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Verfahren zum Füllen von Behältern mit pulvrigem Gutund Einrichtung
zur Ausübung des Verfahrens Es wurde festgestellt, daß pulvriges Gut leicht unter
dem Einfluß eines Differential-Gasdruckes in wirtschaftlicher Weise in Behälter
eingefüllt werden kann, wobei der größte Teil der normalerweise in den Behälter
miteingeführten Luft aus diesem
herausbewegt wird. Ein derartiges
Binfullverfahren ermöglicht nicht nur eine Erhöhung des Gewichtes eines gegebenen
Produktes, das in einen Behälter mit gegebenem Volumen gepackt werden kann, sondern
auch, da das Einheitsgewicht des pulverförmigen Gutes pro gegebenem Volumen in erster
Linie von der Menge der miteingeführten Luft abhängt und da die größte Menge dieser
miteingeführten Luft entfernt wird, ein sehr genaues Gewicht zu erreichen.
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Das Einfüllen unter Verwendung eines Differential-Gasdruckes war
jedoch auf das vollständige Anfiillen eines Behälters beschränkt. Daraus ergibt
sich, daß die Größe des Behaltes, der unter Verwendung von Differential-Gasdruck
gefüllt werden kann, durch die Größe der Vorrichtung oder durch die Notwendigkeit
einer großen Anzahl von Füllvorgängen beschränkt war. Auf diese Weise gab es, obwohl
das Füllen von Behältern unter Verwendung von Differential-Gasdruck in vielen Fällen
Vorteile erbrachte, Begrenzungen bezüglich der Kapazität.
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Es ist leicht verständlich, daß ein Hersteller von Fülleinrichtungen,
die nach diesem Verfahren arbeiten, es sich nicht finanziell erlauben kann, eine
sehr große Anzahl von Fulleinrichtungen unterschiedlicher GröBe zu bauen und es
ist daher vom wirtschaftlichen Standpunkt aus gesehen, günstiger, daß nur einige
unterschiedliche Größen von Fülleinrichtungen zum Füllen sämtlicher Behältergrößen
genügen.
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'Die Erfindung bezweckt daher, in erster Linie, eine
Fülleinrichtung
zum Füllen von Behältern mit pulverfdrmigem Gut unter Verwendung eines Differential-Gasdruckes
zu schaffen, die nicht bezüglich der Kapazität durch die Größe einer Kammer beschränkt
ist, die während der vollen Wirkung des Differential-Gasdruckflusses verwendet wird.
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Die Erfindung bezweckt ferner, eine Fülleinrichtung zu schaffen,
die eine Grole besitzt, wie sie bisher zum Füllen von relativ kleinen Behältern
benutzt wurde, deren Kapazität jedoch um ein Vielfaches ohne Verluste an Wirksamkeit
im endfüllvorgang erhöht wurde.
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Die Erfindung bezweckt ferner eine Fülleinrichtung g zum Füllen von
Behältern unterschiedlicher Größen mit pulverigem Gut zu schaffen, die mit einem
Vorratstrichter entweder zum ununterbrochenen oder intermittierenden Zuführen von
pulvrigem Gut verbunden ist und der mit einer Ventilkonstruktion versehen ist, bei
der das pulvrige Gut anfänglich durch die Fülleinrichtung nur unter dem Einfluß
der Schwerkraft zu fließen vermag, wonach ein etwa bis zum Rand gefüllter Behälter
weiter durch die Zuführung von zusätzlichem pulvrigem Gut unter dem Einfluß eines
Gasdruckes im Endfüllvorgang gefüllt werden kann, wobei die in den Behälter miteingeführte
Luft oder ein Gas aus diesem herausgefördert, so daß Raum für zusätzliches Gut im
Behälter geschaffen wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine Fülleinrichtung
der besagten Art oberhalb des gebräuchlichen Magazins der Fülleinrichtung ein zusätzliches
Ventil vorgesehen, wodurch ein Behälter zuerst entweder durch Schwerkraft oder unter
Vakuumeinfluß gefüllt werden kann, wonach das besagte Ventil geschlossen werden
kann, um einen NachfUllvorgang unter Verwendung von Differential-Gasdruck stattfinden
zu lassen, für den die Fülleinrichtung ursprunglich ausgelegt worden ist, wobei
die im Behälter vorhandene Luft herausgefuhrt und zusätzliches Gut in diesen eingebracht
wird, so daß in dem Behälter, wobei dieser nicht nur mit mehr Gut als durch die
Schwerkraftfullung angefüllt worden ist, das Gewicht pro Volumeneinheit des Behälters
genau eingehalten werden kann.
