CN103025643B - 具有流动调节系统的填充设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于填充容器的机器的填充设备，其包括具有出口孔口(13)和进给孔口(15)的喷口(1)以及连接到进给孔口的进给导管(2)。第一致动系统(4)能够使安装在喷口中的阀(31)在用于关闭出口孔口(13)的关闭位置和至少一个打开位置之间移动。流动调节杆(51)以滑动的方式安装在进给导管中的孔(27)中，并且能够被第二致动系统(6)在高流速位置和低流速位置之间移动，在高流速位置中，所述杆实质上定位在进给导管中的内部通道(21)外部，在低流速位置中，所述杆延伸到所述内部通道中以减小进给导管的通道横截面。

Description

具有流动调节系统的填充设备

本发明涉及用于用填充产品特别是食物产品来填充容器的机器的填充设备，以及用于填充的相应机器。本发明更具体地涉及设置有流动调节系统的填充设备，该填充设备用于用液体到粘性体的任何种类的产品，特别是用趋向于起泡的产品和/或含有微粒和/或块的产品，来填充容器，例如瓶或罐。

已知用于填充的仪器，特别是旋转类型的，其包括具有承载填充产品的罐和多个填充设备的支撑结构的旋转回转车。每个填充设备通常包括：填充喷口或计量喷口；进给导管，其将罐连接到填充喷口以便用填充产品供给填充喷口；以及计量装置，其用于将一确定量的填充产品输送到被带到填充喷口下面的每一个容器中。填充喷口通常由管状主体形成，管状主体具有带有纵向轴线的内部通道、开口下轴向端和进给孔口，开口下轴向端构成喷口的出口孔口，进给孔口由进给导管连接到罐。计量装置包括阻挡系统和阀致动系统，阻挡系统包括被安装成在所述管状主体中可移动的阀，阀致动系统用于使所述阀在用来关闭出口孔口的关闭位置和打开位置之间纵向地移动。阀致动系统通常包括汽缸，该汽缸的杆穿过喷口的管状主体的开口上端，其中阀固定到汽缸杆。

对于产品的计量来说，可能需要以低流速进行计量的结束，且这是由于多种原因：计量精度、颈部中的低自由体积、起泡产品等。对于起泡产品，特别是牛奶来说，需要以低流速进行计量的开始，以便限制泡沫的形成。对于半液体产品来说，该低流速功能可以在不干扰流动的情况下通过保持柱状流、通过调节阀的位置以减少计量喷口的打开而产生。

对于液体产品来说，该解决方案不能实施，因为计量喷口的输出处的流处于加速状态，其具有不稳定、变形和湍流的方向，这引起飞溅并有助于泡沫的形成。

为了使流稳定，多个堆放的格栅通常被添加在出口孔口上。在敏感性产品例如牛奶的情况下，由于卫生的原因，这些格栅在其不能被就地正确地清洗的地方是被禁止的，且这些格栅不能在产品具有微粒和/或块的情况下使用。另一种解决方案在于在填充喷口中提供与连接到阀的杆的锥形部分合作的第二座部，以便在阀的上游限制流速。该解决方案是令人满意的，但是不能在产品具有块的情况下使用。

本发明的目的是提出旨在克服前述缺点中的至少一个的解决方案，其在设计和实现上是简单的。

为了此效果，本发明以用于填充机器的填充设备作为目的，该填充设备包括：

-填充喷口，其由管状主体形成，所述管状主体具有带有纵向轴线的内部通道、开口下轴向端和进给孔口，所述开口下轴向端构成出口孔口，所述进给孔口侧向或轴向地在上部分中以用于其使用填充产品供应，

-计量装置，其包括阻挡系统和第一致动系统，所述阻挡系统包括能够被安装成在所述管状主体中可移动的阀，所述第一致动系统能够使所述阀在用来关闭所述出口孔口的关闭位置和至少一个打开位置之间纵向地移动，

-进给导管，其用来用填充产品来供给所述填充喷口，其在阻挡系统的上游通过第一端连接到进给孔口，且预期通过其第二端连接到分配装置，其特征在于，所述计量装置还包括安装在进给导管上的流动调节系统，所述流动调节系统包括：

-流动调节杆，其以滑动的方式、以大体密封的方式安装在所述进给导管的孔中，以及

-第二致动系统，其能够使流动调节杆在缩回位置和展开位置之间移动，所述缩回位置被认为是高流速，其中所述杆被实质上设置在进给导管的内部通道外部，且进给导管的通道横截面达到最大值，所述展开位置被认为是低流速，其中所述杆延伸到所述内部通道中，以减小进给导管的通道横截面。

根据本发明，填充设备包括设置在填充喷口上游的流动调节系统，该流动调节系统由简单杆形成，该简单杆被引入到进给导管中以减小进给导管的通道横截面。杆直接延伸到所述内部通道中以减小进给导管的通道横截面，其中杆直接接触流到进给导管中的填充产品。对通道的该限制使得减小到达喷口处的产品的流速成为可能。对通道的该限制产生了流动中的湍流。通过在喷口的上游嵌入流动调节，在喷口的出口之前，流动具有稳定成更多层流的流动的时间。由简单杆形成的调节系统在设计和实现上是简单的。其此外还具有低负担，且能够以不同的构型嵌入在进给导管上，特别是水平或垂直地。在高流速位置中，通道横截面是完整的，这考虑到使用唯一地具有高流速的设备用于多种粘性产品和/或包含块例如水果或蔬菜块的产品的可能性。

