專利名稱：長管液體灌裝裝置及灌裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種長管液體灌裝裝置和灌裝方法，尤其涉及一種用于將諸如啤酒 等的含氣液體灌裝到容器中的長管液體灌裝裝置和灌裝方法。
背景技術(shù)：
液體灌裝裝置主要有短管液體灌裝裝置和長管液體灌裝裝置兩種。其中，在灌 裝液體時(shí)，短管液體灌裝裝置的注液管下端靠近容器口部，液體在注液管上的分流傘的 作用下分散到容器內(nèi)壁并沿容器內(nèi)壁流向容器底部，容器內(nèi)的氣體從注液管排出。這種 液體灌裝裝置液流速度不能太快，否則液體易于沖擊容器內(nèi)壁進(jìn)而造成氣體析出并形成 泡沫，從而影響灌裝精度。另外，為了實(shí)現(xiàn)等壓灌裝，短管液體灌裝裝置需要首先對(duì)容 器抽真空。當(dāng)容器為諸如塑料瓶等的容易變形的薄壁容器時(shí)，抽真空會(huì)造成容器變形， 并且無法對(duì)容器充分地抽真空。因此，短管液體灌裝裝置只能用于灌裝不易變形的玻璃 容器。
與之相對(duì)，長管灌裝裝置的注液管在灌裝期間伸入容器底部，液體從容器底部 灌入容器，液體與容器內(nèi)壁之間的沖擊力小，可以減少氣體析出。另外，在中國實(shí)用 新型專利CN2818447Y所提出的外置式長管液體機(jī)械灌裝閥中，取消了抽真空的操作， 利用注液管向容器內(nèi)噴淋CO2氣體以置換容器內(nèi)的空氣，可以防止薄壁容器發(fā)生變形。 然而，由于該實(shí)用新型專利的灌裝裝置在灌裝液體之前利用注液管向容器內(nèi)噴淋CO2氣 體，注液管內(nèi)殘留的液滴也隨著CO2氣體進(jìn)入容器，這樣一方面會(huì)污染容器，另一方面 還會(huì)影響灌裝精度。
另外，上述實(shí)用新型的灌裝裝置中，在卸壓以后，注液管內(nèi)的剩余液體無法全 部落入容器，這些殘留的液體在下次灌裝時(shí)隨噴淋到容器內(nèi)的CO2氣體落入容器，加劇 了容器的污染和對(duì)灌裝精度的影響。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有長管液體灌裝裝置存在的問題，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種長管 液體灌裝裝置及灌裝方法，該長管液體灌裝裝置及灌裝方法能夠提高液體灌裝的精度。
為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明提供了一種長管液體灌裝裝置，用于將物料缸中的液 體灌裝到容器中，該長管液體灌裝裝置包括可伸入處于灌裝位置的容器內(nèi)并灌裝所 述液體到容器內(nèi)的注液管、設(shè)置有與所述注液管上端密封相連的出液口的液閥、氣流通 道，以及用于連通和斷開所述氣流通道的氣閥組件。所述氣流通道包括回氣通道，該 回氣通道通過所述出液口從位于灌裝位置的容器口部指向容器內(nèi)連通容器；與卸壓氣室 相連通的卸壓氣流通道，與背壓氣室相連通的背壓氣流通道，和通過所述出液口從所述 出液口經(jīng)所述注液管上端指向所述注液管內(nèi)連通所述注液管的出液口連通通道。所述氣 閥組件包括卸壓閥，該卸壓閥可被開啟來連通所述回氣通道與所述卸壓氣流通道，和 被關(guān)閉來斷開所述回氣通道與所述卸壓氣流通道之間的連通；灌裝閥，該灌裝閥可被開啟來連通所述回氣通道與所述背壓氣流通道，和被關(guān)閉來斷開所述回氣通道與所述背壓 氣流通道之間的連通；和回料閥，該回料閥可被開啟來連通所述出液口連通通道與所述 卸壓氣流通道，和被關(guān)閉來斷開所述出液口連通通道與所述卸壓氣流通道之間的連通。
另外，本發(fā)明還提供了一種將物料缸中的液體灌裝到容器中的方法，所述物料 缸內(nèi)容納有液體和位于液面之上的背壓氣體，該背壓氣體來自于背壓氣室，該方法包括 以下步驟
(a)使背壓氣體從在容器的口部連通容器的氣體通道在背壓作用下僅流入容器， 從而使容器內(nèi)的氣體從與所述氣體通道相獨(dú)立的注液通道排出容器；
(b)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后停止所述氣體排出容器；
