DE69724431T2

DE69724431T2 - Befüllvorrichtung

Info

Publication number: DE69724431T2
Application number: DE69724431T
Authority: DE
Inventors: Pentti Turunen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1997-05-15
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2017-05-16
Also published as: CZ365498A3; FI962144A; CN1071674C; JP2000510796A; SK284267B6; EE9800404A; FI101061B; AU2702897A; FI962144A0; ATE248103T1; PL184742B1; CN1216962A; US6116296A; DE69724431D1; EP0910536B1; EP0910536A1; EA000557B1; EA199800939A1; WO1997044246A1; EE03675B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllvorrichtung zum Füllen von wiederbefüllbaren Aerosolverpackungen, wie im Oberbegriff des Anspruchs 1 ( EP 0 633 190 A ) definiert.
Aus der internationalen Patentanmeldung WO 92/12912 ist eine wiederbefüllbare Aerosolverpackung bekannt, die aus einer druckbeständigen zylindrischen Hülle und einem elastischen oder flexiblen, durch Druckeinwirkung deformierbaren Behälter besteht, der an den Kanten einer Hüllendeckelöffnung mit einem Verschlußmittel abgedichtet ist, das mit einem bei Aerosolverpackungen verwendeten Druckventil ausgestattet ist. Der elastische oder flexible Behälter teilt das Innere der Aerosolverpackung in zwei hermetisch voneinander abgedichtete Räume, wobei der im Inneren des flexiblen Behälters befindliche Raum mit einer Flüssigkeit mit einer geeigneten Viskosität gefüllt ist, während der Raum zwischen dem Behälter und der Verpackungshülle mit einem Treibgas gefüllt ist.
Eine derartige Aerosolverpackung ist in Bezug auf Aspekte des Umweltschutzes sehr vorteilhaft, weil diese keine Umweltemissionen freisetzt und die Verpackung einige hundert Mal neu benutzt werden kann. Eine einmal gekaufte Verpackung ist m. a. W. unvergänglich. Das einzige Problem bei dieser Verpackungsart ist deren Wiederbefüllung. Gegenwärtig werden Behälter unter Verwendung von Preßluft wieder gefüllt, wobei diese aufgepumpt werden. Dies ist aber ein langsames und ungenaue Füllverfahren, weil eine Volumenmessung der in die Verpackung gepumpten Flüssigkeit oder eine Messung des Druckes in der Verpackung mit einer ausreichenden Genauigkeit schwierig ist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu beseitigen. Eine besondere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neue Art einer Fülleinrichtung anzugeben, die es ermöglicht, wiederbefüllbare Aerosolverpackungen schnell und in genauer Weise wieder zu füllen.
Für die die Erfindung kennzeichnenden Merkmale wird auf die Ansprüche verwiesen.
Die erfindungsgemäße Fülleinrichtung zum Füllen einer wiederbefüllbaren Aerosolverpackung umfaßt einen Flüssigkeitsbehälter mit einem von dem Behälter über eine Pumpe in eine Düse führenden Flusskanal oder Strömungskanal, der in das Ventil einer Aerosolverpackung eingesetzt werden kann, um das Ventil zu öffnen und Flüssigkeit in den Flüssigkeitsraum der Aerosolverpackung zu übertragen. Die Pumpe ist mit einer Antriebseinrichtung verbunden, die vorzugsweise aus einem Elektromotor zu einem Drehen der Pumpe besteht. Erfindungsgemäß umfaßt die Füllvorrichtung eine Steuereinheit zum Steuern der mit der die Steuereinheit verbundenen Vorrichtung, die neben der Antriebseinrichtung mit einem gesteuerten, unmittelbar vor der Düse in dem Strömungskanal platzierten Ventil verbunden ist. Zusätzlich ist erfindungsgemäß ein mit der Steuereinheit verbundenes Durchflussmessgerät zum Messen des Volumenstromes zwischen der Pumpe und dem Ventil in dem Strömungskanal platziert. Weiterhin ist ein mit der Steuereinheit verbundener Starter zum Starten des Füllvorgangs, d. h. der Rotation der Pumpe und zum Öffnen des Steuerventils, vorgesehen. Erfindungsgemäß ist der Strömungskanal mit einem Durchflusswiderstand als Durchflussbegrenzer zum Vermindern eines vor allem im Anfangsstadium des Füllvorgangs überhöhten Flusses und eines Druckabfalls auf der Abgabeseite versehen. Der Druck an der Abgabeseite wird m. a. W. auf einem ausreichend hohen und einheitlichen Pegel gehalten, um eine hinreichend genaue Durchflussmessung zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist die verwendete Pumpe eine Druckpumpe, beispielsweise eine Zahnradpumpe, die Verwendung einer geeigneten Kreiselpumpe ist aber ebenfalls möglich.
