CN102209471A - 浇注机阀门、配量室和浇注机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及浇注机阀门(32，42；50；60；70；80；90；100；110；120；130)、安装在浇注机(1)中的压力产生装置(3，4，5，6，32，42)和浇注可流动物料且尤其是含有悬浮固体颗粒的流动物料如巧克力的浇注机(1)，在巧克力中，可可颗粒和糖颗粒一般悬浮在含有可可脂和或多或少的乳脂的脂肪物质中。阀门(50；60；70；80；90；100；110；120)具有一个带有阀流通口的阀体(51；61；71；81；91；101；111；121；131)以及至少一个配属于该阀流通口的阀瓣(53；64；76；83；94；105；115；128；133)，该阀瓣铰接在该阀体上并且在无压力状态中无预紧力地关闭该阀流通口。

Description

浇注机阀门、配量室和浇注机

本发明涉及浇注机阀门、安装在浇注机中的压力产生装置和浇注可流动物料、尤其含有悬浮固体颗粒的流动物料如巧克力的浇注机，其中，可可颗粒和糖颗粒一般悬浮在具有可可脂和或多或少的乳脂的融化的脂肪物质中。

已知用于浇注巧克力的浇注机包括：例如盛放可流动物料的物料容器；至少一个阀门，该阀门与物料容器内腔处于流体连通，其中该阀门在沿其阀门通流方向有压差(压力降)时处于开启状态并在沿其阀门通流方向没有压差时处于关闭状态；产生沿该阀门的阀门通流方向的压差的压力产生装置。

在实践中，这种浇注机的组成部分由刚性金属零件构成。物料容器用于盛放可浇注物质。多个管路从容器底面伸出，每个管路通入多个腔室之一中，一个活塞可分别在该腔室内运动。另一方面，每个腔室与各自一个管嘴连接。针对每个腔室/活塞/管嘴单元设置阀门功能。

在吸入行程中，每个阀门开通在物料容器和各自腔室之间的相应连通管路，而在相应腔室和相应管嘴之间的各连通管路被关断。相应的活塞如此在腔室内运动，即，空闲腔室容积增大并且物料被吸入相应的腔室中。

在排出行程中，相应的阀门关断在物料容器和相应的腔室之间的相应连通管路，而在相应的腔室和相应的管嘴之间的相应连通管路被接通。相应的活塞在腔室内如此运动，即，空闲腔室容积减小并且物料从相应的腔室被泵送出到相应的管嘴。

来自管嘴的物料随后被挤压或浇注到底板上或模腔内。

在这种浇注机的一些特殊构造形式中，阀门功能与活塞功能相互关联。为此，活塞例如以基本呈圆柱形的升降/回转活塞的形式构成，该活塞一方面可以在筒室内执行沿腔室或活塞的轴线的往复运动，另一方面，它可以执行围绕腔室或活塞的轴线的回转运动。通过连通管路通入相应腔室壁的通口和在相应活塞中的相应空隙和/或缺口的特殊布置，可以借助相应活塞在第一方向和相反的第二方向上的一系列往复回转运动实现一个完整的浇注周期(吸入+排出)。

当在这种浇注机的最后所述的结构紧凑型构造形式中也能通过合并活塞功能和阀门功能来略微减少活动零部件的数量时，这种常见的浇注机还总是具有大量的活动零部件。

此外，在许多情况下，当浇注稀薄物料时在排出行程末尾可能无法阻止物料从管嘴补流出。在浇注巧克力物质的大多数应用场合中，浇注在这样高的温度进行，从而至少在低温下融化的甘油三酸酯的晶体改性物融化，结果，巧克力物质总体上处于恰好稀薄的状态并且在管嘴处发生补流。

因为一般每个浇注周期浇注少量物质，所以整个浇注过程差不多在瞬态(非稳态)中发生。不过，除了上述的补流和由此至少引起的配(计)量偏差外，主要在瞬时范围内发生的浇注也导致物料中的结构变化。这可能造成浇注的巧克力物质的质量下降。

另外，实际上做不到在规定的生产能力下(动作节拍频率和单位动作节拍的配料量)影响由待浇注巧克力物质的流动性能(黏性)和几何形状边界条件决定的流动阻力随时间变化的特性。

存在与管嘴处的压差必须大到足以在开始浇注时克服待浇注巧克力物质的流动限制条件。这导致该压差先显著增大。一旦开始流动了，则需要小许多的压差来保持继续稳定的流动。对此重要的是，因为现在流动起来的剪切层流具有类似抛物线的流动剖面，所以如下出现巧克力物质的流动性能(黏性)变化，即，黏性递减。就是说，剪切在此起到稀释作用。起初需要的、用于克服巧克力物质流动限制条件的压差因此比在流动开始后需要的用于维持流动的压差高得多。但是，压力源的设计和多个机器部件的稳定性必须依据该最大压力需求来考虑。

因而，本发明基于以下任务，提供一种浇注机阀门、一种安装在浇注机中的压力产生装置以及由可浇注物料尤其是脂肪物质如巧克力制造食品的浇注机，其中，上述的浇注时的缺陷和不足能得以避免或至少减少。同时，该浇注机阀门、压力产生装置和浇注机应具有简单而不易受干扰的结构。

阀门

根据本发明的阀门适用于装入一个如上所述的浇注机中。该阀门具有包括阀流通口的阀体以及至少一个配属于阀流通口的阀瓣，阀瓣铰接在阀体上，其中该阀瓣在无压力状态中无预紧力地基本封闭该阀流通口。

阀瓣在其关闭状态中贴靠阀体或一个或多个阀瓣。这是在没有预紧力情况下做到的。就是说，在无负荷情况下没有在一个阀瓣和另一个阀瓣或在一个阀瓣和阀体之间传递载荷。此时，阀流通口尽量关闭，尤其密封，从而没有物料能流过阀门。阀流通口可如此关闭，即，阀瓣对于高流动性物料而言也封闭阀流通口。但以下做法也就够了，含有悬浮固体颗粒的典型物料，例如确切的说黏稠的脂肪物质，被可靠地截留。

