注入阀

摘要

本发明公开了一种用于向容器(4)充填可流动食品的注入阀(10，10')，包括：充填头(12)，其能在充填位置和静止位置之间沿轴线(A)自容器(4)位移及朝向容器(4)位移，并限定可流动食品可流过其的第一流体路径(19，24)，且第一流体路径(19，24)可与容器(4)的充填口(5)流体地连接；第二流体路径(39b)，其可与容器(4)的口(5)流体地连接并且来自于容器(4)的空气流可流过其；凸缘(20，20')，其以可释放方式连接至充填头(12)并限定用于容器(4)内可流动食品的通孔(35)；通孔(35)可以选择性方式与第一流体路径(19，24)流体地连接；以及分配器(40，40')，其适于与可流动食品相互作用并且可流动食品可流过其；分配器(40，40')由凸缘(20，20')承载并接合通孔(35)。

权利要求

1.一种用于向容器(4)充填可流动食品的注入阀(10、10')，其包括：-充填头(12)，其能在充填位置和静止位置之间沿着轴线(A)自所述容器(4)位移及朝向所述容器(4)位移，并且限定第一流体路径(19，24)，所述可流动食品可流过所述第一流体路径(19，24)并且所述第一流体路径(19，24)可与所述容器(4)的充填口(5)流体地连接；

-第二流体路径(39b)，其能与所述容器(4)的所述充填口(5)流体地连接并且来自于所述容器(4)的空气流可流过所述第二流体路径(39b)；

-凸缘(20，20')，其以可释放方式连接至所述充填头(12)并且限定用于所述容器(4)内的所述可流动食品的通孔(35)；所述通孔(35)能以选择性方式与所述第一流体路径(19，24)流体地连接；以及-分配器(40，40')，其适于与所述可流动食品相互作用，并且所述可流动食品可流过所述分配器(40，40')，并且所述分配器(40，40')由所述凸缘(20，20')承载并且接合所述通孔(35)；

在所述充填头(12)的所述充填位置中，所述凸缘(20)适于围绕所述容器(4)限定所述充填口(5)的颈部(6)；并且，所述分配器(40)位于所述凸缘(20)内，从而在所述容器(4)的整个充填期间使得所述分配器(40)与所述可流动食品间隔开，其特征在于，所述分配器(40)包括多个筛孔(45)，所述可流动食品可流过所述筛孔(45)；每个所述筛孔(45)由同轴于所述轴线(A)的各圆筒状壁(41，42，43)的一对区段并且由相对于所述轴线(A)沿径向的一对平坦壁(44)界定。

2.根据权利要求1所述的注入阀，其特征在于，所述分配器(40，40')以可释放方式接合所述凸缘(20，20')的所述通孔(35)。

3.根据权利要求2所述的注入阀，其特征在于，所述分配器(40，40')包括接合所述通孔(35)的主要部分(46、49')以及适于抵靠由所述凸缘(20，20')限定的止挡表面的肩部(51、51')。

4.根据前述权利要求1至3中任一项所述的注入阀，其特征在于，所述分配器(40，

40')由塑料材料制成。

5.根据权利要求1所述的注入阀，其特征在于，它包括能在关闭位置中位移的闸板元件(21)，在所述关闭位置中它阻止所述分配器(40)与所述第一流体路径(19，24)之间的流体连接；所述筛孔(45)具有的尺寸允许在所述容器(4)的充填期间实现所述可流动食品的均匀流动，并且允许在所述闸板元件(21)已到达所述关闭位置之后捕获所述可流动食品。

