EP2183182B1 - Füllelement und verfahren zur sauerstoffarmen füllung grossvolumiger behälter mit einem flüssigen füllgut - Google Patents

Füllelement und verfahren zur sauerstoffarmen füllung grossvolumiger behälter mit einem flüssigen füllgut Download PDF

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EP2183182B1
EP2183182B1 EP08774007A EP08774007A EP2183182B1 EP 2183182 B1 EP2183182 B1 EP 2183182B1 EP 08774007 A EP08774007 A EP 08774007A EP 08774007 A EP08774007 A EP 08774007A EP 2183182 B1 EP2183182 B1 EP 2183182B1
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EP
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container
oxygen
rinsing
rinsing tube
filling element
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Ludwig Clüsserath
Dieter-Rolf Krulitsch
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KHS GmbH
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KHS GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B67C3/06—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
    • 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
    • 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
    • B67C3/26—Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks
    • B67C2003/2668—Means for adapting the filling head to various sizes of containers

Definitions

  • the present invention relates to a filling element according to the preamble of claim 1.
  • a method is the subject of claim 8.
  • Advantageous further developments are specified in the subclaims.
  • the oxygen contained in the ambient air when it is absorbed by the liquid, negatively affect it in terms of durability, color, usefulness, wholesomeness and / or taste.
  • These measures include, for example, to rinse the interior of the container to be filled before the actual filling process, for example, several times with an oxygen-free or oxygen-poor process gas to remove the ambient air present there, and thus also the atmospheric oxygen contained in it from the containers.
  • the container interior For rinsing the container interior itself, several methods have been known so far. Thus, the container interior, for example, repeatedly subjected to negative pressure, and then by supplying an oxygen-free Process gas, such as CO2, brought back to a higher pressure, which ultimately the oxygen content in the container interior is significantly reduced.
  • an oxygen-free Process gas such as CO2
  • a so-called flushing pipe is first introduced into the container. Subsequently, an oxygen-free process gas, for example also CO2, is introduced into the container through this flushing pipe, which displaces the ambient air inside the container from the container. It may also come to act on the container with a slight underpressure or overpressure, the corresponding pressures are matched to the low stability of the container.
  • an oxygen-free process gas for example also CO2
  • Such a device is for example from the applicant's own patent EP 1 216 952 B1 known.
  • the device presented in this document operates as follows:
  • the flushing pipe which is arranged centrally relative to the filling element axis, is moved into the upper region of the container and charged with oxygen-free process gas.
  • the oxygen-free process gas flowing out of the flushing pipe flows after leaving the flushing pipe approximately in the direction of the container bottom and displaces the gas present in the container, for example ambient air, in the direction of the container mouth, where it can escape from the container through a gas path provided there.
  • the flushing pipe is first moved out of the container again, whereupon the liquid valve is opened, which immediately has the influx of the filling material into the container result.
  • the filling material is rotated by a swirl body disposed within the fluid path, whereby centrifugal forces arise, which move or direct the contents to the inner wall of the container, thereby forming a, applied to the container inner wall, flowing into the container liquid film.
  • the liquid valve is closed.
  • a disadvantage of such a method is u.a. the large surface, which has the liquid flowing down to the container inner wall, as could be absorbed by this large surface possibly still within the container existing oxygen.
  • the low insertion depth of the flushing pipe is disadvantageous since the oxygen-free process gas flows into the middle of the existing, oxygen-containing gas, as a result of which optimal and loss-free gas exchange does not succeed.
  • the object and purpose of the present invention is to avoid the deficiencies and disadvantages presented above.
  • the invention proposes a filling element according to claim 1, which on the one hand enables a free-jet or full jet filling, and on the other hand an improved rinsing process even in unstable, especially very large-volume containers, such as existing plastic material KEGs allowed.
  • Essential elements of a filling element according to the invention consist in the spatially separated from each other arrangement of Spülrohr 4 and Golfgutstrahl and in a movable rinsing pipe with a very large adjustment.
  • a movable element which receives or forms a controlled or uncontrolled gas path, via which a gaseous medium can be introduced into the interior of the container 1.