(c)在容器內(nèi)達(dá)到背壓狀態(tài)下經(jīng)由所述注液通道在距離容器底部的不會(huì)使所述液 體析出氣體的高度向容器內(nèi)灌裝液體；
(d)當(dāng)容器內(nèi)的液體達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，停止向容器灌裝液體；
(e)使容器內(nèi)的剩余背壓氣體排出容器，從而使容器內(nèi)的氣壓下降至大氣壓。


圖1示意性地顯示了本發(fā)明的長管液體灌裝裝置的結(jié)構(gòu)及其與灌裝機(jī)的其它部 分之間的連接關(guān)系；
圖2顯示了在容器位于灌裝位置時(shí)，圖1所示長管液體灌裝裝置與灌裝機(jī)的其它 部分之間的連接關(guān)系；
圖3顯示了圖1所示的長管液體灌裝裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖1和2分別示出了容器6在非灌裝位置和灌裝位置時(shí)本發(fā)明的長管液體灌裝裝 置1的結(jié)構(gòu)及其與灌裝機(jī)的物料缸22、背壓氣室7及卸壓氣室8等部件之間的連接關(guān)系。 圖3示出了本發(fā)明的長管液體灌裝裝置1的結(jié)構(gòu)示意圖。
長管液體灌裝裝置1用于將物料缸22中的液體物料M灌裝到容器6中。如圖3 所示，長管液體灌裝裝置1包括可伸入處于灌裝位置的容器6并灌裝液體物料M到容器 6內(nèi)的注液管21。具體而言，該注液管21伸入容器6內(nèi)一定深度，使得液體物料對(duì)在 距離容器6底部的不會(huì)使液體物料M析出氣體的高度灌裝道容器6內(nèi)。
長管液體灌裝裝置1還包括液閥2，該液閥2具有與注液管21的上端密封相連的 出液口 45。如圖3所示，注液管21的上端可以插入出液口 45中而與出液口 45密封相 連。而注液管21的上端與出液口 45之間的密封連接例如通過在注液管21上端與出液口 45的連接處設(shè)置諸如O型密封圈的密封裝置來實(shí)現(xiàn)。該液閥2可被開啟以允許液體物料 24灌裝到容器6中和被關(guān)閉以停止上述的液體灌裝。
長管液體灌裝裝置1還包括氣流通道40。氣流通道40包括通過出液口 45從 位于灌裝位置的容器6的口部指向容器6內(nèi)連通容器6的回氣通道40d ；與卸壓氣室8相 連通的卸壓氣流通道40c;與背壓氣室7相連通的背壓氣流通道40a;和通過出液口 45從 出液口 45經(jīng)注液管21上端指向注液管21內(nèi)連通注液管21的出液口連通通道40b。如圖 3所示，回氣通道40d可以在出液口 45的與注液管21的上端密封相連的部位下方通過出液口 45連通容器6。而出液口連通通道40b可以在出液口 45的與注液管21的上端密封 相連的部位上方連通注液管21。
為了連通上述各個(gè)氣流通道40和斷開上述各個(gè)氣流通道40之間的連通，長管液 體灌裝裝置1還進(jìn)一步包括氣閥組件30。其中，氣閥組件30包括卸壓閥35，該卸壓 閥35可被開啟來連通回氣通道40d與卸壓氣流通道40c，和被關(guān)閉來斷開回氣通道40d與 卸壓氣流通道40c之間的連通；灌裝閥32，該灌裝閥32可被開啟來連通回氣通道40d與 背壓氣流通道40a，和被關(guān)閉來斷開回氣通道40d與背壓氣流通道40a之間的連通；和回 料閥；34，該回料閥34可被開啟來連通出液口連通通道40b與卸壓氣流通道40c，和被關(guān) 閉來斷開出液口連通通道40b與卸壓氣流通道40c之間的連通。