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Die Erfindung bezweckt ferner, eine mit mehreren Köpfen versehene
FUlleinrichtung zum Füllen großer Behälter zu schaffen, der während des Füllvorganges
in den Behdlter hineinragende Sonden umfaßt, um aus dem Behälter Luft oder andere
Gase zu entfernen, die im pulvrigen Gut während des Füllens des Behälters enthalten
sind, wodurch eine größere Menge von diesem pulvrigem Gut in einen Behälter gegebener
Größe eingebracht werden kann, wobei das Gewicht der FUllung in dem Behälter nur
durch den Fullvorgang extrem genau ist, und wobei der FUllkopf von einer Konstruktion
ist, bei der
die Verwendung von Skalen zum Prüfen der eingefüllten
Menge nicht erforderlich ist.
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Bis jetzt wurde angenommen, daß eine Maximalfüllung nur durch Verwendung
eines vollkommenen Differential-Gasdruckfüllvorganges erreicht werden konnte. Nun
wurde jedoch festgestellt, daß ein unerwartetes Strömungsphänomen eintritt, wenn
ein Behälter mit pulvrigem Gut lose angefüllt worden ist und es wurde versucht,
durch einen Differential-Gasdruck-Füllvorgang zusätzliches pulvriges Gut in den
Behälter einzubringen. Mit der erfindungsgemäßen Fülleinrichtung erfolgt. ein Stoß
des pulvrigen Gutes gegen das lose in den Behälter eingebrachten Gutes mit dem Ergebnis,
daß sich das zugefügte pulvrige Gut durch das vorher lose im Behälter befindliche
hindurchbohrt und auf den Boden des Behälters vordringt und danach seinen Weg umkehrt.
Dieser Stromungsvorgang resultiert aus dem aufwärts gerichteten Strom, der im pulvrigen
Gut enthaltene Luft oder Gase, so daß gleichzeitig ein zusätzliches Einbringen von
pulvrigem Gut in den Behälter und ein Austreiben des im lose eingefüllten Gut enthaltenden
Gases erfolgt, so daß ein Füllvorgang eine Kapazität und eine Gewichtsgenauigkeit
erbringt, die etwas gleich derjenigen ist, die bei einem vollständigen Differential-Gasdruck-Füllvorgang
möglich ist.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Füllen von groBen
Behältern mit pulvrigem Gut, mit den Verfahrensschritten, einen Behälter durch einen
mittels Schwerkraft erzeugten Strom eines pulvrigen Gutes, das aus einer Vorratsquellegefuhrt
wird, etwa bis zu seinem Rand lose anfüllen, eine Menge des pulvrigen Gutes in der
Fülleinrichtung einschließen und danach diese Menge aus der Fülleinrichtung in den
bereits durch Schwerkraft angefüllten Behälter durch einen Differential-Gasdruck
einbringen und dabei eine große Menge der beim losen Einfüllen des pulvrigen Gutes
in den Behälter gelangten Luft aus diesem heraustreiben und die herausgetriebene
Luft durch zusätzliches pulverförmiges Gut aus der in der Fülleinrichtung eingeschlossenen
Menge zu ersetzen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können nach diesem Verfahren
grole Behälter mit einer für relativ kleine Kapazitäten ausgelegten Fiilleinrichtung
gefullt werden, indem in dem zu füllenden Behdlter ein Vakuum erzeugt wird, danach
durch Schwerkraft pulvriges Gut in den Behdlter einbringen, wobei eine große Menge
der normalerweise in dem pulvrigen Gut enthaltenden Luft oder Gase beim Eintritt
in den Behälter herausbewegt werden, Einschließen einer Menge des pulvrigen Gutes
in der Fülleinrichtung, danach durch Differential-Gasdruck einen weiteren Zustrom
von pulvrigem
Gut in den Behilter erzeugen, bei dem weitere in den
Behälter eingeführte Luft herausbewegt wird, um eine größere Verdichtung des Gutes
im Behälter und ein genaues Gewicht pro Volumeneinheit der FEllung zu bewirken.
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Gemäß der Erfidnung kann der unter EinfluB von Differential-Gasdruck
erfolgende Endfüllvorgang durch ein Vakuum allein erfolgen, wobei der dem Vakuum
entgegenwirkende atmosphärische Druck den Druckunterschied (Differentialdruck) erzeugt.
Der Druck kann jedoch auch ein über dem atmosphärischen Druck liegender allein oder
eine Kombination von einem Aber dem atmosphärischen Druck liegenden und ein Vakuum
sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher
erläutert, die ein Ausführungsbeispiel einer erfindungagemåBen FUlleinrichtung darstellt.
