CN111943114A - 一种含气液体灌装阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含气液体灌装阀，该灌装阀的阀腔顶部的阀体内由下至上依次设置有驱动腔和缓存腔，阀腔、驱动腔和缓存腔依次相互密封隔断，阀杆的上端伸入至缓存腔中，回气通道的上端口与缓存腔连通，阀体上设置有排气通道，排气通道的下端口与阀口相连通，排气通道的上端分别与设置在阀体上的负压开关阀和排气开关阀连接，负压开关阀通过负压管路与负压腔连通，排气开关阀通过排气管路与排气腔连通，缓存腔外的阀体上设置有气体开关阀，气体开关阀通过加注管路与气体腔室连通。本发明的优点在于：结构巧妙，密封效果好。该含气液体灌装阀可以根据实际需要实现两种灌装工艺，适用范围广，使用灵活性大大提高，为灌装生产有效降低生产成本。

Description

一种含气液体灌装阀
技术领域
本发明涉及灌装设备技术领域，具体涉及灌装阀。
背景技术
含气液体，如可乐、啤酒等等，所含的气体通常为二氧化碳。根据不同的保质期要求，含气液体灌装主要有两种灌装工艺：一、先向瓶内注入气体，然后进行灌装；二、先将瓶内空气抽出，再向瓶内注入气体，之后进行灌装。两种不同的灌装工艺，则需要两种不同的灌装阀实现，这给生产带来很多不便。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：提供一种含气液体灌装阀，其能至少适用于两种灌装工艺，适用性广。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种含气液体灌装阀，包括：阀体，阀体内设置阀腔，阀体底部开设阀口，阀腔内设置有阀杆，阀杆能上、下运动从而驱使阀体处于阀口与阀腔相连通的开阀状态或阀口与阀腔相隔断的关阀状态，阀杆内部轴向贯通形成回气通道，阀腔连接有进液管，阀腔顶部的阀体内由下至上依次设置有驱动腔和缓存腔，阀腔、驱动腔和缓存腔依次相互密封隔断，阀杆的上端伸入至缓存腔中，回气通道的上端口与缓存腔连通，阀体上设置有排气通道，排气通道的下端口与阀口相连通，排气通道的上端分别与设置在阀体上的负压开关阀和排气开关阀连接，负压开关阀通过负压管路与负压腔连通，排气开关阀通过排气管路与排气腔连通，缓存腔外的阀体上设置有气体开关阀，气体开关阀通过加注管路与气体腔室连通。
进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，阀杆上、下运动由动力机构驱动，所述的动力机构包括：设置在驱动腔内的活塞，活塞将驱动腔分成相互密封隔断的上部驱动腔和下部驱动腔，活塞与阀杆相连接，下部驱动腔内设置有弹簧和弹簧座，弹簧座固定在下部驱动腔的底部，弹簧的上下两端分别作用在活塞的底部和弹簧座上；弹簧始终具有驱使活塞带动阀杆向上运动至初始位置的趋势，阀杆位于初始位置时，阀体处于开阀状态；上部驱动腔与气体管路连接，气体管路通过电磁阀与压缩气源相连通；压缩空气能依次经电磁阀、气体管路进入上部驱动腔内，从而使得活塞在压差作用下带动阀杆向下运动并压缩弹簧，直至阀杆运动至使得阀体处于关阀状态；上部驱动腔内的压缩空气能经电磁阀向外排出，从而使得活塞受到弹簧的弹力作用而带动阀杆回复至初始位置。
更进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，上部驱动腔内设置有限位挡圈，活塞带动阀杆向上运动至初始位置处时被限位挡圈阻挡，此时阀体处于开阀状态。
进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，阀杆的上端部固定设置有轴套，轴套外固定设置有导向套，活塞的底部固定设置有挡圈，所述的挡圈与轴套相固定，弹簧的上端压挡作用在挡圈的底部，活塞的内外侧分别与驱动腔的内壁和导向套的外壁相密封，活塞能在驱动腔的内壁和导向套的外壁上上、下运动。
