DE3024489A1 - Vorrichtung zum portionsweisen abfuellen von fluessigen oder pastoesem fuellgut in behaeltnisse - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum portionsweisen Abfüllen von flüssigem oder pastösem Füllgut in Behältnisse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE-OS 2438796) dien zum Abfüllen flüssigen bzw. fließfähigen oder pastösen Füllgutes vor allem der Lebensmittelindustrie sowie der chemischen und pharmazeutischen Industrie und yewährleistet, daß der Dosier- und Abfüllvorgang unter schonender Behandlung des Füllgutes zur Vermeidung von Entmischungen durchführbar ist, dabei zugleich ein hohes Maß an Dosiergenauigkeit erreicht wird und Infektionen des Füllgutes weitgehend ausgeschlossen sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtun der genannten Art in der Weise zu verbessern, daß unter Erhalt hygienischer Füllgutbedingungen mit einfachen Mitteln die Arbeitsgeschwindigkeit des Dosier- und Abfüllvorganges erhöht werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß das vom Kolben gebildete Ventil als lediglich in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung selbsttätig öffnendes und schließendes, federbelastete Rückschlagventil ausgebildet ist, ist mit einfachen Mitteln die Möglichkeit einer Erhöhung cer Arbeitsgeschwindigkeit beim Dosier- und Abfüllvorgang gegeben, da mit ihrer Eigenträgheit behaftete Betätigungs und Bewegungsübertragungseinrichtungen für die öffnungs-und Schließbewegung des vom Kolben gebildeten Ventils entfallen und der Fortfall solcher Betätigungs- und Übertragungsmachanismen en zugl ei ch der Einhaltung eines Höchstmaßes an Hygiene förderlich ist, da mit ihnen anderenfalls vorhandene, nur schwer von Füllgutresten zu säubern e Bester entfallen, die für Infektionen des Füllgutes ursächlich sein können.
• Durch eine Ausgestaltung des Absperrventils des Ausflusse entsprechei'd den Merkmalen des Anspruchs 6 kann die Arbei sgeschwindigkeit unter Erhalt einer hygienischen Behandlun des Füllgutes auf einfache Weise weiter verbessert werden indem im Ausflußbereich mechanisch betätigte Absperrventile wie Dreh- und Flachschieber vermieden sind. Auch in diesem Bereich entfallen damit von Füllgutresten nur schwer zu säubernde Nester bei einer denkbar einfachen Ausgestaltung.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den wei Leren Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung veranschaulicht ist. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 und 2 je einen Vertikalschnitt durch eine Abfüllvorrichtung nach der Erfindung in unterschiedlichen Betriebsstellungen.
• In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der untere Endbereich eines trogförmigen Vorratsbehälters 1 für flüssiges oder pastöses Füllgut ersichtlich, der auf einer Tragplatte 2 abgestützt, z.B.
• mit dieser verschweißt ist. Die Tragplatte 2 bildet zugleich den Behälterboden, der mit einer Austrittsöffnung 3 für das Füllgut versehen ist. In die- Austrittsöffnung 3 greift ein Rohrkörper 4 ein, der mit einem, bei dem dargestellten Beispiel angeschweißten, Ringflansch 5 versehen ist, mit dem er bei 6 mit der Tragplatte 2 des Vorratsbehälters 1 verschraubt ist. Der Rohrkörper 4 umgrenzt eine Dosierkammer 7 für das Füllgut, die über die Austrittsöffnung 3 in offener Verbindung mit dem Vorratsbehälter 1 steht.
• An seinem unteren Ende ist der Rohrkörper 4 ebenfalls mit einem, bei dem dargestellten Beispiel angeschweißten, Rin -flansch 8 versehen, der mittels bei 9 angedeuteter Verschraubungaiden Rohrkörper 4 über eine zwischengelegte Ringdichtung 10 mit einem Gehäuse 11 eines als Ganzes mit 12 bezeichneten Ausflusses mit einem Absperrventil 13 und einem an das Gehäuse bei 14 angeschlossenen Ausflußmundstück 15 verbindet.
