EP0953541B1 - Dispositif et élément de remplissage - Google Patents

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EP0953541B1
EP0953541B1 EP99104000A EP99104000A EP0953541B1 EP 0953541 B1 EP0953541 B1 EP 0953541B1 EP 99104000 A EP99104000 A EP 99104000A EP 99104000 A EP99104000 A EP 99104000A EP 0953541 B1 EP0953541 B1 EP 0953541B1
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EP
European Patent Office
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filling
gas
valve
control valve
container
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EP99104000A
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German (de)
English (en)
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EP0953541A1 (fr
Inventor
Ludwig Clüsserath
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KHS GmbH
Original Assignee
KHS MASCHINEN und ANLAGENBAUAG
KHS Maschinen und Anlagenbau AG
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    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67C—CLEANING, FILLING WITH LIQUIDS OR SEMILIQUIDS, OR EMPTYING, OF BOTTLES, JARS, CANS, CASKS, BARRELS, OR SIMILAR CONTAINERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; FUNNELS
    • B67C3/00—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus; Filling casks or barrels with liquids or semiliquids
    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
    • B67C3/22—Details
    • B67C3/28—Flow-control devices, e.g. using valves
    • B67C3/286—Flow-control devices, e.g. using valves related to flow rate control, i.e. controlling slow and fast filling phases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/02—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus
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    • B67C3/10—Bottling liquids or semiliquids; Filling jars or cans with liquids or semiliquids using bottling or like apparatus using counterpressure, i.e. filling while the container is under pressure preliminary filling with inert gases, e.g. carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B67C3/12—Pressure-control devices
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    • B67C3/22—Details
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C3/2614—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling
    • B67C3/2625—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened automatically when a given counter-pressure is obtained in the container to be filled
    • B67C3/2631—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks specially adapted for counter-pressure filling the liquid valve being opened automatically when a given counter-pressure is obtained in the container to be filled and the filling operation stopping when probes, e.g. electrical or optical probes, sense the wanted liquid level