更进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，缓存腔与驱动腔之间的密封隔断结构包括：缓存腔与驱动腔之间由柔性材质制成的密封部件密封分隔，所述的密封部件的结构包括：环状的密封套，密封套外设置有密封本体，密封套安装在轴套上方的阀杆上，密封套顶部的阀杆上设置有固定套，固定套与阀杆螺纹固定，固定套将密封套密封压挡在轴套的顶部，密封本体的外端与阀体内壁密封固定；导向套的上端连接有分隔套，分隔套呈由下向上、且由导向套向阀体内壁方向逐渐向外张开的喇叭口状，密封套的上端密封嵌设在阀体的内壁上，密封本体与分隔套之间形成缓冲空间。
再进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，嵌设在阀体内壁中的分隔套的顶部设置有密封槽，密封本体的外端底部设置有密封凸块，密封本体密封嵌设在导向套分隔部与阀体内壁之间，且密封凸块密封嵌设在密封槽中。
进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，阀腔内的阀杆上套装有波纹套管，波纹套管的上端部形成密封圈，密封圈密封卡挡在阀体的内壁上，波纹套管的下端部与阀杆的下端部的外壁密封连接。
进一步地，前述的一种含气液体灌装阀，其中，阀杆下端部由粗逐渐变细，在阀体处于关阀状态时、且当瓶口压挡在阀口底部时，回气管道的下端口位于瓶口内的瓶口位置。
本发明的优点是：结构巧妙，密封效果好，从而能大大提高灌装品质，产品质量。同时，该含气液体灌装阀可以根据实际需要实现两种灌装工艺，适用范围广，使用灵活性大大提高，为灌装生产企业有效降低生产成本。
附图说明
图1是本发明所述的一种含气液体灌装阀的结构示意图。
图2是负压开关阀、排气开关阀以及气体开关阀的布置结构示意图。
图3是图1中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3所示，一种含气液体灌装阀，包括：阀体1，阀体1内设置阀腔11，阀体1底部开设阀口12，阀腔11内设置有阀杆2，阀杆2能上、下运动从而驱使阀体1处于阀口12与阀腔11相连通的开阀状态或阀口12与阀腔11相隔断的关阀状态。阀杆2内部轴向贯通形成回气通道21，阀体1上连接有与阀腔11相连通的进液管13，阀腔11顶部的阀体1内由下至上依次设置有驱动腔3和缓存腔4，阀腔11、驱动腔3和缓存腔4依次相互密封隔断。阀杆2的上端伸入至缓存腔4中，回气通道21的上端口与缓存腔4连通。阀杆2下端部由粗逐渐变细，在阀体1处于关阀状态时、且当需要灌装的瓶子的瓶口压挡在阀口12底部时，回气管道21的下端口位于瓶口内的瓶口位置。
阀体1上设置有排气通道14，排气通道14的下端口与阀口12相连通，排气通道14的上端分别与设置在阀体1上的负压开关阀5和排气开关阀6连接，负压开关阀5通过负压管路51与负压腔7连通，排气开关阀6通过排气管路61与排气腔8连通，缓存腔4外的阀体1上设置有气体开关阀9，气体开关阀9通过加注管路91与气体腔室10连通。
阀杆2上、下运动由动力机构驱动实现，所述的动力机构包括：设置在驱动腔3内的活塞31，活塞31将驱动腔3分成相互密封隔断的上部驱动腔311和下部驱动腔312，活塞31与阀杆2相连接，下部驱动腔312内设置有弹簧32和弹簧座33，弹簧座33固定在下部驱动腔312内的底部，弹簧32的上下两端分别作用在活塞31的底部和弹簧座33上；弹簧32始终具有驱使活塞31带动阀杆2向上运动至初始位置的趋势，阀杆2位于初始位置时，阀体1处于开阀状态。上部驱动腔311与气体管路34连接，所述的气体管路34通过电磁阀与压缩气源相连通；压缩空气能依次经电磁阀、气体管路34进入上部驱动腔311内，从而使得活塞31在压差作用下带动阀杆2向下运动并压缩弹簧，直至阀杆2运动至使得阀体1处于关阀状态；上部驱动腔311内的压缩空气能经电磁阀向外排出，从而使得活塞31受到弹簧32的弹力作用而带动阀杆2回复至初始位置。
上部驱动腔311内设置有限位挡圈35，活塞31带动阀杆2向上运动至初始位置处时被限位挡圈35阻挡，此时阀体1处于开阀状态。限位挡圈35起到了很好的限位作用。
本实施例中，阀杆2的上端部固定设置有轴套22，轴套22外固定设置有导向套23，活塞31的底部固定设置有挡圈24，所述的挡圈24与轴套22相固定，弹簧32的上端压挡作用在挡圈24的底部，活塞31的内外两侧分别密封压挡在与驱动腔3的内壁以及导向套23的外壁上，活塞31能在驱动腔3的内壁和导向套23的外壁上上、下运动。
