CN102168777B

CN102168777B - 介质分配装置和密封设备

Info

Publication number: CN102168777B
Application number: CN201110037792.6A
Authority: CN
Inventors: 迈克尔·韦伯
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2031-02-14
Also published as: EP2357151B1; EP2357151A3; CN102168777A; SI2357151T1; DE102010008366A1; EP2357151A2

Abstract

本发明涉及一种介质分配装置(1)，包括至少有一部分为管状以用于输送第一流体介质的主通道(2)，并包括包围主通道(2)的介质引导设备(4)，其中介质引导设备(4)包括至少一个用于引导介质的通道(56)，且介质引导装置(4)设置成能够绕预定的转轴(X)相对于主通道(2)转动，且在主通道(2)的至少一个外壁(2a)和介质引导设备(4)之间提供至少一个由至少两个组件(12，14)组成的密封设备(10)，密封设备(10)合适于将能够相对于彼此转动的物体相对于彼此密封。密封设备(10)包括由塑料主体(12)和至少部分抵住主体(12)以对主体(12)进行预紧的弹性预紧体(14)，预紧体(14)由塑料制成。

Description

介质分配装置和密封设备

技术领域

本发明涉及饮料生产业，更具体地说，涉及一种用于将饮料罐装到容器中的装瓶装置。

背景技术

从现有技术已了解了装瓶装置。还可知在该装瓶装置中，使用诸如漂洗、消毒或罐装设备的容器处理机器，并将容器处理机器安装在圆形支架上，在输送容器过程中对该容器进行处理。为此，现有技术利用介质分配装置，所述介质分配装置例如包括用于输送介质的中央、固定主通道，还包括相对于所述主通道可移动且通向各个灌装设备的通道。还可在转动部分和固定部分之间形成用于液体介质的环形通道。因此这些装置中，需要将固定部分和转动部分相对于彼此进行密封。

还可知的是，例如气体和液体介质从固定组件进入转动组件的传输，是通过所有介质都与之连接的轴和包围该轴且由一个或多个部分组成的外壳实现的，介质从所述外壳再引出。通常，轴和外壳是同心的且进行转动运动。因此介质从轴传输到外壳内并通过密封件相对于彼此分离或与外界分离。

现有技术中，采用弹性密封件、PEFE密封件或滑环式密封件。

DE 102006038747 A1描述了一种用于回转轴承装置的密封装置。其中至少使用两个密封件，密封件之间彼此隔开并在彼此之间形成腔体以用于容纳隔离介质。由此在这种构造下使用所谓的分离气体或隔离气体以产生密封效应。然而这种方式中需要保持这种隔离介质一直有效。

通常设计以上所提及的PTFE密封件作为唇口密封件，其中对轴的所需压力例如预紧张力通过介质施压和材料的性质产生。该密封件的服务寿命毫无疑问是相对较低的，因此通过弹簧元件另外增加密封力。现有技术中，使用各种几何形状的金属弹簧，诸如V-形弹簧、硬币形弹簧以及诸如此类的弹簧。另外，为了增强清洁和卫生，采用诸如硅胶或塑料的填料化合物填充弹簧元件，或将弹簧元件安装在密封件的背面使其不会与介质接触。

尽管该密封件获得了固定密封效应，但是因其具有金属弹簧将增加预紧力，尤其是在与产品接触的区域，因此该密封件毫无疑问在特定条件下易于腐蚀从而将破坏密封性。而且该密封元件的清洁性质在大部分的应用中还不够充足。此时应考虑到更换该密封件通常是非常复杂和耗时的。由此，装置的可用性受到限制。另外，还可知将硅胶倒入腔体中时，硅胶化合物会沉积在弹簧附近。然后，这种填料化合物中含有的气孔和气泡会再次表现出卫生风险。另外，弹簧的填料化合物与PEFE之间的连接会受到介质的侵蚀，从而在该组件之间出现非常小的间隙和裂缝，这同样会导致卫生风险。

