CN101107167A - 填充喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旨在用至少两种不同类型的物质来填充例如管子的容器以形成持久图案的方法，并且涉及旨在用于所述方法中的填充喷嘴。填充喷嘴(1)设有第一输送管(2)和第二输送管(3)，第一输送管(2)包括与第一进料输送管相连的连接部(11)，第二输送管(3)包括与第二进料输送管相连的连接部(12)，且第一和第二输送管(2，3)在填充喷嘴(1)的远端处具有孔口(8，10)。第一输送管(2)在其孔口(8)处设有旨在调节第一输送管(2)中的流量的第一阀(7)，第二输送管(3)在其孔口(10)处设有旨在调节第二输送管(3)中的流量的第二阀(9)。本发明还涉及用于填充容器且包括上述填充喷嘴(1)的填充机，并且涉及用以在容器中获得持久图案的填充喷嘴的应用。

Description

填充喷嘴

技术领域

本发明涉及用于与将粘稠材料引入例如管子这样的容器有关的方法，并且涉及旨在用于所述方法的填充喷嘴。本发明具体地涉及使用如下喷嘴的方法，所述喷嘴包括不止一个输送管以便能以通过引入容器中的不同物质形成持久图案的方式将至少两种不同类型的物质引入同一容器中。本发明还涉及用于执行所述方法且包括上述的填充喷嘴的管子填充机，并涉及这种填充喷嘴的应用。

背景技术

现有技术中已经公知使用具有多根输送管的填充喷嘴来将多种物质同时引入管子或容器中。使用这种类型的填充喷嘴的一个十分普通的领域是要将牙膏引入管中的领域。美国专利6,418,986中说明了这种喷嘴，其中用于引入第一物质的内部圆形输送管由用于引入第二物质的第二环形输送管围绕。所述输送管以同心方式布置。所述喷嘴可以耦联至歧管，所述歧管又可耦联至用于例如白色或者红色牙膏等所需物质的容器。其还说明了如何在所述喷嘴的孔口上设置用以切断来自输送管的流量的阀。

以此方式填充牙膏管以及这样的包含较有高粘稠度的膏以及膏状物的产品的目的是为了形成一种由不同物质组成的持久图案。当将所述产品引入管子时，必然在所述管子中主要存在两种未混合的物质。在美国专利6,418,986的示例中，所述管子将因此而包含两种分开的白色和红色物质，当牙膏从管子中挤出时所述物质将形成红-白条纹膏。

为了用例如不同颜色的牙膏顺利填充管子并且能够控制管子的填充以产生希望的图案，能够可靠地控制流量是必要的。当引入不同颜色的牙膏时，在常规机械中通过利用活塞泵来调节流压和流速而控制不同物质流。来自泵的物质流已耦联至填充喷嘴上部的入口输送管。于是，不同颜色的物质流过喷嘴中分离的输送管。而后，在喷嘴的出口端附近，所述分离的输送管汇聚形成一个更大的共同输送管。该类型填充的一个问题是所填充的物质从喷嘴处分开，从而其不行进或下滴。通过受控方式进行此过程以使每次的填充量都相等，这同样也是重要的。

由于泵中的活塞在泵阀关闭之前完成泵的行程时向后进行快速运动，某些物质按照常规已经从喷嘴处分开。因而，喷嘴中的产品被向后吸入喷嘴内。该过程主要用于具有高粘稠度但非粘性的物质。当该方法用于引入不同颜色的物质时，产生的问题在于，在喷嘴端部处流到一起的不同颜色的物质未被吸入其所来自的那个输送管。这意味着不同颜色的物质混合到了一起，并且在下一次填充操作时出现的最初物质流是混合的。

