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EP2794462A1 - Füllelement sowie füllsystem - Google Patents

Füllelement sowie füllsystem

Info

Publication number
EP2794462A1
EP2794462A1 EP12780664.4A EP12780664A EP2794462A1 EP 2794462 A1 EP2794462 A1 EP 2794462A1 EP 12780664 A EP12780664 A EP 12780664A EP 2794462 A1 EP2794462 A1 EP 2794462A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filling
liquid
channel
liquid channel
filling element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12780664.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2794462B1 (de
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 GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KHS GmbH filed Critical KHS GmbH
Priority to SI201231149T priority Critical patent/SI2794462T1/en
Publication of EP2794462A1 publication Critical patent/EP2794462A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2794462B1 publication Critical patent/EP2794462B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B67C3/023—Filling multiple liquids in a container
    • B67C3/026—Filling the liquids simultaneously
    • 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
    • B67C3/225—Means for filling simultaneously, e.g. in a rotary filling apparatus or multiple rows of containers
    • 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
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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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    • 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
    • B67C2003/2671—Means for preventing foaming of the liquid

Definitions

  • the invention relates to a filling element according to the preamble of claim 1 and to a filling system according to the preamble of claim 9.
  • Filling elements for filling containers with liquid products or products, especially with beverages are known in various designs.
  • the object of the invention is to show a filling element, which is particularly suitable for free jet filling of containers and an optimal, especially clean filling with increased filling capacity (in the container filled
  • a filling system is the subject of patent claim 9.
  • the filling element according to the invention is designed so that, at least during a part of the filling phase in which the respective container or the container interior are filled with the liquid product, which flows into the container Golfgutstrom is formed by merging at least two Golfgutteilströmen or Golfgutteilstrahlen, through Merging at least one outer Golfgutteilstrahls issued at least one first discharge opening and at least one inner, at least one further discharge opening
  • the inner Medgutteilstrahl forms a kind Leitoder guide stream, with which connects the at least one outer Artgutteilstrahl preferably before entering the respective container.
  • the at least one first dispensing opening is offset radially outwards relative to the at least one further dispensing opening for the inner Medgutteilstrahl.
  • the first discharge opening is annular or formed by an annular gap, so that also emerging from the first discharge opening Gugutteilstrahl annular and the at least forming a further outlet opening exiting inner Gugutteilstrahl enclosing.
  • the at least one first discharge opening is designed so that the Greengutteilstrahl exiting from this outlet opening is directed towards the Greenelementachse, i. with this an angle smaller than 90 °, which is opposite to the flow direction of the filling material, i. opens upwards.
  • Filling capacity (measured in filling volume per unit time) lead, for example, to an increase of up to 20%.
  • this increase in performance can be realized without it during the filling
  • free-jet filling means a process in which the liquid product flows into the container to be filled in a free filling jet or filling material jet, the container with its container mouth or opening not resting against the filling element, but rather from the filling element or from is spaced there a Gregutauslass.
  • Containers within the meaning of the invention include bottles, cans, etc.
  • Soft packaging such as those made of cardboard and / or
  • Fig. 1 in a simplified representation and in section a filling element of a filling system of a filling machine of rotating design for free jet filling of containers in the form of bottles with a liquid product;
  • FIG. 2 is an illustration as in FIG. 1, but with the valve tappet and valve body of a liquid valve of the filling element of FIG. 1 shown in section;
  • FIG. 2 is an illustration as in FIG. 1, but with the valve tappet and valve body of a liquid valve of the filling element of FIG. 1 shown in section;
  • FIG. 4 - 6 representation similar to Figures 1 - 3 in a further embodiment of the filling element according to the invention.
  • 1 is a filling element for the free-jet filling of containers in the form of bottles 2 with a liquid filling material.
  • the filling element 1 is provided together with a plurality of similar filling elements 1 on the circumference of a rotatable about a vertical axis of the machine rotor 3 of a filling system or a filling machine rotating design.
  • the filling element 1 comprises a filling element housing 5, in which u.a. a Gregut- or liquid channel 6 is formed, which in its upper region via a product line 7 with control or liquid valve 8 with the common
  • a liquid valve 9 is provided, which is formed in the illustrated embodiment by a cooperating with a valve seat in the liquid channel 6 valve body 10, which is used to open and close the liquid valve 9 in the direction of a vertical Baselementachse FA from the in Figures 1 and 2 shown, the liquid valve 9 occlusive position is movable upward into a position opening the liquid valve 9.
