DE2359986C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Gefäße - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Gefäße, bei dem die Flüssigkeit etwa bei Gleichdruck zwischen Flüssigkeitskessel und Gefäß in dieses einströmt und das durch die Flüssigkeit verdrängte Gas in den Flüssigkeitskessel zurückströmt, wobei nach Beendigung des Abfüllvorgangs bei mechanisch geschlossenem Füllventil der obernalb des Gefäßes und unterhalb des Flüssigkeitsventils mit Druckgas aufgefüllte Raum mit erhöhtem Druck beaufschlagt wird und dann eine Entlastung des Gefäßes durchgeführt wird, sowie auf eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Bei den bekannten Ausführungen dieser Ventile wird nach Ansetzen eines Gefäßes mittels einer Steuereinrichtung das Gasventil geöffnet, so daß ein Druckausgleich zwischen dem Druckpolster oberhalb der Flüssigkeit im Flüssigkeitskessel und dem Gefäß hergestellt wird. Während dieses Vorganges gelangt das Druckgas durch ein mit dem Verschließkörper verbundenes Rückgasrohr in die Flasche. Sobald nun der Druckunterschied zwischen dem Gaspolster im Flüssigkeitskessel und dem Gasdruck in der Flasche geringer ist als die Kraft einer das Flüssigkeitsventil betätigenden Feder, so wird dieses geöffnet und die Flüssigkeit strömt mit einer vom geodätischen Gefalle abhängigen Geschwindigkeit in das Gefäß ein. Während des Füllvorganges entweicht das innerhalb des Gefäßes anstehende Gas durch die Öffnung des Rückgasrohres in den Kessel zurück. Sobald die stetig ansteigende Flüssigkeit das untere Ende des Rückgasrohres erreicht, findet kein weiterer Gasaustausch von der Flasche zum

ίο Flüssigkeitsbehälter mehr statt, so daß der Füllvorgang beendet ist. Das Flüssigkeitsventil wird geschlossen und die Flasche nach durchgeführter Entlastung von dem Füllorgan abgezogen und verschlossen.

Bei den bekannten Füllventilen mit einem unterhalb des Verschließkörpers von dem Rückgasrohr und einem Auslaufstutzen gebildeten ringförmigen Austrittskanal besteht nun der Nachteil, daß in diesem Kanal nach Beendigung des Füllvorganges ein Flüssigkeitsrest verbleibt, der nur mit erheblichen Schwierigkeiten entfernt werden kann. Die anstehende Restmenge führt zu einem undefinierbaren Nachlauf. Auch kommt es vor, daß ein Teil der Flüssigkeit während der Entlastung des Gefäßes aus diesem Bereich durch das Entlastungsventil nach außen abgeführt wird und zu unerwünschten Flüssigkeitsverlusten bzw. Füllhöhengenauigkeiten führt.

Man ist deshalb bereits dazu übergegangen, nach Beendigung des Abfüllvorganges bei mechanisch geschlossenem Füllventil den oberhalb des Gefäßes und

μ unterhalb des Flüssigkeitsventils befindlichen Raum mit Druckgas erhöhten Druckes zu beaufschlagen und danach eine Entlastung des Gefäßes durchzuführen. Auf diese Weise werden die Nachlaufmengen in gewisser Weise bestimmbar. Hierbei hat sich allerdings der

3> Nachteil ergeben, daß durch den impulsartig aufgegebenen Druckstoß zum Zwecke der Druckerhöhung eine erhebliehe Beunruhigung der Flüssigkeit vorgenommen wird. Darüberhinaus ist ein zusätzlicher Druckraum zur Speicherung des unter erhöhtem D>jck stehenden Druckgases notwendig. Dieser Druckraum muß, wie alle anderen Räume der Füllmaschine und der zugeordneten Flüssigkeitswege zur Vermeidung von Infektionen zusätzlich sterilisiert werden, so daß sich dadurch eine weitere Gefahrenquelle ergibt.

4'· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einen derartigen zusätzlichen Druckspeicherraum zu verzichten und die Druckerhöhung innerhalb des vorgesehenen Raumes möglichst stoßfrei auszuführen, so daß Beunruhigungen der Flüssigkeit, wie sie bei den vorgenannten Verfahren unumgänglich sind, vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Volumen des oberhalb des Gefäßes und unterhalb des Flüssigkeitsventils mit Druckgas aufge-

füllten Raumes zum Zwecke der Druckerhöhung durch Verkleinerung eines von außen beeinflußbaren Zylinderraumes vermindert wird.

