CN104150425B - 一种灌装阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特别适用于灌装含颗粒液体的灌装阀，属于灌装设备配件领域，包括阀体、阀套、排气管和输液管，阀体具有阀腔，阀套具有轴向通孔，阀套的顶端伸入阀腔，阀套的底端位于阀体外部，阀套与阀体之间设有用于驱使阀套相对阀体背向运动的弹簧，排气管、输液管与阀体固定连接，输液管与阀体之间具有第一间隙，输液管与阀套之间具有第二间隙，输液管的底端连接有底端封闭的外径大于输液管外径的出液部，出液部的底端伸出至阀套外，出液部位于阀套内的部分与阀套间隙配合，出液部的侧壁具有出液口，出液部的侧部具有围绕出液部外侧壁一周的凸缘，凸缘位于阀套外，阀套和凸缘密封配合，出液口位于凸缘的上方。本发明主要用于负压灌装。

Description

一种灌装阀

技术领域

本发明涉及灌装设备配件，特别是一种灌装阀。

背景技术

如图9所示，在负压灌装技术中使用的灌装阀包括阀体01、阀套02和排气管03。阀体、阀套都为管状结构。阀套一端伸入在阀体内部，另一端位于阀体外部。阀套上设有凸缘部位，在阀套与阀体之间设有弹簧04，该弹簧的一端受到凸缘的限制，弹簧的另一端受到阀体的限制。排气管通过安装座06与阀体固定连接，排气管的长度远大于阀体的长度，排气管的一端设有凸起缘031，凸起缘上设有斜面032，阀套的出液端设有对应该斜面的倒角021。阀套在弹簧作用下向排气管的末端运动，使得阀套与排气管之间形成密封连接。排气管的另一端凸出在阀体外部。使用时灌装阀的阀体安装在储液罐内，排气管伸入在储液罐内并高于液面。液体从安装座周围进入阀体内部，再进入到阀套内部。待容器的开口部位向阀套所在位置运动并挤压阀套，使得阀套向阀体的入口端运动，阀套与排气管之间斜面与倒角的密封连接关系消失，液体从阀套的出液端流出。液体流入容器内，受挤压的空气通过排气管排出。图9中虚线箭头所示为排气线路，实线箭头所示为输液线路，灌装阀一般都是向下伸入容器中，或竖直或倾斜，排气通道的进气口030始终位于输液通道的出液口020的下方，并且排气通道的进气口被输液通道的出液口包围，而灌装阀的打或关闭的状态由阀套和排气管之间的连接配合关系决定。这样结构的灌装阀不适用于含有颗粒物的液体灌装，例如带果粒的果汁或牛奶制品，因为颗粒物可能从输液通道的出液口出来之后从排气通道的进气口进入排气管中，影响正常排气。另外灌装阀的开关过程中在上述斜面与倒角之间夹持颗粒后就不能保证斜面与倒角之间的紧密配合，所以输液通道的出液口关闭不严，会产生泄漏。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种特别适用于灌装含颗粒液体的灌装阀。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种灌装阀，包括阀体、阀套和排气管，阀体具有阀腔，阀套具有轴向通孔，阀套的顶端伸入阀腔，阀套的底端位于阀体外部，阀套与阀体之间设有用于驱使阀套相对阀体背向运动的弹簧，灌装阀还包括输液管，输液管从阀体的顶端伸入阀腔后延伸至阀套的轴向通孔中，输液管与阀体固定连接，输液管与阀体之间具有第一间隙，输液管与阀套之间具有第二间隙，所述排气管与阀体固定连接，排气管的内腔、第一间隙和第二间隙依次连通形成排气通道，输液管的底端连接有出液部，输液管和出液部均为圆管，出液部的底端封闭，出液部的外径大于输液管的外径，输液管和出液部形成阶梯轴结构，输液管和出液部的连接部位形成轴肩端面，出液部位于轴向通孔内的部分与轴向通孔间隙配合，出液部的侧壁具有出液口，出液口位于轴向通孔中，出液部的侧部具有围绕出液部外侧壁一周的凸缘，凸缘位于阀套外，凸缘的外径大于轴向通孔的孔径，阀套和凸缘密封配合，阀套相对输液管的运动范围包括从阀套与凸缘接触密封时的位置到出液口露出至阀套外的位置以及到排气通道与阀套底端处的外部空间连通时的位置。

