DE102007014702B4 - Filling system for hot filling - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Füllsystem für ein Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen oder dergleichen Behälter (2), mit wenigstens einem Füllelement (3, 3a) mit einem in einem Füllelementgehäuse (7, 7a) ausgebildeten Produktraum oder Flüssigkeitskanal (8), der mit einem Kessel (6) für das Füllgut in Verbindung steht und an einer Unterseite des Füllelementes (3, 3a) eine Füllgutabgabe (11) bildet, über die das flüssige Füllgut dem jeweils zu füllenden, an einem Behälterträger (4) gehaltenen Behälter (2) zufließt, und mit einem im Flüssigkeitskanal (8) angeordneten Flüssigkeitsventil (10), wobei zum Beheizen oder Warmhalten des Füllelementes (3, 3a) während eines Heißabfüllens im Füllelementgehäuse (7, 7a) ein erster Strömungsweg (33) ausgebildet ist, der einen im Bezug auf die Strömungsrichtung des flüssigen Füllgutes im Flüssigkeitskanal (8) vor dem Flüssigkeitsventil (10) liegenden Teilabschnitt (8.1) des Flüssigkeitskanals (8) mit einem für mehrere Füllelemente (3, 3a) gemeinsamen Sammelkanal (26) verbindet, und dass wenigstens ein Steuerventil (36) vorgesehen ist, und zwar zur Steuerung des Flusses eines heißen flüssigen Füllgutes aus dem Kessel (6) durch den Teilabschnitt (8.1) und den ersten Strömungsweg (33) in den Sammelkanal (26), dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (36) in einer an den Sammelkanal (26) angeschlossenen Leitung (35) angeordnet ist und in dem ersten Strömungsweg (33) ein Rückschlagventil (34) vorgesehen ist, welches für eine Strömung aus dem Flüssigkeitskanal (8) des Füllelementes (3a) in den Sammelkanal (26) öffnet und für eine Strömung in entgegen gesetzter Richtung sperrt.Filling system for filling a liquid filling material into bottles or similar containers (2), having at least one filling element (3, 3a) with a product space or liquid channel (8) formed in a filling element housing (7, 7a), which is provided with a kettle (6) for the filling material is in communication and on an underside of the filling element (3, 3a) forms a Füllgutabgabe (11) through which the liquid product to be filled in each case, on a container carrier (4) held container (2) flows, and with a in the liquid channel (8) arranged liquid valve (10), wherein for heating or keeping warm the filling element (3, 3a) during a hot filling in Füllelementgehäuse (7, 7a), a first flow path (33) is formed, one with respect to the flow direction of the liquid filling material in the liquid channel (8) in front of the liquid valve (10) lying portion (8.1) of the liquid channel (8) with one for a plurality of filling elements (3 , 3a) common collecting channel (26) connects, and that at least one control valve (36) is provided, namely for controlling the flow of a hot liquid filling material from the boiler (6) through the subsection (8.1) and the first flow path (33) into the collecting channel (26), characterized in that the control valve (36) is arranged in a line (35) connected to the collecting channel (26) and in the first flow path (33) a check valve (34) is provided, which is suitable for a Flow from the liquid channel (8) of the filling element (3a) opens into the collecting channel (26) and blocks for a flow in the opposite direction.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a filling system according to the preamble ofclaim 1.

Füllsysteme, insbesondere auch solche zum Füllen von Flaschen oder dergleichen Behälter mit einem heißen flüssigen Füllgut, d. h. zum Heißabfüllen z. B. von stillen Getränken oder anderen Produkten sind bekannt. Um im Falle einer Produktionsunterbrechung das Produkt weiterhin heiß zu halten, wird in derDE 201 05 716 U1 vorgeschlagen, an jedem Füllventil ein Rücklaufventil vorzusehen, über welches bei geschlossenem Füllventil ein interner Heizhaltekreislauf durch den Ventilkörper, einen Vorlaufbehälter, eine Pumpe, einen Wärmetauscher und den Produktbehälter aufrecht gehalten werden kann. Dieses inDE 201 05 716 U1 gezeigte Maschinenkonzept ist im Prinzip hinreichend, allerdings konstruktiv aufwändig und erfordert einen hohen Steuerungsaufwand.Filling systems, especially those for filling bottles or the like containers with a hot liquid product, ie for hot filling z. B. of still drinks or other products are known. In order to keep the product hot in the event of a production stoppage, the product will be used in the DE 201 05 716 U1 proposed to provide at each filling valve, a return valve, via which an internal Heizhaltekreislauf by the valve body, a flow tank, a pump, a heat exchanger and the product container can be maintained with the filling valve closed. This in DE 201 05 716 U1 shown machine concept is in principle sufficient, but structurally complex and requires a lot of control effort.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllsystem aufzuzeigen, welches konstruktiv einfach gestaltet ist und leicht gesteuert werden kann, und mit welchem bei einem Heißabfüllen auch in besonders einfacher Weise ein Beheizen der Füllelemente möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Füllsystem entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.The object of the invention is to show a filling system which is structurally simple and can be easily controlled, and with which in a hot filling in a particularly simple manner, a heating of the filling elements is possible. To solve this problem, a filling system according to thepatent claim 1 is formed.