In dieser Zeichnung zeigt : Fig. 1 eine schematische Ansicht, aus der zu ersehen
ist, wie ein Behälter mit einer Kapazität, die größer als diejenige des Magazines
der Fülleinrichtung ist, mit pulverförmigem Gut unter Verwendung einer erfindungsgemäßen
Einrichtung angefüllt werden kann ;
Fig. 2 einen Längsschnitt durch
die Fülleinrichtung und den in Fig. 1 dargestellten Behilter ; Fig. 3 eine schematische
Darstellung, aus der zu ersehen ist, wie ein Behälter zuerst entweder durch die
Schwerkraft oder unter dem Einfluß eines Vakuums und der Schwerkraft mit pulverförmigem
Gut angefüllt werden kann, wobei in dem Behälter eine unerwunschte Menge von Luft
oder anderen Gasen angesammelt worden ist ; Fig. 4 eine schematische der Fig. 3
entsprechende Ansicht, aus der zu ersehen ist, daß wdhrend des sich anschließenden
Endfüllvorganges, der unter dem Einfluß eines Differential-Gasdruckes erfolgt, das
dem Behälter zugeführte pulverförmige Gut abwärts durch das lose im Behälter liegende
pulverförmige Gut hindurchdringt und seine Flußrichtung dann umkehrt, nachdem es
über den Boden des Behlters geflossen ist, um aufwärts zu fließen und den Boden
des BehElters anzufiillen, wobei dieses Gut die in den zuerst eingefüllten
pulverförmigen
Gut enthaltene Luft oder andere Gase heraustreibt ; Fig. 5 eine Teilansicht einer
mit mehreren Köpfen versehenen Fülleinrichtung zum ? dllen großer Behalter, wobei
ein Teil des BehElters aufgebrochen dargestellt ist, um die Luft oder andere Gase
herausführenden Sonden zu zeigen ; Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 in Fig.
5 ; Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 in Fig. 5; Fig. 8 einen Schnitt nach
der Linie 8-8 in Fig. 5 und Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 99 in Fig. 5.
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In Fig. 1 und 2 ist eine FUlleierichtung dargestellt. Diese Fülleinrichtung
umfaßt einen pulverförmigen Gut aufnehmenden Vorratstrichter 10 zum Zuführen dieses
pulverförmigen Gutes durch Schwerkraft. Dieser Tricher 10 umfaßt ein unteres Rohr
11 das mit einem den Zufluß steuernden und als Ganzes mit 12 bezeichnetes Ventil
angeschlossen ist. Das Ventil 12
klemmt, von denen nur eine dargestellt
ist. Der den Durchfluß steuernde Kopf 15 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einem nach unten gerichteten und mit Innengewinde versehenen Vorsprung 24 versehen,
in den eine Muter 25 eingeschraubt ist. Diese Mutter 25 dient zum Festlegen eines
verstärkten unteren Randes 26 des Ventile 19 und klemmt ferner den inneren Rand
eines tellerartig geformten Filterschirms 27 an dem Vorsprung 24 fest. Der untere
Teil des den DurchfluR u) (teuernden Kopfes 15 ist mit einer ringförmigen Dichtung
28 versehen, die so ausgebildet ist, daß sie das obere Ende des Behälters 16 abdichtet.
Der äuBere Randteil des Filterschirmes 27 übergreift die Dichtung 28 und ist zwischen
der Dichtung 28 und einem oberen Dichtungsteil 30 dicht festgeklemmt. Der den Durchfluß
steuernde Kopf 15 ist faner mit einem ringförmigen Kanal 31 versehen, der mit dem
Filterschirm 27 in Verbindung steht. Dem ringförmigen Kanal 31 wird durch ein Rohr
32 Luft zugeführt oder von ihm abgesaugt, wobei, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist,
dieses Rohr 32 mit einem Ventil 33 in Verbindung steht.
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An das Ventil 33 sind zwei Rohre 34 und 35 angeschlossen.
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In Abhangigkeit vom Arbeitsvorgang wird entweder das Rohr 34 oder
35 angeschlossen. Normalerweise wird jedoch das Rohr 34 f an eine Druckwelle angeschlossenq
wodurch Luft zurück durch den Filterschirm zur Reinigung desselben geblasen werden
kann.
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In den meisten Fällen wird das Rohr 35 mit einer unterdruckwird
später
näher erläutert. An dieses, den DurchfluB steuerndes Ventil 12 ist eine Differential-Gasdruck-Fülleinrichtung
angeschlossen, die als Ganze mit 13 bezeichnet ist. Die Fülleinrichtung 13 umfaßt'einoberesMagazin14und
einen unteren, den Durchfluß steuernden Kopf 15r Ein Behälter 16 mit einer großen
Kapazität ist dicht mit dem unteren Ausflußende der Fülleinrichtung 13 verbunden,
wobei der Behälter 16 von einem schematisch dargestellt ten und vertikal bewegbaren
Träger 17 getragen ist. Es muß hervorgehoben werden, daß, gemaß der Erfindung, der
Behaleter 16 gober als das Magazin 14 ist. Die Verwendung der Fülleinrichtung 13
ist jedoch nicht auf derartige große Behälter beachrdnkt, wie er bei 16 dargestellt
ist. Dies wird apäter näher erläutert werden.
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Wie am bestens aus Fig. 2 zu entnehmen ist, besitzt der den Durchfluß
steuernde Kopf 15 einen sich nach unten hin verjüngenden, konischen Kanal 18. Dieser
konische Kanal 18 umfaßt ein konisches Ventil 19, daß an seinem oberen Ende mit
einem vergrößerbaren Sperring 20 versehen ist, der durch einen Kragen oder Ring
21 festgeklemmt ist. Der Kragen oder Ring 21 liegt in einem oberen, im oberen Ende
des den Durchfluß s-teuernden Kopfes 15 ausgebildeten Sockel 22 und ist durch mehrere
Schrauben 23 lösbar festgeerzeugenden
Quelle verbunden, obwohl
es auch denkbar ist, daß es zur Atmosphäre geöffnet sein kann.