• In der Dosierkammer 7 ist.ein Kolben 16 axial auf- und ab bewegbar geführt, der an seinem Umfang mit einer Ringdichtung 17 versehen ist, die mit der Dosierkammerwand bzw. der Innenwand des Rohrkörpers 4 als Gleitdichtung zusammenwirkt. Der Kolben 16 ist von zwei Teilen 18 und 19 gebildet, von denen der Kolbenteil 18 dem Vorratsbehälter 1 und der Kolbenteil 19 dem Ausfluß 12 zugewandt ist. Der die Ringdichtung 17 tragende Kolbenteil 18 entspricht in seinen Querschnittsabmessungen dem Querschnit der Dosierkammer 7 und besitzt innerhalb seines Umfangs einen axialen Durchlaß 20 als Ubergangsöffnung zwischen zwei Räumen 21 und 22, in die der Kolben 16 die Dosierkammer 7 unterteilt. Der Durchlaß 20 ist mittels des zweiten Kolbenteils 19 versperr- oder freigebbar, indem dieser in einer über schmale Stege od.dgl. Verbindungsglieder 23 mit dem umfangsseitigen Bereich des Kolbenteils 18 verbundenen mittleren Führungshülse 24 zur Ausübung einer axialen Relativbewegung gegenüber dem Kolbenteil 18 axial auf- und abverschiebbar geführt ist.
• Dabei ist zwischen der Führungshülse 24 und einem bei dem dargestellten Beispiel von einer Schraube gebildeten Führungsglied 25 des Kolbenteils 19 eine Rückholfeder 26 gespannt. Neben seinem stiftförmigen Führungsglied 25 mit endseitiger Abstützschulter für die Rückholfeder 26 umfaßt der Kolbenteil 19 eine mit dem Führungsglied 25 fest verbundene Ventilplatte 27, während der Kolbenteil 18 bai 28 einen Ventilsitz für die Ventilplatte 27 bildet.
• Für seine axiale Auf- und Abwärtsbewegung in der Dosierkammer 7 ist der Kolben 16 mit einer stangenförmigen Betätigungsvorrichtung 29 versehen, die an ihrem kolbenseitigen Ende mittels einer stabförmige Stützglieder 30 umfassenden Stützvorrichtung 31 am Kolbenteil 18 befestigt ist. Ferner ist die Betätigungsstange 29 durch die Austrittsöffnung 3 des Vorratsbehälters 1 zentrisch hindurchgeführt und in nicht näher dargestellter Weise mit einer geeigneten mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Betätigungs- bzw. Hub- und Senkvorrichtung für den Kolben 16 verbunden.
• Das Absperrventil 13 des Ausflusses 12 umfaßt eine Ventilplatte 32 und einen in einem Eingangskanal 33 des Ausflusses 12 axial auf- und abwärtsbeweglich geführten stegförmigen Führungsteil 34, der bei dem dargestellten Beispiel vier rechtwinklig zueinander anceordne e Einzelstege 35 umfaßt. Der Eingangskanal 33 des Ausflußg -häuses 11 mündet in einen Durchflußkanal 36 erweiterten Durchmessers aus, wobei der Übergangshereich zwischen Eingangs- und Durchflußkanal von einer waagerechten Ringschulter 37 des Ausflußgehäuses 11 gebildet ist, die einen Ventilsitz für die Ventilplatte 32 des Absperrventils 13 bildet.
• Die Ventilplatte 32 ist an ihrem dem Ausflußmundstück 15 zuqewandten Ende mit einem Ende einer Rückholfeder 38 zur bunden, deren anderes Ende an einem gehäuseseitigen Federstützring 39 befestigt ist, der mit einer Bajonettschlitzanordnung für eine bei 40 angedeuete lösbare Verriegelung mit dem Ausflußgehäusef 11 im Durchflußkanal 36 versehen ist. Der Federstützring 39 ist von zwei konzentrischen Ringwänden 41 und 42 gebildet, die unter seitig durch eine aus dünnen Querstäbchen od.dgl. Verbindungsgliedern bestehende Bodenwand 43 miteinander verbunden sind, an der die Rückholfeder 38 befestigt ist.
