NO159007B - Fylleventilinnretning til fylling av en beholder. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår generelt fylleventiler for væsker,

og nærmere bestemt en fylleventilinnretning til fylling av en beholder med væskeformede produkter, omfattende et øvre legeme og et hovedlegeme, en trykkfølsom innretning som er montert for bevegelse frem og tilbake mellom det øvre legeme og hovedlegemet, en fjær som er anbragt mellom den trykkføl-somme innretning og den øvre ende av det øvre legeme, et inn-løp i siden av hovedlegemet og et ventilsete tildannet i hovedlegemet.

Tidligere har fyllemekanismer for beholdere stort sett hatt munnstykker som ligger over en oventil åpen beholder og lar væskeproduktet falle ned til bunnen av beholderen,

noe som forårsaker dannelse av skum når beholderen er full. Slikt skum er tilbøyelig til å forstyrre forseglingsopera-sjonen av beholderens topp. Andre kjente fylleenheter er innrettet til enten å føres inn i en beholder eller motta en beholder som strekker seg rundt fylleenheten, for gradvis fylling av beholderen etter hvert som fylleenheten beveges i forhold til beholderen, hvorved dannelsen av skum er tilbøye-lig til å reduseres. I det etterfølgende vil slike fylleenheter bli betegnet som fylleanordninger for fylling "fra bunnen og opp".

En hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en forbedret membranbetjent fylleventilinnretning for fylling av beholdere "fra bunnen og opp", idet ventilinnretningen innbefatter utskiftbare hylsemunnstykker som egner seg for henholdsvis melk eller klare saftprodukter og kjernemelk eller grøt-lignende produkter som f.eks. appelsinjuice.

I en slik innretning med utskiftbare hylsemunnstykker skal nærmere bestemt en øvre ventilinnretning tjene som en kombinert ventil og åpning i én utførelsesform og bare som en åpning i en annen utførelsesform, idet en nedre ventil har henholdsvis en strømningsrettende funksjon og såvel en strømningsrettende som en tettende funksjon i de to utførelses-former.

Fylleventilretningen ifølge oppfinnelsen er angitt i kravene.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå nærmere av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til tegningen. Fig. 1 er et snitt gjennom innretningen ifølge oppfinnelsen . Fig. 2 og 3 er snitt gjennom to alternative munnstykker som kan anvendes istedenfor det parti på fig. 1 som utgjør det nedre legeme. Fig. 4 er et utsnitt av et snitt gjennom en alternativ utførelsesform av det første ventillegeme og det tilhørende ventilsete i utførelsen på fig. 1.

På fig. 1 er der vist en fylleventil-innretning 10 som innbefatter et hovedlegeme 12, et øvre legeme 14 og et nedre legeme 16. Hovedlegemet 12 innbefatter et sylindrisk hus 18 med et innløp 20 tildannet i en sidevegg ved den øvre ende.

Et ventilsete 22 i form av en avkortet kjegleflate er tildannet i det nedre indre parti av hovedlegemet 12 like under et åpningsområde som består av en hovedsakelig sylindrisk overflate 23a i tilknytning, til ventilsetet 22 og en avkortet, svakt kjegleformet overflate 23b over overflaten 23a, i en hensikt som vil bli beskrevet senere. Et ventillegeme.24 med en omkretskant utformet med en avkortet kjegleflate er montert på en ventilstang 26 for aksial bevegelse i hovedlegemet 12. Et føringselement 28 er tildannet på ventilstangen 26 for samvirkning med huset 18 for å holde ventilstangen aksialt innrettet i legemet 12, slik at ventillegemet 24 i lukkestilling ligger an mot setet 22 på tettende måte.