阀瓣的例如由阀瓣材料弹性或回位弹簧的弹簧常数所引起的内应力阻止物料不可控地、即例如无规定压差地在阀门处经阀门流走，尤其是阻止在浇注过程结束时的物料补流。

优选如此选择阀瓣的内应力，它匹配于物料流动性能如黏性或表面张力和/或配量室尺寸。因此，该内应力用于使阀门不会在小负荷时例如在配量室内的物料重力压力下就已开启。

阀门闭合力可以通过其它措施提高，例如通过以下做法，使阀瓣始终承受一个预紧力，或者通过以下做法，一个附加力在关闭阶段中作用于阀瓣。一旦要开启阀门，则可减小或取消该关闭力。

或者，内应力可高到允许开启阶段中有附加力作用于阀门的所需程度。

附加力可以是气压性质的、液压性质的、电磁性质的或机械性质的。

例如作为替代和/或作为补充，这些阀瓣通过正压或负压来保持，该正压或负压仅在关闭阶段或主要在关闭阶段发挥作用。

附加力也能以优选弹簧加载的阀门挺杆形式被传递至阀瓣。

也可以如此构成这些阀瓣，即，这些阀瓣可液压控制或气动控制。

可以如此构成阀瓣，即，开启和/或关闭依据压电效应实现，例如通过压电执行机构，或借助包含压电材料的阀瓣。

用于关闭和/或开启阀瓣的附加力如上所述也可以对在无压力状态中处于预紧力下的阀瓣施加。

阀门优选在沿其阀门通流方向有压差时处于开启状态并且在沿其阀门通流方向没有压差时处于关闭状态。

只有当在阀门上产生的且最好按规定方式建立的压差足够大时，封闭阀瓣的关闭力和被挤压流经阀流通口的物料的流动限制条件才得以克服并且物料开始流过阀流通口，在此，使阀瓣运动并且阀瓣增大阀门的流通横截面。

当多个阀门在流动方向上先后布置时，阀门闭合功能也可得到改善。阀门只有在所有阀瓣的关闭力都被克服时才会打开。例如可以先后设置两个未处于预紧力下的阀瓣或阀瓣组。

浇注过程中，瞬时的或稳定的平衡出现在弹性回复力或者说阀瓣关闭力和在流动物料中由压差产生的阀瓣偏移力(开启力)之间。通过这种“顺应”的阀门，防止或者与刚性管嘴时相比至少明显减小出现在阀门处的压差的瞬时过渡压力峰值。

开启阀瓣的压差(压力降)例如可以通过补流物料的重力和/或利用额外施加的负压或正压产生和/或加强。

阀瓣最好是柔韧的。为此，它由足够软弹性的材料构成和/或沿一维方向足够小，例如具有小的瓣舌厚度。特别有利的是，阀瓣由弹性材料构成。由此可以获得良好的阀门闭合效果。

为了改善流经阀门的流动的对称性，可以设置至少两个配属于阀流通口的阀瓣，它们铰接在阀体上并且封闭阀流通口。此外，对阀流通口的贡献分属于两个阀瓣，这造成每个独立阀瓣的偏移和/或变形小。在阀瓣铰接于阀体上的铰接区域内的材料或者说阀瓣材料本身由此没有明显的使用疲劳，由此能延长阀门寿命。

本发明的阀瓣最好有这样的几何形状，阀门的至少一个阀瓣的、投影在垂直于阀门通流方向的阀门横截平面上的瓣舌边缘从该阀门横截平面的第一径向外侧点经阀门横截平面的一个径向中心点延伸向该阀门横截平面的第二径向外侧点。这种角形或弧形的走向允许额外增大将阀瓣或者说瓣舌边缘紧压到阀流通口或者说通口边缘的压紧力，其做法是，人们在铰接区内从阀门横截平面的两个径向外侧点起分别以径向朝内的力作用于阀瓣。

有利的是，阀门有至少三个配属于阀流通口的阀瓣，这三个阀瓣在周边区内铰接在阀体上，其中该阀门具有在阀门通流方向上凸出的角锥体形构造，其角锥体表面分别由一个阀瓣构成，从而在两个相邻的角锥体表面之间，各有一个阀口从一个径向外侧点延伸向径向中心。当在阀门通流方向上的下游侧流体压力大于在阀门通流方向上的上游侧流体压力时，这种在通流方向上凸出的阀门构造增强阀门在关闭状态中抗翻转的抵抗能力。另一方面，对于每个阀瓣来说只需要较小的变形以造成阀门充分开启。这样的阀门可以具有三个、四个、五个或六个阀瓣并且分别具有三面的、四面的、五面的或六面的角锥体形结构。

在一个特别有利的实施例中，角锥体表面从角锥体尖看过去分别制成凹形并且分别由一个制成凹形的阀瓣构成，该阀瓣的凹形状在限界的阀瓣阀口和阀瓣的周边铰接区之间延伸。凹形的阀瓣整体构成一种多面形的角锥体，其侧面从下游侧看分别以凹形棱面形式构成。这有助于更好的关闭效果，即更稳定的阀门闭合状态。

或者，角锥体表面也可以从角锥体尖看过去分别制成凸形并分别由一个制成凸形的阀瓣构成，该阀瓣的凸形状在限界的阀瓣阀口和阀瓣的周边铰接区之间延伸。

阀体和至少一个阀瓣可以一体形成。它们最好以整体的弹性体浇注件形式构成。由此一来，根据本发明的阀门可以在浇注过程中或许伴随随后的交联如硫化来制造。

或者，阀体和至少一个阀瓣可通过形状配合的和/或传力配合的插接相互联接。此时有利的是阀体和/或阀瓣由柔韧性材料构成。阀门的内应力或者挠曲度(韧性)可以通过阀门部或阀门组成部分的垂直于弯曲线或弯曲平面的尺寸和/或弹性模量来定，其中，弹性模量的增大或尺寸的增大减小挠曲性，或反之，弹性模量的减小或尺寸的减小增大挠曲性。阀体和/或至少一个阀瓣也能与稳固件或加强件相连。适当的是，稳固件或加强件可以由第一材料构成，阀门或者说阀体和/或至少一个阀门由第二材料构成，其中，第一材料的E模量大于第二材料的E模量。