6.一种用于向容器(4)充填可流动食品的充填机(1)，其包括：

-用于向所述容器(4)充填可流动食品的工作台；

-用于各个容器(4)的多个支撑元件(3)；以及

-多个根据权利要求1至4中任一项所述的注入阀(10，10')；

每个所述容器(4)包括与所述充填口(5)相对的底壁(8)；

每个所述元件(3)适于将所述各个容器(4)支撑在所述工作台以及处于所述各个注入阀(10，10')的所述分配器(40，40')布置在所述底壁(8)上方的位置中。

7.根据权利要求6所述的充填机，其特征在于，所述凸缘(20)被选择以便与具有特定直径的所述各个容器(4)的颈部(6)相耦合；所述颈部(6)限定所述充填口(5)。

说明书

注入阀

技术领域

[0001] 本发明涉及适于向容器充填例如果汁、茶或能量饮料的可流动食品的注入阀(filling valve)。

背景技术

[0002] 已知一种充填机，其包括充填台，所述充填台被供以空容器并且适于提供装有可流动食品的容器。

[0003] 所述充填台大体上包括：圆盘传送带，其绕着旋转轴线旋转；贮罐，其容纳可流动食品；以及多个注入阀，它们与贮罐流体地(fluidically)连接并被圆盘传送带支撑在相对于圆盘传送带的旋转轴线的径向向外的位置处。

[0004] 更具体地，圆盘传送带装备有用于容器的多个支撑元件，其设置为将容器口布置在各个阀下方的位置处并且与各个阀一体地沿着围绕所述旋转轴线的弧形路径操纵容器。

[0005] 每个注入阀大体上包括圆盘传送带紧固体和充填头，该充填头可沿着平行于圆盘传送带的旋转轴线的方向自紧固体滑动以及朝向紧固体滑动，以便移向以及移离容器。

[0006] 每个阀的充填头包括：充填通道，其与贮罐流体地连接；凸缘，其限定面向各个容器口的开口并且与各个容器的颈部配合；以及闸板元件(shutter element)，其可在通道内在关闭位置与打开位置之间位移，它在关闭位置下防止可流动食品到达开口，而它在打开位置下将通道和开口流体地连接以允许可流动食品到达开口。

[0007] 更具体地，闸板元件在其外表面上设置有相对于闸板元件的轴线扭曲并且在通道内突伸的多个壁。这些壁适于确保即使特别粘滞的食品也可粘附到容器的外壁上，从而使得容器的充填特别高效。

[0008] 在使用时，每个阀的充填头在闸板元件处于关闭位置下朝向相应容器平移，直到相应容器的充填口对准凸缘的中心为止。

[0009] 随后，闸板元件移置于打开位置并且相应容器被充填。

[0010] 在充填容器的步骤中，容纳在容器中的空气流经由闸板元件限定的通孔并且到达贮罐。

[0011] 一旦完成充填，闸板元件就移入打开位置，并且充填头移离相应容器。

[0012] 已知类型的阀进行容器的所谓的“接触式”充填。换句话说，闸板元件至少在完成充填过程时与粘滞食品相接触。这将前述类型的注入阀的使用限制于“热”食品的充填，即在六十到九十摄氏度之间范围内的温度下进行充填。事实上，在这些温度下可对由于与闸板元件接触而导致可能存留在可流动食品中的杂质进行杀菌。

