CN101850940B - 分段泄压式灌装阀及其灌装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种分段泄压式灌装阀及其灌装方法，包括有阀体，阀体具有一进料口和出料口，于该出料口处设置有控制阀，阀体上进一步设置有第一排气通路和第二排气通路，该第一排气通路连通于一分段泄压控制装置，第二排气通路连通于外界大气，以及，该第一排气通路中设置有控制其通断的第一控制开关，第二排气通路中设置有控制其通断的第二控制开关。通过依次按下该两控制开关可先后开通该两排气通路，实现瓶体中的气压分阶段下降，进而可保证每阶段泄压之压力差保持在适当范围，使被灌装物料获得稳定之灌装品质。如此一来，亦使得抬高背压和提升灌装温度而进行中温灌装成为可能，进行中温灌装可省去低温灌装中的温瓶机，进而达到节能环保之功效。

Description

分段泄压式灌装阀及其灌装方法

技术领域

本发明涉及灌装设备之灌装阀领域技术，尤其是指一种尤其适用于中温灌装的分段泄压式灌装阀。 

背景技术

目前，对于含有CO2气体等含气物料的灌装方法是：在灌装时将背压设定在3Bar以下，并且物料的灌装温度在0°～8°的低温，然后结合温瓶机以避免瓶体外水汽影响后段喷码和包装，保证灌装品质。此种传统的灌装方法，虽然可实现含气物料之灌装的基本功能，但是于实际使用时却发现其仍存在有诸多不足之处，尤其是其需要使用温瓶机，不但灌装阀结构复杂、操作繁琐、成本较高，而且耗能量较大，不节能环保。 

发明内容

本发明的主要目的是提供一种分段泄压式灌装阀及其灌装方法，其实现中温灌装，省去了温瓶机，使灌装更为节能环保。 

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案： 

一种分段泄压式灌装阀，包括有阀体，阀体具有一进料口和出料口，于该出料口处设置有控制阀，阀体上进一步设置有第一排气通路和第二排气通路，该第一排气通路连通于一分段泄压控制装置，第二排气通路连通于外界大气，以及，该第一排气通路中设置有控制其通断的第一控制开关，第二排气通路中设置有控制其通断的第二控制开关；该分段泄压控制装置 包括有阀座、膜阀片和阀塞，膜阀片的一侧连通于该第一排气通路，膜阀片的另一侧具有一预设气压值；于该阀座中设置有泄气阀孔，该阀塞连接于膜阀片并随膜阀片位移而移动交替封堵或打开该泄气阀孔。 

作为一种优选方案，所述泄气阀孔包括有竖向延伸的上段沉孔和下段沉孔，并该上段沉孔与下段沉孔彼此左右错位对接，于该对接处形成一泄气口。 

作为一种优选方案，所述阀座具有分别设置于泄气阀孔左右两侧的第一气室和第二气室，该感压膜阀片包括有分别设置于第一气室和第二气室中的第一膜阀片和第二膜阀片，且第一膜阀片和第二膜阀片竖向设置而左右横向位移活动；于该第一膜阀片和第二膜阀片之间连接有可随膜阀片活动的一阀杆，该阀杆穿过前述上段沉孔与下段沉孔对接位置的泄气口；该阀塞固装于阀杆上，随阀杆左右横向移动而交替封堵或打开该泄气口。 

作为一种优选方案，所述第一膜阀片将第一气室分隔出彼此隔绝的第一气腔和第二气腔，该第一气腔连通于该第一排气通路，保持与第一排气通路中的气压大小相同；第二气腔连通于一压缩空气气源，于该第二气腔中形成该预设气压值；该第二膜阀片将第二气室分隔出彼此隔绝的第三气腔和第四气腔，该第三气腔通过与下段沉孔连通，第四气腔通过阀杆中的管孔与第一气腔连通。 