• Die lösbaren Verbindungen n erleichtern eine Reinigung und ein Auswechseln der Teile. So kann z.B. bei einem Lösen der Verschraubungen 9 und einer Abnahme des Ausflu3gehäuses 11 vom Rohrkörper 4 der Kolben 16 insgesamt nach unten aus der Dosierkammer 7 herausbewegbar sein, wie es z.B. für eine Erneuerung dor Ringdichtung 17 er.c--erlach sein kann.
• Der Kolben 16, der die Dosierkammer 7 in die beiden Räume 21 und 22 unterteilt, deren Volumen sich bei'der Kolbenbewegung entsprechend ändert, bildet zugleich ein lediglich in Abhängigkeit von seiner Aufwärts- und Abwärtsbewegung selbsttätig öffnendes und schließendes, federbelastetes Rückschlagventil, dessen axiale über gangsöffnung 20 zwischen den beiden Dosierkammerräumen 21 und 22 normalerweise verschlossen ist, jedoch bei seiner Aufwärtsbewegung, die unter Hindurchbewegung durch das durch die öffnung 3 nachgeströmte Füllgut in der Dosierkammer 7 erfolgt, freigegeben wird.
• In Fig. 1 ist der Kolben 16 in einem Zustand dargestellt, in dem die übergangsöffnung 20 zwischen den beiden Dosier kalrmerräumen 21 und 22 durch Anlage der Ventilplatte 27 des Kolbenteils 19 an dem Ventilsitz 28 des Kolbenteils 18 abdichtend verschlossen ist. Entsprechend dem Pfeil 44 wird hierbei über die stangenförmige Betätigungsvorrichtung 29 ein nach unten gerichteter Ausschubdruck auf den Kolben 16 ausgeübt, bei dem die Kolbenteile 18 und 19 in der in Fig. 1 gezeigten festen gegenseitigen Zuordnung gehalten sind. Bei der resultierenden Abwärtsbewegung des Kolbens drückt das in dem Dosierkammerraum 22 enthaltene Füllgut die Ventilplatte 32 des Absperrventils 13 des Ausflusses 12 von ihrem Ventilsitz 37 unter Komprimierung der Rückholfeder 38 ab, wobei die Ventilplatte 32 von ihrem Sitz 37 soweit nach unten bewegt wird, daß einerseits Füllgut aus dem Eingangskanal 33 zwischen den Führungsstegen 35 in den Durchflußkanal 36 gelangen kann,-andererseits aber die oberen Endbereiche der Führungsstege 35 noch innerhalb des Eingangskanals 33 zur Aufrechterhaltung ihrer Führungseigenschaften gehalten sind. Das Füllgut gelangt damit in das Ausflußmundstück 15 und wird sodann an einen oben offene Behälter 45 abgegeben. Das Mundstück 15 befindet sich hierbei ortsfest in kurzem Abstand oberhalb des oberen Behältnisrandes 46. Bei 47 ist der Füllstand angedeutet, bis zu dem das Behältnis 45 normalerweise mit dem Füllgut gefüllt wird.
• Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausscbubzustand des Kolbens 16 und während dessen Ausschubbewegung in Richtung auf den Boden des Dosierkammerraums 22 kann gleichzeitig durch die Austrittsöffnung 3 des Vorratsbehälters 1 Füllgut zwanglos aus diesem in den Dosierkammerraum 21 bis zum Kolben 16 strömen. Die Ausschubbewegung des Kolbens 16 ist beendet, wenn dieser mit seinem unteren Kolbenteil 19 den unteren Endbereich der Dosierkammer 7 erreicht. Daraufhin wird die Druckbelastung auf den Kolben 16 entsprechend dem Pfeil 44 bzw. der Überdruck im Dosierkaimuerraum 22 aufgehoben und dem Kolben 16 über die Betätigungsvorrichtung 29 eine Zugkraft bzw. Aufwärtsbewegung entsprechend dem Pfeil 48 (Fig. 2) vermittelt, womit gleichzeitig an den Dosierkammerraum 22 ein Unterdruck gelegt wird. Hierauf entspannt sich die Rückholfeder 38 und bewegt die Ventilplatte 32 des Absperrventils 13 in abdichtende Anlage auf ihren gehäuseseitigen Ventilsitz 37, womit der Eingangskanal 33 des Ausflusses 12 versperrt ist. Das Absperrventil 13 bildet demnach ein bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 15 unter dem Druck des Füllgutes selbsttätig öffnendes und bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 selbsttätig schließendes, federbelastetes Rückschlagventil.
• Bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 durch das nachgeströmte Füllgut tritt ferner eine axiale Relativbewegung des Kolbenteils 19 gegenüber dem Kolbenteil 18 in der Weise ein, daß die Ventilplatte 27 unter Komprimierung der Rückholfeder 26 von ihrem Ventilsitz 28 nach unten bewegt wird, wo-durch der axiale Durchlaß 20 freigegeben wird, durch den das in den Dosierkammerraum 21 bereits eingeströmte Füllgut nun in den Raum 22 bis zum Dosierkammerboden bzw. zu der in Schließstellung befindlichen Ventilplatte 32 des Absperrventils 13 gelangen kann. In diesem, in Fig. 2 veranschaulichten Betriebszustand wird der Kolben 16 mittels der Betätigungsvorrichtung 29 nach oben durch das Füllgut bewegt, wobei die Kolbenteile 18 und 19 die in Fig. 2 gezeigte gegenseitige Zuordnung einhalten.
• Bei Erreichen einer oberen Endstellung in der Dosierkammer 7, die entsprechend der zu dosierenden Füllgutmengen voreingestellt und in nicht näher dargestellter Weise zum Dosieren verschiedener Füllgutmengen veränderbar ist, wird die Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 entsprechend dem Pfeil 48 beendet und dies statt dessen die Druckbelastung und Abwärtsbewegung entsprechend dem Pfeil 44 (Fig. 1) vermittelt.
• Bei Aufhebung des Zuges entsprechend dem Pfeil 48 entspannt sich die Rückholfeder 26 nd führt de Ventil platte 27 des Kolbenteils 19 auf den Ventilsitz 28 d<?s Kolbensteils 18 zum Versperren des axialen Kolbendurchlasses 20 zurück. Der Kolben 16 befindet sich sodann in einer Stellung und in einem Zustand entsprechend der Darstellung in Fig. 1, in dem er für einen neuen Ausschubhub bereit ist, um in der beschriebenen Weise das im Dosierkammerraum 22 bemessene Füllgut unter Druck durch das sich dabei selbsttätig öffnende Absperrventil 13 des Ausflusses 12 in ein Behältnis 45 unter gleichzeitigem Nachströmen von Füllgut in den Raum 21 auszuschiehen.
• Es versteht sich, daß entsprechend den Abmessungen des Vorratsbehälters 1 auch mehrere, je eine Dosierkammer umgrenzende Rohrkörper 4 mit Kolben 16 und Ausfluß 12 an den Vorratsbehälter 1 angeschlossen sein können.
