DE69728024T2

DE69728024T2 - Ventil mit gesteuertem Verschlussorgan zur dosierten Abgabe von Flüssigkeiten in automatischen Maschinen zum Füllen von Behältern und dergleichen

Info

Publication number: DE69728024T2
Application number: DE69728024T
Authority: DE
Inventors: Mario Ronchi
Original assignee: RONCHI MARIO SpA GESSATE; Ronchi Mario SpA
Current assignee: RONCHI MARIO SpA GESSATE; Ronchi Mario SpA
Priority date: 1996-12-23
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2017-12-20
Also published as: US5954086A; EP0850838B1; ES2213799T3; EP0850838A1; DE69728024D1; IT1289515B1; ITMI962730A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit steuerbarer Verschlusseinrichtung für die dosierte Abgabe von Fluiden unter Druck in automatischen Maschinen zur Befüllung von Behältern und dergleichen.
In dem technischen Gebiet, das sich auf die automatische Befüllung von Behältern verschiedener Typen, Größe und Form bezieht, ist es bekannt, automatische Befüllungsmaschinen zu verwenden, die mittels gesteuerter Ventile, die Abgabeauslässen zugeordnet sind, eine vorbestimmte dosierte Menge des Fluids abgeben können, das dem leeren Behälter zugeführt werden soll, der durch Fördereinrichtungen verschiedener Typen so befördert wird, dass er dem Auslass gegenüberliegt.
Es ist außerdem bekannt, dass die Fluide, die den zu füllenden Behältern zugeführt werden sollen, physikalische und chemische Merkmale haben können, die sehr verschieden voneinander sind und somit die Notwendigkeit zur Schaffung einer speziellen Ventil-/Auslasseinheit für jeden Fluidtyp bestimmen.
Andererseits muss auf diese Weise zum Beispiel im Fall viskoser Produkte der Auslass eine Abgabedüse haben, die eng, aber mit einem strangbrechenden Element ausgestattet ist, das verhindert, dass der Produktstrang, der am Ende jeder Abgabeoperation vom Auslass hängen bleibt, zwischen einen Behälter und den nächsten gezogen wird.
Zusätzlich zu den Auslässen des bekannten Typs gibt es das Problem, das von der Notwendigkeit, die Produktzufuhr zur Maschine unter Druck zu unterbrechen, herrührt, um in der Lage zu sein, ein Auswechseln des Auslasses selbst auszuführen, wenn es eine Veränderung im Produkttyp gibt, ohne Verluste des Letzteren zu verursachen.
Der Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in EP-A-0 095 651 offenbart.
Deshalb ist das technische Problem, das sich stellt, jenes der Schaffung einer Fluidabgabevorrichtung für automatische Befüllungsmaschinen, die in einer präzisen und wiederholbaren Weise mit irgendeinem Fluidtyp funktionieren kann, den Abgabeauslasstyp abhängig von dem spezifischen Fluid leicht auszuwechseln ermöglicht und mittels automatischer Programmierung und Steuereinrichtungen betrieben und gesteuert werden kann.
Innerhalb dieses Problemkreises ist ein weiteres Erfordernis, dass die Vorrichtung leicht und kostengünstig auf Maschinen des bekannten Typs zu installieren sowie für die Abgabe von Lebensmittelprodukten und dergleichen innen leicht zu reinigen und zu sterilisieren ist.
Diese technischen Probleme werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Ventil gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ferner können Einzelheiten aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Beispiels einer Ausführungsform der Erfindung entnommen werden, die mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung gegeben wird, wobei:
1 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Ventils gemäß dem Stand der Technik in der geschlossenen Position im Längsschnitt zeigt;
2 den Schnitt von 1 mit dem zur Abgabe offenen Ventil zeigt;
3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung in der geschlossenen Position im Längsschnitt zeigt und
4 den Schnitt von 3 mit dem zur Abgabe offenen Ventil zeigt.
Wie in 1 veranschaulicht, ist ein Ventil 10, das gemäß dem Stand der Technik für das Verständnis der Erfindung verwendet wird, auf einer automatischen Befüllungsmaschine montiert, die schematisch durch eine Scheibe 1, an der das Ventil selbst starr befestigt ist, sowie durch ein Verbindungsstück 2, das so gestaltet ist, dass es am oberen Ende mit dem Leitungsnetz 3 für die Verteilung des abzugebenden Fluids und am unteren Ende mit der Leitung 4, die das Fluid selbst dem Ventil 10 zuführt, verbunden ist, dargestellt ist.
Das Ventil 10 ist im Wesentlichen aus einem oberen Körper 11a und einer unteren Abdeckung 11b zusammengesetzt, die miteinander durch Schrauben 11c oder dergleichen verbunden sind.