Definitions

  • the invention relates to a filling system for filling bottles or the same container with a liquid filling material under back pressure and on a Filler.
  • Filling systems or filling machines and filling elements used here are in different versions known, e.g. from DE-C-4434174.
  • the object of the invention is a filling system or to show a suitable filling element for such a system, which at Simplified construction is very universal.
  • the invention makes it possible to change only the control of the individual Control valves provided separately for each filler and there each are individually controllable, i.e. only by changing a program of the electrical control device different, also optimal for the respective product to carry out adapted filling processes. Developments of the invention are Subject of the subclaims.
  • 1 is the ring bowl of the filling machine, which is in a known manner Part of the rotor of this machine rotating around the vertical machine axis is.
  • the interior 2 of the ring bowl 1 is up to one predetermined level N controlled filled with the liquid product (beverage), so that there is a liquid space 2 'occupied by the liquid filling material in the interior 2 and above it a gas space 2 "which contains an inert gas, for example CO2 gas a predetermined or regulated filling pressure.
  • Bottle carrier 4 On the circumference of the ring bowl 1 are distributed at uniform angular intervals Filling elements 3 are provided, each together with a raised and lowered Bottle carrier 4 form a filling point, for filling each with their Stand up on the bottle carrier 4 and from this with its mouth 5 in Sealing layer against the filling element 3 pressed bottle 6.
  • the filling elements 3 are designed as long tube filling elements and have an over the underside of the filler element housing 7 or via the centering element 8 there Gasket 9 protruding down filling tube 10, which at the filling element. 3 attached container 6 inside this container to near the bottom of the container enough.
  • the liquid channel 11 is formed, one end of which a passage 12 communicates with the liquid space 2 '.
  • the other end of the liquid channel 11 is inside the housing 7 with the upper, open End of the filling tube 10 in connection.
  • a valve body with tappet formed liquid valve 13 is provided, which the plunger by means of a pneumatic actuator 13 '.
  • the housing 7 also includes a gas channel 14 formed at the bottom of the Housing 7 in an annular opening concentrically surrounding the filling tube 10 15 passes over the gas channel 14 when the bottle 6 is pressed against the filling element 3 is tightly connected to the inside of the bottle.
  • the filling element 3 has three individually pneumatically actuable control valves 16, 17, 18 connected as follows:
  • a channel 24 is furthermore formed in the housing 7 and is located between the channel 20 and the gas channel 14 and in which a check valve 25 is provided, in such a way that this check valve 25 for a flow from the channel 20 in blocks the gas channel 14, but opens for a flow in the opposite direction.
  • a check valve 25 is provided, in such a way that this check valve 25 for a flow from the channel 20 in blocks the gas channel 14, but opens for a flow in the opposite direction.
  • With the gas channel 14 is still a channel 26 directly connected to one in the Ring bowl 1 also formed annular space or ring channel 27 opens.
  • a nozzle or throttle indicated by 22 'is In channel 22 a nozzle or throttle indicated by 22 'is provided.
  • Another nozzle or Throttle 26 ' is provided in the channel 26. Is parallel to the throttle 22 ' Check valve 28, which acts as a bypass to the nozzle 22 'in the direction of flow Back gas duct 23 blocks, but opens in the opposite direction.
  • This process variant is particularly suitable for top and bottom-fermented beers up to about 6.0 g CO 2 / l, for wheat beers up to about 9.0 g. CO 2 / l and oxygen-sensitive soft drinks.
  • This method variant is also particularly suitable for filling bottles 6 made of plastic (PET bottles), in which pre-evacuation is ruled out as a method for low-oxygen filling because of the lack of dimensional stability under vacuum.
  • step Condition of control valves 16 -18 Condition of the liquid valve 13 Pre-flush bottle 6 with CO2
  • the bottle 6 is already flushed with CO2 from the gas space 2 ′′ of the ring bowl when it is raised by means of the bottle plate 4 to the filling element 3.
  • the air is partially displaced from the interior of the bottle 6.
  • Valve 16 opened Valve 17 opened Valve 13 closed Partial prestressing from the return gas channel 23 via the opening check valve 28 and the gas channel 14 The CO2 discharged into the return gas duct during the actual filling is reused in this process step, which reduces the CO2 consumption.
  • Valve 18 opened Valve 13 closed Prestressing with CO2 from the gas space 2 '' via the filling pipe 10 In the interior of the filling pipe 10 and in the lower part of the bottle 6, a practically pure CO2 atmosphere is established immediately before the filling begins.
  • Valve 16 opened Valve 17 opened Valve 13 closed Slow filling (filling phase) The filling material hits the bottle base slowly and with few bubbles from the filling tube 10. The slow filling is continued until the end of the filling tube is immersed in the product level.
  • All control valves 16-18 are closed.
  • the gas flows into the relief channel 27 via the nozzle 26 ′.
