CN110589745A - 一种灌装阀及其灌装方法 - Google Patents

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宋俊杰
陈建辉
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    • B67C3/22Details
    • B67C3/26Filling-heads; Means for engaging filling-heads with bottle necks

Abstract

本发明属于灌装设计技术领域,公开了一种灌装阀及其灌装方法。所述灌装阀包括阀座、阀芯和隔膜片;所述阀座与阀芯之间采用隔膜片密封,阀座、隔膜片与阀芯三者围成一个环形阀腔;所述环形阀腔分为上段、中段和下段,所述上段的径向直径由大变小,所述中段的径向直径不变,与所述上段的最小径向直径相等,所述下段的径向直径先逐渐增大后逐渐缩小。本发明的灌装阀在灌装过程中不卡颗粒,结构卫生,易冲洗,减少了卫生风险;有效避免关阀溅料现象,省去了额外的瓶口冲洗装置,节约了成本和资源;应用所述灌装阀可以实现快流速灌装,生产效率高。

Description

一种灌装阀及其灌装方法
技术领域
本发明属于灌装设计技术领域,涉及一种灌装阀及其灌装方法。
背景技术
在饮料灌装行业中,灌装含果粒饮料一般有两种方法:两步灌装法和一步灌装法。两步灌装法是先用蠕动泵阀往瓶中灌入果粒,再用普通灌装阀灌入果汁。两步灌装法需要两台灌装机才能完成灌装,成本高。一步灌装法是将搅拌均匀的果粒和果汁一起灌入瓶中。一步灌装法只需一台灌装机,成本比较低。
一步灌装法又分为瓶口接触式灌装和瓶口非接触式灌装。一般接触式灌装阀的阀腔都比较复杂,就难免存在一些卫生死角,而不宜用于无菌灌装。现有的无菌灌装主要采用非接触式灌装,其中有许多使用波纹管隔离密封,关阀时阀口也是完全闭合的。由于波纹管存在许多小凹槽,有时里面会卡果粒,不易冲洗,存在卫生风险,完全闭合关阀对液体的冲击也比较大,容易产生溅料现象,果汁溅到瓶口外面,需要额外增加一套冲洗装置来进行瓶口冲洗。
发明内容
为了解决现有无菌灌装存在的问题,本发明提供一种灌装阀及其灌装方法。本发明主要应用于无菌灌装中,能灌装含颗粒的液体,是一步灌装法,属于瓶口非接触式灌装,阀内部结构卫生,不卡颗粒,易冲洗;采用创新的灌装方法,能有效解决关阀溅料现象。
本发明首先提供一种灌装阀,尤其适用于含颗粒液体的灌装;所述灌装阀包括阀座、阀芯和隔膜片;所述阀座的上阀口与阀芯之间采用隔膜片密封,隔膜片的位置高于灌装阀液体入口位置,阀座、隔膜片与阀芯三者围成一个环形阀腔;所述环形阀腔分为上段、中段和下段,所述上段的径向直径由大变小,所述中段的径向直径不变,与所述上段的最小径向直径相等,所述下段的径向直径先逐渐增大后逐渐缩小。
作为优选,在灌装阀关闭状态时,在下阀口处阀芯与阀座之间留有一环形间隙,环形间隙使液体形成水膜。
作为优选,所述隔膜片位于阀芯四周的部分呈弧状凸起。
作为优选,所述隔膜片采用弹性材料,隔膜片的边缘固定在阀座上,中心固定在阀芯上。
作为优选,阀座上设有回流通道,所述回流通道的回流入口接入阀座的下阀口,回流出口向上接入回流管,所述回流出口高度高于回流入口高度。
作为优选,所述灌装阀还包括导向法兰,所述导向法兰连接在阀座和气缸之间,导向法兰中安装了轴承,气缸轴的底端通过联轴器与穿过导向法兰的阀芯顶部连接,气缸轴顶端与调节器连接。