本实施例中，缓存腔4与驱动腔3之间的密封隔断结构包括：缓存腔4与驱动腔3之间由柔性材质制成的密封部件5分隔，所述的密封部件5的结构包括：环状的密封套51，密封套51外设置有密封本体52，所述的密封套51安装在轴套22上方的阀杆2上，密封套51顶部的阀杆2上设置有固定套25，固定套25与阀杆2螺纹固定，固定套25将密封套51密封压挡在轴套22的顶部，密封本体的外端与阀腔11的内壁密封固定。导向套23的上端连接有导向套分隔部231，导向套分隔部231呈由下向上、且由导向套23向阀腔11内壁方向逐渐向外张开的喇叭口状，导向套分隔部231的上端密封嵌设在阀体1的内壁中，密封本体52与导向套分隔部231之间形成缓冲空间6。采用柔性材质制成的密封部件5，实现了阀杆2运动过程中缓存腔4与驱动腔3之间始终保持密封隔断的状态；密封本体52受到缓存腔4内气体压力作用会变形，缓冲空间6则为为密封本体52的变形提供余地。
本实施例中，密封本体52与阀腔11的内壁之间的密封连接结构包括：嵌设在阀体1内壁中的导向套分隔部231上设置有密封槽232，密封本体52外端部的底部设置一圈向下凸出的密封凸块521，密封本体52外端部密封嵌设在导向套分隔部231与阀体1内壁之间，且密封凸块521密封嵌设在密封槽232中。该密封连接结构的密封性好。
本实施例中，阀腔11与驱动腔3之间密封隔断结构包括：阀腔11内的阀杆2上套装有波纹套管26，波纹套管26的上端部形成密封圈261，密封圈261将阀腔11与驱动腔3密封分隔，密封圈261密封卡挡在阀腔11与驱动腔3之间的阀体1内壁上，波纹套管26的下端部与阀杆2的下端部的外壁密封固定连接。采用波纹套管26能有效确保在阀杆2运动过程中，阀腔11与驱动腔3之间的密封隔断。
含气液体中的气体通常为二氧化碳。下面以加注二氧化碳为例进行说明。气体腔室10内的气体则为二氧化碳，气体腔室10内的二氧化碳则通过加注管路91和气体开关阀9进入缓存腔4中。
第一种灌装工艺：先向瓶子20内注入二氧化碳，然后进行灌装。具体过程如下：阀体1处于关阀状态，需要灌装的瓶子20由夹瓶机构30夹持着密封抵压在阀口12的底部后，气体开关阀9打开，气体腔室10内的二氧化碳依次经加注管路91、气体开关阀9、缓存腔4、回气通道21进入至瓶子20中，当建立等压后阀杆2向上运动而开阀，料液通过进液管13、阀腔11、阀口12进入至瓶子内，从而进行灌装，灌装过程中，瓶子20内的气体从回气通道21回流至加气腔4内。瓶子20内的液位到达灌装所需的液位后，阀杆2动作使得阀体1处于关阀状态，气体开关阀9关闭，排气开关阀6打开，瓶子20内以及阀口中的气体则通过排气管路61排入至排气腔8，排气腔8内的气体再向外排出，从而完成瓶内灌装工作。气体通过排气腔8向外排出能防止外部气体进入灌装设备内部造成污染，从而大大提高灌装的洁净度，确保灌装产品的品质。
第二种灌装工艺：先将瓶子20内的气体抽出，再向瓶内注入二氧化碳，之后进行灌装。具体过程如下：阀体1处于关阀状态，需要灌装的瓶子20由夹瓶机构30夹持着密封抵压在阀口12的底部后，负压开关阀5开启，在负压设备的作用下，瓶子20内的气体依次通过排气通道14、负压开关阀5、负压管路51进入至负压腔7内，从而将瓶子内的气体排空，这样的目的在于：能提高产品品质，有效延长产品保质期。之后，负压开关阀5关闭，气体开关阀9打开，气体腔室10内的二氧化碳依次经加注管路91、气体开关阀9、缓存腔4、回气通道21进入至瓶子20中，当建立等压后阀杆2向上运动而开阀，料液通过进液管13、阀腔11、阀口12进入至瓶子内，从而进行灌装，灌装过程中，瓶子20内的气体从回气通道21回流至加气腔4内。瓶子20内的液位到达灌装所需的液位后，阀杆2动作使得阀体1处于关阀状态，气体开关阀9关闭，排气开关阀6打开，瓶子20内以及阀口12中的气体则通过排气管路61排入至排气腔8内后向外排出，从而完成瓶内灌装工作。
由上可以得到：本发明所述的一种含气液体灌装阀，其结构巧妙，密封效果好，从而能大大提高灌装品质，产品质量。同时，该含气液体灌装阀可以根据实际需要实现两种灌装工艺，适用范围广，使用灵活性大大提高，为灌装生产企业有效降低生产成本。