流动调节系统还可以用来使填充设备适合于不同的产品，特别是具有不同粘性的产品，因为杆可以采取在其高流速位置和其低流速位置之间部署的多种中间位置。通过将杆或多或少地插入到其内部通道中，进给导管的通道横截面将适合于待计量的产品的粘性。

根据实施方式，所述进给导管包括：

-中间部分，其界定中间中心通道，更优选为大体笔直的中间中心通道，

-上游部分，其预期连接到分配装置，所述上游部分界定上游通道，例如大体笔直的上游通道，

-以及下游部分，其连接到进给孔口，所述下游部分界定下游通道，例如大体笔直的下游通道，

因为流动调节杆以滑动的方式安装在形成在进给导管的中间部分的轴向端处的轴向孔中，所以所述第二致动系统能够使流动调节杆在中间中心通道中轴向地移动，所述轴向孔通向中心通道的第一部分，下游通道或上游通道中的一个侧向地通向所述中间通道的所述第一部分，另一个通向通道的第二部分。

根据实施方式，所述进给导管包括：

-所述中间部分，其大体垂直地设置，

-所述上游通道和所述下游通道，所述上游通道侧向地通向所述中间部分的中心通道的被称为上部的第一部分，所述下游通道通向中心通道的被称为下部的第二部分，

-流动调节杆，其以滑动的方式大体垂直地安装在轴向孔中，该轴向孔设置在进给导管的中间部分的上端处并通向上部分。

根据实施方式，流动调节杆是大体柱形的。

根据实施方式，中心通道从其设置有所述轴向孔的轴向端包括：第一部分，其更优选为大体柱形的，所述第一部分的横剖面大于流动调节杆的横剖面；被称为中间部分的部分；以及第二部分，所述第二部分具有小于第一部分的截面的截面，处于其低流速位置中的流动调节杆延伸到所述中间部分中并可能地延伸到第二部分中。

根据实施方式，所述第一部分是大体上柱形的，所述中间部分是大体上锥形的，其中其截面在第二部分的方向上减小。这样的锥形部分考虑到通道横截面在高流速位置和低流速位置之间的渐进变化。

根据实施方式，从关于填充产品的流动方向的上游到下游，特别地在大体垂直部署的情况下从底部到顶部，中间通道包括第一大体柱形上部分、锥形中间部分以及第二下部分。

根据实施方式，界定所述中间中心通道的中间部分的内表面设置有沿着所述中间部分和第二部分延伸的纵向凹槽，所述凹槽界定用于填充产品在低流速位置中流动的次要侧通道。所述次要通道直接通向中间通道，以便限制填充产品的块的可能阻塞。更优选地，次要通道相对于中心通道的轴线设置在与上游通道相同的侧部上。

根据实施方式，中间中心通道的上部分的横剖面大于上游部分的上游通道的横剖面。考虑到实质通道的横截面，进给导管就其本身而言具有每个扩展部分然后会聚部分的点荷载损失，就其本身而言计量粘性填充产品和/或具有可观尺寸的块的产品，且这相对于首先包括会聚部分然后扩展部分的常见喷嘴。

根据实施方式，上游通道和下游通道侧向地通向中间中心通道的下部分。考虑到实质通道的横截面，进给导管就其本身而言具有肘类型的点荷载损失，且就其本身而言计量粘性填充产品和/或具有可观尺寸的块的产品。

根据实施方式，所述设备包括单件部件，所述单件部件构成喷口的管状主体的至少一部分、进给导管的下游部分以及更优选地进给导管的中间部分的至少一部分，流动调节杆安装在所述单件部件上，以便最佳地控制设备的各种元件相对于彼此的定位，以及由此减小其负担，并获得需要较少密封的设备以及因此更卫生的设备。

根据另一种实施方式，在低流速位置中，流动调节杆使进给导管的内部通道分开成对称地定位在流动调节杆的任一侧上的两个大体相同的次要通道。两个对称的次要通道在杆的任一侧上的建立使得在流动调节杆的下游的进给导管中的流速一致成为可能。在低流速位置中，流动调节杆的自由端有利地直接相邻于进给导管的通道的内表面，更优选地几乎接触，具有自由端和所述内表面之间的小间隙。杆在其两个位置之间的运动速度可以由控制系统来控制，以具有在该两个位置之间的渐进运动。

根据特殊性，计量装置包括控制系统，所述控制系统能够控制第一致动系统和所述第二致动系统，以便当阀在计量开始时移动到打开位置中时，将流动调节杆保持在低流速位置中；以便在计量期间将流动调节杆移动到缩回位置中，并且以便在计量结束时在阀位移到关闭位置中之前将所述流动调节杆移动到低流速位置中。

根据实施方式，进给导管具有带有大体圆形截面的内部通道，流动调节杆大体垂直于导管的内部通道的纵向轴线以滑动的方式安装在进给导管上，所述第二致动系统能够使所述流动调节杆在所述导管的所述内部通道中径向地移动，大体垂直于填充产品的流动方向。

根据实施方式，流动调节杆是柱形的，具有小于内部通道的圆形横剖面的圆形横剖面。流动调节杆的柱形表面也限制了湍流。

根据实施方式，流动调节杆具有带有凸状表面的自由端，所述凸状表面的曲率半径对应于进给导管的内部通道的内表面的曲率半径。

根据实施方式，进给孔口侧向地形成在管状主体中。

根据实施方式，所述第二控制系统包括汽缸，汽缸包括汽缸杆，汽缸杆能够连接到流动调节杆，例如通过汽缸杆顶端部，汽缸主体安装在进给导管上并且被所述进给导管承载，所述汽缸主体经由可能的板且经由至少一个刚性连接臂安装在距进给导管一距离处，所述至少一个刚性连接臂平行于且紧挨着流动调节杆、汽缸杆和可能的汽缸杆顶端部延伸。