  • Oxygen-free process gas
  • This term is to be understood to mean a gas which contains no or only small amounts of oxygen or oxygen capable of binding, so that no harmful effects occur to the product to be filled beyond a permissible level.
  • FIG. 1 shows a filling element 2 according to the invention, with the container 1 in sealing position at the time of rinsing.
  • the first to be rinsed and then to be filled container 1 is in sealing position with the filling element 2, wherein the container 1 is preferably but not necessarily held on a neck ring.
  • the liquid valve 3 is closed.
  • the flushing pipe 4 is retracted into the container 1, and is in the working position.
  • the provided within the filling element 2 gas path 5 is open and connected, for example, with an outlet or a Gassenke.
  • Oxygen-free process gas for example CO 2
  • the flushing pipe 4 ends immediately above the container bottom, so that the oxygen-free process gas directly strikes the container bottom, and thus one, starting from the container bottom, in the direction of the gas path 5 directed gas flow or rinsing movement generated, which displaces the oxygen-containing gas located in the container 1 as completely as possible and without turbulence from the container.
  • the flushing pipe 4 is preferably designed such that the retraction and extension of the flushing pipe 4 is moved solely by the pressure or the flow forces of the media flowing into or out of the tank.
  • FIG. 2 shows a filling of another, smaller container.
  • the liquid valve 3 is opened, so that the contents can flow into the container 1.
  • the flushing pipe 4 is in its parking position, whereby it is completely removed from the region of the inflowing into the container 1 filling.
  • the filling material thus flows as a full jet with the smallest possible surface in the container.
  • the flushing pipe 4 Since the flushing pipe 4 is completely removable from the region of the Gregutstrahles, can be dispensed with in addition to the usual hitherto, the filling material to the container inner wall directing swirler, whereby the most uniform and laminar inflow of the filling material in the container 1 is additionally supported.
  • the gas contained in the container 1 and displaced by the inflowing filling material escapes through a gas path 5 provided inside the filling element.
  • both a vertical or substantially vertical arrangement of the Spipporohres 4, as well as a vertical exit of the Artgutstrahles to allow, for example, is alternatively provided to form the liquid channel 8 such that the liquid valve 3 is outside the axis of the medium flowing into the container 1 Medgutstrahles.
  • the invention provides, the flushing pipe 4, and its recording form such that the immersion depth and / or the inclination of the Spülrohres 4 controlled or regulated running or can be changed.
  • an element for limiting the path for example a locking bolt 6, may be provided. If the locking pin is activated, the flushing pipe 4 is stopped during the process from the parking position into the working position by this locking pin 6, whereby the flushing pipe 4 is not completely retracts into the container 1, which allows the treatment of smaller containers.
  • flushing pipe 4 it is also possible to measure, influence or limit the movement of the flushing pipe 4 by suitable means, such as linear drives, position measuring systems and / or active movement members.
  • suitable means such as linear drives, position measuring systems and / or active movement members.
  • Further elements are, for example, hydraulic or pneumatic motion drives or movement threads.
  • means are provided according to the invention which hold the flushing pipe 4 securely in its parking position.
  • These means may be, for example, a magnetically or electromagnetically acting holding device 7.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Füllelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein Verfahren ist Gegenstand des Anspruches 8. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • In der Getränkeindustrie, aber auch in anderen Industriezweigen gelangen sehr häufig auch Flüssigkeiten, beispielsweise Getränke zur Abfüllung, auf die Sauerstoff, insbesondere Luftsauerstoff eine schädigende Wirkung ausübt.
  • So kann beispielsweise der in der Umgebungsluft enthaltene Sauerstoff, wenn er von der Flüssigkeit aufgenommen wird, diese hinsichtlich Haltbarkeit, Farbe, Verwendungsfähigkeit, Bekömmlichkeit und/oder Geschmack negativ beeinflussen.
  • Lediglich zur Vereinfachung der Verständlichkeit der vorliegenden Anmeldung, aber auf keinen Fall den Schutzumfang der vorliegenden Anmeldung beschränkend wird nachfolgend ausschließlich von Getränken gesprochen, welche aber stellvertretend für alle vergleichbaren, gegenüber Sauerstoff empfindlichen Flüssigkeiten stehen.