  • Valve 13 opened fast Fill A high filling rate is achieved through high inflow speeds into the non-critical, usually cylindrical part of the bottle.
  • the gas flows through the nozzles 22 'and 26' into the corresponding ring channels 23 and 27, respectively.
  • Valve 18 opened Valve 13 opened Brake and correction fill In the narrowing bottle neck, the filling speed is reduced to the value of the filling phase.
  • the product level reaches the probe (not shown) provided on the filling tube 10 with a smooth surface image, which causes the filling valve 13 to close with a precise filling level.
  • the gas from the bottle flows through the nozzle 26 ′ into the relief channel 27.
  • Valve 13 opened Filling and subsequent preloading and calming down to return gas pressure
  • the pressure inside the bottle 6 is reduced to the pressure level of the return gas channel 23. At this pressure level, the product is quickly degassed and calmed down. Trapped bubbles rise to the surface of the filling material without appreciable foaming.
  • Valve 18 opened Valve 13 closed The pressure builds up via the nozzles 22 'and 26' and is finally kept at the return gas pressure via the opened control valve 18. Relieve pressure in the relief duct 27 When the control valves 16-18 are closed and the filling valve 13 is closed, the residual relief takes place via the nozzle 26 '.
  • Valve 13 closed Empty filling tube 10 and lower bottle 6
  • Valve 16 opened Valve 13 closed
  • This process variant is particularly suitable for filling oxygen-sensitive soft drinks for the combined filling of beer and Soft drinks as well as juices and soft drinks.
  • step Condition of control valves 16-18 State of the filling valve 13 Lift bottle 6 and press on filling element 3
  • Valve 13 closed Partial prestressing from the return gas channel 23 via the opening check valve 28 and the gas channel 14
  • the CO2 discharged into the return gas duct during the actual filling process is reused to reduce CO2 consumption Valve 18 opened Valve 13 closed Prestressing from the gas space 2 '' This prestressing takes place via the channels 14, 21 and 24, via the opened valve 17 and the opening check valve 25.
  • Valve 17 opened Valve 13 closed Slow filling (filling phase) The filling material hits the bottle base slowly and with few bubbles from the filling tube 10. The slow filling is continued until the end of the filling tube is immersed in the product level Valve 13 opened fast Fill A high filling performance is achieved by high inflow speeds into the non-critical, usually cylindrical part of the bottle. Valve 17 opened Valve 13 opened The filling speed essentially results from the static liquid level in the ring bowl 1 (single-chamber filling principle). The gas flows unthrottled back into the gas space 2 ''. Brake and correction fill In the narrowing bottle neck, the filling speed is reduced to the value of the filling phase.
  • the product level reaches the probe (not shown) provided on the filling tube 10 with a smooth surface image, which causes the filling valve 13 to close with a precise filling level.
  • the gas from the bottle flows through the nozzle 26 ′ into the relief channel 27.
  • Valve 13 opened Filling and subsequent preloading and calming down to return gas pressure
  • the pressure in the bottle 6 is reduced to the pressure level of the return gas channel 23.
  • Valve 18 opened Valve 13 closed
  • the pressure builds up via the nozzles 22 'and 26' and is kept at the return gas pressure via the opened control valve 18.
  • step Condition of control valves 16-18 State of the filling valve 13 Lift bottle 6 and press on filling element 3
  • Valve 13 closed Partial prestressing from the return gas channel 23 via the opening check valve 28 and the gas channel 14
  • the CO2 discharged into the return gas duct during the actual filling process is reused to reduce CO2 consumption.
  • Valve 18 opened Valve 13 closed Prestressing from the gas space 2 '' This prestressing takes place via the channels 14, 21 and 24, via the opened valve 17 and the opening check valve 25.
  • Valve 17 opened Valve 13 closed Slow filling (filling phase) The filling material hits the bottle base slowly and with few bubbles from the filling tube 10. The slow filling is continued until the end of the filling tube is immersed in the product level. Valve 13 opened fast Fill A high filling performance is achieved by high inflow speeds into the non-critical, generally cylindrical part of the bottle 6. Valve 17 opened Valve 13 opened The filling speed essentially results from the static liquid level in the ring bowl 1 (single-chamber filling principle). The gas flows unthrottled back into the gas space 2 ''. Brake and correction fill In the narrowing bottle neck, the filling speed is reduced to the value of the filling phase.
  • the product level reaches the probe (not shown) provided on the filling tube 10 with a smooth surface image, which causes the filling valve 13 to close with a precise filling level.
  • the gas from the bottle flows into the relief channel 27 via the nozzle 26 ′.
  • Valve 13 opened Filling and subsequent preloading and calming down to return gas pressure
  • the pressure in the bottle 6 is reduced to the pressure level of the return gas channel 23.
  • Valve 18 opened Valve 13 closed
  • the pressure builds up via the nozzles 22 'and 26' and is kept at the return gas pressure via the opened control valve 18.

