用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構的制作方法
用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及給容器灌入灌裝物的灌裝機構（1），優選是用于液體的、膏狀的或粘稠食物的灌入設備中的自由噴射灌裝閥、定量供給單元或活塞式灌裝機，其中，灌裝機構（1）具有灌裝物出口（200）和與灌裝物出口（200）直接接觸的操作件（2、7）用以影響灌裝物從灌裝物出口（200）排出，其中，在操作件（2、7）上設置推出機構（5）用以沿排出方向（A）推出灌裝物殘渣。
【專利說明】用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構，優選是用于灌入粘稠狀、膏狀或液態食物尤其優選用于灌入飲料的活塞式灌裝機、自由噴射灌裝機或定量供給單元。
【背景技術】
[0002]為了灌入灌裝物，尤其是液態、膏狀或者粘度較高的灌裝物，已公開了不同的灌裝機構。例如常常使用所謂的自由噴射灌裝機灌入奶制品和果汁，其中，灌裝物從相應灌裝機構的灌裝物出口在自由情況下(也就是不受可能的導向裝置的影響)流入待灌裝容器。通常通過閥來控制相應灌裝物流過這種自由噴射灌裝機，該閥包括閥錐，閥錐置于與閥錐配套成形的閥座中。通過閥錐抬離閥座開始灌裝過程，通過隨后閥錐下降到閥座又結束灌裝過程。在灌裝期間，灌裝物環繞閥錐流動，從而在灌裝過程完成后，灌裝物也會附著在閥錐下表面，之后可能會不受控地經過灌裝物出口漏流。
[0003]此外已知的是，使用活塞式灌裝機灌入膏狀灌裝物或高粘度灌裝物如番茄醬、糖漿、嬰兒食品、蘋果醬等，在該活塞式灌裝機中通過相應定量供給活塞推出相應灌裝物。活塞式灌裝機通常包括呈排出孔形式的灌裝物出口，排出孔在灌裝循環結束時通過相應連接的柱塞(其通常被設計成氣缸桿)被移動清空。在應用這種柱塞完全清空排出孔時，可能出現灌裝物殘渣附著在柱塞端面上的情況，它們同樣會不受控地漏流。
[0004]將灌裝物灌入容器時，尤其是灌入食物和飲料時，相應灌入裝置的衛生操作是重要的，因而例如阻止灌裝物漏流到要灌裝或者說已完成灌裝的容器上，以防止例如在已灌入容器的外側上或者說相應旋蓋區域內后續形成細菌或霉菌。
[0005]此外，對于在一些封閉過程中后續封閉已完成灌裝的容器而言重要的是，已灌裝容器的開口區域是完全干凈的并且沒有灌裝物。尤其是下述情況:例如將薄膜蓋作為衛生封口粘合在開口邊緣上，就像例如在灌入奶制品或嬰幼兒配方產品領域中常見的那樣。
[0006]根據US7，743，798B2已知一種灌裝噴嘴，其中，在待灌入產品的相應推料開口下方設置網狀物，液體經過該網狀物排出。完成灌裝過程之后，通過輕微回拉灌裝活塞而回吸灌裝物，以便減少漏流并且灌裝液牢固保持在網狀物上。換而言之，嘗試回吸灌裝物來避免漏流。
[0007]根據US7，Oil, 117B1已知一種具有柱塞機構的灌裝閥。
【發明內容】
[0008]從現有技術出發，本發明任務是說明一種用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構，其中，進一步減少不受控的漏流。
[0009]該任務通過具有權利要求1的特征部分的灌裝機構解決。有利改進方式由從屬權利要求得到。
[0010]相應地，建議一種給容器灌入灌裝物的灌裝機構，優選是在用于液體的、膏狀的或粘稠食物的灌入設備中的自由噴射灌裝閥、定量供給單元或活塞式灌裝機，其中，灌裝機構具有灌裝物出口和與灌裝物出口直接接觸的操作件，用以影響灌裝物從灌裝物出口排出。根據本發明，在操作件上設置推出機構，用以沿排出方向推出灌裝物殘渣。