  • Aufgrund der Sauerstoffempfindlichkeit zahlreicher Getränke werden viele Anstrengungen unternommen, um den in der Umgebungsluft enthaltenen Sauerstoff während des Produktionsprozesses so weit als möglich von dem abzufüllenden Getränk fern zu halten.
  • Zu diesen Maßnahmen zählt es beispielsweise, den Innenraum der zu füllenden Behälter vor dem eigentlichen Füllvorgang beispielsweise mehrfach mit einem sauerstofffreien oder sauerstoffarmen Prozessgas zu spülen, um die dort vorhandene Umgebungsluft, und somit auch den in ihr enthaltenen Luftsauerstoff aus den Behältern zu entfernen.
  • Zum Spülen des Behälterinnenraums selbst sind bislang mehrere Verfahren bekannt geworden. So wird der Behälterinnenraum beispielsweise mehrfach mit Unterdruck beaufschlagt, und anschließend durch das Zuführen eines sauerstofffreien Prozessgases, beispielsweise CO2, wieder auf einen höheren Druck gebracht, wodurch letztlich der Sauerstoffgehalt im Behälterinnenraum deutlich reduziert wird.
  • Bei einem anderen Verfahren, welches insbesondere bei labilen Behältern Anwendung findet, wird zunächst ein sogenanntes Spülrohr in den Behälter eingeführt. Anschließend wird durch dieses Spülrohr ein sauerstofffreies Prozessgas, beispielsweise ebenfalls CO2, in den Behälter eingeleitet, welches die innerhalb des Behälters befindliche Umgebungsluft aus dem Behälter verdrängt. Dabei kann es ebenfalls zur Beaufschlagung des Behälters mit einem leichten Unter- oder Überdruck kommen, wobei die entsprechenden Drücke auf die geringe Stabilität des Behälters abgestimmt sind.
  • Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der anmeldereigenen Patentschrift EP 1 216 952 B1 bekannt.
  • Die in dieser Schrift vorgestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt:
    Das mittig zur Füllelementachse angeordnete Spülrohr wird in den oberen Bereich des Behälter eingefahren und mit sauerstofffreiem Prozessgas beaufschlagt. Das aus dem Spülrohr strömende sauerstofffreie Prozessgas strömt nach dem Verlassen des Spülrohres in etwa in Richtung des Behälterbodens und verdrängt dabei das im Behälter vorhandene Gas, beispielsweise Umgebungsluft, in Richtung der Behältermündung, wo es durch einen dort vorgesehenen Gasweg aus dem Behälter entweichen kann.
  • Ist der Spülvorgang beendet, wird zunächst das Spülrohr wieder aus dem Behälter herausgefahren, worauf das Flüssigkeitsventil geöffnet wird, was unmittelbar das Einströmen des Füllgutes in den Behälter zur Folge hat.
  • Dabei wird das Füllgut durch einen innerhalb des Flüssigkeitsweges angeordneten Drallkörper in Rotation versetzt, wodurch Zentrifugalkräfte entstehen, welche das Füllgut an die Innenwandung des Behälters bewegen oder lenken, wodurch sich ein, an der Behälterinnenwandung anliegender, in den Behälter einströmender Flüssigkeitsfilm bildet. Ist der gewünschte Füllstand erreicht, wird das Flüssigkeitsventil geschlossen.
  • Nachteilig an einem solchen Verfahren ist u.a. die große Oberfläche, welche die an der Behälterinnenwandung hinabströmende Flüssigkeit aufweist, da durch diese große Oberfläche eventuell noch innerhalb des Behälters vorhandener Sauerstoff aufgenommen werden könnte. Je größer die freie Oberfläche und je größer die Expositionszeit, umso größer ist die Menge des durch die einströmende Flüssigkeit eventuell aufgenommenen Sauerstoffs.
  • Ebenfalls ist die geringe Einführtiefe des Spülrohres von Nachteil, da das sauerstofffreie Prozessgas quasi mitten in das vorhandene, sauerstoffhaltige Gas einströmt, wodurch ein optimaler und verlustfreier Gasaustausch nicht gelingt.