在填充后使物质与喷嘴分开的最普通的方法是在喷嘴的出口端使用阀。所述阀通常包括位于喷嘴内侧的轴上的阀锥。所述阀通过轴在喷嘴的轴向上的往复移动来打开和关闭。按照常规，最普通的是喷嘴中的输送管构成喷嘴横截面的各部分。所述轴及其阀锥已经布置在所述横截面的中心。当有色物质从分离的各输送管出现并在喷嘴的下部行进到一起时，它们继续形成围绕所述轴和阀锥的各部分。因此，当阀锥关闭时，所述物质不混合。在具有一根布置在另一输送管内侧的输送管的喷嘴中，例如在喷嘴中心处的具有一种有色物质的管子由另一根包含不同颜色的物质的管子围绕，在喷嘴的下部会产生问题。当有色物质从分离的各输送管出现时，它们在各个侧面都围绕轴和阀锥，一种物质接近喷嘴中心而另一种物质在外侧。当阀锥相对于喷嘴的打开而关闭时，阀锥的关闭表面的各部分将同时切断内部和外部颜色，由此各物质变得混合在一起。从而在下一次填充时，从所述喷嘴出现的最初物质流将是混合的。此外，阀锥周围发生湍流，且不同物质将不会均匀地流出而是在其自喷嘴出现时具有混合的趋势。因此，自喷嘴出现的流的横截面上的颜色分布将会发生变化。

因此，迄今公知的喷嘴存在着来自不同输送管的物质变得混合的直接风险。这首先意味着对流量的控制不会象所希望的那样精确，并且在这种情况下诸如不同颜色的牙膏的不同物质将不会以所希望的图案被引入容器中。

因此，非常需要改进的方法和设备，用于控制多种不同物质于诸如管子的容器中的同时引入，以用各种物质填充所述管子，从而获得所希望的持久图案。具体地，需要能够在不同物质在喷嘴的端部处不发生混合的情况下控制各物质流，并能够形成一种在从喷嘴分配物质时不会发生变化的图案。

发明内容

然而，本发明提供一种利用介绍部分所提及类型的填充喷嘴将高粘稠度物质引入容器中的方法，所述方法基本上解决了与先前公知方法有关的诸多问题。因此，本发明涉及旨在用至少两种物质填充容器的方法以及填充喷嘴。这是在将不同颜色的牙膏引入管子中时的共性事件。为了使各种物质在被引入容器时保持一种图案，需要这些物质必须不一起行进。这通过所述物质中的至少一种的粘稠度不小于10,000cps(厘泊)或者10PAs(帕斯卡秒)、优选地不小于30,000cps且最优选地不小于40,000或者40Pas、由此高粘稠度的物质在被引入容器中时将保持其构型来适当地实现。因此，术语“高粘稠度物质”意指具有在20℃、标准大气压下粘稠度超过10,000cps或者10PAs的物质。

由于第二或任何另外物质能通过由更高粘稠度物质的支撑来保持在适当的位置上，因此其不必具有同样高的粘稠度。然而，通常希望不同物质的粘稠度大致相等，以便它们能够例如通过挤压管子均等地从所述容器中移除。如果形成管子中的容纳物的不同物质之间的粘稠度差异太大，存在的严重风险在于具有相当低粘稠度的那些物质将受到挤压或者将首先流出。

填充喷嘴设有在其纵向延伸的至少两个输送管。喷嘴中的所述输送管还包括与某些类型的进料输送管相连的耦联部或连接部，所述进料输送管又连接至每种所需物质的不同储藏处。沿喷嘴的纵轴线延伸的所述输送管在与喷嘴的远方出口端基本上相同的位置处展开。本发明的进一步特征在于，第一输送管在其孔口处设有旨在调节第一输送管中的流量的第一阀，第二输送管在其孔口处设有旨在调节第二输送管中的流量的第二阀。该设计能准确且精确地控制来自每根不同输送管的相应流量。在孔口处设置实际的阀作用，这降低了不需要的物质滴入或者被向下带入容器中的风险。

因而，不同的阀必须优选地可分别地受到控制，换言之，在填充喷嘴的孔口处用于每根输送管的不同阀必须能够相互独立地打开与关闭。然而，可能存在希望使不同阀的打开与关闭同步的时候。假如这样，可以将用于不同阀的不同控制设备机械地连接在一起并通过共同的控制指令来控制它们。