具體而言，如圖3所示，卸壓閥35與回氣通道40d和卸壓氣流通道40c相連。 當(dāng)卸壓閥35開啟時(shí)，回氣通道40d與卸壓氣流通道40c彼此連通，使得位于灌裝位置的 容器6的口部與卸壓氣室8流體連通，容器6內(nèi)的氣體可經(jīng)由容器6的口部、回氣通道 40d、卸壓閥35和卸壓氣流通道40c向卸壓氣室8流動(dòng)；當(dāng)卸壓閥35關(guān)閉時(shí)，回氣通道 40d與卸壓氣流通道40c之間的連通斷開，處于灌裝位置的容器6的口部與卸壓氣室8不 連通?；亓祥y34與卸壓氣流通道40c和出液口連通通道40b相連。當(dāng)回料閥34開啟 時(shí)，卸壓氣流通道40c與出液口連通通道40b彼此連通，使卸壓氣室8與出液口 45(注液 管21上端)連通，容器6內(nèi)的氣體可經(jīng)注液管21、出液口連通通道40b、回料閥34和卸 壓氣流通道40c流入卸壓氣室8 ；當(dāng)回料閥34關(guān)閉時(shí)，卸壓氣流通道40c與出液口連通通 道40b之間的連通斷開。灌裝閥32與回氣通道40d和背壓氣流通道40a相連。當(dāng)灌裝 閥32開啟時(shí)，回氣通道40d與背壓氣流通道40a彼此連通，使位于灌裝位置的容器6的 口部與背壓氣室7連通；當(dāng)灌裝閥32關(guān)閉時(shí)，回氣通道40d與背壓氣流通道40a之間的 連通斷開。
為了將容納有液體物料M和位于液面之上的背壓氣體23 (該背壓氣體23來自 于背壓氣室7)的物料缸22中的液體物料M灌裝到容器6中，可以按照以下步驟進(jìn)行灌 裝
首先，使背壓氣體23從在容器6的口部連通容器6的氣體通道在背壓作用下僅 流入容器6，從而使容器6內(nèi)的氣體從與上述氣體通道相獨(dú)立的注液通道排出容器6(步驟 a)。
在灌裝之前，氣閥組件30的所有氣閥關(guān)閉，并且液閥2處于關(guān)閉狀態(tài)。在灌裝 時(shí)，首先抬升容器6 (例如利用圖1所示的容器升降裝置5)，使注液管21插入容器6并且 使容器6的口部密封接合液閥2的、位于出液口 45周圍的底部表面，此時(shí)容器6位于灌 裝位置，容器6的口部與回氣通道40d相連通，如圖2所示。然后開啟灌裝閥32和回料 閥34。此時(shí)，背壓氣流通道40a與回氣通道40d連通，并且卸壓氣流通道40c與出液口 連通通道40b連通。由于與背壓氣流通道40a相連的背壓氣室7內(nèi)的氣壓高于與卸壓氣 流通道40c相連的卸壓氣室8內(nèi)的氣壓，并且容器6與液閥2的、位于出液口 45周圍的 底部表面密封接合，因此背壓氣室7內(nèi)的背壓氣體23只能在背壓作用下經(jīng)背壓氣流通道 40a、灌裝閥32、回氣通道40d和容器6的口部流入容器6，也就是說，圖3中的背壓氣 流通道40a、灌裝閥32和回氣通道40d構(gòu)成了上述的在容器6的口部連通容器6的氣體通 道。同時(shí)，容器6內(nèi)的氣體經(jīng)注液管21 (即上述的注液通道)排出容器6，殘留在注液管21內(nèi)的液體物料M也隨著容器6內(nèi)的氣體一起排出容器6。為了使容器6內(nèi)的氣體緩慢 排出，可以通過卸壓的方式使容器6內(nèi)的氣體排出。具體而言，就是使容器6內(nèi)的氣體 經(jīng)注液管21 (注液通道)、出液口連通通道40b、回料閥34和卸壓氣流通道40c排出到卸 壓氣室8。
經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后停止所述氣體排出容器6 (步驟b)。在具體實(shí)施例中，該步驟b 可以通過在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉回料閥34來實(shí)現(xiàn)。此時(shí)卸壓氣流通道40c與出液口連通 通道40b之間的連通斷開，而回氣通道40d與背壓氣流通道40a仍然保持連通，因此背壓 氣體23可繼續(xù)經(jīng)背壓氣流通道40a、灌裝閥32和回氣通道40d流入容器6，從而對(duì)容器 6進(jìn)行背壓操作。
然后，在容器6內(nèi)達(dá)到背壓狀態(tài)下經(jīng)由上述注液通道在距離容器6底部的不會(huì)使 液體物料M析出氣體的高度向容器6內(nèi)灌裝液體物料M(步驟C)。在該步驟中，容器6 內(nèi)的氣壓等于背壓氣室7內(nèi)的氣壓(同時(shí)也等于物料缸22內(nèi)背壓氣體的氣壓)，液閥2開 啟，物料缸22內(nèi)的液體物料M經(jīng)液閥2(出液口 4 和注液管21 (注液通道)在距離容 器6的底部的不會(huì)使液體物料M析出氣體的高度流入容器6，容器6內(nèi)液面上方的背壓氣 體被壓縮，從而經(jīng)容器6的口部流入回氣通道40d，并經(jīng)由回氣通道40d、灌裝閥32和背 壓氣流通道40a流回背壓氣室7。這樣，可以保證在容器6內(nèi)達(dá)到背壓的狀態(tài)下向容器6 內(nèi)灌裝液體物料M。