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Claims (14)

  1. Système de remplissage pour le remplissage de bouteilles ou de récipients (6) similaires avec un produit de remplissage liquide sous contre-pression, dans lequel le système de remplissage comporte un compartiment collecteur de gaz de retour (23), un conduit de délestage, au moins un élément de remplissage (3) avec un carter (7) et un tube de remplissage (10) débordant une partie inférieure de l'élément de remplissage (3), dans lequel l'espace intérieur du récipient (6) est précontraint, préalablement à la phase de remplissage à proprement parler, avec un gaz inerte se trouvant sous pression, par exemple du CO2 et le gaz refoulé du récipient (6) par l'afflux du produit de remplissage est recueilli sous pression dans le compartiment collecteur de gaz de retour (23) pendant la phase de remplissage et un délestage du récipient (6) jusqu'à l'atteinte du niveau de la pression atmosphérique intervient postérieurement à la phase de remplissage, par l'intermédiaire du conduit de délestage, avec un conduit de liquide (11) ménagé dans un carter (7) de l'élément de remplissage (3) qui débouche dans un tube de remplissage (10) formant une ouverture de déversement pour le produit de remplissage et débordant une partie inférieure de l'élément de remplissage (3), avec une soupape de liquide (13) dans le conduit de liquide (11), laquelle est appropriée pour s'ouvrir, dans la phase de remplissage, pour le remplissage de chacun des récipients (6) apposés de manière étanche contre l'élément de remplissage (3) avec une embouchure de récipient (5) et pour se fermer à nouveau à la fin de la phase de remplissage, avec un conduit de gaz (14) qui, en ce qui concerne le récipient (6) apposé contre l'élément de remplissage, est en liaison avec l'espace intérieur du récipient (6) par l'intermédiaire d'au moins une ouverture du conduit de gaz (15) décalée par rapport au tube de remplissage (10), caractérisé en ce qu'une première, une seconde ainsi qu'une troisième soupape de commande à deux voies (16, 17, 18) sont prévues, chacune d'entre elles pouvant être commandée individuellement, destinées à la commande de trajets de gaz ménagés dans le carter (7), la première soupape de commande (16) étant raccordée sur un premier côté, par l'intermédiaire d'un premier trajet de gaz (19) avec une zone de conduit de liquide (11) succédant à la soupape de liquide (13) dans le sens de flux du produit de remplissage et, sur un second côté, avec un second trajet de gaz (20), la seconde soupape de commande (17) étant raccordée sur un premier côté, par l'intermédiaire d'un troisième trajet de gaz (21), avec une source (2") pour le gaz inerte se trouvant sous pression, la troisième soupape de commande (18) étant raccordée, sur un premier côté, avec le conduit de gaz (14) ainsi qu'avec un quatrième trajet de gaz (26) comportant au moins un premier étranglement (26') pour le délestage ainsi que, sur un second côté, par l'intermédiaire d'un cinquième trajet de gaz comportant au moins un second étranglement (22'), avec le compartiment collecteur de gaz de retour (23), un premier clapet anti-retour (25) étant prévu dans un sixième trajet de gaz (24) qui relie la première soupape de commande (16), sur le deuxième côté, avec la troisième soupape de commande (18) sur le premier côté, lequel clapet s'ouvre dans un sens de flux allant de la troisième soupape de commande (18) à la première soupape de commande (16) et se ferme pour un flux allant dans le sens inverse, et un second clapet anti-retour (28) étant prévu dans un trajet de gaz ou un by-pass, parallèlement à un autre étranglement ou une autre tuyère (22') existant au moins, lequel clapet s'ouvre dans un sens de flux allant du compartiment collecteur de gaz de retour (23) vers la troisième soupape de commande (18) et se ferme pour un flux allant dans le sens inverse.
  2. Système de remplissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de remplissage est une machine de remplissage d'un type de construction rotatif avec plusieurs éléments de remplissage (3) prévus sur un rotor ou sur un caisson circulaire (1 ).
  3. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier clapet anti-retour (25) existant au moins pour une ouverture du sixième trajet de gaz (24) dans les deux sens de flux peut être mis hors service ou être démonté.
  4. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le compartiment collecteur de gaz de retour est un conduit circulaire (23).
  5. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par un dispositif de commande, de préférence soutenu par un ordinateur ou un microprocesseur, pour la commande individuelle de la soupape de liquide (13) et des soupapes de commande (16-18) de chacun des éléments de remplissage (3).
  6. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la première et la seconde soupape de commande (16, 17) pour un pré-rinçage, à partir de la source (2") pour le gaz inerte se trouvant sous pression, de chacun des récipients (6) intervenant préalablement à la phase de remplissage ainsi qu'à la précontrainte, la soupape de liquide (13) et la troisième soupape de commande (18) étant fermées.
  7. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la troisième soupape de commande (18) pour une précontrainte partielle du récipient (6), intervenant préalablement à la phase de remplissage à proprement parler par l'intermédiaire du conduit de gaz (14) et de l'ouverture de gaz (15) à partir du compartiment collecteur de gaz de retour (23), la soupape de liquide (13) et la première et la seconde soupape de commande (16, 17) étant fermées.
  8. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la première soupape de commande (16) ainsi que la seconde soupape de commande (17) pour une précontrainte du récipient (6), par l'intermédiaire du tube de remplissage (10), à partir de la source (2") pour le gaz inerte, la soupape de liquide (13) et la troisième soupape de commande (18) étant fermées.