根据实施方式，所述管状主体具有开口上轴向端，所述阀组装到阀杆的第一端，所述第一控制系统包括汽缸，所述汽缸包括汽缸杆，该汽缸杆能够例如经由穿过所述开口上端的汽缸杆顶端部连接到阀杆的第二端，汽缸主体安装在喷口的主体上并且被主体承载，所述汽缸主体经由可能的板并经由至少一个刚性连接臂安装在喷口的主体上方并且在距喷口的主体一距离处，所述至少一个刚性连接臂平行于且紧挨着阀杆、汽缸杆以及可能的汽缸杆顶端部延伸。将致动系统直接组装在进给导管和喷口上使得提出以模块形式的填充设备成为可能，其可以经由其进给导管直接安装到填充罐。根据另一种实施方式，阀的控制系统是磁类型的。

根据实施方式，流动调节杆能够借助于包括用于阻挡的构件的快速连接耦合系统以可移除的方式安装到汽缸杆的自由端，和/或阀杆的第二端能够借助于包括用于阻挡的构件的快速连接耦合系统以可移除的方式安装到汽缸杆的自由端。流动调节杆可以像这样地容易移除，以使得快速地更换密封件成为可能。

根据实施方式，为了将流动调节杆组装到汽缸杆，流动调节杆和汽缸杆中的第一元件能够插入到安装在另一元件端部处的顶端部或者桥接衬套中，该另一元件被称为第二元件，套管的管状壁包括垂直于流动调节杆的轴线设置的至少一个狭槽，第二耦合系统的用于阻挡的构件能够大体垂直于流动调节杆的轴线插入在所述狭槽中，并且与第一元件的至少一个外肩部接合，以阻挡第一元件在套管中的纵向平移。为了将阀杆组装到汽缸杆，阀杆和汽缸杆中的第一元件能够有利地插入到安装在另一元件端部处的顶端部或者桥接衬套中，该另一元件被称为第二元件，套管的管状壁包括垂直于喷口的轴线设置的至少一个狭槽，第二耦合系统的用于阻挡的构件能够大体垂直于喷口的轴线插入到所述狭槽中，并且与第一元件的至少一个外肩部接合，以阻挡第一元件在套管中的纵向平移。

本发明还以用于填充容器的机器作为目的，该机器包括填充液体的分配装置以及连接到所述分配装置的多个填充设备，其特征在于，每一个填充设备是例如之前定义的填充设备，其中进给导管通过其第二端刚性连接并固定到所述分配装置。根据实施方式，该机器是旋转类型的机器，且包括旋转地安装在固定框架上并承载所述分配装置的支撑结构，所述分配装置包括中心罐，所述进给导管以有规律的角度间隔从罐的固定其的下部分径向朝着外部延伸，并承载位于端部处的填充喷口。

当参考所附示意图阅读对本发明的两个当前特别优选的实施方式的以下详细示范性描述，本发明将被更好地理解，且其它的细节、特征和优势将显得更加清楚，在附图中：

-图1是根据本发明的第一实施方式的填充设备的透视图；

-图2和3是图1的填充设备的两个侧视图；

-图4是根据平面IV-IV的放大横断面图，其中阀在打开位置中，且流动调节杆在低流速位置中；

-图5是根据图3的剖面V-V的放大视图，其中流动调节杆在高流速位置中；

-图6是类似于图5的视图的视图，其中流动调节杆在低流速位置中；

-图7是根据本发明的第二实施方式的填充设备的透视图；

-图8是图7的填充设备的前视图；

-图9a和图9b分别是构成图7的填充设备的元件的顶视图和透视图；

-图10是根据图8的平面X-X的放大横断面图，其中阀在关闭位置中，且流动调节杆在低流速位置中；

-图11是图10的局部放大视图；

-图12是类似于图10的视图的视图，其中阀在打开位置中，且其中流动调节杆在低流速位置中；

-图13是类似于图10和12的视图的视图，其中阀在打开位置中，且其中流动调节杆在高流速位置中；

-图14是类似于图12的视图的视图，其中流动调节杆在不同的低流速位置中。

图1到6示出了根据本发明的第一实施方式的填充设备，其预期被提供用于填充机器，例如旋转类型的填充机器，该填充机器包括回转车，回转车包括关于固定框架围绕垂直旋转轴线旋转而安装的支撑结构。支撑结构承载填充液体的例如由圆柱形中心罐形成的分配装置以及根据本发明的以有规律的角度间隔围绕旋转轴线定位的多个填充设备。

填充设备可以用于液体填充产品，例如水、牛奶、果汁或清洁剂，而不论是否包括果肉，到半液体，例如可饮用的酸乳酪、调味酱、蔬菜油或洗衣粉。在附图中示出的设备特别地预期用于牛奶的计量。

特别地参考图1和4，填充设备包括填充喷口1、进给导管2和计量装置，填充喷口1具有出口孔口13和侧向进给孔口15，进给导管2连接到进给孔口15以用填充产品供给喷口，计量装置用于将一确定量的填充产品输送到被带到喷口下面的每一个容器中。

具有纵向轴线A的喷口1由总体管状的主体10形成，管状主体10具有内部通道10a、开口上轴向端14和构成出口孔口13的开口下轴向端。喷口的纵向轴线A大体垂直地设置。

