DE102005043577B4

DE102005043577B4 - filling valve

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: EP1762538A1; EP1762538B1; SI1762538T1; DE102005043577A1

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.filling valve for bottling liquid Filled goods like Water, beer, milk in bottles or similar containers with a plunger-operated filling valve, with a valve lifter, the with the contents in contact, and with a mounting space (3), in which by a seal from the contents separate actuators and / or other elements of the valve stem are housed, characterized in that the mounting space (3) of the actuating or other elements designed as a hermetically sealed, closed sterile or clean room as well as with a monitored overpressure a sterile and / or inert gas is applied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Füllventil gemäß Oberbegriff Anspruch 1.The The invention relates to a filling valve according to the generic term Claim 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.filling valves for bottling liquid Filled goods or Beverages, such as beer, sodas, mineral or fruit juices each a valve lifter, the with the contents is in contact and with a mounting space, in which by a Seal of contents separate actuators housed the valve stem are known. These filling valves For example, are arranged on the circumference of rotating filling machines and have one above the one to be filled container arranged filling opening to Delivery of the contents on. These are filling holes in the majority of cases circular formed and have a cone-shaped, for example Valve education on, with the moving part of this valve training formed by a so-called valve tappet becomes.

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.at common Valve designs is above the actual valve or Closure a valve chamber formed in which a certain volume of liquid located. This chamber is moved upwards by a movable membrane seal completed. Both valve chamber and diaphragm seal are penetrated by the valve tappet, this is from the valve point perpendicular to extends above. At the upper end of the valve stem are usually spring and actuation configurations provided, which in conjunction with other elements, for example Control elements, allow to open the filling valve controlled or close. To contact between contents and these actuators to avoid these elements, as already shown, above arranged the valve chamber and through the diaphragm seal of this separated. In known embodiments of filling valves is at the space above the membrane seal around a non-sterile Room that communicates with the outdoor environment and thus also for Bacteria and harmful Germs accessible is. In this context, it is of particular importance that the diaphragm seals perform up to 600 actuations per hour, resulting in these are charged high. Further burdens occur u.a. also by heat and / or aggressive substances when cleaning the Füllgutwege on. Due to these high loads of the membrane seals it can despite all measures For preventive maintenance, come on that a diaphragm seal leaking prematurely and thus a connection between the mounting space the actuators and the valve chamber releases, causing it to contamination of the filling material can come. This is undesirable in practice. Suggestions for solving this Problems have not been reported so far.

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.Especially known are filling valves ( DE 42 41 545 A1 ), in which a closing spring is housed in a mounting space formed in a Füllventilgehäuse above the valve chamber, which is sealed from the valve chamber by a penetrated by the valve stem diaphragm seal. The closing spring enclosing the valve tappet is supported at its upper end against a piston which is part of a pneumatic actuator and, on its side facing away from the closing spring and provided with a seal, delimits a cylinder space which is controlled to open the filling valve or the closing point with sterile Compressed air can be acted upon. Since during actuation of the pneumatic actuator, ie when moving the piston also enters a volume change of the likewise designed as a cylinder chamber mounting space, it is necessary in practical operation to provide a ventilation of the mounting space for air compensation over which - if open to the atmosphere - also germs can get into the only separated by the membrane seal of the valve chamber mounting space.

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.It is also known ( DE 100 00 793 C1 ), in an electronically controlled filling valve to pressurize the housing interior of an electronic control unit to protect against the ingress of moisture with a suitable compressed gas, for example with dried air.

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.Also known is a device for dosing and filling of liquid or pasty products ( DE 42 26 566 C2 ), in which at least one Doseur is provided on a device frame, which has, inter alia, a metering piston and a control valve designed as a control valve in a metering. The metering piston and the spool are actuated by piston rods, which extend sealed into the metering and thereby passed through a subsequent to the metering monitoring space, which is sealed to the metering and also to the environment and formed, for example, as a sterile room.