  • the valve body 10 is provided on a tube 11 which is arranged coaxially with the filling element axis FA and acts as a valve tappet, which cooperates with an actuating device 12 with its upper end not shown in detail and sealed out of the liquid channel 6.
  • the liquid channel 6 forms a discharge opening 14 annularly surrounding the filling element axis FA, which serves as an annular gap between the annular space
  • the liquid valve 9 is in the flow direction of the liquid filling material through the
  • the tube 1 1 and formed in the tube 1 1 further liquid channel 1 1 .2 not only at its lower end 1 1.1 open, but the other liquid channel 1 1.2 is also in the upper portion of Liquid channel 6, that is open in that portion of the liquid channel, the (section) based on the flow direction of the liquid filling material in front of the liquid valve 9.
  • Liquid channel 1 1 .2 is for example generated by at least one transverse bore 15, with its axis perpendicular or substantially perpendicular to
  • Filler axis FA is oriented. Furthermore, the transverse bore 15 is arranged in the illustrated embodiment so that they open
  • Liquid valve 9 i. with raised valve body 10 and tube 1 1,
  • housing 5 of the filling element 1 are additionally different
  • Control valve 16 can be connected to the annular channel 4, and another flow path, via the activation or opening of the control valve 17 of the annular space 13 with the annular channel 4 or by activating or opening both control valves 17 of the annular channel 4 both with the annular space thirteenth as well as with the fluid channel 6 can be connected.
  • About the controlled flow paths or the control valves 16 and 17 u.a. in closed with a closure or with a flushing cap 18 annular space 13 and with open liquid valves 8 and 9 intensive CIP cleaning and / or sterilization of the filling elements 1 of the filling machine possible.
  • the control valves 16 and 17 are closed.
  • the bottle to be filled 2 is held with its axis of the bottle coaxially with the Greelementachse FA and with its mouth of the bottle 2.1 at a distance below the discharge opening 14, with its mouth flange 2.2 hanging on each one
  • Filling element 1 associated container carrier 19th The filling of the respective bottle 2 is preferably carried out in such a way that both liquid valves 8 and 9 are opened at the beginning of the filling process, ie in a fast filling phase, so that the liquid product on the one hand via the lower, open and also a discharge opening 1 1 .3 forming pipe end. 1 1 .1 as a central Golfgutteilstrahl 20 and on the other hand via the annular discharge opening 14 as the Golfgutteilstrahl 20 enclosing annular Artgutteilstrahl 21 is discharged at the bottom of the filling element, as indicated in Figure 3 with the arrows there.
  • Liquid valve for example, the liquid valve 8 is closed, so that the filling process is completed after closing both fluid valves 8 and 9 and filled with the desired filling quantity bottle 2 can be removed from the filling element 1 and the container carrier 19.
  • FIGS. 4 to 6 show, as a further embodiment, a filling element 1 a which essentially differs from the filling element 1 only in that a rod 22 which is arranged coaxially with the filling element axis FA in the tube 1 1 is disposed at the illustrated embodiment with its lower end slightly above the lower end 1 1 .1 of the tube 1 1 protrudes. Between the inner surface of the tube 1 1 and the outer surface of the rod 22, the additional liquid channel 1 1 .2 is formed, which is annular and in turn through the transverse bore 15 to the liquid channel 6 is open and at the lower end of the tube 1 1 .1 an annular discharge opening 1 1.3 forms.
  • the other construction as well as the operation of the filling element 1 a are identical to the structure and operation of the filling element. 1 By formed by the rod 22 annular fluid channel 1 1 .2 with annular discharge port 1 1 .3 is a still further improved
  • Container carrier 19 trained weighing device for detecting the current
  • the invention described above is suitable in a very special way for the filling of juices which contain fruit fibers and / or fruit cells, wherein the length of these fruit fibers can be up to 25 mm.
  • This particular suitability for the filling of such products is based on the fact that the
  • Fill valve according to the invention contains no built-in parts, which would hinder the passage of solids through the filling valve.
  • Another aspect of the present invention is to select the diameter of the liquid channel in the pipe 1 1 so that the capillary forces and / or the surface tension of the filling material to be filled in conjunction with the selected diameter of the liquid channel leakage of the liquid channel after closing the liquid valves eighth , 9 is safely prevented.
