CN105967131A - 一种灌装阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌装阀，灌装阀通过分离定量吸入路径和定量挤出路径，将出料通道置于转阀的中心线延伸方向上，从而灌装阀在出料方向不受自身部件的影响，彻底避免了灌装阀使用时涉及出料的部件与活塞及其相关部件干涉的问题，灌装阀还具有结构紧凑的、灌装效率高、适用于内置灌装工艺的优点。

Description

一种灌装阀

技术领域

本发明涉及一种灌装阀。

背景技术

在基于定量灌装技术的灌装领域，通常采用定量吸入-定量挤出的方式来实现定量灌装。例如中国专利公开号为CN101767760A中公开了一种食品灌装进料和出料的切换阀，阀体内部设有阀芯和柱塞泵活塞，阀体上设有进料口和出料口，柱塞泵活塞内部设有呈L状的通道(该通道包含了切换连接口)。在该技术方案中进料口与出料口处于同一直线方向上即进料口和出料口相对于围绕阀芯的中心线的圆周方向上间隔一百八十度，柱塞泵活塞位于阀芯的中心线延伸方向上，在清洗过程中柱塞泵活塞的直线活动方向与阀芯的直线活动方向重合，并且在清洗过程中柱塞泵活塞始终与阀体处于液密封连接的状态。该切换阀要从定量吸入过程转变定量挤出过程，必须依靠阀芯转动一百八十度来实施。

由于使用该切换阀的灌装设备的机体体积必须控制在有限的范围内，且依赖重力作用将被操作对象置于容器内即作业形式固定，因此，现有技术的切换阀在使用时在其出料口处设有长度较长的延伸至其它空间充裕的位置的输料管，以便定量输出物料的部件不会与柱塞泵活塞及其相关部件产生干涉，使得采用上述技术方案的切换阀所在的设备存在体积较大、只适用于依靠重力作用下以自由落体的方式完成灌装的作业范围即外置灌装的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何解决灌装阀使用时涉及出料的部件与活塞及其相关部件干涉的问题，由此提供一种结构紧凑、适用于内置灌装的灌装阀。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：灌装阀设有阀体、转阀、活塞和活塞杆，所述阀体内设有进料通道、第一辅助通道、计量通道、第二辅助通道、出料通道、作业腔室，所述进料通道、第一辅助通道、第二辅助通道、出料通道都直接与作业腔室连通，所述第一辅助通道、计量通道、第二辅助通道之间直接连通，所述出料通道的中心线平行于作业腔室的中心线，所述进料通道的中心线、第一辅助通道的中心线都与作业腔室的中心线相交，并且进料通道和第一辅助通道在围绕作业腔室的中心线的圆周方向上分开排列，所述第一辅助通道、第二辅助通道在沿着作业腔室的中心线的直线方向上分开排列，所述活塞活动安装在计量通道内，所述活塞与阀体密封连接，所述转阀活动安装在作业腔室内，所述转阀与阀体密封连接，所述转阀上设有杆状部位，所述转阀的杆状部位通过导向套Ⅰ安装在阀体上，所述转阀的杆状部位与导向套Ⅰ之间活动连接，所述活塞杆通过导向套Ⅱ安装在阀体上，所述活塞杆与导向套Ⅱ之间活动连接，所述活塞杆与活塞固定连接，所述转阀的杆状部位和活塞杆都位于阀体的同一侧，所述转阀上设有第一连接通道和第二连接通道，所述第二连接通道的一个开口在围绕作业腔室的中心线的圆周方向上位于第一连接通道的两个开口之间，所述第二连接通道的另一个开口始终与出料通道连通，所述进料通道通过第一连接通道仅与第一辅助通道连通时所述第二辅助通道通过转阀与出料通道隔离，所述第二辅助通道通过第二连接通道仅与出料通道连通时进料通道与第一辅助通道隔离。