[0011]通過在操作件上提供推出機構(其用于在灌裝結束時，尤其優選在灌裝結束時立刻沿排出方向推出灌裝物殘渣)可以相應受控地沿排出方向推出還附著在操作件上(即，例如附著在活塞式灌裝機的柱塞或灌裝閥的閥錐上)的灌裝物。相應地，還附著在操作件上的灌裝物殘渣，在灌裝過程結束之后直接被推入要灌裝的容器，從而可以有效降低產生漏流的趨勢，或者甚至可以完全避免漏流。
[0012]此處，“沿排出方向推出”不僅可以理解為沿灌裝機構軸線的方向推出灌裝物殘渣，而且一般可以理解為朝向要灌裝或者說已灌裝容器的方向推出灌裝物殘渣。
[0013]按照所述方式實現了，在原本的灌裝過程結束之后(S卩，例如在封閉灌裝機構的灌裝閥關閉之后)可以相應推出還附著在操作件上的灌裝物殘渣。按照有利方式，這恰好在灌裝物流的尾端離開灌裝機構的時刻實施。
[0014]此外，例如在定量供給單元或活塞式灌裝機的情況下可以實現在利用柱塞從相應排出孔推出灌裝物之后，借助于推出機構同樣可以沿排出方向推出也許還附著在柱塞端面上的灌裝物殘渣，從而可以將灌裝物殘渣裝入已灌裝容器，以這種方式可以阻止漏流。
[0015]在此，利用推出機構優選如此實施這種推出，S卩，不會出現噴濺并且利用推出機構沿排出方向推出的灌裝物殘渣也不會污染已灌裝的容器。這優選可以通過對稱實施推出機構或者說相應施加的推出力來獲得。
[0016]在一個優選實施例中，操作件是灌裝閥的閥錐，灌裝閥優選容納在相應配套成形的閥座中。
[0017]在另一優選實施例中，操作件是定量供給單元的柱塞，其中，推出機構優選設置在柱塞的、沿排出方向取向的端面上。
[0018]推出機構優選包括透氣薄膜，用以施加指向排出方向的氣流。尤其優選，為此設置自身布置在操作件中的氣體導向部，用以向薄膜施加氣流并使氣流沿排出方向穿過薄膜。透氣薄膜尤其優選如此配置，即，其雖然是透氣的，然而其針對灌裝物自身是不能穿透的，而且優選是液體不能穿透的，尤其優選的是水不能穿透的。例如可以將PTFE材料用作為薄膜材料，這種材料得到雖然透氣但是液體卻不能穿透的薄膜。
[0019]氣流優選如此形成，S卩，在相應灌入過程將近結束，例如閥錐完全下降到相應閥座中以結束灌裝物流之后，或者當柱塞端面到達下止點時在柱塞完全向如移入活塞式灌裝機或定量供給系統的推料孔之后，施加相應的氣流，從而通過氣流吹掉或者說推掉還附著在閥錐或者說柱塞上的灌裝物殘渣。
[0020]為了獲得盡量均勻的推出，優選在氣流中在薄膜之前設置相應擴散器或流體矯直器，以使經過整個薄膜表面離開的氣流被盡量均勻化。以這種方式可以如此實現均勻推出灌裝物殘渣，即，減少或者完全避免灌裝物殘渣的噴濺。
[0021]篩網、篩網套件、多孔灌裝件或矯直器例如可以用作為透氣薄膜之前的用于氣流的擴散器或者說流體矯直器。
[0022]當包括施加沿排出方向取向的氣流的透氣薄膜的相應推出機構用于具有柱塞的定量供給單元時，柱塞桿優選是空心的。柱塞桿的這種空心實施方式原本與這種柱塞桿的現有技術已知的常見實施方式存在矛盾，這是因為傳統的柱塞桿需要封閉的端面來執行其功能。然而通過空心柱塞可以給透氣薄膜供給氣流。
[0023]尤其優選的是，當應用包括透氣薄膜的推出機構時，利用滅菌氣體并且尤其優選利用惰性氣體形成相應氣流，從而通過相應氣流同時可以如此給已灌裝容器的頭部空間充氣，使得惰性氣體進入頭部區域并相應地排擠出含氧氣體，以改善容器中灌裝物的保質期。以這種方式通過相應對頭部空間充氣，可以實現灌裝物不會與氧氣發生反應并且相應保持其原有的特性。優選將氮氣、二氧化碳、氬氣等用作為惰性氣體，其可以用于吹掃已灌裝容器的頭部空間。
[0024]在另一優選實施方式中，推出機構包括振動機構，用以振動能夠與灌裝物接觸的操作件區域。相應地，在灌裝過程結束之后，尤其是在柱塞桿已到達其下止點或者閥錐已裝入相應閥座之后，就可以通過給操作件的相應接觸區域施加相應振動而沿排出方向推出也許存在的灌裝物殘渣。