作为一种优选方案，所述压缩空气气源与第二气腔之间设置有用于控制该第二气腔之预设气压值大小的调压阀。 

作为一种优选方案，所述灌装阀的第一排气通路上设置有一排水阀，通过该排水阀连接有排水系统。 

作为一种优选方案，所述第四气腔中设置有用于促使阀塞自动复位封堵该泄气口的复位弹簧。 

作为一种优选方案，使用时，所述第一控制开关和第二控制开关先后依次被按下。 

一种含气物料灌装方法，其特征在于：将灌装温度提高到15°～18°，将背压设定为4.5～5.5Bar，然后在灌装完成后进行排气泄压时，采用分段式泄压，且每段泄压的压差低于3Bar。 

作为一种优选方案，所述泄压分为两段。 

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要系于阀体中设置两个排气通路，其中一排气通路连接一分段泄压控制装置，另一排气通路直接连接外界大气，通过先后依次开通该两排气通路，可实现瓶体中的气压分层次、分阶段下降，进而可保证每阶段泄压之压力差保持在适当范围，使被灌装物料获得稳定之灌装品质，避免气泡的产生。如此一来，亦使得抬高背压和提升灌装温度而进行中温灌装成为可能，进行中温灌装可省去低温灌装中的温瓶机，进而达到节能环保的功效。同时，本发明之分段泄压控制装置系采用膜片式片结构，利用设定的气源压力的大小，带动阀塞位移控制泄气阀孔的通断，达到气体排放在设定压力值内，使其精确可靠。其次，该阀塞系设置于一阀杆上，阀杆的两端分别设置有膜阀片作为支撑，可使阀杆的工作稳定性得到提升，进而有利于保证其工作性能和延长其使用寿命。 

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体 实施例来对本实用新型进行详细说明： 

附图说明

图1是本发明之实施例中灌装阀的局部截面结构示图； 

图2是本发明之实施例中分段泄压控制装置的整体结构示图； 

图3是2中的局部放大示图。 

附图标识说明： 

10、机架                            53、第二气室 

20、灌装阀                          531、第三气腔 

31、灌装管                          532、第四气腔 

32、第一排气通路                    61、第一膜阀片 

33、第二排气通路                    62、第二膜阀片 

41、第一控制开关                    63、阀杆 

42、第二控制开关                    64、复位弹簧 

50、阀座                            631、管孔 

51、泄气阀孔                        70、阀塞 

511、上段沉孔                       80、压缩空气气源 

512、下段沉孔                       81、调压阀 

52、第一气室                        90、排水系统 

521、第一气腔                       91、排水阀 

522、第二气腔                       92、排水阀 

请参照图1所示，其显示出一种带有本发明之灌装阀的灌装机的局部结构，图中包括有机架10和灌装阀20，灌装阀20系安装于机架10上。灌装阀20包括有阀体，阀体下方连通有灌装管31，利用该灌装管31以伸入瓶体中进行灌注。 

以及，于该阀体中还分别设置有与被灌装之瓶体连通的两排气通路，它们分别是第一排气通路32和第二排气通路33。当瓶体被灌装完成后，利用该排气通路32、33可将瓶体中的气压下降到大气压。其中，该第一排气通路32连通于如图2所示的分段泄压控制装置，第二排气通路33则连通于外界大气。该第一排气通路32中设置有控制其通断的第一控制开关41，第二排气通路33中设置有控制其通断的第二控制开关42，使用时，系先后依次按下该第一控制开关41和第二控制开关42，先按下第一控制开关41可利用该分段泄压控制装置将瓶体中的气压先下降到一定压力，然后再按下第二控制开关42可将瓶体中的气压下降到大气压。 