灌装阀中由于进料通道的中心线与作业腔室的中心线相交、而出料通道的中心线平行于作业腔室的中心线，由此可知进料通道的中心线与出料通道的中心线相交，从而可以将进料通道的进料方向设计成倾斜或者垂直于出料通道的出料方向。与现有技术中进料方向与出料方向重合的设计思路具有显著区别，而这样的显著区别不仅仅带来了结构优化、结构紧凑的技术效果，重点在于通过改变出料通道的出料方向可以彻底消除前述的部件干涉的问题，使得该灌装阀在配置到整机或者灌装设备上后无需用到起辅助性的输料管，灌装阀工作时可以直接在出料通道延伸方向上向容器输入物料。

在本技术方案中起到定量吸入和定量挤出的活塞及其相关部件被设置在转阀一侧、而不是设置在转阀的中心线的延伸方向上。活塞相对转阀的位置变化也是定量吸入路径的迁移，因为出料通道相对转阀的位置改变仅保留定量挤出路径，在现有技术中定量吸入路径和定量挤出路径在转阀内共用同一个通道即路径部分重合，而出料通道相对转阀的位置改变使得转阀内实现定量挤出的路径不再分担定量吸入路径的功能，所以定量吸入路径从现有技术中的定量挤出路径中脱离而独立存在，正如本发明中所记载的第一连接通道和第二连接通道的技术特征，第一连接通道属于定量吸入路径、第二连接通道属于定量挤出路径。

正是定量吸入路径和定量挤出路径独立，使得转阀与阀体之间的开关动作周期可大幅缩减。对比现有技术中的阀芯，其要实现定量吸入到定量挤出必须将阀芯转动一百八十度。在本技术方案中第二连接通道的一个开口在围绕作业腔室的中心线的圆周方向上位于第一连接通道的两个开口之间，也就是说转阀从定量吸入状态转变为定量挤出状态只需要转阀转动小于一百八十度的角度即可。因此，该灌装阀的开关动作速度较快、周期较短，使用该灌装阀可大大提高工作效率。

使用时灌装阀的出料通道位于整个灌装阀的底部，作为将物料输出的部位，出料通道的位置优势促使出料通道的长度可以设计成较长。出料通道可以由管状结构来具体实施，因此，出料通道可以被置于容器内部即管状结构伸入在容器内部，避免出料通道长度短而发生物料脱离出料通道后不受控制的自由下落，由此实现内置灌装的目的。

为了能使灌装阀满足无菌灌装的技术要求，本发明的技术方案还包括了适用于清洗转阀的技术方案。所述阀体内还设有清洗通道Ⅰ和第一清洗剂接入通道，所述清洗通道Ⅰ直接与作业腔室连通，所述清洗通道Ⅰ和计量通道都位于阀体的同一侧，所述第一清洗剂接入通道与清洗通道Ⅰ连通，所述清洗通道Ⅰ的中心线与作业腔室的中心线重合，所述转阀的最大直径小于清洗通道Ⅰ的直径，所述转阀的杆状部位穿过清洗通道Ⅰ。转阀可以置于作业腔室内，也能通过在其自身的中心线的延伸方向上做平移运动达到清洗通道Ⅰ。转阀在作业腔室内时转阀与阀体密封连接；当转阀进入清洗通道Ⅰ时，由于清洗通道Ⅰ的直径大于转阀的最大直径，转阀与阀体之间形成间隙，第二连接通道在转阀侧面的开口已经处于清洗通道Ⅰ内，故清洗剂可以围绕转阀流动、可以流经第一连接通道、可以通过第二连接通道向出料通道流出。

由于清洗通道Ⅰ长度大于转阀上转阀与阀体形成密封连接的部位的长度，因此，在转阀与阀体之间形成间隙的同时转阀脱离作业腔室使得进料通道、第一辅助通道、第二辅助通道、出料通道都直接与作业腔室连通。因此，清洗剂通过第一清洗剂接入通道进入清洗通道Ⅰ后能够将转阀浸没，实施消毒杀菌的操作。