[0013] 在工业中需要提供确保容器的正确充填的注入阀，同时使得充填机关于前述可流动食品的充填温度与限定容器口的颈部构造之间的至少一个参数尤其具有灵活性。

发明内容

[0014] 本发明的目的是提供一种注入阀，其允许以简单且具有成本效益的方式来满足前述需要。

[0015] 当其涉及如在权利要求1中所限定的注入阀时，通过本发明实现了前述目的。

附图说明

[0016] 为了更好地理解本发明，在下文中借助于非限制性的实例并且参考附图公开了两个优选实施例，在附图中：

[0017] -图1至图3是处于接连操作位置的根据本发明制成的注入阀的第一实施例的图示视图；

[0018] -图4是根据本发明制成的注入阀的第二实施例的图示视图；

[0019] -图5和图6是为了清晰起见而去除了多个部分的按照图1至图3的注入阀的第一实施例的不同视角的透视图；以及

[0020] -图7和图8是为了清晰起见而去除了多个部分的按照根据本发明的注入阀的第二实施例的不同视角的透视图。

具体实施方式

[0021] 参考图1至图3，数字1表示限于用来向容器4充填可流动食品的工作台(station)的充填机。

[0022] 更具体地，对充填台供以空容器4，并且向这些空容器4充填可流动食品。

[0023] 充填台包括：

[0024] -贮罐2a，其容纳可流动食品；

[0025] -贮罐2b，其容纳例如为空气的再循环流体；

[0026] -圆盘传送带，其绕着竖直轴线旋转并且承载用于各个容器4的诸如为臂的突伸的多个支撑元件3(仅示出其中之一)；以及

[0027] -多个注入阀10(在图1至图3中仅示出其中之一)，其适于向各个容器4充填可流动食品并且通过圆盘传送带旋转。

[0028] 可流动食品的非限制性实例由果汁、茶或能量饮料组成。

[0029] 具体而言，每个容器4包括：

[0030] -口5，其适于允许借助于充填机对容器4的充填，并且允许接下来的食品从容器4的注入；

[0031] -底壁8，其与口5相对；以及

[0032] -颈部6，其邻近于口5布置，并且在它的顶部被口5限定且在它的基部被环7限定，从而使每个容器4的环7布置在口5的下方。

[0033] 容器4的材料的非限制性实例是玻璃或塑料或纸板。

[0034] 每个支撑元件3具体包括附件9，夹持部分或保持部分布置为部分地包围容器4的颈部6从而支撑容器4的环7。

[0035] 每个支撑元件3的附件9的夹持部分或保持部分将各个容器4保持在阀10下方的直立位置中。由此，通过重力实现容器4的充填。

[0036] 在优选实施例中，将附件9设置在无菌环境中，从而在无菌环境下充填所述各个容器4。

[0037] 为了简单化起见，在以下说明中将参考单个阀10。

[0038] 阀10大体上包括：板11，其由圆盘传送带的径向臂承载；充填头12，其可沿着相对于圆盘传送带的轴线平行的轴线A相对于该板滑动，从而移向或移离容器4；以及凸缘20，其以可释放方式与充填头12连接并且旨在对准容器4的颈部6的中心。

[0039] 充填头12大体上包括：

[0040] -元件15，其沿着轴线A以滑动密封的方式设置在腔体16内，腔体16由相对于轴线A固定的板17限定；

[0041] -主体18，其与板11弹性连接，限定与贮罐2a流体地连接的通道19，并且具有与元件15连接的第一轴向端部(未示出)和与第一轴向端部相对的以可释放方式与凸缘20连接的第二轴向端部；以及