由刚性管形成的进给导管2具有管状内部通道21，管状内部通道21是大体笔直的、带有纵向轴线B、具有大体不变的圆形截面。其通过第一端22刚性地连接到进给孔口。填充设备预期通过进给导管的第二端23连接到填充机器的罐。在该实施方式中，内部通道21的轴线B关于水平线稍微倾斜，例如倾斜约5°，以防止产品在填充循环之间停滞在导管中。导管在每一端处设置有凸缘24、25以用于借助于两个螺钉26，一方面将其在进给孔口15上组装到喷口，且另一方面组装到填充机器的罐。通道21的轴线B依据侧向进给孔口15的轴线对齐，侧向进给孔口15具有与通道21的截面大体相同的截面。

管状主体10由两个部分组成：上部件11，其也被称为测量设备主体，其设置有上轴向端14和进给孔口15；以及下部件12，其也被称为喷嘴，其设置有出口孔口13，下部件12借助于用于阻挡的构件以可移除的方式安装在上部件上，该用于阻挡的构件由大体U形的支架16形成，例如在2009年9月29日以本申请公司的名义递交的第0904645号法国专利申请中描述的。

上部件11的界定其内部通道的壁的内表面从其上边缘111到其下边缘112具有上柱形段113、向下渐进地增加的锥形段114以及下柱形段115，锥形段和下段通过指向下边缘的内肩部连接。下部件12的壁具有柱形外表面。下部件12的界定其内部通道的内表面从其上边缘到其出口孔口13具有上柱形段121、向下渐进地减小并形成阀座的锥形段122以及由出口孔口限定的下柱形或锥形段123。下部件12插入到上部件的下段115中，直到其上边缘被压在肩部上，所述上边缘有利地设置有密封件。两个部件11、12的阻挡通过将支架16的两个分支插入到直径地对置于上部件11的狭槽中并且在下部件12的肩部124下面来实现。

计量装置包括包含设置在喷口中的阀31的阻挡系统3。该阀被第一致动系统4控制打开和关闭，第一致动系统4包括汽缸41或致动器，例如气动的。阀安装在阀杆32的第一端处，阀杆32被安装成以滑动的方式以密封的方式经由平移引导块33穿过开口上轴向端14，引导块33借助于螺钉(未能看到)固定在上边缘111上。引导块具有设置有导向环332的轴向通道331，阀杆32从导向环332中经过。开口上轴向端14设置有被引导块保持在合适的位置中的环形密封件17。引导块设置有横向孔333，横向孔333在任一侧上穿过块并形成泄漏室，泄漏室使得将可能的泄漏定位在密封件上成为可能并且使得在需要的情况下清洁所述密封件17的后部成为可能。阀杆32的第二端设置在引导块33上方。汽缸的主体411借助于直径上对置的两个支撑杆42和板43安装在上部件11上。支撑杆42在一侧上固定到上部件的上边缘111，且在另一侧上固定到板43，汽缸主体411借助于未示出的两个螺钉固定在板43上。使汽缸杆413延续的汽缸杆顶端部45根据轴线A居中并向下延伸在两个支撑杆之间，且其自由端安装到阀杆32的第二端。为了该组装，阀杆插入到汽缸杆顶端部45的柱形下部分414中。由环形半环43形成的用于阻挡构件插入到汽缸杆顶端部的狭槽中并与阀杆的外肩部相接合，以阻挡阀杆在汽缸杆顶端部中纵向平移。滑动地安装在汽缸杆顶端部上的衬套44可以有利地从高位置移动到低位置，在高位置中其设置在杆顶端部45的狭槽上方，在低位置中其将半环保持在插入位置中。

汽缸41能够使阀31在下部件的内部通道中在关闭位置和图4中示出的打开位置之间垂直地平移，在关闭位置中，阀与下部件的锥形段122协作来关闭出口孔口13，打开位置用于打开出口孔口。

汽缸杆设置有流动稳定鳍片34，流动稳定鳍片34在阀的打开位置中延伸到第一部件的通道的锥形段114中并延伸到下部件的柱形段121中。

计量装置还包括安装在进给导管2上的流动调节系统5。参考图4、5和6，该调节系统包括具有圆形横剖面的流动调节杆51，流动调节杆51具有纵向轴线C并以密封的方式以滑动的方式径向地安装在进给导管的通向内部通道21的轴向孔27中。流动调节杆51的圆形横剖面小于进给导管的内部通道21的圆形横剖面。杆51具有带有凸状表面的自由端51a，该凸状表面的曲率半径大体对应于导管的通道的内表面的曲率半径。杆51具有带有较宽的圆形截面的柱形基部52，柱形基部52以滑动的方式安装在平移引导块53中，引导块53借助于螺钉54固定在导管上(图1)。引导块具有设置有导向环532的轴向通道531，基部52从导向环532中经过。密封借助于例如由弹性材料制成的环形密封件28来提供。孔27具有指向外部的肩部27a。密封件28设置有轴环。密封件封装在孔中并且被引导块53保持在合适的位置中，其中其轴环推向所述肩部。导管具有引导块定位在其中的例如埋头孔27b。引导块设置有横向孔533，其在任一侧上穿过块并形成泄漏室，泄漏室使得将任何泄漏定位在密封件上成为可能并且使得在需要的情况下清洁所述密封件28的后部成为可能。

第二致动系统6使流动调节杆51在被认为是高流速的缩回位置和被认为是低流速的极度展开位置之间运动成为可能。该第二致动系统6包括汽缸61，例如气动汽缸。汽缸的主体611借助于直径上对置的两个支撑杆62和板65安装在导管2上。支撑杆62在一侧上固定到进给导管2的外表面，且在另一侧上固定到板65，汽缸主体611借助于未示出的两个螺钉固定在板65上。使汽缸杆613延续的汽缸杆顶端部66根据轴线C居中并向下延伸在两个支撑杆之间。汽缸杆顶端部66的自由端组装在基部52的设置在引导块53上方的端部处。

