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Behälter-Füllvorrichtung Die Erfindung betrifft allgemein das Füllen
von Behältern mit Flüssigkeit und insbesondere eine Vorrichtung und Verfahren für
das Durchführen des Hochgeschwindigkeitsfüllens von Behältern, wie Flaschen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bestimmte Nachteile der
derzeitig bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Füllen von Behältern mit Flüssigkeiten
auszuräumen, die einen relativ hohen Gehalt an gelöstem Gas enthalten, wie Bier
und karbonisierte Alkohol-freie Getränke.
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Der Erfindungsgegenstand kann insbesondere Anwendung finden zusammen
mit dem Gegendruck-Füllmechanismus nach der US-Patentschrift 2 063 326.
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Um ein zufriedenstellendes Füllen von Flaschen mit Bier, alkoholfreien
Getränken und dgl. zu erreichen, war es bisher erforderlich die Fließgischwindigkeit
der Flüssigkeit in die Flasche z.B. dadurch zu bEgrenzen, daß die Flüssigkeitshöhe
in dem Zuführungsgefäß nicht mehr als 10 - 15 cm gehalten wird. Versuche, die Fließgeschwindigkeit
der Flüssigkeit dadurch zu erhöhen, daß der Flüssigkeitsspiegel in dem Zuführungsgefäß
höher gelegt und/oder die Flioßflächen in der Ventilvorrichtung vergrößert werden,
die für das Steuern des Füllvorganges angewandt wird, haben zu einem tU>eriäßige
Schäumen im Inneren der Flüssigkeit geführt, wodurch sich ungleichmäßige Füllhöhen
in den Flaschen ergeben.
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Dieser bei herköalichen Fülisystemen bezüglich der Fließgeschwindigkeiten
der Flüssigkeit vorliegende Nachteil hat erheblich die Geschwindigkeit des Füllievorganges
eingeschränkt und somit dazu geführt, daß die Arbeitsgeschwindigkeit und das Leistungsvermögen
der herkömmlichen Gegendruck-Füllvorrichtung nicht voll ausgenutzt werden können.
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Als wesentliche der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe kann somit
die Verbesserung der bekannten Verfahren und Vorrichtungen für das Durchführen des
Gegendruckfüllens von Behältern mit Flüssigkeiten gelten, um somit wesentlich höhere
Füllgeschwindigkeiten zu eraielen, ohne daß eine Einbuße bezüglich der Füllgualität
und ohne Verlust der Füllhöhe in den zu füllenden Behältern eintritt.
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Ein weiterer Nachteil der bekannten Gegendruck-Füllsysteme und Vorrichtungen
nach der oben andgegebenen US-Patentschrift besteht in dem irfordernis ein Ablenk-
oder Spreizelement an dem Auslaßrohr vorzusehen, das das Gegendruckgas aus der Flasche
abgibt, um so die Flüssigkeit an die inneren Wände der Flasche zu führen, wodurch
die eintretende Flüssigkeit daran gehindert wird, die Gasauslaßöffnungen in dem
Gasablaßrohr su verstopfen und zu einem teilweisen Füllen zu führen. Da die mechanische
Ablenkanordnung in verschiedenen Entfernungen von dem oberen Ende der Flasche bezüglich
unterschiedlicher innerer Halsforsen einer speziellen zu füllenden Flasche angoerdnet
werden muß, war es erforderlich, das Ablaßrohr,an dem das Ablenkelement angeordnet
ist, auszutauschen, so daß ein Füllen von Flaschen unterschiedlicher Halsformen
erforderlich war.
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Bei dem Füllen bestimmter Behälterarten, und zwar Flaschen mit Spezialwinkeln
in deren Hals gebieten erwies sich das Ablenkelemant weiterhin gelegentlich als
nicht in der Lage die Gasauslaßöffnungen frei von der eintretenden Flüssigkeit zu
halten. Das richtige Füllen dieser Flaschenart erwies sich als somit schwierig unter
Anwenden der herkömmlichen Füllvorrichtung.
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Das Vorliegen des Ablenkelementes in dem Laufweg der Flüssigkeit in
der Flasche ist weiterhin deswegen zu beanstanden, weil es zu einer unzweckmäßigen
Bewegung der Flüssigkeit führt. Weiterhin
wird ein Ansaugeeffekt
durch die Bewegung der Flüssigkeit über das Ablenkelement bewirkt und dies führt
zu einem Gegendruckgas im Inneren der Flasche, wobei die in der Flasche vorliegende
Luft zusammen mit der Flüssigkeit bei Einführen derselben in die Flasche gezogen
wird. Die Absorption der Luft durch die fließende Flüssigkeit wird somit erleichtert,
wodurch sich eine nachteilige Wirkung auf die Füllqualität und Stabilität ergibt.
Dieses Bewegen und Turbulenz des Flüssigkeitsstroms bedingt durch die Ablenkvorrichtung
erfolgt allgemein zusätzlich zu der Bewegung und Turbulenz, wie sie in dem eigentlichen
Ventilmechanismus ausgebildet wird, und zwar im wesentlichen durch das Hauptflüssigkeitsventil,
das den hindurchtretenden Flüssigkeitsfluß steuert.
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Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Augabe besteht somit darin,
eine Gegendruck-Füllvorrichtung zu schaffen, bei der es nicht erforderlich ist ein
Spreiz- oder Ablenkelement an den Gasauslaßrohr vorzusehen, und bei dem eine merkliche
nachteilige Beeinflussung zwischen dem Flüssigkeits-Steuerventil und der in dem
Behälter fließenden Flüstigkeit vermieden wird.
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Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,
eine Gegandruck-Füllvorrichtung zu schaffen, die ein Verändern der Füllhöhe der
Flüssigkeit in der Flasche ermöglicht, ohne daß es erofrderlich ist, das Gasablaßrohr
auszutauschen, wie dies bisher bei den bekannten Gegendruckfüllvorrichtungen und
Systemen erforderlich war.
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Erfindungsgemäß wird das Hochgeschwindigkeitsfüllen von Behältern,
wie Flaschen, in vorteilhafter Weise dadurch bewirkt, daß der Flüssigkeit eine Zentrifugalkomponente
der Bewegung bei dem Fließen derselben von einem Flüssigkeitsvorrat aus zu dem Behälter
dergestalt vermittelt wird, daß bei der Bewegung nach unten und Füllen des Behälters
die Flüssigkeit nach außen und in einem allgemein spiralförmigen Weg um die innere
Oberfläche oder Wand des Behälters aufgrund der Zentrifugalkrafteinwirkung fließt.
Dieser spiralförmige Flüssigkeitsfluß längs der Seite des Behälters führt zum Ausbilden
eines relativ schweren, homogenen Flüssigkeitsfilms an den Wänden des Behälters
und ermöglicht in wirksamer Weise eine hohe volumetrische Fließgeschwindigkeit der
Flüssigkeit ohne übermäßige Ausbildung von Schaum im Inneren der Flüssigkeit, sowie
ohne
weitere nachteilige Wirkung auf die Qualität oder Stabilität
der tich in dem Behälter ergebenden "Füllung". Das erfindungsgemäß in Betracht gezogene
Füllverfahren ermöglicht wesentliche Verkürzungen der Füllzeiten bei dem Füllen
von Behältern vermittels des Gegendruck systems.
