CN103508392A - 用于饮料灌装机的阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于饮料灌装机的阀(1)，所述阀优选用于饮料灌装机的灌装机构(8)，所述阀包括阀体(2)，该阀体具有至少一个入口通道(30)和对应于该入口通道(30)的至少一个出口通道(40)，其中，具有流通通道(56)的调节件(5)按照能够绕旋转轴线(500)转动的方式安置在该阀体(2)内，以便在该入口通道(30)与该出口通道(40)之间选择性建立流体连通，并且该调节件(5)能够可选地被转动至中立位置，其中，该流通通道(56)按照平行于该旋转轴线(500)的方式延伸穿过该调节件(5)。

Description

用于饮料灌装机的阀

技术领域

本发明涉及一种用于饮料灌装机的阀，优选是用于饮料灌装机的灌装机构的阀，所述阀例如用于通断物料流或通断气体流和/或用于冲扫、排气、抽真空、预灌充、卸载和/或清洗容器或灌装机构的其它流体流。

背景技术

在常见的饮料灌装机中，在不同的区域内使用阀来控制流体流。尤其是，阀例如作为物料阀设置在饮料灌装机的灌装机构区域内，用于通断至待灌装容器的物料流。而且，阀通常设置在灌装机构上用于控制气体。例如在给容器灌装含碳酸气饮料时，通常在灌装之前用灌充气体例如CO₂来预灌充该容器，以避免待灌装的含碳酸气饮料在被灌入容器时产生过多泡沫并相应地提供可靠、规定的灌装过程。在尤其在灌装含碳酸气饮料时利用预灌充容器进行这种灌装之后，容器须又按规定被卸载，以预防容器因突然卸载而破裂并且阻止饮料在卸压时不可控地产生过多泡沫或喷溅出。还知道了，用冲扫气体预先冲扫要灌装物料的各容器，以从容器内扫除空气氧，以便相应提高待灌装物料的长久保存性能。

在灌装机构内的不同物料流、气体流和流体流的通断过程迄今通过隔膜阀来执行，其以气动方式被切换。在此情况下，电子灌装阀控制装置发出电信号，其使所谓的先导阀接通。随后，先导阀通过相应的压缩空气管路对真正的隔膜阀施以压缩空气，以便通断在灌装机构内的物料、灌充气体、冲扫气体、卸载和其它过程。相应地，隔膜阀随后依据通过先导阀控制压缩空气压力来相应地通断相应的物料通道或气体通道。

电子灌装阀控制装置和相应的先导阀大多设置在该饮料灌装机的转台的中央控制台上。

借助通过相应的气压软管供应的压缩空气对灌装机构内的各隔膜阀的控制尤其因为气压软管的长短不同而导致阀反应时间不同。因为例如回转式灌装机的结构，为了阀控制而在不同的灌装机构内采用了长短不同的气压软管，因而，通过较短软管来控制的隔膜阀的切换相应地比通过较长软管来控制的隔膜阀的切换快速。通断时间差异可能导致灌装作业中的不准确性。

另外，可能因使用压缩空气来控制隔膜阀而相应地使压缩空气到达灌装区域，这在卫生方面可能是不希望出现的。

另外，提供压缩空气以操作气压驱动装置需要比较多的能量。而且，总是设置两个阀(即，真正的隔膜阀和对应的先导阀)来控制相应的流体流，结果使得出故障的几率增大。

例如在DE1527229U中描述了一种包括阀体和容纳在阀体中的旋转阀塞的机械阀，在阀塞中设有径向通孔来通断流体流。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明的任务是提供一种用于灌装机构的阀，其简化了饮料灌装机的结构。

该任务将相应地通过具有权利要求1的特征的阀来完成。由从属权利要求得到有利的改进方案。

相应地提出一种用于饮料灌装机且优选用于饮料灌装机的灌装机构的阀，其包括阀体，该阀体具有至少一个入口通道和对应于该入口通道的至少一个出口通道，其中，带有流通通道的调节件可绕旋转轴线转动地安置在该阀体内，以便在入口通道和出口通道之间可选择地建立流体连通，该调节件可选地可转动至中立位置。根据本发明，该流通通道平行于该旋转轴线延伸穿过该调节件。

