CN1582254A - 用于灌装机的阀装置 - Google Patents

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本发明涉及一种用于容器灌装机、特别是灌瓶机的阀装置。更特别地，本发明涉及一种阀装置(1)，特别用于容器(8)的灌装机，包括一个插塞(3)可滑动地容纳于其中的空心体(2)和一个所述插塞(3)的引导装置(14)，一个在所述空心体(2)中形成的用来填充所述容器(8)的流体(7)的通道(9)，其特征在于，所述填充流体(7)的所述通道(9)通过一个隔离和密封隔膜(32)与所述引导装置(14)以及所述插塞3隔开，所述隔膜的底部是开口的，通过这种方式来使所述插塞(3)的顶端(30)向下突出。

Description

用于灌装机的阀装置
本发明涉及一种用于容器灌装机、特别是灌瓶机的阀装置。
在瓶装饮料的领域内，众所周知需要确保接触饮料的机器各部分的最大限度的防菌处理，并且确保从适当的储液器流出的饮料在通过供给喷嘴的过程中不会接触到外部的污染物。该喷嘴通常会受到最大的污染危险，因为它具有供给口，因此暴露于外部空气，而且因为它的结构包括难于清洗的机器部件和移动部件以及也可以用做外部致污物载体的气孔。
因此，自然地已经广泛地研究所谓的“无菌”阀的设计。在已提出的一种阀中，用一种塑料材料的弹性隔膜对插塞进行密封，使饮料流动的通道与连接于插塞的机器部件隔离。但是，该阀也存在一定的问题，例如在适应各种灌装系统方面缺乏多功能性，以及弹性隔膜的高度磨损性，特别是当关闭阀时隔膜与阀装置供给口的边缘接触来隔绝该口的时候。
因此本发明所要解决的问题是提供一种克服根据现有技术的阀中的固有缺陷的用于灌装机的阀装置。
该问题通过如所附权利要求书中所详细说明的阀装置加以解决。
通过下面所提供的用来指导而非限制性的优选实施例的描述，并参照以下的附图，可以更加明了根据本发明的用于灌装机的阀装置的其它特征和优点。在图中：
图1显示根据本发明的阀装置在关闭状态下的截面侧视图；
图2显示沿图1中A-A方向的截面图；
图3显示图1中的阀装置在打开状态下并且处于供给过程中的示图。
参照附图，由标号1总体所示的根据本发明的阀装置包括一个空心体2，插塞3以可滑动的方式容纳于其中。
空心体2通过诸如支柱件或其它连接件的适当的接合装置4固定于灌装机的框架。
空心体2包括用于将被灌装容器8的流体7的进给口5和输出口6。所述进给口5位于空心体2的侧面上部，而输出口6成型于空心体2的下表面，与插塞3成一直线。这样在所述空心体2内形成填充流体7的通道9，由于其腔体被插塞3以同轴的方式占据，因此该通道基本上呈环形。
用来供给填充流体7的管道10连接于进给口5。
阀装置1的空心体2基本上呈圆柱形，并且其横截面直径大于输出口6的直径。较大直径的圆柱体与输出口6之间的连接部分11的截面为屈折形式，从而它终止于其中形成有所述填充流体7的输出口6的较小直径的圆柱部分12内。
阀装置1还包括插塞3的引导装置14。这些引导装置14包括一个固定于空心体2的上缘13的穿孔板15。穿孔板15下表面的截面为具有两个朝下的环形凸肩的双阶梯形状。上凸肩15a被设计成与空心体2的上缘13相结合，其从而具有阶梯形状，通过这种方式来提供插塞3相对于空心体2的精确定心。另一方面，下凸肩15b在空心体2的边缘13的阶梯所构成的凸肩和穿孔板15之间形成一个凹槽。设计来以可滑动的方式容纳插塞3的空心杆16从穿孔板15的下表面向下延伸，但并没有到达输出口6附近。
一个设计用来与插塞3的表面相互作用的开环式滑导承17a位于所述空心杆16下端附近的内表面上的适当位置。
同样为开环式的一个第二滑导承17b位于反端附近，在板15内的孔的内表面上。一个例如为v-环形的密封件18位于相同表面上的适当位置，在所述滑导承17b的上方。此外，一个与开口于阀装置1外侧上的通气管20相通的环形槽19成型于滑导承17b的下面。
滑导承17a、17b通常由合适的塑料材料制成。
一个闭合阀装置1顶端的头部21固定于穿孔板15上。头部21为空心的并且在其内部容纳有的上面部分，如上所述该插塞3从以同轴的方式容纳于引导装置14的中心孔内的该点向下延伸，直至空心体2的输出口6。
更特别地，插塞3为实心的圆柱形并且具有稍小于空心杆16的内径的直径，从而在这两个表面之间产生一个空隙。插塞3的顶端固定于以可滑动的方式容纳于头部21空腔内的活塞22。在活塞22的上面设置有移动限制装置23，在该具体示例中其为一个具有小于头部21腔体内径的直径的圆柱体，并且其高度小于当关闭阀时在活塞22的上表面和头部21的内端表面24之间所测的距离，所形成的空间确定了活塞22的行程。一个卷绕于圆柱体23的弹簧25压缩在活塞的所述上表面和内端表面24上。
一个例如为V-环形的密封件18’被容纳于活塞22外表面上的一个合适位置内。