在优选实施方式中，阀体设置在围绕它的圈形或环形的阀门座中，阀门座由第一材料构成。阀体和或许阀瓣优选由软弹性材料构成，而圈形或环形的阀门座由硬弹性材料构成。

用于加强或稳固整个阀门或其局部或组成部分的所有手段此时应安置在软弹性材料内，或者由阀门座作用于阀门，从而保证在阀门闭合时相互接触的阀门区如阀口能经历所需要的变形。或者，这些阀瓣可以具有密封唇。

在闭合时相互接触的阀门区因此构成密封区或者说真正的阀门密封。

在另一个实施方式中，该至少一个阀门在从阀门闭合状态过渡至阀门开启状态时或从阀门开启状态过渡至阀门闭合状态时因阀门变形而经过一个加压点，在该加压点，积蓄于阀门内的势能是最大的。

这些阀瓣优选首先处于第一平衡状态，在此状态中，阀瓣无预紧力地关闭阀流通口。随后，阀瓣可以过渡到第二平衡状态，在此状态中，阀瓣又没有预紧力，但开放了阀流通口。或者，这些阀瓣可在关闭状态和/或开启状态中处于预紧力下。优选需要执行机构或致动器，用于使阀瓣偏离平衡状态。

最大能量的加压点例如可以如此出现，阀门在其从关闭状态弯曲至开启状态时沿弯曲线或弯曲平面经历了先递增且在越过加压点之后递减的压缩或者说顶压。最大势能于是主要呈现压缩能的形式。阀门变形例如可以是从阀瓣凹形至阀瓣凸形的阀瓣翻转。

压力产生装置

本发明所基于的任务还通过一种用于配发可流动物料(M)尤其是含有悬浮固体颗粒的流动物质的压力产生装置来完成，该压力产生装置包括一个如上所述的阀门。压力产生装置尤其适用于安装到浇注机中。

用于配发物料的压力可以通过各种不同的方式产生。物料可以位于一个与压力源如压缩气体源、冲头、薄膜或压力螺旋输送机相连的容器中并且因为压力被直接驱动经过排出口。或者，物料可以首先到达配量室。根据本发明，物料在排出时经过如上所述的至少一个阀门。

此外，本发明所依据的任务将通过另一个压力产生装置来完成，它适于装入如上所述的浇注机中并且尤其具有如上所述的至少一个阀门。它具有腔室容积可变的配量室，该配量室具有至少一个配量室排出阀门以及一个配量室吸进阀门，其中，配量室吸进阀门设置在物料容器容积和配量室容积之间的流体通路中。

至少一个排出阀门和一个吸进阀门分别具有一个带有阀流通口的阀体和至少一个配属于阀流通口的阀瓣，该阀瓣铰接在阀体上并且封闭各自的阀流通口。

根据本发明，阀门的关闭行为和/或开启行为是不同的。

吸进阀门的阀瓣和排出阀门的阀瓣具有大小不同的关闭力。

尤其是，吸进阀门的一个阀瓣或多个阀瓣和排出阀门的一个阀瓣或多个阀瓣承受大小不同的预紧力，该预紧力压迫阀瓣紧贴阀流通口。

或者，相应阀门的较高关闭力可以附加地借助一个在关闭阶段之外、仅在关闭阶段中或主要在关闭阶段中作用于阀瓣的力来产生。

此外可以规定，借助仅在开启阶段或主要在开启阶段作用的力来促成阀瓣的开启。

排出阀门相对环境隔离浇注机，而吸进阀门构成物料容器和配量室之间的流体连通。吸进阀门确定配量室的配量精度，而排出阀门用于配发物料的配量精度和防止污染环境。物料从排出阀门提前流出和补滴是不希望有的。因此，对排出阀门的关闭要求一般要比对吸进阀门的关闭要求严格。因此，优选排出阀门的一个阀瓣或多个阀瓣承受比吸进阀门的阀瓣更高的预紧力。

模棱两可的说，至少一个阀门、优选是吸进阀门的阀瓣在无压力状态中没有预紧力地封闭阀流通口。

压力产生装置是一个泵，泵的工作方式具有吸入行程和排出行程。

具有可变的腔室容积的配量室、配量室排出阀门和配量室吸进阀门共同构成一个配量单元。在吸进行程中，物料在排出阀门闭合的情况下经过打开的吸进阀门进入配量室，而在排出行程中，物料在吸进阀门闭合的情况下经过打开的排出阀门离开配量室，以便例如浇注到模腔、泡窝中或输送带上。

压力产生装置可以具有可气密封闭的且与压力源连通的物料容器。由此一来，配量室填充物料(配料加入)可以通过对物料容器内的物料施加压力来进行，或者至少得到支持。作为压力源，可以使用压缩气体供应源，尤其是压缩空气源。代替压力源或作为其补充，压力产生装置可以具有可气密封闭的且具有可变的物料容器容积的物料容器。这允许造成或至少帮助物料配量加入配量室地通过减小物料容器容积在物料容器中产生压力。

至少一个配量室排出阀门的阀门通流方向优选从配量室容积延伸向浇注机周围的大气，并且配量室吸进阀门的阀门通流方向从物料容器容积延伸向配量室容积。这样，可以通过增大配量室容积而在配量室内产生负压，从而配量室排出阀门保持关闭且配量室吸进阀门保持开启，由此一来，在压力均衡之前，物料始终流入配量室。通过减小配量室容积，可以在配量室内产生正压，从而配量室吸进阀门闭合且配量室排出阀门打开，结果，在压力均衡前，物料始终流出配量室。

配量室优选具有多个配量室排出阀门和仅一个配量室吸进阀门。或者，该配量室可以有多个配量室排出阀门和多个配量室吸进阀门。

尤其是，一个配量室的配量室吸进阀门的数量和配量室排出阀门的数量可以相等，在此，每个配量室排出阀门对应于一个配量室吸进阀门是合适的。

在一个特别有利的实施方式中，浇注机或者说其压力产生装置具有多个配量室，其中，最好每个配量室具有一个配量室排出阀门和一个配量室吸进阀门。这样，可以在浇注机中并联布置多个配量室，由此一来，可以获得高生产量。优选每个配量室的各自腔室容积能彼此关联地改变。