Einerseits kann durch dieses Verfahren, abgesehen von einer sehr ruhigen Abfüllung, die regelmäßig

μ anstehende Nachlaufflüssigkeit restlos aus dem Raum oberhalb des Gefäßes entfernt werden, ohne daß ein Druckstoß von außen in diesen Raum eingegeben

werden muß. Darüberhinaus entfällt ein zusätzlicher Druckraum zur Speicherung des Druckgases, so daß auch eine sonst übliche Infektionsquelle nicht gegeben

Das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene füllrohrlose Füllorgan mit

einem Ventilgehäuse und einem darin geführten Verschließkörper, einem mit diesem geführten Rückgasrohr sowie mit je einem Vakuum- und Entlastungsventil, deren Strömungskanäle unterhalb des Verschließkörpers in einem von dem Rückgasrohr und einem Auslaufstutzen gebildeten ringförmigen Austrittskanal münden, zeichnet sich dadurch aus, daß der Austrittskanal vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Ventilsitzes eine irit einem im Volumen veränderbaren Raum in Verbindung stehende Zuleitung aufweist. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß der Raum mit dem zum Ausirittskanal führenden Strömungskanal des Vakuumanschlusses verbunden ist und eine weitere Verbindung zum Vakuumventil führt. Hierdurch werden zusätzliche Wege innerhalb des is Ventilgehäuses entbehrlich. Ferner v/ird vorgeschlagen, daß der Raum als Zylinder ausgebildet ist und einen von außen gegen Federkraft betätigbaren Kolben aufweist.

In der Zeichnung, auf welche in der nachfolgenden Beschreibung Bezug genommen wird, ist die Erfindung beispielsweise und schcrnatisch dargestellt.

Das Füllorgari besteht aus einem Ventilgehäuse 1 mit einem Ventilaufsatz 2 und der Zentriertulpe 3. Das Ventilgehäuse 1 enthält den Ventilsitz 4 mit dem Flüssigkeits- bzw. Austrittskanal 5. Der Ventilkegel 6 wird von einer Feder 7 bei Druckausgleich zwischen Flüssigkeitskessel und Gefäß im Öffnungssinn beeinflußt Der Ventilaufsatz 2 ist mit einer nicht weiter dargestellten Brücke versehen, die eine Buchse trägt, durch welche die rohrförmige Verlängerung 8 des jo Ventilkegels 6 des Flüssigkeitsventils geführt wird. In dieser Verlängerung 8 des Ventiikegels 6 ist eine Stange 9 zum Betätigen des Gasventils angeordnet. Diese Stange ragt oben über die rohrförmige Verlängerung des Flüssigkeitsventils hinaus und trägt zwei übereinander angeordnete Scheiben, an denen eine Steuereinrichtung angreift. Die Stange 9 des Gasventils trägt am unteren Ende eine sich auf eine Bohrung im Inneren des Ventilkegels 6 auflegende Dichtung U. In den Ventilkegel 6 L; als Verlängerung dieser Bohrung ein w Gasrohr 12 eingeschraubt, welches in den Hals des Gefäßes 13 hineinragt und einen Schirm 14 zur Ableitung der Flüssigkeit gegen die Wandung des Gefäßes aufweist. In der Zentriertulpe 3, welche von Führungsstangen oder anderen Vorrichtungen parallel ti zur Achse des Füllorgans verschiebbar gehalten wird, ist ein Anprsßgummi 15 eingesetzt. Dieses stellt einen dichten Abschluß zum Gefäß nach außen während des Füllvorganges sicher.

Der von dem Gasrohr Ii und dem Auslaufstutzen so gebildete ringförmige Austrittskanal 5 ist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel konisch verjüngt.

In dem Ventilgehäuse 1 befindet sich ein Entlastungsventil 16, welches bei Betätigung des Steuerbolzens 17 öffnet und dadurch eine Verbindung von dem Kanal 18, der im Austrittskanal 5 mündet, zur Atmosphäre herstellt. In dem Ventilgehäuse 1 ist ferner ein nicht dargestelltes Vakuum-Ventil zur Verbindung des Vakuum-Kanals mit einer Vakuum-Quelle eingegliedert. Das Vakuum-Ventil wird ebenfalls von außen durch Entlanglaufen eines zugeordneten Steuerbolzens an einer Kurvenbahn betätigt Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt dieser Vakuum-Kanal 19 vom oberen Ende des Austrittskanals 5 in einen zusätzlichen Raum 20, in welchem eine als Zylinder ausgebildete Hülse 21 eingeschraubt ist Innerhalb des Zylinders ist ein Kolben 22 gegen Federkraft 23 axial verschiebbar geführt