本发明的技术方案还包括适用于清洗活塞的技术方案。所述阀体上还设有第二清洗剂接入通道和清洗通道Ⅱ，所述第二清洗剂接入通道与计量通道连通，所述计量通道通过清洗通道Ⅱ与第一辅助通道、第二辅助通道连通，所述清洗通道Ⅱ的直径大于活塞的直径。活塞处于计量通道内时活塞与阀体密封连接，而当活塞被置于清洗通道Ⅱ时活塞与阀体之间形成间隙，清洗剂从第二清洗剂接入通道输入计量通道后，活塞被整个浸没在清洗剂中。相比现有技术的清洗过程中柱塞泵活塞始终与阀体处于液密封连接的状态，清洗部位只有柱塞泵活塞的端面，而本申请中提供的清洗活塞的技术方案可以确保活塞浸没在清洗剂中。

为了进一步确保灌装阀使用时不与其它部件产生干涉，所述计量通道的中心线平行于作业腔室的中心线。

为了再进一步确保灌装阀使用时不与其它部件产生干涉，所述出料通道的中心线与作业腔室的中心线重合。

为了能进一步缩小灌装阀的体积，使之结构更加紧凑。进料通道的中心线、第一辅助通道的中心线都与作业腔室的中心线垂直。

为了使灌装阀结构再进一步地紧凑，所述进料通道和第一辅助通道在围绕作业腔室的中心线的圆周方向上的夹角为一百八十度。

本发明采用上述技术方案：灌装阀通过分离定量吸入路径和定量挤出路径，将出料通道置于转阀的中心线延伸方向上，从而灌装阀在出料方向不受自身部件的影响，彻底避免了灌装阀使用时涉及出料的部件与活塞及其相关部件干涉的问题，灌装阀还具有结构紧凑的、灌装效率高、适用于内置灌装工艺的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1为本发明一种灌装阀的本体的结构示意图；

图2为本发明一种灌装阀的定量吸入时的工作状态图；

图3为本发明一种灌装阀的定量挤出时的工作状态图；

图4为本发明一种灌装阀的清洗作业时的工作状态图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，灌装阀包括阀体、转阀1、活塞2、活塞杆3。

阀体包括本体4、进料管5、清洗管6、计量管7、出料管8、第一清洗剂接入管9、第二清洗剂接入管10。进料管5、清洗管6、计量管7、出料管8、第一清洗剂接入管9、第二清洗剂接入管10都为管状部件。

本体4内部设有作业腔室11、第一辅助通道12、第二辅助通道13、清洗通道Ⅱ14。作业腔室11为横截面呈圆形的通道、清洗通道Ⅱ14的主体部位16的横截面也呈圆形。作业腔室11贯穿本体4，这样在本体4上分布有两个与作业腔室11有关的开口。第一辅助通道12、第二辅助通道13位于本体4内部，它们的主体部位16的横截面也呈圆形。第一辅助通道12的中心线、第二辅助通道13中心线都垂直作业腔室11的中心线，而且第一辅助通道12、第二辅助通道13在作业腔室11的中心线的延伸方向分布。第一辅助通道12整体呈笔直状、第二辅助通道13整体呈L形状；清洗通道Ⅱ14和第一辅助通道12、第二辅助通道13都位于阀体的同一侧，清洗通道Ⅱ14的一端延伸至阀体的表面形成开口，第一辅助通道12、第二辅助通道13都与清洗通道Ⅱ14连通。清洗通道Ⅱ14的开口和作业腔室11的其中一个开口都位于本体4的一侧。以作业腔室11的中心线为界，相对于清洗通道Ⅱ14所在的一侧，本体4的另一侧设有开孔，该开孔与作业腔室11连通；阀体内设有进料通道15，该开孔所在区域为进料通道15的一部分。