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Der den Durchfluß steuernde Kopf 15 ist ferner mit einem Verteilerring
36 versehen, der in der den Durchfluß 18 bildenden Wand des Kopfes 15 liegt. Ein
Kanal 37 erstreckt sich von dem Verteilungsring 36 auswärts und ist mit einem Rohr
38 verbunden. Wie am besten aus Fig. 1 zu ersosn ist, ist das Rohr 38 mit einem
Ventil 39 verbunden, das wiederum mit einem Luftdruckrohr 40 und einem Unterdrück
führenden Rohr 41 in Verbindung steht. Das Magazin 14 umfaßt eine äußere Hülse 42
und eine innere Auskleidung 43, die vorzugsweise aus Filterschirmwerkstoff gebildet
ist. Der Kragen oder Ring 21 verbindet die unteren Enden der Hülse 42 und der Auskleidung
43 zusammen und ein oberer Kragen oder Flansch 44 verbindet die oberen Enden der
Hülse 42 und der Auskleidung 43. Ein mit der Hülse 42 verbundenes Rohr 45 ist zu
dem zwischen der Hülse 42 und der Auskleidung liegenden Spalt 46 hin geöffnet. Das
Rohr 45 iet, wie am besten aus Fig. 1 zu entnehmen ist, mit einem Ventil 47 verbunden.
Von diesem Ventil 47 aus erstreckt sich einr Rohr 48 zu einer Gasdruckquelle hin.
Ein Rohr 49 kann sich ebenfalls von dem Ventil 47 aus erstrecken und kann in Abhängigkeit
von den Füllvorgängen der Fülleinrichtung 13 entweder zur Atmosphäre geöffnet oder
mit einer
Unterdrukwelle verbunden sein.
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Das den Durchfluß steuernde Ventil 12 umfaEb eine äußere Hülse 50,
die in geeigneter Weise am Magazin 14 und am Tricher 10 befestigt ist. Innerhalb
der Hülse 50 ist eine flexible Auskleidung 51 vorgesehen, die vorzugsweise aus Gummi
oder einem gummielastischen Werkstoff gebildet ist.
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Es muß betont werden, daß zwischen der Hülse 50 und der Auskleidung
51 ein Spalt 52 vorgesehen ist, wobei die Auskleidung 51 als Ventilteil wirkt. Ein
Rohr 53 ist mit der Hülse 50 verbunden und zum Spalt 52 hingeöffnet. Ein Sieb 52'ist
in dem Spalt 52 angeordnet und mit der Hülse 50 verbunden, um zu verhindern, daß
das Ventilteil 51 mit der Hülse 50 in Berührung gezogen und in eine Stellung gebracht
werden kann, in der es das Rohr 53 abdichtet. Mit dem Rohr 53 ist, wie aus Fig.
1 zu entnehmen ist, ein Ventil 54 verbunden, das wiederum mit einem Druckzufiihrungsrohr
55 und einem Unterdruckzuführungsrohr 56 verbunden ist, um das Ventilglied 51 öffnen
und schließen zu können.
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Ist es gewunscht, den Behälter 16 zu füllen, so wird dieser dicht
an die Dichtung 28 gebracht, in dem er durch den Rager 17 aufwärts gedrückt wird.
Zu dieser Zeit befindet sich das Ventil 19 in aeiner geschlossenen Stellung, d.
h.
es ist durch über das Rohr 38 zugeführte Druckluft in die nach
innen ausgedehnte, in strichpunktierten Linien in Fig. 2 angedeutete Stellung gebracht
worden. Infolgedessen kann durch die Fülleinrichtung 13 kein abwärts gerichteter
Fluß von pulverförmigem Gut erfolgen. Nachdem der Behälter 16 fest gegen die Dichtung
28 gebracht worden ist, wird das Ventil geöffnet, indem das Rohr 38 an ein Vakuum
angeschlossen wird, wodurch sich dieses in seine in Fig. 2 voll auagezogene Stellung
bewegt und einen Durchfluß des pulverförmigen Gutes aus dem Tricher 10 abwärts über
das Steuerventil 12 und die Fülleinrichtung 13 unter dem Einfluß der Schwerkraft
ermUglicht. Der Behälter 16 wird durch die Schwerkraft solange gefüllt, bis der
Zufluß des Gutes beendet ist oder für eine Zest, in der der erforderliche ZufluB
durch Schwerkraft nrmalerweise stattfinden würde.