Beispielsweise in Füllpausen bzw. bei Unterbrechungen des Füllprozesses erfolgt das Beheizen der Füllelemente durch das heiße Füllgut, welches die Füllelemente bei geschlossenen Flüssigkeitsventilen durchströmt, und zwar in einem in jedem Füllelement ausgebildeten ersten Strömungsweg, der bevorzugt Teil eines den Kessel oder ein anderes Reservoir für das Füllgut einschließenden Füllgutkreislaufs mit deiner Heiz- oder Erhitzungsanlage ist. Eingeleitet wird dieser Füllgutstrom oder Heißumlauf des Füllgutes durch Aktivieren wenigstens eines ersten Steuerventils, welches beispielsweise im ersten Strömungsweg jedes Füllelementes oder aber in einer Leitung oder Verbindung vorgesehen ist, die ebenfalls als Teil des Füllgutkreislaufs für sämtliche Füllelemente einer Füllmaschine oder aber für eine Gruppe von mehreren Füllelementen gemeinsam ist.For example, in filling pauses or interruptions in the filling process, the heating of the filling elements is carried out by the hot medium, which flows through the filling elements with closed liquid valves, in a formed in each filling element first flow path, preferably part of the boiler or another reservoir for the Filling product cycle with your heating or heating system is. This Füllgutstrom or hot circulation of the contents is initiated by activating at least a first control valve, which is provided for example in the first flow path of each filling element or in a line or connection, which is also part of the Füllgutkreislaufs for all filling elements of a filling machine or for a group of several Filling elements is common.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Further developments, advantages and applications of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. In this case, all described and / or illustrated features alone or in any combination are fundamentally the subject of the invention, regardless of their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims is made an integral part of the description. The invention will be explained in more detail below with reference to the figures of exemplary embodiments. Show it:

1 in vereinfachter Darstellung ein Füllsystem gemäß der Erfindung, zusammen mit einer an das Füllelement dieses Systems angehobenen Flasche; 1 in a simplified representation of a filling system according to the invention, together with a raised to the filling element of this system bottle;

2 das Füllsystem der1 in einem Betriebszustand bei unerbrochener Heißabfüllung; 2 the filling system of 1 in an operating condition with uninterrupted hot filling;

3 in einer Darstellung ähnlich1 ein weiteres Füllsystem gemäß der Erfindung. 3 similar in apresentation 1 another filling system according to the invention.

4 Das Füllsystem der3 in einem Betriebszustand bei unterbrochener Heißabfüllung. 4 The filling system of 3 in an operating state with interrupted hot filling.

Das in den1 und2 allgemein mit1 bezeichnete Füllsystem ist Bestandteil einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen2 oder dergleichen Behälter. Das Füllsystem1 besteht hierfür im Wesentlichen aus einem Füllelement3 und aus einem diesem Füllelement zugeordneten Flaschen- oder Behälterträger4, der bei der dargestellten Ausführungsform zum Halten der Flaschen2 an einem unterhalb der Flaschenmündung2.1 gebildeten Mündungsflansch2.2 dient und hierfür beispielsweise gabelartig ausgebildet ist. Das Füllelement3 und der zugehörige Behälterträger4 sind mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente3 und Behälterträger4 am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors5 der Füllmaschine vorgesehen. Oberhalb der Füllelemente3 befindet sich am Rotor5 ein für sämtliche Füllelemente gemeinsamer Kessel6, der beispielsweise als Ringkessel ausgebildet ist und während des Füllbetriebes bis zu einem vorgegebenen Niveau N niveaugeregelt gefüllt ist. Im Kessel6 sind somit ein Gasraum6.1 und ein Flüssigkeitsraum6.2 gebildet. Das flüssige Füllgut wird dem Kessel6 über eine nicht dargestellte Versorgungsleitung gesteuert zugeführt.That in the 1 and 2 generally with 1 designated filling system is part of a filling machine of rotating design for filling a liquid filling inbottles 2 or similar container. Thefilling system 1 consists essentially of afilling element 3 and from a bottle or container carrier associated with thisfilling element 4 in the illustrated embodiment for holding thebottles 2 at one below the mouth of the bottle 2.1 formed mouth flange 2.2 serves and this example, fork-shaped. Thefilling element 3 and the associatedcontainer carrier 4 are with a variety ofsimilar filling elements 3 andcontainer carriers 4 on the circumference of a rotatable about a vertical machine axisrotatable rotor 5 provided the filling machine. Above thefilling elements 3 is located on the rotor 5 a common boiler for allfilling elements 6 , For example, which is designed as a ring boiler and filled level control during the filling operation up to a predetermined level N is filled. In thekettle 6 are thus a gas space 6.1 and a fluid room 6.2 educated. The liquid product is theboiler 6 Controlled supplied via a supply line, not shown.

In einem Gehäuse7 des Füllelementes3 ist ein Flüssigkeitskanal8 ausgebildet, der über eine Leitung9 mit dem Flüssigkeitsraum6.2 des beispielsweise als Ringkessel ausgebildeten Kessels6 in Verbindung steht. Im Flüssigkeitskanal8 ist das Flüssigkeitsventil10 vorgesehen, und zwar zur gesteuerten Abgabe des flüssigen Füllgutes über eine Abgabeöffnung11, die an der Unterseite des Füllelementes von dem dortigen offenen Ende des Flüssigkeitskanals8 gebildet ist.In ahousing 7 of thefilling element 3 is a fluid channel 8th trained, over aline 9 with the liquid space 6.2 of the example designed as aring boiler boiler 6 communicates. In the fluid channel 8th is theliquid valve 10 provided, specifically for controlled delivery of the liquid contents via adischarge opening 11 at the bottom of the filling element from the local open end of the liquid channel 8th is formed.