Der obere Körper 11a besitzt einen koaxialen Hohlraum, der einen Zylinder 12a mit einem darin gleitenden Kolben 12b bildet, dessen Stange 12c sich ins Innere der unteren Abdeckung 11b des Ventils erstreckt. Der Kolben 12b kann in beiden Richtungen mittels zugeordneter Zufuhrquellen 15a, 15b für Fluid unter Druck betätigt werden, wobei der Kolben 12b gegen die Schubwirkung einer Sicherheitsfeder 16 angehoben wird, die das Ventil normal geschlossen hält.
Die Abdeckung 11b hat einen im Inneren ausgebildeten Hohlraum 13, der mittels einer Öffnung 13a, die in den Abgabeauslass 20, der im Einzelnen unten beschrieben ist, mündet, nach außen geöffnet ist.
Der Schaft 114a der Verschlusseinrichtung 114, die zum Öffnen/Schließen der Abgabeöffnung 13a bestimmt ist, ist in der Stange 12c des Kolbens eingesetzt, der innen hohl ist.
Das Ventil hat außerdem eine im Inneren angeordnete Dichtungsmembran 17, durch die die Verschlusseinrichtung 114 hindurchgeht und die notwendig ist, um das Fluid von der Außenseite isoliert zu halten, wie es im Fall von Lebensmittel- oder pharmazeutischen Produkten erforderlich ist.
Schließlich kann ein Auslass 20, der für den besonderen in den Behälter abzugebenden Fluidtyp geeignet ist, auf das Ventil 10 entsprechend der Erfindung montiert werden.
Das Ventil arbeitet in der folgenden Weise:
Wenn sich das Ventil im geschlossenen Zustand befindet (1), steht der Kolben 12b durch die Zufuhrquelle 15b unter Druck, was gleichzeitig die Entleerung der Zufuhrquelle 15a bewirkt sowie die Verschlusseinrichtung 114 nach unten drückt und die Abgabeöffnung 13a schließt; auf diese Weise kommt das durch die Leitung 4 der Befüllungsmaschine zugeführte Fluid unter Druck innerhalb der Kammer 13 der Abdeckung 11b des Ventils zum Stillstand.
Wenn das Maschinensteuerprogramm die Abgabe freigibt, wird der Zylinder 12a durch die Zufuhrquelle 15a gefüllt und der Einlass 15b entleert, was bewirkt, dass sich die Verschlusseinrichtung 114 wieder nach oben bewegt, dadurch die Öffnung 13a des Ventils geöffnet wird, um das in der Kammer 13 vorhandene Fluid ausfließen zu lassen.
Das Fluid, das durch den Spezialauslass 20 hindurchgeht, tritt in den Behälter 5 ein, wobei die Zufuhr und Entleerung der Zufuhrquellen 15a, 15b umgekehrt wird, wenn das Steuerprogramm die Abgabe der korrekt dosierten Menge festgestellt hat, was die Abwärtsbewegung der Verschlusseinrichtung 14 und folglich ein Schließen des Ventils bewirkt.
1 zeigt eine Ausführungsform des Ventils gemäß dem Stand der Technik, welches für die Abgabe von dichten und viskosen Fluiden besonders geeignet ist, was einen gleichzeitigen Vorgang, der die Unterbrechung bei der Abgabe und beim Abschneiden des Produktstrangs am Abgabeauslass einschließt, erfordert, um so ein Langziehen des Produktes selbst zu vermeiden.
Wie gezeigt ist, ist die Verschlusseinrichtung 114 des Ventils 10 durch einen Schaft 114a, der in einem stumpfen Kopf 114c, der einen etwas kleineren Durchmesser als die Düse 201 des auf das Ventil montierten Auslasses 200 hat, endet, nach unten axial verlängert.
Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, bewirkt eine Abwärtsbewegung der Verschlusseinrichtung 114 das gleichzeitige Schließen der Öffnung 13a und das Abschneiden des abgegebenen Produktstrangs 60 durch den Kopf 114b, der in die Düse 201 eindringt.
Die 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform des Ventils gemäß der Erfindung, das besonders für dichte und fadenziehende Produkte geeignet ist: Unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen des Ventils der 1 für die gemeinsamen Teile enthält die Verschlusseinrichtung in diesem Fall einen zylindrischen Stab 1114b, der im Wesentlichen zylindrisch ist und dessen nicht eingespanntes Ende einen Kopf 1114c hat, der dazu bestimmt ist, in dem Moment, in dem die Abgabe unterbrochen wird, sowohl die Abdichtung als auch das Abschneiden des Produktstrangs 600, der dem Behälter 5 zugeführt wird, auszuführen.
Die Arbeitsweise des Ventils bleibt in diesem Fall ebenfalls unverändert.
Es ist deshalb klar, wie das Verschlusseinrichtungsventil gemäß der Erfindung ermöglicht, das Fluid, das dem zu füllenden Behälter zugeführt werden soll, in einer äußerst präzisen und zuverlässigen Weise zu regulieren und überdies ermöglicht, das Ventil infolge der leichten Austauschbarkeit der Verschlusseinrichtung in einer äußerst einfachen Weise den besonderen physikalischen und chemischen Merkmalen des abzugebenden Produktes anzupassen.

