DE69820816T2

DE69820816T2 - Ventil zum füllen von Beuteln mit viskosen Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE69820816T2
Application number: DE69820816T
Authority: DE
Inventors: Gianfranco Angeli
Original assignee: Robino and Galandrino SpA
Current assignee: Robino and Galandrino SpA
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2018-07-03
Also published as: ITTO970649A1; HU9801613D0; IT1293462B1; HUP9801613A2; EP0894723A1; SK96298A3; EP0894723B1; DE69820816D1; ATE257112T1; PL327373A1; US5975163A; JPH1194111A; JP3822360B2; ES2213255T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Füll- oder Dosierventil zur Verwendung beim Füllen flexibler Beutel mit viskosen Flüssigkeiten wie z. B. mit Sahne, Joghurt, Honig, Fruchtsäften, Medikamenten und anderen viskosen Produkten.
Der Prozess des Füllens flexibler Beutel mit viskosen Substanzen, insbesondere Nahrungsmitteln, ist schwierig zu automatisieren. Zum Einen macht gerade die Viskosität des Materials eine Einspritzung unter Druck erforderlich. Zum Anderen ist es notwendig, dass zunächst im Beutel ein Vakuum hergestellt wird, um zu vermeiden, dass Luftblasen darin eingeschlossen werden. Schließlich erfordern Zweckmäßigkeitsüberlegungen, dass der Beutel nur bis zu einem bestimmten Niveau gefüllt wird, über dem eine sterile nicht oxidierende Atmosphäre (typischerweise Stickstoff) gebildet wird.
Diese Schritte sollten abgeschlossen werden unter gleichzeitigem Verhindern, dass das Produkt aus dem Beutel tropft und ihn verunreinigt, und dass es in unerwünschte Bereiche der Maschinerie läuft, um zu vermeiden, dass einerseits das Produkt ein Verstopfen der Leitung verursacht, was den Betrieb des Geräts nachteilig beeinflussen würde, und andererseits auch, dass sich Brutstätten für Bakterienvermehrung an Stellen entwickeln können, die schwer zugänglich und deshalb schwer zu reinigen sind. Bekannte Füllbeutel erreichen das eine oder andere der oben erwähnten Ziele, aber sie schaffen es im Allgemeinen nicht, alle Anforderungen zu erfüllen (siehe z. B. FR-A-2126870 und FR-A-2327147).
Die Hauptaufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Füllventils für flexible Beutel, durch das eine vorgegebene Dosis einer flüssigen Substanz selbst mit hoher Viskosität in einen Beutel gespritzt werden kann, unter vorausgehendem Saugen und nachfolgender Einleitung eines inerten Gases, wobei verhindert wird, dass das viskose Produkt auf den Beutel tropft und mit Teilen des Ventils in Berührung kommt, die nicht direkt zu seinem Weg gehören.
Die obige Aufgabe sowie andere Aufgaben und Vorteile wie sie z. B. aus der Offenbarung hervorgehen, werden durch die Erfindung mit einem Beutelfüllventil erreicht, das die im Anspruch 1, dessen Oberbegriff auf einer allgemein bekannten Vorrichtung beruht, angeführten Merkmale aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Ansicht in axialem Querschnitt eines Füllventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einem Ruhebetriebszustand ist;
2 eine Ansicht ähnlich der aus 1 in einem anderen Betriebszustand des Ventils ist; und
3 eine vergrößerte Ansicht in axialem Querschnitt eines Details einer Abwandlung der Ausführungsform aus 1 ist.
Unter Bezugnahme auf 1 weist ein erfindungsgemäßes Füllventil ein metallenes rohrförmiges Gehäuse 10 auf, das mittels eines Klemmrings 14 mit einem Ansatz 12 zusammengebaut ist. Das Gehäuse 10 ist am Boden in eine Montagehalterung 16 einer nicht dargestellten, im Stand der Technik bekannten und zum Füllen flexibler Beutel geeigneten Füllausrüstung oder -maschine geschraubt.
Das Gehäuse 10 hat einen inneren Hohlraum 18, der sich nach unten zu einem Hals 20 verjüngt, der auf einem Füllrohr 19 eines an sich bekannten flexiblen Beutels zu ruhen vermag. Ein Querkanal 21 mündet in den Hals 20 und führt zu einem Verbinder 22 zur Verbindung mit einer nicht gezeigten Vakuumpumpe.