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Die Erfindung betrifft insbesondere einen Füllventil-Mechanismus,
in dem die durch denselben hindurch zu einem Behälter fließende Flüssigkeit mit
einer spiralförmigen oder sich drehenden Bewegung versehen wird, sowie dieselbe
im Anschluß daran einer erheblichen, in Umfangsrichtung wirkenden Beschleunigungskraft
durch Ausbilden einer nach innen gerichteten quirlenden oder strudelnden Fließbewegung
in dem Flüssigkeitsstrom.
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Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird diese
Fließbewegung in einem Füllventil-Mechanismus ausgebildet, das ein Paar beweglicher
Ventilanordnungen aufweist, die so zusammenwirken, daß ein Füllfluß der Flüssigkeit
in den Behälter inganggesetzt und automatisch der Flüssigkeitsfluß in denselben
unterbrochen wird, sobald eine vorherbestimmte Flüssigkeitshöhe in dem Behälter
erreicht ist, sowie eine Reihe gekrümmter FlUssigkeits-Ablenkflügel so angeordnet
ist, daß der Flüssigkeit eine radial nach außen gerichtete Drehbewegung bei dem
Fluß derselben durch den Mechanismus unter der Steuerung der Ventilanordnung vermittelt
wird. Diese zusammenwirkenden Anordnungen weisen ein Hauptflüssigkeits-Fließsteuerungsventil
auf, das unter den Flügeln in der Richtung des Flüssigkeitsflusses durch den Mechanismus
hindurch angeordnet ist, sowie eine allgemein röhrenförmige Einwege-Ventilanordnung,
die die Flügel umgibt und in dem unteren Ende derselben mit einem trichterartigen
Sitzteil ausgebildet ist, das sich normalerweise in dem Laufweg der Flüssigkeit
von den Flügeln zu dem Behälter befindet und in eine derartige Lage gebracht werden
kann, daß eine nach innen gerichtete quirlende oder strudelnde Bewegung in der Flüssigkeit
erzeugt wird, sowie weiterhin in eine Schließlage gebracht werden kann anliegend
an dem Flüssigkeitsventil, sobald eine bestimmte Flüssigkeitshöhe in dem Behälter
erreicht worden ist, um 8o einen weiteren Flüssigkeitsfluß in dem Behälter zu verhindern.
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Erfindungsgemäß ist es möglich, die Flüssigkeit in den Behälter mit
einer relativ schnellen Drehbewegung und somit großer Komponente der Zentrifugalkraft
abzugeben, die hierauf einwirkt, und zwar trotz einer geringen Flüssigkeitshöhe
in dem Füllgefäß oder anderem Flüssigkeitsvorrat für den Ventilmechanismus. Die
beschriebene Anordnung ist insbesondere vorteilhaft dahingehend, daß die angestrebte
Bewegung in der Flüssigkeit durch eine relativ tereinfachte, kompakte Anordnung
der Teile und Elemente erreicht wirdy die weiterhin dergestalt wirken, daß der Ventilmechanismus
gegenüber dem Flüssigkeitsfluß zu einem geeigneten Zeitpunkt während des Füllvorganges
geschlossen wird. Die beschriebene Anordnung ermöglicht es weiterhin, den Flüssigkeitsfluß
im wesentlichen stromlinienförmig zu halten, da in dem Mechanismus nur außerordentlich
wenige Oberflächen vorliegen, die ein Hindernis für den Fluß darstellen.
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Weiterhin gelingt es aufgrund der erfindungsgemäßen Vorrichtung das
Anwenden eines mechanischen Ablenk- oder Spreizelementes in dem Behälter zu vermeiden,
da die Flüssigkeit nach außen hin in Richtung auf die Wand desselben aufgrund der
Bewegung getragen wird, die derselben in dem eigentlichen Ventil vermittelt wird.
Die nachteiligen Wirkungen derartiger Ablenkelemente auf die eintretende Flüssigkeit
werden somit vermieden. Erfindungsgemäß ist es ebenfalls nicht notwendig, die Auslaßrohre
bei dem Füllen von Behältern unterschiedlicher Größen und Formen auszuwechseln,
zwecks Vorliegen entsprechender Ablenkteile an entsprechenden Stellen für ein richtiges
Ausführen des Füllvorganges.
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Die Erfindung wirdim folgenden blispielsweise unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen erläutert: Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch
die erfindungsgemäße Piillvst3tilvoxrichtung i die in ihrer Arbeitslage im Inneren
eines Füllgefäßes gezeigt ist und hier in der geschlossenen Lage vor Beginn eines
Füllvorqanges vorliegt.
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Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Seitenaufriß der Flüssigk
stsventilanordnung des erfindungsgemäßen Füllventils, wobei zwecks deutlicher Darstellung
Teile weggelassen sind.
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Fig. 3 ist ein e Draufsicht von oben auf das in der Fig. 2 gezeigtb
Teil der Flüssigkeitsventilanordnung.
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' Fig. 4 ist eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, jedoch um 900 geschwenkt,
wobei die Füllventilvorrichtung in der Nullage gezeigt lit.
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Fig. 5 ist eine weggebrochene Seitenansicht, teilweise im Schnitt
und teilweise im Aufriß, die die Lage der Füllventilvorrichtung zeigt, nachdem der
Flüssigkeitsfluß in den Behälter abgeschlossen ist.
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Fig. 6 ist eine im vergrößerten Maßstab wiedergegebene Seitenansicht,
teilweise im Schnitt und teilweise im Aufriß eines Teils der erfindungsgemäßen Füllventil-Vorrichtung,
wobei Einzelheiten bezüglich der Bauart und der Zusammensetzung der wesentlichen
den Flüssigkeitsfluß steuernden Bauelemente der Vorrichtung gezeigt sind.
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Fig. 7 neigt vergrößertem Maßstab die Bauart nach der Fig. 6, wobei
das winkelförmige Verhältnis der Eingriffsflächen der den Flüssigkeitsfluß steuernden
Teile wiedergegeben ist, und hier sind Teile der Ventilvorrichtung gestrichelt gezeigt,
und andere Teile sind zwecks deutlicherer Darstellung weggelassen.
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Die Zeichnung gibt ein Teil einer Gegendruck-Füllvorrichtung lO der
Art wieder, wie sie für das Hochgeschwindigkeitsfüllen von Behältern von Flüssigkeiten
angewandt wird, die einen relativ hohen Gehalt an gelöstem Gas aufweisen, wobei
der Bier und carbonisiertealkoholfreie Getränke typische Beispiele für darartige
Flüssigkeiten sind. Eine derartige Füllvorrichtung 10 weist ein drehbar getragenes,
hermetisch verschließbares Füllgefäß 12 (nur teilweise gezeigt) auf, das sowohl
einen Vorrat an Flüssigkeit, die din die Behälter eingeführt werden soll, als auch
ein Gas enthält. Der Flüssigkeitsspiegel 14 in dem Gefäß wird innerhalb vorherbstimmter
Grenzwerte vermittels durch Schwimmer gesteuerte Steuervorrichtungen (nicht gezeigt)
gehalten, und der Gasdruck wird ebenfalls in geeigneter Weise innerhalb vorherbestimmter
Grenzwerte vermittelt einer herkömmlichen Steueranordnung (ebenfalls nicht geneigt)
gesteuert.