发明内容

本发明的目的是提出一种介质分配装置，其具有与现有技术相比密封效果增强的密封设备。另外，对该密封设备的磨损的敏感性也将降低。

这些目的依据本发明的独立权利要求的主题获得。具有有益效果的实施例和进一步的发展构成了从属权利要求的主题。

依据本发明的一种介质分配装置，用于分配容器处理机器中的至少一种液体或气体(通常为可流动的)介质，所述介质分配装置包括至少有一部分为管状以用于输送第一流体介质的主通道和包围所述主通道的介质引导设备。所述介质引导设备包括至少一个用于引导介质的通道，其中安装所述介质引导装置使得其能够绕预定的转轴相对于所述主通道转动，其中在所述主通道的至少一个外壁和所述介质引导设备之间提供至少一个由至少两个组件组成的密封设备，所述密封设备合适于将能够相对于彼此转动的物体相对于彼此密封。

依据本发明，所述密封设备包括由塑料制成的主体和弹性预紧体，所述弹性预紧体至少部分抵住所述主体以用于对所述主体进行预紧，其中所述预紧体同样由塑料制成。通过所述介质引导设备引导的所述介质既可是流体也可是气体介质。优选地，所述预紧体用于对所述主体和特别是能够相对于彼此转动的组件进行预紧。

所述主通道以固定方式安装且所述介质引导设备相对于所述主通道转动。然而相反地，还有可能以固定方式安装所述介质引导设备而所述主通道转动。

因此依据本发明，使用能通过弹性体进行预紧以提高密封力的密封元件。因此所述预紧体用于在将要彼此密封的物体方向对所述主体进行预紧。优选地，所述主体至少在某些部分包围所述预紧体。所述预紧体优选地在安装成能够相对彼此转动的两个物体之间延伸方向上施加力。例如，所述预紧体可插入到所述主体中，也可能在硫化过程中固定连接到所述主体。优选地，所述主体大致为环形。所述预紧体也大致为环形。优选地，所述环形体以及优选地所述预紧体完全包围所述主通道。所述预紧体还可以设计成O形圈的方式。

另一个优选实施例中，所述主体具有至少一个开口区，在所述开口区中所述预紧体没有被所述主体覆盖。这意味着所述主体没有完全包围所述预紧体，而是在该开口区中可到达所述预紧体。这种方式中，更易于将所述预紧体插入到所述主体中。原理上还有可能独立于所述主体而更换所述预紧体。

另一个优选实施例中，所述主体在至少一个区域特别是在所述开口区内与所述预紧体端部对齐。因此该情况中，所述预紧体以前对齐的方式结合到所述主体中，其中由于该前对齐式结合，与产品接触的所有表面得到清洗，这种方式中，没有诸如从现有技术可知的一些情况中出现在密封设备上面的切口(undercut)或空腔。优选地，沿着对齐端部的直线与转动组件转动所绕的轴线垂直，但是也可相对于转动轴线是倾斜的。

优选地，制成所述主体的材料从包含PTFE(聚四氟乙烯)、PA(聚酰胺)、PE(聚乙烯)、上述材料的组合和类似材料的材料组中选择。尤其优选的是，所述主体由PTFE和改性PTFE制成。

优选地，制成所述预紧体的材料从包含EPDM(三元乙丙橡胶)、FKM(氟橡胶)、HNBR(氢化丁腈橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、上述材料的组合和类似材料的材料组中选择。

优选地，所述主体和/或所述预紧体由以上所提及的材料中的一种制成，其中具体优选的是将杀菌和抑菌物质与上述材料混合。结果是，所述例如具有饮料寄生虫或饮料腐坏物质的密封元件上直接和间接表面的污染风险能达到最小。另外，还可采用杀菌和/或抑菌物质对所述主体和/或所述预紧体进行涂层。对于这两种情况，已证实银离子具有较大的优势。

另一个优选实施例中，所述预紧体至少部分被塑料层覆盖。这种情况中，可对由弹性体制成的所述预紧体进行涂层以提高耐化学性或改变其基本属性。所述涂层可例如是PTFE层。这种方式中，还可更好地适应所述预紧体和所述主体相对于彼此的热膨胀，使得加热过程不会导致不期望的泄露。

另一个优选实施例中，所述主体具有突起在径向方向上延伸，以便相对于所述介质引导设备或所述固定部分以可转动固定的方式安装所述密封元件或所述主体。此处的径向方向理解为相对于相应转动运动的径向方向。例如，为防止所述密封件也转动，具有径向唇口的所述主体被夹紧在例如两个凸缘之间，因此传递了所述密封件的转矩。另外，还可在所述突起或所述唇口中形成切口，通过这些切口，可通过接合到这些切口中并与外壳连接的销或其它元件获得所述转矩的合适传递。