Das Flüssigkeitsventil10 besteht im Wesentlichen aus einem im Flüssigkeitskanal8 angeordneten Ventilkörper10.1, der mit einem Ventilsitz10.2 zusammenwirkt. Der Ventilkörper10.1 ist an einem achsgleich mit der vertikalen Füllelementachse angeordneten, beidendig offenen Gasrohr13 ausgebildet, welches zugleich als Ventilstößel zur Betätigung des Flüssigkeitsventils10 dient und hierfür mit einer Betätigungseinrichtung12 zusammenwirkt. Das untere offene Ende des Gasrohres13 ist von der ringförmigen Abgabeöffnung11 umschlossen. Das obere offene Ende des Gasrohres13 mündet in einen im Gehäuse7 ausgebildeten Gasraum14. Das Anpressen der jeweiligen Flasche2 mit ihrer Mündung2.1 gegen das Füllelement3 erfolgt bei dieser Ausführungsform zumindest unterstützend durch den im Gasraum14 herrschenden und auf das Anpressgestänge4.1 des jeweiligen Behälterträgers einwirkenden Druck.Theliquid valve 10 consists essentially of one in the liquid channel 8th arranged valve body 10.1 that with a valve seat 10.2 interacts. The valve body 10.1 is arranged on a coaxial with the vertical Füllelementachse arranged at both endsopen gas pipe 13 formed, which at the same time as a valve tappet for actuating theliquid valve 10 serves and this with anactuator 12 interacts. The lower open end of thegas pipe 13 is from the annular discharge opening 11 enclosed. The upper open end of thegas pipe 13 flows into one in thehousing 7 trainedgas room 14 , The pressing of therespective bottle 2 with her mouth 2.1 against thefilling element 3 takes place in this embodiment, at least supportive by thegas space 14 ruling and on the Anpressgestänge 4.1 of the respective container carrier acting pressure.

Der Gasraum14 ist u. a. mit im Gehäuse7 ausgebildeten Kanälen15,16,17 verbunden. Diese Kanäle sind jeweils Teil eines gesteuerten Strömungsweges mit Steuerventilen18,19 und20. Im Detail ist der Kanal15 Bestandteil des auch das Steuerventil18 und einen Kanal21 aufweisenden Strömungsweges zwischen dem Gasraum14 und einem für sämtliche Füllelemente3 der Füllmaschine gemeinsamen, am Rotor5 ausgebildeten Ringkanal22, der über eine Leitung23 mit dem Gasraum6.1 verbunden ist. Der gedrosselte, d. h. mit einer Drossel versehene Kanal16 ist Bestandteil eines das Steuerventil19 und den verzweigten Kanal21 aufweisenden Strömungsweges zwischen dem Gasraum14 und dem Ringkanal22. Der Kanal17 ist Bestandteil eines das Steuerventil20 und den verzweigten Kanal24 aufweisenden gesteuerten und gedrosselten Strömungsweges zwischen dem Gasraum14 und einem für sämtliche Füllelemente der Füllmaschine gemeinsamen, am Rotor5 ausgebildeten Ringkanal26.Thegas space 14 is among other things in thehousing 7 trainedchannels 15 . 16 . 17 connected. These channels are each part of a controlled flow path withcontrol valves 18 . 19 and 20 , In detail is thechannel 15 Part of thecontrol valve 18 and achannel 21 having flow path between thegas space 14 and one for allfilling elements 3 the filling machine common, on therotor 5 trainedannular channel 22 who has alead 23 with the gas space 6.1 connected is. The throttled, ie provided with athrottle channel 16 is part of acontrol valve 19 and thebranched channel 21 having flow path between thegas space 14 and theannular channel 22 , Thechannel 17 is part of acontrol valve 20 and thebranched channel 24 having controlled and throttled flow path between thegas space 14 and one common to all filling elements of the filling machine, on therotor 5 trainedannular channel 26 ,

Zusätzlich zu den drei vorgenannten Steuerventilen weist das Füllelement3 ein viertes Steuerventil25 auf, welches zusammen mit dem verzweigten Kanal24 und einem weiteren Kanal27 eine gesteuerte Verbindung zwischen dem Ringkanal26 und dem Flüssigkeitskanal8 bildet, und zwar in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz10.2. Über eine Steuereinrichtung28 werden die Steuerventile18,19,20 und25, aber auch die Flüssigkeitsventile10 der Füllmaschine bzw. die Betätigungseinrichtungen12 dem jeweiligen Füllverfahren entsprechend programmgesteuert betätigt, und zwar die Flüssigkeitsventile10 für ein volumetrisches Füllen auch in Abhängigkeit von dem Messsignal eines Durchflussmessers29.In addition to the three aforementioned control valves, thefilling element 3 afourth control valve 25 on which together with thebranched channel 24 and another channel 27 a controlled connection between thering channel 26 and the fluid channel 8th forms, in the flow direction in front of the valve seat 10.2 , Via acontrol device 28 become thecontrol valves 18 . 19 . 20 and 25 , but also theliquid valves 10 the filling machine or theactuators 12 operated programmatically according to the respective filling process, namely theliquid valves 10 for a volumetric filling also depending on the measuring signal of aflow meter 29 ,

Mit dem Füllsystem1 sind die verschiedene Füllverfahren möglich, so beispielsweise
ein Einkammer- oder aber auch Mehrkammerdruckfüllen von CO2-haltigen Produkten bzw. Getränken, wie z. B. Softdrinks, Bier, karbonisierte Wässer,
ein druckloses Kaltabfällen beispielsweise stiller Getränke sowie
ein druckloses Heißabfällen stiller Getränke.With thefilling system 1 are the different filling methods possible, such as
a one-chamber or multi-chamber pressure filling of CO2-containing products or drinks, such. Soft drinks, beer, carbonated waters,
an unpressurized cold waste, for example, still drinks as well
a pressureless hot waste of still drinks.

Die für die unterschiedlichen Verfahren notwendigen verfahrenstechnischen Prozess oder Steuerschritte sind vollständig oder nahezu vollständig in das jeweilige Füllelement3 verlagert.The procedural process or control steps necessary for the different processes are completely or almost completely in therespective filling element 3 relocated.