接著，當(dāng)容器6內(nèi)的液體物料M到達(dá)預(yù)定高度時(shí)，停止向容器6灌裝液體物料 24(步驟d)。在具體實(shí)施例中，該步驟d可以通過關(guān)閉灌裝閥32和液閥2實(shí)現(xiàn)。
最后，使容器6內(nèi)的剩余背壓氣體23排出容器6，從而使容器6內(nèi)的氣壓下降至 大氣壓(步驟e)。優(yōu)選通過卸壓使容器6內(nèi)的剩余背壓氣體23排出容器6。作為具體 實(shí)施例，可以使卸壓閥35開啟預(yù)定時(shí)間。當(dāng)卸壓閥35開啟時(shí)，回氣通道40d與卸壓氣 流通道40c相連通。由于容器6內(nèi)的剩余背壓氣體的氣壓大于卸壓氣室8內(nèi)的氣壓，因 此容器6內(nèi)的剩余背壓氣體可經(jīng)回氣通道40d、卸壓閥35和卸壓氣流通道40c流到卸壓氣 室8，使得容器6內(nèi)的氣壓緩慢下降至大氣壓。當(dāng)然，也可以使容器6的口部直接與大氣 連通而將容器6內(nèi)的剩余背壓氣體排出容器6。
在灌裝完成以后，對(duì)容器6進(jìn)行出瓶操作，例如，可以利用容器升降裝置5使容 器6下降，從而離開液閥2的底部表面。
進(jìn)一步地，長管液體灌裝裝置1還可包括有效氣流通過截面積小于灌裝閥32的 慢灌閥33。其中，“有效氣流通過截面積”指的是氣閥的氣流通道可使氣流通過的有 效截面積，其數(shù)值主要取決于氣閥內(nèi)氣流通道的最小截面積和氣流通道的表面狀況。在 氣閥的氣流通道兩端的氣壓差一定的情況下，有效氣流通過截面積越小，單位時(shí)間內(nèi)流 過氣閥的氣體體積越小，有效氣流通過截面積越大，單位時(shí)間內(nèi)流過氣閥的氣體體積越 大。一般而言，在氣流通道的表面狀況相同的情況下，氣流通道的最小截面積越小，有 效氣流通過截面積越小，氣流通道的最小截面積越大，有效氣流通過截面積越大。在最 小截面積相同的情況下，氣流通道的表面越光滑，則有效氣流通過截面積越大，反之則 越小。
慢灌閥33與灌裝閥32彼此并立，在向容器6灌裝液體物料M期間，慢灌閥33 與灌裝閥32 —通一斷地連通背壓氣流通道40a與回氣通道40d。也就是說，在向容器6灌裝液體物料M期間，如果灌裝閥32與慢灌閥33兩者之一被開啟，則另一個(gè)被關(guān)閉， 兩者不能同時(shí)開啟，但可以同時(shí)關(guān)閉。
相應(yīng)地，上述步驟C中向容器6內(nèi)灌裝液體物料可以進(jìn)一步包括快灌裝和慢灌 裝，在液體物料M達(dá)到預(yù)定高度前，先以比慢灌裝快的速度進(jìn)行快灌裝一段時(shí)間，再以 比快灌裝慢的速度進(jìn)行慢灌裝一段時(shí)間，直至液體物料M到達(dá)預(yù)定高度為止。在具體實(shí) 施例中，上述快灌裝和慢灌裝可以通過在關(guān)閉液閥2之前先使灌裝閥32開啟一段預(yù)定時(shí) 間之后關(guān)閉，然后再使慢灌閥33開啟一段時(shí)間來實(shí)現(xiàn)。由于慢灌閥33的有效氣流通過 截面積小于灌裝閥32的有效氣流通過截面積，慢灌閥33開啟期間從容器6流回背壓氣室 7的氣流速度小于灌裝閥32開啟期間的氣流速度。與之相應(yīng)，在慢灌閥33開啟期間流入 容器6的液流速度小于灌裝閥32開啟期間的液流速度。灌裝閥32開啟期間進(jìn)行的是快 灌裝，慢灌閥33開啟期間進(jìn)行的是慢灌裝。通過在快灌裝之后設(shè)置慢灌裝，可以進(jìn)一步 提高灌裝的液位精度。
可選擇地，長管液體灌裝裝置1還可進(jìn)一步包括排空閥31，該排空閥31可被開 啟來連通回氣通道40d與出液口連通通道40b和被關(guān)閉而斷開回氣通道40d與出液口連通 通道40b之間的連通。