另一个优选实施例中，所述预紧体的至少一个区域直接抵住所述主通道或所述介质引导设备或所述固定组件。例如，所述预紧设备或所述弹性体密封件既能直接支撑在所述外壳上从而还能执行静态密封效应，也能受所述主体限制，其结果是所述静态密封效应同样由所述主体执行。其中所述预紧体中没有区域抵住所述外壳的受限方式的一个优点来自于所述装置或所述转动分配器中对所述密封件的更简易安装。

另一个实施例中，所述主体至少具有一个凹槽。例如，所述主体可具有一个凹槽或特别是在位于背向所述介质一侧的所述预紧体背面被切空(cut free)，从而在没有过度增加主密封的预紧力的情况下，所述预紧体可例如在压力、温度或介质接触下具有更大的体积变化。

特别是在背向产品的所述密封件的背面一侧所形成的腔体，还可导致由所述预紧元件或弹性体密封件的膨胀或收缩所产生的泵效应。考虑到该效应，细菌和杂质可输送至面向所述产品的一侧。

因此，另一个优选实施例中，所述主体具有延伸至所述预紧体的通道。由于这种到所述密封件的后面空间的连接孔，能避免以上所提及的泵效应。另外，可经由所述连接孔使用清洗和/或灭菌介质对所述凹槽进行漂洗。

优选地，所述主体和所述预紧体由不同的塑料材料制成。

另一个优选实施例中，所述密封设备在除所述主体和所述预紧体之外不包括另外的组件。特别是，所述密封设备是无金属的，因此具体而言没有包括将引入腐蚀风险的金属弹簧或类似物。

本发明还设计用于密封物体的密封设备，其中这些物体被设置成能够相对于彼此转动。

依据本发明，所述密封设备包括由塑料制成的主体和至少部分抵住所述主体以用于对所述主体进行预紧的弹性预紧体。所述预紧体也由塑料制成且优选地不具有能够与转动安装的物体接触的表面。因此所述预紧体此处既可用于进行预紧也可在任意情况中用于静态密封目的。优选以以上所描述的方式设置所述密封设备。

而且，所述密封设备优选地除所述主体和所述预紧体之外不再包括另外的组件。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是转动分配器的局部示意图；

图2a是密封结构和第一实施例的详细示意图；

图2b是图2a中所述密封结构的放大图；

图3a是具有第二实施例中密封结构的实施例的示意图；

图3b是图3a中所述密封结构的放大图；

图4a是密封结构的另一个实施例的示意图；和

图4b是图4a中所述密封结构的放大图。

附图标号列表：

1 介质分配装置

2 通道

2a 外壁

4 介质引导设备

8，68 区域

10 密封设备

11 主体

16 突起

14 预紧体

20 介质引导设备的组件

22，24 部分

28 突起

32 轮廓

34 凹槽

36 连接孔，通道

41 孔

43 螺纹连接

44 轴承

45 支架

48 连接

52，55 连接

54 固定通道

56 环形通道

58 通道

62 泄露空间

64 反转动构件

65 O形圈

X 转轴

具体实施方式

图1示出了转动分配器或介质分配装置1的局部。以连续操作的装瓶机器(没有更详细地示出)的圆盘传送带内的转轴X为中心安装介质分配装置1，所述装瓶机器包括多个均匀分布在灌装机器的外周上的阀门。主通道2具有外壁2a。该实施例中，以固定方式安装所述主通道。附图标号4表示介质引导设备，其包括不同的通道58和56以用于引导介质。介质引导设备安装成能绕转轴X转动并与灌装圆盘传送带(没有示出)同步转动。附图标号44表示轴承，可安装介质引导设备4通过该轴承相对于主通道2转动。附图标号10表示密封设备，用于将能够相对于彼此转动的部分相对于彼此密封。附图标号2a表示主通道2的外壁。附图标号65表示O形圈以用于另外的密封目的。

