用于用可倾倒产品填充容器的填充阀的制作方法

1.本发明涉及一种填充阀，该填充阀被配置为用可倾倒产品填充容器，该容器特别是由塑料或玻璃制成的容器，例如瓶子(bottle)、小瓶(vial)、小罐(jar)、壶；或由金属材料制成的容器，例如听罐(can)，该可倾倒产品特别是可倾倒食品，更特别是粘性的可倾倒食品，例如奶、果汁、酸奶或类似物。


背景技术：

2.通常用于用可倾倒产品填充容器的填充机器是已知的，其主要包括围绕竖直轴旋转的转盘、容纳可倾倒产品的罐箱，并且由转盘在外周承载的多个填充阀通过相应的回路或管道连接到罐箱并由转盘沿着基本圆形的传送路径输送。
3.所述机器还包括入口装置，通常是入口星形轮，其被配置为将空的容器顺序地进给到转盘；以及出口装置，通常是出口星形轮，其被配置为从转盘接收满的容器。
4.转盘通常包括多个支撑元件，该多个支撑元件中的每一个适于在每个填充阀下方接收和保持处于竖直位置的要填充的相应容器。
5.每个填充阀被配置为将预定量的可倾倒产品进给到相关的容器，同时由于转盘赋予其的旋转移动而将其沿传送路径输送。
6.通常，已知类型的填充阀基本上包括：
7.–
管状体，其被固定到转盘的外周部分并限定流动通道，该流动通道用于将可倾倒产品进给到放置在管状体本身下方的要填充的相应容器；
8.–
挡板，其以滑动方式与管状体接合并可在流动通道内移动，以便实现或阻止可倾倒产品朝向相应的容器的外流；以及
9.–
致动器装置，其用于使挡板在由管状体限定的流动通道内移动。
10.通常，管状体具有平行于转盘的轴线的纵向轴线，并且在其下端处终止于轴向出口开口，在使用中，该轴向出口开口与由要填充的相应容器的上边缘限定的端部开口流体连通。
11.流动通道与管状体的轴线同轴地延伸并且包括通常为圆柱形的恒定截面段，以及至少一个可变截面段，该至少一个可变截面段定位在出口开口的上游并在出口开口的方向上变窄，直至最小直径部分。
12.通常与流动通道同轴接合的挡板可在流动通道内在以下位置之间轴向移动：
13.–
下部闭合位置，其中挡板密封地闭合该通道的可变截面段，以便中断可倾倒产品通过出口开口的流；以及
14.‑
上部打开位置，其中挡板与可变截面段一起界定与出口开口流体连通的环形通道，以便实现朝向相应容器的端部开口的可倾倒产品的流。
15.通常，挡板包括主体，其通常具有大致圆柱形形状；以及交互部分，例如形状像活塞，其在出口开口的方向上从主体轴向延伸并且被配置为当挡板处于闭合位置时抵靠流动通道的可变截面段。
16.详细地，当挡板处于闭合位置时，交互部分适于以流体密封的方式密封地闭合上述最小直径部分。
17.尽管上述类型的挡板代表了一种用于将可倾倒产品配给到要填充的容器内的有效解决方案，但已知的填充阀仍然需要进一步改进，特别是在填充精度和填充过程的清洁度方面需要改进。


技术实现要素：

18.本发明的目的是实现一种用于用可倾倒产品填充容器的填充阀，该填充阀将更可靠且成本更低，并且允许满足以上关于已知类型的填充阀指定的至少一个需求。
19.根据本发明，该目的通过如权利要求1所述的填充阀来实现。
附图说明
20.为了更好地理解本发明，下文将仅通过示例并借助附图来描述其优选的非限制性实施方案，其中：
21.图1是包括根据本发明的包括多个填充阀的填充机器的示意性俯视图，其中为了清楚起见而去除了一些部件；
22.图2是根据本发明的填充阀的放大部分剖切侧视图，其中为了清楚起见而去除了一些部件；以及
23.图3是图2中的填充阀的细节的放大仰视立体图，其中为了清楚起见而去除了一些部件。
具体实施方式
24.参考附图，附图标记1总体上表示填充机器，其被配置为用可倾倒产品，特别是可倾倒食品填充多个容器2。