Claims

Ventil (10) für die dosierte Abgabe eines fließfähigen Materials (60; 600), das Behältern (5) und dergleichen zugeführt werden soll, mit – einem vertikal ortientierten Körper (11a), an dem ein Zylinder (12a) ausgebildet ist, der mit einem nach unten verlaufenden Durchlass versehen ist, – einem Kolben (12b), der in dem Zylinder (12a) verlagerbar ist und eine durch den Durchlass verlaufende Stange (12c) besitzt, – einer Schließabdeckung (11b), in der eine Kammer (13), der das fließfähige Material (60; 600) zugeführt wird, das an die Behälter (5) abzugeben ist, und eine Öffnung (13a), die auf den Durchlass axial ausgerichtet ist, um das Material aus der Kammer (13) zu entleeren, ausgebildet sind; – einer Verschlusseinrichtung (114; 1114), die zum Öffnen/Schließen des Ventils in beiden Richtungen betätigt werden kann, in einem Zustand, in dem sie an der Stange (12c) befestigt ist, austauschbar ist und sich durch die Kammer (13) erstreckt, um die Öffnung (13a) zu verschließen, wobei die Verschlusseinrichtung (114; 1114) einen koaxialen Schaft (114b) besitzt, der ohne gegenseitige Störung durch die Öffnung (13a) verläuft, wobei der Schaft (114b; 1114b) unter der Öffnung (13a) einen im Wesentlichen zylindrischen Kopf (114c; 1114c) besitzt; und einem Auslass (200), der mit der Abdeckung (11b) lösbar und abdichtend gekoppelt werden kann, wobei an dem Auslass (200) eine Düse (201) ausgebildet ist, die mit dem Kopf (114c; 1114c) zusammenwirkt, um das Abschneiden des abgegebenen Produkts, das aus der Düse (201) austritt, und das Abdichten der Düse (20l), wenn die Abgabe durch die Bewegung der Verschlusseinrichtung in die geschlossene Position blockiert ist, auszuführen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (114) einen erweiterten Abschnitt (1114c) aufweist, der die Öffnung (13a) der Kammer (13) abdichtend verschließen kann.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mittels Zuführungs-/Entleerungsleitungen (15a, 15b) in beiden Richtungen betätigt werden kann.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückkehr-Aufwärtsbewegung des Kolbens (12b) entgegen der Schubwirkung einer Fe der (16) erfolgt.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse eine zylindrische Hülse umfasst, die die Verlängerung mit Zwischenraum umgibt und ein nach innen zulaufendes Ende besitzt, an dem der Auslass ausgebildet ist.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer zu dem Auslass zuläuft.
Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichtungsmembran umfasst, die zwischen der Verschlusseinrichtung und dem Kolben und zwischen der Abdeckung und dem Zylinder in Eingriff ist.