Die Betätigungseinrichtung12 sowie auch die Steuerventile18,19,20 und25 bzw. deren Betätigungseinrichtungen sind jeweils pneumatisch betätigt und werden über nicht dargestellte, elektrisch steuerbare Ventile (Magnetventile) gesteuert. Bei einer Füllmaschine mit mehreren Füllelementen3 werden das Betätigungselement12 sowie auch das Steuerventil18 für jedes Füllelement jeweils individuell von der zentralen Steuereinheit28 gesteuert.The actuatingdevice 12 as well as thecontrol valves 18 . 19 . 20 and 25 or their actuators are each pneumatically operated and are controlled by not shown, electrically controllable valves (solenoid valves). In a filling machine withseveral filling elements 3 become theactuator 12 as well as thecontrol valve 18 for each filling element individually from thecentral control unit 28 controlled.

Die Steuerventile19,20 und25 werden in Abhängigkeit von dem gewählten Füllverfahren jeweils zentral für sämtliche Füllelemente3 der Füllmaschine gemeinsam gesteuert, und zwar beispielsweise über drei Magnetventile, von denen ein Magnetventil sämtlichen Steuerventilen19, ein Magnetventil sämtlichen Steuerventilen20 und ein Magnetventil sämtlichen Steuerventilen25 der Füllmaschine zugeordnet ist.Thecontrol valves 19 . 20 and 25 become central for all filling elements depending on the chosenfilling process 3 the filling machine controlled together, for example via three solenoid valves, of which one solenoid valve all thecontrol valves 19 , a solenoid valve of allcontrol valves 20 and a solenoid valve of all thecontrol valves 25 associated with the filling machine.

Im Ausgangszustand, d. h. im nicht betätigten Zustand sind das Flüssigkeitsventil10 sowie auch die Steuerventile18,19,20 und25 geschlossen. In der nachstehenden Beschreibung der verschiedenen Füllverfahren und deren Prozessschritte befinden sich die vorgenannten Ventile ebenfalls jeweils in ihrem geschlossenen Zustand, sofern der geöffnete Zustand nicht ausdrücklich angegeben ist.In the initial state, ie in the non-actuated state, theliquid valve 10 as well as thecontrol valves 18 . 19 . 20 and 25 closed. In the following description of the various filling methods and their process steps, the aforementioned valves are also each in their closed state, unless the open state is explicitly stated.

Grundsätzlich gilt für die Ansteuerung der vorgenannten Ventile bei den verschiedenen Füllverfahren, dass bei der Druckfüllung, d. h. beim Füllen der Flaschen2 unter Gegendruck die Steuerventile19 und25 ständig geschlossen sind, während das Steuerventil20 ständig geöffnet ist. Bei der drucklosen Kalt- oder Heißabfüllung ist das Steuerventil20 ständig geschlossen und das Steuerventil19 ständig geöffnet.Basically, for the control of the aforementioned valves in the various filling method, that in the pressure filling, ie when filling thebottles 2 under counter pressure thecontrol valves 19 and 25 are constantly closed while thecontrol valve 20 is constantly open. For non-pressurized cold or hot filling is thecontrol valve 20 constantly closed and thecontrol valve 19 constantly open.

Mit dem Steuerventil25 erfolgt in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise während einer Unterbrechung des Füllprozesses gesteuert eine Zirkulation des heißen flüssigen Füllgutes durch die Füllelemente3, um diese zu beheizen bzw. auf einer für das Heißabfällen notwendigen Temperatur zu halten.With thecontrol valve 25 takes place in the manner described in more detail below during an interruption of the filling process controlled circulation of the hot liquid filling material through thefilling elements 3 in order to heat them or to keep them at a temperature necessary for the hot waste.

Während der einzelnen Füllverfahren werden also lediglich zwei Ventile, nämlich das jeweilige Flüssigkeitsventil10 und das Steuerventil18 der einzelnen Füllelemente der Füllmaschine individuell gesteuert. Mit den weiteren Steuerventilen19,20 und25 erfolgt durch eine zentrale für sämtliche Füllelemente3 der Füllmaschine gemeinsamer Ansteuerung lediglich die Auswahl der jeweils gewünschten Betriebsart.During the individual filling process, therefore, only two valves, namely the respectiveliquid valve 10 and thecontrol valve 18 the individual filling elements of the filling machine individually controlled. With theother control valves 19 . 20 and 25 done by a central for allfilling elements 3 the filling machine common control only the selection of the respective desired mode.

Im Detail sind mit dem Füllsystem1 u. a. folgende Verfahren möglich:In detail are with thefilling system 1 the following procedures are possible:

Einkammer-Druckfüllen Single-chamber pressure filling

Bei diesem Füllverfahren ist der Kessel bis zum Niveau N mit dem Füllgut gefüllt. Der Gasraum6.1 des Kessels6 sowie auch der über die Leitung23 mit dem Gasraum6.1 verbundene Ringkanal22 sind mit dem unter Fülldruck stehenden CO2-Gas gefüllt. Der Ringkanal26 dient hier als ein für sämtliche Füllelemente gemeinsamer Rückgaskanal. Das Steuerventil20 befindet sich bei diesem Füllverfahren in einem ständig geöffneten Zustand.

• 1. Vorspannen: Nach dem Einschieben und Anheben derjeweiligen Flasche2 in Dichtlage gegen dasbetreffende Füllelement3 erfolgt ein Vorspannen derFlasche2 mit CO2-Gas aus demRingkanal22 durch Öffnen des Steuerventils18.2
• 2. Schnellfüllen: Bei weiterhin geöffnetem Steuerventil18 wirddas Flüssigkeitsventil12 geöffnet.
• 3. Bremsfüllen: Aufgrund desvon dem Durchflussmesser29 gelieferten Signals wird bei weiterhin noch offenen Flüssigkeitsventil10das Steuerventil18 geschlossen, sodass der Füllprozess mit reduzierter Füllgeschwindigkeit weitergeführt wird.
• 4. Füllende: Nach Erreichen der vorgegebenen Füllgutmenge wirddas Flüssigkeitsventil10 geschlossen.
• 5. Vorentlasten und Beruhigen: Nach dem Schließen des Flüssigkeitsventils erfolgt überdas geöffnete Steuerventil20 bzw. über die gedrosselte Gasverbindung zwischendem Gasrohr13,dem Gasrohr14 und dem alsRückgaskanal dienenden Ringkanal26 das Vorentlasten, sodass die betreffende,gefüllte Flasche2 dann abgesenkt und ausgeschoben werden kann.