浇注机

该任务通过根据本发明的浇注机来完成，该浇注机包括盛放可流动物料的物料容器。浇注机具有至少一个阀门，该阀门与物料容器内腔处于流体连通，其中，该阀门在沿其阀门通流方向有压差时处于开启状态并在沿其阀门通流方向没有压差时处于关闭状态。此外，该浇注机包括用于产生沿该阀门的阀门通流方向的压差的压力产生装置。

根据本发明，阀门是一个如上所述的浇注机阀门，它具有包括阀流通口的阀体以及至少一个配属于阀流通口的阀瓣，阀瓣铰接在阀体上并在无压力状态中无预紧力地封闭阀流通口。

此外，该任务还通过具有如上所述的压力产生装置的浇注机来完成。

从以下结合附图对浇注机、压力产生装置和阀门的实施例的描述中得到本发明的其它优点、特征和应用可能性，其中：

图1示出在第一工作阶段中的本发明压力产生装置的配量单元的实施例；

图2示出在第二工作阶段中的配量单元；

图3示出在第三工作阶段中的配量单元；

图4示出在第四工作阶段中的配量单元；

图5示出在第五工作阶段中的配量单元；

图6示出在第六工作阶段中的配量单元；

图7结合配量单元示出在配量单元工作过程中的压力关系；

图8是沿竖向平面剖切的本发明浇注机的透视图，其中如图1至图7所示的配量单元构成压力产生装置或者说浇注机的一部分；

图9是本发明阀门的一个实施例的透视图；

图10是本发明阀门的另一个实施例的透视图；

图11是本发明阀门的另一个实施例的透视图；

图12是本发明阀门的另一个实施例的透视图；

图13是本发明阀门的另一个实施例的透视图；

图14A示出基本与阀门通流方向反方向观看时的本发明阀门的另一个实施例；

图14B示出基本与阀门通流方向同方向观看时的根据图14A的本发明阀门的结构；

图15A示出基本与阀门通流方向反方向观看时的本发明阀门的另一个实施例；

图15B示出基本与阀门通流方向同方向观看时的、根据图15A的本发明阀门的结构；

图16A示出基本与阀门通流方向反方向观看时的本发明阀门的另一个实施例；

图16B示出在基本与阀门通流方向同方向观看时的、根据图16A的本发明阀门的构造；

图17A是此时阀瓣关闭的本发明阀门的另一个实施例的截面示意图；

图17B是此时阀瓣开启的本发明阀门的另一个实施例的截面示意图。

现在，结合图1来描述配量单元3、4的结构，该配量单元具有下阀门组(阀块)3和上阀门组4。配量单元3、4是根据本发明的压力产生装置的主要组成部分。

下阀门组3包括多个相互并排平行布置的下阀门通道5，通道横截面优选为圆形。每个下阀门通道5由通道壁31界定，该通道壁优选为圆柱形。在下阀门通道5的下端有一个下阀门32，在下阀门通道5的上端有一个上阀门42。通过通道壁31、下阀门32和上阀门42限定出一个配量室7，该配量室的容积V是可变的并且由下阀门通道5的可变部分构成。

上阀门组4同样包括多个相互并排平行布置的上阀门通道6，通道横截面形状对应于下阀门通道5的横截面形状，就是说，优选也为圆形。每个下阀门通道5由最好为圆柱形的通道壁31界定。在上阀门通道6的下端有一个上阀门42，每个上阀门通道6在上端与一个物料容器2(见图8)相连。

通道壁31、下阀门32和上阀门42确定具有容积V的配量室7。下阀门通道5的内横截面对应于上阀门通道6的外横截面。每个上阀门通道6可以在下阀门通道5内沿着通道5和6的共同轴线X移动。通过通道壁41相对通道壁31的相对运动，基本由通道壁31、下阀门32和上阀门42限定的配量室7容积V被改变。环形密封43以密封圈43形式支承在通道壁41的外表面的环形槽中，用于封闭配量室7并防止可浇注物料在通道壁31和通道壁41之间扩散且不可控地流出配量室7。该环形密封也能以与通道壁41成一体的环形凸起形式(未示出)构成。可选的是，也可以在通道壁41上设置多个轴向间隔的密封圈43或环形凸起(未示出)。

下阀门32由弹性材料构成。如果在下阀门32上存在足够小的在配量室7和环境(大气)之间的压差，就是说，当没有超过最小阀门压差时，阀门的弹性材料基本保持不变形，并且下阀门32保持关闭。只有当超过最小阀门压差时，下阀门32才打开。

同样的情况适用于上阀门42。上阀门42同样由弹性材料构成。当在上阀门42处存在足够小的在阀门通道6和配量室5之间的压差时，就是说，当没有超过最小阀门压差时，阀门的弹性材料基本不变形，而上阀门42保持关闭。只有当超过最小阀门压差时，上阀门42才打开。

结合图1、图2、图3、图4、图5和图6，现在描述作为本发明压力产生装置的组成部分的配量单元3、4的工作原理。

图1示出配量单元3、4的浇注周期的第一阶段。使上阀门组4或者说每个上阀门通道6沿着轴线X离开下阀门组3或者说离开相应的下阀门通道5一段对应于所需配料量的距离。上阀门组4位于吸入行程结束处并相对于下阀门组3静止不动。配量室7的容积V具有其最大值。每个上阀门通道6和每个下阀门通道5中填充有可浇注物料M，该物料的黏性足以使它实际上在被吸入后马上静止下来。这同时是排出行程的开始。下阀门32和上阀门42是关闭的。物料M静止不动。

图2示出浇注周期的第二阶段。使阀门组4或者说每个上阀门通道6沿着轴线X移入下阀门组3或者说相应的下阀门通道5。上阀门42是关闭的，而下阀门32是打开的。配量室7内的物料M从配量室的缩小容积V中经下阀门32被排出。上阀门组4位于排出行程内的一个位置上并相对于下阀门组3运动。每个上阀门通道6和每个下阀门通道5中填充有物料M，该物料在排出行程中运动。