将被装瓶的产品经由连接55提供，然后通过主通道22。附图标号45表示经由螺纹连接43安装在介质引导设备上的支架45，从而能够相对于主通道转动。可在该支架上设置同样转动的产品罐(没有示出)，来自该产品罐的产品被分配到各个灌装阀门。该产品罐可例如通过孔41安装在支架45上并同样与灌装圆盘传送带同步转动。

图1中所示的最上面的密封设备10密封了主通道2中位于底部的产品路径。附图标号52表示用于供应清洗介质的连接。从该(非转动的)连接52开始，清洗介质通过同样固定的通道54后进入环形通道56。从环形通道56，清洗介质被分配到多个(转动安装的)出口喷嘴48，所述出口喷嘴48间接连接到灌装阀门，即经由中间的圆盘传送带上的收集通道(没有示出)。作为选择，清洗介质直接分配到灌装阀门也是可能的。进而也可通过两个密封设备10密封环形通道59。各密封设备10均由上部和下部组成。

用于分配消费介质诸如惰性气体或真空的环形通道(没有示出)，原理上以与环形通道56相同的方式设置。依据应用，只有公称宽度是适用的。

附图标号58表示设置在介质引导设备4中的清洗通道，用于清洗轴承44的内外。

图2a和2b示出了依据本发明第一个实施例的装置。此处设有密封设备10，如图2a所示分别包括主体12和预紧体14。更具体地说，此处提供了两个这种密封设备且对通道进行限定。附图标号62表示泄露空间，在密封设备10出现缺陷的情况下，来自密封设备10相对侧的介质能采集在该泄露空间中。这种尔出现的介质能向下排放，例如经由外壁2a中的泄露通道(没有示出)并能够例如通过传感器(同样没有示出)检测。附图标号64表示优选的形状合适的反转动(anti-rotation)构件。该反转动构件能接合到主体12的形成夹持缘的突出16内，并将介质引导装置4的转动传递至密封设备10。

形成凸缘的区域68，此处所述凸缘形成介质引导设备4的一部分，实现了对密封设备10的夹紧。除了密封设备10的轴向和径向固定，介质引导设备4的转动也被传递至密封设备10。

附图标号2a再次表示通道2的外壁，其被设置为固定的空心轴。

图2b示出了图2a的密封结构的详细示意图。可见主体12包括两个部分22和24，其中部分24是主密封唇口，部分22是静态密封唇口。

整体由14表示的预紧件具有突起28，所述突起28在顶部与两个元件22和24端部对齐。这种方式中，如以上所提及的，对密封设备作为一个整体进行的清洗操作得到改进。例如，可设置预紧件为截面大致为圆形且另外具有突其28的物体。主密封唇口24和外壁2a之间发生运动。

如以上所提及的，突起16在介质引导设备4的区域内延伸并由区域68(从下面)和8(从上面)容纳。如以上所提及的，区域68中可形成有泄露空间62。

图3a和3b示出了依据本发明的密封的另一个实施例。装置自身的设置与图2a中的相同，因此可在后者中使用已有附图标号。

图3b示出了密封设备的放大图。同样此处再次提供了包括两个侧边件22和24的主体12。而且突起28也与这两个元件22和24在端部对齐。另外，该实施例中，设有连接孔或通道36，将位于预紧件14下面的主体12中所形成的凹槽连接到泄露空间62。这种方式中，预紧件14在向下方向具有一定量的游隙(play)，以便预紧件14也能膨胀。更具体而言，主体12在区域34中被切空。这种方式中，预紧件14和主体12之间具有一定量的游隙。经由连接孔36和泄露空间62能将清洗介质提供至预紧件14。图3b中，连接孔36通向非常接近预紧件14的凹槽34内。优选地，连接孔36通向凹槽34的最深点处。因此没有介质能够在该区域收集，凹槽34是空的。此处附图标号32再次表示前对齐轮廓。

图4a和4b示出了依据本发明的装置的另一个实施例，其中图4b再次采用相同的附图标号。此处也提供主体12，但是该情况中预紧件14不仅抵住主体12，还抵住介质引导设备的组件20。因此预紧件14在该情况中产生静态密封效应，即相对于转动组件的密封。将介质引导设备的组件20与介质引导设备4连接成一体，如图4a所示，或者可将介质引导设备的组件20作为附加组件插入，如图4b所示。