为了该组装，基部插入到安装在汽缸杆613的端部处的汽缸杆顶端部66的柱形下部分614中。由环形半环63形成的用于阻挡的构件插入到汽缸杆顶端部的狭槽中并与基部52的外肩部相接合，以阻挡基部在汽缸杆顶端部中纵向地平移。滑动地安装在汽缸杆上的衬套64可以从高位置移动到低位置，在高位置中其设置在汽缸杆顶端部66的狭槽上方，在低位置中其将半环保持在插入位置中。

汽缸61能够使流动调节杆51在内部通道21中在图5示出的高流速位置以及图4和6示出的低流速位置之间径向地移动。在高流速位置中，杆大体设置在内部通道21外部。其自由端51a大体设置在密封件28的下表面上。进给导管的通道横截面达到最大值。

在低流速位置中，杆51延伸到所述内部通道21中，其自由端51a直接相邻通道的与孔27相对的内表面定位。自由端51a可以接触该表面。更优选地，杆不接触该内表面，因为在杆和通道的内表面之间保持一间隙，例如半毫米，以防止堵塞该表面。在低流速位置中的杆形成对称地定位在杆51的任一侧上的两个相同的次要通道29a、29b(图6)。

根据杆51到导管21中的穿入或者杆51的直径，通道横截面可以减少30到70％，以获得最适合于产品/容器对的低流速。对于优选的实施方式，流动调节杆具有6mm的直径，其中内部通道的直径为12.6mm。由此，通道横截面为约125mm²，并在低流速位置中减小到约50mm²，其中两个次要通道为约25mm²，这在通道横截面方面上是约60％的减小。

计量装置包括使得控制汽缸41、61成为可能的控制系统(未示出)。计量装置是例如基于重量类型的，其中汽缸由控制系统的称量传感器来控制，称量传感器被放置在例如与填充设备关联的容器支撑设备上。可选择地，汽缸由在填充时插入在容器和喷口之间的容器填充水平检测传感器或流速传感器来控制，或者由体积系统来控制。

根据本发明的用于容器的填充的填充设备的操作如下。

通过使调节杆51在低流速位置中，控制系统控制汽缸41，以将阀31移动到如图4所示的其打开位置中。填充产品的流经由两个次要通道在杆的任一侧上通过。流然后传入管状内部通道21中，然后渗入上部件11的柱形段113中，具有大体恒定的截面的阀杆32在该柱形段113中延伸。该柱形段113具有大体恒定的通道横截面以及可观的长度，使得稳定流成为可能。鳍片34用来通过引导流线来稳定流，这具有使流呈现更多层流的作用。

控制系统然后控制汽缸61，以将调节杆51从图4和6中示出的其低流速位置移动到图5中示出的其高流速位置。在计量结束时，控制系统控制汽缸61以将调节杆51移动到其低流速位置，然后控制汽缸41以将阀31移动到其关闭位置。

流动调节杆的汽缸的移动速度有利地小于阀汽缸的移动速度。为此，流动调节杆的汽缸的活塞的直径例如大于阀汽缸的活塞的直径。

图7至13示出了根据本发明的第二实施方式的填充设备。

特别地参考图7和10，填充设备包括填充喷口1′、进给导管2′和计量装置，填充喷口1′具有出口孔口13′和侧向进给孔口15′，进给导管2′连接到进给孔口15′以用填充产品供给喷口，计量装置用于将一确定量的填充产品输送到被带到喷口下面的每一个容器中。

具有纵向轴线A′的喷口1′由总体管状的主体10′形成，管状主体10′具有内部通道10′a、开口上轴向端14′和构成出口孔口13′的开口下轴向端。喷口的纵向轴线A′大体垂直地设置。

进给导管2′具有内部通道21′并通过第一端22′连接到进给孔口。填充设备预期通过进给导管的第二端23′连接到填充机器的罐。

管状主体10′包括：上部件11′，也被称为测量设备主体，其设置有上轴向端14′和进给孔口15′；以及下部件12′，也被称为喷嘴，其设置有出口孔口13′，下部件12′借助于用于阻挡的构件以可移除的方式安装在上部件上，该用于阻挡的构件由大体U形的支架16′形成。

上部件11′的界定其内部通道的壁的内表面从其上边缘111′到其下边缘112′具有上柱形段113′、向下渐进地增加的锥形段114′以及下柱形段115′，锥形段和下段通过指向下边缘的内肩部连接。下部件12′的壁具有柱形外表面。下部件12′的界定其内部通道的内表面从其上边缘到其出口孔口13′具有上柱形段121′、向下渐进地减小并形成阀座的锥形段122′以及由出口孔口限定的下柱形或锥形段123′。下部件12′插入到上部件的下段115′中，直到其上边缘被压在肩部上，所述上边缘有利地设置有密封件。两个部件11′、12′的阻挡通过将支架16′的两个分支插入到直径上对置于上部件11′的狭槽中并且在下部件12′的肩部124′下面来实现。