Der Hohlraum 18 steht mit einer Produkt zuführenden Seitenleitung 23 in Verbindung, die durch eine nicht dargestellt Pumpe gespeist wird. Der Hohlraum 18 erstreckt sich nach oben in einen zylindrischen Kanal, wo eine Hülse 24 aufgenommen ist. In der mit Dichtungen 26 versehenen Hülse 24 ist ein hohler Bolzen 28 gleitend aufgenommen, der zum Verschließen des Halses 20 an seinem unteren Ende mit einem Dichtring 30 und zur oberen Anschlagsbegrenzung mit einem Absatz 32 versehen ist.
Eine Nadel 34 ist in dem hohlen Bolzen 28 verschiebbar aufgenommen. Die Nadel 34 ist teilweise von einer Scheide 36 umhüllt, die selbst in dem hohlen Bolzen 28 gegen die Reaktion einer Schraubendruckfeder 38 dichtend verschiebbar und an ihrem oberen Ende mit einer Mutter 40 versehen ist, die das obere Ende des hohlen Bolzens 28 verschiebbar zu umgeben vermag. Der Durchmesser der Nadel 34 ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Scheide 36, so dass ein Spalt gebildet wird, der mit einem Verbinder 42 zum Verbinden mit einer nicht dargestellten Stickstoffquelle in Verbindung steht.
Die Nadel 34 ragt durch eine Bohrung in der Spitze des hohlen Bolzens 28 nach unten und ist mit einem vergrößerten Kopf 35 versehen. Der nahe dem Kopf 35 gelegene Abschnitt der Nadel 34 ist mit Facetten versehen, damit Gas entlang der Bohrung strömen kann.
Ein Pneumatikzylinder 44 ist oben auf dem Ansatz 12 des Gehäuses 10 vertikal angebracht. Eine Kolbenstange 46 des Pneumatikzylinders 44 trägt an ihrem Ende integral ausgebildet einen pilzförmigen Hammer 48. Der Hammer 48 trägt auch elastisch, durch eine dazwischen angeordnete Schraubendruckfeder 50, einen Bügel 52, der an einer Nut 54 in der Scheide 36 hängt.
Nunmehr wird die Funktionsweise des oben beschriebenen Füllventils unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Nach dem Anstoßen des Füllrohrs des zu füllenden Beutels gegen die erweiterte Mündung des Halses 20 und während der Bolzen 28 gegen seinen trichterförmigen Sitz abgesenkt bleibt, um den Hals 20 abzusperren, wird an den Verbinder 22 ein Saugdruck angelegt, um im flexiblen Beutel einen Unterdruck zu schaffen. Am Ende dieses Schrittes wird das Saugrohr des Beutels durch ein nicht gezeigtes Mittel in den Hals 20 geschoben, wodurch der Querkanal 21 abgedeckt wird.
Dann wird der Pneumatikzylinder 44 angetrieben, um die Stange 46 und folglich, durch den dazwischen angeordneten Bügel 52, die Scheide 36 und die Nadel 34 zu heben, bis der vergrößerte Kopf 35 der Nadel 34 an der Spitze des Bolzens 28 anstößt und ihn nach oben zieht, wodurch der Bolzen von seinem Sitz weggedrückt wird und Flüssigprodukt aus dem Hohlraum 18 in den Hals 20 und von dort in das Füllrohr eingespritzt werden kann.
Nachdem die gewünschte Dosis des Flüssigprodukts eingeleitet worden ist, wird die Stange 46 abgesenkt, so dass der Hammer 48 die Nadel 34 nach unten drückt und unmittelbar danach, nach dem Zusammendrücken der Feder 38 bis zum Anstoßen des Kopfes der Scheide 36 an der Oberseite des Bolzens 28, auch Letzteren verschiebt, bis er an seinen trichterförmigen Sitz stößt, um jegliche Verbindung zwischen dem Hohlraum 18 und dem Hals 20 zu unterbrechen, während sich der Kopf 35 der Nadel 34 wieder von der Spitze des Bolzens 28 weg bewegt. Nun wird durch den Verbinder 42 Stickstoff eingeblasen. Der Stickstoff strömt entlang des Spaltes zwischen der Nadel 34 und der Scheide 36 und entlang der Facetten 37 der Nadel und schließlich durch den Hals 20 und in den Beutel, wodurch er jegliche Spuren des Produkts, die möglicherweise an den freien Wänden des Halses 20, an der Spitze des Bolzens 28 oder am vergrößerten Kopf 35 der Nadel 34 anhaften, in den Beutel zurückdrängt.
Aus der obigen Offenbarung ist ersichtlich, dass das Flüssigprodukt während des Betriebszyklus zu jeder Zeit streng auf den Hohlraum 18 und den Hals 20 (und den Beutel selbst) beschränkt ist.