En lettvektsmembran 30 som fortrinnsvis er fremstilt av et egnet tekstilmateriale.belagt méd et gummimateriale,

f.eks. silikongummi, er ved sin omkretskant innspent mellom det øvre legeme 14 og hovedlegemet 12. Den øvre ende av ventilstangen 26 strekker seg gjennom en åpning 32 i midten av membranen 30. Denne er fastholdt mellom en holdeflens 34 tildannet på ventilstangen 26 og et begerformet stempelelement 36 som har et hull i midten og er festet rundt ventilstangen og i anlegg mot membranen 30 ved hjelp av en låsemutter 38. Et luftehull 39 er tildannet i veggen av det øvre legeme 14. En fjær 40 er anordnet mellom elementet 36 og en endevegg 41 av det øvre legeme 14. Hvis det er ønskelig for spesielle pro-

dukter, kan pneumatiske eller andre trykkorganer anvendes istedenfor eller i tillegg til fjæren 40 for å sikre kortere reaksjonstid.

Nedre legemer 16 av tre forskjellige typer kan forbindes utskiftbart med huset 18 av hovedlegemet 12 via en egnet smekkforbindelse med en tapp og et spor eller en forbindelse 4 2 av bajonettypen. En pakning 44 av O-ring typen er anordnet mellom det nedre legeme og hovedlegemet i et spor 4 5 som er tildannet i hovedlegemet. En type av det nedre legeme 16 vil i det etterfølgende bli betegnet som et hylsemunnstykke 16a og innbefatter en utløpsåpning 4 6 dannet av innadrettede flenser 48 ved den nedre ende av munnstykket. En spreder 50 er avtagbart montert mot innerflaten av flensen 48 og holdes i anlegg mot denne ved hjelp av en fjær.52 som er anbragt mellom sprederen og den nedre kant av hovedlegemet 12. Dette hylsemunnstykke 16a anvendes fortrinnsvis sammen med vanlig melk og klar saft. Sprederen 50 kan bestå av en silpakke med en rekke åpninger (ikke vist) som er tilstrekkelig små til å holde væske tilbake over silpakken som følge av kapillær-virkning inntil et trykk utøves på væsken. Det skal bemerkes at et hylsemunnstykke av den beskrevne type passer for de ovennevnte "fra bunnen og opp"-fylleinnretninger for beholdere, f.eks. en beholder som antydet ved 53 på fig. 2 og 3.

Den annen type av det nedre legeme 16 vil i det etter-følgende bli betegnet som et hylsemunnstykke 16b som er vist på fig. 2 og innbefatter en utløpsåpning 54 dannet av en innover avsmalnende flens 56 ved den nedre ende av munnstykket. En kjegleformet forstørrelse 57 som er tildannet ved den nedre ende av en stang 58, ender i en sylindrisk leppetetningsflate 60. Stangen 58 har en flat forlengelse 62 ved sin øvre ende. Denne forlengelse er innrettet til å settes inn i en sliss 64 i enden av den øvre ventilstang 26 og fastholdes ved hjelp av en tapp 66 som strekker seg gjennom rett overfor hverandre stående åpninger 68 og 70 tildannet i de respektive stenger 26 og 58. Et føringselement 72 er forbundet med stangen 58 for samvirkning med veggen av det nedre legeme 16, slik at leppetetningsflaten 60 blir slik innrettet at den passer inn i utløpsåpningen 54 på en måte som gir tetningsvirkning mellom disse flater ved kapillær-virkning. En kulekalottformet forlengelse 74 er tildannet utenfor leppetetningsflaten 60 for å bidra til å forme væskestrømningen når leppetetningsflaten 60 står i åpen stilling i forhold til. åpningen 54. Hylsemunnstykket 16b fore-trekkes for bruk med tykke og grøtlignende produkter, som f.eks. kjernemelk og appelsinjuice.

Den tredje type nedre legeme 16, som i det etterfølgende vil bli betegnet som et hylsemunnstykke 16c, er vist på fig. 3 og innbefatter et ventillegeme 75 tildannet ved enden av stangen 58. Ventillegemet samvirker med et sete 78 på den nedre ende av hylsemunnstykket. Når ventilen 75/78 lukker en utløpsåpning 76, vil i denne utførelsesform den øvre ventil 22/24 være åpen og tjene som en åpning. Den kulekalottformede forlengelse 74 tjener nå som tetningsflate i tillegg til å forme væskestrømningen.