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Danach wird über das Rohr 32 ein Vakuum angeschlossen, wodurch über
den Filterschirm 27 im Behälter 16 ein Vakuum erzeugt wird. Das Bilden eines Vakuums
zu diesem Zeitpunkt wird die eingefangene Luft und das eingefangene Gas aus dem
durch Schwerkraft mit pulverförmigem Gut angefüllten Behälter 16 herausbewegen und
der auf die im Magazin 14 enthaltene Menge an pulverförmigem Gut einwirkende Differential-Gasdruck
wird ein Eindringen von zusätzlichem pzlverförmigem Gut in den Behdlter 16 bewirken.
Es ist festgestellt worden, daß das Fortsetzen des Fiillvorganges des Behdlters
16
durch Anwendung der Vakuum-Druck-Differentialfüllung eine spürbare
Erhöhung des in den Behälter eingebrachten Geweichtes ergibt. Es wird darüber hinaus
noch eine gleichmäßigere Verteilung des Gutes und ein Entfernen der eingefangenen
Gase bewirken, so daß die in den Behälter eingebrachte PUllung sehr gleichmäßig
sein wird. Nachdem der Füllvorgang abgeschlossen worden ist, wird das Ventil 33
in eine Stellung gebracht, in der Druck zugeführt wird, wodurch der Staub, der sich
auf dem Filterschirm 27 befindet, ebenfalls in den Behälter 16 hineingeblasen wird.
Dies kann nach oder gleichzeitig mit dem Schließen des Ventiles 19 erfolgen, was
durch die Wirkung des Ventiles 39 erfolgt, indem dieses von seiner Vakuumstellung
in die Druckstellung bewegt wird. Der BehZlter 16 kann danachvon der Fülleinrichtung
13 abgehoben werden, ohne daß aus der Fülleinrichtung 13 Gut austritt.
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Soll das Gewicht des im Behälter 16 befindlichen Gutes Aber daejenige
erhöht werden, das mit einer Vakuumauffüllung erreichbar ist, wird das Ventil 12
durch Zuführung von Luft in die Pulse 52 über das Rohr 53 geschlossen. Danach kann
das Ventil 47 in seine Drucketellung bewegt werden, so daß in das Magazin 14 Druckluft
eingeführt wird. Dieses Zufürhren von Druck in das pulverformige, im Magazin 14
enthaltene Gut bewirkt ein Austreiben der im Behälter 16 enthaltenen Gase und ein
Zufügen von weiterem pulvrigem Gut zu demjenigen,
das sich bereits,
durch Schwerkraft eingebracht, in dem Behälter 16 befindet. Es ist klar, daß eine
bessere Verdichtung und eine gleichmäßigere Füllung erreicht werden kann, wenn eine
Kombination der Anwendung von einem dem atmosphärischen Druck liegenden Druck auf
das pulverförmige, im Magazin 14 befindliche Gut und das Erzeugen eines Vakuums
durch den ZufluBsteuerkopf 15 verwendet wird. Darüber hinaus wurde festgestellt,
daß die besten Füllungsergebnisse erreicht wurden, wenn anfänglich eine abwärts
gerichtete Welle des pulvrigen Gutes in den Behälter 16 erzeugt wird. Aus diesem
Grunde ist es erwunscht, bei jedem Auffüllvorgang das Ven-' til 19 von daßen her
unter Druck zu setzen, um dieses vor dem Beginn des Auffüllvorganges in seine geschlossene
Stellung zu bewegen. Dies bewirkt ein Abschließen des pulvrigen Gutes im Magazin
14 und dann, wenn das Ventil 19 schnell geöffnet wird, wird unterattitzt durch den
Einfluß des Differential-Gasdruckes auf das pulvrige Gut im Magazin 14 ein plötzliches
Abwärtsstoßen des pulvrigen Gutes durch das Ventil 19 in das vorher in den Behälter
16 eingebrachte erfolgen, wie dies am besten aus Fig. 3 und 4 zu ersehen ist.
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Obwohl ein Behälter 16 lose mit pulvrigem Gut, wie dies aus Fig. 3
zu ersehen ist, angefüllt wurde, kann durch den vorerwähnten Auffüllvorgang viel
mehr zusätzliches Gut in den Behälter 16 eingebracht werden. Erfolgt beim Auffüllvorgang
ein
Abwärtsstoßen des Gutes gegen das lose in den Behälter eingefullte, so bohrt sich
dieses zusätzlich eingebrachte Gut durch das bereits lose eingefüllte hindurch,
streicht über den Behälterboden und kehrt seine Strömungsrichtung um, wie dies am
besten aus Fig. 4 zu entnehmen ist. In den Fig. 3 und zist das zuerst eingebrachte
Gut mit A und das im Auffüllvorgang eingebrachte mit B bezeichnet. Durch Versuche,
die mit unterschiedlich gefärbtem Gut beispielsweise mit Schokolade und Vanillepuddintpulver
in einem transparenten Behälter durchgefUhrt wurde, wurde festgestellt, daß dieses
Phanomen standing während des Auffüllvorganges eintrat.
