CN100590030C - 用于液体包装设备的填充管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于液体包装设备的填充管(1)，具有阀体(3)和启闭件(4)；阀体(3)和启闭件(4)的中心均在填充管(1)的轴线上；阀体(3)固定安装在填充管(1)上，开有孔(31)；液体经该孔流经阀体(3)，并在填充管外和包装材料筒状物内，沿填充管(1)轴向流通；启闭件(4)串在填充管(1)上，在液体推动下沿填充管(1)的轴向移动；启闭件(4)和阀体(3)能形成变化的液体流通通道截面积，该填充管(1)具有一挡圈(5)，固定安装在启闭件(4)的下方的填充管上，其中心在填充管(1)的轴线上；阀体(3)和启闭件(4)间的最大液体流通通道截面大小，是通过挡圈(5)控制启闭件(4)在最下方的位置来实现的。使用本发明填充管的包装设备，能同时调节灌注回流量和灌注压力。

Description

用于液体包装设备的填充管

技术领域

本发明涉及一种填充管，位于一纵向密封的连续的包装材料筒状物内，用于液体包装设备，尤其是灌装机上。通过填充管，包装材料筒状物内被导入液体填充物，并经横向封合、切割，形成独立的包装容器。

背景技术

在灌装机中，包装带材从卷盘上解开，输送到消毒装置，通过施加一种化学消毒剂，如双氧水，包装带材被消毒处理。经消毒后的包装带材被强行蒸发和挤压，表面消毒剂去除。然后，如图1所示，包装带材在填充管1的轴向上前进，通过成型装置(未示出)作用，逐渐形成为椭圆状或圆柱状，且在密封装置(未示出)的作用下，两纵边搭接封合，即形成具有纵封22的包装材料筒状物2，而填充管1被包围在上述包装材料筒状物2内。

包装材料筒状物2的前端行进到填充管1的开口端的以下位置，被密封装置(未示出)横向封合，形成横封21。液体或流体状饮料10，如果汁、巴氏杀菌的或高温处理(UHT)的牛奶、葡萄洒等，如箭头所示，流入填充管1，并经开口端引入上述包装材料筒状物2内。包装材料筒状物2持续前行预设长度后，再次受到密封装置(未视出)的作用，形成另处的横封21，同时装有饮料10的筒状物在成型装置(未视出)的作用下，形成预设形状，最后被切割装置(未视出)切断，形成独立的包装容器20。作为选择，包装容器20可通过相应的折叠和成型装置，沿着折痕进一步地折叠而形成最终的形状，即砖形或其他形状的包装容器。

在上述包装容器20的制作中，当包装材料筒状物2被成形及密封装置夹紧时，筒内的液体10受到阻挡，液面就会上升；新的包装容器独立形成，后续包装材料筒状物2的继续下行，内部的液体液面下降。在设备的正常工作中，上述循环被连续重复进行，在包装材料筒状物内的液体10的液面也重复上下窜动。我们通常是根据检测到的上述液面的位置范围，来调节控制填充管1的阀门，继而控制注入填充管1的流量，从而满足产品填充在不同速度下的要求。

在包装设备运行过程中，当包装材料筒状物被成形及密封装置夹紧时，希望有大的压力产生(可由加大对回流液体的阻尼产生)，以避免包装材料筒状物在形成连续包装容器20时产生低压，产生不利影响，如包装容器20出现凹坑等缺陷；而在新的包装容器独立形成，包装材料筒状物继续下行时，又希望有足够大的流量补充(可由减少对回流液体的阻尼产生)。如何妥善解决回流液体的阻尼，同时满足上述不同状况下的要求，至今仍是灌装设备中的一难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用在液体包装设备上的改进的填充管，既能及时有效补充回流液体，又能产生较大的灌注压力，从而避免在包装材料筒状物内形成低压，改善包装容器的成形。

本发明的技术方案是：填充管具有阀体和启闭件；阀体和启闭件的中心均在填充管的轴线上；阀体固定安装在填充管上，开有孔，液体经该孔流经阀体，并沿填充管轴向流通；启闭件串在填充管上，在液体推动下沿填充管的轴向移动；启闭件和阀体能形成变化的液体流通通道。

阀体围绕填充管形成空腔，阀体和填充管间为圆环状截面。阀体上部开不少于两个孔，孔的面积应足够大，或数量足够多，以保证阀体上端的液体回流到阀体下端的包装材料筒状物时迅速及时。各孔横截面之和应是上述圆环状截面的50％以上。

