DE102005043577B4

DE102005043577B4 - Füllventil

Info

Publication number: DE102005043577B4
Application number: DE200510043577
Authority: DE
Inventors: Ludwig Clüsserath; Dieter-Rudolf Krulitsch; Manfred Härtel
Original assignee: KHS GmbH
Current assignee: KHS GmbH
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: EP1762538B1; DE102005043577A1; SI1762538T1; EP1762538A1

Abstract

Füllventil zur Abfüllung flüssiger Füllgüter wie Wasser, Bier, Milch in Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem stößelbetätigten Füllventil, mit einem Ventilstößel, der mit dem Füllgut in Kontakt steht, und mit einem Montageraum (3), in welchem durch eine Dichtung vom Füllgut getrennt Betätigungselemente und/oder sonstige Elemente des Ventilstößels untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) der Betätigungs- oder sonstigen Elemente als hermetisch dichter, geschlossener Steril- oder Reinraum ausgebildet sowie mit einem überwachten Überdruck eines sterilen und/oder inerten Gases beaufschlagt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Füllventil gemäß Oberbegriff Anspruch 1.
Füllventile zum Abfüllen flüssiger Füllgüter oder Getränke, wie beispielsweise Bier, Limonaden, Mineral- oder Fruchtsäfte mit jeweils einem Ventilstößel, der mit dem Füllgut in Kontakt steht sowie mit einem Montageraum, in welchem durch eine Dichtung von Füllgut getrennt Betätigungselemente des Ventilstößels untergebracht sind, sind bekannt. Diese Füllventile sind beispielsweise am Umfang rotierender Füllmaschinen angeordnet und weisen eine oberhalb des zu füllenden Behälters angeordnete Füllöffnung zur Abgabe des Füllgutes auf. Dabei sind diese Füllöffnungen in der Mehrzahl der Fälle kreisförmig ausgebildet und weisen eine beispielsweise kegelförmig ausgebildete Ventilausbildung auf, wobei der bewegliche Teil dieser Ventilausbildung von einem sogenannten Ventilstößel gebildet wird.
Bei gebräuchlichen Ventilausgestaltungen ist oberhalb der eigentlichen Ventil- oder Verschlussstelle eine Ventilkammer gebildet, in welcher sich ein gewisses Flüssigkeitsvolumen befindet. Nach oben wird diese Kammer durch eine bewegliche Membrandichtung abgeschlossen. Sowohl Ventilkammer als auch Membrandichtung werden von dem Ventilstößel durchdrungen, wobei sich dieser ausgehend von der Ventilstelle senkrecht nach oben erstreckt. Am oberen Ende des Ventilstößels sind üblicherweise Feder- und Betätigungsausgestaltungen vorgesehen, welche es in Verbindung mit weiteren Elementen, beispielsweise Steuerungselementen, gestatten, das Füllventil gesteuert zu öffnen oder zu schließen. Um einen Kontakt zwischen Füllgut und diesen Betätigungselementen zu vermeiden sind diese Elemente, wie bereits dargestellt, oberhalb der Ventilkammer angeordnet und durch die Membrandichtung von dieser getrennt. Bei bekannten Ausgestaltungen von Füllventilen handelt es sich bei dem Raum oberhalb der Membrandichtung um einen nicht sterilen Raum, welcher mit der freien Umgebung in Verbindung steht und somit auch für Bakterien und schädliche Keime zugänglich ist. In diesem Zusammenhang ist es von besonderer Bedeutung, dass die Membrandichtungen bis zu 600 Betätigungen pro Stunde ausführen, wodurch diese hoch belastet werden. Weitere Belastungen treten u.a. auch durch Wärme und/oder aggressive Stoffe bei der Reinigung der Füllgutwege auf. Aufgrund dieser hohen Belastungen der Membrandichtungen kann es trotz aller Maßnahmen zur vorbeugenden Instandhaltung dazu kommen, dass eine Membrandichtung vorzeitig undicht wird und somit eine Verbindung zwischen dem Montageraum der Betätigungselemente und der Ventilkammer freigibt, wodurch es zu Verschmutzungen des Füllgutes kommen kann. Dieses ist in der Praxis unerwünscht. Vorschläge zur Lösung dieses Problems sind bislang nicht bekannt geworden.