  • Hinsichtlich des Restsauerstoffgehaltes und der Wirtschaftlichkeit gelangen bekannte Verfahren und Vorrichtungen dann an ihre Grenzen, wenn die zu behandelnden bzw. zu füllenden Behälter ein bestimmtes Volumen überschreiten.
  • Dieses insbesondere auch deshalb, da es bekannte Vorrichtungen nicht erlauben, das Spülrohr weit genug in den Behälter einzufahren, um die Umgebungsluft gezielt von einem Ende des Behälters, nämlich dem Behälterboden, in Richtung des anderen Endes des Behälters, nämlich der Behältermündung, auszutreiben.
  • Ein weiterer Grund besteht darin, dass bekannte, mit einem Spülrohr ausgestattete Füllelemente ausschließlich nach dem Verfahren der Flüssigkeitsablenkung an die Behälterinnenwandung arbeiten, was nach sich zieht, dass sich mit größer werdendem Durchmesser der Behälter ebenfalls die Oberfläche der einströmenden Flüssigkeit vergrößert. Zusätzlich bewirkt die größere Behälterhöhe eine verlängerte Expositionszeit der Flüssigkeit. Beide Faktoren begünstigen eine verstärkte Sauerstoffaufnahme der Flüssigkeit.
  • Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben dargestellten Mängel und Nachteile zu vermeiden. Dazu schlägt die Erfindung ein Füllelement gemäβ Anspruch 1 vor, welches zum einen eine Freistrahl- oder Vollstrahlfüllung ermöglicht, und zum anderen einen verbesserten Spülprozess auch bei labilen, insbesondere sehr großvolumigen Behältern, wie beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial bestehenden KEGs erlaubt.
  • Wesentliche Elemente eines erfindungsgemäßen Füllelements bestehen in der räumlich von einander getrennten Anordnung von Spülrohr 4 und Füllgutstrahl und in einem verfahrbaren Spülrohr mit sehr großem Verstellbereich.
  • Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Im Einzelnen zeigt die
    • Figur 1
    in einer vereinfachten Schnittdarstellung ein erfindungsgemäßes Füllelement (2) bei welchem sich das Spülrohr (4) in einer Arbeitsposition befindet, und die
    Figur 2
    ebenfalls in einer vereinfachten Schnittdarstellung, ein erfindungsgemäßes Füllelement (2), bei welchem sich das Spülrohr (4) in einer Parkposition befindet.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die folgenden Begriffsbestimmungen vorgenommen:
    • Vollstrahl:
  • Unter diesem Begriff ist ein Flüssigkeitsstrahl zu verstehen, dessen gesamte Querschnittsfläche zu jeder zeit vollständig aus Flüssigkeit besteht, und der frei oder im Wesentlichen frei von äußeren Störungen in den Behälter (1) strömt
    • Spülen:
  • Unter diesem Begriff ist das Austauschen des im Behälterinnenraum befindlichen, eventuell in einem schädlichen Maße Sauerstoff enthaltenden Gases durch ein sauerstofffreies Prozessgas zu verstehen, wobei der zu spülende Behälter beispielsweise zumindest zeitweise auch mit Unterdruck oder Überdruck beaufschlagt werden kann..
    • Spülrohr:
  • Unter diesem Begriff ist ein verfahrbares Element zu verstehen, welches einen gesteuerten oder ungesteuerten Gasweg aufnimmt oder bildet, über welchen ein gasförmiges Medium in das Innere des Behälters 1 einleitbar ist.
    • Sauerstofffreies Prozessgas:
  • Unter diesem Begriff ist ein Gas zu verstehen, welches keinen oder nur so geringe Mengen an Sauerstoff oder bindungsfähigem Sauerstoff enthält, dass keine, das abzufüllende Produkt über ein zulässiges Maß hinaus schädigende Wirkungen auftreten.
  • Die Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Füllelement 2, mit in Dichtlage zu diesem befindlichem Behälter 1 zum Zeitpunkt des Spülens.
