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Bei Füllorganen für Gegendruckflaschenfüller, welche eine das Flüssigkeitsventil
durchsetzende, ventilgesteuerte Spann- und Rückgasleitung und ein gesteuertes Entspannungsventil
aufweisen, ist es bereits bekannt, das beim Abfüllen von gashaltigen Flüssigkeiten
unerwünschte Zurückspritzen der bei Beginn des Entspannungsvorgangs noch im Gasrohr
befindlichen Restflüssigkeit in die bereits gefüllte Flasche dadurch zu vermeiden,
daß das Gasventil innerhalb des Verschlußkörpers des Flüssigkeitsventils möglichst
weit unten angeordnet wird.
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Diese bekannte Anordnung ergibt nicht nur eine bauliche Komplikation
des Abfüllorgans infolge der schwer zugänglichen Anordnung des Gasventils, sondern
hat auch den Nachteil, daß das Betätigungsgestänge des Gasventils verhältnismäßig
lang ist, wodurch sich wiederum Schwierigkeiten hinsichtlich einer reibungsfreien
Führung des Ventilschaftes einerseits und hinsichtlich einer einwandfreien Gas-Zu-und
Abführung andererseits ergeben.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer im Aufbau einfacheren Anordnung,
bei welcher das Gasventil in üblicher Weise leicht zugänglich am oberen Ende des
Füllorgans angeordnet ist und bei welcher sich außerdem auf Grund der neuartigen
Konstruktion der zusätzliche Vorteil ergibt, daß das Gasröhrchen die Auf- und Abbewegungen
des Flüssigkeitsventils nicht mitmacht.
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Die Erfindung geht demgemäß von einem Füllorgan für Gegendruckfüller
mit im Füllerkessel oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnetem, gesteuertem
Gasventil, mit das Flüssigkeitsventil durchsetzendem, in einem Gasröhrchen endigendem
Gaskanal und mit gesteuertem Entspannungsventil aus und ist durch ein im Gaskanal
möglichst unmittelbar oberhalb des Gasröhrchens angeordnetes Ventil gekennzeichnet,
welches dem Gas in beiden Richtungen Durchtritt gewährt, jedoch die bei Beendigung
des Füllvorganges im Gasröhrchen hochsteigende Flüssigkeit am Eintritt in den Gaskanal
hindert.
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In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist das im Gaskanal angeordnete
Ventil als selbsttätig wirkendes Rückschlagventil ausgebildet, welches auf Grund
seiner Form und der darauf wirkenden Stellkräfte unter der Einwirkung des Flüssigkeitsrückstroms
schließt. Dies kann nach der Erfindung beispielsweise dadurch erzielt werden, daß
das Schließorgan des Flüssigkeitsrückschlagventils in bekannter Weise die Form einer
im wesentlichen in vertikaler Richtung geführten Kugel hat, die durch ihr Eigengewicht
von einem über ihr befindlichen Ventilsitz abgehoben wird und deren Durchmesser
mit Bezug auf den sie umgebenden Raum so gewählt ist; daß der Rückgasstrom sie nicht
anzuheben vermag, während der Flüssigkeitsrückstrom sie auf den Ventilsitz drückt,
so daß sie den Gaskanal gegen die nach oben drückende Flüssigkeit abschließt. Die
Rückschlagventilkugel kann mit Bezug auf die jeweilige abzufüllende Flüssigkeit
schwimmfähig sein.
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In Verbindung mit den früher üblichen Mehrkammerfüllern ist es bereits
bekannt, am unteren Ende des Rückluftrohres ein Rückschlagventil mit schwimmfähigem
Ventilkörper anzuordnen, welcher der beim Füllen in der Flasche hochsteigenden Flüssigkeit
den Eintritt in den Rückluftkanal verwehrt. Dadurch soll vermieden werden, daß die
zu füllenden Flaschen bzw. deren Inhalt und der Füller selbst durch unsaubere Flaschen
infiziert werden. Der Lösung dieser Aufgabe dienen der ganze komplizierte Aufbau,
die Aufteilung des Füllers in mehrere voneinander getrennte Kammern, die bei solchen
Mehrkammerfüllern übliche Abfilterung der Rückluft gegenüber der Vorluft und die
getrennte Vorluft- und Rückluftführung über nicht im Füllerkessel angeordnete gesteuerte
Ventile.