按照本发明的一个实施例，所述阀通过所谓的轴来控制。然而，使用什么类型的阀或控制设备不是本发明真实思想的本质，使用轴仅仅是本发明范围内的许多可能的详细技术实施例中的一种。

按照本发明的另一实施例，所述第一输送管和第二输送管在所述填充喷嘴中从它们与相应的进料输送管相连的连接部到它们位于所述喷嘴的远端处的孔口的延伸范围上相互分离。因而，要引入容器中的不同物质的物质流直至输送管接近于所述喷嘴的远端的展开处自始至终都是分离的。在大部分情况下，使喷嘴设有不同输送管的真实思想是使各物质流在离开喷嘴孔口之前是分离的并且以此方式在所填充的物质中赋予所希望的图案。

然而，在某些情况下，各个输送管的孔口的喷嘴上游中的不同输送管之间可能存在接触。在这些情况下，可能的是，例如一种物质的一定程度的混合是可以的并且也是所希望的。因此，也可以使用在此所述的用于如下类型喷嘴的阀装置，在所述喷嘴中设计了旨在用于不同类型物质的输送管，使得它们在其位于所述喷嘴中的长度上相互连通，并使得所述不同物质在流经所述喷嘴时相互进行接触。不同输送管可以例如通过输送管之间的分隔壁上的开孔相互连通。

本发明的一个实施例中，填充喷嘴中的第一输送管和第二输送管绕沿所述喷嘴纵向的轴线同心地布置。在该情况下，所述喷嘴可以设有圆管形式的第一输送管，其由分隔壁围绕并与环管形式的第二输送管分离。在此，输送管的形式指定为圆形或者环形。这些形式的有利之处在于既在一定程度上考虑了所希望的图案(例如在将不同颜色的牙膏引入管子中时)又在一定程度上考虑了所述喷嘴和阀的总体设计。然而，为了在引入容器中的物质中获得希望的图案，也可以使输送管的管壁具有例如矩形或六边形等的其它几何形状，或者将输送管的孔口设为不同的几何形状。

对于大多数实施例，在喷嘴中同心地布置第一输送管和第二输送管是有利的。然而，这对本发明不是必需的，如果希望，例如也可以使用非同心的布置以获得特殊的填充图案。

布置在孔口处的阀可以为多种类型并可具有不同的功能。按照一个实施例，所述阀可以在很大程度上设计为仅仅可以在所述阀打开的第一位置与所述阀关闭的第二位置之间进行调节。在该情况下，例如通过控制耦联至所述喷嘴的任意入口管中的流量，基本上控制将要被引入到容器中的来自每根输送管的不同物质的量。

按照另一实施例，填充喷嘴的孔口处的阀设计为使得它们能设置为打开至不同的程度。在该情况下，所述阀可以要么具有许多预定的位置使得仅能分级地调节阀的打开程度，要么可以连续地进行调节使得其设置到所希望的模拟位置上。在该实施例中，可以单独地或主要地通过对孔口阀的调节来调节对流量的控制。

在上述实施例中，本发明仅仅说明了具有两根分离的用于不同物质的输送管的喷嘴。自然地，如果需要则可以连接第三输送管和额外的其它输送管。

所述输送管具有圆形横截面形状对本发明来说也不是必需的，能够使用任何其它合适的形状，例如正方形、三角形、多边形、椭圆形或其它形状。

本发明还涉及用于填充诸如管子或分配器的容器的填充机，其包括按照上述实施例的填充喷嘴。按照本发明的填充机可有利地用于填充牙膏管以及用于多色牙膏的泵动式分配器。也可以使用诸如压挤瓶等其它类型的分配器。所填充的物质可选地可以为不同类型的粘稠化妆品——诸如面霜和洗液，或者为粘稠食品——诸如果酱或橘子酱、调味汁、面团、鱼子酱、软干酪等。