  • Der zunächst zu spülende und anschließend zu füllende Behälter 1 befindet sich in Dichtlage mit dem Füllelement 2, wobei der Behälter 1 vorzugsweise aber nicht zwingend an einem Halsring gehalten ist. Das Flüssigkeitsventil 3 ist geschlossen. Das Spülrohr 4 ist in den Behälter 1 eingefahren, und befindet sich in der Arbeitsposition. Der innerhalb des Füllelementes 2 vorgesehene Gasweg 5 ist geöffnet und beispielsweise mit einem Auslass oder einer Gassenke verbunden.
  • Durch das Spülrohr 4 gelangt sauerstofffreies Prozessgas, beispielsweise CO2, in den Behälter 1. Vorzugsweise endet das Spülrohr 4 unmittelbar oberhalb des Behälterbodens, so dass das sauerstofffreie Prozessgas direkt auf den Behälterboden trifft, und somit eine, vom Behälterboden ausgehende, in Richtung des Gasweges 5 gerichtete Gasströmung oder Spülbewegung erzeugt, welche das im Behälter 1 befindliche, sauerstoffhaltige Gas möglichst vollständig und verwirbelungsfrei aus dem Behälter verdrängt.
  • Vorzugsweise ist das Spülrohr 4 derart ausgebildet, dass das Ein- und Ausfahren des Spülrohres 4 allein durch den Druck bzw. die Strömungskräfte der, in den Behälter ein- oder ausströmenden Medien bewegt wird.
  • Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene, räumlich getrennte Anordnung von Spülrohr 4 und Füllgutstrahl, bzw. des diesen Füllgutstrahl leitenden Flüssigkeitskanals 8 und die, durch diese Anordnung ermöglichten weiteren Maßnahmen wird ein überaus vorteilhafter Spülprozess bei ebenfalls möglicher Vollstrahlfüllung ermöglicht.
  • Die Figur 2 zeigt einen Füllvorgang eines anderen, kleineren Behälters 1.
  • Das Flüssigkeitsventil 3 ist geöffnet, so dass das Füllgut in den Behälter 1 einströmen kann. Das Spülrohr 4 befindet sich in seiner Parkposition, wodurch dieses vollständig aus dem Bereich des in den Behälter 1 einströmenden Füllgutes entfernt ist. Das Füllgut strömt somit als Vollstrahl mit kleinstmöglicher Oberfläche in den Behälter ein.
  • Da das Spülrohr 4 vollständig aus dem Bereich des Füllgutstrahles entfernbar ist, kann zusätzlich auf den bislang üblichen, das Füllgut an die Behälterinnenwandung lenkenden Drallkörper verzichtet werden, wodurch ein möglichst gleichmäßiges und laminares Einströmen des Füllgutes in den Behälter 1 noch zusätzlich unterstützt wird.
  • Das im Behälter 1 enthaltene, durch das einströmende Füllgut verdrängte Gas entweicht durch einen, innerhalb des Füllelement vorgesehenen Gasweg 5.
  • Zur Erzielung eines möglichst vorteilhaften Spülprozesses, ist es von Vorteil, das Spülrohr 4, bzw. dessen Aufnahme derart auszubilden, dass das Spülrohr 4 möglichst senkrecht und möglichst tief in den Behälter 1 eingefahren werden kann.
  • Durch eine solche Vorgehensweise gelingt eine nahezu vollständige Ausbildung einer gerichteten Gasbewegung innerhalb des Behälters 1. Da die geometrischen Verhältnisse einer Behälterfüllmaschine, insbesondere die beengten geometrischen Verhältnisse an einem Füllelement eine senkrechte Anordnung des Spülrohres 4 in der Regel nicht gestatten, ist es beispielsweise vorgesehen, das Spülrohr 4 in einer gewissen Schrägstellung anzuordnen.
  • Um, bei der vorgeschlagenen getrennten Anordnung von Spülrohr 4 und Füllgutstrahl, sowohl eine senkrechte oder im Wesentliche senkrechte Anordnung des Spülrohres 4, als auch ein senkrechtes austreten des Füllgutstrahles zu ermöglichen, ist beispielsweise alternativ vorgesehen, den Flüssigkeitskanal 8 derart auszubilden, dass das Flüssigkeitsventil 3 außerhalb der Achse des in den Behälter 1 strömenden Füllgutstrahles liegt.