图3示出浇注周期的第三阶段。使上阀门组4或者说每个上阀门通道6沿着轴线X移入下阀门组3或者说相应的下阀门通道5一段差不多对应于所需配料量的距离。上阀门42是关闭的，而下阀门32还是打开的。配量室7内的物料M还经过下阀门32被排出。上阀门组4位于排出行程结束处之前不远并且还相对于下阀门组3运动。配量室7的容积V几乎达到其最小值。每个上阀门通道6和每个下阀门通道5中填充有物料M。

图4示出浇注周期的第四阶段。使上阀门组4或者说每个上阀门通道6沿着轴线X离开下阀门组3或者说相应的下阀门通道5。上阀门42是打开的，而下阀门32是关闭的。物料M经过上阀门42被吸入配量室7的增大容积V中。上阀门组4位于在吸入行程内的一个位置上并相对于下阀门组3运动。配量室7的容积V增大。每个上阀门通道6和每个下阀门通道5中填充有物料M，该物料在吸入行程中运动。

图5示出浇注周期的第五阶段。使上阀门组4或者说每个上阀门通道6沿着轴线X离开下阀门组3或者说相应的下阀门通道5一段差不多对应于所需配料量的距离。上阀门42还是打开的，而下阀门32还是关闭的。物料M还是经过上阀门42被吸入配量室7的增大容积V中。上阀门组4位于吸入行程结束处之前不远并且还是相对下阀门组3运动。配量室7的容积V几乎达到其最大值。每个上阀门通道6和每个下阀门通道5中填充有物料M。

图6示出配量单元3、4的浇注周期的第六阶段。使上阀门组4或者说每个上阀门通道6沿轴线X离开下阀门组3或者说相应的下阀门通道5一段对应于所需配料量的距离。上阀门组4位于吸入行程结束处并相对下阀门组3静止不动。配量室7的容积V又达到其最大值。每个上阀门通道6和每个下阀门通道5中填充有物料M。这同时是排出行程的开始(见图1)。下阀门32和上阀门42是关闭的。物料M静止不动。

结合图7A、图7B、图7C和图7D，现在描述作为本发明压力产生装置的组成部分的配量单元3、4的工作中的压力关系。

图7A示出在吸入行程结束时或者说在排出行程开始时的压力关系。上阀门组4相对下阀门组3静止不动。物料M也静止不动。由下阀门通道5构成的配量室7内的压力P1等于上阀门通道6内的压力P2(P1＝P2)。由于液静压头而可能出现压力P1和P2的绝对值略微大于大气压P0。但是，压差P1-P0＝P2-P0小于最小阀门压差(开启压力)。

图7B示出排出行程中的压力关系。上阀门组4相对于下阀门组3向下运动。由下阀门通道5构成的配量室7内的压力P1大于上阀门通道6内的压力P2(P1＞P2)。上阀门42是关闭的。此外，配量室7内的压力P1大于大气压P0。下阀门32是打开的。

图7C示出在吸入行程当中的压力关系。上阀门组4相对于下阀门组3向上运动。由下阀门通道5构成的配量室7内的压力P1小于阀门通道6内的压力P2(P1＜P2)。上阀门42是打开的。而且，配量室7内的压力P1小于大气压P0。下阀门32是关闭的。

图7D示出吸入行程结束时的压力关系。上阀门组4还是相对下阀门组3运动。由下阀门通道5构成的配量室7内的压力P1总是还小于阀门通道6内的压力P2(P1＜P2)。上阀门42还是打开的。此外，配量室7内的压力P1小于大气压P0。下阀门32还是关闭的。

图8是沿竖向平面剖切的浇注机1的透视图，其中，图1至图7所示的配量单元3、4构成浇注机1的一部分。浇注机1从上倒下布置地基本包括三个部分，即，一个物料容器2，一个具有上阀门42的上阀门组4和一个具有下阀门32的下阀门组3。

上阀门组4在这里呈板状，它在其顶侧与物料容器2相连并且在底侧与多个圆柱形的上阀门通道6相连，每个上阀门通道垂直于上阀门组4的平坦底面延伸并由一个圆柱形的通道壁41构成。上阀门通道在其下端分别有一个上阀门42。物料容器2的底面包括多个孔21，其中的每个孔通入所述上阀门通道6之一中。

下阀门组3在这里由下板3a和上板3b构成，它们的取向平行于上阀门组4和物料容器2的底面。这两个板3a和3b具有多个孔，板在该孔处通过多个圆柱形的下阀门通道5相连，所述下阀门通道从在板3a和3b的其中一个所述孔的位置起架桥延伸在下板3a和上板3b之间并分别由一个圆柱形的通道壁31构成。下阀门组3因此由一个刚性单元构成，该单元由下板3a、上板3b和多个桥形下阀门通道5构成。每个下阀门通道5在其下端具有一个下阀门32。

下阀门组3和上阀门组4相对滑动支承。此时，滑动支承通过多个上阀门通道6的圆柱形通道壁41和多个下阀门通道5的圆柱形通道壁31构成，其中，一个相应的阀门通道壁41的外壁贴靠一个相应的阀门通道壁31的内壁，并且同心的圆柱通道壁31、41能沿着相应的圆柱轴线X彼此相对滑动。通过下阀门组3和上阀门组4之间的直线相对运动，基本由阀门通道壁31和通过下阀门32和上阀门42确定的配量室7的容积V改变，如也在图1、图2、图3、图4、图5和图6的周期中看到的那样。对于在下阀门通道5内或者说在尤其确定的配量室7内以及上阀门通道6内的压力关系，结合图7A、图7B、图7C和图7D所述的内容是适用的。

是否在一个浇注周期中下阀门组3运动而上阀门组4静止不动或反之或者是否两者同时或先后彼此相对运动对浇注机1的主要功能并不重要。

在每个配量室7中有一个振动件11，借此能将振动传入待浇注物料中。振动件11呈杆体形状，它们横向延伸穿过每个配量室7或者说每个下阀门通道5并且支承在阀门通道壁31中。