與之對(duì)應(yīng)，可以進(jìn)一步在步驟(e)之后使注液通道內(nèi)的剩余液體物料M流入容 器6中(步驟f)。該步驟f例如可以在容器6出瓶期間，即容器6下降的同時(shí)使排空閥 31開啟預(yù)定時(shí)間。當(dāng)排空閥31開啟時(shí)，回氣通道40d與出液口連通通道40b連通，使得 注液管21上方的壓力等于大氣壓，注液管21內(nèi)的剩余液體物料M因自重而落入正在下 降的容器6中。如此可以減少殘留在注液管21內(nèi)的液體物料M，進(jìn)而減少液體物料M 的浪費(fèi)。
另外，長管液體灌裝裝置1的氣閥組件30的各個(gè)氣閥，即排空閥31、灌裝閥 32、慢灌閥33、回料閥34和卸壓閥35可以被構(gòu)造成氣動(dòng)閥，這樣可以便于簡化灌裝裝置 的機(jī)械結(jié)構(gòu)和縮小灌裝裝置的體積。
如圖3所示，液閥2包括中空的閥座13、閥芯15和閥芯促動(dòng)裝置11。出液口 45形成在閥座13的底部，并且連通閥座13的中空部分與閥座13的外部?？梢赃M(jìn)一步在 閥座13上部設(shè)置連通閥座13的中空部分與物料缸22的液流通道16。閥芯15可移動(dòng)地 設(shè)置在閥座13的中空部分內(nèi)，閥芯15可運(yùn)動(dòng)到開啟出液口 45的開啟位置和關(guān)閉出液口 45的關(guān)閉位置。當(dāng)閥芯促動(dòng)裝置11使閥芯15運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉位置時(shí)，使閥芯15—端的外周 面與出液口 45的內(nèi)周面之間液密配合，液閥2被關(guān)閉，液體物料M無法從出液口 45流 出。當(dāng)閥芯促動(dòng)裝置11使閥芯15運(yùn)動(dòng)開啟位置時(shí)，閥芯15 —端的外周面與出液口 45 的內(nèi)周面之間形成液流間隙，液閥2被開啟，液體物料M可經(jīng)該液流間隙流出。閥芯促 動(dòng)裝置11進(jìn)一步包括可將閥芯15推動(dòng)到關(guān)閉位置的閥芯促動(dòng)機(jī)構(gòu)Ila和可將閥芯15推 動(dòng)到開啟位置的復(fù)位構(gòu)件lib。在圖3所示的實(shí)施例中，閥芯促動(dòng)機(jī)構(gòu)Ila為設(shè)置在閥芯 15上方并且具有可伸出和縮回的活塞桿的氣缸11a。氣缸Ila的活塞桿位于閥芯15的上 方并且指向閥芯15的頂面。復(fù)位構(gòu)件lib為套設(shè)在閥芯15上端部的壓縮彈簧。當(dāng)作為 閥芯促動(dòng)機(jī)構(gòu)Ila的氣缸Ila的活塞桿伸出時(shí)，活塞桿推壓閥芯15的頂面，可以克服復(fù)位 構(gòu)件lib的向上的復(fù)位力將閥芯15向下推動(dòng)到關(guān)閉位置。當(dāng)氣缸Ila的活塞桿縮回時(shí)， 活塞桿脫離閥芯15的頂面，復(fù)位機(jī)構(gòu)12的復(fù)位力使閥芯15向上移動(dòng)到開啟位置。
顯而易見，閥芯促動(dòng)機(jī)構(gòu)Ila不局限于圖3所示的氣缸11a，還可將其構(gòu)造成凸 輪、曲柄滑塊等可向下推動(dòng)閥芯15的單向推動(dòng)構(gòu)件。復(fù)位構(gòu)件lib也不局限于圖3所示 的壓縮彈簧，還可以采用設(shè)置在閥芯15頂部上方的拉伸彈簧或作為壓縮彈簧和拉伸彈簧 的其它類型的彈性元件，例如片簧、空氣彈簧、可彈性變形的墊圈等。當(dāng)然，其它可以 使閥芯15上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，例如撥叉等也可以作為閥芯促動(dòng)裝置11用于本發(fā)明。
如圖3所示，閥座13可以進(jìn)一步包括上閥座13a和下閥座13b，其中上閥座13a 內(nèi)形成有中空部分，出液口 45形成在下閥座13b內(nèi)，優(yōu)選使出液口 45與中空部分同軸。 進(jìn)一步優(yōu)選將可互相液密配合的出液口 45和閥芯15—端(例如下端)的配合面分別形成 為直徑沿向下方向逐漸減小的錐形，這樣可以進(jìn)一步保證出液口 45與閥芯15—端之間的 密封配合。