[0042] -闸板元件21，其可相对于主体18滑动并且与主体18的横向部件22弹性连接。

[0043] 更确切地说，腔体16经由贯穿板17的通道17'与用于加压流体的第一供给装置连接，并且元件15在凸缘20的侧部上封闭腔体16。

[0044] 由此，当腔体16内的压力增大时，充填头12和凸缘20沿着平行于轴线A的方向平移而移向容器4，直到它们到达图2和图3中所示的降低位置为止。

[0045] 类似地，当腔体16内的压力降低时，充填头12和凸缘20平行于轴线A平移而移离容器4，直到它们到达图1中所示的升高位置为止。

[0046] 主体18大体上并且一体地包括：

[0047] -横向部件22；

[0048] -轴线A的主要部分23，其在元件15的一侧以及元件15的相反侧上分别由横向部件22和凸缘20界定；以及

[0049] -C形端部25，其相对于主要部分23布置在横向部件22的相反侧上并且与元件15连接。

[0050] 通道19自主要部分23相对于轴线A横向地突伸。

[0051] 横向部件22和主要部分23限定腔体24，腔体24通过闸板元件21滑动地接合，并且经由通道19与贮罐2b流体地连接且旨在被充填可流动食品。

[0052] 腔体24在横向部件22的相反侧上敞开，并且自横向部件22朝向凸缘20大体上包括：

[0053] -主圆筒形区段26；

[0054] -截头圆锥形区段27，其在区段26的相反侧渐缩；以及

[0055] -一对圆筒形区段29a、29b(图1至图6)。

[0056] 具体地，区段29a具有比区段29b短的直径并且经由图5至8中所示的斜面与区段29b联接。

[0057] 端部25具体包括平行于轴线A并与轴线A间隔开的第一壁、垂直于轴线A并由轴线A穿过的第二壁以及平行于第一壁且短于第一壁的第三壁。

[0058] 主要部分23还限定肩部13，肩部13经由具有轴线A的螺旋弹簧14与板11连接。

[0059] 凸缘20关于轴线A对称地延伸。

[0060] 凸缘20还大体上包括设置在区段29b内的顶表面31a、相对于轴线A处于径向外部的侧表面32、以及径向内部侧表面33。

[0061] 内部侧表面33具体包括：交替的多个径向突起49，其适于与容器4的颈部6的螺纹配合；以及交替的多个贯通沟槽50，其适于在充填步骤中允许容纳在容器4中的空气流出凸缘20(图5和图6)。

[0062] 凸缘20还包括肩部38，肩部38从顶表面31朝向横向部件22突伸，并同主要部分23的与横向部件22相对的轴向端部接合，并且限定与腔体24流体连通的通孔35。

[0063] 凸缘20最后包括与顶表面31a相对的顶表面31b。

[0064] 内部侧表面33限定腔体36，腔体36相对于主要部分23布置在孔35的相对侧上。具体地，腔体36朝向孔35敞开并在孔35的相对侧上，并且比孔35具有相对于轴线A更大的径向尺寸。

[0065] 闸板元件21包括：杆34，其穿过横向部件22的孔并且经由具有轴线A的螺旋弹簧47弹性连接至横向部件22；以及元件48，其与杆34一体化并且可在由主体18的端部25所限定的腔体37内滑动。

[0066] 杆34具有与元件48相对的端部39a，端部39a具有朝向凸缘20渐缩的截头圆锥形构造并且对应于腔体24的区段27。杆34还适于密封地抵靠主要部分23界定了区段27的表面。

[0067] 杆34是中空的，并且与贮罐2b(仅概略地示出)连接的抽气通道39b同轴地贯穿杆34。

[0068] 腔体37经由贯穿端部25的通道与用于加压流体的第二供给装置连接，并且元件48布置在腔体16面朝容器4的侧部上。

[0069] 这样，当腔体37中的压力增大时，闸板元件21沿着平行于轴线A的方向平移而移向容器4直到到达关闭位置为止(图2)。在此关闭位置中，杆34的端部39a密封地邻接抵靠腔体24的区段27。在这种情形下，可流动食品无法从腔体24流向凸缘20。

[0070] 类似地，当腔体37内的压力降低时，闸板21平行于轴线A平移而移离容器4直到到达打开位置为止(图3)，在此打开位置，闸板21允许可流动食品从腔体24流向凸缘20。

[0071] 通道19和腔体24限定用于可流动食品的第一流体路径。在充填容器4的步骤中，即当充填头12处于降低位置并且闸板元件21处于打开位置时，该第一流体路径与容器4的口5流体地连接。

[0072] 否则，当闸板元件21处于关闭位置时，它阻止可流动食品从第一流体路径流到容器4的口5。

[0073] 通道39b限定第二流体路径，在充填容器4的步骤中，即当充填头12处于降低位置并且闸板元件21处于打开位置时，容纳在容器4中的空气流过该第二流体路径。

[0074] 每个阀10包括分配器40，可流动食品可流过该分配器40。

[0075] 有利地，分配器40由凸缘20承载并接合孔35。

[0076] 在所示情况下，分配器40为管状并且由塑料材料制成，并且凸缘20由钢制成。

[0077] 具体地，分配器40由具有轴线A的管状壁41界定在相对于轴线A的径向外部位置，并且由也具有轴线A的圆筒状壁42界定在相对于轴线A的径向内部位置 (图5和图6)。