25.在所描述的示例中，可倾倒产品是粘性类型，例如奶、果汁、酸奶或类似物。
26.在该非限制性实施方案中，容器2由塑料或玻璃制成，例如瓶子、小瓶、小罐、壶或类似物。
27.在未示出的另一实施方案中，容器2由金属材料[例如铝(听罐、壶等
……
)]制成。
[0028]
如图1示意性所示，填充机器1基本上包括：
[0029]
–
传输装置，特别是转盘3，其可围绕优选竖直的中心轴线a旋转，并且适于沿着成形为圆弧形的进给路径p进给容器2；
[0030]
–
适于容纳可倾倒产品的罐箱4；以及
[0031]
–
多个填充阀5，其被配置为在容器2沿路径p传输时填充容器2。
[0032]
详细地，每个填充阀5适于一次一个地将预定量的可倾倒产品选择性地进给到容器2，同时同一容器2由于由转盘3赋予其的旋转动作而沿路径p传输。
[0033]
更详细地，每个填充阀5由转盘3在外周承载并且通过填充机器1的相应管道6流体连接到罐箱4。
[0034]
便利地，填充机器1进一步包括入口输送器，优选星形轮7，其适于将一系列的空容器2进给到转盘3；以及出口输送器，优选星形轮8，其适于接收来自转盘3的填充好的容器2。
[0035]
特别地，星形轮7和8可围绕基本上平行于转盘3的轴线a的相应轴线a'和a”旋转。
[0036]
为了简洁起见，由于填充阀5彼此相同，在下文中将参考被配置为填充相关容器2的单个填充阀5。
[0037]
然而，下文描述和示出的特征可以适用于存在于填充机器1中的每个填充阀5。
[0038]
特别参考图2，在填充过程期间，容器2被定位在填充阀5的下方。
[0039]
在所示的优选实施方案中，填充阀5被配置为根据与容器2的“非接触”模式操作。
[0040]
填充阀5基本上包括：
[0041]
‑
阀体，特别是管状体10，其固定到转盘3的外周部分并且在内部限定流动通道11，该流动通道11在使用中接收来自相关管道6的可倾倒产品并且沿流动方向d选择性地将其进给到容器2；
[0042]
–
阀元件，特别是挡板12，其以滑动方式接合管状主体10，并因此接合通道11，并且在使用中可在通道11内移动以控制或阻止朝向容器2的可倾倒产品的流；以及
[0043]
–
致动器装置20，其用于控制挡板12在通道11内的移动。
[0044]
管状主体10具有纵向轴线b，其优选地垂直并平行于转盘3的轴线a，并且在其下端部处终止于出口开口9，优选地，该出口开口9与轴线b同轴，在使用中与由容器2的上边缘限定的端部开口2a流体连通。
[0045]
管状主体10进一步设置有入口开口14，该入口开口14优选地与轴线b同轴并且在使用中通过管道6接收来自罐箱4的可倾倒产品。
[0046]
特别地，通道11由管状体10的内壁界定，从而具有可变且大致圆形的横截面，并且在管状体10内延伸以便与轴线b同轴。
[0047]
鉴于上述，通道11限定了入口开口14和出口开口9并且在入口开口14和出口开口9之间延伸。
[0048]
如图2中可见，通道11包括：
[0049]
–
恒定截面段13，其具有大致圆柱形并且相对于流动方向d布置在入口开口14的下游；以及
[0050]
–
可变截面段15，其具有大致截锥形并在出口开口9的方向上逐渐变细，直至变窄部分16。
[0051]
详细地，可变截面段15相对于流动方向d布置在恒定截面段13的下游。
[0052]
挡板12与通道11同轴地接合并且包括主体17，其优选地具有大致圆柱形，以及交互部分18，其由主体17承载并且被配置为与通道11接触配合，特别是与可变截面段15的变窄部分16接触配合。
[0053]
特别地，交互部分18安装在主体17上，并且优选地通过固定装置(例如螺栓、螺钉等)固定到主体17。