进料管5固定安装在阀体上，其内部中空区域为进料通道15的另一分部，因此，阀体内的进料通道15由两部分组成，该进料通道15与作业通道连通。整个进料通道15的中心线与作业通道的中心线呈垂直的位置关系。进料通道15与第一辅助通道12处于相对的位置关系，第一辅助通道12刚好完全位于进料通道15的延伸方向上。进料通道15和第一辅助通道12在围绕作业腔室11的中心线的圆周方向上的夹角为一百八十度。

转阀1由主体部位16和杆状部位17组成。主体部位16呈圆柱形状，杆状部位17呈长条的圆柱形状，主体部位16的直径大于杆状部位17的直径、主体部位16的长度小于杆状部位17的长度。在主体部位16内设有两条通道，分别是第一连接通道18和第二连接通道19，它们在沿着转阀1的中心线的方向上依次分布。第一连接通道18为笔直状，它的作用是连通进料通道15与第一辅助通道12，第一连接通道18的中心线垂直于作业腔室11的中心线，第一连接通道18在主体部位16的侧面形成两个开口；在本实施例中第一连接通道18的形状是基于进料通道15、第一辅助通道12在作业腔室11的中心线延伸方向上处于并排的位置关系而形成最佳形状；当然根据进料通道15、第一辅助通道12在作业腔室11的中心线延伸方向上的其它位置关系，例如错位关系，第一辅助通道12不仅可以采用笔直形状、还可以采用含有一个弯折角度为钝角的弯折形状。第二连接通道19整体呈L形，主体部位16一端连接杆状部位17、另一端设有第二连接通道19的开口，第二连接通道19的另一个开口位于主体部位16的侧面，这样第二连接通道19的一个开口朝向平行于转阀1的中心线的延伸方向、另一个开口朝向垂直于转阀1的中心线。第二连接通道19在主体部位16的侧面的开口在围绕转阀1的中心向的圆周方向上位于第一连接通道18在主体部位16的侧面的两个开口之间，由于第二连接通道19在主体部位16的侧面的开口的朝向垂直于第一连接通道18的中心线，所以，第二连接通道19在主体部位16的侧面的开口到第一连接通道18在主体部位16的侧面的任意一个开口的圆心角角度都为九十度。

转阀1安装在阀体上后，转阀1的主体部位16位于作业腔室11内，并且转阀1的主体部位16与本体4之间密封连接，主体部位16的侧面为转阀1与阀体形成密封连接的部位，转阀1的中心线与作业腔室11的中心线重合；进料通道15可以通过第一连接通道18与第一辅助通道12连通，但是此时第二连接通道19在主体部位16的侧面的开口被本体4挡住；第二辅助通道13可以连通第二连接通道19，但是此时第一连接通道18在主体部位16的侧面的两个开口都被本体4挡住。

清洗管6固定安装在本体4上，其内部空间为阀体的清洗通道Ⅰ20所在位置。清洗通道Ⅰ20与作业腔室11连通，而且清洗通道Ⅰ20的中心线与作业腔室11的中心线重合。转阀1的杆状部位17穿过清洗通道Ⅰ20，并且一端通过导向套Ⅰ25安装在阀体上，转阀1的杆状部位17与导向套Ⅰ25之间活动连接，该活动连接可确保转阀1围绕其中心线做自转运动和沿着其中心线做直线平移运动。清洗通道Ⅰ20的直径大于转阀1的主体部位16的直径、清洗通道Ⅰ20的长度大于主体部位16的长度。第一清洗剂接入管9固定安装在清洗管6上，清洗管6上设有开口以便使第一清洗剂接入管9内部的第一清洗剂接入通道21与清洗通道Ⅰ20连通。

计量管7固定安装在本体4上，活塞2安装在计量管7内并且活塞2与计量管7密封连接。活塞杆3一端固定连接在活塞2上，另一端通过导向套Ⅱ26安装在阀体上，活塞杆3与导向套Ⅱ26之间活动连接、又可以在计量管7内滑动。该活动连接可确保活塞杆3沿着其自身中心线做直线运动。计量管7内部空间为计量通道22所在位置，安装后计量通道22与清洗通道Ⅱ14连通，两者的中心线重合，计量通道22的中心线平行于作业腔室11的中心线。清洗通道Ⅱ14的直径大于计量通道22的直径。第二清洗剂接入管10固定安装在计量管7上，计量管7上设有开口以便使第二清洗剂接入管10内部的第二清洗剂接入通道23与计量通道22连通。