参考图10和11，计量装置包括包含设置在喷口中的阀31′的阻挡系统3′。该阀被第一致动系统4′控制打开和关闭，第一致动系统4′包括汽缸41′，例如气动的。阀安装在阀杆32′的第一端处，阀杆32被安装成以滑动的方式以密封的方式经由平移引导块33′穿过开口上轴向端14′，引导块33借助于螺钉固定在上边缘111′上。引导块具有设置有导向环332′的轴向通道331′，阀杆32′从导向环332′中经过。开口上轴向端14′设置有被引导块保持在合适的位置中的环形密封件17′。引导块设置有横向孔333′，横向孔333′在任一侧上穿过块并形成泄漏室，泄漏室使得将任何泄漏定位在密封件上成为可能并且使得在需要的情况下清洁所述密封件17′的后部成为可能。阀杆32′的第二端设置在引导块33′上方。汽缸的主体411′借助于直径上对置的两个支撑杆42′和板43安装在上部件11′上。支撑杆42′在一侧上固定到引导块的侧向凸耳，且在另一侧上固定到板43′，汽缸主体411′例如借助于两个螺钉固定在板43′上。使汽缸杆413′延续的汽缸杆顶端部45′根据轴线A′居中并向下延伸在两个支撑杆之间，且其自由端安装到阀杆32′的第二端。为了该组装，阀杆插入到汽缸杆顶端部45′的内柱形部分414′中。由环形半环43′形成的用于阻挡的构件插入到汽缸杆顶端部的狭槽中并与阀杆的外肩部相接合，以阻挡阀杆在汽缸杆顶端部中纵向地平移。滑动地安装在汽缸杆顶端部上的衬套44′可以有利地从高位置移动到低位置，在高位置中其设置在杆顶端部45′的狭槽上方，在低位置中其将半环保持在插入位置中。

汽缸41′能够使阀31′在下部件的内部通道中在例如图10中示出的关闭位置和图12中示出的打开位置之间垂直地平移，在关闭位置中，阀与下部件的锥形段122′协作来关闭出口孔口13′，打开位置用于打开出口孔口。

汽缸杆设置有流动稳定鳍片34′，流动稳定鳍片34′在阀的打开位置中延伸到第一部件的通道的锥形段114′中并延伸到下部件的柱形段121′中。

计量装置还包括安装在进给导管2′上的流动调节系统5′。

参考图10和11，进给导管2′相对于填充产品的流动方向从上游到下游包括：

-上游部分7′a，其具有大体笔直的管状内部上游通道70′a，上游通道70′a具有纵向轴线B′1，具有大体恒定的圆形截面，上游部分7′a包括进给导管的第二端23′；

-中间部分8′，其具有总体柱形形状的中间中心通道80′，中间中心通道80′具有垂直的纵向轴线B′2；以及

-下游部分7′b，其具有大体笔直的管状下游通道70′b，下游通道70′b具有纵向轴线B′3，具有大体等于下游通道70′a的圆形截面的大体恒定的圆形截面，所述下游部分包括连接到进给孔口15′的第一端22′。

中间中心通道80′从顶部到底部包括：总体柱形的上部分81′，其具有大于下游通道70′b的横剖面的横剖面；锥形中间部分82′，其截面从底部到顶部减小；以及大体柱形的下部分83′。

上游通道70′a侧向地通向中间中心通道的上部分81′中。其轴线B′1关于水平线稍微倾斜，例如倾斜约5°，以防止产品在填充循环之间停滞在该上游部分中。

下游通道70′b侧向地通向中心通道的下部分83′中，与上游通道70′a关于轴线B′2相对。其轴线B′3例如设置成关于水平线成约45°。可选择地，轴线B′3被设置成与轴线B′2成约90°，更优选关于水平线成小角度，以防止产品的任何停滞。

形成轴线B′2的中心通道的内表面具有沿着锥形部分和下部分延伸的带有总体半圆形横剖面的纵向凹槽，所述凹槽形成次要侧通道84′。

次要侧通道大体设置在与轴线B′1和B′2和B′3相同的平面中，且关于轴线B′2设置在与轴线B′1相同的侧部上。

调节系统包括具有圆形横剖面的流动调节杆51′，流动调节杆51′具有大体垂直的纵向轴线C′并以密封的方式以滑动的方式轴向地安装在进给导管的形成在其中间部分的上端处的轴向孔27′中，其中孔通向中心通道的上部分81′。杆51′的圆形横剖面小于上部分81′的横剖面。杆具有等于，更优选地稍微小于下部分83′的截面的横剖面。在该实施方式中，杆具有带有稍微大于杆的其余部分的截面的端部分55′，在其端部分55′上，横剖面实质上等于或稍微小于下部分83′的截面。

杆51′以滑动的方式安装在平移引导块53′中，引导块53′例如借助于螺钉54′固定在导管的中间部分8的上边缘上。引导块具有设置有导向环532′的轴向通道531′，杆51′从导向环532′中经过。密封借助于例如由弹性材料制成的环形密封件28′来提供。孔27′具有指向外部的肩部。密封件28′设置有轴环。密封件封装在孔中并且被引导块53′保持在合适的位置中，其中其轴环推向所述肩部。导管具有引导块定位在其中的例如孔眼。引导块设置有横向孔533′，其在任一侧上穿过块并形成泄漏室，泄漏室使得将可能的泄漏定位在密封件上成为可能并且使得在需要的情况下清洁所述密封件28′的后部成为可能。

第二致动系统6′使流动调节杆51′在被认为是高流速的缩回位置和被认为是低流速的极度展开位置之间运动成为可能。该第二致动系统6′包括汽缸61′，例如气动汽缸。汽缸的主体611′借助于直径上对置的两个支撑杆62′和板65安装在引导块上。支撑杆62在一侧上固定到引导块53′的两个侧向凸耳，且在另一侧上固定到板65′，汽缸主体611′例如通过两个螺钉的媒介固定在板65′上。使汽缸杆613延续的汽缸杆顶端部66′根据轴线C′居中并向下延伸在两个支撑杆之间。其自由端组装到杆的设置在引导块53′上方的部分52′。