该分段泄压控制装置的具体结构可参阅图2和图3，其包括有阀座50、第一膜阀片61、第二膜阀片62、阀塞70、压缩空气气源80和排水系统90。于该阀座50中设置有泄气阀孔51、第一气室52和第二气室53。泄气阀孔51包括有竖向延伸的上段沉孔511和下段沉孔512，上段沉孔511的上端连通于第一排气通路32，保持与第一排气通路32相同的气压；下段沉孔512的下端连通外界大气，保持有大气常压。并该上段沉孔511与下段沉孔512于阀座50内彼此左右错位对接，于该对接处形成一泄气口。第一气室52和第二气室53分别设置于泄气阀孔51左右两侧。第一膜阀片61和第二膜阀片62分别设置于第一气室52和第二气室53中，且第一膜阀片61和第二膜阀片62竖向设置而可左右横向变形活动。于该第一膜阀片61和第二膜阀片62之间连接 有可随膜阀片位移活动的一阀杆63，该阀杆63穿过前述上段沉孔511与下段沉孔512对接位置的泄气口，阀杆63中还设置有左右贯穿的管孔631。该阀塞70固装于阀杆63上，随阀杆63左右横向移动而交替封堵或打开该上段沉孔511与下段沉孔512对接位置的泄气口，进而控制泄气阀孔51的通断。 

具体实施方式：

其中，该第一膜阀片61系将该第一气室52分隔出彼此隔绝的第一气腔521和第二气腔522。该第一气腔521密闭连通于前述第一排气通路32，保持与第一排气通路32相同的气压；该第二气腔522通过管路连通于该压缩空气气源80，于该管路中设置有调压阀81，利用该调压阀81以控制第二气腔522中的一预设气压值大小。由该第一气腔521和第二气腔522中的气压分别作用于第一膜阀片61两侧，第一膜阀片61随第一气腔521和第二气腔522之间的压差变化而变形活动。 

该第二膜阀片62系将该第二气室53分隔出彼此隔绝的第三气腔531和第四气腔532。该第三气腔531通过下段沉孔512连通于外界大气，保持大气常压，阀塞70位于该第三气腔531中；该第四气腔532利用阀杆63的管孔631连通于前述第一气腔521，保持与第一气腔521、第一排气通路32和上段沉孔511相同的气压。由该第三气腔531和上段沉孔511中的气压分别作用于阀塞70和第二膜阀片62的两侧形成平衡。以及，于该第三气腔531中进一步设置有一复位弹簧64，该复位弹簧64抵推于第二膜阀片62或阀塞70上，提供阀塞70一定的复位弹力，以使阀塞70可自动复位封堵住泄气口。 

当第一气腔521中的气压大于第二气腔522中的气压时，在其压差作用下，该第一膜阀片61将被推向右侧变形而带动阀杆63和阀塞70向右移动一小段距离，使得阀塞70打开上段沉孔511与下段沉孔512的对接处，进而打开泄气阀孔51，使第一排气通路32中的气体向外排出。而当其排出到一定 程度，直至第一气腔521中的气压与第二气腔522中的预设气压值相同时，第一膜阀片61之两侧的压差为零，此时，第一膜阀片61自动复位，而带动阀塞70复位重新封堵住泄气阀孔51，使第一气腔521和第一排气通路32保持在第二气腔522之预设气压值大小。 

由于灌装过程中，该第一排气通路32中排出的气体中含有大量的水和泡沫，因此需要在灌装一段时间后进行排水处理。本实施例中的排水系统系通过一排水阀91连通于该第一排气通路32中，以及通过另一排水阀92连通于空气，通过定期关闭排水阀91，打开排水阀92，以对第一排气通路32中的排水系统90管路中的水或泡沫进行清理，以保证该分段泄压控制装置的长期稳定工作。 

接下来，详述本实施例的工作原理和工作过程如下： 

具体以温度在15°～18°的含气可乐物料灌注为例进行说明，要实现15°～18°之含气可乐的中温灌装，一般需要将储料罐中的背压设定为4.5～5.5Bar的范围。而此背压的压力与大气压的压力差较大。当灌装完成时，如果将瓶体内的气压直接下降到大气压，将容易使瓶体中的含气可乐中产生大量的汽泡，直接影响到灌装品质。因此，需要对瓶体内的气压进行分段泄压。基于此，用户需要首先通过该调节阀81而将第二气腔522中的气压调整到2.5Bar大小，当灌装完成时，利用转动的凸轮等手段先后依次按下该第一控制开关41和第二控制开关42，以在短时间内先将第一排气通路32和第一气腔521中4.5-5.5Bar的气压下降到2.5Bar左右，然后再将2.5Bar的气压下降到大气压，分两段进行泄压，以保证每阶段泄压之压力差均低于3Bar。 