一个成型于活塞22下面的增压腔26与一个增压管27相通用来引入压缩空气，它与活塞22一道构成了插塞3的驱动装置。
利用已知的固定装置例如螺钉和螺母系统将圆柱体23固定于活塞22，并将活塞22固定于插塞3。
插塞3的下端处于引导装置14的空心杆16之下，并且该下端固定于一个支撑件28。支撑件28包括一个由凸肩29连接于下部的具有较大外径的上部。
支撑件28具有一个中心通孔，与插塞3共轴并且容纳插塞的下端。顶端30通过例如一个螺栓装置以可拆卸的方式固定于插塞3的延伸于支撑件28之下的端部。该顶端30基本上为箭头形；换言之，它具有一个用来连接插塞3的柱形部分30a，一个基本上呈圆锥形的尖头部分30b和一个朝向上方的连接凸肩30c。尖头部分30b可以为有尖顶拱的形状，即具有一个外凸形状，或者，如图中所示，可以具有一个内弧形面的横截面，从而引导填充流体7流向容器8的口部。在所有的情况下，顶端30都可以根据填充类型以及容器和/或饮料种类的需求来更换。
一个环形缺口31成型于支撑件28的上缘和空心杆16的下缘之间。
一个基本上呈圆柱形的两端开口的隔膜32被放置于引导装置14的外侧，并且像外套一样将空心杆16包围起来。隔膜32的顶部固定于空心体2的边缘和引导装置14的穿孔板15之间，隔膜的上折翼容纳于由穿孔板15的下凸肩15b所构成的凹槽内。隔膜32的下部32a是加厚的，并且包括一个保持于支撑件28的凸肩29和顶部30的连接凸肩30c之间的内凸缘32b。隔膜下部32a的较大厚度允许在关闭阀时，即当该下部32a阻碍到空心体2的连接部分11的内表面时材料的适当变形，以确保阀的密封性。同时限制了材料的磨损，因而使隔膜的使用寿命增加。
在隔膜32的外表面上有多个基本上径向延伸直到与空心体2内壁相接触的突片33。优选地，这些具有稳定流体流动和阻止其扭转运动功能的突片33位于隔膜32的下部，基本上是在下部32a之上。
隔膜32由适当的弹性体例如天然或人造橡胶制成。优选地，隔膜32和突片33被做成整件。
现在将再参照附图对根据本发明的阀装置的操作进行说明。
图1中示出处于关闭状态下的阀装置1。在该状态下，顶部30和隔膜32的下部32a互相作用而形成了与空心体2的连接部分11的内表面的密封。
通过增压管27引导压缩空气进入增压腔26而打开阀装置。在压缩空气的作用下，活塞22上升，从而推动与其为一整体的插塞3。弹簧25被压缩直到汽缸23紧靠于头部21的内表面24，从而停止插塞3的上移。这样阀被打开，使得填充流体7被供给到容器8中，如图3中所示。
当插塞3上升时，与其为一整体的支撑件28也向上滑动，向着被固定的空心杆16的下缘推进。从而使环形缺口31的体积缩小，促使容纳于其内的空气向上通过插塞3和空心杆16之间的空隙，在滑导承17a的位置通过开口环所留下的空间排出。然后通过排气管20将空气清除，以防止所谓的在缺口31内空气压缩的“泵唧作用”的发生，这会妨碍到插塞3的运行。
在结束填充流体7的供给后，停止通过增压管27引入压缩空气，并且释放弹簧25，使插塞3闭合空心体2的输出口6。
压缩空气通过一个由控制器所操纵的电磁阀(未示出)被引入阀装置1。供应流体量通过公知的流量测量器来监控。
在图4中所示的阀装置的实施例中，通过在支撑件28的外表面之上、凸肩29的下面提供一个L-截面的凸缘29’，有利地将隔膜32固定于支撑件28。该凸缘29’位于在隔膜32的加厚部分内形成的辅助位置内，在隔膜和插塞3之间形成了钩状的卡紧装置。
从以上描述中可以直接明了本发明所涉及的阀装置的优点。
首先，隔膜32能够使阀装置的内部机构与填充流体7的通道9完全隔离，因而可以在绝对无菌的状况下供给。
此外，隔膜32的下部32a，即更易受到机械压力的部分的加厚，延长了隔膜的使用寿命并且允许材料充分地变形来确保完全的阀装置密封。
在隔膜32外表面上的突片33的存在阻止了流体在供应过程中的扭转运动，当把阀装置安装在扭转运动更为显著的旋转式机器时，这更是一个特别重要的需求。
所提供的可更换顶端30的特性，从隔膜32的底部开口所产生的结果来看，仅通过改变顶端30的类型和形状，而不需要更换隔膜32(这需要很大的额外成本)，就能够使阀装置的执行性能和容器(例如，口部大小，瓶的容量等)的特性以及饮料的这些特性相符。
在引导装置14的内表面上所提供的相距相当大的轴向距离的滑导承17a、17b能够使插塞3与空心体2完全同轴，保证了供给的高精确度。
很明显，虽然在这里只描述了本发明所涉及的阀装置的一个具体实施例，但是对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的保护范围的基础上，可以对本发明进行任何必要的修改来适应特殊的应用。
例如，可以来提供两个以上滑导承17a、17b。
在本示例中为压缩空气形式的插塞3的驱动装置可以代之以其它已知的装置，例如凸轮装置。
可以改变空心体2的连接部分11的屈折形式来满足特殊的需要。