Der Strömungskanal ist vorzugsweise mit einem Kontrollventil zum Vermeiden eines Druckabfalls im Gebiet des Durchflussmessgerätes bei einem Pumpenstopp ausgestattet. Es ist ebenfalls möglich, das Kontrollventil in der Pumpe anzuordnen. Das bedeutet, dass eine so konstruierte Pumpe verwendet wird, die selbst als ein Kontrollventil arbeitet.
Der in der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung verwendete Durchflussbegrenzer kann z. B. eine geeignete, den Flüssigkeitsfluß erlaubende Drosselvorrichtung sein, die es gleichzeitig ermöglicht, den Druckabfall im Anfangsstadium des Füllvorgangs innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten. Vorzugsweise ist die Drosselvorrichtung eine auf einer mechanischen Basis arbeitende Vorrichtung. Mit anderen Worten ist sie nicht mit der Steuereinheit der Vorrichtung verbunden, arbeitet jedoch, wenn sie einmal genau eingestellt ist, mit einer ausreichenden Genauigkeit.
Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung verwendet vorzugsweise einen separaten Schalter, beispielsweise einen Taster oder eine vergleichbare Einrichtung, mit dem die Füllvorrichtung gestartet wird, nachdem die wieder zu befüllende Aerosolverpackung an der Düse platziert worden ist. Es ist ebenfalls möglich, einen an der Düse selbst platzierten Starter zu verwenden. In diesem Fall wird die Vorrichtung automatisch gestartet, wenn das Düsenrohr in das Ventil der Aerosolverpackung eingesetzt wird. Andere Startertypen, beispielsweise ein Starterpedal, können bei der erfindungsgemäßen Füllvorrichtung ebenso verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung ist vorzugsweise mit Spülventilen ausgestattet, die zum Zwecke der Reinigung der Vorrichtungsfüllung das Hindurchleiten eines Spülmittels durch den Strömungskanal ermöglichen, z. B. dann, wenn die Wiederbefüll-Flüssigkeit gewechselt wird.
Weiterhin ist es innerhalb des Bereichs der Erfindung möglich, nach der Pumpe den Strömungskanal in mindestens zwei identische, durch die Steuereinheit getrennt voneinander gesteuerte und in die Düse führende Zweige aufzuteilen. In diesem Fall können derselbe Flüssigkeitsbehälter, dieselbe Pumpe und dieselbe Steuereinheit genutzt werden, um eine Mehrzahl von Aerosolverpackungen im wesentlichen simultan zu befüllen.
Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung ist vorzugsweise mit einer einstellbaren Rückkopplung ausgestattet, die als eine Druckausgleichseinrichtung auf der Abgabeseite dergestalt wirkt, dass bei einer kontinuierlich arbeitenden Pumpe der Druck in dem Strömungskanalabschnitt zwischen der Pumpe und dem gesteuerten Ventil auf einem stationären Maximum verbleibt. Weil der in Aerossolverpackungen verwendete Druck im allgemeinen im Bereich von 8–9 bar liegt und nicht für jede Verpackung und jede Flüssigkeit abgeändert werden muß, kann die in der Rückkopplungsleitung verwendete Druckausgleichseinrichtung eine mechanische und keine weitere Einstellung erfordernde Vorrichtung sein.
Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung kann von einer manuell betriebenen Ausführung sein. Dies bedeutet, dass die Aerosolverpackung in der Hand gehalten und gegen die Düse der Füllvorrichtung zum Wiederbefüllen gedrückt wird. Es ist weiterhin möglich, verschiedene Halter und Träger zu verwenden, auf welchen die Aerosolverpackung zum Wiederbefüllen platziert wird. Ebenso ist es möglich, eine Reihe verschiedener Abfülllinien zu verwenden, entlang derer sich die Aerosolverpackungen zu der Füllvorrichtung hin und von ihr weg bewegen.
Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung weist deutliche Vorteile im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen auf. Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung ermöglicht es, die Quantität der in die Aerosolverpackung eingefüllten Flüssigkeit während des Füllvorgangs genau zu messen, und macht es somit unnötig, die Verpackungen nach dem Wiederbefüllen zu kontrollieren oder zu wiegen. In der Praxis liegt die Meßgenauigkeit bei etwa 1%. Hierfür ist es unnötig, den Druck einer wieder befüllbaren Aerosolverpackung zu messen, und das Füllen kann sehr schnell ausgeführt werden. In Versuchen, die an Prototypen ausgeführt wurden, war eine Zeitdauer von etwa 5 s erforderlich, um eine Aerosolverpackung von 200 ml wieder zu füllen. Die erfindungsgemäße Füllvorrichtung erlaubt eine einfache und ökonomische Wiederverwendung von Aerosolverpackungen, z. B. bei einer Implementierung der Füllvorrichtung als eine automatische Maschine mit Münz- oder Kartenbetrieb, beispielsweise bei Servicestationen.
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die angefügte Figur genauer erläutert. Diese zeigt eine Darstellung einer mit der Erfindung bereitgestellten Füllvorrichtung.
Die in der Figur gezeigte Füllvorrichtung umfaßt einen Flüssigkeitsbehälter 1 mit einem Strömungskanal 6 von dem Behälter zu einer Zahnradpumpe 2, die durch einen elektrischen Motor 3 drehend bewegt wird. Von der Pumpe verläuft der Strömungskanal 6 weiter zu einem Kontrollventil 12 und weiterhin zu einem Durchflussmessgerät 10, hinter dem ein Druckmessgerät 13 mit dem Strömungskanal verbunden ist. Nach dem Druckmessgerät weist der Strömungskanal eine Drossel 9 und danach ein Magnetventil 8 mit einer Düse 4 auf, die mit jenem als unmittelbare Erweiterung verbun den ist. Der Aufbau der Düse kann in Abhängigkeit davon variieren, ob die zu befüllende Aerosolverpackung vom männlichen oder weiblichen Typ ist. Weiterhin umfaßt die Füllvorrichtung einen Starter 11 und Spülventile 14, die an beiden Enden des Strömungskanals 6 angeordnet sind.
Die Fülleinrichtung wird durch eine Steuereinheit 7 gesteuert, mit welcher der Motor 3, das Durchflussmessgerät 10, das Magnetventil 8, der Starter 11 und beide Spülventile 14 verbunden sind.
Wenn die Füllvorrichtung verwendet werden soll, werden die Drossel 9 und die Druckausgleichseinrichtung 15 auf die gewünschten Werte eingestellt, oder sie wurden allgemein auf geeignete Werte eingestellt und erfordern somit keine weitere Einstellungen mehr. Danach wird die gewünschte Füllmenge für das durch die Füllvorrichtung in die Aerosolverpackung bereitzustellende einmalige Flüssigkeitsvolumen in die Steuereinheit 7 einprogrammiert. Wenn der Behälter 1 eine ausreichende Menge der Füllflüssigkeit enthält, benötigt die Füllvorrichtung keine weitere Einstellungen, sondern steht bereit, Aerosolverpackungen wie im Folgenden beschrieben zu füllen.
Die Aerosolverpackung 5 wird gegen die Düse gedrückt. Mit anderen Worten wird das Düsenröhrchen der Düse in das Ventil der Aerosolverpackung eingesetzt, worauf der Starter 11 betätigt wird. Unter Steuerung durch die Steuereinheit 7 wird nun der Motor 3 gestartet und das Magnetventil 8 gleichzeitig geöffnet. Durch die Wirkung der Drossel 9 erfährt der in dem Druckmessgerät 13 herrschende Druck keinerlei wesentliche Veränderungen, obwohl das Ventil geöffnet ist. Aus diesem Grund kann die Menge der durch das Durchflussmessgerät strömenden Flüssigkeit sehr genau gemessen werden. Diese Flüssigkeitsmenge ist präzise dieselbe wie die von der Düse in die Aerosolverpackung abgegebene Flüssigkeitsmenge, weil der Raum zwischen den Kontrollventil 12 und dem Magnetventil 8 immer im wesentlichen auf dem gleichen Druck und immer mit Flüssigkeit gefüllt ist. Unmittelbar nach dem Magnetventil 8 folgt die Düse 4, deren Flüssigkeitsvolumen extrem klein ist und im Verhältnis zum Füllvolumen der Aerosolverpackung im allgemeinen nur einen Bruchteil eines Prozent beträgt.