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Das Müllgefäß ist mit einer Reihe Öffnungen 16 versehen, die in Umfangsrichtung
im gleichen Abstandsverhältnis zueinander um die untere oder Bodenwand 10 des Gefäßes
angeordnet sind für die Aufnahme
der erfindungsgemäßen Füllventilanordnungen
20. In der Zeichnung ist lediglich ein derartiges Füllventil 20 gezeigt, jedoch
können natürlich bis zu 40, 50 , 60 oder 72 oder mehr Ventile in einer entsprechenden
Füllmaschine vorgesehen sein.
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Die zu füllenden Behälter, wie eine Flasche 22, werden nacheinander
in die Maschine eingeführt und nach dem Füllen derselben in herkömmlichen Sternrädern
oder dgl. (nicht gezeigt) wieder daraus entfernt, wobei dieselben relativ zu den
Ventilen zu allen Zeitpunkten während des Füllens vermittels hydraulischer Vorrichtungen
(ebenfalls nicht gezeigt) angehoben und abgesenkt werden können.
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Bezüglich der Einzelheiten der Bauart des erfindungsgemäßen Füllventils
ist eine röhrenförmige Führung oder Käfig 24 senkrecht in der öffnung 16 über und
axial ausgerichtet zu dem zylinderförmigen Ventilköpf oder Gehäuse 26 angeordnet,
das eine sich radial verbreiternde Verlängerung 28 von der Bodenwand des Füllgefäßes
aus nach unten gerichtet aufweist. Der Käfig und das Gehäuse sind vorzugsweise mit
geeigneten AußenschuTtern versehen, die mit entsprechend geformten Anschlägen in
der Bohrung der öffnung so zusammenwirken, daß diese Teile richtig in den Boden
des Gefäßes angeordnet werden. Ein Dichtungsring 30 dichtet den Käfig und das Gehäuee
gegeneinander und gegenüber der Bodenwand 18 des Gefäßes ab.
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Das verbreiterte Teil des Gehäuses 28 nimmt eine Fldssigkeitssteuerungsventilanordnung
32 auf, die unter Zusammenwirken mit dem umgebenden Einwegeteil 34 den Flüssigkeitsfluß
durch die öffnung 36 steuert, die axial zu der Gehäuseverlängerung 28 in der folgenden
Weise vorliegt. Es liegt ein ortsfester Ventilsitz 38 bestehend aus Gummi oder anderem
federnd zusammendrückbaren Material im Inneren des Gehäuses unter dem Ventilteilen
32 und 34 vor und ist relativ hierzu vermittels einer radial vorspringenden Lippe
40 zentriert, die einstückig mit dem Sitz ausgebildet ist. Der Sitz steht in einem
dichtenden Eingriff mit dem Gehäuse über einen Dichtungsring 42, deen8nLippe 40
und eine Anschlagschulter -44 angeordnet ist, die im Inneren des Gehäuses vorliegt.
Es liegt eine Metallscheibe 46 eingebettet im Inneren des Ventilsitzes, wie gezeigt,
vor unter Versteifen der zentrierenden Lippe und des eigentlichen Ventilsitzes.
Unter dem Ventilsitz 38 liegt ein
ringförmiges Basis- oderBlockteil
48 einer Schnüffelventilanordnung 50 vor. Das Basisteil wird in dem Gehäuse durch
den Sitzeingriff einer Umfangserhohung 52 zentriert, die einstückig mit.
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dem Ventilsitz an der unteren Fläche ausgebildet ist, wobei eine komplimentär
geformte Ausnehmung 54 sich in der oberen Fläche des Blocks 38 befindet. Die Gehäuseverbreiterung
28 nimmt weiterhin ein Behälterabdichtteil oder Armatur 56 auf, die ein äußeres
Ringteil 58 aufweist, welches reibend einen Gummidichtungsbecher 60 aufnimmt und
eine derartige Größe besitzt, daß eine enge Anpassung im Inneren der Bohrung des
Gehäuses unmittelbar unter dem Basisteil 48 vorliegt. Die oben angegebenen Teile
des Füllventile werden lösbar in der Öffnung 16 vermittels einer Einspannhalteurng
62 aufgenommen, die nach oben hin unter der Einwirkung einerEinspannschulter 64
steht, welche einstückig mit dem äußeren Ring 58 des Dichtungsteils 56 ausgeführt
ist. Eine Schraube 66 hält die Sinspannhaterung 62 an dem Basisteil des Fullgefäßes.
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Im folgenden wird die Flüssigkeitsventilanordnung 32 im einzelnen
erläutert, wobei hier lediglich darauf hingewiesen wird, daß eine derartige Anordnung
im wesentlichen stumpfkegelige Verbreiterung 68 besitzt, die ein einstückiges Teil
eines röhrenförmigen Ventilschafts 70 darstellt, der sich mittig über die Länge
des Käfigs 24 erstreckt. Der Schaft wird für das Ausführen einer axial gleltbaren
Bewegung in dem Käfig gehalten unter Ausbilden einer offnungs- und Sehließbewegung
der Flüssigkeitsventilandrdnung 32 relativ zu der Füllanordnung 36 vermittels einer
Anordnung, die einen ortsfest im Inneren des oberen Endes des Käfigs befestigten
Kragen 72 aufweist.
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Das untere Ende der Verbreiterung 68 ist mit einer Umfang8ausnehmung
74 versehen, in der ein Verschlußteil 76 mit geneigt ausgebildeter Kante bestehend
aus Gummi oder einem anderen federnd zusammsndrückbaren Material sitzt, und es ist
ein O-Ring 78 für ein lösbares Halten des Verschlusses 76 vorgesehen. Die Verbrelterung
68 des Ventilschaftes trägt weiterhin ein Auslaßrohr 80, das axial von dem Schaft
aus nach unten geführt ist und sich mittig durch die Füllöffnung 36 erstreckt. Das
Ablaßrohr 80 kann in dem oberen Teil einer Flasche bei Vorliegen der Nullage durch
den Dichtungsbecher 60 des Dichtungsteiln 56 aufgenommen werden und besitzt in der
unteren Spitze Öffnungen 82, die die Füllhöhe steuern.
Der Ventilschaft
wird relativ in Richtung auf eine obere Gleitlage in dem Käfig und die Flüssigkeitsventilanordnung
32 in eine angehobene oder offene Lage relativ zu der Füll1fnung 36 durch eine Spiralfeder
84 gedrückt, die in zusammengedrücktem Zustand zwischen dem Kragen 72 in dem oberen
Ende des röhrenförmigen Käfigs 24 und einem oberen Federsitz 86, der gleitbar an
deX Schaft angeordnet ist, vermittels einer O-Ringfesthalteklammer-anordnung 88
gehalten, die sich an dem Schaft über dem Sitz 86 befindet.Die nach oben gleitend
geführte Bewegung des Schachtes an dem Käfig wird durch eine zweite derartige Anordnung
90 begrenzt, die sich an dem Schaft unter dem Kragen 72 befindet. Man sieht, daß
der Flüssigkeitsdruck über der Ventilanordnung zusammen mit dem Druck des Gases
in dem Gefäß und das Gewicht der Anordnung der nach oben wirkenden Kraft der Feder
84 entgegenwirken, und normalerweise wird die Ventilanordnung in einer unteren oder
geschlossenen Lage in dem Gehäuse gehalten, bis die Flasche unter dem richtigen
Gegendruck durch die weiter unten beschriebene Anordnung steht.
