DE2005595A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen von insbesondere schaumentwickelnden Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazu geeignete Vorrichtung zum Abfüllen von insbesondere schaumentwickelnden Flüssigkeiten, bei welchen die in einem Vorratsbehälter und/oder einer Zuführleitung unter Druck stehende Flüssigkeit in Versandbehälter, beispielsweise Flaschen, Dosen, Fässer, Kunststoffbehälter und dgl. abgefüllt wird, wobei der Versandbehälter während des Abfüllvorganges unter Druck setzbar ist.

Bekannterweise werden die zu füllenden Versandbehälter insbesondere bei der Abfüllung schaumentwickelnder und/oder gashaltiger Flüssigkeiten zunächst mit dem im Vorratsbehälter herrschenden Druck vorgespannt und nach Erreichen des Druckausgleiches gefüllt. Dabei läuft die Flüssigkeit lediglich unter dem statischen Druckgefälle in den Versandbehälter ein, wodurch naturgemäß verhältnismäßig lange Füllzeiten zu erwarten sind.

Bei der Abfüllung wenig schaumentwickelnder Flüssigkeiten ist man bereits dazu übergegangen, einen etwa atmosphärischen Druck aufweisenden Behälter mit unter weitaus höherem Druck stehender Flüssigkeit zu befüllen. Dieses Verfahren ist zur Abfüllung nicht schaumentwickelnder Flüssigkeiten ohne Zweifel mit hoher Leistung anzuwenden. Bei der Abfüllung insbesondere gashaltiger Flüssigkeiten würde dieses Verfahren jedoch infolge des geringen Vorspanndruckes des Versandbehälters, der zur Erzielung eines hohen Druckgefälles unterhalb des Gassättigungsdruckes der entsprechenden Flüssigkeit liegt, zu erheblicher Schaumbildung führen.

Ausgehend von einem solchen Verfahren liegt nun der Erfindung unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere zum Abfüllen von schaumentwickelnden Flüssigkeiten vorteilhaftes Verfahren zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Versandbehälter zunächst mit einer geringeren als dem Gesamtvolumen entsprechenden Flüssigkeitsmenge vorgefüllt, darauf die Flüssigkeitszufuhr kurzzeitig unterbunden und anschließend die Restfüllung durchgeführt wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass der Versandbehälter zunächst unter einen dem Gassättigungsdruck der Flüssigkeit entsprechend gleichen Druck gesetzt, darauf der Behälter mit einem Teil der unter höherem Druck stehenden Flüssigkeit vorgefüllt, die Füllung kurzfristig unterbrochen und anschließend die Restfüllung durchgeführt wird.

Im Gegensatz zu der bisher praktizierten Verfahrensweise hat das erfindungsgemäße Verfahren den außerordentlichen Vorteil, die Flüssigkeit zunächst in einer vorbestimmbaren Teilmenge, vorzugsweise unter einer geringeren Vorlaufgeschwindigkeit, in dem Versandbehälter einzufüllen und nach Auflösen der infolge des Auftreffens auf den Boden oder gegen die Wandung des Versandbehälters aufgetretenen Schaumentwicklung mit der Restflüssigkeit zu befüllen. Auch bei der Abfüllung gashaltiger Flüssigkeiten, die zur Vermeidung einer Entbindung von Gas, beispielsweise Kohlensäure, zwingend unter Gegendruck abgefüllt werden müssen, ist dieses Verfahren trotz der kurzfristigen Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr mit einer wesentlichen Leistungssteigerung anzuwenden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass nach beendigter Vorfüllung mit einem höher als der Gassättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck die Füllung unterbrochen und darauf die Restfüllung mit dem Gassättigungsdruck in den Behälter eingeleitet wird.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, dass der Versandbehälter überfüllt und die überschüssige Flüssigkeitsmenge in den Vorratsbehälter zurückgeleitet wird. Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, die überflüssige Flüssigkeitsmenge in einen vom Vorratsbehälter unabhängigen Sammelbehälter abzuleiten.

Auf diese Weise ist es möglich, bei der Restfüllung auftretende Schaumblasen durch Überfüllung des Versandbehälters durch einen getrennten Kanal abzuleiten.

Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielsweise vorgeschlagene Vorrichtung mit einem Vorratsbehälter und einer vom Vorratsbehälter zu einem oder mehreren Füllelementen geführten Zuführungsleitung für die Flüssigkeit zeichnet sich dadurch aus, dass an die Hauptzuführungsleitung mindestens zwei voneinander unabhängige Einzelzuführungsleitungen angeschlossen sind, in welchen zeitlich unterschiedlich wirksame Sperrventile angeordnet sind, wobei mindestens eine Einzelzuführungsleitung ein Drosselorgan aufweist.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich sämtliche Verfahrensabschnitte beliebig auf die jeweilige Verhaltensweise der abzufüllenden Flüssigkeit einstellen. Die Flüssigkeit wird zunächst über eine Einzelzuführungsleitung mit Drosselorgan mit geringer Geschwindigkeit in den Versandbehälter eingefüllt und nach einer kurzen Unterbrechung durch eine weitere Einzelzuführungsleitung mit vorzugsweise höherer Strömungsgeschwindigkeit zur Vollfüllung in den Behälter eingeleitet.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Die beispielsweise vorgeschlagene Füllvorrichtung besteht aus mehreren Einzelfüllelementen 1, welche sowohl zu einer Batteriefüllmaschine gruppiert oder beispielsweise am Ringkanal einer rotierenden Füllmaschine angeordnet sein können. Bei der Verwendung der Füllelemente 1 zur Fassabfüllung ist es ferner denkbar, diese nebeneinander in einer Fassfüllvorrichtung einzugliedern.

Die Füllelemente 1 weisen ein Füllrohr 2 auf, welches am austrittsseitigen Ende 3 vorzugsweise mit siebartigen Gebilden 4 ausgerüstet ist. Das Füllelement 1 ist ferner mit einem Gaskanal 5 ausgestattet, welcher sowohl im Inneren des Füllrohres 2 als auch als koaxialer Ringraum um das Füllrohr 2 angeordnet sein kann. Das Füllrohr 2 ist mit einer Hauptzuführungsleitung 6 und diese mit einem Vorratsbehälter 7 verbunden. Die zwischen Füllelement 1 und Vorratsbehälter 7 angeordnete Hauptzuführungsleitung 6 teilt sich in zwei Einzelzuführungsleitungen 8, 9 auf, welche zeitlich unterschiedlich wirksame Sperrventile 10, 11 aufweisen. In jeder Einzelzuführungsleitung 8 ist ferner ein Drosselorgan 12 installiert.

Der Gaskanal 5 ist mit einer Vorspannleitung 13 und einer Rückleitung 14 verbunden.

Ein zu füllender Versandbehälter 15 wird zunächst unter das Füllelement 1 angesetzt und beispielsweise entsprechend dem Gassättigungsdruck vorgespannt. Unmittelbar darauf öffnet das Sperrventil 10, wodurch die Flüssigkeit vom Vorratsbehälter 7 über die Hauptzuführungsleitung 6 durch die Einzelzuführungsleitung 8 über das Drosselorgan 12 mit geringer Geschwindigkeit in den Versandbehälter eingeleitet wird. Nach Erreichen eines etwa geringfügig oberhalb der Austrittsöffnung des Füllrohres 2 liegenden Flüssigkeitsspiegels wird die Füllung kurzzeitig zur Auflösung eingetretener Schaum- und Gasblasen unterbrochen und anschließend bei geschlossenem Sperrventil 10 der Einzelzuführungsleitung 8 über die Einzelzuführungsleitung 9 eingeleitet, bis der gewünschte Füllspiegel des Behälters erreicht ist.

Bei einer vorgesehenen Überfüllung des Versandbehälters wird die überschüssige Flüssigkeitsmenge mit den möglicherweise noch vorhandenen Schaumresten durch den Gaskanal 5 und der Rückleitung 14 in den Vorratsbehälter 7 zurück oder einen nicht dargestellten separaten Behälter abgeleitet.