本发明还涉及诸如在此说明的喷嘴的使用，其用于以使得通过引入容器中的不同物质形成持久图案的方式将不同类型的粘稠物质引入同一容器中，至少其中一种物质为高粘稠度物质。

因此，存在落入提供具有旨在用于不同物质的至少两根输送管并且在所述输送管的孔口处设有分离的阀的根据本发明的思想范围的多种装置和方法。

附图说明

以下将参照附图中所示的图形详细说明本发明，其中：

图1示出按照本发明一个实施例的填充喷嘴，显示了沿所述填充喷嘴纵向的横截面；

图2a-d示出图1所示的填充喷嘴的远端的放大图，其中示出了布置在孔口中的阀的各种位置。

具体实施方式

图1示出按照本发明一个实施例的填充喷嘴1。所示填充喷嘴1为在喷嘴纵向上沿着喷嘴1的中心轴线的横截面。喷嘴1包括第一内部输送管2和第二外部输送管3。这些输送管2、3为环形，并且在所示的实施例中，它们绕填充喷嘴1的中心轴线同心地布置。填充喷嘴1还包括内轴4，所述内轴布置在第一内部输送管2中并构成内部输送管2的内壁。填充喷嘴1还包括外轴5，所述外轴布置在第一内部输送管2与第二外部输送管3之间，从而其构成内部输送管2的外壁、外部输送管3的内壁。在所述外部输送管外侧，充填喷嘴1设有构成第二外部输送管3的外壁的外壳6。内轴4的顶部或远端设计为充当第一内部阀7，并且在几何形状上设计为与所述内部输送管的孔口8相匹配，以便能限制内部输送管2中的流量。通过内轴4相对于包括内部输送管的孔口8的外轴5的沿着填充喷嘴1的中心轴线的移位，内部阀7能够从打开位置切换到关闭位置。类似地，外轴5的顶部设计为充当第二外部阀9，其设计为与所述外部输送管的孔口10相匹配，以便能限制外部输送管2中的流量。外部阀9采用与内部阀7相同的方式，能够通过外轴5相对于包括外部输送管的孔口10的外壳6的沿着填充喷嘴1的中心轴线的移位被关闭和打开。填充喷嘴1的第一内部输送管2还设有第一连接部11，所述第一连接部能够耦联至用于输送要被引入容器的第一物质的第一进料输送管。类似地，第二外部输送管3设有第二连接部12，所述第二连接部能够耦联至用于输送第二物质的第二进料输送管。如图中所示，内部输送管2和外部输送管3在其从连接部11、12至位于填充喷嘴1的远端13处的孔口8、10的全部共同长度上都是分离的。

图2a-2d示出填充喷嘴1的远端13的放大图。图2a示出内部阀7与外部阀9如何处于打开位置。由于内轴4与外轴5二者在喷嘴的纵向上沿着喷嘴1的中心轴线、在与填充容器时物质的流动方向相反的方向上移位，获得这种位置。以此方式，内部孔口8与外部孔口10维持打开，因而两种物质能同时地流动并填充容器。

在图2b中，由于内轴4已经在喷嘴的纵向上沿着喷嘴1的中心轴线、在平行于填充容器时物质的流动方向的方向上进行移位，所述位置与图2a的位置相比已发生了改变。从而，所述内部输送管的孔口8关闭，并且在填充期间物质将仅通过外部输送管3引入所述容器中。

在图2c中，由于外轴5已经在喷嘴的纵向上沿着喷嘴1的中心轴线、在平行于填充容器时物质的流动方向的方向上进行移位，所述位置与图2b的位置相比已发生了改变。这将在两根输送管2、3的阀位置上产生两个变化。由于外轴5构成内部输送管2的外壁并包括所述内部输送管的孔口8，外轴5位置的变动意味着构成内轴4的顶部的内部阀7相对于内部开孔移位，从而将内部输送管2打开。另一方面，通过包括外部阀9外的轴5的移位将关闭所述外部输送管的孔口10，使得仅仅来自内部输送管3的物质将填充容器。