[0054]
根据该优选的实施方案，交互部分18包括密封元件，优选密封环(例如，o形环)，其是由弹性材料制成的，固定到交互部分18并且适于在使用中与变窄部分16配合，以便以流体密封的方式密封地闭合由变窄部分16限定的圆形通道并阻止可倾倒产品流过出口开口9。
[0055]
为此目的，挡板12在使用中可在通道11内至少在以下位置之间轴向移动：
[0056]
–
打开位置，其中挡板12实现朝向出口开口9的可倾倒产品的流，特别是其中交互
部分18与可变截面段15一起界定与出口开口9流体连通的环形通道；以及
[0057]
–
闭合位置，其中挡板12阻止朝向出口开口9的可倾倒产品的流，特别是其中交互部分18密封变窄部分16。
[0058]
在具体示例中，闭合位置是在通道11内部挡板12的下部位置，而打开位置是在通道11内部挡板12的上部位置。
[0059]
如上所述，挡板12在通道11内部在打开位置和闭合位置之间的移动由致动器装置20控制，根据该非限制性实施方案，该致动器装置20是磁性类型的，优选是电磁的。
[0060]
详细地，致动器装置20包括磁驱动装置21(例如，线圈)，其放置在通道5的外部和周围，以及从动磁装置22(例如，永磁体)，其布置在通道11内部并包括在挡板12的至少一部分中，特别是包括在主体17的至少一部分中，并且优选地由铁磁材料制成。
[0061]
磁驱动装置21与从动磁装置22磁耦合，以便根据已知且并未详细描述的方式控制挡板12处于打开位置和闭合位置之间。
[0062]
因此，磁驱动装置21和从动磁装置22限定了电磁型且在使用中彼此之间磁性交互的相应的交互装置，以便根据已知并未详细描述的方式控制在通道11内部挡板12的移动。
[0063]
根据未示出的替代实施方案，致动器装置20是气动或液压类型的。
[0064]
如图2中可见，挡板12包括相对于流动方向d布置在交互部分18下游的轴向端壁19。
[0065]
注意，术语“轴向”是指端壁19基本上横向于轴线b并且在底部面向出口开口9，如前所述，该出口开口9也是轴向的。
[0066]
特别地，挡板12设置有端部主体23，该端部主体23被承载于交互部分18，特别是安装在底部，并且被配置为对通过通道11的变窄部分16并朝向出口开口9引导的可倾倒产品的流施加稳定作用。
[0067]
更准确地说，端部主体23在通道11内部与轴线b同轴地延伸并且具有将交互部分18连接到端壁19的侧表面24或侧壁。
[0068]
根据本发明的一方面，端壁19至少包括凹度变化。
[0069]
更准确地说，端壁19包括至少一个凹入区域25，其具有面向出口开口9(即朝向相对于交互部分18的轴向相对侧)的凹度，以及至少一个中间凸起区域26，其在轴向方向上从凹入区域25突出。
[0070]
方便地，凸起区域26从凹入区域25整体延伸。
[0071]
特别参考图2和图3，凹入区域25是围绕轴线b的环形并且凸起区域26与轴线b同轴布置，以便限定端壁19相对于轴线b的中心区域。
[0072]
根据所示示例，凸起区域26是凸面的，具有面向出口开口9(即朝向相对于交互部分18的轴向相对侧)的凸度。
[0073]
根据未示出的替代实施方案，凸起区域26基本上限定了从凹入区域25轴向延伸的尖端。
[0074]
鉴于上述，上述凹度变化由端壁19的环形区域(其中凹入区域25终止而凸起区域26开始)限定，在相对于轴线b的径向方向上从外部朝向内部行进。
[0075]
端壁19由相对于轴线b呈环形的边缘27界定，特别是呈圆形并与轴线b同轴。特别地，凹入区域25在径向方向上从边缘27延伸到凸起区域26，以这种方式在端壁19上限定环