[0025]在另一優選實施方式中，推出機構包括能夠沿排出方向擴張的薄膜，其優選可通過施加壓力來擴張，或者能夠通過可相應驅動的機械擴張件來擴張。尤其優選的是，薄膜被預張緊至未擴張的原始位置，從而當例如在壓力或者說機械擴張件作用下，薄膜被復位至原始位置。
[0026]通過應用相應可沿排出方向擴張的薄膜同樣可以通過相應突然擴張可擴張的薄膜而如此沿排出方向推出附著在操作件例如閥錐體或柱塞端面上的灌裝物殘渣，以使在灌裝過程結束之后，相應灌裝物殘渣同樣被裝入已灌裝容器并且可以避免后續的漏流。
[0027]因而按照有利方式，空心柱塞桿或空心閥桿充當推出機構的操作裝置的容座。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]通過附圖的如下說明進一步闡述本發明其他優選實施方式和方面。圖中:
[0029]圖1是傳統的活塞式灌裝機，其具有定量供給活塞和柱塞；
[0030]圖2是根據本發明第一實施例的活塞式灌裝機的柱塞的示意圖；
[0031]圖3是按照第二實施例的活塞式灌裝機的柱塞；
[0032]圖4是根據本發明一個實施例的、帶閥錐的灌裝閥；
[0033]圖5是帶振動機構的柱塞端面的示意性結構；以及
[0034]圖6是帶可擴張薄膜的閥錐的示意性透視圖。
[0035]附圖標記列表如下:1灌裝機構，2操作件，20排出孔，22滾子，24柱塞桿的端面，26柱塞桿，28氣體導向部，200灌裝物出口，3定量供給活塞，30滾子，32定量供給缸，4控制閥，5推出機構，50透氣薄膜，52振動機構，54附接件，56可擴張薄膜，58機械擴張件，6流體矯直器，7操作件，70閥座，72閥錐，74閥桿，76氣體導向部，A排出方向。
【具體實施方式】
[0036]以下結合【專利附圖】
【附圖說明】優選實施例。在這里，不同附圖中的相同、相似或作用相同的零部件用相同的附圖標記來標示，并且在以下說明中有時放棄了對該零部件的重復說明，以免冗長。
[0037]圖1示意性示出灌裝機構I的剖面圖，灌裝機構I呈具有定量供給活塞3的傳統活塞式灌裝機的形式，其通過相應地降下定量供給活塞3，從而把有待定量供給的、例如膏狀或具有高粘度的灌裝物經過排出孔20輸送到灌裝物出口 200。這樣，灌裝物相應經過灌裝物出口 200沿排出方向A送出。
[0038]呈柱塞桿26形式的操作件2用于在灌裝過程完成之后推出灌裝物殘渣，該操作件2以可在排出孔20中移動的方式設置。相應地，在通過定量供給活塞3下降所執行的原本的定量供給過程之后，還處于排出孔20中的灌裝物通過柱塞桿26的下降沿排出方向A被排出。然而，在此往往會在柱塞桿26的端面24上留下灌裝物殘渣，其附著在柱塞桿26的端面24上。如果附著在柱塞2的端面24上的灌裝物殘渣在灌裝過程結束后落下，相應可能會不受監控地出現漏流。
[0039]在所示實施例中，通過滾子30機械式操作定量供給活塞3，滾子30在未示出的強制曲線上導向移動。在所示實施例中，柱塞桿26同樣通過機械強制導向移動的滾子22來控制。此外設置控制閥4，控制閥4被設置用于在定量供給活塞3完全下降之后，將灌裝物再次輸入給定量供給活塞3。在控制閥4的相應閥位置處，通過隨后提升定量供給活塞3，灌裝物又被吸入定量供給缸32。隨后閥4又切換至排出方向，從而可以重新執行灌入過程，尤其是位于定量供給缸32中的灌裝物可以通過定量供給活塞3的下降再次通過排出孔20被排出并被送入待灌裝的容器。
[0040]圖2示意性示出根據本發明優選實施例所述的具有柱塞桿26的柱塞2，其中，柱塞2在柱塞桿26的端面24上具有推出機構5，利用推出機構可以將附著的灌裝物殘渣沿排出方向A推出。
