CN103328118B - 用于液体产品填充机的分配装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于液体产品填充机的分配装置，该液体产品填充机包括多个分配装置（1）。每个分配装置（1）包括：分配导管（2），具有产品（7）出口（8）；用于出口（8）的开闭器（3）；驱动单元（4），适合于将开闭器（3）从出口（8）的关闭位置移动到开启位置，反之亦然；柔性膜（13），该柔性膜将分配导管（2）和驱动单元（4）分开；产品（7）存在检测器（16），表明何时柔性膜（13）破裂并且以这样的方式连接至每个分配装置（1）所装配有的控制单元（5），即，阻止从其柔性膜（13）破裂的分配装置（1）分配产品（7）。

Description

用于液体产品填充机的分配装置

技术领域

本发明涉及一种用于液体产品填充机（filling machine，灌装机）的分配装置。

本发明特别适用于用液体和半液体产品（诸如，例如，牛奶、果汁、油、蜂蜜、洗涤剂等）填充容器的机器。

背景技术

现有技术的填充机包括旋转传送带，该旋转传送带装配有多个外围支架，以用于支撑待填充的各个容器。

每个支架设置有分配装置，该分配装置设计为用来自容纳罐的一定量的产品填充各个容器。

现有技术分配装置包括：中空壳体，沿着竖直轴线延伸；开闭器（shutter），安装在壳体内部；以及驱动单元，适合于在壳体内移动开闭器。

分配器的中空壳体部分限定分配导管。分配导管具有用于产品的入口和出口。产品从容纳罐经由入口流入分配导管中，并且从该分配导管经由出口流入待填充的容器内。

开闭器允许开启和关闭分配导管的出口。更具特而言，通过轴向地移动开闭器，驱动单元控制出口的开启和关闭。

通过柔性膜相对于分配导管密封开闭器驱动单元。更具特而言，由于开闭器本身穿过膜，所以该膜连接开闭器和分配器的中空壳体。

通过防止来自驱动单元的外部因素污染待填充到容器内的产品，膜保证分配导管内部的无菌环境。

在开启和关闭分配器的出口期间，开闭器的轴向移动使与开闭器连接的膜经受恒定弯曲以及因此机械应力。而且，例如在清洁分配器时流过分配导管的热和/或侵蚀性液体物质使分配器经受其他应力。

通常，由于膜具有有限的理论使用寿命（与限定数量的工作循环对应，通常由制造商指出），所以对膜进行预防性维修。然而，在其理论使用寿命结束之前，膜所经受的所有应力可致使其破裂，允许产品与外部污染物接触。

因此，重要的是，立即检测出破裂的膜，从而为消费者保持和保证待填充到容器内的产品的质量。

用于在柔性膜破裂时进行检测的一种现有技术解决方案包括，为在分配器壳体内部与膜相邻的密封室提供连接导管，该连接导管使密封室与外部环境连通。形成在分配器的外壁上的窗口允许对连接导管进行目视检查。在导管内具有产品表示，因为膜已经允许产品流入与膜相邻的密封室内并且从该密封室中进入与检查窗口连通的连接导管内，所以膜破裂。

目视检查由操作员进行，操作员在检测到产品存在于导管内之后必须使填充机停止并且进行适当维修。

在膜实际上已经破裂之后，可以具有一定延迟的方式进行目视检查，使这个检测系统不可靠。

而且，由于进行维修所需要的停机时间所造成的非生产成本增大了机器维修成本。

在其他现有技术解决方案中，具有用于自动检测破裂的膜的传感器。这些传感器连接至控制系统，该控制系统以这样的方式和填充机连通，即，以在检测到破裂的膜之后立即使填充机停止，从而允许操作员进行所需要的维修。