Der Füllvorgang wird zunächst durch Betätigen der nicht dargestellten Steuereinrichtung eingeleitet, wodurch sich das Gasventil öffnet Dabei greift ein Hebel der Steuereinrichtung unter eine Scheih". wodurch sich die Abdichtung 11 von ihrem Sitz abhebt und den Gasdurchgang in das Gefäß 13 freigibt Nachdem ein Druckausgleich zwischen dem Flüssigkeitskessei und dem Gefäß eingetreten ist hebt die Feder 7 den Ventilkege¹6 in Öffnungsstellung, worauf die Flüssigkeit in das Gefäß einläuft Nach beendigter Füllung wird der Ventilkegel 6 durch die Steuereinrichtung auf den Ventilsitz gedruckt Zu diesem Zeitpunkt befindet sich noch ein Anteil der Restflüssigkeit im Au^c.trittskanal 5. Diese Restflüssigkeit wird durch Verminderung des Volumens des Raumes 20 und den dadurch verursachten Druckstoß in das noch angepreßte Gefäß abgeleitet. Zu diesem Zwecke wird der Kolben 22, dessen Steuerstift 24 nacn außen ragt und gegen eine nicht dargestellte Kurvenbahn anläuft, entgegen der Federwirkung in Richtung auf die Achse des Füllorgans bewegt. Die dadurch hervorgerufene Druckerhöhung im Raum 20 setzt sich in der Leitung 19 fort und drückt die Restflüssigkeit in das Gefäß.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Vakut m-Kanal 19 mit seiner zum nicht dargestellten Vakuum-Ventil führenden Leitung 25 als Zuleitung für den Raum 20. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß nur eine Leitung 19 zum Austrittsstutzen 5 sowohl für das Vakuum-Ventil als auch für die Verbindung mit dem Raum 20 eingegliedert werden muß. Es ist jedoch durchaus denkbar, eine zusätzliche Leitung, die den Raum 20 mit dem Austrittskanal 5 verbindet, anzuordnen.

Der zur Entleerung des Austrittskanals 5 eingeleitete Druckstoß wird nach dem Erfindungsvorschlag vor der Entlastung des Gefäßraumes eingeleitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abfüllen von Flüssigkeiten in Gefäße, bei dem die Flüssigkeit etwa bei Gleichdruck zwischen Flüssigkeitskessel und Gefäß in dieses einströmt und das durch die Flüssigkeit verdrängte Gas in den Flüssigkeitskessel zurückströmt, wobei nach Beendigung des Abfüllvorganges bei mechanisch geschlossenem Füllventil der oberhalb des Gefäßes und unterhalb des Flüssigkeitsventils mit Druckgas aufgefüllte Raum mit erhöhtem Druck beaufschlagt wird und dann eine Entlastung des Gefäßes durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des oberhalb des Gefäßes und unterhalb des Flüssigkeitsventils mit Druckgas aufgefüllten Raumes zum Zwecke der Druckerhöhung durch Verkleinerung eines von außen beeinflußbaren Zylinderraumes vermindert wird.

2. Füllrohrlosts Füllorgan für Gegendruckfüllmaschinen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Ventilgehäuse und einem darin geführten Verschließkörper, einem mit diesem verbundenen Rückgasrohr sowie mit je einem Vakuum- und Entlastungsventil, deren Sirömungskanäle unterhalb des Verschließkörpers in einem von dem Rückgasrohr und einem Auslaufstutzen gebildeten ringförmigen Austrittskanal münden, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrittskanal (5) vorzugsweise unmittelbar unterhalb des Ventilsitzes (4) eine mit einer: im Volumen veränderbaren Raum (20) in Verbindung stehende Zuleitung (19) aufweist.

3. Füllrohrloses Füllorgan nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (20) mit dem zum Austrittskanal (5) führenden ^.trömungskanal (19) des Vakuumanschlusses verbunden ist und eine weitere Verbindung (25) zum Vakuumventil führt.

4. Füllrohrloses Füllorgan nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (20) als Zylinder (21) ausgebildet ist und einen von außen gegen Federkraft (23) betätigbaren Kolben (22) aufweist.