[0041]推出機構5呈透氣薄膜50形式，其在此僅示意性示出。柱塞2或者說柱塞桿26是空心的并且具有氣體導向部28，處于壓力下的氣體經由氣體導向部28被施加到透氣薄膜50上。由于通過氣體導向部28提供氣體，使得氣流沿排出方向A施加到推出機構5。氣流穿過薄膜50，進而沿排出方向A從薄膜50出發提供氣流。通過該氣流將附著在端面24上尤其是在柱塞2的薄膜50上的灌裝物殘渣沿排出方向A從薄膜上推掉。由于氣流可以在任意時間點施加到薄膜50上，所以附著在柱塞2的端面24上的灌裝物殘渣也可以受監控地在預定和/或受控時間點被推掉。
[0042]尤其優選的是，恰好在灌裝過程完全結束、柱塞2處于其下止點并且被灌裝的容器仍然位于灌裝物出口 200下方之時，準確地施加相應氣流。以這種方式可以將附著在呈柱塞桿26形式的操作件上的灌裝物推入位于其下方的被灌裝容器。這樣可以確保灌裝物不會不受監控地漏流，或者說以這種方式可以明顯減少漏流趨勢，這是因為附著在柱塞上的灌裝物殘渣已相應被推出。
[0043]這樣也可以實現既不會污染要灌裝或者說已灌裝容器的外側，也不會污染相應出口區域，從而可以可靠執行后續的封閉。這樣可以阻止在容器外側或者在容器出口區域內形成細菌或者說霉菌。此外例如還可以在出口邊緣上可靠施加薄膜封口。
[0044]穿過柱塞2尤其是空心柱塞桿26的氣體導向部28的氣體尤其優選是惰性氣體，其同時可以用于吹掃被灌裝容器的頭部空間。在此，例如氮氣、二氧化碳或氬氣適于作為待用氣體。
[0045]雖然薄膜50尤其優選是透氣的，然而真正的灌裝物本身是不能透過該薄膜的。柱塞2在向下運動到將近灌入過程結束時相應可以順利從排出孔20推出灌裝物，而且灌裝物不會穿過薄膜50進入后方的空心空間，尤其是柱塞2的氣體導向部28。這種透氣的、然而對灌裝物(例如高粘性的液體)而言是不能穿透的薄膜例如可以由PTFE制成。
[0046]為了避免突兀或者說非對稱地推出灌裝物殘渣，或者說至少減輕這種非對稱推出的趨勢，在圖3所示實施例中在薄膜50前設置相應的擴散器或者說流體矯直器6，借此可以使通過氣體導向部28提供的氣流均勻分布。應用擴散器或者說流體矯直器6的目的在于:如此提供穿過透氣薄膜50的氣流的流體橫截面，即，均勻或幾乎均勻的氣流大體上通過透氣薄膜50的整個表面從薄膜50沿排出方向A離開。以這種方式可以阻止不對稱地推出灌裝物殘渣。相應可以實現將灌裝物殘渣大致有針對性地沿排出方向A推出，以防止要灌裝容器的出口區域或者要灌裝容器的外側被污染。
[0047]換而言之，所建議的推出機構不會如現有技術已知那樣，通過抑制或抽吸灌裝物殘渣來阻止漏流，而是正好相反，實現了積極且受控地推出灌裝物殘渣。
[0048]圖4示出呈自由噴射灌裝機的灌裝閥形式的另一灌裝機構I。操作件7呈閥錐72形式，其按照已知方式容納在閥座70中。閥錐72相應具有與閥座70配套的形狀。在灌入過程開始時，閥錐72相應從閥座70如此抬離，以使灌裝物可以到達灌裝物出口 200，并且可以經過灌裝物出口 200相應沿排出方向A排出。在閥座70和閥錐72之間得到環形通道，灌裝物流過該環形通道。
[0049]在灌裝過程結束時，閥錐72又如此下降，以使其緊貼閥座70并且封閉灌裝物的通道。例如根據圖4立刻看到，在原本的灌入過程完成之后，閥錐72的下部分透過灌裝物出口 200暴露出來。因而附著在閥錐72的該下方區域的灌裝物殘渣可以經過灌裝物出口 200不受控地漏流。
[0050]相應地在閥錐72上設置推出機構5，其中提供呈薄膜50形式的推出機構5，其差不多具有根據圖2和圖3的薄膜50的特性。閥錐72的下部分由薄膜50構成，其用于沿排出方向A推掉灌裝物殘渣。
[0051]為了實現沿排出方向A推出灌裝物殘渣，構造了具有氣體導向部76的閥桿74，處于壓力下的氣體穿過氣體導向部76可以如此施加到薄膜50上，即,氣體穿過薄膜50。這樣利用穿過薄膜50的氣流將附著的灌裝物殘渣沿排出方向A推出。
[0052]相應的灌裝過程如此進行，即，首先閥錐72從閥座70抬起，從而灌裝物可以沿排出方向A經過灌裝物出口 200流入要灌裝的容器。灌裝過程完成之后，閥錐72相應又下降到閥座70上，從而中斷灌裝物流。