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Das Fffllen des Behälters 16 kann beschleunigt werden, wenn anstelle
des durch die Fülleinrichtung 13 erfolgenden, durch Schwerkraft bewirkten Stromes
von pulvrigem Gut während des gesamten Grundfüllvorganges durch das Rohr 32 ein
Vakuum erzeugt wird. Erfolgt das Füllen unter einem Vakuum, so wird der Endfüllvorgang
normalerweise bei einer Kombination von Druckflußvakuum stattfinden. Es ist jedoch
auch möglich, zuerst mit Hilfe eines durch das Rohr 32 erzeugten Vakuums zu fUllen
und die Endfüllung entweder durch ein Erhöhen des Vakuums oder durch Schließen des
Ventiles 19 vor dem EndfUllen oder durch beides zu bewirken.
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Das in Fig. 2 vernsohaulichte Ventil 19 wird vorzugsweise
durch
ein Ventil gebildet, das allein dadurch wirkt, daB sein Ventilglied durch einen
von auben darauf wirkenden Druck in die strichpunktierte Linien in Fig. 2 angedeutete
Stellung ausgedehnt wird. Ein derartiges Ventil ist zum Ermöglichen eines Füllvorganges
durch Schwerkraft allein erforderlich. Erfolgt der Anfangsfüllvorgang jedoch durch
eine Kombination von Schwerkraft und Vakuum, so kann eine abgewandelte Form des
Ventiles verwendet werden. Eine solche abgewandelte Form des Ventils kann aus einem
sogenannten Duplexventil bestehen, das anstelle des offenen unteren Endes des Ventiles
19 ein durch mehrere, zusammenwirkende Klappen verschlossenes unteres Ende besitzt,
die normalerweise scheibenförmig ausgebildet sind. Der Vorteil der sogenannten Duplexventile
gegenüber den sogenannten Simplexventilen besteht darin, daB das pulvl. gegen Ende
des Auffüllvorganges aufwärts gegen die Klappen des Duplexventiles wirken und diese
selbsttätig schließen wird. Ist das Duplexventil durch ein von außen auf dieses
einwirkenden Luftdruck geschlossen worden, so wird das pulverförmige Gut, das unterhalb
des einwärts ausgedehnten Ventilteiles 19 eingepreßt ist, durch die Klappen gehalten,
so daß bei einem Duplezventil keine Möglichkeit eines Verlustes oder eines Herausfallens
von pulverförmigem Gut nach dem Füllvorgang besteht, während diese Möglichkeit bei
dem Ventil 19 durchaus vorhanden ist, wie dies aus Fig. 2 entnommen werden kann.
Der tellerartig
ausgebildete Filter 27 besitzt eine angemessene
Tiefe, um all das Gut, das beim SchlieBen des Ventiles 19 unterhalb des Ventiles
liegt, auffangen zu können, so daß dann, wenn der BehElter abgenommen wird, etwa
von der Nähe des Ventils 19 herunterfallendes Gut in den vom Filter 27 gebildeten
Spalt aufgenommen werden wird.
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Es ist selbstverständlich, daß mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten
Anordnung die Fülleinrichtung 13 auch zum Füllen von Behältern 16 in mehreren Vogrängen
benutzt werden kann, wobei das Füllen dann erfolgt, nachdem das Ventil 12 geschlossen
ist. Es ist ferner klar, daß die Fiouleinrichtung 13 zum Füllen von kleineren Behältern
verwendet werden kann, als der BehGlter 16, wobei mit einer Füllung des Magazine
14 mehrere Behälter grfüllt werden können.
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Die Menge an puluigem Gut im Behälter 14 kann durch Öffnen des Ventiles
12 ergänzt werden, indempulvriges Gut aus dem Versorgungstrichter 10 in das Magazin
einfließt.
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In den Fig. 5 bis 9 ist eine abgewandelte Form einer Fülleinrichtung
dargestellt, die als Ganzes mit 60 bezeichnet ist und die insbesondere zum Füllen
von sehr großen Behältern, beispielsweise von Kesseln odXdgl., geeignet ist. Die
FUlleinrichtung 60 umfaßt einen Versorgungstrichter 61, in den pulvriges Gut in
geeigneter Weise eingebracht
werden kann. Der Trichter 61 weist
eine untere Verteilungseinheit 62 auf, an die mehrere Steuerventile 12 angeschlossen
sind. An jedes Steuerventil 12 ist ein Magazin 14 einer Fülleinrichtung 13 angeschlossen.
Jede Fülleinrichtung 13 umfaBt ferner einen Zuflußsteuerkopf 15. Die spezielle Konstruktion
der Fülleinrichtung 13 ist bereits erldutert worden, so daß zusätzliche Erklärungen
nichtmehr erforderlich sind.
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Im Unterschied zu der vorbeschriebenen Einrichtung, bei der die Steuerköpfe
15 direkt mit einem Behälter in Berührung kamen, umfaßt die Fülleinrichtung 60 ein
VerschluB-. glied 63, mit dem die einzelnen Steuerköpfe 15 dicht verbunden sind.