与依赖于目视检查但是依旧需要停机时间以用于分配装置的维修（产生来源于非生产的成本）的那些系统相比，具有自动传感器的系统更可靠。

本发明的公开内容

本发明的一个目标在于，提出一种用于液体产品填充机的分配装置，该分配装置克服了现有技术的上述缺点。

更具体而言，本发明的该目标在于，提供一种装配有自动破裂膜检测器的分配装置，这使得可仅使具有破裂的膜的分配装置、而非整个填充机停止，允许填充机以部分容量工作。

本发明的另一个目标在于，提供一种装配有破裂膜检测器的分配装置，该分配装置构造起来可靠简单并且允许限制成本。

本发明因此提供一种根据在一个或多个所附权利要求中所要求保护的用于液体产品填充机的分配装置。

附图的简述

现在将参照附图来描述本发明，这些附图示出本发明的一个优选实施方式，并且附图中：

-图1为处于正常工作状态下的根据本发明的分配装置的横截面；

-图2为处于破裂膜状态下的根据本发明的分配装置的横截面；

-图3为在图2中示出的分配装置的放大细节的横截面；

-图4为在图3中示出的分配装置的细节的前横截面。

本发明的优选实施方式的详述

参照图1和图2，数字1表示用于液体产品填充机的分配装置，该填充机包括多个根据本发明的分配装置1。

分配装置1包括：分配导管2，沿着竖直轴线A延伸；以及开闭器3，与轴线A同轴。驱动单元4沿着轴线A移动开闭器3。

而且，填充机的每个分配装置1（其在公开EP1731478中未示出但是进行描述，为了完成描述，将该公开通过引证结合于此）包括其自己的控制单元5。

分配导管2具有形成在分配导管2的一侧上的用于产品7的入口6。入口6与用于产品7的容纳罐（未示出）的出口导管（也未示出）连接。在公开EP1731478中示出并且描述了出口导管和容纳罐。

分配导管2还具有产品7出口8。出口8位于分配导管2的底部。

开闭器3包括与轴线A同轴的杆（stem）9。

驱动单元4适合于将开闭器3沿着轴线A从出口8的关闭位置移动到开启位置，反之亦然；更具体而言，驱动单元4对开闭器3的杆9起作用。

开闭器3和导管2的内部表面以这样的方式成形，即，为穿过出口8的产品7赋予限定的形状、速度以及压力特征。

驱动单元4由上部构件10和下部构件11限定。上部构件10和下部构件11设置在彼此之上并且通过紧固装置12附接。而且，驱动单元4通过紧固装置12附接至分配导管2。

柔性膜13将分配导管2和驱动单元4分开。更具体而言，柔性膜13介于分配导管2和下部构件11之间。

膜13连接至开闭器3的杆9。杆9穿过同一膜13的中心部分。

驱动单元4和柔性膜13限定密封室14。密封室14位于下部构件11内部并且由膜13、由杆9以及由介于杆9和下部构件11之间的密封元件15界定。

分配装置1包括用于检测密封室14内的产品7的存在的检测器16。检测器16因此表明何时柔性膜13破裂。

用于检测产品7的存在的检测器16与每个分配装置1的控制单元5以这样的方式连接，即，停止从其柔性膜13破裂的分配装置1分配产品7。

用于检测产品7的存在的检测器16包括位于与密封室14连通的壳体18内部的浮动元件17。检测器16还包括与密封室14连通的接触元件19。更具体而言，接触元件19部分插入壳体18内。在图1和图2中，接触元件19穿过上部构件10和下部构件11并且进入壳体18内。

优选地，接触元件19为导电体并且通过绝缘材料22与上部构件10和下部构件11隔离。接触元件19为电路的一部分并且连接至控制单元5。

如图3中所示，形成在下部构件11的外壁上的窗口20使壳体18与分配装置1的外部连通。窗口20由具有透明材料的片材21封闭，允许通过位于壳体内部的浮动元件17对壳体18进行目视检查。