图9示出本发明阀门50的透视图。阀门50具有由弹性材料、尤其是弹性体材料构成的平面状主体51，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。主体51在阀门通流方向上凸形隆起并且被一个经过阀门50的平面中心的缝隙52穿过。由此一来，在缝隙52的两侧分别限定出一个大致为半月形的阀瓣53。

图9的透视图所示出的阀门50对应于图1至图6的截面图所示出的阀门32、42。

图10示出另一个本发明阀门60的透视图。阀门60具有平面状主体61，其由弹性材料、尤其是弹性体材料构成，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。主体61在阀门通流方向上凸形隆起并且被一个经过阀门60平面中心的第一缝隙62和在平面中心与第一缝隙交叉的第二缝隙63穿过。通过相互交叉的缝隙62和63，共限定出四个阀瓣64，阀瓣大致呈直角三角形的形状。

图10的透视图所示的阀门60也对应于图1至图6的截面图所示的阀门32、42。

图11示出另一个本发明阀门70的透视图。阀门70具有平面状主体71，该主体由弹性材料、尤其是弹性体材料构成，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。主体71在阀门通流方向上凸形隆起并且被四个经过阀门70平面中心的且在那里交叉的缝隙72、73、74、75穿过。通过相互交叉的缝隙72、73、74、75，共限定出八个阀瓣76，阀瓣大致呈锐角三角形的形状。

代替阀门50、60或70(见图9、10、11)的、只具有平面状主体51、61、71的弯曲形状的笔直缝隙，阀门50、60、70的缝隙也可以具有在平面主体51、61、71内的附加弯曲形状。多个S形(未示出)缝隙是有利的，它们相对平面中心(阀门轴线和平面主体的交点)点对称地设置在主体51、61、71内。

图12示出本发明阀门80的透视图。阀门80具有主体81，该主体由弹性材料、尤其是弹性体材料构成，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。两个凹形隆起的阀瓣83在阀门通流方向上从主体81凸出，阀瓣以其端部沿一个横向延伸的缝隙82对放，因而构成一个开缝的棱脊84。

在棱脊82的边缘侧端部82a有材料堆积结构，设有横截面近似为圆形的孔，该孔沿切口形的缝隙端部82a延伸穿过阀门80的薄膜材料，因而使缝隙端部82a失去其切口特性，从而防止由切口应力引起的裂纹在阀门80的薄膜材料中扩展。

图13示出本发明阀门90的透视图。阀门90具有主体91，该主体由弹性材料、尤其是弹性体材料构成，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。四个凹形隆起的阀瓣94在阀门通流方向上从主体91凸出，这些阀瓣以其端部沿两个横向延伸的且相互直角交叉的缝隙92、93对放，因而构成两个开缝的棱脊95、96，所述棱脊同样相互垂直相交。

在缝隙92、93的边缘侧端部92a、93a有材料堆积结构，用于防止源于边缘侧的缝隙端部92a、93a的开裂。代替材料堆积结构或与这样的材料堆积结构结合，可以在边缘侧的缝隙端部92a、93a设置横截面几乎呈圆形的多个孔，这些孔沿切口形的缝隙端部92a、93a延伸穿过阀门90的薄膜材料，因而使缝隙端部92a、93a失去其切口特性，从而防止由切口应力引起的裂纹在阀门90的薄膜材料内扩展。

图14A和图14B示出本发明阀门100的透视图，其中图14A是基本与阀门通流方向反方向看过去的阀门100视图，图14B是基本与阀门通流方向反方向看过去的阀门100视图。阀门100具有主体101，该主体由弹性材料尤其是弹性体材料构成，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。三个凹形隆起的阀瓣105在阀门通流方向上从主体101凸出，该阀瓣以其端部沿着三个星形布置的缝隙102、103、104对放，该缝隙在阀门中央汇合，因而构成三个开缝的棱脊106、107、108，这三个棱脊同样呈星形布置并且在阀门中央汇合。在阀门中央和阀门边缘之间的各棱脊106、107、108的上边缘具有凹形走向。在阀门中央，这些棱脊106、107、108的汇聚的多个上边缘从阀门底面(假想平面，由阀门主体101的下边缘展开)起向上凸出最远。

图15A和图15B示出本发明阀门110的透视图，其中图15A是基本与阀门通流方向反方向看过去的阀门110视图，图15B是基本与阀门通流方向同方向看过去的阀门110视图。阀门110具有主体111，该主体由弹性材料、尤其由弹性体材料构成，具有沿阀门轴线或者说阀门通流方向看呈圆形的平面图。三个凹形隆起的阀瓣115在阀门通流方向上从主体111凸出，所述阀瓣以其端部沿三个星形布置的缝隙112、113、114对放，所述缝隙在阀门中央以其中央端12b、113b、114b汇合，因而构成三个开缝的棱脊116、117、118，这三个棱脊同样呈星形布置并在阀门中央汇合。在阀门中央和阀门边缘之间的各棱脊116、117、118的上边缘具有凹形走向。在阀门中央，这些棱脊116、117、118的汇聚的多个上边缘从阀门底面(假想平面，由阀门主体111的下边缘展开)起向上凸出最远。

在缝隙112、113、114的边缘侧端部112a、113a、114a设有材料堆积结构，用于阻止源于边缘侧的缝隙端部112a、113a、114a的开裂。代替材料堆积结构或与这样的材料堆积结构相结合，可以在边缘侧的缝隙端部112a、113a、114a设有具有圆形横截面的多个孔，这些孔沿切口形的缝隙端部112a、113a、114a延伸经过阀门110的薄膜材料，因此使缝隙端部112a、113a、114a失去其切口特性，从而防止由切口应力引起的裂纹在阀门110的薄膜材料中生长。阀门110仿做成心脏瓣膜。