Claims (8)

1.一种含气液体灌装阀，包括：阀体，阀体内设置阀腔，阀体底部开设阀口，阀腔内设置有阀杆，阀杆能上、下运动从而驱使阀体处于阀口与阀腔相连通的开阀状态或阀口与阀腔相隔断的关阀状态，阀杆内部轴向贯通形成回气通道，阀腔连接有进液管，其特征在于：阀腔顶部的阀体内由下至上依次设置有驱动腔和缓存腔，阀腔、驱动腔和缓存腔依次相互密封隔断，阀杆的上端伸入至缓存腔中，回气通道的上端口与缓存腔连通，阀体上设置有排气通道，排气通道的下端口与阀口相连通，排气通道的上端分别与设置在阀体上的负压开关阀和排气开关阀连接，负压开关阀通过负压管路与负压腔连通，排气开关阀通过排气管路与排气腔连通，缓存腔外的阀体上设置有气体开关阀，气体开关阀通过加注管路与气体腔室连通。
2.根据权利要求1所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：阀杆上、下运动由动力机构驱动，所述的动力机构包括：设置在驱动腔内的活塞，活塞将驱动腔分成相互密封隔断的上部驱动腔和下部驱动腔，活塞与阀杆相连接，下部驱动腔内设置有弹簧和弹簧座，弹簧座固定在下部驱动腔的底部，弹簧的上下两端分别作用在活塞的底部和弹簧座上；弹簧始终具有驱使活塞带动阀杆向上运动至初始位置的趋势，阀杆位于初始位置时，阀体处于开阀状态；上部驱动腔与气体管路连接，气体管路通过电磁阀与压缩气源相连通；压缩空气能依次经电磁阀、气体管路进入上部驱动腔内，从而使得活塞在压差作用下带动阀杆向下运动并压缩弹簧，直至阀杆运动至使得阀体处于关阀状态；上部驱动腔内的压缩空气能经电磁阀向外排出，从而使得活塞受到弹簧的弹力作用而带动阀杆回复至初始位置。
3.根据权利要求2所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：上部驱动腔内设置有限位挡圈，活塞带动阀杆向上运动至初始位置处时被限位挡圈阻挡，此时阀体处于开阀状态。
4.根据权利要求2或3所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：阀杆的上端部固定设置有轴套，轴套外固定设置有导向套，活塞的底部固定设置有挡圈，所述的挡圈与轴套相固定，弹簧的上端压挡作用在挡圈的底部，活塞的内外侧分别与驱动腔的内壁和导向套的外壁相密封，活塞能在驱动腔的内壁和导向套的外壁上上、下运动。
5.根据权利要求4所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：缓存腔与驱动腔之间的密封隔断结构包括：缓存腔与驱动腔之间由柔性材质制成的密封部件密封分隔，所述的密封部件的结构包括：环状的密封套，密封套外设置有密封本体，密封套安装在轴套上方的阀杆上，密封套顶部的阀杆上设置有固定套，固定套与阀杆螺纹固定，固定套将密封套密封压挡在轴套的顶部，密封本体的外端与阀体内壁密封固定；导向套的上端连接有分隔套，分隔套呈由下向上、且由导向套向阀体内壁方向逐渐向外张开的喇叭口状，密封套的上端密封嵌设在阀体的内壁上，密封本体与分隔套之间形成缓冲空间。
6.根据权利要求5所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：嵌设在阀体内壁中的分隔套的顶部设置有密封槽，密封本体的外端底部设置有密封凸块，密封本体密封嵌设在导向套分隔部与阀体内壁之间，且密封凸块密封嵌设在密封槽中。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：阀腔内的阀杆上套装有波纹套管，波纹套管的上端部形成密封圈，密封圈密封卡挡在阀体的内壁上，波纹套管的下端部与阀杆的下端部的外壁密封连接。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种含气液体灌装阀，其特征在于：阀杆下端部由粗逐渐变细，在阀体处于关阀状态时、且当瓶口压挡在阀口底部时，回气管道的下端口位于瓶口内的瓶口位置。
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