阀体的下部为圆筒状裙部，其内表面具有一段锥面，以便液体经由阀体时，流动变为平缓。裙部边缘采用弹性材料，如橡胶或普通塑料、尼龙之类的弹性或半弹性材料。当液体遇阻回流到阀体时，裙部的外表面径向向外膨胀与包装材料筒状物的内壁形成密封，引起阻流。

阀体在填充管上的位置是根据包装容器的容量和灌注速度来确定的。包装设备低速运行或包装容器容量较小时，阀体在填充管上的位置往下调节；包装设备高速运行或包装容器容量较大时，阀体在填充管上的位置往上调节；阀体的底端始终位于填充管开口上方。一旦上述位置确定，阀体便被固定在填充管上。

阀体和启闭件间的最小间隙，即液体最小流通通道截面积，是通过启闭件在填充管最上端的位置来控制的。通过设置限位件，如在阀体上安装调节螺钉，或在阀体内的填充管上安装挡圈来实现上述控制。

同理，阀体和启闭件间的最大间隙，即液体最大流通通道截面积，是通过启闭件在填充管最下端的位置限定来控制的。

在包装容器的制作中，包装材料筒状物在填充管的阀体的外围持续前行。液体饮料流经填充管，导入包装材料筒状物内。当包装材料筒状物被成形及密封装置夹紧时，筒内的饮料受到阻挡，液面就会上升。启闭件受到回流液体的推动，上移直至遇到上端限位件停止。在上述过程中，阀体和启闭件间的间隙逐渐缩小，即液体流通通道截面积逐渐缩小，包装材料筒状物下端的压力逐渐增大，同时一部分液体经阀体回流到阀体上端的包装材料筒状物内。

新的包装容器横向封合后，包装材料筒状物持续前行，饮料的液面下降，液体压力减小，启闭件下落，直到受到下端限位件的阻挡而停止。在上述过程中，进入阀体内或到达阀体上的液体再迅速流回到阀体的下部，补充到填充管注入的流量，形成新的足够大的灌注量。

因此，使用本发明填充管的包装设备，能自动调节灌注量和灌注压力。另外，使用本发明填充管的包装设备，在无需对液体液面上方施加任何高压力的情况下，即可避免包装材料筒状物内的低压。

在采用本发明填充管的包装设备中，液体在填充管的阀体、启闭件上多次遇阻，其在高速流动时的冲击能量被吸收、缓冲。因此，本发明的填充管还能有效的抑止包装材料筒状物内液面高度变化的幅度，有效的抑止液体在包装材料筒状物内相对填充管的运动，甚至当其用在每小时几万包的生产率下工作的高速液态食品包装设备时，在产品水平高度连续波动且连续两次包装物形成过程之间无足够长的时间段使产品液面依靠重力回落的情况下仍有效地抑止包装材料筒状物内产品液面之变化幅度。

本发明的填充管结构简单，成本低，安装和调节方便，且工作可靠。

附图说明

图1是一般填充管在液体包装设备上的示意图；

图2是使用本发明填充管的包装设备上的示意图，为清楚起见，对包装材料筒状物进行了剖开；

图3是本发明填充管的主视图；

图4是本发明填充管的另一实施例的剖视图；

图5是本发明填充管的阀体的立体图；

图6是本发明填充管的阀体的另一方向立体图；

图7是本发明填充管的阀体的组装图；

图8本发明填充管的启闭件立体图；

图9本发明填充管的挡圈立体图。

具体实施方式

如图2、图3所示，填充管1上安装有阀体3、启闭件4、挡圈5。其中阀体3和挡圈5分别通过螺钉11和螺钉12固定安装在填充管1上，而启闭件4可以在液体推动下沿填充管1的轴线做上下移动。

在包装容器20的制作中，具有纵封22的包装材料筒状物2在填充管1的阀体的外围持续前行。液体饮料10如箭头所示方向，流经填充管1，导入包装材料筒状物2内。当包装材料筒状物2被成形及密封装置夹紧时，筒内的饮料10受到阻挡，液面就会上升，启闭件4在回流液体的推动下上移，直至顶紧阀体3的下部，阀体3、启闭件4和包装材料筒状物2形成封闭区域。封闭区域压力逐渐增大，包装材料筒状物2再次形成横封21，并经切割形成独立的包装容器。然后，包装材料筒状物2的连续的下行使饮料的液面下降，上述封闭区域的压力减小，启闭件4下落，直到受到挡圈5的阻挡，进入阀体3内或到达阀体3上的液体迅速流回到阀体3的下部，补充注入流量，以做好被成型及密封装置再一次夹紧的准备。

在上述操作中，如果对填充管1的控制不当，则封闭区域压力过大，便会导致包装材料筒状物2受到液体的压溃，穿孔而使液体外漏。

做为上述实施例的进一步改进，在阀体3的上端旋入调节螺丝13。调节螺丝13可在阀体3上旋转，沿填充管1的轴向做上下直线移动，并能使下端顶在上移的启闭件4的一平面上。