如圖3所示，可以進(jìn)一步在閥芯15的桿體上設(shè)置定位銷51。該定位銷51的軸 線與閥芯15的軸線垂直相交，并且該定位銷51的長度與閥座13的中空部分的內(nèi)部直徑 相對(duì)應(yīng)。當(dāng)閥芯15在閥座13的中空部分內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，該定位銷51的兩端與中空部分的內(nèi) 壁接觸，能夠使閥芯15與中空部分本質(zhì)上同軸，限制了閥芯15的偏離中空部分軸線的運(yùn)動(dòng)。
如圖3所示，長管液體灌裝裝置1還可進(jìn)一步包括對(duì)中裝置10，該對(duì)中裝置10 密封連接至閥座13的、包圍出液口 45的底部表面。優(yōu)選在對(duì)中裝置10與閥座13的上 述底部表面的連接處設(shè)置密封裝置19，以保證對(duì)中裝置10與閥座13的上述底部表面之間 的密封性。本發(fā)明的對(duì)中裝置10與閥座13的底部表面之間的密封可以通過事先調(diào)整得 以保證，而現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)中裝置需要在灌裝時(shí)利用抬升裝置使其壓在閥座的底部表面來 保證對(duì)中裝置與閥座底部表面之間的密封性，因此本發(fā)明的固定式對(duì)中裝置比現(xiàn)有技術(shù) 中所采用的對(duì)中裝置更可靠。
注液管21的上端穿越對(duì)中裝置10與出液口 45密封連接，注液管21向下穿過對(duì) 中裝置10伸出，使得注液管21的外周面與對(duì)中裝置10之間形成在灌裝狀態(tài)下使回氣通 道40d與容器6內(nèi)部連通的間隙。進(jìn)一步地，優(yōu)選在對(duì)中裝置10和閥座13的、圍繞出 液口 45的底部表面之間設(shè)置可與容器6 口部相抵接的密封，例如瓶口密封19，位于灌裝 位置的容器6的口部可以抵接在該密封(瓶口密封19)上，從而進(jìn)一步保證了容器6 口部 與閥座13的底部表面之間的密封。
本發(fā)明的長管液體灌裝裝置1還可進(jìn)一步包括用于控制閥芯15運(yùn)動(dòng)到開啟位置 和運(yùn)動(dòng)到關(guān)閉位置的控制裝置(未圖示)。當(dāng)然，也可以利用該控制裝置來控制氣閥組件 30的各個(gè)氣閥的動(dòng)作(開啟和關(guān)閉)。該控制裝置優(yōu)選為可編程的控制裝置，可以通過 改變?cè)摽刂蒲b置的控制程序來適應(yīng)各類容器的灌裝。例如，通過改變液閥2和各個(gè)氣閥 的開啟和關(guān)閉時(shí)刻及開啟期間、注液管21的尺寸(例如長度)等參數(shù)就能夠適應(yīng)不同容 器的灌裝，而無需改變長管液體灌裝裝置1的其它機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了長管液體灌裝裝置1 的適應(yīng)能力。
如圖1和2所示，可以進(jìn)一步使閥座13的中空部分經(jīng)由電磁流量計(jì)4與物料缸 22相連。該電磁流量計(jì)4用于測量流入閥座13的中空部分的液體物料M的流量。當(dāng)電 磁流量計(jì)4檢測到流入中空部分的液體物料M達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)，向長管液體灌裝裝置1 的控制裝置發(fā)送測量信號(hào)，由控制裝置控制閥芯促動(dòng)裝置11將閥芯15移動(dòng)到關(guān)閉位置，從而停止灌裝。利用該配置，可以實(shí)時(shí)地檢測流入閥座13的中空部分的液體物料M的 量，并在液流量達(dá)到預(yù)定值時(shí)控制閥芯15移動(dòng)到關(guān)閉位置從而關(guān)閉液閥2，這樣可以更 精確地控制灌裝的精度。
以上實(shí)施例給出的長管液體灌裝裝置1為直立型，即閥芯15沿垂直方向運(yùn)動(dòng)的 長管液體灌裝裝置。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易地想到，本發(fā)明所揭示的結(jié)構(gòu) 和方法也可以用于閥芯沿水平方向運(yùn)動(dòng)的橫臥式長管液體灌裝裝置。