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Das Einwegeventil 34, das mit der Ventilanordnung unter steuern des
Flüssigkeitsflusses in die Behälter durch die öffnung 36 zusammenwirkt, ist an anderer
Stelle beschrieben, so daß hier lediglich hier eine kurze Erläuterung gegeben wird.
Die Steuerfunktion des Einwegeventils 34 bedingt im wesentlichen das automatische
Schließen der Ventilvorrichtung unter Austausch des Gegendruckgases in dem Behälter
ind in dem Gehäuse unter der Ventilanordnung unter Vorliegen von Flüssigkeit über
der letzteren Anordnung, sobald die Flüssigkeit in dem Behälter auf den Flüssigkeitsspiegel
der Füllhöhen-Steuerungsvorrichtungen 82 in dem Ablaßrohr ansteigt, um so den Austritt
des Gegendruckgases aus dem Behälter durch das Rohr und den Ventilschaft 70 zu unterbinden.
Im allgemeinen weist das Einwegeventilteil 34 ein dünnes Hülsenteil 92 auf, das
die Flüssigkeitsventilanordnungumgibt, sowie ein kegelförmiges Ventilelement 94
mit mittlerer öffnung, das durch die Hülse in einem Arbeitsverhältnis zwischen der
Ventilanordnung und dem ortsfesten Ventilsitz 38 getragen wird.
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Im Hinblick auf die weiter unten angegebenen Gründen ist die Hülseaus
nicht magnetischem Material zusammengesetzt und besitzt eine relativ lose Gleitpassung
in der Bohrung des Gehäuses und weist weiterhin eine schürzenartlge Verlängerung
96 unter einer
einer inneren Ausnehmung 98 auf, die darin zur Aufnahme
eines Flanschteils 100 des Ventilelementes 94 vorgesehen ist Die Schürze 96 wird
in einer ringförmigen Flüssigkeitsfalle oder Bohrung 102 aufgenommen, die einen
in radilaler Richtung verringerten oberen Abschnitt 104 des Ventilsitzes 38 umgibt
und die eine Tiefe aufweist dergestalt, daß die Verlängerung kontinuierlich darin
verbleibt während der Bewegung des Einwegeventils in den Gehäuse. während des Betriebes
neigt die durch das Gehäuse fließende Flüssigkeit dazu sich in der Falle 102 zu
sammeln und diese Flüssigkeit in Monbinätion mit der Verlängerung bedingt e kontinuierliche
Gleitdichtung für das Einwegeventil in dem Gehäuse. Die Verengung 104 in dem Gummiventilsitz
ist vorzugsweise durch ein starres Ringteil 106 umgeben, um ein Konstanthalten des
Durchmessers der die Flüssigkeitsfalle bildenden Anordnung zu gewährleisten.
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Du vorzugsweise aus rostfreien Stahl oder anderen magntischen Material
bestehende Ventilelement 94 ruht auf der oberen kegelförmigen Fläche 108 des Ventilsitzes
aufgrund der unteren Fläche 94' desselben, sobald das Einwegeventil sich in einer
unteren Gleitlage in den Gehäuse befindet und bei Vorliegen der Ventilanordnung
ia geschlossenen Zustand steht die obere Oberfläche 94" desselben in Berührung mit
den federnden Verschlußteil 76.
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Wie weiter oben angegeben, wird die Ventilanordnung normalerweise
ia dieser unteren Lage durch de:L Flüssigkeitsdruck in den GefiS und dem Füllventil
sowie dem Gasdruck über der Flüssigkeitssäule gehalten und vermittels dieses Gases
und dieser Flüssigkeit ergibt sich ein Abdichtendes Zusammendrücken der Ventil fläche
108 und des Verschlußteils 76 bezüglich der Oberflächen 94' und 94" des Ventilelementes
94, wodurch zwangsläufig die Füllöffnung 36 gegenüber einem Flüssigkeitsfluß geschlossen
wird, sobald sich die Ventilanordnung in der geschlossenen Lage befindet.
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Das Einwegeventil neigt dazu in einer unteren Gleitlage in dem Gehäuse
zu verbleiben, wobei sich die Ventilanordnung in der offenen Lage in dem Gehäuse
befindet und sobald ein Füllfluß der Flüssigkeit in den Behälter begonnen hat aufgrund
der kinetischen
Energie der gegen das Ventilelement 94 einwirkenden
fließenden Flüssigkeit. Eine entgegengesetzt wirkende Kraft, die dazu neigt das
Einwegeventil nach oben in dem Gehäuse und in eine Lage zu bewegen, in der die obere
Fläche in Eingriff mit dem Verschlußteil steht, ist durch eine Magnetbetätigungsanordnung
vorgesehen und hier so gzeeigt, daß dieselbe eine Reihe permanenter Stabmagneten
110 aufweist, die sich in einer entsprechenden Anzahl an Bohrlöchern 112 in dem
oberen Umfangsteil der Gehäuseverlkngerung befinden. Diese Magnete führen gemeinsam
zu einem magnetischen Feld, das das Ventilelement 94 des Einwegeventils aufweist
,sobald das letztere sich in der unteren Gleitlage in dem Gehäuse befindet, wobei
dieses Feld in seiner Intensität in dem Gebiet des Ventilelementes in Beziehung
steht zu der entgegengesetzt einwirkenden knetischen Energie der durch das Gehäuse
hindurchtretenden Flüssigkeit um so ein Anheben des Einwegeventils bis zu der Stelle
zu bewirken, wo die Fläche 94" mit dem Verschlußteil 96 in Eingriff kommt, und zwar
lediglich nach Abschluß des Flüssigkeitsflusses in das Gehäuse hinein. Nach Abschluß
des Flüssigkeitsflusses in dem Behälter werden somit die mit dem Ventilelement 94
zusammenwirkenden Magnete dazu führen, daß das Ventilelement sich nach oben in dem
Gehäuse in eine aufsitzende Berührung mit dem Verschlußteil bewegt, wHRend gleichzeitig
ein ausreichender Druck auf das Verschlußteil so beaufschlagt wird, daß sich eine
Gas-Flüssigkeitsdichtung zwischen dem letzteren und der Oberfläche 94" des Ventilelementes
ergibt. Dieses Abdichten des Ventilelementes gegenüber dem Verschlußteil vermittels
der Magnete führt zusammen mit der kontinuierlichen Gleitdichtung zwischen dem Gehäuse
und der Hülse vermittels der Falle 102 und damit zusammenwirkender Schürze 96 zu
einer vollständigen und zwangsläufigen Behinderung des Gegendruckgasflusses nach
oben vorbei an der Ventilanordnung und gegenüber dem Flüssigkeitsfluß in den Behälter,
um diese Anordnung herum, sobald sich das Einwegeventil in der angehobenen Lgge
befindet.
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Die durch die Magnete 110 an dem Ventilelement entwickelte Kraft,
die dazu niegt das Einwegeventil an dem Gehäuse anzuheben,kann in der erforderlichen
Weise so eingestellt werden, daß ein einwandfreier Betrieb des Einwegeventils erfolgt,
und zwar indem die Magnetstärke und die Anzahl der Magnete und/oder das Abstandsverhältnis
zwischen dem unteren der Magnete und dem Ventilelement terändert werden. Die Stabmagnete
110 können in den öffnungen 112 z.B. vermittels O-Ringen 114 gehalten werden, so
daß eine entsprechende Einstellung ermöglicht ist.