  9. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la troisième soupape de commande (18) pour une précontrainte du récipient (6), par l'intermédiaire du conduit de gaz (14) et de l'ouverture de gaz (15), à partir de la source (2") pour le gaz inerte, la soupape de liquide (13) et la première et la seconde soupape de commande (16, 17) étant fermées.
  10. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la troisième soupape de commande (18) dans une phase de pré-délestage et/ou de stabilisation, intervenant postérieurement à la phase de remplissage, la soupape de liquide (13) et la première et la seconde soupape de commande (16, 17) étant fermées.
  11. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la première soupape de commande (16) à la fin du remplissage, pour le vidage du tube de remplissage dans chacun des récipients (6), la soupape de liquide (13) et la seconde et la troisième soupape de commande (17, 18) étant fermées.
  12. Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de commande ouvre la première et la troisième soupape de commande (16, 18) pour un équilibrage des niveaux dans le tube de remplissage (10) et dans le récipient (6) encore sous pression du gaz de retour mais après la fin de la phase de remplissage, la soupape de liquide (13) et la seconde soupape de commande (17) étant fermées.
  13. Elément de remplissage pour le remplissage de bouteilles ou de récipients similaires (6) avec un produit de remplissage sous contre-pression, dans lequel l'espace intérieur du récipient (6) est précontraint, préalablement à la phase de remplissage à proprement parler, avec un gaz inerte se trouvant sous pression, par exemple du CO2 et le gaz refoulé du récipient (6) par l'afflux du produit de remplissage est recueilli sous pression dans un compartiment collecteur de gaz de retour (23) pendant la phase de remplissage, et un délestage du récipient (6) jusqu'à l'atteinte du niveau de la pression atmosphérique intervient à la suite de la phase de remplissage par l'intermédiaire d'un conduit de délestage, avec un conduit de liquide (11) ménagé dans un carter (7) de l'élément de remplissage (3) qui débouche dans un tube de remplissage (10) formant une ouverture de déversement pour le produit de remplissage et débordant une partie inférieure de l'élément de remplissage (3), avec une soupape de liquide (13) dans le conduit de liquide (11), laquelle est appropriée pour s'ouvrir, dans la phase de remplissage, pour le remplissage de chacun des récipients (6) apposés de manière étanche contre l'élément de remplissage (3), avec une embouchure de récipient (5) et pour se fermer à nouveau à la fin de la phase de remplissage, avec un conduit de gaz (14) qui, en ce qui concerne le récipient (6) apposé contre l'élément de remplissage, est en liaison avec l'espace intérieur du récipient (6) par l'intermédiaire d'au moins une ouverture du conduit de gaz (15) décalée par rapport au tube de remplissage (10), caractérisé en ce qu'une première, une seconde ainsi qu'une troisième soupape à deux voies (16, 17, 18), chacune d'entre elles pouvant être commandée individuellement, destinées à la commande de trajets de gaz ménagés dans le carter (7) sont prévues, la première soupape de commande (16) étant raccordée, sur un premier côté, par l'intermédiaire d'un premier trajet de gaz (19) avec une zone du conduit de liquide (11) succédant à la soupape de liquide (13) dans le sens de flux du produit de remplissage et, sur un second côté, avec un second trajet de gaz (20), la seconde soupape de commande (17) étant raccordée, sur un premier côté, par l'intermédiaire d'un troisième trajet de gaz (21) avec une source (2") pour le gaz inerte se trouvant sous pression, la troisième soupape de commande (3) étant raccordée, sur un premier côté, avec le conduit de gaz (14) ainsi qu'avec un quatrième trajet de gaz (26) comportant au moins un premier étranglement (26') pour le délestage ainsi que, sur un second côté, par l'intermédiaire d'un cinquième trajet de gaz comportant au moins un second étranglement (22'), avec le compartiment collecteur de gaz de retour (23), un premier clapet anti-retour (25) étant prévu dans un sixième trajet de gaz (24) qui relie la première soupape de commande (16), sur le deuxième côté, avec la troisième soupape de commande (18), sur le premier côté, lequel clapet s'ouvre dans un premier sens de flux allant de la troisième soupape de commande (18) à la première soupape de commande (16) et se ferme pour un flux allant dans le sens inverse, et un second clapet anti-retour (28) étant prévu dans un trajet de gaz ou un by-pass parallèlement à un autre étranglement ou une autre tuyère (22') existant au moins, lequel clapet s'ouvre dans un sens de flux allant du compartiment collecteur de gaz de retour (23) vers la troisième soupape de commande (18) et se ferme pour un flux allant dans le sens inverse.
  14. Elément de remplissage selon la revendication 15, caractérisé en ce que le premier clapet anti-retour (25) existant au moins pour une ouverture du sixième trajet de gaz (24) dans les deux sens de flux peut être mis hors service ou être démonté.
EP99104000A 1998-04-27 1999-03-12 Dispositif et élément de remplissage Expired - Lifetime EP0953541B1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19818762 1998-04-27
DE19818762A DE19818762A1 (de) 1998-04-27 1998-04-27 Füllsystem sowie Füllelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0953541A1 EP0953541A1 (fr) 1999-11-03
EP0953541B1 true EP0953541B1 (fr) 2003-12-17

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ID=7865921

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99104000A Expired - Lifetime EP0953541B1 (fr) 1998-04-27 1999-03-12 Dispositif et élément de remplissage

Country Status (6)

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US (1) US6189578B1 (fr)
EP (1) EP0953541B1 (fr)
JP (1) JP3068085B2 (fr)
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