In this filling process, the boiler is filled up to level N with the contents. The gas space 6.1 of theboiler 6 as well as the over theline 23 with the gas space 6.1 connectedring channel 22 are filled with the pressurized CO2 gas. Thering channel 26 serves as a common return gas channel for all filling elements. Thecontrol valve 20 is in this filling process in a constantly open state.

• 1. Preloading: After inserting and lifting therespective bottle 2 in sealing position against therelevant filling element 3 a pretensioning of the bottle takesplace 2 with CO2 gas from theannular channel 22 by opening the control valve 18.2
• 2. Fast filling: With the control valve still open 18 becomes theliquid valve 12 open.
• 3. Brake Filling: Due to theflow meter 29 supplied signal is at still openfluid valve 10 thecontrol valve 18 closed, so that the filling process is continued with reduced filling speed.
• 4. Filling: After reaching the specified amount of filling, theliquid valve 10 closed.
• 5. Pre-relieving and calming: After closing the liquid valve, use the openedcontrol valve 20 or via the throttled gas connection between thegas pipe 13 , thegas pipe 14 and the ring channel serving as areturn gas channel 26 the pre-unloading, so that concerned, filledbottle 2 then lowered and ejected.

Drucklose Kalt- oder HeißabfüllungPressure-free cold or hot filling

Bei diesem Füllverfahren ist der Kessel6 wiederum bis zu dem Niveau N mit dem flüssigen Füllgut gefüllt. Der Gasraum6.1 und damit auch der Ringkanal22 befinden sich auf Atmosphärendruck. Das Steuerventil19 befindet sich bei diesem Füllverfahren in einem ständig geöffneten Zustand.

• 1. Schnellfüllen: Nach dem Einschieben und Anheben der jeweiligen Flasche2 in Dichtlagegegen das Füllelement3 wird bei geöffnetem Steuerventil18das Flüssigkeitsventil10 geöffnet.Die der Flasche2 über dieAbgabeöffnung11 zufließende Füllgutmenge wird ständigmit dem Durchflussmesser29 erfasst.
• 2. Die von dem flüssigen Füllgut aus der Flasche2 verdrängte Luft- oder Gasmenge strömt überdas Gasrohr13,den Gasraum14 und die vonden geöffneten Steuerventilen18 und19 gebildeten Strömungswege in den über dieLeitung23 mit dem Gasraum6.1 desKessels6verbundenen Ringkanal21.
• 3. Bremsfüllen: Bei weiterhin geöffnetem Flüssigkeitsventil10 wirddas Steuerventil18 geschlossen, sodass die aus der Flasche2 durch das zufließende Füllgut verdrängte Luft oder Gasmenge nur noch über die gedrosselte Verbindung bzw. den gedrosselten Strömungsweg des geöffneten Steuerventils19 inden Ringkanal22 strömen kann.
• 4. Füllende: Nach Erreichen der gewünschten Füllgutmenge folgt das Schließen des Flüssigkeitsventils10 sowie im Anschluss daran das Absenken und Ausschieben der jeweils gefüllten Flasche.

In this filling process is theboiler 6 again filled up to the level N with the liquid contents. The gas space 6.1 and thus also thering channel 22 are at atmospheric pressure. Thecontrol valve 19 is in this filling process in a constantly open state.

• 1. Fast filling: After inserting and lifting therespective bottle 2 in sealing position against the fillingelement 3 is when the control valve is open 18 theliquid valve 10 open. Thebottle 2 over thedelivery opening 11 Inflowing product quantity is constantly with theflow meter 29 detected.
• 2. The of the liquid contents of thebottle 2 displaced air or gas flow over thegas pipe 13 , thegas space 14 and those of theopen control valves 18 and 19 formed flow paths in the over theline 23 with the gas space 6.1 of theboiler 6 connectedannular channel 21 ,
• 3. Brake filling: With the fluid valve still open 10 becomes thecontrol valve 18 closed, leaving thebottle 2 by the inflowing medium displaced air or gas only through the throttled connection or the restricted flow path of theopen control valve 19 in thering channel 22 can flow.
• 4. Filling: After reaching the desired volume, the liquid valve closes 10 and then lowering and pushing out the filled bottle.

Das vorstehend beschriebene drucklose Füllen kann speziell auch als Heißfüllen ausgeführt werden, und zwar insbesondere für das heißsterile Abfüllen von Produkten, wie z. B. Säften. In diesem Fall wird das flüssige Füllgut im Kessel6 im heißen Zustand bereitgestellt, und zwar unter Verwendung einer entsprechenden Heizeinrichtung und/oder aber dadurch, dass der Kessel6 Bestandteil eines eine Heizeinrichtung einschließenden Kreislaufs ist, in welchem das Füllgut zum Erhitzen und zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur umläuft.The pressureless filling described above can be carried out especially as a hot filling, in particular for the hot sterile filling of products such. B. juices. In this case, the liquid product is in theboiler 6 provided in the hot state, using a corresponding heater and / or in that theboiler 6 Part of a heating device enclosing circuit in which the contents rotates to heat and maintain the required temperature.