通过如此相应设计该阀，即，该调节件可以在不同的转动位置产生该阀的不同通断状态，不再需要借助就像在现有技术的隔膜阀中所需要的复杂的气动装置的控制装置。相反，通过这种方式提供的阀可以借助简单的电驱动装置例如通过步进电动机、电动机或者电动缸运动到不同的转动位置中。借此可以获得对各介质流或气体流的直接电控制。尤其可以通过这种方式放弃依据用于施加压缩空气至各隔膜阀以便真正控制物料或气体的先导阀和后置的气压管路的常见结构。相反，相应的物料流或气体流可以通过所述电驱动装置直接用该阀来控制。另外，借此可以简化饮料灌装机的整个结构，因为可以放弃先导阀和复杂的气压管路布设。

此时，通过平行于该旋转轴线布置该流通通道，得到对于安装在灌装机构中来说特别优选的几何形状，此时尤其优选可以安装电驱动装置并且借此可以简单获得对在灌装机构内的阀的直接电控制。该几何形状最好容许灵活布置阀及其驱动装置，从而可顾及到灌装机构的很有限的结构空间。

各阀控制装置可以相应地直接响应于用以控制所述阀的电驱动装置并因此获得各气体通道或介质通道的直接打开或关闭。这样，因为放弃了从现有技术中知道的长短不同的气压软管，所以也可以减小或完全避免通断时间差异，结果，各流体的通断明显变得更为精确。

另外，通过这种方式提出的阀的工程结构非常简单，因而在高压和高通断频率下以及在饮料灌装机的恶劣条件下使用时也可以顺利可靠地运转，并且因为在阀内的有利的流动特性，所以可以顺利实现维护，尤其是在饮料灌装区域内重要的阀清洗和消毒。

利用所提出的结构也做到了，只有当具有流通通道的调节件执行相应的切换操作时，才会发生气体或物料流过相应的通道。因此，可以在通道的相应关闭位置上获得可靠封闭。

在一个优选的改进方案中，在该阀体内设有至少一个第一入口通道及与其对应的第一出口通道以及至少一个第二入口通道及与其对应的第二出口通道，其中，或是通过调节件的流通通道使第一入口通道与第一出口通道相互流体连通，或是通过调节件的流通通道使第二入口通道和第二出口通道相互流体连通，或者该调节件在中立位置上关闭所有的通道。通过这种方式提供的调节件的可选的通断位置借助阀的简单结构允许在两个介质管路或气体管路之间进行可靠切换。例如，可以在用于给待灌装容器施加充胀气体的充胀气体通道和用于随后排出存在于容器内的正压的排气通道之间进行切换，从而可以排除以下误操作：即充胀气体在排气通道同时打开情况下流入待灌装容器中。当恰好在该调节件内形成一个平行于该调节件的旋转轴线相应延伸的流通通道时，将形成这种可靠的交替接通。不言而喻的是，还可以设置其它成对的入口通道和出口通道，这视各饮料灌装机的要求而定。

为了在不同的气体通道和/或介质通道之间获得可靠切换，该阀体包括数量相同的入口通道和出口通道，它们总是明确无疑地相互对应。换句话说，每个入口通道恰好对应于一个出口通道，从而获得了入口通道关于出口通道的明确无疑的对应关系。

旋转对称的调节件最好呈柱形盘状，该流通通道平行于柱轴线但相对于柱轴线偏心地且以通孔形式开设在柱形盘中。通过呈柱形盘状地表征形成该调节件，除了可以简化清洗之外，还可以简化相应密封件的安装，该密封件相应地只须呈密封盘状，仍然获得该入口通道和该出口通道在相应通断位置上的可靠密封。

尤其优选的是，该调节件相应地通过至少一个密封件相对于阀体密封，以形成中立位置的可靠密封，或对应于入口通道和出口通道数量的通断位置的可靠密封。

在另一个优选鲜明特征中，至少一个入口通道和至少一个出口通道平行于旋转轴线或者调节件的柱轴线延伸，从而各入口通道及其对应的出口通道和在调节件内的流通通道在该调节件的相应转动位置上形成一个连贯的且平行于柱轴线延伸的通道。

在另一个优选实施方式中，在该阀体内设有与相应的一个入口通道和/或一个出口通道流体连通的至少一个连接通道，其中，该至少一个连接通道相对于各入口通道和/或出口通道以一个角度设置。通过各连接通道，可以提供灵活的接头形状，借此可以使该阀匹配于由该灌装机构预定的形状，例如用于将各供应介质通道和排出介质通道布置在阀体的同一端面上。通过这种方式，可以在饮料灌装机内获得这样的连接形式，即，可以放弃大量的管路布设，并且可以相应地获得容易清理的阀设计方案。