出料管8固定安装在本体4上且位于本体4上作业腔室11的另一个开口所在位置。出料管8内部的内部空间为灌装阀的出料通道24所在区域，安装后出料通道24与作业腔室11连通。转阀1置于作业腔室11后，主体部位16端部的第二连接通道19的一个开口始终朝向出料通道24，第二连接通道19与出料通道24不仅连通、两者的中心线还重合。

以进料通道15的中心线为界，清洗通道Ⅰ20和计量通道22位于阀体的一侧、出料通道24位于阀体的另一侧，也就是转阀1的杆状部位17和活塞杆3都位于阀体的同一侧。

初始状态下，如图2所示，主体部位16置于作业腔室11内、活塞2位于计量通道22内且活塞2处于靠近清洗通道Ⅱ14的位置。第一连接通道18连通进料通道15和第一辅助通道12，第二连接通道19与第二辅助通道13隔离。工作时，当活塞2向远离清洗通道Ⅱ14的方向运动时物料会经进料通道15、第一连接通道18、第一辅助通道12、清洗通道Ⅱ14最后进入计量通道22内，如图2所示，图中从进料通道15延伸至计量通道22的虚线表示定量吸入路径。待吸入足够数量的物料后，如图3所示，转阀1转动九十度，使第二连接通道19与第二辅助通道13连通，第一连接通道18连通进料通道15和第一辅助隔离。活塞2向靠近清洗通道Ⅱ14的方向运动，此前吸入的物料会经过计量通道22、清洗通道Ⅱ14、第二辅助通道13、第二连接通道19、出料通道24向外定量输出。如图3所示，图中从计量通道22延伸至出料通道24的虚线表示定量挤出路径。再进入定量吸入的过程前，先将转阀1反向转动九十度，待第一连接通道18连通进料通道15和第一辅助通道12后活塞2向远离清洗通道Ⅱ14的方向运动。如此重复上述动作即可实现定量灌装。由于出料管8长度较长，因此出料管8可以伸入在容器内部完成灌装。

如图4所示，清洗作业时，转阀1沿着其自身的中心线做直线运动，主体部位16置于清洗通道Ⅰ20内，由于清洗通道Ⅰ20的长度要大于主体部位16的长度，故可以将主体部位16完全置于清洗通道Ⅰ20内，主体部位16与清洗管6之间形成较大的间隙。主体部位16脱离本体4，使得进料通道15、作业腔室11、第一连接通道18、第二连接通道19、第一清洗剂接入通道21、清洗通道Ⅰ20、第一辅助通道12、清洗通道Ⅱ14、计量通道22、出料通道24都连通。而在将活塞2置于清洗通道Ⅱ14内后，活塞2与本体4之间也会形成较大的间隙，这样就是使得第二清洗剂接入通道23与清洗通道Ⅱ14连通。通过第一清洗剂接入通道21、第二清洗剂接入通道23向阀体内部输入清洗剂，此时与进料通道15连接管路内也被输入清洗剂，就能够使阀体内部的区域都充满清洗剂，转阀1的主体部位16和活塞2都浸没在清洗集中，清洗剂最后冲出料通道24向外排出。为了能更好的实施对第一连接通道18的清洗操作，可以将第一连接通道18正对第一清洗剂接入通道21，使得清洗剂直接进入第一连接通道18内。

Claims (8)