形凹入沟槽。
[0076]
此外，端壁19通过上述边缘27连接到侧表面24。
[0077]
在描述的示例中：
[0078]
–
边缘27与侧表面24之间的连接半径在0.5mm到2mm之间，特别是1mm；
[0079]
–
边缘27与凹入区域25之间的连接半径在0.5mm到2mm之间，特别是1mm；
[0080]
–
凹入区域25与凸起区域26之间的连接半径在0.5mm到2mm之间，特别是1mm；以及
[0081]
–
凹入区域25的半径在2mm到6mm之间，特别是4.51mm。
[0082]
根据上面已经描述的内容，轴线b限定了针对端壁19、端部主体23，特别是针对整个挡板12的径向对称轴线。
[0083]
此外，明显的是端壁19完全由凹入区域25和凸起区域26限定，而边缘27限定端壁19的外周。
[0084]
如图2中可见，边缘27和凸起区域26，特别是凸起区域26的轴向端部，即其顶部，位于与轴线b正交的理想平面上。
[0085]
换言之，边缘27和凸起区域26布置成彼此齐平。
[0086]
由于挡板12的特定构造，特别是由于上述端壁19的存在，申请人已经观察到防止了在填充容器2之后可倾倒产品的滴落。
[0087]
根据本发明的填充阀5的操作将在下文中描述，具体参考启动条件，其中挡板12处于打开位置并且可倾倒产品开始流出出口开口9并进入容器2。
[0088]
一旦传送了预设量的可倾倒产品，就命令挡板12移动到闭合位置，直到交互部分18密封变窄部分16。
[0089]
在这一点上，特别地—但不排他地—在粘性可倾倒产品的情况下，可倾倒产品的剩余物流过交互部分18下游的挡板12，特别是流过端部主体23的表面24，到达端壁19。
[0090]
然后，由于所述产品的粘附特性，可倾倒产品的所述剩余物粘附到端壁19上并流过凹入区域25，填充该凹入区域25。凸起区域26提供了进一步的粘附区域，并改进了抓握且防止了滴落。
[0091]
剩余物然后将被进给到随后待填充的容器2，由新配量的可倾倒产品推动。
[0092]
对每个填充阀5和每个待填充的容器2重复所述过程。
[0093]
从对根据本发明的填充阀5的特征的检查来看，它允许获得的优点是显而易见的。
[0094]
特别地，由于挡板12的特定构造，更特别是由于根据本发明的端壁19的存在，申请人已经观察到在填充容器2之后可倾倒产品的滴落受到限制，特别是基本上受到阻止。
[0095]
事实上，申请人已经观察到端壁19的特定构造有利于可倾倒产品粘附到端壁19上，从而限制或防止在容器2的填充已经结束之后可能沉淀在转盘3的暴露表面上的产品液滴的形成，该产品液滴的形成也是由于处于稳定条件的填充机器12的高操作速度导致的。
[0096]
因此，端壁19限定了有效的粘附表面，由于其特殊的构造，当可倾倒产品的剩余物在填充结束时保留在端部主体23的侧表面24上并向下流动，到达端壁19时，该粘附表面没有可倾倒产品的优先液滴形成点。
[0097]
在没有根据本发明的端壁19的情况下，可倾倒产品的所述剩余物会产生液滴，该液滴如所述的会沉淀在转盘3上，从而在容器2仍在出口开口9下方时发生滴落的情况下，损害填充过程的清洁度和填充过程的精度，并造成可倾倒产品的浪费。
[0098]
所述现象特别地但不排他地发生在粘性可倾倒产品(例如奶或酸奶)的使用期间。因此，所述构造对于所述可倾倒产品的使用是特别地但不具排他性地合适且有效的。
[0099]
显然，在不脱离权利要求书限定的范围的情况下，可以对填充阀5进行这里描述和示出的修改和变型。
[0100]
特别地，挡板12可以没有端部主体23；在这种情况下，端壁19将布置成紧邻交互部分18的下方。