DE1432355A1

DE1432355A1 - Method and device for filling

Info

Publication number: DE1432355A1
Application number: DE19641432355
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl-Br-Ing Hermann
Original assignee: Holstein und Kappert Maschinenfabrik Phonix GmbH
Current assignee: Holstein und Kappert Maschinenfabrik Phonix GmbH
Priority date: 1964-03-16
Filing date: 1964-03-16
Publication date: 1969-10-09
Also published as: FR1434492A; BE661182A; GB1096173A

Description

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Abfüllen, insbesondere kohlensäurehaltiger Getränke auf Flaschen oder dgl. und die zur Durchführung dieses Verfahrens verwendete Vorrichtung.The invention "relates to a method of filling, in particular carbonated beverages on bottles or the like. And the device used to carry out this method.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der zu füllende Behälter mit Gas unter hohem Druck gefüllt und dann das unter hohem Gasdruck im Vorratskessel stehende Getränk durch oberhalb des Vorratskessels angeordnete Ii¹UlIelemente in denebenfalls über dem Vorratsbehälter befindlichen zu füllenden w Behälter gedruckt wird, wobei der Gasdruck im Behälter während der Füllung auf Niederdruck umgesteuert wird, worauf der gefüllte Behälter wieder auf Hochdruck geschaltet und die überstehende Flüssigkeit in den Kessel zurückgedrückt wird.The invention is characterized in that firstly the filled container to be filled with gas under high pressure and then located, the high-gas pressure in the storage tank beverage through arranged above the storage vessel Ii ¹ UlIelemente in denebenfalls above the reservoir to be filled w container is printed, wherein the gas pressure in the container is switched to low pressure during filling, whereupon the filled container is switched back to high pressure and the excess liquid is pushed back into the boiler.

Es gehört auch zu der Erfindung die Füllmaschine, die gekennzeichnet ist durch einen Hochdruckraum, der das abzufüllende Getränk und ein Gasrohr enthält und einen zweckmäßig darüber angeordneten gasgefüllten Niederdruckkessel, sowie in der Höhe des Niederdruckkessels eingeordnete Füllelemente, die mit dem Gasraum und dem Flüssigkeitsraum des Hochdruckkessels und dem Niederdruckkessel durch Rohrleitungen verbunden sind. ^It also belongs to the invention the filling machine that is featured is through a high pressure chamber, which contains the beverage to be filled and a gas pipe and a conveniently arranged above it gas-filled low-pressure boiler, as well as filling elements arranged at the level of the low-pressure boiler, which are connected to the gas space and the liquid space of the high pressure vessel and the low pressure vessel are connected by pipelines. ^

Im Sinne dieser Erfindung ist-die Differenz zwischen dem Druck im Hochdruckkessel und dem Druck im Niederdruckkessel größer als der statische Druckunterschied zwischen dem Flüssigkeitsstand im Hochdruckkessel und im Füllelement.For the purposes of this invention is the difference between the pressure in the high pressure vessel and the pressure in the low pressure vessel greater than the static pressure difference between the liquid level in the high pressure vessel and in the filling element.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.Further features of the invention are evident from the description below refer to.

Es ist bekannt, gashaltige und stille Flüssigkeiten, insbesondere Getränke mit Füllmaschinen in kleinere Behälter dadurch abzufüllen, daß die Flüssigkeit in einem Zentral- oder (und)It is known to use filling machines to fill gaseous and still liquids, in particular beverages, into smaller containers by that the liquid in a central or (and)

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HOLSTEIN & KAPPERT MASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND, DEN 12. 3 · 1964 blatt 2 an ä_as Deutsche Patentamt, München, Zweibrückenstr,.Holstein & Kappert MASCHINENFABRIK PHOENIX GMBH DORTMUND, THE 12 3 · 1964 sheet 2 to ä _as German Patent Office, Munich, Zweibrückenstr ,.

Ringkessel oder (und) einem Ringkanal■zunächst gesammelt wird,, der höhenmäßig über den zu füllenden Behältern steht. Die Flüssigkeit läuft von hier im wesentlichen aufgrund des statischen Höhenunterschiedes in die Behälter ein. Die Füllgeschwindigkeit ist somit direkt von der Höhe der überstehenden Flüssigkeitssäule abhängig. Der beliebigen Änderung der Flüssigkeitssäule zum Zweck der Beschleunigung des Füllvorganges sind sowohl konstruktions- wie auch preisbedingte Grenzen gesetzt. Bs wurde deshalb u.a. versucht, während des schon eingeleiteten Füllvorganges, durch umschalten auf eine geringere Gregendruckstufe in dem zu füllenden Behälter die Fließgeschwindigkeit und damit die Püllgeschwindigkeit zu steigern*Ring bowl or (and) a ring channel ■ is first collected, which is in terms of height above the containers to be filled. The liquid runs from here essentially due to the static height difference in the container. The filling speed is therefore directly dependent on the height of the protruding liquid column. Any change to the Column of liquid for the purpose of accelerating the filling process there are both construction and price-related limits. Therefore an attempt was made, among other things, to switch to a lower one while the filling process was already in progress To increase the flow speed and thus the purging speed in the container to be filled *