• L e e r s e i t e

Claims (11)

1. Vorrichtung zum portionsweisen Abfüllen von flüssigem oder pastösem Füllgut in Behältnisse Patentansprüche S Vorrichtung zum portionsweisen Abfüllen von flüssigem oder pastösem Füllgut in Behältnisse, mit einem Vorratsbehälter für Füllgut, einer einen Kolben und eine Dosierkammer aufweisenden Dosiereinrichtung und mit einem ein Absperrventil umfassenden Ausfluß für die Abgabe abge-,assener Füllgutmengen an ein Behältnis, wobei der Kolben die Dosierkaier in zwei Räume mit bei seiner Relativbewegung sich änderndem Volumen teilt, von denen der eine Raum mit dem Vorratsbehälter für Füllgut und der andere mit dem Ausfluß in Verbindung steht, wobei die Dosierkammer von einem aus dem unteren Bereich des Vorratsbehälters ausmündenden, mit diesem in offener Verbindung stehenden Rohrkörper gebildet ist, und wobei der Kolben in der Dosierkammer axial auf und ab verschiebbar geführt ist und ein eine axiale Ubergangsöffnung zwischen den beiden Räumen der Dosierkammer normalerweise verschließendes, jedoch bei seiner Aufwärtsbewegung freigebendes, durch das füllgut in der Dosierkammer hindurchbewegliches Ventil bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Kolben (16) gebildete Ventil als ein lediglich in Abhängigkeit von der Aufwärts-und Abwärtsbewegung des Kolbens selbsttätig öffnendes und schließendes, federbelastetes Rückschlagventil ausge bildet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (16) zweiteilig ausgebildet ist, der eine Kolbenteil (18) innerhalb seines Umfangs einen mittels des zweiten Kolbenteils (19) versperr- oder freigebbaren axialen Durchlaß (20) als übergangsöffnung zwischen den beiden Räumen (21,22) der Dosierkammer (7) aufweist, der zweite Kolbenteil (19) für eine axiale Relativbewegung gegenüber dem ersten Kolbenteil (18) in diesem axial auf- und abverschiebbar geführt und zwischen den ersten und den zweiten Kolbenteil eine Rückholfeder (26) gespannt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolbenteil (18) mit einer stangen ~ förmigen Betätigungsvorrichtung (29) für die axiale Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbens (16) versehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolbenteil (18) eine ein axiales Führungsglied (25) des zweiten Kolbenteils (19) aufnehmende zentrale Führungshülse (24) umfaßt, die ihr schmale Stege od.dgl. den axialen Durchlaß (20) mit qegenseitigem Winkelabstand durchsetzende Verbindungsglieder (23) mit dem äußeren Umfangsrandbereich des ersten Ko]benteils (18) verbunden ist, der einen Ventilsitz (28) für eine Ventilplatte (27) des zweiten Kolbenteils (19) bildet.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausfluß (12) mit seinem Absperrventil (13) ein Gehäuse (11) umfaßt, das lösbar am unteren Ende der den Kolben (16) enthaltenden Dosierkammer (7) befestigt ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (13) des Ausflusses (12) seinerseits als bei einer Abwärtsbewegun des Kolbens (16) unter dem Druck des Füllgutes selbsttätig öffnendes und bei (iner Aufwärtsbewegung des Kolbe s (16) selbsttätig schließendes, federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (13) eine Ventilplatte (3 und einen in einem Eingangskanal (33) des Ausflusses (12) axial auf- und abwärts beweglich geführten, stegförmigen Führungsteil (34) aufweist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskanal (33) in einen Durchflußkanal (36) erweiterten Durchmessers ausmündet und der übergangsbereich zwischen Eingangs- und Durchflußkanal von einer waagerechten Ringschulter (37) des Ausflußgehäuses (11) gebildet ist, die einen Ventilsitz für die Ventilplatte (32) des Absperrventils (13) bildet.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (32) mit einem Ende einer Rückholfeder (38) verbunden ist, deren anderes Ende an einem gehäuseseitigen Federstützring (39) befestigt ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstützring (39) mit einer Bajonettschlitzanordnung für eine lösbare Verriegelung (40) mit dem Ausflußgehäuse (11) im Durchflußkanal (36) versehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstützring (39) von zwei konzentrischen Ringwänden (41,42) gebildet ist, die unterseitig durch eine aus dünnen Querstäbchen od.dgl. Verbindungsgliedern bestehende Bodenwand (43) miteinander verbunden sind, an der die Rückholfeder (38) befestigt is