專利名稱：用于液體包裝設備的填充管的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種填充管，位于一縱向密封的連續的包裝材料筒狀物內，用于液體包裝設 備，尤其是灌裝機上。通過填充管，包裝材料筒狀物內被導入液體填充物，并經橫向封合、 切割，形成獨立的包裝容器。
背景技術：
在灌裝機中，包裝帶材從巻盤上解開，輸送到消毒裝置，通過施加一種化學消毒劑，如 雙氧水，包裝帶材被消毒處理。經消毒后的包裝帶材被強行蒸發和擠壓，表面消毒劑去除。 然后，如圖1所示，包裝帶材在填充管l的軸向上前進，通過成型裝置(未示出)作用，逐漸 形成為橢圓狀或圓柱狀，且在密封裝置(未示出)的作用下，兩縱邊搭接封合，即形成具有 縱封22的包裝材料筒狀物2，而填充管1被包圍在上述包裝材料筒狀物2內。
包裝材料筒狀物2的前端行進到填充管1的開口端的以下位置，被密封裝置(未示出)橫 向封合，形成橫封21。液體或流體狀飲料IO，如果汁、巴氏殺菌的或高溫處理(UHT)的牛 奶、葡萄酒等，如箭頭所示，流入填充管l，并經開口端引入上述包裝材料筒狀物2內。包裝 材料筒狀物2持續前行預設長度后，再次受到密封裝置(未視出)的作用，形成另處的橫封 21，同時裝有飲料10的筒狀物在成型裝置(未視出)的作用下，形成預設形狀，最后被切割 裝置(未視出)切斷，形成獨立的包裝容器20。作為選擇，包裝容器20可通過相應的折疊和 成型裝置，沿著折痕進一步地折疊而形成最終的形狀，即磚形或其他形狀的包裝容器。
在上述包裝容器20的制作中，當包裝材料筒狀物2被成形及密封裝置夾緊時，筒內的液 體10受到阻擋，液面就會上升；新的包裝容器獨立形成，后續包裝材料筒狀物2的繼續下行 ，內部的液體液面下降。在設備的正常工作中，上述循環被連續重復進行，在包裝材料筒狀 物內的液體10的液面也重復上下竄動。我們通常是根據檢測到的上述液面的位置范圍，來調 節控制填充管l的閥門，繼而控制注入填充管l的流量，從而滿足產品填充在不同速度下的要 求。
在包裝設備運行過程中，當包裝材料筒狀物被成形及密封裝置夾緊時，希望有大的壓力 產生(可由加大對回流液體的阻尼產生)，以避免包裝材料筒狀物在形成連續包裝容器20時 產生低壓，產生不利影響，如包裝容器20出現凹坑等缺陷；而在新的包裝容器獨立形成，包 裝材料筒狀物繼續下行時，又希望有足夠大的流量補充(可由減少對回流液體的阻尼產生)
。如何妥善解決回流液體的阻尼，同時滿足上述不同狀況下的要求，至今仍是灌裝設備中的 一難題。
發明內容
本發明的目的是提供一種用在液體包裝設備上的改進的填充管，既能及時有效補充回流 液體，又能產生較大的灌注壓力，從而避免在包裝材料筒狀物內形成低壓，改善包裝容器的 成形。
本發明的技術方案是填充管具有閥體和啟閉件；閥體和啟閉件的中心均在填充管的軸 線上；閥體固定安裝在填充管上，開有孔，液體經該孔流經閥體，并沿填充管軸向流通；啟 閉件串在填充管上，在液體推動下沿填充管的軸向移動；啟閉件和閥體能形成變化的液體流 通通道。
閥體圍繞填充管形成空腔，閥體和填充管間為圓環狀截面。閥體上部開不少于兩個孔， 孔的面積應足夠大，或數量足夠多，以保證閥體上端的液體回流到閥體下端的包裝材料筒狀 物時迅速及時。各孔橫截面之和應是上述圓環狀截面的50 %以上。