Wird am Kanal 21 ein Saugdruck angelegt, sperrt der Bolzen 28 den Hohlraum 18 vom Hals ab, und es besteht keine Möglichkeit, dass Spuren des Produkts zusammen mit Luft angesaugt werden. Anschließend verschließt der Kopf 35 der Nadel 34, bevor der Bolzen 28 angehoben wird, um das Flüssigprodukt aus dem Hohlraum 18 in den Hals 20 fließen zu lassen, die vordere Bohrung am Bolzen 28, während das Beutelfüllrohr bereits vollständig in den Hals 20 eingetreten ist und somit den Kanal 21 verschließt. Wird schließlich der Bolzen 28 wieder abgesenkt und bewegt sich der Kopf 35 von ihm weg, verhindert der Stickstoffdruck jeglichen Rückstrom im Bolzen nach oben.
3 zeigt den Anschlussabschnitt einer Abwandlung des Füllventils. Bezüglich aller nicht dargestellten Aspekte der Abwandlung gemäß 3 ist diese ähnlich der 1, und für entsprechende Teile werden dieselben Bezugszeichen verwendet.
Bei der Abwandlung ist der Bolzen 28 mit dem Bolzen von 1 identisch, jedoch wird sein in den Hohlraum 18 des Gehäuses 10 ragender Endabschnitt in einem rohrförmigen Vorsprung 100 geführt, der eine Laufbuchse 102 aufweist und entlang seinem Umfang mit einer Reihe von Öffnungen 104 versehen ist, um eine Strömung vom Hohlraum 18 zum Anschlusshals 20 zu ermöglichen. Das Ventil und seine Funktionsweise sind darüber hinaus identisch mit dem oben Offenbarten.
Obwohl der Bolzen 28 aus 1 in den Hohlraum 18 ragt, wird der Bolzen in der Abwandlung gemäß 3 über seine gesamte Länge und in allen Stellungen geführt und ist deshalb stabiler und neigt weniger zu Schwingungen und Klemmen, was in bestimmten Betriebszuständen auftreten kann.

Claims

Beutelbefüllventil für Flüssigprodukte, insbesondere viskose Produkte, mit einem Gehäuse (10) mit einem Hohlraum (18), dem das Flüssigprodukt zugeführt werden kann und der in einen Anschlusshals (20) mündet, der zum Aufschieben auf ein Beutelfüllrohr ausgeführt ist, Mitteln (22) zum Anlegen eines Vakuums an das Füllrohr, Mitteln zum Einführen einer vorgegebenen Dosis des Flüssigproduktes in das Füllrohr und Mitteln zum Einleiten einer Dosis eines inerten Gases in das Füllrohr, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Einführen einer Dosis des Flüssigproduktes und die Mittel zum Einleiten einer Dosis des inerten Gases in Kombination aufweisen: – einen hohlen Bolzen (28) mit einer Bohrung in seiner Spitze, wobei der Bolzen im Gehäuse zwischen einer Halsverschlussposition und einer Position, in der seine Spitze von der Halsmündung entfernt ist, gleitend verschiebbar ist; – eine Nadel (34), die axial im Bolzen gleitend verschiebbar ist und im Anschlusshals durch dessen Anschlussbohrung mit einem vergrößerten Kopf (35) hervorragt, wobei die Nadel durch elastische Mittel (38) in eine Position vorgespannt ist, in der der vergrößerte Kopf an der Spitze des Bolzens anliegt; und – Antriebsmittel (44) zum Entfernen des Bolzens und der Nadel aus dem Anschlusshals, um diesen mit dem Innenhohlraum des Gehäuses zu verbinden, und zum anschließenden Bringen des Bolzens in die Nähe des Halses, um die Verbindung zu trennen und die Nadel zu verschieben und ihren vergrößerten Kopf vom Bolzen weg zu bewegen, wobei der Nadelabschnitt benachbart dem vergrößerten Kopf kleiner ist als die Bohrung, so dass in den hohlen Bolzen eingeleitetes Gas hindurchströmen kann.
Füllventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (34) in einer Scheide (36) innerhalb des hohlen Bolzens (28) gleitend verschiebbar aufgenommen ist, und dass die Scheide eine mit einem inneren Spalt zwischen der Scheide und der Nadel in Verbindung stehende Öffnung für die Zufuhr eines inerten Gases hat.
Füllventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel (38) eine Schraubendruckfeder umfassen, die zwischen einem inneren Absatz in dem Bolzen und einem äußeren Absatz in der Scheide angeordnet ist.
Füllventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (44) einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder mit einer Kolbenstange (46) aufweisen, die mittels eines Bügels (52) in eine Nut (54) in der die Nadel haltenden Scheide einhaken kann.
Füllventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein an eine Vakuumpumpe anschließbarer Querkanal (21) in den Anschlusshals mündet.