介于片材21和下部构件11之间的密封件21a在室14内部以及因此在壳体18内形成密封环境。实际上，壳体18形成密封室14的主要部分。

由于浮动元件的密度小于产品7的密度，所以这样限定浮动元件17。在所示出的实施方式中，浮动元件17的形状为圆柱形并且在内部可为中空的。优选地，例如，浮动元件17由导电材料（例如铝）制成。在未示出的其他实施方式中，浮动元件17可具有任何形状并且可由任何材料（甚至是非导电的）制成。

上部构件10和下部构件11以这样的方式成形，即，使得它们在彼此附接时形成隔室23。可弹性变形的隔离件24以这样的方式介于上部构件10和下部构件11之间，即，将隔室23分成具有可变容量的第一室25和第二室26。杆9的上端9a连接至隔离件24的中心部分。这样，隔离件24的变形致使开闭器3沿着轴线A移动，从而开启和关闭出口8。因此，杆9的轴向移动导致与杆连接的柔性膜13的变形。

螺旋压缩弹簧27缠绕在杆9的上端9a周围并且倾向于将开闭器3保持在关闭位置内，如图1中所示。

第二室26通过未示出的第二导管连接至在图1和图2中示出的加压流体单元28。

控制单元5调节并且控制驱动单元4。更具体而言，控制单元5通过调节流入和流出第二室26的流体来控制加压流体单元28。

流体在压力下流入第二室26内导致第二室相对于第一室25扩张。因此，隔离件24的变形克服螺旋弹簧27的压缩力，致使开闭器3从出口8的关闭位置移动到开启位置。

流体在压力下从第二室26中流出致使第二室相对于第一室25收缩。因此，隔离件24的变形与螺旋弹簧27的压缩力相结合，致使开闭器3移动到出口8的关闭位置。更具体而言，控制单元5以这样的方式控制驱动单元4，即，一旦已经将预定量的产品7填充到未示出的容器内，使开闭器3移动到出口8的关闭位置。

在分配装置1的正常工作状态下，检测器16的浮动元件17保持在第一非工作位置中，如图1中所示。

在第一非工作位置中，浮动元件17不与接触元件19联合作用。实际上，在开闭器3处于关闭位置中时，柔性膜13防止分配导管2内部的产品7流入密封室14内，从而阻止该产品与浮动元件17接触。

当分配装置1的膜破裂时，检测器16的浮动元件17从第一非工作位置中移动到第二工作位置。

实际上，当开闭器3处于关闭位置中时，破裂的柔性膜13允许产品7泄漏到室14内并且从而泄漏到壳体18内。此时，浮动元件17与产品7接触，这在由图3中的箭头F指出的方向上在浮动元件17上施加竖直推动作用。当产品7的推动作用大于浮动元件17的重力时，浮动元件倾向于朝着产品的表面上升并且在产品7的表面上浮动。当其浮动时，浮动元件17与接触元件19接触并且部分与壳体18的上壁和/或侧壁接触（见图4）。

这样，浮动元件17从第一非工作位置（在第一非工作位置中，浮动元件不与接触元件19联合作用）移动至第二工作位置（在第二工作位置中，浮动元件确实与接触元件19联合作用）。在所描述的实施方式中，浮动元件17与接触元件19电连接。应注意的是，在所描述和所示出（特别在图3和图4中）的实施方式中，浮动元件17以这样的方式与部件19接触并且必须同时与壳体18的上壁和/或侧壁上的点接触，即，使得通过与下部构件11发生短路而形成电路。通过控制单元5检测电路的关闭。在另一个实施方式中，浮动元件17和接触元件19的联合作用可为机械类型，即，浮动元件17可在接触元件19上施加微小的压力，并且接触元件关闭电路。