在图2d中，由于内轴4已经在喷嘴的纵向上沿着喷嘴1的中心轴线、在平行于填充容器时物质的流动方向的方向上进行移位，所述位置与图2c的位置相比已发生了改变。从而，所述内部输送管的孔口10也被关闭，进而不能进行容器的填充。

按照图1与图2所述的本发明的填充喷嘴的实施例仅仅是一个示例，不必将其视为本发明的限制性的可选实施例。在所示出的示例中将可看到，例如外轴同时构成用于外部输送管的阀和内部输送管的外壁与孔口。在设计项目中，可以将这些功能分离，使得固定各输送管之间的分隔壁并且通过沿所述固定壁滑动的可移动的轴或通过使用另一种阀来实现的阀布置。此外，在此示出的示例主要仅示出或打开或关闭的阀位置。如在标题“发明内容”下已指出的那样，在不背离本发明思想的情况下，可以控制阀的位置使流量大小发生变化。

Claims (11)

1.一种用于以通过引入容器中的不同物质形成持久图案的方式将不同类型的粘稠物质引入同一容器中的方法，其包括：为旨在用至少两种不同类型的物质来填充容器的填充喷嘴(1)设置第一输送管(2)和第二输送管(3)，其中，所述第一输送管(2)包括与第一进料输送管相连的连接部(11)且所述第二输送管(3)包括与第二进料输送管相连的连接部(12)，所述第一和第二输送管(2，3)在所述填充喷嘴(1)的远端(13)处具有孔口(8，10)，其特征在于，所述第一输送管(2)在其孔口(8)处设有旨在调节所述第一输送管(2)中的流量的第一阀(7)，而所述第二输送管(3)在其孔口(10)处设有旨在调节所述第二输送管(3)中的流量的第二阀(9)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阀和第二阀(7，9)能够被分别地调节。

3.如权利要求1或2所述的方法(1)，其特征在于，所述阀(7，9)为轴阀。

4.如权利要求1、2或3所述的方法(1)，其特征在于，所述第一输送管和第二输送管(2，3)在所述填充喷嘴中从它们与相应进料输送管的连接部(11，12)到它们位于所述喷嘴的远端处的孔口(8，10)的延伸范围上是相互分离的。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，所述第一输送管和第二输送管(2，3)绕沿填充喷嘴(1)的纵向的轴线同心地布置，使得在垂直于所述填充喷嘴(1)的纵向的横截面中所述第二输送管(3)围绕所述第一输送管(2)。

6.如上述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，能够基本上在对应于所述输送管(2，3)的打开和关闭的两个位置之间切换所述阀(7，9)。

7.如权利要求1-5中任一项所述的方法(1)，其特征在于，能够将所述阀(7，9)按照预定的分级或模拟地设置在完全关闭位置与完全打开位置之间的不同位置。

8.如上述权利要求中任一项所述的方法(1)，其特征在于，所述填充喷嘴(1)包括至少一根另外的输送管。

9.一种填充喷嘴(1)，其旨在用至少两种不同类型的物质来填充诸如管子的容器，使得通过至少两种不同物质形成持久图案，所述填充喷嘴设有第一输送管(2)和第二输送管(3)，其中，所述第一输送管(2)包括与第一进料输送管相连的连接部(11)且所述第二输送管(3)包括与第二进料输送管相连的连接部(12)，所述第一和第二输送管(2，3)在所述填充喷嘴(1)的远端(13)处具有孔口(8，10)，其特征在于，所述第一输送管(2)在其孔口(8)处设有旨在调节所述第一输送管(2)中的流量的第一阀(7)，而所述第二输送管(3)在其孔口(10)处设有旨在调节所述第二输送管(3)中的流量的第二阀(9)。

10.一种用于填充诸如管子和分配器的容器的填充机，其特征在于，所述填充机包括如权利要求9所述的填充喷嘴(1)。

11.一种如权利要求9所述的填充喷嘴(1)的应用，用于以使得通过引入容器中的不同物质形成持久图案的方式将不同类型的粘稠物质引入同一容器中，其中至少一种所述物质是高粘稠度物质。

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