盡管上面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但是本發(fā)明不局限于所介紹的實(shí)施 例，還能夠在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下做出各種變化和組合。
權(quán)利要求
1.一種長管液體灌裝裝置(1)，用于將物料缸(22)中的液體物料(24)灌裝到容器(6) 中，該長管液體灌裝裝置(1)包括可伸入處于灌裝位置的容器(6)內(nèi)并灌裝所述液體 物料(24)到容器(6)內(nèi)的注液管(21)、設(shè)置有與所述注液管(21)上端密封相連的出液 口(45)的液閥(2)、氣流通道(40)，以及用于連通和斷開所述氣流通道(40)的氣閥組件 (30)，其特征在于所述氣流通道(40)包括 回氣通道(40d)，該回氣通道(40d)通過所述出液口(45)從位于灌裝位置的容器(6) 口部指向容器(6)內(nèi)連通容器(6)；與卸壓氣室(8)相連通的卸壓氣流通道(40c)，與背壓氣室(7)相連通的背壓氣流通道(40a)，和通過所述出液口(45)從所述出液口(45)經(jīng)所述注液管(21)上端指向所述注液管 (21)內(nèi)連通所述注液管(21)的出液口連通通道(40b)，所述氣閥組件(30)包括卸壓閥(35)，該卸壓閥(35)可被開啟來連通所述回氣通道(40d)與所述卸壓氣流通 道(40c)，和被關(guān)閉來斷開所述回氣通道(40d)與所述卸壓氣流通道(40c)之間的連通，灌裝閥(32)，該灌裝閥(32)可被開啟來連通所述回氣通道(40d)與所述背壓氣流通 道(40a)，和被關(guān)閉來斷開所述回氣通道(40d)與所述背壓氣流通道(40a)之間的連通， 禾口回料閥(34)，該回料閥(34)可被開啟來連通所述出液口連通通道(40b)與所述卸壓 氣流通道(40c)，和被關(guān)閉來斷開所述出液口連通通道(40b)與所述卸壓氣流通道(40c) 之間的連通。
2.如權(quán)利要求1所述的長管液體灌裝裝置(1)，其特征在于，所述氣閥組件(30)還包 括慢灌閥(33)，該慢灌閥(33)的有效氣流通過截面積小于所述灌裝閥(32)的有效氣流通 過截面積，其中所述慢灌閥(33)與所述灌裝閥(32)彼此并立，在向容器(6)灌裝液體物料(24) 期間所述慢灌閥(33)與所述灌裝閥(32) —通一斷地連通所述回氣通道(40d)與所述背壓 氣流通道(40a)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的長管液體灌裝裝置(1)，其特征在于，所述氣閥組件(30) 還包括排空閥(31)，該排空閥(31)可被開啟來連通所述回氣通道(40d)與所述出液口連 通通道(40b)和被關(guān)閉而斷開所述回氣通道(40d)與所述出液口連通通道(40b)之間的連ο
4.如權(quán)利要求3所述的長管液體灌裝裝置(1)，其特征在于，所述排空閥(31)、灌裝 閥(32)、慢灌閥(33)、回料閥(34)和卸壓閥(35)均為氣動(dòng)閥。
5.如權(quán)利要求1所述的長管液體灌裝裝置(1)，其特征在于，所述液閥⑵包括中空的閥座(13)，其中所述出液口(45)形成在所述閥座(13)的底部，并且連通所述 閥座(13)的中空部分與所述閥座(13)的外部；可移動(dòng)地設(shè)置在所述中空部分內(nèi)的閥芯(15)，所述閥芯(15)可運(yùn)動(dòng)到開啟所述出液 口(45)的開啟位置和關(guān)閉所述出液口(45)的關(guān)閉位置；和用于將所述閥芯(15)移動(dòng)到所述開啟位置和關(guān)閉位置的閥芯促動(dòng)裝置(11)。
6.如權(quán)利要求5所述的長管液體灌裝裝置(1)，其特征在于，所述長管液體灌裝裝置 (1)進(jìn)一步包括對(duì)中裝置(10)，該對(duì)中裝置(10)密封連接至所述閥座(13)的、包圍所述 出液口(45)的底部表面，在灌裝狀態(tài)下，所述容器(6)的口部被收容在該對(duì)中裝置(10)內(nèi)并相對(duì)于所述閥座 (13)的、包圍所述出液口(45)的底部表面密封；其中所述注液管(21)的上端穿越所述對(duì)中裝置(10)與所述出液口(45)密封連接， 所述注液管(21)向下穿過所述對(duì)中裝置(10)伸出，使得所述注液管(21)的外周面與所 述對(duì)中裝置(10)之間形成在灌裝狀態(tài)下使所述回氣通道(40d)與容器(6)內(nèi)部連通的間 隙。