Während des normalen Füllbetriebes werden dann auch die Füllelemente3 durch das diese Füllelemente bzw. deren Flüssigkeitskanäle8 durchströmende heiße Füllgut erhitzt und auf einer erforderlichen Temperatur gehalten, sodass das flüssige Füllgut mit einer ausreichend hohen, ein Verkeimen verhindernden Temperatur in die jeweilige Flasche2 eingebracht wird.During normal filling operation then the fillingelements 3 through which these filling elements or their fluid channels 8th heated hot fill material heated and maintained at a required temperature, so that the liquid product with a sufficiently high, a germ-preventing temperature in therespective bottle 2 is introduced.

Um ein Abkühlen der Füllelemente3 bei einer Unterbrechung des Füllprozesses zu vermeiden, ist es bei der Heißabfüllung notwendig, zumindest aber zweckmäßig die Füllelemente3 durch Wärmezufuhr auf der erforderlichen Temperatur zu halten. Dies ist mit dem Füllsystem1 dadurch möglich, dass bei einer Unterbrechung des Füllprozesses und bei geschlossenen Flüssigkeitsventilen10 sämtlicher Füllelemente die Steuerventile25 der Füllelemente geöffnet werden, sodass das heiße flüssige Füllgut aus dem Kessel6, durch die das geöffnete Steuerventil25 enthaltene und von den Kanälen27 und24 gebildete Verbindung in den Ringkanal26 strömt und von dort über eine Rückführleitung30, in der beispielsweise auch eine Produktpumpe angeordnet ist, in den Ringkessel6 bzw. in den dortigen Flüssigkeitsraum6.2 zurückgeführt wird, wie dies in der2 mit den Pfeilen A angedeutet ist.To cool the fillingelements 3 to avoid an interruption of the filling process, it is necessary in the hot filling, but at least expedient thefilling elements 3 to keep it at the required temperature by supplying heat. This is with thefilling system 1 thereby possible that at an interruption of the filling process and with closedliquid valves 10 all filling elements thecontrol valves 25 the filling elements are opened, so that the hot liquid product from theboiler 6 through which theopen control valve 25 included and from thechannels 27 and 24 formed compound in theannular channel 26 flows and from there via areturn line 30 , in which, for example, a product pump is arranged in thering bowl 6 or in the local liquid space 6.2 is attributed to, as in the 2 is indicated by the arrows A.

Die3 zeigt als weitere Ausführungsform ein Füllsystem1c, welches für ein druckloses Füllen, insbesondere auch für ein druckloses Heißfüllen ausgebildet ist. Das Füllsystem1a unterscheidet sich von dem Füllsystem1 zunächst dadurch, dass anstelle von vier Steuerventilen18,19,20 und25 und den zugehörigen steuerbaren Verbindungen lediglich ein Steuerventil31 vorgesehen ist, welches Teil einer auch die Kanäle15 und21 aufweisenden steuerbaren Verbindung zwischen dem Gasraum13 und dem Ringkanal22 ist. Parallel zum Steuerventil31 liegt eine gedrosselte Verbindung32. Mit dem Steuerventil31 werden das Schnellfüllen (bei geöffnetem Steuerventil31) und das Langsamfüllen (bei geschlossenem Steuerventil31) gesteuert. Im Gehäuse7a des Füllelementes3a ist ein Kanal33 ausgebildet, der den Flüssigkeitskanal8 jedes Füllelementes3a mit dem gemeinsamen Ringkanal26 verbindet und in den Flüssigkeitskanal8 in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz10.2 des Flüssigkeitsventils10 mündet. Im Kanal33 ist ein Rückschlagventil34 vorgesehen, welches für eine Strömungsrichtung aus dem Flüssigkeitskanal8 in den Ringkanal26 öffnet, für eine Strömung in entgegen gesetzter Richtung aber sperrt. An den Ringkanal26 führt eine Leitung35 mit einem elektrisch steuerbaren Ventil bzw. Magnetventil36.The 3 shows as a further embodiment, a filling system 1c , which is designed for a pressureless filling, in particular for a pressureless hot filling. The fillingsystem 1a is different from the fillingsystem 1 First, by having four control valves instead 18 . 19 . 20 and 25 and the associated controllable connections only acontrol valve 31 is provided, which part of one of thechannels 15 and 21 having controllable connection between thegas space 13 and theannular channel 22 is. Parallel to thecontrol valve 31 is a throttledconnection 32 , With thecontrol valve 31 Be fast filling (with open control valve 31 ) and slow filling (with the control valve closed 31 ) controlled. In thecase 7a of the fillingelement 3a is achannel 33 formed, which the liquid channel 8th each fillingelement 3a with thecommon ring channel 26 connects and into the fluid channel 8th in the flow direction in front of the valve seat 10.2 of theliquid valve 10 empties. In thechannel 33 is acheck valve 34 provided, which for a flow direction from the liquid channel 8th in thering channel 26 opens, for a flow in opposite direction but locks. To thering channel 26 leads aline 35 with an electrically controllable valve orsolenoid valve 36 ,

Das drucklose Abfüllen auch eines heißen Füllgutes in die Flaschen2 erfolgt mit dem Füllsystem1a bzw. Füllelement3a in analoger Weise, wie dies vorstehend für das Füllsystem1 beschrieben wurde, wobei der gedrosselte Kanal32 hinsichtlich seiner Funktion der von dem geöffnetem Steuerventil19 gebildeten gedrosselten Verbindung entspricht. Die einzelnen Verfahrensschritte sind daher:
Bei zunächst geschlossenem Steuerventil31 und geschlossenem Flüssigkeitsventil10 erfolgt das Einschieben und Anheben der zu füllenden Flasche2 gegen das Füllelement3a, sodass die Flaschenmündung2.1 dicht gegen die Abgabeöffnung11 bzw. gegen die dortige Dichtung anliegt.