在初始状态下，出液口位于轴向通孔内，出液部与轴向通孔间隙配合，此时，出液口被轴向通孔的孔壁覆盖；进行灌装时，灌装容器到达灌装阀下方，容器向上运动或者灌装阀向下运动最终使阀套抵在灌装容器的口部，输液管和出液部相对阀套运动使出液部伸出阀套外，出液口露出至阀套外，排气通道与灌装容器内的空间连通，随着灌装容器内灌装液体的增加，灌装容器内的空气及泡沫经排气通道排出；灌装完成后，容器向下运动或者灌装阀向上运动，输液管和出液部相对阀套运动，出液部缩回阀套内最终使阀套抵在凸缘上与凸缘接触密封，在此过程中，出液部的外壁面与轴向通孔的孔壁之间形成剪切作用，当出液口处有颗粒存在时，颗粒首先会被推动移开，当颗粒局部被吸入排气通道内时则会被剪断，这样在灌装阀上就不会出现卡颗粒的现象；由于从阀套与凸缘接触密封，该灌装阀在受热后仍然可以具备较好的密封性能。

进一步的，所述阀套通过其朝向凸缘一端的端面和凸缘朝向阀套一侧的表面接触密封。

进一步的，所述端面通过其内侧边缘抵于表面实现与凸缘接触密封。

进一步的，所述输液管通过安装座与阀体固定连接，所述安装座位于阀腔内，所述安装座套在输液管外管壁上，所述安装座与阀体之间、安装座与输液管之间均密封配合。

进一步的，所述输液管的顶端为敞开式结构，且该端位于阀体表面。使用时输液管的该端位于所需灌装的液体内，液体可以直接进入输液管，因此输液管的安装固定方式不影响输液管的流量，液体的输送与安装座无关，使得液体灌装流畅。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：将输液管作为输液通道、将输液管和阀体、阀套之间的第一间隙、第二间隙作为排气通道，将出液口设置在出液部侧部，出液部伸入轴向通孔中时与轴向通孔间隙配合，当灌装完成后，阀套在轴向上相对输液管和出液部运动，轴向通孔的孔壁和出液部外壁形成剪切效应并在出液口处将颗粒剪断，剪断后的颗粒一部分留在出液口内、一部分在自身重力作用下或在阀套的推动下最终脱离灌装阀，使得颗粒物不会夹在阀套和出液部之间，避免了灌装阀上出现卡颗粒的现象；凸缘与阀套端部的密封配合，使得该灌装阀在受热后仍然具备较好的密封性能，避免了轴向通孔孔壁和出液部外壁之间接触密封的情况下，当进行热灌装时由于热胀冷缩而产生阀套和输液管之间卡死或密封不严的情况；由于出液部与轴向通孔间隙配合，出液口进入轴向通孔中后,输液管内的灌装液体经出液口进入出液部和轴向通孔之间的间隙，灌装液体在出液部、轴向通孔孔壁之间受到张力作用，灌装液体会保持在出液部和阀套之间的间隙中而不会向排气通道倒灌；另外出液口始终位于排气通道的进气口下方，可避免颗粒物进入排气通道，排气顺畅不受影响。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明实施例一在出液口处于打开状态下的示意图；

图2为本发明实施例一在出液口处于关闭状态下的示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为本发明实施例三的结构示意图；

图6为本发明实施例四的结构示意图；

图7为本发明实施例五的结构示意图；

图8为本发明实施例六的结构示意图；

图9为现有的一种灌装阀的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

如图1至3所示为本发明的第一种实施例，包括阀体1、阀套2和排气管3，阀体1具有阀腔10，阀套2具有轴向通孔21，轴向通孔21为圆孔，阀套2的顶端伸入阀腔10，阀套2的底端位于阀体1外部，在阀套2与阀体1之间设有用于驱使阀套2与阀体1背向运动的弹簧4，弹簧4的上端由阀体1外侧壁的阶梯部位定位，弹簧4的下端则由阀套2外侧壁下端的凸出体定位。阀体1的外侧壁具有凸出部12，凸出部12可以是块状结构，与阀体1一起成型出来，凸出部12的上端面与阀体1的上端面平齐，凸出部12的上端面设有安装孔11，排气管3伸入安装孔11与安装孔11过盈配合固定。