  • the leakage of the liquid channel could be safely prevented, for example, at a diameter of 6 mm in the filling of juice and a diameter of, for example, 8 to 9 mm in the filling of syrup.
  • Dispensing opening 14 as well as on the other of the lower, open end of the tube 1 1 .1 further dispensing opening 1 1 .3, i. with the Gregutteilstrahlen 20 and 21, respectively, the same contents in the respective container or in the respective bottle 2 is introduced.
  • the inventive design of the filling element 1 or 1 a is also suitable for introducing at least two different
  • Liquid channel 6 is separated, ie the transverse bore 15 is not present, and the channel 1 .2 is connected via a separate, containing a control or liquid valve product line with a boiler for providing a component of the contents.
  • the liquid channel 6 is connected via the product line 7, which then does not have the control valve 8, with a boiler for providing the further component of the filling material.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
  • Basic Packing Technique (AREA)

Abstract

Füllelement zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut, insbesondere zum Freistrahlfüllen von Behältern (2) mit dem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem ersten von dem flüssigen Füllgut beim Füllen durchströmten Flüssigkeitskanal (6) in einem Füllelementgehäuse (5), wobei der Flüssigkeitskanal (6) eine erste Abgabeöffnung (14) für das Füllgut bildet, und mit einem im Flüssigkeitskanal (6) angeordneten Flüssigkeitsventil (9), welches zur gesteuerten Abgabe des Füllgutes in den jeweiligen Behälter (2) über die wenigstens eine erste Abgabeöffnung (14) gesteuert geöffnet und geschlossen werden kann und hierfür wenigstens einen zwischen einer Schließstellung einer Öffnungsstellung bewegbaren Ventilkörper (10) aufweist. Zusätzlich zu dem ersten Flüssigkeitskanal (6) und der wenigstens einen ersten Abgabeöffnung (14) ist zur Abgabe wenigstens eines ersten Füllgutteilstrahls (21) wenigstens ein weiterer durch den Ventilkörper (10) hindurchreichender Flüssigkeitskanal (11.2) mit wenigstens einer weiteren Abgabeöffnung (11.3).

Description

Füllelement sowie Füllsystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Füllelement gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf ein Füllsystem gemäß Oberbegriff Patentanspruch 9.
Füllelemente zum Füllen von Behältern mit flüssigen Produkten oder Füllgütern, insbesondere auch mit Getränken sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Füllelement aufzuzeigen, welches insbesondere auch zum Freistrahlfüllen von Behältern geeignet ist und ein optimales, insbesondere auch sauberes Füllen bei erhöhter Füllleistung (in die Behälter abgefüllte
Füllgutmenge je Zeiteinheit) ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein
Füllelement entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Füllsystem ist Gegenstand des Patentanspruchs 9.
Das erfindungsgemäße Füllelement ist so ausgeführt, dass zumindest während eines Teils der Füllphase, in der der jeweilige Behälter bzw. dessen Behälterinnenraum mit dem flüssige Füllgut befüllt werden, der dem Behälter zufließende Füllgutstrom durch Zusammenführen von wenigstens zwei Füllgutteilströmen oder Füllgutteilstrahlen gebildet ist, und zwar durch Zusammenführen wenigstens eines äußeren, an wenigstens einer ersten Abgabeöffnung abgegebenen Füllgutteilstrahls und wenigstens eines inneren, an wenigstens einer weiteren Abgabeöffnung
abgegebenen Füllgutteilstrahls. Der innere Füllgutteilstrahl bildet dabei eine Art Leitoder Führungsstrom, mit dem sich der wenigstens eine äußere Füllgutteilstrahl vorzugsweise noch vor dem Eintritt in den jeweiligen Behälter verbindet. Bezogen auf die Füllelementachse, in deren Richtung das Füllgut in den jeweiligen Behälter strömt, ist die wenigstens eine erste Abgabeöffnung gegenüber der wenigstens einen weiteren Abgabeöffnung für den inneren Füllgutteilstrahl radial nach außen hin versetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Abgabeöffnung ringförmig ausgeführt oder von einem Ringspalt gebildet, sodass sich auch der aus der ersten Abgabeöffnung austretende Füllgutteilstrahl ringförmig und den aus der wenigstens einen weiteren Austrittsöffnung austretenden inneren Füllgutteilstrahl umschließend ausbildet.