在一个优选变型中，相应的连接通道垂直于入口通道和出口通道延伸，以便能够节约结构空间，并且以便相应地使该入口通道的连接通道和该出口通道的连接通道在阀体的同一端面从阀体出来。通过这种方式可以实现将各连接通道简单地连接至灌装机构的其余组成部分，并且例如已经可以通过简单旋拧到载有相应的流入和流出通道的阀座来实现阀与灌装机构的其它组成部分的完全连接。

在另一个优选实施方式中，设有多个回位机构，其例如在用于调节件的相应的伺服驱动装置停用时使该调节件处于预定状态。这样的回位机构例如能够以机械拉紧弹簧的形式来设置，其使该调节件例如转动至中立位置，在此中立位置上，所有入口通道通过调节件被封闭。另一个预定状态例如可以是这样的位置，在此位置上，一个入口通道通过该流通通道与与其对应的出口通道连通。该回位机构使调节件转动至的各位置取决于相应的应用场合。在机械拉紧弹簧的替代方案中，也可以获得一种与电压故障识别结合地利用蓄电器的相应机构，其中，在导致该调节件的各电驱动装置停用的电压断电时，该调节件借助该蓄电器转动到预定状态。

相应的回位机构的使用尤其对于物料阀或用以给容器施加气体的阀来说是很有意义的，以便当某机器组成部分出故障时或当电流断电时使物料或气体不会不可控地继续流动。

通过尤其与相应的电驱动装置相结合地使用相应所提出的阀，与使用压缩空气相比，还可以显著减少使在饮料灌装机内的相应阀运转所需要的能量需求。这尤其也可以如此做到，即，在相应阀的最终位置上执行相应驱动装置的电流减小或断电。换句话说，当该阀位于该通断状态所需要的相应位置时，该驱动装置被断电。

可以如此获得进一步的效率提高，即，两个并排的阀通过共同的电驱动装置进行控制，并且最好通过共同的回位机构返回到中立位置。在通断顺序固定不变的情况下，可以通过若干调节件彼此相对的相应转动取向而通过这种方式仅利用唯一的驱动装置获得可靠的直接切换操作。

另外，上述任务将通过用于容器灌装的饮料灌装机的灌装机构来完成，其中，该灌装机构包括用于控制物料流和/或气体流的至少一个阀，该阀按照上述的方式来构成。

附图说明

通过以下对附图的说明来详细描述本发明的其它优选实施方式和方案。在附图中：

图1是用于饮料灌装机且优选用于灌装机构的阀的示意性剖视侧视图；

图2是图1所示阀的示意性剖视俯视图；和

图3是前述阀的示意性线路图。

具体实施方式

以下将结合附图来描述优选实施例。在这里，不同附图中的相同、相似或作用相同的零部件用相同的附图标记来标示，并且在以下说明中有时放弃了对该零部件的重复说明，以免冗长。

在图1中示出了所提出的阀1的示意性剖视侧视图，而在图2中示出了其相应的示意性剖视俯视图。在图1和图2中，在此分别示出了三个并排布置的相同的阀1，分别标为a)、b)和c)，其中，这三个阀1在图1和图2中分别处于不同的通断状态。但以下将主要举例参照如图1中的a)和图2中的a)所示的阀1。

设有阀体2，它在如图1和图2所示的实施例中具有上部20和下部22。在阀体2的上部20内设有第一入口通道30和第二入口通道32，并且在阀体2的下部22内相应地设有对应于上入口通道30、32的第一和第二出口通道40、42。换句话说，各自相互对应的入口通道30、32和出口通道40、42恰好相互对置，以便借助下述的调节件5彼此流体连通。

待通断的流体例如物料或气体存在于入口通道30、32，随后被接通的流体存在于出口通道40、42。

在“位于阀体2一侧的第一入口通道30和第二入口通道32”与“位于阀体2另一侧的第一出口通道40和第二出口通道42”之间设有调节件5，该调节件5具有其可绕之转动的旋转轴线500。调节件5的旋转轴线500平行于入口通道30、32和出口通道40、42的延伸方向而延伸。