閥體的下部為圓筒狀裙部，其內表面具有一段錐面，以便液體經由閥體時，流動變為平 緩。裙部邊緣采用彈性材料，如橡膠或普通塑料、尼龍之類的彈性或半彈性材料。當液體遇 阻回流到閥體時，裙部的外表面徑向向外膨脹與包裝材料筒狀物的內壁形成密封，引起阻流
閥體在填充管上的位置是根據包裝容器的容量和灌注速度來確定的。包裝設備低速運行 或包裝容器容量較小時，閥體在填充管上的位置往下調節；包裝設備高速運行或包裝容器容 量較大時，閥體在填充管上的位置往上調節；閥體的底端始終位于填充管開口上方。 一旦上 述位置確定，閥體便被固定在填充管上。
閥體和啟閉件間的最小間隙，即液體最小流通通道截面積，是通過啟閉件在填充管最上 端的位置來控制的。通過設置限位件，如在閥體上安裝調節螺釘，或在閥體內的填充管上安 裝擋圈來實現上述控制。
同理，閥體和啟閉件間的最大間隙，即液體最大流通通道截面積，是通過啟閉件在填充 管最下端的位置限定來控制的。
在包裝容器的制作中，包裝材料筒狀物在填充管的閥體的外圍持續前行。液體飲料流經 填充管，導入包裝材料筒狀物內。當包裝材料筒狀物被成形及密封裝置夾緊時，筒內的飲料 受到阻擋，液面就會上升。啟閉件受到回流液體的推動，上移直至遇到上端限位件停止。在 上述過程中，閥體和啟閉件間的間隙逐漸縮小，即液體流通通道截面積逐漸縮小，包裝材料
筒狀物下端的壓力逐漸增大，同時一部分液體經閥體回流到閥體上端的包裝材料筒狀物內。 新的包裝容器橫向封合后，包裝材料筒狀物持續前行，飲料的液面下降，液體壓力減小
，啟閉件下落，直到受到下端限位件的阻擋而停止。在上述過程中，進入閥體內或到達閥體
上的液體再迅速流回到閥體的下部，補充到填充管注入的流量，形成新的足夠大的灌注量。 因此，使用本發明填充管的包裝設備，能自動調節灌注量和灌注壓力。另外，使用本發
明填充管的包裝設備，在無需對液體液面上方施加任何高壓力的情況下，即可避免包裝材料
筒狀物內的低壓。
在采用本發明填充管的包裝設備中，液體在填充管的閥體、啟閉件上多次遇阻，其在高 速流動時的沖擊能量被吸收、緩沖。因此，本發明的填充管還能有效的抑止包裝材料筒狀物 內液面高度變化的幅度，有效的抑止液體在包裝材料筒狀物內相對填充管的運動，甚至當其 用在每小時幾萬包的生產率下工作的高速液態食品包裝設備時，在產品水平高度連續波動且 連續兩次包裝物形成過程之間無足夠長的時間段使產品液面依靠重力回落的情況下仍有效地 抑止包裝材料筒狀物內產品液面之變化幅度。
本發明的填充管結構簡單，成本低，安裝和調節方便，且工作可靠。
圖l是一般填充管在液體包裝設備上的示意圖2是使用本發明填充管的包裝設備上的示意圖，為清楚起見，對包裝材料筒狀物進行 了剖開；
圖3是本發明填充管的主視圖4是本發明填充管的另一實施例的剖視圖5是本發明填充管的閥體的立體圖6是本發明填充管的閥體的另一方向立體圖7是本發明填充管的閥體的組裝圖8本發明填充管的啟閉件立體圖9本發明填充管的擋圈立體圖。
具體實施例方式
如圖2、圖3所示，填充管1上安裝有閥體3、啟閉件4、擋圈5。其中閥體3和擋圈5分別通 過螺釘11和螺釘12固定安裝在填充管1上，而啟閉件4可以在液體推動下沿填充管l的軸線做 上下移動。