Bevorzugt ist die wenigstens eine erste Abgabeöffnung so ausgeführt, dass der aus dieser Austrittsöffnung austretende Füllgutteilstrahl auf die Füllelementachse hin gerichtet ist, d.h. mit dieser einen Winkel kleiner als 90° einschließt, der sich entgegen der Strömungsrichtung des Füllgutes, d.h. nach oben hin öffnet.
Es hat sich völlig überraschend gezeigt, dass die durch die erfindungsgemäße Ausbildung erzeugten Füllgutteilstrahlen, die sich nach dem Austritt aus dem
Füllelement und bevorzugt noch vor dem Eintritt in den jeweiligen Behälter zu einem gemeinsamen Füllgutstrahl vereinigen, zu einer wesentlichen Steigerung der
Füllleistung (gemessen in Füllvolumen je Zeiteinheit) führen, beispielsweise zu einer Steigerung von bis zu 20%. Von besonderem Vorteil ist dabei auch, dass diese Leistungssteigerung realisiert werden kann, ohne dass es während des
Füllprozesses zu einer Schaumbildung des Füllgutes in einem relevanten Umfang, d.h. insbesondere den Füllprozess und/oder die Füllqualität beeinträchtigenden Umfang kommt. Der Ausdruck„im Wesentlichen" bzw.„etwa" bedeutet im Sinne der Erfindung
Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Unter Freistrahlfüllen ist im Sinne der Erfindung ein Verfahren zu verstehen, bei dem das flüssige Füllgut dem zu befüllenden Behälter in einem freien Füllstrahl oder Füllgutstrahl zuströmt, wobei der Behälter mit seiner Behältermündung oder -Öffnung nicht am Füllelement anliegt, sondern von dem Füllelement bzw. von einem dortigen Füllgutauslass beabstandet ist. „Behälter" sind im Sinne der Erfindung u.a. Flaschen, Dosen, auch
Weichverpackungen, beispielsweise solche hergestellt aus Karton und/oder
Kunststofffolie und/oder Metallfolie. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch 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:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein Füllelement eines Füllsystems einer Füllmaschine umlaufender Bauart zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen mit einem flüssigen Füllgut;
Fig. 2 eine Darstellung wie Figur 1 , jedoch bei im Schnitt dargestellten Ventilstößel und Ventilkörper eines Flüssigkeitsventils des Füllelementes der Figur 1 ;
Fig. 3 in vergrößerter Teildarstellung und im Schnitt das Füllelement der Figuren 1 und 2 im Bereich der Füllelementunterseite bzw. im Bereich einer zentralen bzw. mittigen Abgabeöffnung und einer diese umschließenden ringförmigen Abgabeöffnung;
Fig. 4 - 6 Darstellung ähnlich den Figuren 1 - 3 bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Füllelementes.
In den Figuren 1 - 3 ist 1 ein Füllelement zum Freistrahlfüllen von Behältern in Form von Flaschen 2 mit einem flüssigen Füllgut. Das Füllelement 1 ist zusammen mit einer Vielzahl gleichartiger Füllelemente 1 am Umfang eines um eine vertikale Maschinenachse umlaufend antreibbaren Rotors 3 eines Füllsystems bzw. einer Füllmaschine umlaufender Bauart vorgesehen.
Am Rotor 3 befinden sich ein in den Figuren nicht dargestellter, für sämtliche
Füllelemente der Füllmaschine gemeinsamer, das Füllgut bereitstellender Füllgutkessel, beispielsweise in Form eines Ringkessels, sowie ein für sämtliche Füllelemente 1 ebenfalls gemeinsamer Ringkanal 4.
Das Füllelement 1 umfasst ein Füllelementgehäuse 5, in welchem u.a. ein Füllgut- oder Flüssigkeitskanal 6 ausgebildet ist, der in seinem oberen Bereich über eine Produktleitung 7 mit Steuer- bzw. Flüssigkeitsventil 8 mit dem gemeinsamen
Füllgutkessel verbunden ist. Im Detail mündete die Produktleitung 7 über eine
Eintrittsöffnung 7.1 in den Flüssigkeitskanal 6, deren Achse horizontal oder im
Wesentlichen horizontal, d.h. senkrecht zur Füllelementachse FA orientiert ist, so dass das flüssige Füllgut bezogen auf die vertikale Maschinenachse in einer
Strömungsrichtung radial nach außen in den Flüssigkeitskanal 6 eintritt.