图16A和图16B示出本发明阀门120的透视图，其中图16A是基本与阀门通流方向反方向看过去的阀门120视图，图16B是基本与阀门通流方向同方向看过去的阀门120视图。阀门120具有由弹性材料、尤其是弹性体材料构成的主体121，它具有沿阀门轴线或阀门通流方向看呈圆形的平面图。六个凹形隆起的阀瓣128在阀门通流方向上从主体121凸出，这些阀瓣以其端部沿六个星形布置的缝隙122、123、124、125、126、127对放，这些缝隙在阀门中央以其中央端部汇合，因此构成六个开缝的棱脊129、130、131、132、133、134，这些棱脊同样呈星形布置并在阀门中央汇合。在阀门中央和阀门边缘之间的各棱脊129、130、131、132、133、134的上边缘具有凹形走向。在阀门中央，这些棱脊129、130、131、132、133、134的汇聚的多个上边缘从阀门底面(假想平面，由阀门主体121的下边缘展开)起朝上凸出最远。

在缝隙122、123、124、125、126、127的边缘侧端部122a、123a、124a、125a、126a、127a设有材料堆积结构，用于防止源于边缘侧的缝隙端部122a、123a、124a、125a、126a、127a的开裂。代替材料堆积结构或与材料堆积结构结合，可以在边缘侧的缝隙端部122a、123a、124a、125a、126a、127a设置具有圆形横截面的多个孔，这些孔沿着切口形缝隙端部122a、123a、124a、125a、126a、127a延伸穿过阀门120的薄膜材料，因此使缝隙端部122a、123a、124a、125a、126a、127a失去其切口特性，从而防止由切口应力引起的裂纹在阀门120的薄膜材料中的生长。阀门120像马戏场顶棚，具有平放在悬垂木杆上的、绷得不太紧并因而悬垂的棚顶平面。

在每个阀门90、100、110或120(见图13、14、15、16)上，可以附加地安装上一个刚性的稳固环或夹紧环(未示出)，它的内径小于无应力的阀门90、100、110或120的外径并且在径向上借此稳固环或夹紧环压缩阀门90、110、110或120。术语“刚性”此时解释为，稳固环或夹紧环的柔韧性明显小于阀门的柔韧性。这样一来，阀门90、100、110或120获得预紧力，该预紧力因该阀门阀瓣的凹形造成阀瓣在阀口中相互压紧。在阀门90、100、110或120的周向上延伸的稳固环至少延伸经过阀门90、100、110或120的轴向长度的局部。

特别有利的是，该稳固环可以沿轴向沿着阀门90、100、110或120移动。在阀门90、100、110或120具有凹形阀瓣的情况下，稳固环或夹紧环沿轴向的移动造成阀门材料内的预紧力变化，因而造成相互压合的阀瓣的压紧力变化，进而最终造成阀门90、110、110或120的关闭力的变化。

稳固环在阀门通流方向上的轴向移动随后造成关闭力增大。稳固环与阀门通流方向相反地轴向移动造成关闭力减小。

通过这种方式，可建立同样构造的阀门，其阀瓣分别承受不同的预紧力。

在此描述和示出的阀门50、60、70、80、90、100、110、120优选由弹性材料构成。为了稳固或加强，可以在阀门材料表面上或阀门材料内安置加强筋或加强网。尤其是，可以采用织物衬里来防止裂纹扩展或开裂。局部的阀门加强也可以通过平面阀门材料在局部的不同厚度来实现，确切的说，最好呈由阀门材料构成的表面肋筋形式。阀门可以一体制成并且也可以具有固有材料应力(“冻结”应力状态)。通过这种固有材料应力和/或通过特殊阀门形状(此时阀门在克服沿平面阀门主体的平面的阀门压缩情况下变形且尤其是翻转)，本发明的阀门可以具有加压点。

图17A和图17B示出本发明阀门130的另一个实施例。多个阀瓣133以弹性的或弹性支承的构件形式铰接在阀体131上。多个阀瓣133可由弹簧钢或合适的塑料制成。多个阀瓣133如图17A所示在无压力状态中相互抵接并封闭该阀流通口，从而没有材料能从阀体131流出。或者，多个阀瓣133可以如此布置，它们在关闭状态中处于预紧力下并封闭该阀流通口。

一个挺杆132用于开启阀门130，该挺杆在开启方向上压迫这些阀瓣133，从而这些阀瓣133如图17B所示相互分开并开放该阀流通口。

为此，或是挺杆132可以朝向阀瓣133运动，或是阀体131被拉向挺杆132。

在所示出的这个例子中，挺杆132以具有内通道136的环形挺杆132形式构成。

环形通道136可以含有物料，物料只有在阀瓣133被开启时才能从通道136流出。

此外，在阀体131内，在包围环形挺杆132的环形通道137中可以包含有其它物料，一旦这些阀瓣133一会儿处于开启位置，该物料就能从阀门130流出。

例如可以规定，第一物料组分保持在内通道136中，并且与之分开地，不同类型的第二物料组分保持在环形通道137中。它们实际上可同时通过本发明的阀门130来配发。第一物料组分可以是填料或颗粒状组分如坚果块或杏仁糖块。

如果挺杆132又回撤并且没有其它物料补流，则阀瓣133的内应力用于使阀瓣133又处于如图17A所示的关闭位置。

Claims (35)

1.一种尤其用于安装在浇注机(1)中的浇注机阀门(50；60；70；80；90；100；110；120)，其特征是，该阀门具有一个带有阀流通口的阀体(51；61；71；81；91；101；111；121；131)以及至少一个配属于该阀流通口的阀瓣(53；64；76；83；94；105；115；128；133)，该阀瓣铰接在该阀体上并且在无压力状态中无预紧力地基本关闭该阀流通口。

2.根据权利要求1所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门在沿其阀门通流方向上有压差时处于开启状态并且在沿其阀门通流方向没有压差时处于关闭状态。

3.根据权利要求1或2所述的浇注机阀门，其特征是，该阀瓣是柔韧的。

4.根据权利要求1至3之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀瓣由弹性材料构成，它贴靠在该阀流通口上。

5.根据权利要求1至4之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门具有至少两个配属于该阀流通口的阀瓣，这些阀瓣铰接在该阀体上并且封闭该阀流通口。

6.根据权利要求1至5之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门的至少一个阀瓣的、投影在垂直于阀门通流方向的阀门横截平面上的瓣舌边缘从阀门横截平面的第一径向外侧点起经过阀门横截平面的径向中心点延伸向阀门横截平面的第二径向外侧点。