作为优选,在所述导向法兰上设有呼吸口的通道,所述呼吸口的通道分为两段,通道前段与水平面呈夹角倾斜设置,通道后段竖直接入所述隔膜片的上方空腔。
进一步优选的,所述呼吸口的通道前段的末端位置高于呼吸口的位置。
本发明还提供了一种灌装方法,应用所述的灌装阀,在灌装时包括如下步骤:
隔膜阀与灌装阀同时打开,流量计开始计量,待灌装液体灌入瓶中,计量到所设定流量时,隔膜阀和灌装阀同时动作,隔膜阀快速关闭,灌装阀的关闭速度小于隔膜阀的关闭速度;灌装阀关闭后,在阀芯和阀座的下阀口之间留有一个环形间隙,所述环形间隙使液体形成水膜;完成一次灌装。
本发明的有益效果:
(1)本发明的灌装阀采用隔膜片密封,不卡颗粒,结构卫生,易冲洗,减少了卫生风险,尤其适用于含颗粒液体的灌装;
(2)应用本发明的灌装阀,在关阀时,可以在阀口和阀芯之间形成环形间隙,有效避免关阀溅料现象,省去了额外的瓶口冲洗装置,节约了成本和资源;
(3)本发明的灌装方法,可以适应快流速灌装,生产效率高,隔膜阀可以迅速关阀,减少延时,灌装精度高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的灌装阀的安装示意图;
图2是本发明实施例提供的灌装阀的关阀状态示意图。
图中:
1.灌装阀;2.进液管;3.隔膜阀;4.流量计;
11.阀座;12.阀芯;13.隔膜片;14.导向法兰;15.联轴器;16.气缸;
17.调节器;
51.回流通道;61.环形阀腔;62.环形间隙;71.呼吸口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
本发明首先提供一种灌装阀,如图1所示,待灌装液体通过进液管2进入灌装阀1,所述的进液管2上依次设置了流量计4和隔膜阀3,所述的隔膜阀3靠近灌装阀1一侧。
所述的灌装阀1主要由阀座11、阀芯12和隔膜片13组成,还包括导向法兰14、联轴器15、气缸16及调节器17。
在所述阀座11的上阀口与阀芯12的连接处设有隔膜片13实现密封,隔膜片13的位置高于灌装阀1的液体入口位置,阀座11、隔膜片13与阀芯12三者围成了一个环形阀腔61。环形阀腔61采用特殊形状,可以有效调整含颗粒待灌装液体的流动方向,使含颗粒带灌装液体流出灌装阀1时能聚集在一起,形成圆润的液柱。如图1和图2所示,所述环形阀腔61分为上段、中段和下段,所述上段的径向直径由大变小,所述中段的径向直径不变,与所述上段的最小径向直径相等,所述下段的径向直径先逐渐增大后逐渐缩小。这样的环形阀腔61的形状设计,含颗粒带灌装液体进入灌装阀1后,会在漏斗形的第一段环形阀腔内进行缓冲,然后再通过第二段环形阀腔实现导流,最后在下阀口位置形成圆润的液柱流出,灌装入瓶。
所述的隔膜片13采用弹性材料,隔膜片13的边缘固定在阀座11上,中心固定在阀芯12上,阀芯12上下运动时,隔膜片13可以发生弹性变形,变形时可以从导向法兰14设有的呼吸口71排出和吸入空气。如图1所示,在所述导向法兰14的侧壁上设有的呼吸口71的通道,所述呼吸口71的通道分为两段,靠近呼吸口71的部分为通道前段,通道前段与水平面呈夹角倾斜设置,通道后段竖直接入所述隔膜片13的上方空腔,实现所述隔膜片13的上方空腔与外界空气的连通。所述通道前段的末端位置高于呼吸口71的位置。
所述隔膜片13的结构如图1所示,隔膜片13位于阀芯12四周的部分呈弧状凸起,为隔膜片13的弹性变形提供变形余量。
所述的气缸16采用双出轴气缸,气缸轴的底端与阀芯12的顶部通过联轴器15联结,气缸轴的顶端与调节器17连接在一起,气缸16可以带着阀芯12与调节器17一起做上、下运动。