Im Flüssigkeitskanal 6 ist ein Flüssigkeitsventil 9 vorgesehen, welches bei der dargestellten Ausführungsform von einem mit einem Ventilsitz im Flüssigkeitskanal 6 zusammenwirkenden Ventilkörper 10 gebildet ist, der zum Öffnen und Schließen des Flüssigkeitsventils 9 in Richtung einer vertikalen Füllelementachse FA aus der in den Figuren 1 und 2 dargestellten, das Flüssigkeitsventil 9 verschließenden Position nach oben in eine das Flüssigkeitsventil 9 öffnende Position bewegbar ist. Der Ventilkörper 10 ist hierfür an einem achsgleich mit der Füllelementachse FA angeordneten und als Ventilstößel wirkenden Rohr 11 vorgesehen, welches mit seinem oberen, in den Figuren nicht näher dargestellten und abgedichtet aus dem Flüssigkeitskanal 6 herausgeführten Ende mit einer Betätigungseinrichtung 12 zusammenwirkt.
An der Unterseite des Füllelementes 1 bzw. in einem dortigen, zu dieser Unterseite hin offenen Ringraum 13 bildet der Flüssigkeitskanal 6 eine die Füllelementachse FA ringförmig umschließende Abgabeöffnung 14, die als Ringspalt zwischen der
Außenfläche des Rohres 11 und der Innenfläche des Flüssigkeitskanals 6 ausgeführt ist und aus der das Rohr 11 mit seinem unteren offenen Rohrende 11.1 in den Ringraum 13 vorsteht. Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich das Flüssigkeitsventil 9 in Strömungsrichtung des flüssigen Füllgutes durch den
Flüssigkeitskanal 6 in einem relativ großen axialen Abstand von der Abgabeöffnung 14, d.h. bei der dargstellten Ausführungsform wird der Flüssigkeitskanal 6 durch das Flüssigkeitsventil 9 in einen oberen und einen unteren Abschnitt unterteilt, wobei beide Abschnitte etwa gleiche axiale Länge aufweisen. Wie insbesondere die Figuren 2 und 3 zeigen, sind das Rohr 1 1 bzw. der im Rohr 1 1 ausgebildete weitere Flüssigkeitskanal 1 1 .2 nicht nur an seinem unteren Ende 1 1.1 offen, sondern der weitere Flüssigkeitskanal 1 1.2 ist auch im oberen Abschnitt des Flüssigkeitskanals 6, d.h. in demjenigen Abschnitt des Flüssigkeitskanals offen, der (Abschnitt) bezogen auf die Strömungsrichtung des flüssigen Füllgutes vor dem Flüssigkeitsventil 9 liegt. Die dortige Öffnung des Rohres 1 1 bzw. des
Flüssigkeitskanals 1 1 .2 ist beispielsweise durch wenigstens eine Querbohrung 15 erzeugt, die mit ihrer Achse senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur
Füllelementachse FA orientiert ist. Weiterhin ist die Querbohrung 15 bei der dargestellten Ausführungsform so angeordnet, dass sie bei geöffnetem
Flüssigkeitsventil 9, d.h. bei angehobenem Ventilkörper 10 und Rohr 1 1 ,
deckungsgleich oder im Wesentlichen deckungsgleich mit der Eintrittsöffnung 7.1 der Produktleitung 7 liegt.