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Die eingangs erwähnte, vornehmlich bei den heute üblichen Einkammerfüllern
auftretende Problemstellung des unerwünschten Zurückspritzens der bei Beginn des
Entspannungsvorganges noch im Gasrohr befindlichen Restflüssigkeit in die bereits
gefüllte Flasche tritt jedoch bei den soeben erwähnten bekannten Mehrkammerfüllern
nicht auf, während andererseits das Infektionsproblem beim Einkammerfüller eine
untergeordnete Rolle spielt.
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Auch wäre eine etwa zu der bekannten Rückschlagventilanordnung analoge
Anordnung eines Rückschlagventils mit schwimmfähigem Ventilkörper am unteren Ende
eines Gasröhrchens nicht zur Lösung der durch die Erfindung tatsächlich gelösten
Aufgabestellung geeignet. Die bekannte Rückschlagventilanordnung konnte also dem
Fachmann keine Anregung im Sinne der zuvor kurz dargelegten erfindungsgemäßen Lösung
des Rückspritzproblems geben.
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Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist der Sitz
des Flüssigkeitsrückschlagventils am unteren Ende eines im Flüssigkeitsventilgehäuse
befestigten, den Flüssigkeitsventilkegel und den als Gaskanal dienenden hohlen Flüssigkeitsventilschaft
mit seitlichem Spiel durchdringenden Rohres angeordnet, dessen oberes Ende in funktionszulässigem
Abstand unterhalb des Gasventils in den Gaskanal mündet.
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Der Erfindungsgegenstand wird nunmehr in seinen Einzelheiten unter
Bezug auf die Zeichnung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise
beschrieben.
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Das Füllorgan nach der Erfindung besteht in seinem äußeren Aufbau
in üblicher Weise aus einem an der Kesselunterseite angeordneten Flüssigkeitsventil,
einem oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordneten Gasventil und einem gesteuerten
Entspannungsventil. Flüssigkeits- und Gasventil sind in üblicher Weise federbelastet
und durch Steuerorgane gesteuert. Der Schaft des Flüssigkeitsventilkegels bildet
in ebenfalls bekannter Weise einen Gaskanal, welcher an seinem oberen Ende durch
das Verschlußstück des Gasventils abgeschlossen wird. Die Füllhöhe des jeweils abzufüllenden
Gefäßes ist in üblicher Weise durch die Länge eines auswechselbaren Gasröhrchens
bestimmt, welches an der Unterseite des Flüssigkeitsventilgehäuses aus diesem herausragt.
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Bei derartigen Anordnungen wird bekanntlich nach dem Öffnen des Entspannungsventils
die Flüssigkeitsrestmenge, die am Ende des Füllvorganges im Gaskanal auf die Höhe
des im Kessel herrschenden Flüssigkeitspegels hochgestiegen ist, in den soeben aufgefüllten
Behälter zurückgedrückt, wodurch insbesondere beim Abfüllen gashaltiger Flüssigkeiten
eine Beunruhigung des Behälterinhalts hervorgerufen wird.