[0053]這樣，在閥錐72完全下降到閥座70中之后，氣體沿氣體導向部76穿過薄膜50，其將也許附著在薄膜50上的灌裝物殘渣推入位于下方的、已灌裝的容器。
[0054]以這種方式又實現給灌裝物殘渣的滴落和推出提供可靠、積極的支持。因而可以減少或者說完全避免污染容器外側以及出口區域。
[0055]圖5示出替代前述實施例的、氣流穿過的透氣薄膜50的推出機構5。在圖5中，該推出機構5包括振動機構52,其用于沿排出方向A推掉灌裝物殘洛。振動機構52被設計成振動馬達，其例如設置在柱塞2的端面24的區域中。振動機構52在此作用于附接件54，附接件54構成柱塞2的原本有效的端面24。
[0056]在圖5所示的實施例中，柱塞2在其端面24或者說其下端部上如此構成，即，其設有相應的振動裝置52。通過振動機構52可以使得附接件54相應振動并且將附著在附接件54上的灌裝物殘渣沿排出方向A推出。振動裝置也許需要的電導線可以設置在空心柱塞桿之內。
[0057]到達活塞式灌裝機的柱塞2的下止點之后，在推出灌裝物殘渣之后相應操作振動機構52，從而將也許附著在附接件54上的灌裝物殘渣，尤其是附著在端面24中的灌裝物殘渣通過振動沿排出方向A推出。
[0058]在圖6示意性示出的另一實施例中，在活塞式灌裝機的柱塞端面上或者說在自由噴射灌裝機的閥錐的閥狀封閉區域上設置可擴張的薄膜56，其充當推出機構5。薄膜56或者可以通過施加氣體壓力，或者通過作用于機械擴張件58沿排出方向A擴張。擴張件58在此設置在空心柱塞桿中。同樣，用于施加氣體壓力的氣體在空心柱塞桿之內移動。
[0059]當沿排出方向A執行這種擴張(優選突然發生的擴張)時，也許還附著在薄膜56上的灌裝物殘渣沿排出方向A得到沖量并被相應推出。如果要向可擴張的薄膜56施加氣體，那么薄膜56優選是氣性密封的，從而該薄膜相應是可擴張的。
[0060]在此，薄膜56優選在原始位置(即，非擴張位置)處預張緊。相應地，在完成施加氣體壓力或者說機械能量之后，薄膜56利用機械擴張件58又返回初始位置，以便在下一次灌裝循環之后再次可以完全投入使用。
[0061]只要適用，在多個實施例中描述的所有單獨特征就可以相互組合和/或互換，而這沒有離開本發明的范圍。
【權利要求】
1.一種用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構(I )，優選是在用于液態、膏狀或粘稠狀食物的灌入設備中的自由噴射灌裝閥、定量供給單元或活塞式灌裝機，其中，所述灌裝機構(O具有灌裝物出口(200)和與所述灌裝物出口(200)直接接觸的操作件(2、7)用以影響灌裝物從所述灌裝物出口(200)的排出， 其特征在于， 在所述操作件(2、7)上設有推出機構(5)，用以沿排出方向(A)推出灌裝物殘渣。
2.根據權利要求1所述的灌裝機構(1)，其特征在于，所述操作件是灌裝閥的閥錐(72)。
3.根據權利要求1所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述操作件是定量供給單元和/或活塞式灌裝機的柱塞桿(26 )。
4.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述推出機構(5)包括透氣薄膜(50)，用以施加指向所述排出方向(A)的氣流。
5.根據權利要求4所述的灌裝機構(1)，其特征在于，在所述操作件(2、7)中設置氣體供給管路(28、76 )，所述氣體供給管路向所述透氣薄膜(50 )供給氣體。
6.根據權利要求4或5所述的灌裝機構(I)，其特征在于，在所述透氣薄膜(50)上游設置擴散器和/或流體矯直器(6)，以使穿過所述薄膜(50)的氣流被均勻化，所述擴散器和/或流體矯直器優選呈篩網、篩網套件和/或多孔灌裝件形式。