7.根据权利要求1至6之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门具有至少三个配属于该阀流通口的阀瓣，这些阀瓣在周边区域内铰接在该阀体上并封闭该阀流通口，其中该阀门具有在朝向阀门通流方向的方向上凸出的角锥体形构造，角锥体表面分别由一个阀瓣构成，从而在两个分别相邻的角锥体表面之间，各有一个阀口从一个径向外侧点延伸向径向中心。

8.根据权利要求7所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门具有三个、四个、五个或六个阀瓣并且分别具有三面的、四面的、五面的或流面的角锥体形结构。

9.根据权利要求7或8所述的浇注机阀门，其特征是，该角锥体表面从角锥体尖看过去分别制成凹形并分别由一个制成凹形的阀瓣构成，该阀瓣的凹形状本身在限界的阀口和周边的铰接区之间延伸，或者该角锥体表面从角锥体尖看过去分别制成凸形并分别由一个制成凸形的阀瓣构成，该阀瓣的凸形状本身在限界的阀口和周边的铰接区之间延伸。

10.根据权利要求1至9之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀体和该至少一个阀瓣是一体构成的。

11.根据权利要求10所述的阀门，其特征是，该阀门的阀体和至少一个阀瓣以弹性体浇注件形式构成。

12.根据权利要求1至11之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀体和该至少一个阀瓣通过形状配合的和/或传力配合的插接相互联接。

13.根据权利要求1或12所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门与稳固件或加强件相连。

14.根据权利要求13所述的浇注机阀门，其特征是，该阀体和/或该至少一个阀瓣与稳固件或加强件相连。

15.根据权利要求13或14所述的浇注机阀门，其特征是，该稳固件或加强件由第一材料构成，该阀门或者说阀体和/或该至少一个阀门由第二材料构成，其中第一材料的E模量大于第二材料的E模量。

16.根据权利要求10至15之一所述的浇注机阀门，其特征是，该阀体设置在一个呈圈形或环形围绕该阀体的阀门座中，该阀门座由第二材料构成。

17.根据权利要求1至16之一所述的浇注机阀门，其特征是，该至少一个阀门在从阀门闭合状态过渡到阀门开启状态时或在从阀门开启状态过渡到阀门闭合状态时因为阀门变形而经过加压点，在该加压点，积蓄在阀门中的势能是最高的。

18.根据权利要求17所述的浇注机阀门，其特征是，该阀门变形是从阀瓣凹形到阀瓣凸形或者从阀瓣凸形到阀瓣凹形的阀瓣翻转。

19.一种配发可流动物料(M)尤其是含有悬浮固体颗粒的流动物料的压力产生装置，尤其用来安装在浇注机(1)中，包括具有根据权利要求1至18之一所述的阀门。

20.尤其根据权利要求19所述的压力产生装置(3，4，5，6，32，42)，其中该压力产生装置(3，4，5，6，32，42)是具有可变的腔室容积(V)和至少一个配量室排出阀门(32)和一个配量室吸进阀门(42)的配量室(7)，其中该配量室吸进阀门设置在物料容器容积和配量室容积之间的流体通路中，至少一个排出阀门和一个吸进阀门分别具有一个带有阀流通口的阀体和至少一个配属于该阀流通口的阀瓣，该阀瓣铰接在该阀体上并封闭相应的阀流通口，其特征是，该压力产生装置具有有大小不同的关闭力的阀门，尤其是该吸进阀门的阀瓣和该排出阀门的阀瓣承受大小不同的预紧力，该预紧力压迫阀瓣贴靠阀流通口。

21.根据权利要求20所述的压力产生装置，其特征是，至少一个阀门、尤其是至少一个吸进阀门是根据权利要求1至18之一所述的浇注机阀门。

22.根据权利要求20或21所述的压力产生装置，其特征是，至少一个配量室排出阀门的阀门通流方向从该配量室容积延伸向该浇注机周围的大气，并且该配量室吸进阀门的阀门通流方向从物料容器容积延伸向配量室容积。

23.根据权利要求20、21或22所述的压力产生装置，其特征是，一个配量室具有多个配量室排出阀门和仅一个配量室吸进阀门。

24.根据权利要求20、21或22所述的压力产生装置，其特征是，一个配量室具有多个配量室排出阀门和多个配量室吸进阀门。

25.根据权利要求24所述的压力产生装置，其特征是，一个配量室的配量室排出阀门的数量和配量室吸进阀门的数量相等。

26.根据权利要求25所述的压力产生装置，其特征是，每个配量室排出阀门对应于一个配量室吸进阀门。

27.根据权利要求20至26之一所述的压力产生装置，其特征是，它具有多个配量室。

28.根据权利要求27所述的压力产生装置，其特征是，每个配量室(7)具有一个配量室排出阀门(32)和一个配量室吸进阀门(42)。

29.根据权利要求27或28所述的压力产生装置，其特征是，每个配量室的各自腔室容积能彼此相关联地改变。

30.一种浇注可流动物料(M)、尤其是含有悬浮固体颗粒的流动物料的浇注机(1)，具有至少一个根据权利要求1至19所述的阀门。

31.根据权利要求30所述的浇注机(1)，其特征是，该浇注机具有：

盛放可流动物料(M)的物料容器(2)；

至少一个阀门(32，42；50；60；70；80；90；100；110；120；130)，该阀门与物料容器内室处于流体连通；

产生沿该阀门的阀门通流方向的压差的压力产生装置(3，4，5，6，32，42)。

32.根据权利要求31所述的浇注机，其特征是，该压力产生装置(3，4，5，6，32，42)具有可气密封闭的且与压力源连通的物料容器(2)。

33.根据权利要求32所述的浇注机，其特征是，该压力源具有压缩气体供应源，尤其是压缩空气源。

34.根据权利要求31至33之一所述的浇注机，其特征是，该压力产生装置(3，4，5，6，32，42)具有可气密封闭的且有可变的物料容器容积的物料容器(2)。

35.根据权利要求30所述的浇注机，其特征是，该浇注机具有根据权利要求20至29之一所述的压力产生装置。

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