• 1. Schnellfüllen: Für das Füllen wird gesteuert durch dieSteuereinrichtung28das Flüssigkeitsventil10über das Betätigungselement12 geöffnet. Gleichzeitig wird auchdas Steuerventil31 geöffnet. Die der Flasche zufließende Füllgutmenge wirdmit dem Durchflussmesser29 erfasst. Die durch das flüssige Füllgut aus der Flasche2 verdrängte Luft- oder Gasmenge strömt überden Kanal15,das geöffnete Steuerventil31, teilweise auch überden gedrosselten Kanal32 undden Kanal21 inden Ringkanal22.
• 2. Bremsfüllen: Gesteuert durch dasvon dem Durchflussmesser29 gelieferte Messsignal wirdvon der Steuereinrichtung28das Steuerventil31 geschlossen, sodass die durch das flüssige Füllgut aus der Flasche2 verdrängte Luft- oder Gasmenge nur noch überden gedrosselten Kanal32 undden Kanal21 inden Ringkanal22 strömen kann und somit ein Bremsfüllen mit reduzierter Füllgeschwindigkeit (der Flasche zufließende Füllgutmenge je Zeiteinheit) erfolgt.
• 3. Füllende: Veranlasst durch dasvon dem Durchflussmesser29 gelieferte Signal wird über dieSteuereinrichtung28das Flüssigkeitsventil10 geschlossen, sobald die erforderliche Füllgutmenge indie Flasche2 eingebracht ist. Im Anschluss daran erfolgt dann das Absenken der gefüllten Flasche2mit dem Behälterträger4 sowie das Ausschieben dieser Flasche am Behälterauslauf der Füllmaschine.

The unpressurized filling of a hot filling in thebottles 2 done with thefilling system 1a or fillingelement 3a in an analogous manner as above for thefilling system 1 was described, with the throttledchannel 32 in terms of its function, that of theopen control valve 19 formed throttled connection corresponds. The individual process steps are therefore:
When initially closedcontrol valve 31 and closedliquid valve 10 the insertion and lifting of the bottle to be filled takesplace 2 against the fillingelement 3a so the bottle mouth 2.1 close to thedischarge opening 11 or abuts against the local seal.

• 1. Fast filling: For filling is controlled by thecontroller 28 theliquid valve 10 over theactuator 12 open. At the same time, thecontrol valve 31 open. The amount of product flowing into the bottle is measured using theflow meter 29 detected. The through the liquid contents of thebottle 2 displaced air or gas flow over thechannel 15 , theopen control valve 31 , partly also over the throttledchannel 32 and thechannel 21 in thering channel 22 ,
• 2. Brake filling: controlled by that of theflow meter 29 supplied measuring signal is from thecontrol device 28 thecontrol valve 31 closed so that the through the liquid contents of thebottle 2 displaced air or gas quantity only over the throttledchannel 32 and thechannel 21 in thering channel 22 can flow and thus a brake filling with reduced filling speed (the bottle inflowing product quantity per unit time) is done.
• 3. Filling: caused by that of theflow meter 29 The signal supplied is via thecontrol device 28 theliquid valve 10 closed as soon as the required quantity of contents in thebottle 2 is introduced. This is followed by the lowering of the filledbottle 2 with thecontainer carrier 4 and pushing out this bottle at the container outlet of the filling machine.

Das vorbeschriebene Füllverfahren ist beim drucklosen Kaltabfällen (Abfüllen des Füllgutes im kalten Zustand bzw. bei Umgebungstemperatur) sowie auch beim drucklosen Heißabfällen (heißes Füllgut), insbesondere auch bei einer ein Verkeimen verhindernden Temperatur grundsätzlich identisch.The above-described filling method is fundamentally identical in the case of unpressurized cold waste (filling of the filling material in the cold state or at ambient temperature) as well as in pressureless hot waste (hot filling material), in particular also in the case of a temperature which prevents germs.

Zur Aufrechterhaltung der Temperatur dieser Füllelemente während einer Unterbrechung des Füllprozesses wird bei geschlossenen Flüssigkeitsventilen10 sämtlicher Füllelemente3a einer Füllmaschine und bei geöffnetem Ventil36 den einzelnen Füllelementen wiederum über die Leitung9 heißes Füllgut aus dem Kessel6 zugeführt, welches den Flüssigkeitskanal8 sowie auch den Kanal33 unter Öffnen des Rückschlagventils34 durchströmt und über den Ringkanal26 und die Leitung35 an den Kessel6 zurückgeführt wird. Dieser Umlauf des heißen flüssigen Füllgutes durch die Füllelemente3a wird z. B. bei einer Unterbrechung des Füllprozesses und nach den Schließen sämtlicher Füllelemente3a bzw. deren Flüssigkeitsventile automatisch gestartet, auf jeden Fall aber vor Wiederaufnahme des Füllprozesses durch Schließen des Ventils36 unterbrochen. Der Ringkanal26 bleibt mit dem Füllgut gefüllt.To maintain the temperature of these filling elements during an interruption of the filling process is closed withliquid valves 10 all fillingelements 3a a filling machine and with the valve open 36 the individual filling elements in turn via theline 9 hot contents from theboiler 6 fed, which the liquid channel 8th as well as thecanal 33 under opening thecheck valve 34 flows through and over theannular channel 26 and theline 35 to thekettle 6 is returned. This circulation of hot liquid filling material through the fillingelements 3a is z. B. at an interruption of the filling process and after the closing of all fillingelements 3a or their liquid valves started automatically, but in any case before resumption of the filling process by closing thevalve 36 interrupted. Thering channel 26 remains filled with the contents.