Speziell bekannt sind Füllventile ( DE 42 41 545 A1 ), bei denen eine Schließfeder in einem in einem Füllventilgehäuse oberhalb der Ventilkammer ausgebildeten Montageraum untergebracht ist, der von der Ventilkammer durch eine von dem Ventilstößel durchdrungene Membrandichtung abgedichtet ist. Die den Ventilstößel umschließende Schließfeder stützt sich mit ihrem oberen Ende gegen einen Kolben ab, der Teil einer pneumatischen Betätigungseinrichtung ist und an seiner der Schließfeder abgewandten und mit einer Dichtung versehenen Seite einen Zylinderraum begrenzt, der zum Öffnen des Füllventils bzw. der Verschlussstelle gesteuert mit steriler Druckluft beaufschlagbar ist. Da beim Betätigen der pneumatischen Betätigungseinrichtung, d.h. beim Verschieben des Kolbens auch eine Volumenänderung des ebenfalls als Zylinderraum ausgebildeten Montageraumes eintritt, ist es im praktischen Betrieb erforderlich, für einen Luft-Ausgleich eine Entlüftung des Montageraumes vorzusehen, über die – sofern zur Atmosphäre hin offen – durchaus auch Keime in den lediglich durch die Membrandichtung von der Ventilkammer getrennten Montageraum gelangen können.
Bekannt ist weiterhin ( DE 100 00 793 C1 ), bei einem elektronisch gesteuerten Füllventil, den Gehäuseinnenraum einer elektronischen Steuereinheit zum Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit mit einem geeigneten Druckgas, beispielsweise mit getrockneter Luft zu beaufschlagen.
Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zum Dosieren und Abfüllen von flüssigen oder pastösen Produkten ( DE 42 26 566 C2 ), bei der an einem Vorrichtungsgestell wenigstens ein Doseur vorgesehen ist, welcher in einem Dosiergehäuse u.a. einen Dosierkolben sowie ein als Steuerschieber ausgebildetes Steuerventil aufweist. Der Dosierkolben und der Steuerschieber werden über Kolbenstangenbetätigt, die abgedichtet in das Dosiergehäuse hineinreichen und dabei durch einen an das Dosiergehäuse anschließenden Überwachungsraum hindurchgeführt sind, der zum Dosiergehäuse sowie auch zur Umgebung hin abgedichtet und beispielsweise als Sterilraum ausgebildet ist.
Bekannt ist schließlich ein stopfbuchsenloses Ventil ( CH 384 956 ) mit einer eine Gewindespindel dieses Ventils umgebenden Dichtung, die aus zwei zwischen sich eine druckdichte Kammer bildenden Wellenrohren besteht, die koaxial zueinander sowie auch koaxial zur Spindel angeordnet einerseits mit dem Ventilkörper und andererseits mit einer Kopfplatte des Ventils dicht verbunden sind. Die Kammer ist mit einem Betriebsdruck beaufschlagt, der zum Erkennen einer möglichen Leckage überwacht wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllventil aufzuzeigen, mit welchem Verschmutzungen des Füllgutes über den angrenzenden Montageraum vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllventil entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung sieht insbesondere vor, den Montageraum der Betätigungselemente als Steril- oder Reinraum auszubilden, diesen mit Überdruck zu beaufschlagen und diesen Überdruck zu überwachen.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Im Einzelnen zeigen die
1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Füllventil, wobei dieses keine Leckage aufweist und die
2 ein Füllventil, welches eine Leckage aufweist
In den Figuren ist schematisch ein erfindungsgemäßes Füllventil 1 dargestellt. Wie in der 1 dargestellt, befindet sich oberhalb der Membrandichtung 2 der Montageraum 3, in welchem beispielsweise Federn oder sonstige Elemente zur Betätigung des Ventilstößels 4 angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist der Montageraum 3 als hermetisch dichter, gegenüber der Umwelt geschlossener Raum ausgebildet. Dazu kann beispielsweise eine weitere Membran 6 vorgesehen sein, welche den Montageraum 3 an seinem oberen Ende abschließt und eventuell zusätzlich eine abgedichtete Durchführung für den Ventilstößel 4 beinhaltet.
Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass eine in der Membrandichtung 2 auftretende Undichtigkeit nicht zwangsläufig dazu führt, dass in der freien Umgebung vorhandene Stoffe in das Füllgut gelangen und dieses eventuell verderben.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, den Montageraum 3 mit einem vom Umgebungsdruck abweichendem Druck zu beaufschlagen. Bei diesem Druck kann es sich sowohl um einen Überdruck, als auch um einen Unterdruck handeln.
Durch die Verwendung eines Überdruckes kann beispielsweise das Eindringen von Fremdstoffen aus der Umgebung in dem Montageraum 3 sicher vermieden werden. Bei der Verwendung von Unterdruck ist beispielsweise vorgesehen, das Füllventil im Falle eines Druckausgleiches mit der Umgebung außer Funktion zu setzen.
Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, den im Montageraum 3 herrschenden Druck durch geeignete Mittel zu überwachen und den Füllprozess beim Ermitteln einer Druckabweichung zu beeinflussen oder zu beenden. Beispielsweise kann diese Drucküberwachung, wie in den Figuren dargestellt, anhand eines Anzeige-Kolbens 5 erfolgen. Dabei wird der im Montageraum 3 eines jeden Füllventils 1 herrschende Druck durch die Stellung des Anzeige-Kolbens 5 angezeigt und beispielsweise durch einen Näherungsschalter 7 erfasst. Befindet sich der Anzeige-Kolben 5 wie gezeigt im Zustand der Druckbeaufschlagung in einer ausgefahrenen, erhobenen Position, so wird eine optische Funktionskontrolle ermöglicht, da Anzeige-Kolben 5, welche diese Position auch im drucklosen Zustand innehaben, nicht ordnungsgemäß funktionieren. Die Näherungsschalter 7 können separat je Füllventil 1 oder aber auch für alle Füllventile gemeinsam vorgesehen sein. Die Überwachung des in den Montageräumen herrschenden Druckes kann auch anhand anderer mechanischer, elektronischer oder aber auch elektromechanischer Komponenten erfolgen. Dabei kann es sich beispielsweise um Dehnungsmessstreifen, Druckmessdosen oder ähnliche Mittel handeln. Es ist vorgesehen, den an jedem Füllventil 1 separat gebildeten Montageraum 3 lediglich in bestimmten Zeitintervallen, beispielweise zu den Reinigungszyklen, mit Druck zu beaufschlagen. Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, den Montageraum 3 regelmäßig zu sterilisieren und diesen mit einem sterilen und/oder inerten Gas zu beaufschlagen. Die besonderen Vorteile liegen darin, dass es bei einer derartigen Vorgestaltung möglich ist, die Füllmaschine auch nach dem Auftreten bzw. dem Erkennen einer Undichtigkeit in der oder den Membranen 2, 6 zumindest bis zur nächsten planmäßigen Produktionsunterbrechung weiter zu betreiben, da aus dem regelmäßig sterilisiertem Montageraum 3 keine schädlichen Stoffe in das Füllgut gelangen können.

Claims

Füllventil zur Abfüllung flüssiger Füllgüter wie Wasser, Bier, Milch in Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem stößelbetätigten Füllventil, mit einem Ventilstößel, der mit dem Füllgut in Kontakt steht, und mit einem Montageraum (3), in welchem durch eine Dichtung vom Füllgut getrennt Betätigungselemente und/oder sonstige Elemente des Ventilstößels untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Montageraum (3) der Betätigungs- oder sonstigen Elemente als hermetisch dichter, geschlossener Steril- oder Reinraum ausgebildet sowie mit einem überwachten Überdruck eines sterilen und/oder inerten Gases beaufschlagt ist.
Füllventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Anzeige-Kolben (5) zur Überwachung des Druckes.
Füllventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel zur lediglich intervallweisen Verbindung des Montageraumes (3) mit einer Quelle des sterilen und/oder inerten Gases.