Under drift blir ventilinnretningen 10 først preparert, idet hovedlegemet 12 og det nedre munnstykkelegeme 16 fylles med et utvalgt væskeprodukt. Innretningen er deretter klar for produksjon, og et tilmålt volum av væskeproduktet blir nå tilført fra en beholder (ikke vist) via et taktstyrt stempel eller en annen egnet anordning (ikke vist) til innløpet 20 og deretter til hovedlegemet 12. Når væsken kommer inn i hovedlegemet 12, vil den av membranen; 30, holdeflensen 34 og stempelelementet 36 bestående enhet bli presset oppover mot kraften fra fjæren 40, idet luften over membranen skyves ut gjennom luftehullet 39. Dette sørger for at ventilelementet 24 løfter seg fra setet 22. til et sted i området for overflaten 23a for små volumer, f.eks. 2 dl, eller helt opp til området for overflaten 23b for store. volumer., som f.eks. en halvliter eller en liter. Dette gjør at det innkommende produkt føres gjennom ventilområdet 22/24 for på denne måte å presse et tilsvarende tilmålt volum av væske som forelå i det nedre legeme 16 og hovedlegemet 12, gjennom sprederen 50 inn i en beholder av valgt størrelse som er anbragt under sprederen 50 ved hjelp av en vanlig skrittmatningstransportør (ikke vist). Vanlige ytre organer kan anvendes for å heve og senke beholderen 53 i forhold til hylsemunnstykket 16. Så snart pumpeslaget er fullført, presser fjæren 40 membranen 30 og dermed ventilen 24 nedover inntil ventilen igjen kommer til anlegg mot setet 22. Den innkommende væske kompletterer vaeskevolumet i hovedlegemet. og det nedre legeme 12 resp. 16,

og innretningen er nå klar for neste syklus.

Et væskeprodukt tilbakeholdes på lignende måte i hovedlegemet 12 og mellom ventillegemet 24 og den nedre leppe-tetningsf late 60 i hylsemunnstykket 16b som et resultat av kapillærtetningen mellom leppetetningsflaten 6 0 og den til-grensende åpning 54. Virkemåten er den samme som beskrevet ovenfor i forbindelse med hylsemunnstykket 16a når et væske-støt tilføres gjennom innløpet 20.

Når man benytter hylsemunnstykket 16c, er der likeledes en full væskesøyle over den lukkede bunnventil 75/78. Når et tilmålt volum ny væske pumpes inn i hovedlegemet 12, vil den resulterende kraft mot membrananordningen 30/34/36 løfte stengene 26 og 58 og dermed åpne den nedre ventil 75/78 for uttømming av det fastlagte væskevolum i den ventende beholder samtidig som denne senkes fra en stilling rundt hylsemunnstykket 16c.

Av fig. 4 vil det sees at hovedlegemet 12 omfatter ventillegemet 24 med avkortet kjegleflate og ventilstangen 26 på samme måte som anordningen ifølge fig. 1, mens ventilsetet 80 skiller seg fra ventilsetet 22 ved at setets kjegleflate strekker seg inn i veggen.av hovedlegemets hus 18 for å gå over i et ringformet spor 82 som danner et ringformet hulrom i veggen av huset mellom setet 80 og den sylindriske overflate 23a. En slik utforming er forenlig med virkemåten av sprederen 50 i hylsemunnstykket 16a på fig. 1. En fordel med et slikt ringformet hulrom 8 2 er at den vertikale avstand som ventilen 24 og ventilstangen 26 må bevege seg, blir vesentlig redusert, hvorved ventilen 24 blir mer følsom både ved åpning og lukking, idet lukkevirkningen er en slags "kumpropp"-virkning, dvs. at suge-og/eller treghetsvirkninger fra den væske som beveger seg, tjener til å påskynde lukkingen. En ytterligere fordel er at slitasje av membranen reduseres som følge av den reduserte

bøyning av denne.

Det skal bemerkes at den endring som det ringformede hulrom 82 medfører, ikke er forenlig med leppetetningsanordningen på fig. 2. Derimot kan hylsemunnstykket 16c og ventilen 76 og setet 78 på fig. 3 erstatte hylsemunnstykket 16a uten uheldige virkninger.