Im Gehäuse 5 des Füllelementes 1 sind weiterhin zusätzlich verschiedene
Strömungswege ausgebildet, die durch im nicht aktivierten Zustand geschlossene Steuerventile 16 und 17 steuerbar sind, so u.a. ein Strömungsweg, über den der obere Abschnitt des Flüssigkeitskanals 6 durch Aktivieren bzw. Öffnen des
Steuerventils 16 mit dem Ringkanal 4 verbunden werden kann, sowie ein weiterer Strömungsweg, über den durch Aktivieren bzw. Öffnen des Steuerventils 17 der Ringraum 13 mit dem Ringkanal 4 oder aber durch Aktivieren bzw. Öffnen beider Steuerventile 17 der Ringkanal 4 sowohl mit dem Ringraum 13 als auch mit dem Flüssigkeitskanal 6 verbunden werden kann. Über die gesteuerten Strömungswege bzw. die Steuerventile 16 und 17 ist u.a. bei mit einem Verschluss oder mit einer Spülkappe 18 verschlossenem Ringraum 13 und bei geöffneten Flüssigkeitsventilen 8 und 9 eine intensive CIP-Reinigung und/oder Sterilisation der Füllelemente 1 der Füllmaschine möglich. Im normalen Füllbetrieb sind die Steuerventile 16 und 17 geschlossen. Die zu füllende Flasche 2 ist mit ihrer Flaschenachse achsgleich mit der Füllelementachse FA und mit ihrer Flaschenmündung 2.1 mit Abstand unterhalb der Abgabeöffnung 14 gehalten, und zwar mit ihrem Mündungsflansch 2.2 hängend an einem jedem
Füllelement 1 zugeordneten Behälterträger 19. Das Füllen der jeweiligen Flasche 2 erfolgt vorzugsweise derart, dass am Beginn des Füllprozesses, d.h. in einer Schnellfüllphase beide Flüssigkeitsventil 8 und 9 geöffnet werden, so dass das flüssige Füllgut einerseits über das untere, offene und ebenfalls eine Abgabeöffnung 1 1 .3 bildende Rohrende 1 1 .1 als zentraler Füllgutteilstrahl 20 und andererseits über die ringförmige Abgabeöffnung 14 als den Füllgutteilstrahl 20 umschließender ringförmiger Füllgutteilstrahl 21 an der Unterseite des Füllelementes abgegeben wird, wie dies in der Figur 3 mit den dortigen Pfeilen angedeutet ist.
Beide Füllgutteilstrahlen 20 und 21 vereinigen sich zu einem gemeinsamen
Füllgutstrahl, der dann in Richtung der Füllelementachse FA in die jeweilige Flasche 2 strömt.
Es hat sich in überraschender weise gezeigt, dass durch die Kombination des zentralen, aus dem unteren Rohrende 1 .1 austretenden Füllgutteilstrahls 20 und des aus der Abgabeöffnung 14 austretenden ringförmigen Füllgutteilstrahls 21 , der sich mit dem Füllgutteilstrahl 20 vor dem Eintritt in die Flasche 2 vereint und mit diesem mitgerissen wird, bei hoher Füllleistung ein sauberes Füllen der Flaschen 2 erreichbar ist, und zwar ohne Schaumbildung und ohne die Gefahr eines Verspritzen von Füllgut trotz der aus der Rotation des Rotors 3 resultierenden und auf die Füllgutteilstrahlen 20 und 21 sowie auf den vereinten, gemeinsamen Füllgutstrahl einwirkenden Zentrifugalkräfte.
Am Ende der Schnellfüllphase wird beispielsweise für ein Langsamfüllen, d.h. für ein Füllen mit einem reduzierten Füllgutstrom eines der beiden Flüssigkeitsventile 8 und 9 und dabei bevorzugt das Flüssigkeitsventil 9 geschlossen. Nach Erreichen der Sollfüllmenge wird auch das während des Langsamfüllens noch offene
Flüssigkeitsventil, beispielsweise das Flüssigkeitsventil 8 geschlossen, sodass der Füllvorgang dann nach dem Schließen beider Flüssigkeitsventile 8 und 9 beendet ist und die mit der Sollfüllmenge gefüllte Flasche 2 von dem Füllelement 1 bzw. dem Behälterträger 19 abgenommen werden kann.
Die Figuren 4 - 6 zeigen als weitere Ausführungsform ein Füllelement 1 a, welches sich von dem Füllelement 1 im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass im Rohr 1 1 achsgleich mit der Füllelementachse FA ein Stab 22 angeordnet ist, der bei der dargestellten Ausführungsform mit seinem unteren Ende geringfügig über das untere Ende 1 1 .1 des Rohres 1 1 vorsteht. Zwischen der Innenfläche des Rohres 1 1 und der Außenfläche des Stabes 22 ist der zusätzliche Flüssigkeitskanal 1 1 .2 gebildet, der ringförmig ausgeführt ist und wiederum über die Querbohrung 15 zum Flüssigkeitskanal 6 hin offen ist und am unteren Rohrende 1 1 .1 eine ringförmige Abgabeöffnung 1 1.3 bildet. Die sonstige Konstruktion sowie auch die Funktionsweise des Füllelementes 1 a sind identisch mit dem Aufbau und der Funktionsweise des Füllelementes 1 . Durch den vom Stab 22 gebildeten ringförmigen Flüssigkeitskanal 1 1 .2 mit ringförmiger Abgabeöffnung 1 1 .3 wird ein noch weiter verbessertes
Strömungsverhalten des flüssigen Füllgutes beim Austritt am unteren Ende des Rohres 1 1 und damit eine weitere Verbesserung des der jeweiligen Flasche 2 während der Schnellfüllphase zufließenden Füllgutstrahles erreicht.