Die Abdichtung zwischen jedem Steuerkopf 15 und dem Verschlußglied 63 kann durch
eine Dichtung 28 bewirkt sein. Das Verschlußglied 63 weist Öffnungen 64 zur Aufnahme
von Vorsprüngen der Steuerköpfe 15 auf. Die Unterseite des Verschlußgliedes 63 besitzt
einen abwärts gerichteten Ringflansch 65, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß
er in einen zu füllenden Behälter 66 hineinragt. Die Unterseite des Verschlußgliedes
63 ist mit einer Ringdichtung 67 versehen, die mit dem oberen Rand 68 des Behälters
66 einen dichten Verschluß bildet. Ein in Fig. 5 unterhalb des Behälters 66 dargestellter
Träger 69 ist vertikal hin und herbewegbar ausgebildet, um einen Behälter 66 gegen
das Verschlußglied 63 bzw. von diesem weg bewegen zu können. Die Verteilungseinheit
62,
die am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist, weist einen oberhalb der Grundplatte 71
der Verteilungseinheit 62 umlaufenden Rührhebel 70 auf, durch den der Zufluß von
pulvrigem Gut vom Trichter 61 abwärts in die Ventile 12 sichergestellt wird. Der
Rührhebel 70 wird von einer sich durch die Grundplatte 71 hindurcherstreckenden
Welle getragen, die ihrerseits über miteinander kdmmende Zahnräder 74 von einer
Welle 73 angetrieben wird. Um den Austritt von Luft oder anderen im Behälter 66
enthaltenen Gase zu erleichtern, trägt das Verschlußglied 63 mehrere Sonden 75 und
76. Jede Sonde 75 ist im Querschnitt oval ausgebildet, wdhrend die Sonde 76 sternförmig
im Querschnitt ist. Jede der Sonden 75 und 76 ist hohl und aus einem geeigeten Filtersiebwerkstoff
hergestellt, beispielsweise aus gesintertem Polyäthylen oder gesintertem nichtrostendem
Stahl. Aus Fig. 9 ist am besten zu ersehen, daß eine Sonde an die Unterseite des
Verschlußgliedes 63 durch Schweißen 77 befestigt ist. Die Sonden 75 und 76 sind
spitz zulaufend ausgebildet, um ihr Herausziehen aus dem pulvrigen Gut zu erleichtern,
nachdem der Behilter 66 gefullt worden ist, und ihre unteren Enden sind verschlossen.
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Das Verßchlußglied 63 trdgt auf seiner Oberseite eine Ringleitung
78 mit Abzweigungen 79, die von dieser Ringleitung wegfuhren und an der Oberfläche
des Verschlußgliedes 63, mit den Sonden 75 und 76 fluchtend, befestigt sind.
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Das Verschlußglied 63 weist oberhalb jeder Sonde 75 und 76 eine Durchtrittsöffnung
80 auf. Der Füllvorgang der Fülleinrichtung 60 ist grundsätzlich derselbe, wie er
bereits bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Fülleinrichtung erläutert wurde. Da
jedoch ein viel größerer Behälter unter Verwendung von FUlleinrichtungen 13 gefullt
werden soll, die jedoch nur Abmessungen zum Füllen kleiner Behälter haben, sind
mehrere Fülleinrichtungen 13 zu einer Einheit 60 zusammengestellt worden. Die Verteilereinheit
62 des FUlltrichters 61 stellt die gleichmäßige Zufuhr von pulvrigem Gut vom Trichter
61 zu den einzelnen Fülleinrichtungen 13 sicher.
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Sind die Ventile 19 und 51 in ihren offenen Stellungen, so fließt
pulverförmiges Gut frei vom Tricher 61 durch die Ventile 12 und die Füller 13 hindurch
in den Behalter 66.
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Wenn dies gewünscht ist, so können die Sonden 75 und 76 mit der Atmosphäre
verbunden sein. Dann haben sie jedoch nur eine geringe Wirkung, wenn der Behälter
66 durch Schwerkraft allein gefullt wird. Aus diesem Grunde ist an die Ringleitung
78 eine zu einem Ventil 82 führende Leitung 81 angeschlossen. Das Ventil 82 ist
mit einem Vakuumrohr 83 und mit einem Druckluftrohr 84 verbunden. Erfolgt die anfängliche
Füllung des Behälters 66 allein durch Schwerkraft, so ist es nicht erforderlich,
daß an die Sonden 75 und 76 ein Vakuum angelegt wird, obwohl ein geringes Vakuum
das Herausbewegen von Luft oder anderen Gasen aus dem Behälter
66
während des Füllvorganges unterstützen wArde. Andererseits wurde festgestellt, daß
erforderlich ist, während des Nachfüllvorganges, wie er bereits bei der Beschreibung
der in Fig. 1 und 2 dargestellten Fülleinrichtung erwähnt wurde, ein sehr hohes
Vakuum an die Sonden 75 und 76 anzulegen.