本发明的设计重点在于，主要系于阀体中设置两个排气通路，其中一排气通路连接一分段泄压控制装置，另一排气通路直接连接外界大气，通过先后依次开通该两排气通路，可实现瓶体中的气压分层次、分阶段下降，进而可保证每阶段泄压之压力差保持在适当范围，使被灌装物料获得稳定之灌装品质，避免气泡的产生。如此一来，使得抬高背压和提升灌装温度而进行中温灌装成为可能，进行中温灌装可省去低温灌装中的温瓶机，达到节能环保的功效。同时，本发明之分段泄压控制装置系采用膜阀片结构，利用压力平衡的原理带动阀塞杆位移控制泄气阀孔的通断，控制精度精确可靠。其次，该阀塞系设置于一阀杆上，阀杆的两端分别设置有膜阀片作为支撑，可使阀杆的工作稳定性得到提升，进而有利于保证其工作性能和延长其使用寿命。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内阶。 

Claims (10)

1.一种分段泄压式灌装阀，包括有阀体，阀体具有一进料口和出料口，于该出料口处设置有控制阀，其特征在于：阀体上进一步设置有第一排气通路和第二排气通路，该第一排气通路连通于一分段泄压控制装置，第二排气通路连通于外界大气，以及，该第一排气通路中设置有控制其通断的第一控制开关，第二排气通路中设置有控制其通断的第二控制开关；该分段泄压控制装置包括有阀座、膜阀片和阀塞，膜阀片的一侧连通于该第一排气通路，膜阀片的另一侧具有一预设气压值；于该阀座中设置有泄气阀孔，该阀塞连接于膜阀片并随膜阀片位移而移动交替封堵或打开该泄气阀孔。

2.根据权利要求1所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：所述泄气阀孔包括有竖向延伸的上段沉孔和下段沉孔，并该上段沉孔与下段沉孔彼此左右错位对接，于该对接处形成一泄气口。

3.根据权利要求2所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：所述阀座具有分别设置于泄气阀孔左右两侧的第一气室和第二气室，该膜阀片包括有分别设置于第一气室和第二气室中的第一膜阀片和第二膜阀片，且第一膜阀片和第二膜阀片竖向设置而左右横向变形活动；于该第一膜阀片和第二膜阀片之间连接有可随膜阀片活动的一阀杆，该阀杆穿过前述上段沉孔与下段沉孔对接位置的泄气口；该阀塞固装于阀杆上，随阀杆左右横向移动而交替封堵或打开该泄气口。

4.根据权利要求3所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：所述第一膜阀片将第一气室分隔出彼此隔绝的第一气腔和第二气腔，该第一气腔连 通于该第一排气通路，保持与第一排气通路中的气压大小相同；第二气腔连通于一压缩空气气源，于该第二气腔中形成该预设气压值；

该第二膜阀片将第二气室分隔出彼此隔绝的第三气腔和第四气腔，该第三气腔通过与下段沉孔连通，第四气腔通过阀杆中的管孔与第一气腔连通。

5.根据权利要求4所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：所述压缩空气气源与第二气腔之间设置有用于控制该第二气腔之预设气压值大小的调压阀。

6.根据权利要求4所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：所述灌装阀的第一排气通路上设置有一排水阀，通过该排水阀连接有排水系统。

7.根据权利要求4所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：所述第四气腔中设置有用于促使阀塞自动复位封堵该泄气口的复位弹簧。

8.根据权利要求1所述的分段泄压式灌装阀，其特征在于：使用时，所述第一控制开关和第二控制开关先后依次被按下。

9.一种含气物料的灌装方法，其特征在于：将灌装温度提高到15°～18°，将背压设定为4.5～5.5Bar，然后在灌装完成后进行排气泄压时，采用分段式泄压，且每段泄压的压差低于3Bar。

10.根据权利要求9所述的含气物料的灌装方法，其特征在于：所述泄压分为两段。 

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