Zur Steuerung der in die jeweilige Flasche 2 über die beiden Abgabeöffnungen 14 und 1 1 .3 eingebrachten Füllgutmenge dient beispielsweise ein in der Produktleitung 8 für jedes Füllelement 1 bzw. 1 a individuell vorgesehener Durchflussmesser 23 (bevorzugt magnetisch-induktiver Durchflussmesser) und/oder eine am
Behälterträger 19 ausgebildete Wägeeinrichtung zur Erfassung des aktuellen
Gewichtes der dortigen Flache 2.
Die vorstehend beschriebene Erfindung eignet sich in ganz besonderer Weise für das Abfüllen von Säften welche Fruchtfasern und/oder Fruchtzellen beinhalten, wobei die Länge dieser Fruchtfasern bis zu 25 mm betragen kann. Diese besondere Eignung für das Abfüllen derartiger Füllgüter basiert darauf, dass das
erfindungsgemäße Füllventil keine Einbauteile enthält, welche das Hindurchströmen der Feststoffe durch das Füllventil behindern würden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Durchmesser des Flüssigkeitskanals im Rohr 1 1 so zu wählen, dass die Kapillarkräfte und/oder die Oberflächenspannung des abzufüllenden Füllgutes in Verbindung mit dem gewählten Durchmesser des Flüssigkeitskanals ein Auslaufen des Flüssigkeitskanals nach dem Schließen der Flüssigkeitsventile 8, 9 sicher verhindert ist. Das Auslaufen des Flüssigkeitskanals konnte beispielsweise bei einem Durchmesser von 6 mm bei der Abfüllung von Saft und bei einem Durchmesser von beispielsweise 8 bis 9 mm bei der Abfüllung von Sirup sicher verhindert werden.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass beim Füllen sowohl über die
Abgabeöffnung 14 als auch über die von dem unteren, offenen Rohrende 1 1 .1 gebildete weitere Abgabeöffnung 1 1 .3, d.h. mit den Füllgutteilstrahlen 20 und 21 , jeweils das selbe Füllgut in den jeweiligen Behälter bzw. in die jeweilige Flasche 2 eingebracht wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Füllelementes 1 bzw. 1 a eignet sich aber auch zum Einbringen wenigstens zweier unterschiedlicher
Komponenten eines Füllgutes in Behälter bzw. Flaschen 2, wobei die Komponenten bereits in dem dem jeweiligen Behälter zufließenden vereinten Füllgutstrahl zumindest teilweise gemischt werden. Hiefür ist dann z.B. der Kanal 1 1 .2 vom
Flüssigkeitskanal 6 getrennt, d.h. die Querbohrung 15 ist nicht vorhanden, und der Kanal 1 .2 ist über eine gesonderte, ein Steuer- oder Flüssigkeitsventil enthaltende Produktleitung mit einem Kessel zur Bereitstellung einer Komponente des Füllgutes verbunden. Der Flüssigkeitskanal 6 ist über die Produktleitung 7, die dann das Steuerventil 8 nicht aufweist, mit einem Kessel zur Bereitstellung der weiteren Komponente des Füllgutes verbunden.