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Die Sonden 75 und 76 unterstützen die Wirkung des Filterschirms 27,
indem sie die im pulvrigen Gut enthaltene Luft oder andere Gase, die nicht durch
den Filterschirm 27 abzuströmen vermag, ableiten. Ist es also nicht dem Behälter
66 durch eine Kombination von Schwerkraft und Vakuumeinflüssen zu fullen, so wird
Luft und anderes Gas über den Filterschirm 27 und die Sonden 75 und 76 auagefuhrt.
Während des FUllvorganges der Einheit 60 wird es vorgezogen, alle Fülleinriohtungen
30 gleichzeitig den EndfUllvorgang bewirken zu lassen. Da dies nur eine bevorzugte
Ausführungsart ist, ist es durchaus vorstellbar, da8 die Fülleinrichtungen 13 aufeinanderfolgend
verwendet werden können. Da sowohl die Sonden 75 und 76 als auch der PilterBchirm
27 die Neigung besitzen, sich zu verstopfen, wird das Ventil 82 zum Ende des Füllvorganges,
bevor der Behälter von der dichten Anlage am Verschlußglied 63 wegbewegt worden
ist, umgeschaltet, um durch die Sonden 75 und 76 Luft zu blasen und diese ohne ein
Verlust an pulvrigem Gut und in einem staubfreien Vorgang zu reinigen.
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@ Anschließend werden einige Beispiele beschrieben.
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Bei jeder Probe wurde ein Reinigungsmittel zum Füllen des gleichen
Behälters verwendet. Bei einem Vakuum von 65 cm Wassersäule und einem Druck von
@05 Kg/cm2 wurden jeweils bei einem Schuß die folgenden Gewichte erreicht : 113,
4 g 113, 2 g 113, 1 g 113, 0 g 113, 1 g.
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Derselbe Behälter wurde danach ebenfalls mit einem einzigen Schuß
unter Verwendung unterschiedlicher Drücke und einem Vakuum von 65 cm Wassersäule
mit folgenden Ergebnissen gefüllt : 112, 4 g 112, 5 g 112, 5 g 112, 3 g 112, 3 g.
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Der gleiche Behälter wurde in einer Anzahl von Versuchen durch Schwerkraft
gefüllt, wobei das Durchschnittsgewicht der FUllung 93g betrug. Der durch Schwerkraft
gefüllte Behälter wurde dann durch eine Endfüllung in einem SchuB bei einem Vakuum
von 65 cm Wassersäule mit folgenden @ Ergebnissen vollgefüllt :
112,
5 g 112, 5 g 112,6 g 112, 6 g 112, 6 g.
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Druch Schwerkraft gefüllte Behälter wurden diann mit einer einzigen
kurzen zusätzlichen Füllung bei 1,05 kg/cm2 . Druck ohne Vakuum mit den folgenden
Ergebnissen voll gefüllt: 113, 0 g 112, 9 g 113, 2 g 113, 0 g 112, 8 g.
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In einer weiteren Versuchsreihe wurde der gleiche durch schwerkraft
gefüllte Behälter bei einem Vakuum von 65 cm Wassersäule und einem Druck von 1,05
Kg/cm2 voll gefüllt.
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Die folgenden Resultate wurden bei einem einzigen Schuß erreicht :
115, 0 g 114, 6 g 115, 0 g 114, 6 g 114, 5 g.
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Aus diesen Beispielen geht klar hervor, daß unerwartete Ergebnisse
erreicht wurden, da im Vergleich zu einer vollständigen Füllung des Behälters mittels
Differential-Gasdruck gute oder bessere Ergebnisse durch eine VorfUllung des Behaltes
mittels Schwerkraft und einer sich daran anschließenden Vollfüllung ergeben haben.
Ahnliche Resultate sind unter Verwendung von anderen Gütern, beispielaweise Mehl,
Puddingpulver und Gelatine erreicht worden.
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Bei allen Versuchen ware der Druckunterschied (Diffeentialdruck)
zwischen dem Innern des Behälters und dem Äußeren nicht größer als 1.05 Kg/cm2.
Obwohl der Druckunterachied an den Wänden des Behalters auf einem niedrigen Druck
gehalten wurde, sind die Ergebnisse besser als diejenigen, bei denen die Füllung
nur mit Druck durchgeführt wrude, wobei der Druck bis zu einer Höhe von # kg/cm2
erhöht wurde, dank der Tatsache, daß der Druckunterschied an den Wänden des Behälters
auf einem relativ niedrigen Wert während der Fiillung des Behälters gehalten wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum FUllen von Behältern kann daher leicht zum Fiillen
bekannter, starrer und flexible Behälter verwendet werden.
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Es-ist klar, daß die erfindungsgemäße Einrichtung und das Verfahren
gemäß der Erfindung zum FUllen von Behaltern von relativ großen Abmessungen sehr
nützlich ist. Es ist ferner klar, daß es möglich ist, Behälter gemäß der Erfindung
an
einer Stelle zuerst durch Schwerkraft anzufüllen und dann von
einer anderen Stelle eine Auffüllung vorzunehmen.