Det torde fremgå at oppfinnelsen skaffer en mangesidig fylleventilinnretning for forskjellige væskeprodukter samt for beholdere av forskjellig størrelse, og at innretningen er meget effektiv i drift, idet den kan tilfredsstille de krav til hurtig produksjon som kreves av moderne, vanlige forme-, fylle-og forseglingsmaskiner.

Claims (6)

1. Fylleventil-innretning (10) til fylling av en beholder (53) med væskeformede produkter, omfattende et øvre legeme (14) og et hovedlegeme (12), en trykkfølsom innretning (30,

34, 36) som er montert for bevegelse frem og tilbake mellom det øvre legeme (14) og hovedlegemet (12), en fjær (40) som er anbragt mellom den trykkfølsomme innretning og den øvre ende av det øvre legeme (14), et innløp (20) i siden av hovedlegemet og et ventilsete (22,80) tildannet i hovedlegemet (12), karakterisert ved at den omfatter en åpning (23a, 23b) tildannet like over ventilsetet (22) og bestående av en sylindrisk overflate (23a) som strekker seg over en på forhånd fastlagt høyde, og en avkortet kjegleflate (23b) som befinner seg like over den sylindriske overflate (23a) og strekker seg over en på forhånd fastlagt annen høyde for å tillate strømning av utmålte volumer av væskeprodukter forbi kjegle-flaten (23b), et første ventillegeme (24) som via en stang (26,

58) er forbundet med den trykkfølsomme innretning (30, 34,

36) og er montert for bevegelse frem og tilbake inne i åpningen (23a, 23b), et hylsemunnstykke (16b, 16c) som er forbundet med den nedre ende av hovedlegemet (12), en innvendig konisk avsmalnende flens (56, 78) tildannet ved den nedre ende av hylsemunnstykket (16b, 16c) og et annet ventillegeme (57, 75) som via stangen er forbundet med den trykkfølsomme innretning (30, 34, 36) for samvirkning med flensen (56, 78), idet bare det ene av de to ventillegemer presses av fjæren (40) til inn-grep med hhv. ventilsetet (22) og flensen (56, 78) inntil et utmålt volum av væskeprodukt tilføres hovedlegemet (12) gjennom innløpet (20) for å presse den trykkfølsomme innretning (30,

34, 36) oppover mot kraften fra fjæren (40) og det første og det annet ventillegeme bort fra hhv. ventilsetet (22) og flensen (56, 78), samtidig som det første ventillegeme (24) er bevegelig i åpningen (23a, 23b) et stykke svarende til det utmålte volum pr. tidsenhet og et tilsvarende valgt volum av væskeprodukt presses gjennom mellomrommet mellom det annet ventillegeme (57, 75) og flensen (56, 78) inn i beholderen (53) .

2. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at der i tilknytning til den sylindriske overflate (23a) er tildannet et ringformet kammer (82) til reduksjon av bevegelsen av ventilstangen (26, 58) for oppnåelse av det valgte volum og reduksjon av ventillegemenes inngrepstider.

3. Innretning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at flensen (56, 78) og det annet ventilegeme (57, 75) tjener som kapillærtetnings-organer som ligger ved den nedre ende av hylsemunnstykket (16b, 16c) for å holde tilbake en søyle av væskeprodukt over organene inntil det utmålte væskevoum tilføres hovedlegemet.

4. Innretning som angitt i krav 3, "karakterisert ved at det annet ventillegeme (57, 75) omfatter et forstørret element (60, 76) som er tildannet på den nedre ende av stangen (58) med leppetetning mot flensen (56, 78) på hylsemunnstykket (16b, 16c).

5. Innretning som angitt i krav 3, karakterisert ved at det første ventillegeme (24), ventilsetet (22) og åpningen (23a, 23b) tjener som en kombinert ventil og variabel åpning.

6. Innretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at det annet ventillegeme (57, 75) og flensen (56, 78) tjener som ventil, og at det første ventillegeme (24) og åpningen (23a, 23b) bare tjener som en variabel åpning. 7 • Innretning som angitt i krav 3, karakterisert ved at der på yttersiden av det annet ventillegeme (57, 75) er tildannet en sfærisk forlengelse (74) til å bidra til å forme væskestrømningen når det annet ventilorgan løftes opp fra flensen (56, 78).