为了该组装，杆插入到安装在汽缸杆613′的端部处的汽缸杆顶端部66′的柱形下部分614′中。由环形半环63′形成的用于阻挡的构件插入到汽缸杆顶端部的狭槽中并与杆51′的外肩部相接合，以阻挡杆在汽缸杆顶端部中纵向地平移。滑动地安装在汽缸杆上的衬套64′可以从高位置移动到低位置，在高位置中其设置在汽缸杆顶端部66′的狭槽上方，在低位置中其将半环保持在插入位置中。

汽缸61′能够使流动调节杆51′轴向地在中心通道80′中在图13中示出的高流速位置以及图10至12中示出的低流速位置之间垂直移动。在高流速位置中，杆51′大体设置在内部通道21外部，其中只有其端部分55′设置在中心通道的上部分81′中，在密封件28′的下表面下方。进给导管的通道横截面达到最大值。

在低流动位置中，杆51′延伸到中心通道的上部分81′和锥形部分82′中，其中端部分55′设置在该锥形部分中、在下部分83′上方。

计量装置包括使得控制汽缸41′、61′成为可能的控制系统(未示出)。计量装置是例如基于重量类型的，汽缸由控制系统的称量传感器来控制，称量传感器被放置在例如与填充设备关联的容器支撑设备上。可选择地，汽缸由在填充时插入在容器和喷口之间的容器填充水平检测传感器或流速传感器来控制，或者由体积系统来控制。

根据本发明的用于容器的填充的填充设备的操作如下。

通过使调节杆51′在低流速位置中，控制系统控制汽缸41′，以将阀31′移动到如图12所示的其打开位置中。来自于上游通道70′a的填充产品的流渗入由杆51′定位在中心通道的上部分81′中所形成的环形上部分中，然后通过次要侧通道84′，以及通过由杆的端部分55′定位在锥形部分82′中所形成的环状锥形通道。在下游通道70′b中，流然后传入中心通道的下部分83′中，然后传入上部件11′的柱形段113′中，其中延伸阀杆32′。该柱形段113′具有可观的长度，使得稳定流成为可能。鳍片34用来通过引导流线来稳定流，其具有使流呈现更多层流的作用。

控制系统然后控制汽缸61′，以将调节杆51′从其低流速位置移动到图13中示出的其高流速位置。在计量结束时，控制系统控制汽缸61′以将调节杆51′移动到其低流速位置，然后控制汽缸41′以将阀31′移动到如图10所示的其关闭位置。

流动调节杆的汽缸的移动速度有利地小于阀汽缸的移动速度。为此，流动调节杆的汽缸的活塞的直径例如大于阀汽缸的活塞的直径。

在该实施方式中，流动调节杆在产品的流动方向上垂直地移动，以从一个位置传到另外的位置。次要侧通道直接通向中心通道，这限制了碎块阻塞的风险，其中可能在低流速位置中挤进次要通道中的碎块能够在流动调节杆被带回到高流速位置时排出。

上游通道和中心通道之间的肘部以及中心通道和下游通道之间的肘部产生了大量的点荷载损失。

荷载损失也由通过上游通道和中心通道的上部分之间的截面增加而形成的扩展段来产生，然后通过中心通道的该上部分和下部分以及下游通道之间的截面减小而形成的会聚段来产生。

这些肘部类型的点荷载损失以及这些由扩展段然后会聚段类型的喷嘴系统产生的荷载损失使得提出具有可观的通道横截面的进给导管成为可能，相比于会聚段然后扩展段类型的常见喷嘴系统，该通道横截面没有减小，且由此在高速率位置中计量粘性产品和/或具有可观尺寸的碎块的产品。

在低流速位置中，通道横截面没有像在之前的实施方式中那样分开成两部分，这使得可能以低流速计量具有标记物品(果肉、草本植物等)或更可观尺寸的小碎块的填充产品

在该实施方式中，喷口的喷嘴主体11′由两个总体柱形的部分形成：喷嘴12′安装在其上的柱形下部分11′a以及设置有上轴向端14′和进给孔口15′的柱形上部分11′b。

参考图9a和9b，该设备包括构成喷口的所述上部分11′b、进给导管的下游部分7′b以及被参考为91′的管状部分的单件部件90′，在管状部分91′中构成了中心通道的下部分83′和锥形部分82′以及次要侧通道84′。该部件9经由其部分11′b组装到测量设备主体的部分11′a，例如通过螺合、通过插入密封件92′。

导管的中间部分的其余部分由构成中心通道的上部分81′的管状部件93′形成，并设置有轴向孔27′和侧孔93′a。该管状部件93′通过其下边缘组装到管状部分91′，例如通过螺合、通过插入密封件94′。

该单件部件90′使得限制密封件的数量并且保证汽缸杆32′和流动调节杆52′之间的精确中心距以及由此最优化设备的负担成为可能。

在该实施方式中，设备包括用于两个致动系统的相同引导块33′、53′以及用于汽缸杆32′和流动调节杆51′以密封的方式滑动组装的相同密封件17′、27′。

进给导管的下游部分7′a由刚性管形成，刚性管在每一端设置有凸缘25′a、25′b，以用于一方面组装到中间部分8′，在部件93′的通向中心通道的上部分的侧孔93′a上，且另一方面组装到填充机器的罐。上游通道70′a的轴线B′1根据侧孔93′a的轴线对齐，其中侧孔93′a具有与上游通道的截面大体相同的截面。