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.Finally, a glandless valve is known ( CH 384 956 ) with a surrounding a threaded spindle of this valve seal, which consists of two between them a pressure-tight chamber shaft tubes coaxially with each other and coaxial with the spindle arranged on the one hand with the valve body and on the other hand with a head plate of the valve are tightly connected. The chamber is pressurized with an operating pressure that is monitored to detect possible leakage.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllventil aufzuzeigen, mit welchem Verschmutzungen des Füllgutes über den angrenzenden Montageraum vermieden werden.task the invention is to show a filling valve, with which contamination of the filling material over the adjacent mounting space be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllventil entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.to solution This task is a filling valve accordingly formed according to claim 1.

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.The in particular, the present invention provides the mounting space of Actuators as Sterile or clean room form, apply this to overpressure and to monitor this overpressure.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Im Nachfolgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.further developments The invention are the subject of the dependent claims. In the following, the Invention explained in more detail with reference to an embodiment.

Im Einzelnen zeigen dieIn detail, the show

1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Füllventil, wobei dieses keine Leckage aufweist und die 1 in a simplified sectional view of an inventive filling valve, which has no leakage and the

2 ein Füllventil, welches eine Leckage aufweist 2 a filling valve which has a leak

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.In the figures is a schematic filling valve according to the invention 1 shown. Like in the 1 is located above the membrane seal 2 the mounting room 3 in which, for example, springs or other elements for actuating the valve stem 4 are arranged. According to the invention, the mounting space 3 designed as a hermetically sealed, closed to the environment space. For this example, another membrane 6 be provided, which is the mounting space 3 closes at its upper end and possibly also a sealed passage for the valve lifter 4 includes.

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.This procedure ensures that one in the membrane seal 2 occurring leakage does not necessarily mean that existing in the free environment substances reach the contents and spoil this possibly.

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.In a further embodiment, the mounting space is provided 3 to pressurize with a pressure deviating from the ambient pressure. This pressure can be both an overpressure and a negative pressure.

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.By using an overpressure, for example, the penetration of foreign substances from the environment in the mounting space 3 safely avoided. When using negative pressure, for example, provided to put the filling valve in the event of pressure equalization with the environment inoperative.

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.Of particular advantage, it is still in the mounting room 3 to monitor prevailing pressure by suitable means and to influence or terminate the filling process in determining a pressure deviation. For example, this pressure monitoring, as shown in the figures, using a display piston 5 respectively. It will be in the mounting room 3 of each filling valve 1 prevailing pressure due to the position of the indicator piston 5 displayed and, for example, by a proximity switch 7 detected. Is the indicator piston 5 As shown in the state of pressurization in an extended, raised position, so a visual function control is possible, since display piston 5 , which hold this position even in the depressurized state, do not work properly. The proximity switches 7 can be separate per filling valve 1 or be provided together for all filling valves. The monitoring of the pressure prevailing in the mounting spaces pressure can also be done on the basis of other mechanical, electronic or even electromechanical components. These may be, for example, strain gauges, pressure cells or similar means. It is intended that at each filling valve 1 separately formed mounting space 3 only at certain time intervals, for example, to the cleaning cycles to pressurize. Of particular advantage, it is still the mounting space 3 sterilize regularly and apply a sterile and / or inert gas. The particular advantages are that it is possible with such a configuration, the filling machine even after the occurrence or the detection of a leak in the membrane or membranes 2 . 6 continue to operate at least until the next scheduled production interruption, since the regularly sterilized mounting space 3 no harmful substances can get into the product.

Claims

Filling valve for filling liquid products such as water, beer, milk in bottles or similar container with a plunger-operated filling valve, with a valve stem, which is in contact with the contents, and with a mounting space ( 3 ), in which separated by a seal from the contents actuators and / or other elements of the valve stem are housed, characterized in that the mounting space ( 3 ) of the actuating or other elements is designed as a hermetically sealed, closed sterile or clean room and acted upon by a monitored overpressure of a sterile and / or inert gas.

Filling valve according to claim 1, characterized through a display piston ( 5 ) to monitor the pressure.

Filling valve according to claim 1 or 2, characterized by means for only intervalwise connection of the mounting space ( 3 ) with a source of sterile and / or inert gas.