Nachdem die programmierte Menge der Flüssigkeit durch das Durchflussmessgerät 10 geflossen ist, schließt die Steuereinheit das Magnetventil 8, und die Aerosolverpackung ist mit genau der gewünschten Menge der Füllflüssigkeit gefüllt. Zur gleichen Zeit wird der Motor 3 ebenfalls gestoppt, während etwaiger Überdruck über die Rückkopplungsverbindung 15 zur Saugseite des Motors zurück abgegeben wird. Das Kontrollventil 12 hält den Druck im Gebiet des Durchflussmessgerätes 10 und der Drossel 9 auf einem gleichbleibenden Pegel. Nachdem das Ventil 8 geschlossen wurde, wird die Aerosolverpackung von der Düse 4 abgenommen, und die nächste zu füllende Aerosolverpackung kann in entsprechender Weise mit ihr verbunden werden.
Wenn die Füllvorrichtung kontinuierlich zum Füllen einer größeren Anzahl von Aerosolverpackungen verwendet wird, ist es auch möglich, die Steuereinheit 7 so zu programmieren, dass der Motor 3 und die Pumpe 2 kontinuierlich laufen und die Steuereinheit nur das Magnetventil 8 am Beginn des Betriebes steuert und es, wie nach Maßgabe der durch das Durchflussmessgerät 10 gemessenen Durchflussmenge erforderlich, öffnet.
Oben wurde die Erfindung beispielhaft mit Hilfe der angefügten Figur beschrieben, aber verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind innerhalb des durch die Ansprüche festgelegten Bereichs möglich.

Claims

Füllvorrichtung zum Füllen einer wiederbefüllbaren Aerosolverpackung, wobei die Füllvorrichtung einen Flüssigkeitsbehälter (1), eine Pumpe (2) mit einer Antriebseinrichtung (3), eine Düse (4) zur Durchleitung einer Flüssigkeit in die Aerosolverpackung (5) und einen Flusskanal (6) zur Durchleitung von Flüssigkeit vom Flüssigkeitsbehälter in die Düse umfasst, wobei die Füllvorrichtung weiterhin eine Steuereinheit (7), mit welcher neben der Antriebseinrichtung (3) ein gesteuertes Ventil (8), das im Flusskanal (6) vor der Düse (4) platziert ist, verbunden ist, und einen Starter (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) weiterhin mit einem Flussmessgerät (10), des zwischen der Pumpe (2) und dem Ventil (8) platziert ist, verbunden ist und dadurch, dass der Flusskanal mit einem Durchflusswiderstand (9) ausgestattet ist, der vor dem Ventil (8) platziert ist.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flusskanal (6) mit einem Kontrollventil (12) versehen ist, das vor dem Flussmessgerät (10) platziert ist.
Füllvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollventil (12) zwischen der Pumpe (2) und dem Flussmessgerät (10) angeordnet ist.
Füllvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrollventil (12) sich in der Pumpe (2) befindet.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückkopplungsverbindung (15) über die Pumpe (2) vorgesehen ist, wobei die Rückkopplungsverbindung als Druckausgleichseinrichtung fungiert.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flusskanal mit einer Druckanzeige (13) versehen ist, die sich zwischen der Druckausgleichseinrichtung (9) und dem Kontrollventil (12) befindet.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Starter (11) ein separater Schalter ist.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Starter (11) in der Düse platziert ist, wobei er dadurch aktiviert wird, dass eine Aerosolverpackung gegen die Düse gedrückt wird.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden des Flusskanals (6) mit Spülventilen (14) versehen sind, um zu ermöglichen, dass der Flusskanal (6) in Zusammenhang mit einer Änderung in der Füllflüssigkeit gespült werden kann.
Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flusskanal (6) nach der Pumpe (2) in mindestens zwei identische Flusszweige geteilt ist, um zu ermöglichen, dass mindestens zwei Aerosolverpackungen im wesentichen gleichzeitig gefüllt werden können.