流动调节杆的行进可通过调节系统616例如使用螺钉来调节，以获得最佳地适合于填充产品和容器的低流速。

在图14中示出的实例中，杆51′的行程被调节成使得在低流速时，杆的端部分55′设置为超过中心通道的锥形部分82′而在其下部分83′上。在低流速时，杆几乎完全地阻塞中心通道，其中填充产品的流经过平行于中心通道设置且具有相对于中心通道减小的截面的次要侧通道。

虽然本发明已经被关于两个特定实施方式来描述，但是当然明显地，其决不被限制于此且其包括所描述装置的全部技术等价物以及其组合，如果其组合落在本发明的范围内的话。

Claims (15)

1.一种用于填充机器的填充设备，包括：

-填充喷口(1、1')，其由管状主体(10、10')形成，所述管状主体(10、10')具有带有纵向轴线(A、A')的内部通道(10a、10'a)、构成出口孔口(13、13')的开口下轴向端，以及进给孔口(15、15')；

-进给导管(2、2')，其用来向所述填充喷口供给填充产品，所述进给导管(2、2')通过第一端连接到所述进给孔口；

-计量装置，其包括：

-阻挡系统(3、3')，其包括能够被安装成在所述管状主体中可移动的阀(31、31')；以及

-第一致动系统(4、4')，其能够使所述阀在用来关闭所述出口孔口(13、13')的关闭位置和至少一个打开位置之间纵向地移动；

-流动调节系统(5、5')，其安装在所述进给导管(2、2')上，

其特征在于，所述流动调节系统包括：

-流动调节杆(51、51')，其以滑动的方式、以大体密封的方式安装在所述进给导管(2、2')的孔(27、27')中，所述孔(27、27')通向所述导管的内部进给通道(21、21'、83')，且所述流动调节杆(51、51')具有小于所述内部通道的圆形横截面的圆形横截面，以允许所述内部通道的截面被减小；以及

-第二致动系统(6、6')，其能够使所述流动调节杆在被认为是高流速的缩回位置和被认为是低流速的展开位置之间移动，在所述缩回位置中，所述杆被实质上设置在所述进给导管(2、2')的所述内部进给通道(21、21'、83')外部，在所述展开位置中，所述杆延伸到所述内部通道(21、21'、83')中以减小所述进给导管(2、2')的圆形横向通道截面；

所述进给导管(2')包括：

-中间部分(8')，其界定中间中心通道(80')，

-上游部分(7'a)，其界定上游通道(70'a)，

-以及下游部分(7'b)，其界定下游通道(70'b)；

所述中心通道(80')从其设置有所述孔(27')的轴向端包括第一部分(81')、中间部分(82')和第二部分(83')；

其中，界定所述中间中心通道(80')的所述中间部分(82')的内表面设置有沿着所述中间部分(82')和所述第二部分(83')延伸的纵向凹槽，所述凹槽界定用于所述填充产品在低流速位置中流动的次要侧通道(84')。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述流动调节杆(51')以滑动的方式安装在轴向孔(27')中，所述轴向孔(27')在所述进给导管(2')的所述中间部分(8')的轴向端处形成，所述第二致动系统(6')能够使所述流动调节杆在所述中间中心通道(80')中轴向地移动。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述进给导管(2')包括：

-所述中间部分(8')，其大体垂直地设置，

-所述上游通道(70'a)和所述下游通道(70'b)，所述上游通道(70'a)侧向地通向所述中间部分(8')的所述中心通道(80')的第一上部分(81')，所述下游通道(70'b)通向所述中心通道的第二下部分(83')，

-所述流动调节杆(51')，其以滑动的方式大体垂直地安装在设置在所述进给导管的所述中间部分的上端处的所述轴向孔(27')中。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述流动调节杆(51、51')是大体柱形的。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述内部通道(21)的轴线(B)关于水平线倾斜且所述调节杆的纵向轴线(C)关于垂直线倾斜。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述第一部分(81')的横截面大于所述流动调节杆(51')的横截面，所述第二部分(83')具有小于所述第一部分(81')的截面的截面，处于其低流速位置中的所述流动调节杆(51')延伸到所述中间部分中并延伸到所述第二部分中。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一部分(81')是大体柱形的，所述中间部分(82')是大体锥形的。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述中间中心通道(80')相对于所述填充产品的流动方向从上游到下游包括所述第一大体柱形上部分(81')、所述锥形中间部分(82')以及所述第二下部分(83')。

9.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述中间中心通道(80')的所述上部分(81')的横截面大于所述上游部分的所述上游通道(70'a)的横截面。

10.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述上游通道(70'a)和所述下游通道(70'b)侧向地通向所述中间中心通道(80')的所述下部分。

11.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其包括单件部件，所述单件部件构成所述喷口(1')的所述管状主体(10')的至少一部分、所述进给导管的所述下游部分(7'b)以及所述进给导管的所述中间部分(8')的至少一部分。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在低流速位置中，所述流动调节杆使所述进给导管(2)的所述内部通道(21)分开成对称地定位在所述流动调节杆(51)的任一侧上的两个大体相同的次要通道(29a、29b)。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述进给导管(2)具有大体圆形截面的内部通道(21)，所述流动调节杆(51)以滑动的方式大体垂直地安装在所述进给导管上，所述第二致动系统(6)能够使所述流动调节杆在所述导管的所述内部通道中径向地移动。

14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述流动调节杆(51)具有带有凸状表面的自由端(51a)，所述凸状表面的曲率半径对应于所述进给导管的所述内部通道的内表面的曲率半径。

15.根据权利要求1到3中任一项所述的设备，其特征在于，所述进给孔口(15、15')侧向地形成在所述管状主体中。