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Es ist zu beachten, daß während des öffnens der Ventilanordnung die
durch die fließende Flflssigkeit bedin-te Kraft, die dazu neigt, das Einwegeventil
34 in einem aufliegenden Verhältnis bezüglich der oberen Fläche 108 des Ventilsitzes
38 zu halten, momentan nicht vorliegt. Das das Ventilelement 94 jedoch größeren
Durchmesser als das federnde Verschlußteil 76 besitzt, wirkt die über dem Ventilelement
vorliegende Flüssigkeitssäule gegen das freiliegende Randteil der Ventil fläche
94" dergestalt, daß das Einwegeventil daran gehindert wird, sich zwischenseitlich
nach oben in dem Gehäuse zu bewegen.
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UM das Abtrennen des Verschlußteils 76 von dem Ventilel-ent 94 während
der offnungsbewegung der Ventilanordnung zu erleichtern, stehen die Verjüngungswinkel
der entsprechenden Eingriffsteile des Ventilelemente 94 und des Verschlußteils 76
vorzugsweise in einem derartigen Verhältnis zueinander, daß zwischen diesen Teilen
lediglich eine linienförmige Berührung erfolgt. Ein ähnlichtes Winkelverhältnis
liegt zwischen dem Ventilelement und der Oberfläche 108 des Ventilsitzes 38 dergestalt
vor, daß ein einwandfreies Anheben des Einwegeventils von dem Ventilsitz au den
gewünschten Zeitpunkt des Füllvorgagges sichergestellt wird.
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Da Aufbauen eines Gegendrucks in den Behältern, wie der Flasche 22
wird vor dem Öffnen'der Ventilanordnung vermittels einer nhr oder weniger herkömmlichen
Gaseinführ-Ventilanordnung 116 bewirkt, die dem oberen äußeren Ende des Ventilschaftes
zugeordnet ist. Diese Ventilanordnung 116 weist ein Kappenteil 118 auf, das gleitbar
auf das obere Ende des Schaftes 70 über dem Flüssigkeitsspiegel 14 angepaßt ist.
Das Kappenteil ist mit Seite Öffnungen 120 für das Ausbilden einer Verbindung zwischen
dem
Gas im Inneren des Füllgefäßes und der Flasche oder anderem
Behälter vorgesehen, sobald ein abdichtender Eingriff mit dem federnden Becher 60
des Behälterdichtungsteils 56 über den Schaft, Auslaßrohr 80 und Füllhöhenöffnungen
82 erfolgt, bei Vorliegen des Kappenteils in seiner angehobenen Lage relativ zu
dem Schaft. Eine mechanisch schwache Feder 122, die zwischen dem oberen O-Ring 88
an dem Schaft und einer angehobenen Schulter 124 an der Außenseite des Kappenteils
vorliegt, gleicht das Gewicht der Kappe aus und drückt dieselbe in Richtung auf
eine angehobene oder offene Lage. Das obere Ende des Kappenteils ist mit einem Schieber-artigen
Verschlßteil 126 versehen, das auf das obere Ende der Kappe aufgeschraubt ist unter
Halten einer Dichtung 128 in einer derartigen Lage, daß eine Gasabdichtung an dem
oberen Ende des Ventilschaftes 70 erfolgt.
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Das Verscblußteil besitzt eine obere und eine untere Schulter 130
bzw. 132, wobei dieselben einem Zusammenwirken mit einem Betätigungshebel 134 dienen,
der schwenkbar an einer Welle 136 angelenkt ist, die sich durch die Seiten des Füllgefäßes
für eine Betätigung von außen in allgemein bekannter Art erstreckt.
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Unter Bezugnahme auf die Bauart der oben angegebenen Schnüffelventilanordnung
50 weist das Blockteil 48 einen radial nach außen verluafenden Vorsprung 138 auf,
der im Inneren einer geeigneten Öffnung in der Seite der Gehäuseverlängerung 28,
siehe die Fg. 4 aufSenommen wird. Der Vorsprung begrenzt eine Ventilkammer 140,
deren blindes Ende für die Aufnahme einer lösbaren Schraubbuchse 142 versenkt angeordnet
ist, wobei die Buchse mit einer kleinen Schnüffelöffnung 144 versehen ist.
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In dem Block ist ein Schnüffelkanal 146 vorgesehen, der die Ventilkammer
mit dem Inneren der Ventilvorrichtung in dem Gebiet der FUllöffnung über die Buchsenöffnung
144 verbindet.
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Es ist eine Kappenmutter 148 auf das äußere Ende des Vorsprungs 138
geschraubt und trägt einen axial gleitbaren Schnüffelknopf 150 mit einem flachen
Teil bei 152 für die Verbindung dzr Kammer mit der Außenluft durch den Knopf hindurch.
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Das hintere Ende des Knopfes ist mit einem Ventilelement 54 versehen,
das an der Mutter vermittels' einer Schrauben- und Dichtungsringanordnung 156 gehalten
wird.
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Der SchnUffelknopf 150 wird normalerweise in eine radial äußere Gleitlage
in der Kappenmutter gedrückt unter Halten des Schnüffelventils in der geschlossenen
Lage und zwar vermittels einer in der Ventilkammer 140 angeordneten Feder iSS. In
dieser Lage des Knopfes liegt das Schnüffelelement 154 gegen die innere Flache der
Kappenmutter 1648 an unter Blockieren der Verbindung zwischen der Füllöffnang und
der Außenluft über den Kanal 146, Öffnung 144, Ventil l4O und den flachen Teil 152.
Bei einer nach innen gerichteten gleitenden Bewegung des Knopfes jedoch wird das
Ventilelement 154 von der Kappenmutter gelöst, wodurch das Schnüffelventil in die
öffene Lage überführt wird und sich somit eine Verbindung zwischen der Außenluft
und derrPUllõffnung ergibt. Somit kann ein Luftablaß aus der Flasche an die Außenluft
erfolgen. Die Betätigungsvorrichtung kann zum geeigneten Zeitpunkt während des Füllvorganges
nach unten gedrückt werden unter Entfernen der Luft aus der Flasche, wobei hierbei
ein herkömmlicher Mechanismus außerhalb des Füllgefäßes angeordnet ist, und an einer
vorhebbstimmten Lage um den Umfang des Füllgefäßes herum vorliegt.
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Wo weiter oben angegeben, besteht eine wesentliche der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe darin, im Inneren des Gegendrcukfüllsystems der Füllvorrichtung eine verbesserte
Bauart und Afbeitsweise zu schaffen, wobei es ermöglicht wird, ein Füllen im Inneren
des Behälters mit bleibend hoher Qualität und 8tabilität zu erzielen, und zwar unter
wesentlicher Verringerung der für das Ausführen des Füllvorganges erforderlichen
Zeitspanne.
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Diese und weitere der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden
in dem Gegendruck-Füllventilmechanismus dadurch gelöst, daß darin eine Anordnung
vorgesehen ist, durch die die an den zu füllenden Behälter abzugebende Flüssigkeit
eine schnelle Dreh- oder Quirlbewegung dergestalt erhält, daß die Flüssigkeit bei
der Bewegung nach unten in den Behälter unter Füllen desselben nach außen und ohne
Turbulenz sowie schnell um die
innere Wand des Behälters aufgrund
der Zentrifugalwirkung fließt.