灌装阀还包括输液管5，输液管5从阀体1的上端伸入阀腔10并延伸至阀套2的轴向通孔21中，输液管5顶端敞口形成用于进液的进液口、底端连接出液部52，输液管5和出液部52均为圆管，出液部52底端封闭，出液部52底端伸出至阀套底端外部，阀体1的上端设有安装座6，输液管5的进液端通过安装座6与阀体1固定连接，安装座6套在输液管5的外管壁上；输液管外径小于阀腔10的内径和轴向通孔21的孔径，这样输液管外壁和阀腔10内壁之间具有一定空间、输液管外壁和轴向通孔21孔壁之间具有一定空间，输液管5的外壁与阀腔10壁之间的空间构成第一间隙100，安装孔11与第一间隙100通过设置在阀体1中的连通孔111连通，输液管5与轴向通孔21的孔壁之间的空间构成第二间隙200，排气管3的内腔、第一间隙100和第二间隙200依次连通形成排气通道。输液管5和出液部52形成阶梯轴式结构，输液管5和出液部52同轴，输液管5的外径小于出液部52的外径，出液部52和输液管5的连接处形成轴肩端面513，轴肩端面513为上窄下宽的锥环面，出液部52的外径略小于轴向通孔21的孔径，出液部52在轴向通孔中的部分与轴向通孔间隙配合，出液部52侧壁设置有贯穿其内、外侧壁设置的出液口510，使用时灌装液体直接从输液管5上端经输液管5进入出液部52内然后再经出液口510流出，出液部52的侧部位于出液口510的下方还设置有围绕出液部52一周的凸缘51，凸缘51的外径大于轴向通孔21的孔径；凸缘51朝向阀套一侧的表面512即凸缘51的上表面为上窄下宽的锥环面。

自然状态下，在弹簧4的作用下，阀套2被凸缘51挡住，阀套2的下端(即阀套朝向凸缘的一端)端面514的内侧边缘511与凸缘51朝向阀套一侧的表面512即凸缘51的上表面接触，此时，轴向通孔与凸缘51密封配合，出液口510位于轴向通孔21内并被轴向通孔21的孔壁所覆盖，出液口510处于关闭状态；准备灌装时，灌装阀先伸入待灌装容器(如瓶子、坛子、罐子等)中，阀套2底端部分伸入容器内，待灌装容器的开口(即瓶口或者坛口或者罐口等)顶在阀套2上，灌装容器推动阀套2向阀体1侧移动或者阀体1向灌装容器移动，促使阀套与阀体之间相对移动，此过程中，阀套2与凸缘51先密封，然后出液口510露出至阀套外、出液口510被打开，最后轴肩端面513露出至阀套2外，排气通道与待灌装容器内的空间连通，如图1所示；进行灌装时，灌装液体从输液管5的上端进入，经由出液口510进入待灌装容器中，随着液体的进入，待灌装容器中的空气及泡沫被迫通过第二间隙200、第一间隙100和排气管3所形成的排气通道排出；待灌装容器灌装完成后，阀体1会相对灌装容器向上运动，由于弹簧4的存在，阀体1相对阀套2也为向上运动，到位后，出液口510进入轴向通孔21中被轴向通孔21的孔壁关闭，阀套2的端面514的内侧边缘511抵于凸缘51的表面512，阀套与凸缘之间接触密封，如图2所示，此时第二间隙与输液管下端处的外部空间被完全隔断，同时阀套2不再继续向下运动。

当灌装液体为含有颗粒的液体时，灌装完成后，在出液口510进入轴向通孔21的过程中，假设颗粒停留在出液口510处，那么当阀体远离容器时阀套2与出液部52在轴肩端面513进入阀套2后开始间隙配合，由于出液部52的直径略小于轴向通孔21的直径，出液部52的外壁面和轴向通孔21的孔壁之间相距很近，使得阀套2和出液部52在相对运动的过程中二者对出液口510处的颗粒产生方向相反的作用力，对颗粒形成剪切作用，出液口510处的颗粒被剪断；然后在自身重力或自身重力加阀套2的推力的作用下，颗粒脱离灌装阀，这样在灌装阀上就不会出现卡颗粒的现象，此处凸缘51的上表面设置成锥环面是便于颗粒较容易的顺着凸缘51的上表面滑落掉下。

本实施例中，当出液部52的的外壁面与轴向通孔的孔壁之间的间隙稍大时，该灌装阀可根据实际情况用于高温或低温灌装；当出液部52的外壁面与轴向通孔的孔壁之间的间隙极小或间隙为0时，该灌装阀仅适用于常温灌装。这是因为在高温或低温灌装时，由于热胀冷缩的存在，当出液部52的外壁面与轴向通孔的孔壁之间的间隙极小或间隙为0时，出液部52和阀套之间极易出现卡死的情况。由于阀套和输液管的材质的不同以及具体灌装的环境温度的不同，阀套和输液管热胀冷缩的程度也不同，因此高温或低温灌装时间隙的具体大小应根据阀套和输液管的材质、具体灌装的环境温度确定。