7.根據權利要求4、5或6所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述透氣薄膜(50)對灌裝物而言是不能穿透的，優選是液體不能穿透的，尤其優選的是水不能穿透的，尤其優選包括PTFE。
8.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(1)，其特征在于，呈柱塞桿(26)形式的操作件大致是空心的，優選用于構成氣體導向部(28)。
9.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述推出機構(5)包括振動機構(52)，以使所述操作件(2)的能夠與灌裝物接觸的區域(54、24)發生振動。
10.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述推出機構(5)包括能夠沿所述排出方向(A)擴張的薄膜(56)，以便通過所述薄膜(56)的擴張而給灌裝物殘渣施加沿所述排出方向(A)的沖量。
11.根據權利要求10所述的灌裝機構(1)，其特征在于用于擴張薄膜的機構，優選通過給所述能夠擴張的薄膜(56)施加氣體壓力來擴張薄膜，或者借助于機械擴張件(58)操作所述能夠擴張的薄膜(56)來擴張薄膜。
12.根據權利要求10或11所述的灌裝機構(1)，其特征在于，所述薄膜(56)被預張緊至原始位置，優選被預張緊至未擴張的位置。
13.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(1)，其特征在于，通過所述操作件(2、7)能夠用掃氣優選用惰性氣體吹掃待灌裝或者已灌裝容器的頭部空間。
【文檔編號】B67C3/26GK103848382SQ201310625988
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2012年11月28日
【發明者】斯蒂芬·科勒, 托馬斯·阿曼 申請人:克羅內斯股份公司
【專利摘要】本發明涉及給容器灌入灌裝物的灌裝機構（1），優選是用于液體的、膏狀的或粘稠食物的灌入設備中的自由噴射灌裝閥、定量供給單元或活塞式灌裝機，其中，灌裝機構（1）具有灌裝物出口（200）和與灌裝物出口（200）直接接觸的操作件（2、7）用以影響灌裝物從灌裝物出口（200）排出，其中，在操作件（2、7）上設置推出機構（5）用以沿排出方向（A）推出灌裝物殘渣。
【專利說明】用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構，優選是用于灌入粘稠狀、膏狀或液態食物尤其優選用于灌入飲料的活塞式灌裝機、自由噴射灌裝機或定量供給單元。
【背景技術】
[0002]為了灌入灌裝物，尤其是液態、膏狀或者粘度較高的灌裝物，已公開了不同的灌裝機構。例如常常使用所謂的自由噴射灌裝機灌入奶制品和果汁，其中，灌裝物從相應灌裝機構的灌裝物出口在自由情況下(也就是不受可能的導向裝置的影響)流入待灌裝容器。通常通過閥來控制相應灌裝物流過這種自由噴射灌裝機，該閥包括閥錐，閥錐置于與閥錐配套成形的閥座中。通過閥錐抬離閥座開始灌裝過程，通過隨后閥錐下降到閥座又結束灌裝過程。在灌裝期間，灌裝物環繞閥錐流動，從而在灌裝過程完成后，灌裝物也會附著在閥錐下表面，之后可能會不受控地經過灌裝物出口漏流。
[0003]此外已知的是，使用活塞式灌裝機灌入膏狀灌裝物或高粘度灌裝物如番茄醬、糖漿、嬰兒食品、蘋果醬等，在該活塞式灌裝機中通過相應定量供給活塞推出相應灌裝物。活塞式灌裝機通常包括呈排出孔形式的灌裝物出口，排出孔在灌裝循環結束時通過相應連接的柱塞(其通常被設計成氣缸桿)被移動清空。在應用這種柱塞完全清空排出孔時，可能出現灌裝物殘渣附著在柱塞端面上的情況，它們同樣會不受控地漏流。