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Die drehende Fließbewegung führt längs der Wände des Behälters zum
Aufbau eines Flüssigkeitsfilms mit zunehmender volumetrischer Fließgeschwindigkeit
der Flüssigkeit in dem Behälter und niegt weiterhin zum Ausbilden des Zustandes
einer praktischen Homogenität in dem über die Behälterwände verlaufenden Flüssigkeitsfilm.
Unter diesen Fließbedingungen kann die Flüssigkeitsüberführung in den Behälter mit
einem geringsten Gasverlust aus der Flüssigkeit und Luftabsorption in die Flüssigkeit
dergestalt erreicht werden, daß trotz Zunahme der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit
in dem Behälter und somit Verringerung der für dtn Flüllvorgang erforderlichen Zeitspanne
das "Füllen" in charakteristischer Weise mit hoher Qualität und Stabilität erzielt
wird, wobei gleichzeitig keine übermäßige Schaumbildung eintritt, die eine genaue
Überwachung der abschließenden FUilhöhe der Flüssigkeit in dem Behälter verhindern
würde.
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Nach einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die
drehende oder quirlende Bewegung in der Flüssigkeit durch das Zusammenwirken des
Einwegeventilteils 34 mit einer Reihe Flügeln 160 großen Durchmessers, die den Flüssigkeitsfluß
ausrichten und einstückig mit der stumpfkegeligen Verbreiterung 68 der Ventilanordnung
32 ausgeführt sind, bewirkt. Allgemein gesehen, sind die Flügel 160 winkelförmig
bezüglich der Gehäuseachse und senkrecht zu dem Fließweg durch das Gehäuse hindurch
so angeordnet, daß kontinuierlich auf die Flüssigkeit eine Zentrifugalkraftkomponente
beaufschlagt wird, während dieselbenach unten durch das Gehäuse aufgrund der Schwerkrafteinwirkung
der Flüssigkeit in dem Füllgefäß gedrückt wird. Bei der hier gezeigten Bauart weisen
die Flügel eine allgemein spiralförmige oder schraubenförmige Form auf, wobei die
Mitte der Spirale oder Schraube mit der axialen Mittellinie es Gehäuses zusammenfällt
und sich kontinuierlich um die Verbreiterung herum von einer Lage benachbart zu
dem oberen Ende derselben bis su benachbart dem federnden Verschlußteil 76 der Ventil
anordnung 32 arstreckt.
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Bei der speziellen hier wiedergegebenen Ausführungsform findet drei
identische Flügel Anwendung, die im gleichen Abstandsverhältnis um den unfang der
Verbreiterung herum angeordnet sind.
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Die Flügel weisen vorzugsweise einheitlichen AuBendurchmesser über
deren Länge auf und zwecks Verbessern der Ablenk- oder Drehwirkung derselben auf
die fließende Flüssigkeit entsprechen dieselben recht genau dem Innendurchmesser
des röhrenförmigen Hülsenteils 92 des Einwegeventils 34. Man sieht, daß aich der
Basisdurchmesser der Flügel progressiv nach unten hin über die Länge der Flügel
vergrößert, bedingt durch die stumpfkegelige Form der Verbreiterung. Somit erfahren
die zwischen den*Flügeln vorliegenden Fließwege der Flüssigkeit natürlich eine Flächenverringerung
ausgehend von dem oberen zu dem unteren Ende der Flügel. Im Hinblick auf die weiter
unten angegebenen Gründe ist der Basisdurchmesser an den unteren Enden der Flügel
geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Verschlsßteils 76.
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Die Flügel als solche sind gekennzeichnet durch eine erhebliche Höhe
oder radialen Vorsprung von der Verbreiterung 68, insbesondere in dem oberen Endteil
derselben und dieselben weisen einen relativ breiten axialen Abstand auf, wodurch
sich relativ große und nicht behinderte Fließkanäle für die Flüssigkeit zwischen
den Flügeln ergeben. Zu diesem Zweck sind die Flügel relativ dünn oder mit geringer
Querschnittsabmessung augeführt.
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Es versteht sich, daß bei der soweit beschriebenen Anordnung und Konfiguration
der Flügel die Flüssigkeit bei dem Hindurchtritt durch das Gehäuse nur zwischen
den Flügeln fließen kann aufgrund der umgebenden Hirse 92 des Elnwegeventllst34,
und somit wird dieselbe kraftvoll um den Mittelpunkt des Gehäuses in Drehbewegung
versetzt , während gleichzeitig eine axiale Vorwärtsbewegung der Flüssigkeit erfolgt.
Diese Einwirkung der Flügel auf die durch dieselbe hindurchfließende Flüssigeit
wird durch die konstant sich veringernde Fließfläche erhöht, die durch die Flügel
ausgebildet wird, da die Flüssigkeit bei der Bewegung zwischen den Flügeln eine
kontinuierliche Beschleunigungsbewegung erfährt. Diese Beschleunigung führt zu einer
zweckiILßigen Vergrößerung der auf die Flüssigkeit vermittels der Flügel beaufschlagten
Zentrifugalkraftkomponente. Gleichzeitig führt der sich verändernde Basisdurchmesser
der Flügel dazu, daß die Flüssigkeit progressiv weiter nach außen bezüglich des
Mitte punktes des Gehäuses getragen wird, während sich dieselbe axial hierzu bewegt,
und nach dem austritt aud den Flügeln vermag
die flüssige Masse
größtenteils an den Randteilen des Ventilverschlußteils 76 ohne Inberührungkommen
hiermit vorbeizufliessen. Dies ist natürlich sehr zweckmäßig, da jede Beeinflussung
durch das Versclußteil sich als außerordentlich schädlichauf das Aufrechterhalten
der Drehbewegung oder kreisförmigen Bewegung des Flüssigkeitsstromes auswirkt, sowie
weiterhin dadurch eine Neigung zum Ausbilden einer unzweckmäßigen Bewegung der Flüssigkeit
unter nachteiliger Beeinflussung der Qualität und stabilität der sich ergebenden
"Füllung" in der Flasche ergibt.
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Diese progressiv radial nach außen erfolgende Verdrängung der Flüssigkeit
in dem Gehäuse bei Bewegung nach unten führt zu einer Bewegung der Flüssigkeit nach
außen in radialer Richtung bezüglich der Füllanordnung 36, und bei dem Austritt
aus den Flügeln und Bewegung zu und durch die Öffnung wird die Fldssigkeit gezwungen
zurück zu dem Mittelpunkt des Gehäuses zu fließen aufgrund des trichterförmigen
oder kegelförmigen Ventilelements 94 des Einwegeventils. Diese Anordnung füht zu
einer neuartigen quirlenden oder Wirbelwirkung in der Flüssigkeit, sobald dieselbe
die Flügel verläßt und bedingt das Vermitteln einer wesentlichen, in Umfanggrichtung
einwirkenden Beschleuniq-qskr.ft auf die Flüssigkeit, wodurch sich somit eine merkliche
Vergrößerung der auf die Flüssigkeit einwirkenden Zentrifugalkräft ergibt, bevor
die letztere in die Flasche eintritt.
