52 bis zum Schwimmerventil 54, 57, wobei die Kugel 54 gegen den Sitz 57 angehoben (Fig. 10) und somit der weitere Durchtritt von stromerndem Medium, sei es Gas, sei es Schaum oder sei es Flüssigkeit, verhindert wird. Damit ist die Füllung beendet.

Wie in F i g. 10 weiter dargestellt ist, wird sodann das Fußventil 51 des Füllrohres 28 durch Anheben des Stößels 20 geschlossen; durch Absenken des Stößels 21 wird das Rückluftventil 69, 70 geschlossen. Nunmehr kann das Gefäß 25 vom Füllorgan 8 bzw. von der Füllrohrscheibe 24 mit Hilfe des Flaschentellers 27 wieder nach unten weggenommen werden, wobei die im Kanal 52 vorhandene Flüssigkeit noch in das Gefäß nachläuft und die Kugel 54 wieder auf ihr Einsatzstück 53 gelangt. Ein neues Gefäß 25 kann dann wiederum gegen die Füllrohrscheibe 24 angepreßt werden, wobei anschließend die in den Fig. 7 bis 10 angegebenen Phasen des Füllvorganges turnusmäßig wiederholt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gegendruckfüllorgan zum Abfüllen kohlensäurehaltiger Trinkflüssigkeiten in Gefäße mit getrennten, separaten auf- und zusteuerbaren Wegen für die Führung des Spanngases, des Rückgases und der durch ein Füllrohr einzufüllenden Flüssigkeit sowie mit einem im zu dem unter Gegendruck stehenden Rückgasbehälter führenden Rückgasweg angeordneten, gegen Flüssigkeitsdurchtritt absperrenden Rückgasschwimmerventil und einem hinter diesem in Strömungsrichtung durch den Rückgasdruck aüf- und zusteuerbarem Ventil, das über die Fortsetzung der Rückgasleitung mit einem Rückgasbehälter verbunden ist, der über ein ebenfalls durch den Rückgasdruck auf- und zusteuerbares Ventil mit der Atmosphäre in Verbindung steht und wobei der in dem zu füllenden Gefäß herrschende Gasdruck nach einer Anlaufphase, die bis zur Überflutung des Füllrohres andauert, unter den anfänglichen Gasdruck abgesenkt wird, so daß eine schnelle Vollfüllung des Gefäßes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückgasbehälter (4) über eine Abzweigung (59) hinter dem Schwimmerventil (54, 57) und einem in Strömungsrichtung zum Rückgasbehälter öffnenden Kugelrückschlagventil (62, 63) mit dem Rückgasweg (52) verbunden ist und daß das im Rückgasweg (52) angeordnete Rückgasventil (69,70) unabhängig vom Rückgasdruck steuerbar ist und für das Rückgas hinter dem Rückgasventil (69, 70) zusätzlich eine Drosselstelle (73) angeordnet ist.