Das Druckgefälle vom Vorratsbehälter 7 zum Versandbehälter 15 ist je nach abzufüllender Flüssigkeit beliebig wählbar. Die Flüssigkeit kann mit einem im Gasraum 16 des Vorratsbehälters 7 oder in der Hauptzuführungsleitung 6 vorherrschenden hohen Druck in den atmosphärischen Druck aufweisenden Versandbehälter 15 abgefüllt werden. Es ist ferner möglich, den Versandbehälter zunächst unter einem dem Gassättigungsdruck der jeweiligen Flüssigkeit entsprechend gleichen Druck zu setzen und darauf den Behälter 15 mit der unter einem höheren Druck stehenden Flüssigkeit in ein oder mehreren Teilfüllungen zu befüllen. Schließlich ist die Restfüllung nach beendigter Vorfüllung mit einem höher als der Gassättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck und anschließender kurzzeitiger Unterbrechung unter einem Druck möglich, der etwa dem Gassättigungsdruck der abzufüllenden Flüssigkeit entspricht. Durch die in den Zuführungsleitungen installierten und nicht weiter dargestellten Regelelemente ist es möglich, das Druckgefälle für jede zur Abfüllung gelangende Flüssigkeit optimal einzustellen.

Die Erfindung ist an das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel nicht gebunden. So ist es denkbar, den Vorratsbehälter 7 als Ringraum einer Füllmaschine auszubilden, von welchem entsprechende Einzelzuführungsleitungen mit Steuerorganen zu den Füllelementen 1 führen. Auch können die beispielsweise an einer rotierenden Füllmaschine angeordneten Füllelemente 1 segmentweise von einer Hauptzuführungsleitung 6 mit entsprechend eingegliederten Einzelzuführungsleitungen 8, 9 gespeist werden. Ferner ist es bei einer Batteriefüllmaschine möglich, Einzelabschnitte oder auch die gesamte Batterie mit nur einer Hauptzuführungsleitung zu verbinden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Abfüllen von insbesondere schaumentwickelnden Flüssigkeiten, bei welchem die in einem Vorratsbehälter und/oder einer Zuführleitung unter Druck stehende Flüssigkeit in Versandbehälter, beispielsweise Flaschen, Dosen, Fässer, Kunststoffbehälter und dgl. abgefüllt wird, wobei der Versandbehälter während des Abfüllvorganges unter Druck setzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Versandbehälter (15) zunächst mit einer geringeren als dem Gesamtvolumen entsprechenden Flüssigkeitsmenge vorgefüllt, darauf die Flüssigkeitszufuhr kurzzeitig unterbrochen und anschließend die Restfüllung durchgeführt wird.

2. Verfahren, insbesondere zum Abfüllen von gashaltigen Flüssigkeiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Versandbehälter (15) zunächst unter einen dem Gassättigungsdruck der Flüssigkeit entsprechend gleichen Druck gesetzt, darauf der Behälter (15) mit einem Teil der unter höherem Druck stehenden Flüssigkeit vorgefüllt, die Füllung kurzfristig unterbrochen und anschließend die Restfüllung durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach beendigter Vorfüllung mit einem höher als der Gassättigungsdruck der Flüssigkeit liegenden Druck die Füllung unterbrochen und darauf die Restflüssigkeit mit dem Gassättigungsdruck in den Behälter (15) eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Versandbehälter (15) überfüllt und die überschüssige Flüssigkeitsmenge in den Vorratsbehälter (7) zurückgeleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die überschüssige Flüssigkeitsmenge in einen vom Vorratsbehälter (15) unabhängigen Sammelbehälter abgeleitet wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einem Vorratsbehälter und einer vom Vorratsbehälter zu einem oder mehreren Füllelementen geführten Zuführungsleitung für die Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass an die Hauptzuführungsleitung (6) mindestens zwei voneinander unabhängige Einzelzuführungsleitungen (8, 9) angeschlossen sind, in welchen zeitlich unterschiedlich wirksame Sperrventile (10, 11) angeordnet sind, wobei mindestens eine Einzelzuführungsleitung (8) ein Drosselorgan (12) aufweist.