  • Um auch bei einer Schrägstellung des Spülrohres 4 eine optimale, und damit schnelle Spülung des Behälters 1 zu ermöglichen, ist ebenfalls vorgesehen, das untere Ende des Spülrohres 4 mittels eines Knickes wieder in eine senkrechte oder im Wesentlichen senkrechte Ausrichtung zu bringen, wodurch die Ausbildung einer gerichteten Gasbewegung zusätzlich unterstützt wird.
  • Um auch Behälter unterschiedlichster Abmessungen spülen und füllen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, das Spülrohr 4, bzw. dessen Aufnahme derart auszubilden, dass die Eintauchtiefe und/oder auch die Schrägstellung des Spülrohres 4 gesteuert oder geregelt ausgeführt oder verändert werden kann.
  • Beispielsweise kann zur reproduzierbaren Einstellung zweier verschiedener Eintauchtiefen an der Aufnahme des Spülrohres 4 ein Element zur Wegbegrenzung, beispielsweise ein Sperrbolzen 6 vorgesehen sein. Ist der Sperrbolzen aktiviert, so wird das Spülrohr 4 während des Verfahrens aus der Parkposition in die Arbeitsposition durch diesen Sperrbolzen 6 aufgehalten, wodurch das Spülrohr 4 nicht vollständig in den Behälter 1 einfährt, was die Behandlung kleinerer Behälter ermöglicht.
  • Ebenfalls besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, die Bewegung des Spülrohres 4 durch geeignete Mittel wie beispielsweise Linearantriebe, Wegmeßsysteme und/oder aktive Bewegungsglieder zu messen, zu beeinflussen oder zu begrenzen. Weitere Elemente sind beispielsweise hydraulische oder pneumatische Bewegungsantriebe oder Bewegungsgewinde.
  • Bekannte Ausgestaltungen von Füllelementen 2 mit verfahrbarem Spülrohr 4 erlauben lediglich Eintauchtiefen des Spülrohres 4 in den Behälter, welche etwa 20 oder 30% der Behälterhöhe H entsprechen. Überraschend wurde bei Untersuchungen im Hause der Anmelderin gefunden, dass die sich durch eine deutliche Steigerung der Eintauchtiefe des Spülrohres, aus Einsparungen an sauerstofffreiem Prozessgas und durch die Verbesserung und Verkürzung der Spülphase ergebenden Kostensenkungen auch einen erhöhten fertigungstechnischen Aufwand zur Ausbildung eines Spülrohres 4 mit vergrößerter Eintauchtiefe rechtfertigen.
  • Erste positive Effekte konnten ab einer Eintauchtiefe von mehr als 50 % der Behälterhöhe H erzielt werden. Besonders deutliche Einsparungen und Verbesserungen konnten ab Eintauchtiefen über 80 % der Behälterhöhe H erzielt werden.
  • Bei Füllmaschinen in Rotationsbauweise existiert bauartbedingt zwischen Auslaufstern und Einlaufstern ein sogenannter Totwinkel, in dessen Bereich kein Behälter (1) am Füllelement positioniert ist. Ebenfall sind in diesem Bereich alle Medienleitungen geschlossen, was zur Folge haben kann, dass es zu einem ungewollten Ausfahren des Spülrohres 4 kommen kann.
  • Um innerhalb dieses Winkelbereiches ein solches ungewolltes Ausfahren des Spülrohres 4 sicher zu verhindern, sind erfindungsgemäß Mittel vorgesehen, welche das Spülrohr 4 sicher in seiner Parkposition halten. Bei diesen Mitteln kann es sich zum Beispiel um eine magnetisch oder elektromagnetisch wirkende Haltevorrichtung 7 handeln.