Mit dem Rückschlagventil34 ist verhindert, dass während des Füllens Füllgut aus dem Ringkanal26 und über diesen aus anderen an den Ringkanal26 angeschlossenen Füllelementen über das geöffnete Flüssigkeitsventil10 in die jeweilige Flasche2 einfließt und dadurch das von dem Durchflussmesser29 gesteuerte volumetrische Füllen der Flaschen2 verfälscht.With thecheck valve 34 Prevents filling during filling from theannular channel 26 and over this from others to thering channel 26 connected filling elements via the openedliquid valve 10 in therespective bottle 2 flows and thereby that of theflow meter 29 controlled volumetric filling of thebottles 2 falsified.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above by means of exemplary embodiments. It is understood that changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept underlying the invention.

Claims (5)

Translated fromGerman

Füllsystem für ein Abfüllen eines flüssigen Füllgutes in Flaschen oder dergleichen Behälter (2), mit wenigstens einem Füllelement (3,3a) mit einem in einem Füllelementgehäuse (7,7a) ausgebildeten Produktraum oder Flüssigkeitskanal (8), der mit einem Kessel (6) für das Füllgut in Verbindung steht und an einer Unterseite des Füllelementes (3,3a) eine Füllgutabgabe (11) bildet, über die das flüssige Füllgut dem jeweils zu füllenden, an einem Behälterträger (4) gehaltenen Behälter (2) zufließt, und mit einem im Flüssigkeitskanal (8) angeordneten Flüssigkeitsventil (10), wobei zum Beheizen oder Warmhalten des Füllelementes (3,3a) während eines Heißabfüllens im Füllelementgehäuse (7,7a) ein erster Strömungsweg (33) ausgebildet ist, der einen im Bezug auf die Strömungsrichtung des flüssigen Füllgutes im Flüssigkeitskanal (8) vor dem Flüssigkeitsventil (10) liegenden Teilabschnitt (8.1) des Flüssigkeitskanals (8) mit einem für mehrere Füllelemente (3,3a) gemeinsamen Sammelkanal (26) verbindet, und dass wenigstens ein Steuerventil (36) vorgesehen ist, und zwar zur Steuerung des Flusses eines heißen flüssigen Füllgutes aus dem Kessel (6) durch den Teilabschnitt (8.1) und den ersten Strömungsweg (33) in den Sammelkanal (26),dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (36) in einer an den Sammelkanal (26) angeschlossenen Leitung (35) angeordnet ist und in dem ersten Strömungsweg (33) ein Rückschlagventil (34) vorgesehen ist, welches für eine Strömung aus dem Flüssigkeitskanal (8) des Füllelementes (3a) in den Sammelkanal (26) öffnet und für eine Strömung in entgegen gesetzter Richtung sperrt.Filling system for filling a liquid filling material into bottles or similar containers ( 2 ), with at least one filling element ( 3 . 3a ) with a in a Füllelementgehäuse ( 7 . 7a ) formed product space or liquid channel ( 8th ), with a boiler ( 6 ) communicates with the contents and at an underside of the Filling element ( 3 . 3a ) a Füllgutabgabe ( 11 ) forms over which the liquid product to be filled in each case, on a container carrier ( 4 ) ( 2 ) and with one in the liquid channel ( 8th ) arranged liquid valve ( 10 ), wherein for heating or keeping warm the filling element ( 3 . 3a ) during hot filling in the filler housing ( 7 . 7a ) a first flow path ( 33 ) is formed, the one with respect to the flow direction of the liquid filling material in the liquid channel ( 8th ) in front of the liquid valve ( 10 ) subsection ( 8.1 ) of the liquid channel ( 8th ) with one for several filling elements ( 3 . 3a ) common collection channel ( 26 ) and that at least one control valve ( 36 ) is provided, namely for controlling the flow of a hot liquid filling material from the boiler ( 6 ) through the subsection ( 8.1 ) and the first flow path ( 33 ) in the collecting channel ( 26 ),characterized in that the control valve ( 36 ) in one to the collecting channel ( 26 ) connected line ( 35 ) and in the first flow path ( 33 ) a check valve ( 34 ), which is suitable for a flow out of the liquid channel ( 8th ) of the filling element ( 3a ) in the collecting channel ( 26 ) opens and blocks for a flow in the opposite direction.Füllsystem nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste Steuerventil (25) im ersten Strömungsweg (24,27) vorgesehen ist.Filling system according to claim 1,characterized in that the at least one first control valve ( 25 ) in the first flow path ( 24 . 27 ) is provided.Füllsystem nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (36) in einer an den Sammelkanal (26) angeschiossenen Leitung (35) zum Rückführen des Füllgutes an den Kessel (6) vorgesehen ist.Filling system according to claim 1 or 2,characterized in that the control valve ( 36 ) in one to the collecting channel ( 26 ) attached line ( 35 ) for returning the contents to the boiler ( 6 ) is provided.Füllsystem nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Füllmaschine mit mehreren Füllelementen (3a) das Steuerventil (36) für sämtliche Füllelemente der Füllmaschine oder aber für eine Gruppe von mehreren Füllelementen (3a) gemeinsam vorgesehen ist.Filling system according to claim 3,characterized in that in a filling machine with a plurality of filling elements ( 3a ) the control valve ( 36 ) for all filling elements of the filling machine or for a group of several filling elements ( 3a ) is provided jointly.Füllsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsweg (24,27;33) in unmittelbarer Nähe des Flüssigkeitsventils (10) oder eines Ventilsitzes (10.2) des Flüssigkeitsventils (10) in den Flüssigkeitskanal (8) mündet.Filling system according to one of the preceding claims,characterized in that the first flowpath ( 24 . 27 ; 33 ) in the immediate vicinity of the liquid valve ( 10 ) or a valve seat ( 10.2 ) of the liquid valve ( 10 ) in the liquid channel ( 8th ) opens.

Images