7.如權(quán)利要求5或6所述的長管液體灌裝裝置(1)，其特征在于，所述長管液體灌裝 裝置(1)還包括用于控制所述閥芯(15)運(yùn)動(dòng)到所述開啟位置和關(guān)閉位置的控制裝置，所述閥座(13)的中空部分經(jīng)由電磁流量計(jì)(4)與所述物料缸相連，所述電磁流量計(jì) (4)用于測量流入所述中空部分的液體物料(24)的流量，當(dāng)所述電磁流量計(jì)(4)測量到流 入所述中空部分的液體物料(24)的量達(dá)到預(yù)定數(shù)值時(shí)，所述控制裝置控制所述閥芯(15) 運(yùn)動(dòng)到所述關(guān)閉位置。
8.—種將物料缸(22)中的液體物料(24)灌裝到容器(6)中的方法，所述物料缸(22) 內(nèi)容納有液體物料(24)和位于液面之上的背壓氣體，該背壓氣體來自于背壓氣室(7)， 該方法包括以下步驟(a)使背壓氣體從在容器(6)的口部連通容器(6)的氣體通道在背壓作用下僅流入容 器(6)，從而使容器(6)內(nèi)的氣體從與所述氣體通道相獨(dú)立的注液通道排出容器(6)；(b)經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后停止所述氣體排出容器(6)；(C)在容器(6)內(nèi)達(dá)到背壓狀態(tài)下經(jīng)由所述注液通道在距離容器(6)底部的不會(huì)使所 述液體物料(24)析出氣體的高度向容器(6)內(nèi)灌裝液體物料(24)；(d)當(dāng)容器(6)內(nèi)的液體物料(24)達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，停止向容器(6)灌裝液體物料 (24)；(e)使容器(6)內(nèi)的剩余背壓氣體排出容器(6)，從而使容器(6)內(nèi)的氣壓下降至大氣壓。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，步驟(a)中的氣體排出容器(6)和步驟(e)中的剩余背壓氣體排出容器(6)是通過卸 壓進(jìn)行的。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟(C)中向容器(6)內(nèi)灌裝液體物料(24)的操作進(jìn)一步包括快灌裝和慢灌 裝，在液體物料(24)達(dá)到預(yù)定高度前，先以比慢灌裝快的速度進(jìn)行快灌裝一段時(shí)間，再 以比快灌裝慢的速度進(jìn)行慢灌裝一段時(shí)間，直至液體物料(24)到達(dá)預(yù)定高度為止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種長管液體灌裝裝置和用于將物料缸中的液體物料灌裝到容器中的方法。長管液體灌裝裝置包括注液管、液閥、氣流通道和用于連通和斷開氣流通道的氣閥組件。氣流通道包括通過出液口從位于灌裝位置的容器口部指向容器內(nèi)連通容器的回氣通道，與卸壓氣室相連通的卸壓氣流通道，與背壓氣室相連通的背壓氣流通道，和通過出液口從出液口經(jīng)注液管上端指向注液管內(nèi)連通注液管的出液口連通通道。氣閥組件包括可被開啟/關(guān)閉以連通/斷開連通回氣通道與卸壓氣流通道的卸壓閥，可被開啟/關(guān)閉以連通/斷開連通回氣通道與背壓氣流通道的灌裝閥，和可被開啟/關(guān)閉以連通/斷開連通出液口連通通道與卸壓氣流通道的回料閥。
文檔編號(hào)B67C3/28GK102020227SQ200910195560
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者丁萬民, 陳小平, 黃粵寧 申請(qǐng)人:南京樂惠輕工裝備制造有限公司