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Es ergibt sich somit, daß die Wirkung der Flügel auf die Flüssigkeit
neuartiger und bedeutender Weise erhöht wird, so daß die Flüssigkeit in die Flasche
mit einer erheblichen Komponente der Zentrifugalbewegung eintritt.
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Bezüglich der hier beschriebenen speziellen Bauart der die Flüssigkeit
ausrichtenden Flügel und der speziellen Anordnung derselben in dem Gehäuse wurde
gefunden, daß hierdurch ein ausgeprägter kreisende oder spiralförmiger Flüssigkeitsfluß
im Inneren der Behälter stark unterschiedlicher Formen und Längen erzielt wird und
dies trotz einer relativ geringen Schwerteilwirkung bedingt durch die geringe Füllhöhe
der Flüssigkeit in dem Füllgefäß. Es versteht sich natürlich,daß auch andere Anordnungen
und Konfugurationen der Flügel angewandt werden können, so daß die wiedergegebenen
Angaben lediglich
der Erläuterung dienen.
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Der Winkel des Ventilelementes 94, der, wie weiter oben angegeben,
in einem gewissen Ausmaß von der Konfiguration der oberen Fläche 108 des Ventilsitzes
38 und derjenigen des geneigt zulaufenden Verschlußelementes 76 abhängt, ist von
besonderer Wichtigkeit für das Erreichen der gewünschten, in Umfangsrichtung einwirkenden
Beschleunigungsbewegung der Flüssigkeit, sobald dieselbe von den Flügeln abfließt
und sollte zweckmäßigerweise so vorgesehen ein. gr8Staglio' .*, v.:r-, - -Flüssigkeit
an dem Ventilelement vorbeitritt, Gleichzeitig jedoch sind plötzliche Richtungsänderungen
in dem Flüssigkeitsfles durch den Ventilmechanismus zu vermeiden, um so eine übermäßige
Turbulenz und Bewegung im Inneren der Flüssigkeit zu verhindern. Ein speziell vorteilhafter
Neigungswinkel des Ventilelementes beläuft sich auf 35° gegenüber der Waagerechten.
Ein 5° Winkelgradient zwischen der Ventilfläche und den entsprechenden Eingriffsflächen
das Ventilsitzes 38 und des federnden Verschlußteils 76 haben zu der gewünschten
Bewgungsfreiheit zwischen der Ventilanordnung 32 und dem Ventilelement 94 und zwischen
dem letzteren und dem Ventilsitz 38 geführt. Dies bedeutet, daß bei einer 35° Verjüngung
an dem Ventilelelement 94 die obere Fläche 108 des Ventilsitzes 38 mit einer 40°
Winkelneigung gegenüber der Waagerechten und das federnde Ventilverschlußteile in
mit einem 30° Winkel gegenüber der Waagerechten versehen sind, siehe insbesondere
die Fig. 7.
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Arbeitsweise Be einem Arbeiten unter Füllen des Füllgefäßes in herkömmlicher
Weise mit Flüssigkeit und unter Druck stehender Gas werden die Behälter, wie Flaschen
22, automatisch in die Füllage bezüglich der einzelnen Füllventile angehoben, und
aufgrund des Dichtungsteils oder Armatur 56 werden beide relativ hierzu zentriert
und gegenüber der Außenluft abgedichtet.
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Sodann wird der die Gaszuführungsventil-Anordnung 116 steuernde t
Betätigungshebel 134 aufgrund des außerhalb angeordneten Steuermechanismus betätigt,
so daß das Kappenteil 118 an dem Ventilschaft 70 unter der Einwirkung der Feder
122 nach kann, wodurch unter Gegendruck stehendes Gas von dem Gefäß aus
in
das Innere der abgedichteten Flasche über die Seitenöffnungen 120 in der Kappe,
Ventilschaft, Auslaßrohr 80 und Füllhöhenöffnungen 82 eingeführt wird. Sobald der
Gasdruck in der Flasche angenähert gleich dem Druck des Füllgefäßes ist, wird die
Flüssigkeitsventilanordnung durch die Druckfeder 84 in die offene Lage angehoben,
und sodann beginnt die Flüssigkeit durch die Füllöffnung in die Flasche zu fließen.
Gleichzeitig hierzu tritt das Gegendruckgas aus dem inneren der Flasche zurück in
das FUllgefäß, und zwar durch den oben angegebenen Fließweg des Auslaßrohrs, Schaftes
und Kappenteils.
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Während des öffnens der Ventilanordnung 32 wird das RUckschlagventil
34 daran gehindert, sich von der kegeligen oberen Fläche 108 des Ventilsitzes 38
zu lösen, und zwar aufgrund der darüber lastenden Flüssigkeitssäule' die gegen das
Randteil des kegel-9 minen Ventilelementes 94 einwirkt. Aufgrund des Vorliegens
lediglich einer linienförmigen Berührung zwischen dem federnden Verschluß 76 und
dem Ventilelement 94 wird dieses Abtrennen oder Wesen der Ventilanordnung von dem
Einwegeventil erleichtert, wie weiter oben angegeben. Das Einwegeventil wird gezwungen,
an dem Ventilsitz anzuliegen, sobald der Füllvorgang aufgrund der kinetischen Energie
der durch das Gehäuse fließenden Flüssigkeit beginnt. Die Fig. 4 erläutert die relative
Lage der Ventilanordnung und des Einwegeventils zu Beginn des eigentlichen Füllens
der Flasche. Sobald die Flüssigkeit durch das Ventilgehäuse fließt, ist dieselbe
zwischen den schraubenförmigen Flügeln16 der Ventilanordnung durch die Hülse 92
eingeschlossen und bei einem Hindurchfließen wird der Flüssigkeit eine Drehbewegung
um die Gehäuseachse gleichzeitig mit einer Beschleunigung und progressiver weiterer
Bewegung nach außen vermittelt. Diese kombinierte Wirkung der Flügel auf die Flüssigkeit
führt dazu, daß der Flüssigkeit eine erhebliche Zentrifugalkomponente der Bewegnng
vermittelt wird, und sobald sich die Flüssigkeit realtiv axial zu dem Gehäuse bewegt,
wird nach außen fließen und in einem allgemein kreis- oder spiralförmigen Fließweg
um die inneren Flächen der verschiedenen Ventilelemente gezwungen. Dieses nach außen
gerichtete Drücken der Flüssigkeit in dem Gehäuse wird durch die Vortexwirkung des
Ventilelementes 94 des Einwegeventils 34 auf die Flüssigkeit erhöht bei der Bewegung
von den
Flügeln aus zu der Füllöffnung 36 dergestalt, daß bei dem
Eintritt der Flüssigkeit in die Flasche dieselbe eine merkliche Komponente der Zentrifugalbewegung
besitzt. Die Flüssigkeit wird hierdurch nach außen fließend und schnell um die innere
Fläche der Flasche fließend bei dem Füllvorgang geführt.