阀体3上的调节螺钉13，下调到某一足够低的位置。启闭件4被回流液体推动上移到某一位置时，受到调节螺钉13下端的阻挡，被顶紧，启闭件4和阀体3下端不再封闭，仍形成流通通道，从而避免了阀体下端的压力过高。

另外，启闭件4和阀体3间的流通通道的大小，直接影响了包装材料筒状物2内的压力需求。当调节螺钉13下移时，包装材料筒状物2内的压力减小；当调节螺钉13上移时，包装材料筒状物内的压力加大。因此，具有调节螺钉13的阀体，可适应包装设备各种运行状态对包装材料筒状物内压力的需求。

图4所示，是用另一挡圈51代替调节螺钉13控制包装材料筒状物2内压力大小的另一实施例。挡圈51固定安装在填充管1上，且可在填充管1的轴向上、下调节位置。

如图5和图6所示，阀体3具有孔31，裙部32，腔体33，锥面34。阀体3安装在填充管1上时，腔体33的内壁和填充管1形成空腔。裙部32呈圆筒状，其使得阀体下端外壁和包装材料筒状物2的内壁较大面积接触，从而提高密封程度。

阀体3通过孔31，使得内部腔体33和外部的连通。为增加回流量，流动孔31应足够大和多。

阀体3的裙部32最好为弹性材料。阀体3可以是如图7所示，由上部301和下部302两部分组成。其中，上部301可以采用金属材料，如不锈钢；下部302为非金属材料，如橡胶、塑料等。下部302卡在上部301内，两者固定。当然，上部301也可以卡在下部302内固定。

启闭件4如图8所示，具有锥面44、锥面43，其间为圆柱面，以形成一平面41，使得调节螺钉13的下端能够顶在该面上。启闭件裙部42也呈圆柱面，其尺寸应小于阀体3的裙部。为减小自重和减轻碰撞时的噪音，启闭件4应为非金属硬材料。

挡圈5和挡圈51均可以是如图9所示的圆筒结构。

Claims (6)

1.一种用于液体包装设备的填充管(1)，用于把液体填充物(10)导入到围绕其持续前行的纵向密封的包装材料筒状物(2)内，该填充管(1)具有阀体(3)和启闭件(4)；阀体(3)和启闭件(4)的中心均在填充管(1)的轴线上；阀体(3)固定安装在填充管(1)上，开有孔(31)，液体经该孔(31)流经阀体(3)，并沿填充管(1)轴向流通；启闭件(4)串在填充管(1)上，在液体推动下沿填充管(1)的轴向移动；启闭件(4)和阀体(3)能形成变化的液体流通通道截面积；其特征在于：该填充管(1)具有一挡圈(5)，固定安装在启闭件(4)的下方的填充管上，其中心在填充管(1)的轴线上；阀体(3)和启闭件(4)间的最大液体流通通道截面大小，是通过挡圈(5)控制启闭件(4)在最下方的位置来实现的。

2.如权利要求1所述的填充管，其特征在于：该填充管的阀体(3)的下部为圆筒状裙部(32)，内表面具有一段锥面(34)；裙部(32)的外表面径向向外与包装材料筒状物的内壁形成密封。

3.如权利要求2所述的填充管，其特征在于：该填充管阀体裙部(32)边缘采用弹性材料；当受到液体冲击时，裙部(32)向外膨胀和包装材料筒状物(2)的内壁密封。

4.如权利要求2所述的填充管，其特征在于：该填充管的启闭件(4)具有锥面(44、43)侧面；启闭件具有圆筒状裙部，其直径尺寸小于阀体(3)的裙部。

5.如权利要求1所述的填充管，其特征在于：其还包括在阀体(3)的上部旋入的调节螺丝(13)；该调节螺丝(13)在阀体3上，能沿填充管(1)的轴向做上下直线移动调节；该填充管的启闭件(4)被回流液体推动上移到某一位置时，受到该调节螺丝(13)的阻挡，被顶紧，启闭件(4)和阀体(3)下部不密封，仍存在一定的流通通道截面积。

6.如权利要求5所述的填充管，其特征在于：该填充管的阀体(3)在填充管(1)上的位置是根据包装容器(20)的容量和灌注速度来确定的；包装设备低速运行或包装容器(20)容量较小时，阀体(3)在填充管(1)上的位置往下调节；包装设备高速运行或包装容器(20)容量较大时，阀体在填充管上的位置往上调节；一旦上述位置确定，阀体便被固定在填充管上。

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