Bezugszeichenliste
1 , 1a Füllelement
2 Flasche
2.1 Flaschenmündung
2.2 Mündungsflansch
3 Rotor
4 Ringkanal
5 Füllelementgehäuse
6 Flüssigkeitskanal
7 Produktleitung
7.1 Mündungsöffnung
8, 9 Flüssigkeitsventil
10 Ventilkörper
1 1 Rohr
1 1.1 Rohrende
1 1.2 Flüssigkeitskanal im Rohr 1 1
1 1.3 Abgabeöffnung
12 Betätigungseinrichtung
13 Ringraum
14 Abgabeöffnung
15 Querbohrung
16, 17 Steuerventil
18 Verschluss oder Spülkappe
19 Behälterträger
20, 21 Füllgutteilstrahl
22 Stab
23 Durchflussmesser
FA Füllelementachse

Claims

Patentansprüche
1. Füllelement zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut,
insbesondere zum Freistrahlfüllen von Behältern (2) mit dem flüssigen Füllgut, mit wenigstens einem ersten von dem flüssigen Füllgut beim Füllen durchströmten Flüssigkeitskanal (6) in einem Füllelementgehäuse (5), der (Flüssigkeitskanal) eine erste Abgabeöffnung (14) für das Füllgut bildet, und mit einem im Flüssigkeitskanal (6) angeordneten Flüssigkeitsventil (9), welches zur gesteuerten Abgabe des
Füllgutes in den jeweiligen Behälter (2) über die wenigstens eine erste
Abgabeöffnung (14) gesteuert geöffnet und geschlossen werden kann und hierfür wenigstens einen zwischen einer Schließstellung einer Öffnungsstellung bewegbaren Ventilkörper (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem ersten Flüssigkeitskanal (6) und der wenigstens einen ersten Abgabeöffnung (14) zur Abgabe wenigstens eines ersten Füllgutteilstrahls (21 ) wenigstens ein weiterer durch den Ventilkörper (10) hindurchreichender Flüssigkeitskanal (1 1.2) mit wenigstens einer weiteren Abgabeöffnung ( 1.3) zur Abgabe eines inneren weiteren
Füllgutteilstrahls vorgesehen ist, der sich mit dem wenigstens einen ersten
Füllgutteilstrahl zu dem dem Behälter (2) in Richtung einer Füllelementachse (FA) zufließenden Füllgutstrahl verbindet, und dass die wenigstens eine erste
Abgabeöffnung (14) bezogen auf die Füllelementachse (FA) radial gegenüber der wenigstens einen zweiten Abgabeöffnung nach außen hin versetzt ist.
2. Füllelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Abgabeöffnung (14) so ausgebildet ist, dass der aus dieser austretende Füllgutteilstrahl (21 ) auf die Füllelementachse (FA) gerichtet ist oder mit dieser Achse einen Winkel beinah 90° einschließt, der sich entgegen der Strömungsrichtung des Füllgutes öffnet.
3. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Abgabeöffnung (14) und/oder die wenigstens eine zweite Abgabeöffnung (1 1.3) ringförmig, die Füllelementachse (FA) umschließend ausgebildet oder von mehreren Einzelöffnungen gebildet sind, und zwar vorzugsweise in einer die Füllelementachse (FA) ringförmig umschließenden Anordnung.
4. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine zweite Abgabeöffnung (1 .3) von einem offenen Ende (1 1.1 ) eines rohrartigen, den Ventilkörper (10) aufweisenden
Ventilstößels (1 1 ) gebildet ist.
5. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Flüssigkeitskanal (1 1.2) über wenigstens eine Öffnung (15) mit einem Abschnitt des ersten Flüssigkeitskanals (6) in Verbindung steht, der (Abschnitt) sich in Strömungsrichtung des Füllgutes vor dem ersten Flüssigkeitsventil (9) befindet.
6. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass ein weiteres Flüssigkeitsventil (8) in einer Verbindung (7) zwischen dem ersten Flüssigkeitskanal (6) und einem das Füllgut oder eine
Komponente des Füllgutes bereitstellenden Kessel oder zwischen dem ersten Flüssigkeitskanal (6) und dem weiteren Flüssigkeitskanal (1 1.2) vorgesehen ist.
7. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein weiteres Flüssigkeitsventil in einem den weiteren Flüssigkeitskanal (1 1.2) unmittelbar mit einem das Füllgut oder eine Komponente des Füllgutes
bereitstellenden Kessel.
8. Füllelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die wenigstens eine erste Abgabeöffnung (14) und die wenigstens eine weitere Abgabeöffnung (1 1.3) bezogen auf die Füllelementachse (FA) axial versetzt sind, und zwar vorzugsweise derart, dass sich die wenigstens eine weitere Abgabeöffnung (1 1.1 ) auf einem tieferen Niveau befindet, als die wenigstens eine erste Abgabeöffnung (14).
9. Füllsystem zum Füllen von Behältern (2) mit einem flüssigen Füllgut,
beispielsweise mit einer Ausbildung als Füllmaschine umlaufender Bauart, mit einer Vielzahl von Füllelementen (1 , 1 a), dadurch gekennzeichnet, dass die Füllelemente (1 , 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet sind.
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