[0078] 分配器40还包括具有轴线A的一对圆筒状壁43，该对圆筒状壁43相对于壁41布置在轴线A的径向内侧并且相对于壁42布置在轴线A的径向外侧。

[0079] 分配器40还包括相对于轴线A沿径向并从壁42向壁41延伸的多个壁44。

[0080] 壁41、42、43与壁44的交叉限定多个贯通筛孔45，当闸板元件21处于打开位置时可流动食品流过筛孔45。

[0081] 优选地，筛孔45具有当闸板21处于打开位置并且充填头12处于降低位置时以允许可流动食品均匀流动的尺寸。筛孔45具有借助于可流动食品液滴的表面张力恰好在闸板元件21已到达关闭位置之后还捕获可流动食品液滴的尺寸。

[0082] 分配器40沿轴向的轴向长度比凸缘20的轴向长度短。凸缘20被进一步构造为：当闸板21处于打开位置并且充填头12处于降低位置时，腔体36至少部分地通过容器4的颈部6接合，并且分配器40在平行于轴线A的方向上位于容器4的口5的上方并且与容器
4的口5相隔一定距离(图5和图6)。

[0083] 这样，分配器40在容器4的充填期间绝不与容纳在容器4中的可流动食品接触。

[0084] 因此，分配器40允许进行容器4的“无接触式”充填，尤其适合于向容器4充填室温的可流动食品。

[0085] 分配器40和凸缘20以可释放方式相互连接。

[0086] 更确切地说，壁41进一步包括主圆筒状部分46和肩部51，肩部51具有略大于部分46径向尺寸的径向尺寸并且旨在与孔35的止挡边缘(未示出)配合以将分配器40锁定该孔本身内。

[0087] 从图1中所示状态公开了阀10的操作，在图1中充填头12处于升高位置并且闸板元件21处于关闭位置。

[0088] 随后，加压流体的第一供给装置增大腔体16内的压力，决定了充填头12沿着轴线A朝向容器4平移。

[0089] 在此平移期间，弹簧14缩短而闸板元件21保持处于关闭位置。

[0090] 当平移结束时，充填头处在降低位置(图2)，在该降低位置中，凸缘20对准容器4的颈部6的中心并且分配器40在轴向上与容器4的口5间隔开。

[0091] 此时，加压流体的第二供给装置降低腔体37内的压力，决定了闸板元件21相对于充填头12沿着方向A升高。

[0092] 此升高决定了弹簧47的缩短并且腔体24与分配器40的筛孔45流体地连接，允许可流动食品流过口5并且充填容器4。

[0093] 在容器4的充填期间，空气从相对于轴线A位于分配器40径向外侧的口5的圆形冠部流出并且经由凸缘20的沟槽50逸出。

[0094] 参考图4、图7和图8，数字10'表示根据本发明另一实施例的注入阀。

[0095] 阀10'类似于阀10，并且在下文中将仅就它与后者的不同之处进行公开；如果可以，将由相同的附图标记表示阀10'与阀10的相应部分或等效物。

[0096] 阀10'与阀10的不同之处在于分配器40'大体上包括：

[0097] -带有轴线A的圆筒状通道42'，其具有与通道39b接合的区段44'以及与区段44'轴向相对的第二区段45'，当充填头12处于降低位置并且闸板元件21处于关闭位置时，第二区段45'处于容器4的颈部6内(图7和图8)；