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Gemäß der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
ist im Flüssigkeitsventilgehäuse-Unterteil l eine Ventilkammer 2 angeordnet, an
deren unterem, in einen
Flüssigkeitsablauf 3 hineinragenden Ende
ein Gasröhrchen 4 befestigt ist und an deren oberem Ende ein, in einen Gaskanal
s hineinragendes, inneres Rohr 6 befestigt ist, welches sich so weit nach oben erstreckt,
daß das Gasventil ungehindert arbeiten kann. Das untere, in die Ventilkammer 2 mündende
Ende dieses inneren Gasrohres 6 ist als Ventilsitz 7 für eine Ventilkugel 8 ausgebildet,
deren Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Ventilkammer 2 ist. Oberhalb
des Gasröhrchens 4 befindet sich am unteren Ende der Ventilkammer 2 ein hülsenförmiges
Auflagestück 9, dessen Hülsenbohrung sich unmittelbar an die Bohrung des Glasröhrchens
4
anschließt und welches an seinem oberen Ende so ausgebildet ist, daß sich
die Ventilkugel 8 unter der Wirkung der Schwerkraft daran abstützen kann, ohne daß
sie die Hülsenbohrung verschließt. Ein Flüssigkeitskanal 10 umgibt die Ventilkammer
2 ringartig und geht an seinem unteren Ende unmittelbar in die ringförmige Mündung
eines Flüssigkeitsauslaufs 3 über. Von diesem Flüssigkeitskanal 10 zweigt
oberhalb eines Auslaufsiebes 10 a ein bekannter Entspannungskanal 11, 12 ab, der
zu einem gesteuerten Entspannungsventil 13 führt.
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Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das innere Gasrohr 6 mit Spiel
in dem äußeren Gaskanal 5 geführt ist und auch einen Ventilkegel 14 des Flüssigkeitsventils
mit Spiel durchsetzt. Außerdem ist aus der Zeichnung `ersichtlich, daß bei geschlossenem
Flüssigkeitsventil zwischen dem Flüssigkeitsventilkege114 und dem sich unten verbreiternden
inneren Gasrohr 6 so viel Vertikalspiel verbleibt, daß das Innere des Gaskanals
5 und des Gasrohres 6 Verbindung mit dem Ringkanal 10 des Flüssigkeitsventils
hat.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich aus
der Zeichnung. Die Anordnung ist in einem Betriebszustand dargestellt, in welchem
sich ein Zentrierkonus 15 des Füllers in abgesenktem Zustand befindet und in welchem
das aufzufüllende Gefäß in den Füller eingeschoben wird. Sobald sich das aufzufüllende
Gefäß nach oben bewegt hat und der Zentrierkonus 15 sich an den Flüssigkeitsauslauf
3 angelegt hat, beginnt in bekannter Weise durch öffnen des Gasventils die Vorspannung
des aufzufüllenden Gefäßes, indem das im Kessel befindliche Druckgas durch das innere
Gasrohr 6 in die Ventilkammer 2 und von dort durch das Auflagestück 9 in
das Gasröhrchen 4 gelangt. Da die Ventilkugel 8 das Gasröhrchen 4 nicht verschließt,
kann das Gas ungehindert in das Gasröhrchen gelangen, so daß ein rasches Vorspannen
des aufzufüllenden Gefäßes sichergestellt ist. Kurz vor Erreichung des Druckausgleiches
zwischen Kessel und aufzufüllendem Gefäß wird in bekannter Weise der Ventilkegel
14 durch die Druckfeder des Flüssigkeitsventils angehoben, und die abzufüllende
Flüssigkeit strömt über den Ringkanal 10 und den Ringkanal des Flüssigkeitsauslaufes
3 in das zu füllende Gefäß ein. Das in dem abzufüllenden Gefäß befindliche Druckgas
kann, solange der Spiegel der in dem aufzufüllenden Gefäß befindlichen Flüssigkeit
das untere Ende des Gasröhrchens 4 noch nicht erreicht hat, durch das Gasröhrchen
4, die Bohrung des Auflagestücks 9, die Ventilkammer 2 und das Innere des inneren
Gasrohres 6 über das noch geöffnete Gasventil wieder in den Kessel des Füllers zurückströmen.