导向法兰14中安装了轴承,在气缸16的带动下,阀芯12可以在所述轴承中做上、下滑动,隔膜片13也随之发生弹性变形。
阀芯12运动到上止位时,灌装阀1打开,阀芯12运动到下止位时,灌装阀1关闭;在关闭状态时,阀芯12与阀座11的下阀口之间仍留有一定的环形间隙62,如图2所示,环形间隙62可以使含颗粒液体形成水膜,阻止灌装阀1滴漏。通过调节器17,可以保证在灌装阀1不滴漏的情况下,把环形间隙62调到最大,以减小关阀时对含颗粒液体的冲击,避免发生溅料现象。
阀座11设有回流通道51,可连接回流管,在阀座的下阀口盖上假杯后,灌装阀1可做SIP/CIP循环清洗。所述回流通道51的回流入口接入下阀口,回流出口向上接入回流管,所述回流出口高度高于回流入口高度。
基于所述的灌装阀,本发明还提供了一种灌装方法,包括如下步骤:
灌装时,隔膜阀3与灌装阀1同时打开,流量计4开始计量,含颗粒的待灌装液体流经流量计4、隔膜阀3,通过进液管2和灌装阀1灌入瓶中,计量到所设定流量时,隔膜阀3和灌装阀1同时动作,但是关闭速度不同;隔膜阀3以最快速度关闭,减少延时,以保证灌装精度,灌装阀1的关闭速度要比隔膜阀3慢一些,以减轻对液体的冲击,进一步防止溅料现象;同时,阀芯12与阀座11的下阀口之间仍留有一个的环形间隙62,环形间隙62可以使含颗粒的待灌装液体形成水膜,阻止灌装阀1滴漏。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种灌装阀,其特征在于,包括阀座、阀芯和隔膜片;所述阀座的上阀口与阀芯之间采用隔膜片密封,隔膜片的位置高于灌装阀液体入口位置,阀座、隔膜片与阀芯三者围成一个环形阀腔;所述环形阀腔分为上段、中段和下段,所述上段的径向直径由大变小,所述中段的径向直径不变,与所述上段的最小径向直径相等,所述下段的径向直径先逐渐增大后逐渐缩小。
2.根据权利要求1所述的一种灌装阀,其特征在于,在灌装阀关闭状态时,下阀口处阀芯与阀座之间留有一环形间隙,所述环形间隙使液体形成水膜。
3.根据权利要求1所述的一种灌装阀,其特征在于,所述隔膜片位于阀芯四周的部分呈弧状凸起。
4.根据权利要求1所述的一种灌装阀,其特征在于,所述隔膜片采用弹性材料,隔膜片的边缘固定在阀座上,中心固定在阀芯上。
5.根据权利要求1所述的一种灌装阀,其特征在于,阀座上设有回流通道,所述回流通道的回流入口接入阀座的下阀口,回流出口向上接入回流管,所述回流出口高度高于回流入口高度。
6.根据权利要求1所述的一种灌装阀,其特征在于,所述灌装阀还包括导向法兰,所述导向法兰连接在阀座和气缸之间,导向法兰中安装了轴承,气缸轴的底端通过联轴器与穿过导向法兰的阀芯顶部连接,气缸轴顶端与调节器连接。
7.根据权利要求6所述的一种灌装阀,其特征在于,在所述导向法兰上设有呼吸口的通道,所述呼吸口的通道分为两段,通道前段与水平面呈夹角倾斜设置,通道后段竖直接入隔膜片的上方空腔。
8.根据权利要求7所述的一种灌装阀,其特征在于,所述呼吸口的通道前段的末端位置高于呼吸口的位置。
9.根据权利要求1-8任一项所述的灌装阀的灌装方法,其特征在于,包括如下步骤:灌装时,隔膜阀与灌装阀同时打开,流量计开始计量,待灌装液体灌入瓶中,计量到所设定流量时,隔膜阀和灌装阀同时动作,隔膜阀关闭,灌装阀的关闭速度小于隔膜阀的关闭速度,完成一次灌装。
10.根据权利要求9所述的一种灌装方法,其特征在于,灌装阀关闭后,在阀芯和阀座的下阀口之间留有一个环形间隙,所述环形间隙使液体形成水膜。
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