在第二工作位置中，浮动元件17起动用于检测产品7的存在的检测器16。检测器16然后将信号发送至控制单元5，以便将开闭器3切换到其关闭出口8的位置。

控制单元5控制驱动单元4，以便将开闭器3保持在其关闭出口8的位置中，直到在分配装置1上进行维修以替换破裂的柔性膜13为止。与此同时，由于填充机所装配有的其他分配装置1继续正常操作，所以未示出的填充机可继续工作，尽管以部分容量。通过窗口21的目视检查示出了哪个分配装置1使得在密封室14内具有产品7。

如所描述和所示出的分配装置1装配有用于检测破裂的柔性膜13的检测器16并且直接连接至每个分配装置1的控制单元5，从而当分配装置1的柔性膜13破裂时，可仅使该分配装置而非整个填充机停止。这意味着可对填充机的维修进行编程，并且同时填充机可继续以减小的容量工作，保证填充到容器内的产品的质量，从而限制停机时间以及因此限制由于非生产造成的成本。实际上，在机器的出料端，可具有用于检测所有容器的装置以及用于丢弃因为位于具有破裂的膜的分配装置之下并且因此不起作用的排空的容器的装置。

上述分配装置1的一个优点在于，与现有技术破裂膜检测器相比，该分配装置减少检测器16的安装成本。实际上，由于检测器16直接连接至控制单元5，所以产品7存在检测器16不需要与另一个填充机控制系统进一步电和/或电子连接。

上述分配装置1的另一个优点在于，与现有技术装置相比，该分配装置生产起来更简单并且更廉价。

应注意的是，如在本文中描述的分配装置1使得可检测密封室14内的液体的存在，而无论这些液体是待填充到容器内的产品还是用于清洁的产品。

而且，还应注意的是，如果相关的液体产品具有较高导电率，那么接触元件19可足以仅接触到达室14的产品7。

无论采用什么实施方式都带电的接触元件19在其与产品7接触时将信号发送至控制单元5，从而通过与下部构件11发生短路而形成电路。

Claims (6)

1.一种用于液体产品填充机的分配装置，所述液体产品填充机包括多个所述分配装置(1)，所述分配装置(1)包括：

分配导管(2)，沿着竖直轴线(A)延伸并且具有产品(7)出口(8)；

用于所述出口(8)的开闭器(3)，与所述轴线(A)同轴；

驱动单元(4)，适合于将所述开闭器(3)沿着所述轴线(A)从所述出口(8)的关闭位置移动到开启位置，反之亦然；

柔性膜(13)，所述柔性膜将所述分配导管(2)和所述驱动单元(4)分开；

所述驱动单元(4)和所述柔性膜(13)限定密封室(14)；

检测器(16)，用于检测所述密封室(14)内的所述产品(7)的存在；

所述分配装置自己的控制单元(5)；

其特征在于，用于检测所述产品(7)的存在的所述检测器(16)以这样的方式连接至每个分配装置(1)的所述控制单元(5)，即，阻止从柔性膜(13)破裂的分配装置(1)分配所述产品(7)，用于检测所述产品(7)的存在的所述检测器(16)包括与所述密封室(14)连通的接触元件(19)和位于壳体(18)内部的浮动元件(17)，所述壳体与所述密封室(14)连通。

2.根据权利要求1所述的分配装置，其特征在于，所述浮动元件(17)从第一非工作位置移动至第二工作位置，在所述第一非工作位置中，所述浮动元件(17)不与所述接触元件(19)联合作用，在所述第二工作位置中，所述浮动元件(17)与所述接触元件(19)联合作用。

3.根据权利要求2所述的分配装置，其特征在于，所述浮动元件(17)在所述第二工作位置中起动用于检测所述产品(7)的存在的所述检测器(16)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的分配装置，其特征在于，用于检测所述产品(7)的存在的所述检测器(16)将信号发送至所述控制单元(5)，以将所述开闭器(3)切换至关闭所述出口(8)的位置。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的分配装置，其特征在于，所述浮动元件(17)的密度小于所述产品(7)的密度。

6.一种填充机，装配有多个根据前述权利要求中任一项所述的产品(7)分配装置(1)。