Die Masse der Ventilkugel 8 ist mit Bezug auf den Innendurchmesser der Ventilkammer
2 so gewählt, daß der Staudruck des rückströmenden Druckgases nicht in der Lage
ist, die Ventilkugel entgegen der Wirkung der Schwerkraft anzuheben und auf ihren
Ventilsitz 7 zu drücken. Sobald jedoch der Flüssigkeitsspiegel in dem aufzufüllenden
Gefäß das untere Ende des Gasröhrchens 4 erreicht hat, beginnt die Flüssigkeit
in dem Gasröhrchen 4 hochzusteigen und gelangt durch die Bohrung des Auflagestücks
9 in die Ventilkammer 2. Die Masse der Ventilkugel 8 ist jedoch mit Bezug auf den
Innendurchmesser der Ventilkammer 2 so gewählt, daß der nunmehr stärkere Staudruck
der hochströmenden Flüssigkeit die Kugel nach oben reißt und sie auf ihren Sitz
7 am unteren Ende des inneren Gasrohres 6 drückt. Um diese Wirkung noch zu unterstützen,
kann die Ventilkugel aus einem Werkstoff gefertigt sein, der mit Bezug auf die jeweils
abzufüllende Flüssigkeit schwimmfähig ist. Die in der Ventilkammer 2 befindliche
Flüssigkeit drückt also nunmehr die Ventilkugel 8 mit einem Druck auf ihren Sitz
7, der durch den Höhenunterschied zwischen dem Ventilsitz 7 und dem im Füllerkessel
herrschenden Flüssigkeitsspiegel bestimmt ist. Es ist dabei gleichgültig, ob die
Ventilkugel 8 das untere Ende des inneren Gasrohres 6 absolut dicht abschließt,
oder ob nur eine nicht ganz vollkommene Abdichtung erzielt wird, so daß noch etwas
Flüssigkeit an der Kugel vorbei in den unteren Teil des inneren Gasrohres einsickern
kann. Wenn also nunmehr die Steuerung das Flüssigkeitsventil und das Gasventil schließt,
steht im Gasröhrchen 4 eine Flüssigkeitssäule, die bis zum Ventilsitz 7 des
Flüssigkeitsrückschlagventils 7, 8 oder etwas darüber reicht. Öffnet nun die Steuerung
ein Entspannungsventil 13, so baut sich der im Inneren des Gaskanals 5, 6 noch herrschende
Gasdruck über den Ringraum zwischen dem inneren Gasrohr 6 einerseits und dem äußeren
Gaskanal 5 bzw. dem Flüssigkeitsventilkegel 14 andererseits und über
den Zwischenraum zwischen diesem Ventilkegel 14 und dem unterhalb desselben
gelegenen Bund des inneren Gasrohres 6 sowie über den Zweigkanal 11, 12 und
über das Entspannungsventil 13 nach außen ab und gleichzeitig entspannt sich der
im aufgefüllten Gefäß noch herrschende Gasdruck über den Ringkanal 10, das
Auslaufsieb 10 a und den Zweigkanal 11, 12 ebenfalls über das Entspannungsventil
13 nach außen und der noch im Gasröhrchen 4 befindliche kleine Flüssigkeitsrest
läuft sanft in das aufgefüllte Gefäß zurück, dessen Inhalt durch diesen sanften
Rücklauf nicht beunruhigt wird.
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Die Anordnung nach der Erfindung ist im Aufbau einfach, folglich leicht
zu reinigen, wenig störungsanfällig und in der Herstellung billig. Als weiterer
Vorteil ergibt sich, daß das Gasröhrchen 4 die Auf-und Abbewegungen des äußeren
Gasrohres 5 und des Flüssigkeitsventils nicht mitmacht.
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Der Erfindungsgedanke ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebene
bevorzugte Ausführungsform eines Flüssigkeits-Rückschlagventils als selbsttätiges
Kugelventil beschränkt. Dieses Ventil kann selbstverständlich auch als selbsttätig
wirkendes Kegelventil, Klappenventil oder gegebenenfalls auch als gesteuertes Kegel-
oder Klappenventil ausgeführt sein. Das Auflager 9 für die Ventilkugel 8 braucht
nicht in Form eines gesonderten Auflagestückes vor-Qesehen zu sein, sondern es kann
beispielsweise auch
als Teil der Ventilkammer 2 oder aus
einem Stück mit dem Gasröhrchen 4 gefertigt sein.