在所示的实施例中，调节件5以柱形盘50的形式构成，柱形盘50通过相应的轴颈52、54可转动地保持在阀体2内。为此，调节件5的旋转轴线500与柱形盘50的柱轴线重合，并且调节件5关于旋转轴线500基本上旋转对称地构成。

呈柱形盘50形式的调节件5具有流通通道56，其例如能在图1中的b)和图1中的c)中看得非常清楚。流通通道56以笔直通孔的形式平行于旋转轴线500的方向延伸穿过柱形盘50并且相对于旋转轴线500是偏心的。

为了实现调节件5在阀体2内的简单转动，调节件5优选旋转对称地构成。但在一个在此未示出的实施例中，调节件5也可以是非旋转对称构成的。由于流通通道56在旋转轴线500的方向上延伸穿过调节件5，所以，只有调节件5的端面的尺寸精确性对于阀密封是有意义的，而不是调节件5的周面。与从现有技术中知道的阀塞不同，借此得到更简单的阀1的结构。

通过柱形盘50的相应转动，如图1中的b)或图2中的b)所示，可以通过流通通道56使第一入口通道30和第一出口通道40流体连通。在旋转对称的调节件5相应继续转动时，如图1中的c)或图2中的c)所示，第二入口通道32和第二出口通道42也可以通过流通通道56流体连通。在这两个转动位置上，由各入口通道30、32、出口通道40、42以及流通通道56构成的连贯导流的通道平行于调节件5的旋转轴线500延伸。

在如图1中的a)和图2中的a)所示的位置上，如此切换调节件5的流通通道56，即，第一入口通道30和第二入口通道32都没有与流通通道56相连，因而所有的入口通道30、32和出口通道40、42相对封闭。调节件5或阀1的该位置也被称为中立位置。

为了在如图1中的a)和图2中的a)所示的阀1的中立位置上获得入口通道30、32或出口通道40、42的可靠关闭，并且为了在打开的通断位置上保持各入口通道30、32与出口通道40、42之间的可靠的流体管路或气体管路，在调节件5的柱形盘50的相应端面上设有密封件60、62，所述密封件分别在调节件5和阀体2的相应部分之间提供密封作用。

调节件5优选地借助未示出的电驱动装置运动至不同的转动位置进而运动至阀1的不同的通断位置。为此，例如可以在调节件5的轴颈54上用法兰安装伺服电动机如步进电动机，或者相应的转动运动可以通过相应偏心固定的电动缸来获得。也可以想到用于使调节件5转动的其它直接电驱动装置。

另外可以设置回位机构，在调节件5的电驱动装置因任何缘故出故障时，通过该回位机构使各阀1回转到预定的通断位置。尤其在电压损失或电流中断的情况下，调节件5于是可以被转动至一个预定的通断位置，例如转动到如图1中的a)所示的中立位置。这在通过各入口通道30、32将气体或物料送入一个容器时是非常有意义的，当阀1在断电情况下不可控地保持开启时，该气体或物料将会不可控地继续流出。

例如机械弹簧可以用作回位机构，借助于该机械弹簧使调节件5回转至中立位置。在一个可选替代方案中，在此也可以设置例如呈蓄电池形式的电流蓄电器，在电流中断时(其例如根据在相应的电驱动装置内的电压故障识别来检测)，该电流蓄电器使调节件5受控地移入相应的中立位置。

在图1和图2中能看到，相应的入口通道30、32以及出口通道40、42通过相应的连接通道70、72、74、76被引导至阀体2的一个端面24。尤其在图2中可清楚看到连接通道70、72、74、76的鲜明特点。相应地，这些连接通道70、72、74、76基本上垂直于入口通道30、32和出口通道40、42如此设置，即，由这些连接通道70、72、74、76限定的接头仅被设置在该阀体2的一个端面24处。阀体2可以相应简单地与具有灌装机构的相应的气体和介质供应机构的阀座相连。

图3示意性示出了控制装置，其中，如图1和图2所示的阀1在这里设置用于通断在灌装机构8内的物料和/或用于通断在灌装机构8内的相应的气体流。设有相应的电子灌装阀控制装置80，它直接控制阀1或者其相应的电驱动装置。通过这种方式，避免设置复杂的压缩空气管路和先导阀并且避免提供大量压缩空气，由此，一方面可节约能量，另一方面可以减小或避免通断时间差异。另外，也将不再有压缩空气被输入相应的无菌灌装机的净化腔或无菌腔中。