实施例二：

如图4所示，结构与实施例一基本相同，不同之处在于：轴肩端面513仅围绕输液管5外壁半周设置、输液管5的另外半周在竖直方向上依然为直线。

实施例三：

如图5所示，结构与实施例一基本相同，不同之处在于：安装孔11设置在凸出部12的侧壁，排气管3伸入安装孔11与安装孔11过盈配合即可固定。

实施例四：

如图6所示，结构与实施例一基本相同，不同之处在于：安装孔11直接设于阀体1上端的端面上，而不需要设置凸出部，这样的结构只要阀体1侧壁体的厚度比安装孔11的孔径较大即可。

实施例五：

如图7所示，结构与实施例一基本相同，不同之处在于：阀体1的外侧壁具有凸出部12，出气嘴为凸出设于凸出部12表面的凸柱13，凸柱13中设有出气孔131，凸出部12中设有连接孔121，阀体1的壁体中设有排气孔101，排气孔101的一端与阀腔10连通、另一端与连接孔121的一端连接，连接孔121的另一端与出气孔131连接，排气管3套在凸柱13上配合固定。

实施例六：

如图8所示，结构与实施例一基本相同，不同之处在于：阀体上不设置凸出部，出气嘴为凸出设于阀体1上端的端面的凸柱13，当然凸柱13也可以设置在阀体1的外侧壁上，凸柱中设有出气孔131，阀体1的壁体中设有排气孔101，排气孔101的一端与出气孔连接、另一端与阀腔10连通，排气管3套在凸柱13上配合固定。

上述所有实施例中，均采用实线箭头表示输液方向，采用虚线箭头表示排气方向。结合上述所有实施例，总结来讲，出液部与轴向通孔间隙配合，通过出液部伸入或伸出阀套来控制出液口的打开或关闭，并且由于阀套在轴向上相对出液部往复运动，二者之间会对颗粒形成剪切效应，在灌装阀上就不会出现卡颗粒的现象。单独设置输液管并通过安装座来固定，相比现有技术中在安装座中设置通孔供液体通过的结构来讲，直接通过输液管实现液体的输送，显然更加流畅。本发明不仅适用含有颗粒物的液体灌装，也适用矿泉水、碳酸饮料、纯牛奶等常规液体的灌装。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (3)

1.一种灌装阀，包括阀体(1)、阀套(2)和排气管(3)，阀体具有阀腔(10)，阀套具有轴向通孔(21)，阀套的顶端伸入阀腔，阀套的底端位于阀体外部，阀套与阀体之间设有用于驱使阀套相对阀体背向运动的弹簧(4)，其特征在于：灌装阀还包括输液管(5)，输液管从阀体的顶端伸入阀腔后延伸至阀套的轴向通孔中，输液管与阀体固定连接，输液管与阀体之间具有第一间隙(100)，输液管与阀套之间具有第二间隙(200)，所述排气管与阀体固定连接，排气管的内腔、第一间隙和第二间隙依次连通形成排气通道，输液管的底端连接有出液部(52)，输液管和出液部均为圆管，出液部的底端封闭，出液部的外径大于输液管的外径，输液管和出液部形成阶梯轴结构，输液管和出液部的连接部位形成轴肩端面(513)，出液部位于轴向通孔内的部分与轴向通孔间隙配合，出液部的侧壁具有出液口(510)，出液口位于轴向通孔中，出液部的侧部具有围绕出液部外侧壁一周的凸缘(51)，凸缘位于阀套外，凸缘的外径大于轴向通孔的孔径，阀套和凸缘密封配合，阀套相对输液管的运动范围包括从阀套与凸缘接触密封时的位置到出液口露出至阀套外的位置以及到排气通道与阀套底端处的外部空间连通时的位置；所述阀套朝向凸缘一端的端面(514)和凸缘朝向阀套一侧的表面(512)接触密封；所述端面通过其内侧边缘(511)抵于表面实现与凸缘接触密封。

2.根据权利要求1所述的一种灌装阀，其特征在于：所述输液管通过安装座(6)与阀体固定连接，所述安装座位于阀腔内，所述安装座套在输液管外管壁上，所述安装座与阀体之间、安装座与输液管之间均密封配合。

3.根据权利要求1所述的一种灌装阀，其特征在于：所述输液管的顶端为敞开式结构，且该端位于阀体表面。