[0098] -管状壁43'，其与孔35接合并且隔开一定距离围绕着区段46'，区段46'沿轴向夹置于通道42'的区段44'和区段45'之间；以及

[0099] -多个壁47'，其在轴线A的相反侧上从区段45'、46'突伸。

[0100] 每个壁47'大体上包括：

[0101] -部分48'，其位于平行于轴线A并且相对于轴线A偏离的平面上，并且夹置于区段46'与壁43'之间；以及

[0102] -部分49'，其从区段45'突伸，并位于相对于部分48'倾斜的平面上并且相对于轴线A是横向的。

[0103] 由此每相邻对的壁47'限定可流动食品从腔体24向容器4流经的通道50'。每个通道50'部分地平行于轴线A并且部分地横向于轴线A延伸。通道50'还相对于轴线A在角度上等同地间隔。

[0104] 区段45'的轴向长度为使得区段45'与区段44'相对的第一轴向端部稍微位于凸缘20'与顶表面31a相对的顶表面31b的上方。

[0105] 因此，当充填头12处于降低位置时，区段45'的第一轴向端部位于颈部6内并且在口5的下方。一旦已经完成容器4的充填，区段45'的第一轴向端部就与容纳在容器4中的可流动食品相接触。

[0106] 换句话说，分配器40'允许进行容器4的“接触式”充填。该“接触式”充填尤其适合于向容器4充填热可流动食品，即处在80至95摄氏度之间范围内的温度。

[0107] 壁43'进一步包括主圆筒状部分49'和肩部51'，肩部51'具有略大于部分49'径向尺寸的径向尺寸并且旨在与孔35配合以将分配器40'锁定在孔35内。

[0108] 凸缘20'与凸缘20的不同之处在于其包括位于腔体36内并且与壁43'密封配合的垫圈52'(图7)。

[0109] 通过将凸缘20和分配器40分别替换为凸缘20'和分配器40'，可以容易地将阀10转换为阀10'。

[0110] 仅就其与阀10的操作的不同之处来公开阀10'的操作。

[0111] 具体地，当充填头12处于降低位置时，凸缘20'的侧表面33与容器4的颈部6的螺纹耦合，并且区段45'的第一轴向端部位于颈部6内并且在口5下方的水平面处。

[0112] 在充填容器4的步骤中，即当充填头12处于降低位置并且闸板元件21处于打开位置时，可流动食品流过通道50'而容纳在容器4中的空气流过通道42'并且到达抽气通道39b。

[0113] 由此，当已完成容器4的充填时，区段45'的第一轴向端部与容器4内的可流动食品相接触。

[0114] 具体地，通道50'的构造允许甚至非常粘滞的制品也可接触容器4的侧表面，从而优化了容器4的充填。

[0115] 鉴于对根据本发明制成的注入阀10、10'的特征的分析，其允许获得的优点是显而易见的。

[0116] 具体地，注入阀10、10'使得充填机1既在充填待充填容器4的步骤中可流动食品的温度、也在待充填容器4的颈部6的尺寸这两方面特别具有灵活性。

[0117] 事实上，借由分配器40、40'通过凸缘20、20'承载的事实，既可根据“无接触式”模式向容器4充填室温下的可流动食品，又可根据“接触式”模式采用同样的供给头12向容器4充填高温下的食品。

[0118] 事实上，当必须向容器4充填室温下的可流动食品时，分配器40固定至凸缘20。在这种情况下，根据“无接触式”模式充填容器4。

[0119] 不同地，当必须向容器4充填高温下的可流动食品时，分配器40'固定至凸缘20'。在这种情况下，根据“接触式”模式充填容器4。

[0120] 此外，可将相同的充填头12用于充填具有不同尺寸和不同构造的颈部6的容器4。

[0121] 为此，将带有尺寸适合于充填容器4的分配器40、40'的凸缘20、20'安装在充填头12上足以。

[0122] 最后，筛孔45的构造允许在充填容器4的步骤中保持可流动食品流动的足够均匀性，并且允许恰好在闸板元件21到达关闭位置之后将表面制品捕获在筛孔45内。

[0123] 最后，显然可以对注入阀10、10'进行不背离权利要求保护范围的修改和变型。

[0124] 具体地，凸缘20可仅隔开一定距离地围绕颈部6而非对准其中心。