Ein weiterer Weg, um eine beliebige Änderung der Füllgesehwindigkeit zu ermöglichen, besteht in der als Erfindung vorgesehenen prinzipiellen Umgestaltung des Abfüllverfahrens.Another way to make any change in the filling speed to enable is provided as the invention fundamental redesign of the filling process.

Bei der Erfindung wird die in der .Füllmaschine vorrätige Flüssigkeit an einer Stelle bereitgehalten, die grundsätzlich niedriger liegt, als die zu füllenden Behälter, genauer, der Flüssigkeitsspiegel im Hochdruckkessel eines solchen Füllers liegt unterhalb der Flüssigkeitshöhe des gefüllten und noch unter der Füllmaschine befindlichen Behälters. Durch geeignete Ventilsteuerung werden die zu füllenden Behälter zunächst mit dem Druck vorgespannt, der über de© Flüssigkeit im Vorratsbehälter der Füllmaschine herrscht. Mit dem öffnen der Flüssigkeitsverbindungsie itung vom Vorratsbehälter zum Füllbehälter wird von letzterem der Vorspanndruck weggenommen und auf ITiederdruck umgeschaltet, so daß hierdurch die Füllung des Behälters eingeleitet wird. Der geringste Niederdruck muß auf jeden Fall höher sein, als die statische-Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckkessel und Behälter. Die Behälter werden auf diese Weise zunächst ganz gefüllt. Einstellung der Füllhöhe erfolgt durch eine teilweise Entleerung dergestalt, daß nach erneutem Umschalten auf Vorspanndruck und damit Rücklauf der Flüssigkeit im Steigrohr an einer der gewünschten Füllhöhe entsprechenden Stelle Gas ein-In the invention, the in-stock in the .Füllmaschine Liquid kept ready in one place, which is basically is lower than the container to be filled, or more precisely, the liquid level in the high-pressure tank of such a filler is below the liquid level of the filled and still container located under the filling machine. Through suitable The containers to be filled are initially controlled by the valve biased to the pressure that is generated by the liquid in the storage container the filling machine prevails. With the opening of the fluid connection iteration from the storage container to the filling container the preload pressure is removed from the latter and reduced to low pressure switched over, so that this initiated the filling of the container will. The lowest low pressure must in any case be higher than the static pressure difference between the high pressure vessel and container. In this way, the containers are initially whole filled. The filling level is adjusted by partially emptying it in such a way that after switching over to the preload pressure again and thus the return of the liquid in the riser pipe at a point corresponding to the desired filling level.

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SAHSAW

HOLSTEIN & KAPPERT MASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND.DEN 12.35.1964HOLSTEIN & KAPPERT MASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND.DEN 12.35.1964

blatt 3 an das Deutsche Patentamt, München, Zweibrückenstr. sheet 3 to the German Patent Office, Munich, Zweibrückenstr.

geführt wird, wodurch die !flüssigkeitssäule abreißt und die Füllhöhe genau fixiert ist. 'is performed, whereby the! liquid column tears off and the Filling level is precisely fixed. '

Ein Ausführungsbeispiel der Maschine nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die v/eitere Merkmale der Erfindung erkennen läßt.An embodiment of the machine according to the invention is shown in the drawing, the further features of the invention can be recognized.

Abb. 1 einen Längsschnitt durch die Maschine Abo. 2 einen Schnitt durch die Füll- und SteuerorganeFig. 1 a longitudinal section through the machine Abo. 2 shows a section through the filling and control elements