  • Vorstehend wurde die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich von selbst, dass zahlreiche Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der Umfang der vorliegenden Erfindung wie in den Ansprüchen dargelegt verlassen wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Behälter
    2
    Füllelement
    3
    Flüssigkeitsventil
    4
    Spülrohr
    5
    Gasweg
    6
    Sperrbolzen
    7
    Haltevorrichtung
    8
    Flüssigkeitskanal
    H
    Behälterhöhe

Claims (14)

  1. Füllelement (2) zum Füllen von Behältern, wobei dem Füllen zumindest ein Spülvorgang vorausgeht, mit einem zwischen einer Parkposition und einer Arbeitsposition verfahrbaren Spülrohr (4), über welches ein gasförmiges Medium in das Janere des Behälters(1) einleitbar ist, und einem Flüssigkeitsventil (3) dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (4) und der Flüssigkeitskanal (8) innerhalb des Füllelementes (2) räumlich voneinander getrennt angeordnet sind und das Spülrohr (4) vollständig aus dem Bereich des Füllgutstrahles entfernbar ist, und das Füllgut im Vollstrahl senkrecht aus dem Flüssigkeitskanal (8) austreten und in den Behälter (1) einströmen kann.
  2. Füllelement (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptachse des Spülrohres (4) gegenüber der Senkrechten geneigt ist.
  3. Füllelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in den Behälter einfahrbare Teil des Spülrohres (4) in zwei Rohrabschnitte unterteilt ist, wobei das untere Ende des Spülrohres (4), welches den Auslass umfasst, mittels eins Knickes senkrecht ausgerichtet ist und der andere Rohrabschnitt hierzu schräg angeordnet ist.
  4. Füllelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Einfahrtiefe des Spülrohres (4) mindestens ein Sperrbolzen (6) vorgesehen ist.
  5. Füllelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beein flussung oder zur Begrenzung der Bewegung des Spülrohres (4) ein Linearantrieb, Hydraulikantrieb, Pneumatikantrieb oder ein Bewegungsgewinde vorgesehen ist.
  6. Füllelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen des Spülrohres (4) im Wesentlichen durch das sauerstofffreie Prozessgas oder durch die, durch das sauerstofffreie Prozessgas hervorgerufenen Strömungskräfte bewirkt wird.
  7. Füllelement (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (4) In seiner Parkposition durch eine Haltevorrichtung (7) gehalten wird.
  8. Verfahren zum Spülen und Füllen von Behälter, umfassend die Schritte: Positionieren des Behälters (1) am Füllelement (2), Verfahren eines Spülrohres (4) aus einer Parkposition in eine Arbeitsposition und gleichzeitig in den Behälter (1), Durchströmen des Spülrohres (4) mit sauerstofffreiem Prozessgas zur Verdrängung des im Behälter (1) befindlichen Gases durch einen Gasweg (5) aus dem Behälter (1), Verfahren des Spülrohres (4) aus der Arbeitsposition in die Parkposition, Öffnen des Flüssigkeitsventils (3), um das Füllgut in den Behälter (1) einzuströmen und anschließendes Verschließen des Flüssigkeitsventils (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Auslass des Flüssigkeitsventil (3) derart geformt ist, dass das Füllgut im Vollstrahl senkrecht in den Behälter (1) einströmt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (4) tlefer als 50% der Behälterhöhe H in den Behälter (1) einfährt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (4) mehr als 80 % der Behälterhöhe H in den Behälter (1) einfährt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülrohr (4) bis in die unmittelbare Nähe des Behälterbodens in den Behälter (1) eingefahren wird
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) zwischen dem Positionieren am Füllelement (2) und dem Einströmen des Füllgutes zumindest einmalig mit Unterdruck beaufschlagt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der im Behälter (1) durch die Unterdruckbeaufschlagung erzeugte Unterdruck durch sauerstofffreies Prozessgas ausgeglichen wird, wobei das sauerstofffreie Prozessgas dem Behälter über einen gesteuerten Gasweg zugeführt wird, und das sauerstofffreie Prozessgas sowohl unterbrechungsfrei, als auch mit Unterbrechungen zugeführt werden kann.
  14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstofffreie Prozessgas zumindest für ein bestimmtes Zeitintervall bei geöffnetem Gasweg(5) aus dem Spülrohr (4) austritt.
EP08774007A 2007-08-24 2008-07-17 Füllelement und verfahren zur sauerstoffarmen füllung grossvolumiger behälter mit einem flüssigen füllgut Active EP2183182B1 (de)

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