在图中所示的实施例中，预紧件同样至少与主体在端部对齐，其中轮廓32的连接线是倾斜的。另外，主体再次具有径向伸出的突起16，即用于夹紧该主体的夹持唇口。

当然，依据本发明的密封设备不限于用于从下面供应介质的实施例中所示的结构。还可从上面转动轴的方向上供应给固定连接52和55。

还可设置多个例如所描述的环形通道，一个设置在另一个上面，并通过密封设备10对它们进行密封。

依据本发明的介质分配装置也适于用在其它容器处理机器中，诸如旋转冲洗器或灭菌器。这种情况下，所使用的介质，例如水、无菌水、无菌空气、惰性气体、消毒溶液、气体消毒剂、将被装瓶的产品及诸如此类，和如以上所描述的CIP介质，经由一个或多个环形通道56分发给各个容器处理工作站例如清洗喷嘴。因为在这些机器中通常不需要将产品罐放置在圆盘传送带上，所以可在该情况中不使用固定空心轴来形成主通道2，而使用固体材料制成的轴，生产过程中在所述轴内形成数量对应所使用介质的种类的通道54，然后将这些通道相应地连接到环形通道56。

本申请文件中公开的所有特征对本发明而言均是必要的，不论是单独或相互结合，相比于现有技术均是新颖的。

Claims

1.一种介质分配装置（1），用于分配容器处理机器中的至少一种液体或气体介质，包括至少有一部分为管状以用于输送第一流体介质的主通道（2），并包括包围所述主通道（2）的介质引导设备（4），其中所述介质引导设备（4）包括至少一个用于引导介质的通道（56），且其中所述介质引导装置（4）设置成能够绕预定的转轴（X）相对于所述主通道（2）转动，且其中在所述主通道（2）的至少一个外壁（2a）和所述介质引导设备（4）之间提供至少一个由至少两个组件（12，14）组成的密封设备（10），所述密封设备（10）合适于将能够相对于彼此转动的物体相对于彼此密封，其特征在于，所述密封设备（10）包括由塑料制成的主体（12）和至少部分抵住所述主体（12）以用于对主体（12）进行预紧的弹性预紧体（14），其中所述预紧体（14）由塑料制成，其中所述主通道（2）以固定方式安装且所述介质引导设备（4）相对于所述主通道（2）转动，或者其中所述介质引导装置（4）以固定方式安装而所述主通道（2）转动;所述主体具有在径向方向延伸的突起（16），以便相对于所述介质引导设备（4）以可转动固定的方式安装所述主体（12）。

2.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述主体（12）在某些部分包围所述预紧体（14）。

3.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述主体（12）和所述预紧体在至少某些部分彼此互相抵靠。

4.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述主体（12）具有至少一个开口区，在所述开口区内所述预紧体没有被所述主体（12）覆盖。

5.根据权利要求4所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述主体（12）与所述预紧体（14）在所述开口区内端部对齐。

6.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，制成所述主体的材料从包含PTFE、PA、PE、及其组合的材料组中选择。

7.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，制成所述预紧体的材料从包含EPDM、FKM、HNBR、NBR、及其组合的材料组中选择。

8.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述预紧体（14）至少部分覆盖有塑料层。

9.根据权权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述预紧体的至少一个区域直接抵住所述主通道（2）或所述介质引导设备（4）。

10.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述主体具有至少一个凹槽（34）。

11.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述主体内设有延伸至所述预紧体的通道（36）。

12.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述密封设备除所述主体（12）和所述预紧体（14）之外不再包括其它组件。

13.根据权利要求1所述的介质分配装置（1），其特征在于，所述密封设备是无金属的。

14.一种密封设备，用于对包括权利要求1-13中任意一项权利要求所述的介质分配装置（1）的容器处理机器中设置成能够相对于彼此转动的物体进行密封，其特征在于，所述密封设备包括由塑料制成的主体（12）和至少部分抵住所述主体（12）以用于对主体（12）进行预紧的弹性预紧体（14），其中所述预紧体（14）由塑料制成且所述预紧体（14）不具有能够与其中一个所述物体接触的表面，其中所述主体（12）包括两个部分（22，24），其中所述预紧体（14）具有突起，该突起与所述两个部分（22，24）在端部对齐。