除所示的第一和第二入口通道30、32或者第一和第二出口通道40、42外，在其它的鲜明特征中当然可以将其它的入口通道和出口通道按照上述方式开设到阀1中，以提供其它的通断切换可能性。所给出的阀相应地是多通阀，但它总是将专用的入口通道与与之对应的专用的出口通道相连通。例如在已知的三通阀中不是这种情况，在已知的三通阀中，一个入口通道例如可被接通至两个不同的出口通道。

只要适用，如各个实施例所述的所有单独特征可以相互组合和/或互换，而没有超出本发明的范围。

附图标记列表

1阀；2阀体；20阀体上部；22阀体下部；24端面；30入口通道；32入口通道；40出口通道；42出口通道；5调节件；50柱形盘；52,54轴颈；56流通通道；500旋转轴线；60,62密封件；70,72连接通道；74,76连接通道；8灌装机构；80电子灌装阀控制装置。

Claims (14)

1.一种用于饮料灌装机的阀(1)，所述阀(1)优选用于饮料灌装机的灌装机构(8)，所述阀包括阀体(2)，该阀体具有至少一个入口通道(30)和对应于该入口通道(30)的至少一个出口通道(40)，

其中，具有流通通道(56)的调节件(5)按照能够绕旋转轴线(500)转动的方式安置在该阀体(2)内，以便在该入口通道(30)与该出口通道(40)之间选择性建立流体连通，并且

该调节件(5)能够可选地被转动至中立位置，

其特征在于，

该流通通道(56)按照平行于该旋转轴线(500)的方式延伸穿过该调节件(5)。

2.根据权利要求1所述的阀(1)，其特征在于，在该阀体(2)内设有至少一个第一入口通道(30)及与其对应的第一出口通道(40)以及至少一个第二入口通道(32)及与其对应的第二出口通道(42)，

其中，通过该调节件(5)的流通通道(56)，或是能够使所述第一入口通道与所述第一出口通道流体连通，或是能够使所述第二入口通道与所述第二出口通道流体连通。

3.根据权利要求1或2所述的阀(1)，其特征在于，该调节件(5)包括具有柱轴线的柱形盘(50)，所述柱轴线构成了所述旋转轴线(500)，该流通通道(56)按照平行于该柱轴线且相对于该柱轴线偏心的方式安置在该柱形盘内。

4.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，该调节件(5)通过平行于该旋转轴线(500)延伸的至少一个轴颈(52,54)以能够转动的方式保持在该阀体(2)内。

5.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，该调节件(5)通过至少一个密封件(60,62)相对于该阀体(2)被密封。

6.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，设于该阀体(2)内的至少一个连接通道(70,72,74,76)与入口通道(30,32)和/或出口通道(40,42)流体连通，其中，所述连接通道(70,72,74,76)按照相对于相应的入口通道(30,32)或出口通道(40,42)成角度的方式布置，最好成直角布置。

7.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，所述至少一个入口通道(30,32)和所述至少一个出口通道(40,42)按照平行于该调节件(5)的该旋转轴线(500)的方式形成在该阀体(2)内。

8.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，该调节件(5)与电驱动装置相连接，优选与伺服电动机、步进电动机或伺服缸相连接。

9.根据权利要求8所述的阀(1)，其特征在于，该调节件(5)的电驱动装置直接与电子灌装阀控制装置(80)连接。

10.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，设有回位机构，用于使该调节件(5)返回预定的通断位置，最好是中立位置。

11.根据权利要求10所述的阀(1)，其特征在于，所述回位机构是借助于机械弹簧和/或蓄电器和相应的控制装置来提供的。

12.根据前述权利要求之一所述的阀(1)，其特征在于，两个并列的阀(1)是通过共同的驱动装置来控制的，并且最好能够通过共同的回位机构返回到中立位置。

13.一种用于容器灌装的饮料灌装机的灌装机构(8)，所述灌装机构(8)包括至少一个阀，用以控制物料流和/或气体流，其特征在于，该阀是通过根据权利要求1至12之一所述的阀(1)构成的。

14.根据权利要求13所述的灌装机构(8)，其特征在于，该阀(1)是直接与电子灌装阀控制装置相连的。

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