Claims (19)

1.阀装置(1)，特别用于容器(8)的灌装机，包括一个插塞(3)可滑动地容纳于其中的空心体(2)和一个所述插塞(3)的引导装置(14)，一个在所述空心体(2)中形成的用来填充所述容器(8)的流体(7)的通道(9)，其特征在于，所述填充流体(7)的所述通道(9)通过一个隔离和密封隔膜(32)与所述引导装置(14)以及所述插塞3隔开，所述隔膜的底部是开口的，通过这种方式来使所述插塞(3)的顶端(30)向下突出。
2.如权利要求1所述的阀装置，其特征在于，所述顶端(30)可拆卸地固定于所述插塞(3)。
3.如权利要求1或2所述的阀装置，其特征在于，所述隔膜(32)包括一个较大厚度的下部(32a)。
4.如权利要求1-3中任一个所述的阀装置，其特征在于，所述隔膜(32)包括多个用来稳定所述填充流体(7)流动的突片(33)。
5.如权利要求1-4中任一个所述的阀装置，其特征在于，所述空心体(2)包括所述流体(7)的一个进给口(5)和一个输出口(6)，所述输出口(6)位于所述插塞(3)下面并与所述插塞(3)成一直线，所述空心体(2)的圆柱部分和所述输出口(6)通过一个具有折屈形状横截面的连接部分(11)相连接。
6.如权利要求1-5中任一个所述的阀装置，其特征在于，所述引导装置(14)位于所述插塞(3)的外侧。
7.如权利要求6所述的阀装置，其特征在于，所述引导装置(14)包括一个穿孔板(15)，从穿孔板向下延伸有一个设计用来以同轴和可滑动的方式容纳所述插塞(3)的空心杆(16)。
8.如权利要求6或7所述的阀装置，其特征在于，所述引导装置(14)包括至少两个滑导承(17a、17b)，它们被相互隔开以确保所述插塞与所述输出口(6)共轴并且成一直线。
9.如权利要求8所述的阀装置，其特征在于，所述滑导承(17a、17b)为开环型式。
10.如权利要求1-9中任一个所述的阀装置，其特征在于，所述引导装置(14)包括一个排气管(20)。
11.如权利要求1-10中任一个所述的阀装置，其特征在于，所述插塞(3)的所述顶端(30)的横截面基本上为箭头形。
12.如权利要求11所述的阀装置，其特征在于，所述顶端(30)包括一个基本上为圆锥形的尖头部分(30b)，其具有一个内弧形面的横截面。
13.如权利要求1-12中任一个所述的阀装置，其特征在于，设置有所述插塞(3)的驱动装置。
14.如权利要求13所述的阀装置，其特征在于，所述插塞(3)的驱动装置包括一个与所述插塞(3)的上端成一整体的活塞(22)和一个与所述活塞(22)协作运行的增压腔(26)，所述增压腔(26)与一个增压管(27)相通用来以充分的压力引入压缩空气以使所述活塞(22)上升。
15.如权利要求13或14所述的阀装置，其特征在于，所述活塞(22)还联结于一个反作用弹簧(25)和所述活塞(22)的移动限制装置(23)。
16.如权利要求1-15中任一个所述的阀装置，其特征在于，所述插塞(3)包括一个位于所述顶端(30)之上并且与所述顶端(30)相互作用来保持所述隔膜(32)的下折翼的支撑件(28)。
17.如权利要求16所述的阀装置，其特征在于，所述支撑件(28)包括所述隔膜(32)到所述支撑件(28)的钩状卡紧装置。
18.包括一个或多个如权利要求1-17中任一个所述的阀装置的灌装机。
19.如权利要求18所述的灌装机，其特征在于，所述灌装机为旋转型。
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