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Sbbald der Flüssigkeitsspiegel in der Flasche die Steueröffnungen
82 für die Füllhöhe in dem Auslaßrohr 80 erreicht, wird die Gasevakuierung aus der
Flasche erheblich verzögert, wodurch sich ein plötzliches Unterbrechen des Flüssigkeitsflusses
durch das Gehäuse ergibt. Sobald dieser Zustand eintritt, wird die durch die Flüssigkeit
gegen das Einwegeventil entwickelte Kraft, die dazu neigt das Einwegeventil gegen
den Ventilsitz entgegengesctzt der durch die Magnete 110 an den Magnetventilelementen
94 entwickelte Kraft zu halten, praktisch vernachlässigbar und hierdurch wird das
Einwegeventil nach oben in dem Gehäuse so bewegt, daß das Ventilelement 94 in eine
obere Auflage gegen das federnde Ventilverschlußteil 76 gebracht wird, siehe die
Fig. 9.
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Die Schürze 96 an dem Einwegeventil verbleibt in der Flüssigkeitsfalle
102, die den Ventilsitz umgibt, sobald das Einwegeventil sich Ln dieser oberen Gleitlage
befindet, und hierdurch wird eine zwangsläufig Gas-FlUssigkeits-Abdichtung in dem
Gehäuse bewirkt, wodurch die Verbindung zwischen der Flasche und dem Füllgefäß blockiert
wird. Gegendruckgas im Innerendes oberen freien Raumes der. Flasche und im Inneren
des Gehäuses unter dem federnden Verschlußteil 76 wird somit daran gehindert, zurückin
das Müllgefäß auszutreten, und gleichzeitig wird zwangsläufig der Flüssigkeitsfluß
nach unten vorbei an dem Verschluß 76 verhindert. Ein weiterer Flüssigkeitsfluß
zu der Flasche wird somit zu diesem Zeitpunkt des Füllvorganges unterbrochen.
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Der nächste Schritt des Füllvorganges bedingt das Verschließen des
Gaszuführungsventils und der Flssigkeitsventilanordnung, wodurch das Füllventil
wieder in den anfänglich geschlossenen Zustand zurückgeführt wird, siehe die Fig.
1. Dies wird in herköntlicher Weise erreicht, d.h. vermittels geeigneter Schwenkung
des Betätigungshebels 134 durch den äußeren Steuermechanismus, wodurch das Kappenteil
118 nach unten an dem Ventilschaft 70 gegen
die Einwirkung der
Feder 122 gleitet, wodurch die Seitenöffnung 120 bedeckt und sodann die Kappe anliegend
gegen das obere Ende des Schaftes 38 gebracht wird. Hierdurch wird derselbe weiter
in den röhrenförmigen Käfig 24 nach unten geführt. Diese nach unten gerichtete Bewegung
des Schaftes überführt die FlUssigkeitsventilanordnung wieder in den geschlossenen
Zustand, wobei gleichzeitig das Einwegeventil in seine normale Ruhelage oder untere
Lage in dem Gehäuse zurückgeführt wird.
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Unmittelbar im Anschluß an diesen Arbeitsschritt wird der obere Raum
der Flasche durch die Schnüffelventilanordnung 30 an die Außenluft entspannt. Dies
wird vermittels des Eingriffs einer weiteren äußeren Steuervorrichtung mit dem Schnüffelknopf
150 erreicht, wobei diese Steuervorrichtung zu einem Herunterdrücken oder nach innen
gerichteter gleitender Bewgung des letzeren führt, wodurch das Stösselventilelement
154 von dessen Sitz abgehoben wird. Hierdurch ergibt sich eine Verbindung zwischen
der Außenluft und dem oberen Raum in der Flasche über den Kanal 146, öffnung 144,
Ventilkammer 140 und dem Teil 152. Die geringe Abmessung der öffnung 144 bedingt
einen allmählichen Druckablaß aus dem Inneren der Flasche, wodurch ein unzweckmäßiges
Bewegen der Flüssigkeitsfüllung während des Druckablasses verhindert wird.
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Nach Abschluß dieses Druckablasses oder Schnüffelns wird die gefüllte
Flasche von dem Itlllventil aus abgesenkt und für das Aufbringen eines Kappenverschlusses
entfernt.
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Vermittels der erfindungsgemäßen Füllventilvorrichtung gelingt es
die mit bekannten einschlägigen Vorrichtungen verbundenen Nachteile bezüglich des
Flüssigkeitspielges auszuräumen, der in dem Müllgefäß aufrechterhalten werden konnte,
wobei trotzdem ein "Füllen" der BEhälter mit bleibend guter Qualität erreicht wird,
wobei es gelingt die Zeitspanne für das Füllen der Behälter wesentlich zu verringern.
Zum Nachweis der verbesserten ARbeitsergebnisse wie sie durch das erfindungsgemäße
Ventil er-* St werden, sind eine Reihe Prüfversuche unter betrieblichen Füllbedingungen
durchgeführt worden, wobei einerseits ein herkömmlihes (;egendruck-Füllventil und
andererseits ein erfindungsgemäßes Ventil zur Anwendung kamen.
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Diese Prüfversuche, die unter Anwenden von sechs verschiedenen Flüssigkeiten
mit stark unterschiedlichem volumetrlichem Gasgehalt und somit entsprechender Neigung
zum "Schäumen" durchgeführt wurden, wobei ebenfalls unterschiedliche Flaschenformen
und Größen herangezogen wurden, zeigten, daßvermittels des erfindungsgeiäßen Ventils
eine durchschnittliche Verringerung der Füllzeit von 36% möglich ist.
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Zusätzlich zu den wesentlich höheren £Ullgeschwindigkeiten gelingt
es vermittels der erfindungsgemäßen Bauart das bisherige Erforder-.
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nie des Vorsehens des Ablaßrohrs mit einem Ablenkelement für das Richten
der Flüssigkeit auf die innere Oberfläche des Behälters bei Einfließen auszuschalten.
Derartige Ablenkelemente waren bisher erforderlich, um die Gasaustrittsöffnungen
in dem Aualaßrohr gegen ein vorzeitiges Schließen durch die Flüssigkeit zum Ausbilden
einer nur teilweisen Füllung der Flasche zu schUtzen.
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Hierdurch nicht nur die nachteiligen Wirkungen vermieden, die ein
derartiges Ablenkelement auf die eintretende Flüssigkeit ausübt, sondern es ist
weiterhin nicht mehr notwendig, die Auslaßrohre in den Füllflaschen mit unterschiedlichen
Hals formen auszutauschen, um das Ablenkelement in einem vorherbestimmten Verhältnis
zu den Gasauslaßöffnungen in dem Rohr zu halten. In gleichen Zusammenhang ermöglicht
es auch die erfindungsgemäße Ventilbauart den in der Flasche erzielten Flüssigkeitsspiegel
innerhalb bestimmter Grenzwerte zu verändern, ohne daß eine Abänderung des Auslaßrohrs
erforderlich ist, wie dies bei Ventilen der herkömmlichen Bauart notwendig war,
und zwar indem einfach der federnde Dichtungsbedher 60 des Behälterdichtungsteile
56 durch einen Becher unterschiedlicher axialer Abmessungen ausgetauscht wird, und
zwar in Abhängigkeit von der Art der in dem Flüssigkeitsspiegel gewünschten Abänderung.
Ein derartige Abänderung kann recht einfach ausgeführt werden, da das mittlere Element
durch Reibungseingriff mit dem äußeren Ringel-nent gehalten wird, und dasselbe kann
entfernt und ausgetauscht werden, wobei die Ventilvorrichtung in dem Müllgefäß verbleibt.