Die Füllmaschine nach der Erfindung ist als Rundlaufmas.chine konstruiert und entspricht nach Antrieb, Flaschenführung und Ausführung des Füller-Gestells der bekannten Bauweise von Füllmaschinen mit langen Füllrohren, jedoch ist auch ein Umbau auf füllrohrlose Ausführung möglich. Abweichend von bisher bekannten Füllmaschinen enthält die beschriebene Füllmaschine einen tiefliegenden Hochdruckkessel 1 zur Torratshaltung von Füllflüssigkeit sowie zur Aufnahme des Gegendruck-Spanngases. Darüber ist ein Kessel 2 angeordnet, der mit Gas geringeren 'Druckes als Kessel 1 gefüllt ist. Die Flüssigkeitsoberfläche im Kessel 1 ist mit einem Schwimmer 3, der gleichzeitig den Flüssigkeitsstand regelt, abgedeckt, so daß nur geringe Berührungsflächen zum Spanngas gegeben sind. Der Flüssigkeitsstand im Kessel 1 wird grundsätzlich niedriger gehalten als die Füllhöhe der abgefüllten und noch im Füller befindlichen Flaschen oder Dosen. Von diesem Kessel 1 zu jedem einzelnen Füllelement führt ein Steigerohr 12 für die Flüssigkeit und ein Rohr 13 für das Gas. Durch ein drittes Rohr 14 ist jedes Füllelement auch mit dem Kessel 2 verbunden. Die Füllelemenüe sind nach Konstruktion und Funktion als selbständige Einheiten ausgebildet. Zwischen den einzelnen Füllelementen besteht keine Verbindung, d.h. die einzelnen Füllelemente sind als Ringsegmente für sich oder als durch Wände abgetrennte Räume eines Ringes ausgebildet.The filling machine according to the invention is as a rotary machine designed and corresponds to the well-known construction of filling machines in terms of drive, bottle guide and design of the filler frame with long filling tubes, but a conversion to a version without a filling tube is also possible. Different from previously known Filling machines, the filling machine described contains a low-lying high-pressure vessel 1 for keeping the Torrats Filling liquid as well as for taking up the counterpressure tensioning gas. Above that there is a boiler 2, the lower one with gas 'Pressure than boiler 1 is filled. The liquid surface in the boiler 1 is with a float 3, which is at the same time Liquid level regulates, covered so that there are only small areas of contact with the tensioning gas. The fluid level in the boiler 1 is generally kept lower than the filling level of the filled and still in the filler Bottles or cans. A riser pipe 12 for the liquid and leads from this boiler 1 to each individual filling element a pipe 13 for the gas. Each filling element is also connected to the boiler 2 by a third pipe 14. The fill menu are designed as independent units according to their construction and function. There is no between the individual filling elements Connection, i.e. the individual filling elements are as ring segments designed for itself or as spaces of a ring separated by walls.

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HOLSTEIN & KAPPERT MASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND, DEN 12.3.1964 blatt 4 an das Deutschte Patentamt, München, Zweibrückenstr. 12HOLSTEIN & KAPPERT MASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND, March 12th, 1964 sheet 4 to the German Patent Office, Munich, Zweibrückenstr. 12th

Die Funktion der Füllelemente ist halbautomatisch: Das -Füllventil 4 wird mittels exzentrischer Welle 5a durch die Ritzelsteuerung 5 geöffnet und geschlossen. Ein Kugelventil 6 sorgt für vollständige Flüssigkeitsfüllung dieses Raumes und ' verhindert gleichzei-tig Flüssigkeitsverluste. Zwischen dem unteren Sitz des Füllventils und dem Füllrohr ist eine Spiralfeder 7 eingelassen, die das Aufsteigen von Schaum oder Gas in den Raum nach o"ben verhindert bzw. verzögert. Die Kanäle für Spanngas und Mederdruckgas sind im Füllelement so verlegt, daß sie von einem über Kurvenbahn betätigten Schieberventil 8 in zur Abfüllung erforderlicher Weise miteinander verbunden bzw. voneinander getrennt werden können. Ferner ist im Gasaustrittskanal Rückschlagventil 9 sowie ein Öffnungs- bzw. Schließventil 10 untergebracht, welch letzteres zweckmäßigerweise durch Anpressen der Zentriertulpe betätigt wird. Das Füllrohr ist an einer Stelle mit einer Bohrung 11 versehen, die beim Eintauchen in den zu füllenden Behälter der gewünschten Füllhöhe entspricht«The function of the filling elements is semi-automatic: the filling valve 4 is driven by an eccentric shaft 5a through the Pinion control 5 open and closed. A ball valve 6 ensures that this space is completely filled with liquid '' prevents fluid loss at the same time. Between the A spiral spring 7 is embedded in the lower seat of the filling valve and the filling tube, which prevents the foam or gas from rising in the room upwards prevented or delayed. The channels for tension gas and medium pressure gas are laid in the filling element in such a way that that they are connected to one another by a slide valve 8 actuated via a cam track in the manner required for filling or can be separated from each other. Furthermore is in the gas outlet channel Check valve 9 and an opening or closing valve 10 housed, which the latter expediently through Pressing the centering tulip is actuated. The filling pipe is on one point provided with a hole 11, which when immersed in the container to be filled corresponds to the desired filling level «

Die Abfüllung der Flüssigkeit geht In₁ folgender Weise vor:The filling of the liquid is going on in _one the following ways:

Nachdem die Füllmaschine mit Spanngas, Minderdruckgas und Flüssigkeit gefüllt und zum Anfahren bereit ist,, erfolgt die Abfüllung der Behälter folgendermaßen:After the filling machine with clamping gas, low pressure gas and Liquid is filled and ready to start up, the containers are filled as follows:

Beim Anpressen der Behälter an das Füllelement wird durch Eindrücken eines Bolzens das Absperrventil 10 am Ausgang des Gaskanales geöffnet. Gleichzeitig wird das Schieberventil 8 über Kurvenbahn in eine Stellung gebracht, welche die direkte Verbindung zum Gegendruckraum vom Kessel 1 und dem zu .füllenden Behälter freigibt. Nach Beendigung des Spannvorganges erfolgt die Öffnung des Füllventils 4 und gleichzeitig damit durch erneute Betätigung von Schieberventil 8 die Umstellung auf Niederdruck, d.h. die direkte Verbindung von Kessel 2 und Behälter. Die Füllung läuft nun von selbst an und ist erst beendet, wenn, die Füllflüssigkeit bis zum Rückschlagventil 9 angestiegen ist. Hierauf werden Schieberventil 8 wieder in Torspannstellung gebracht, wobei nach dem Saugheberprinzip die Flüssigkeit ausWhen the container is pressed against the filling element, it is pressed in a bolt opened the shut-off valve 10 at the outlet of the gas channel. At the same time the slide valve 8 is over Cam track brought into a position, which the direct connection to the counterpressure chamber of boiler 1 and the one to be filled Releases container. After completion of the clamping process takes place the opening of the filling valve 4 and at the same time switching to low pressure by actuating the slide valve 8 again, i.e. the direct connection of boiler 2 and container. The filling starts by itself and is only finished when, the filling liquid has risen to the check valve 9. The slide valve 8 is then brought back into the gate clamping position, the liquid being discharged according to the suction lifter principle

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HOLSTEIN & KAPPERTMASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND, DEN 12,3,1964 5 an £_as Deutsche Patentamt, München, Zweibrückenstr»HOLSTEIN & KAPPERTMASCHINENFABRIK PHOENIX GMBH DORTMUND, THE 12,3,1964 5 German to £ _as Patent Office, Munich, Zweibrückenstr "

dem Behälter in den Kessel 1 so lange zurückfließt, bis der Flüssigkeitsstand im Behälter bis zur Höhe der Bohrung 11 im Füilrohr abgesunken ist. An dieser Stelle reißt die Flüssigkeitssäule ab, die Füllhöhe im Behälter bleibt stehen. Über Eitzelsteuerung 5 wird nun das Füllventil geschlossen, mittels Schieberventil 8 die Verbindung von Behälter zum Kessel 2 hergestellt und danach der Behälter vom Füllorgan abgezogen. Bei Füllungen, die unter hohem Druck erfolgen, kann eine weitere Vorentlastung der Behälter über Ventilsteuerung vorgesehen werden. : ' · the container flows back into the boiler 1 until the liquid level in the container has dropped to the level of the bore 11 in the filling pipe. At this point the column of liquid breaks off and the filling level in the container remains. The filling valve is now closed via the Eitzel control 5, the connection from the container to the boiler 2 is established by means of the slide valve 8 and the container is then removed from the filling element. For fillings that take place under high pressure, a further pre-relief of the container can be provided via valve control. : '·

Das Schieberventil 8 ist so ausgeführt, daß es während der Vorspannstellung gleichzeitig eine Verbindung von Kessel 2 zum Kugelventil 6 herstellt. Dies hat zur Folge, daß die unter höherem Druck stehende Flüssigkeit den Raum um das Füllventil bis oben an ständig gefüllt hält.The slide valve 8 is designed so that it is during the biasing position at the same time establishes a connection from boiler 2 to ball valve 6. As a result, the under higher pressure liquid keeps the space around the filling valve constantly filled up to the top.

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Claims

HOLSTEIN & ICAPPE-RT MASCHINENFABRIK PHÖNIX GMBH DORTMUND, 12- »5.19.64. sheet to the German Patent Office, MiJ1IH1Iaja. ^^ w ^ ltjrüo.k.enstr. iilSIIAFSPB ti C H E '■

1) Method of filling, especially those containing carbonic acid Beverages, characterized in that first the container to be filled is filled with gas under high pressure and then the beverage under high gas pressure in the storage kettle is pressed into the container to be filled by filling elements arranged above the Torratskessel the gas pressure during filling at low pressure is reversed, whereupon the filled container switched back to high pressure and the protruding Liquid is pushed back into the boiler.

2) filling machine for performing the method according to claim 1, characterized by a kettle with a high pressure kettle that holds the beverage to be filled and a gas cushion contains, with a gas-filled low-pressure boiler arranged above, as well as filling elements arranged at the level of the low-pressure boiler, which with-the gas space und.dem Liquid space of the high pressure boiler and the low pressure i boiler are connected by pipes.

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