在包裝容器20的制作中，具有縱封22的包裝材料筒狀物2在填充管1的閥體的外圍持續前
行。液體飲料10如箭頭所示方向，流經填充管l，導入包裝材料筒狀物2內。當包裝材料筒狀 物2被成形及密封裝置夾緊時，筒內的飲料10受到阻擋，液面就會上升，啟閉件4在回流液體 的推動下上移，直至頂緊閥體3的下部，閥體3、啟閉件4和包裝材料筒狀物2形成封閉區域。 封閉區域壓力逐漸增大，包裝材料筒狀物2再次形成橫封21，并經切割形成獨立的包裝容器 。然后，包裝材料筒狀物2的連續的下行使飲料的液面下降，上述封閉區域的壓力減小，啟 閉件4下落，直到受到擋圈5的阻擋，進入閥體3內或到達閥體3上的液體迅速流回到閥體3的 下部，補充注入流量，以做好被成型及密封裝置再一次夾緊的準備。
在上述操作中，如果對填充管l的控制不當，則封閉區域壓力過大，便會導致包裝材料 筒狀物2受到液體的壓潰，穿孔而使液體外漏。
做為上述實施例的進一步改進，在閥體3的上端旋入調節螺絲13。調節螺絲13可在閥體3 上旋轉，沿填充管l的軸向做上下直線移動，并能使下端頂在上移的啟閉件4的一平面上。
閥體3上的調節螺釘13，下調到某一足夠低的位置。啟閉件4被回流液體推動上移到某一 位置時，受到調節螺釘13下端的阻擋，被頂緊，啟閉件4和閥體3下端不再封閉，仍形成流通 通道，從而避免了閥體下端的壓力過高。
另外，啟閉件4和閥體3間的流通通道的大小，直接影響了包裝材料筒狀物2內的壓力需 求。當調節螺釘13下移時，包裝材料筒狀物2內的壓力減小；當調節螺釘13上移時，包裝材 料筒狀物內的壓力加大。因此，具有調節螺釘13的閥體，可適應包裝設備各種運行狀態對包 裝材料筒狀物內壓力的需求。
圖4所示，是用另一擋圈51代替調節螺釘13控制包裝材料筒狀物2內壓力大小的另一實施 例。擋圈51固定安裝在填充管1上，且可在填充管l的軸向上、下調節位置。
如圖5和圖6所示，閥體3具有孔31，裙部32，腔體33，錐面34。閥體3安裝在填充管1上 時，腔體33的內壁和填充管1形成空腔。裙部32呈圓筒狀，其使得閥體下端外壁和包裝材料 筒狀物2的內壁較大面積接觸，從而提高密封程度。
閥體3通過孔31，使得內部腔體33和外部的連通。為增加回流量，流動孔31應足夠大和多。
閥體3的裙部32最好為彈性材料。閥體3可以是如圖7所示，由上部301和下部302兩部分 組成。其中，上部301可以采用金屬材料，如不銹鋼；下部302為非金屬材料，如橡膠、塑料 等。下部302卡在上部301內，兩者固定。當然，上部301也可以卡在下部302內固定。
啟閉件4如圖8所示，具有錐面44、錐面43，其間為圓柱面，以形成一平面41，使得調節 螺釘13的下端能夠頂在該面上。啟閉件裙部42也呈圓柱面，其尺寸應小于閥體3的裙部。為
減小自重和減輕碰撞時的噪音，啟閉件4應為非金屬硬材料。 擋圈5和擋圈51均可以是如圖9所示的圓筒結構。
權利要求
1. 一種用于液體包裝設備的填充管(1)，用于把液體填充物(10) 導入到圍繞其持續前行的縱向密封的包裝材料筒狀物(2)內，其特征在于該填充管(1) 具有閥體(3)和啟閉件(4);閥體(3)和啟閉件(4)的中心均在填充管(1)的軸線上 ;閥體(3)固定安裝在填充管(1)上，開有孔(31)，液體經該孔(31)流經閥體(3) ，并沿填充管(1)軸向流通；啟閉件(4)串在填充管(1)上，在液體推動下沿填充管( 1)的軸向移動；啟閉件(4)和閥體(3)能形成變化的液體流通通道截面積。