1.一种灌装阀，所述灌装阀设有阀体、转阀(1)、活塞(2)和活塞杆(3)，其特征在于：所述阀体内设有进料通道(15)、第一辅助通道(12)、计量通道(22)、第二辅助通道(13)、出料通道(24)、作业腔室(11)，所述进料通道(15)、第一辅助通道(12)、第二辅助通道(13)、出料通道(24)都直接与作业腔室(11)连通，所述第一辅助通道(12)、计量通道(22)、第二辅助通道(13)之间直接连通，所述出料通道(24)的中心线平行于作业腔室(11)的中心线，所述进料通道(15)的中心线、第一辅助通道(12)的中心线都与作业腔室(11)的中心线相交，并且进料通道(15)和第一辅助通道(12)在围绕作业腔室(11)的中心线的圆周方向上分开排列，所述第一辅助通道(12)、第二辅助通道(13)在沿着作业腔室(11)的中心线的直线方向上分开排列,所述活塞(2)活动安装在计量通道(22)内，所述活塞(2)与阀体密封连接，所述转阀(1)活动安装在作业腔室(11)内，所述转阀(1)与阀体密封连接，所述转阀(1)上设有杆状部位(17)，所述转阀(1)的杆状部位(17)通过导向套Ⅰ(25)安装在阀体上，所述转阀(1)的杆状部位(17)与导向套Ⅰ(25)之间活动连接，所述活塞杆(3)通过导向套Ⅱ(26)安装在阀体上，所述活塞杆(3)与导向套Ⅱ(26)之间活动连接，所述活塞杆(3)与活塞(2)固定连接，所述转阀(1)的杆状部位(17)和活塞杆(3)都位于阀体的同一侧，所述转阀(1)上设有第一连接通道(18)和第二连接通道(19)，所述第二连接通道(19)的一个开口在围绕作业腔室(11)的中心线的圆周方向上位于第一连接通道(18)的两个开口之间，所述第二连接通道(19)的另一个开口始终与出料通道(24)连通，所述进料通道(15)通过第一连接通道(18)仅与第一辅助通道(12)连通时所述第二辅助通道(13)通过转阀(1)与出料通道(24)隔离，所述第二辅助通道(13)通过第二连接通道(19)仅与出料通道(24)连通时进料通道(15)与第一辅助通道(12)隔离。

2.根据权利要求1所述灌装阀，其特征在于：所述阀体内还设有清洗通道Ⅰ(20)和第一清洗剂接入通道(21)，所述清洗通道Ⅰ(20)直接与作业腔室(11)连通，所述清洗通道Ⅰ(20)和计量通道(22)都位于阀体的同一侧，所述第一清洗剂接入通道(21)与清洗通道Ⅰ(20)连通，所述清洗通道Ⅰ(20)的中心线与作业腔室(11)的中心线重合，所述转阀(1)的最大直径小于清洗通道Ⅰ(20)的直径，所述转阀(1)的杆状部位(17)穿过清洗通道Ⅰ(20)。

3.根据权利要求2所述灌装阀，其特征在于：所述清洗通道Ⅰ(20)长度大于转阀(1)上转阀(1)与阀体形成密封连接的部位的长度。

4.根据权利要求1所述灌装阀，其特征在于：所述阀体上还设有第二清洗剂接入通道(23)和清洗通道Ⅱ(14)，所述第二清洗剂接入通道(23)与计量通道(22)连通，所述计量通道(22)通过清洗通道Ⅱ(14)与第一辅助通道(12)、第二辅助通道(13)连通，所述清洗通道Ⅱ(14)的直径大于活塞(2)的直径。

5.根据权利要求1所述灌装阀，其特征在于：所述计量通道(22)的中心线平行于作业腔室(11)的中心线。

6.根据权利要求1所述灌装阀，其特征在于：所述出料通道(24)的中心线与作业腔室(11)的中心线重合。

7.根据权利要求1所述灌装阀，其特征在于：所述进料通道(15)的中心线、第一辅助通道(12)的中心线都与作业腔室(11)的中心线垂直。

8.根据权利要求1所述灌装阀，其特征在于：所述进料通道(15)和第一辅助通道(12)在围绕作业腔室(11)的中心线的圆周方向上的夹角为一百八十度。