2.如權利要求l所述的填充管，其特征在于該填充管(1)具有一 擋圈(5)，固定安裝在啟閉件(4)的下方的填充管上，其中心在填充管(1)的軸線上； 閥體(3)和啟閉件(4)間的最大液體流通通道截面大小，是通過擋圈(5)控制啟閉件( 4)在最下方的位置來實現的。
3.如權利要求2所述的填充管，其特征在于該填充管的閥體(3) 的下部為圓筒狀裙部(32)，內表面具有一段錐面(34);裙部(32)的外表面徑向向外與 包裝材料筒狀物的內壁形成密封。
4.如權利要求3所述的填充管，其特征在于該填充管閥體裙部(32 )邊緣采用彈性材料；當受到液體沖擊時，裙部(32)向外膨脹和包裝材料筒狀物(2)的 內壁密封。
5.如權利要求3所述的填充管，其特征在于該填充管的啟閉件(4 )具有錐面(44、 43)側面；啟閉件具有圓筒狀裙部，其直徑尺寸小于閥體(3)的裙部。
6.如權利要求l所述的填充管，其特征在于該填充管的閥體(3) 圍繞填充管(1)形成空腔，閥體和填充管間為圓環狀截面；閥體(3)上部的孔(31)不少 于兩個，各孔橫截面之和應是上述圓環狀截面的50 %以上。
7.如權利要求l所述的填充管，其特征在于該填充管的啟閉件(4 )被回流液體推動達到最上位置時，頂緊在閥體(3)下部，和閥體(3)形成密封。
8.如權利要求l所述的填充管，其特征在于該填充管的啟閉件(4 )被回流液體推動上移到某一位置時，受到限位件(13、 51)的阻擋，被頂緊，啟閉件(4 )和閥體(3)下部不密封，仍存在一定的流通通道截面積。
9.如權利要求8所述的填充管，其特征在于該填充管的限位件是在 閥體(3)的上部旋入的調節螺絲(13);調節螺絲(13)在閥體3上，能沿填充管(1)的 軸向做上下直線移動調節。
10.如權利要求9所述的填充管，其特征在于該填充管的閥體(3) 在填充管(1)上的位置是根據包裝容器(20)的容量和灌注速度來確定的；包裝設備低速 運行或包裝容器(20)容量較小時，閥體(3)在填充管(1)上的位置往下調節；包裝設備 高速運行或包裝容器(20)容量較大時，閥體在填充管上的位置往上調節； 一旦上述位置確定，閥體便被固定在填充管上。
全文摘要
本發明提供一種用于液體包裝設備的填充管(1)，用于把液體填充物導入到圍繞其持續前行的縱向密封的包裝材料筒狀物(2)內。本發明的填充管(1)具有閥體(3)和啟閉件(4)；閥體(3)和啟閉件(4)的中心均在填充管(1)的軸線上；閥體(3)固定安裝在填充管(1)上，開有孔(31)；液體經該孔流經閥體(3)，并在填充管外和包裝材料筒狀物內，沿填充管(1)軸向流通；啟閉件(4)串在填充管(1)上，在液體推動下沿填充管(1)的軸向移動；啟閉件(4)和閥體(3)能形成變化的液體流通通道截面積。使用本發明填充管的包裝設備，能同時調節灌注回流量和灌注壓力。
文檔編號B65B9/10GK101121448SQ20071020134
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月13日 優先權日2007年8月13日
發明者孫小青 申請人:山東泉林包裝有限公司