[0004]將灌裝物灌入容器時，尤其是灌入食物和飲料時，相應灌入裝置的衛生操作是重要的，因而例如阻止灌裝物漏流到要灌裝或者說已完成灌裝的容器上，以防止例如在已灌入容器的外側上或者說相應旋蓋區域內后續形成細菌或霉菌。
[0005]此外，對于在一些封閉過程中后續封閉已完成灌裝的容器而言重要的是，已灌裝容器的開口區域是完全干凈的并且沒有灌裝物。尤其是下述情況:例如將薄膜蓋作為衛生封口粘合在開口邊緣上，就像例如在灌入奶制品或嬰幼兒配方產品領域中常見的那樣。
[0006]根據US7，743，798B2已知一種灌裝噴嘴，其中，在待灌入產品的相應推料開口下方設置網狀物，液體經過該網狀物排出。完成灌裝過程之后，通過輕微回拉灌裝活塞而回吸灌裝物，以便減少漏流并且灌裝液牢固保持在網狀物上。換而言之，嘗試回吸灌裝物來避免漏流。
[0007]根據US7，Oil, 117B1已知一種具有柱塞機構的灌裝閥。
【發明內容】
[0008]從現有技術出發，本發明任務是說明一種用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構，其中，進一步減少不受控的漏流。
[0009]該任務通過具有權利要求1的特征部分的灌裝機構解決。有利改進方式由從屬權利要求得到。
[0010]相應地，建議一種給容器灌入灌裝物的灌裝機構，優選是在用于液體的、膏狀的或粘稠食物的灌入設備中的自由噴射灌裝閥、定量供給單元或活塞式灌裝機，其中，灌裝機構具有灌裝物出口和與灌裝物出口直接接觸的操作件，用以影響灌裝物從灌裝物出口排出。根據本發明，在操作件上設置推出機構，用以沿排出方向推出灌裝物殘渣。
[0011]通過在操作件上提供推出機構(其用于在灌裝結束時，尤其優選在灌裝結束時立刻沿排出方向推出灌裝物殘渣)可以相應受控地沿排出方向推出還附著在操作件上(即，例如附著在活塞式灌裝機的柱塞或灌裝閥的閥錐上)的灌裝物。相應地，還附著在操作件上的灌裝物殘渣，在灌裝過程結束之后直接被推入要灌裝的容器，從而可以有效降低產生漏流的趨勢，或者甚至可以完全避免漏流。
[0012]此處，“沿排出方向推出”不僅可以理解為沿灌裝機構軸線的方向推出灌裝物殘渣，而且一般可以理解為朝向要灌裝或者說已灌裝容器的方向推出灌裝物殘渣。
[0013]按照所述方式實現了，在原本的灌裝過程結束之后(S卩，例如在封閉灌裝機構的灌裝閥關閉之后)可以相應推出還附著在操作件上的灌裝物殘渣。按照有利方式，這恰好在灌裝物流的尾端離開灌裝機構的時刻實施。
[0014]此外，例如在定量供給單元或活塞式灌裝機的情況下可以實現在利用柱塞從相應排出孔推出灌裝物之后，借助于推出機構同樣可以沿排出方向推出也許還附著在柱塞端面上的灌裝物殘渣，從而可以將灌裝物殘渣裝入已灌裝容器，以這種方式可以阻止漏流。
[0015]在此，利用推出機構優選如此實施這種推出，S卩，不會出現噴濺并且利用推出機構沿排出方向推出的灌裝物殘渣也不會污染已灌裝的容器。這優選可以通過對稱實施推出機構或者說相應施加的推出力來獲得。
[0016]在一個優選實施例中，操作件是灌裝閥的閥錐，灌裝閥優選容納在相應配套成形的閥座中。
[0017]在另一優選實施例中，操作件是定量供給單元的柱塞，其中，推出機構優選設置在柱塞的、沿排出方向取向的端面上。
[0018]推出機構優選包括透氣薄膜，用以施加指向排出方向的氣流。尤其優選，為此設置自身布置在操作件中的氣體導向部，用以向薄膜施加氣流并使氣流沿排出方向穿過薄膜。透氣薄膜尤其優選如此配置，即，其雖然是透氣的，然而其針對灌裝物自身是不能穿透的，而且優選是液體不能穿透的，尤其優選的是水不能穿透的。例如可以將PTFE材料用作為薄膜材料，這種材料得到雖然透氣但是液體卻不能穿透的薄膜。
[0019]氣流優選如此形成，S卩，在相應灌入過程將近結束，例如閥錐完全下降到相應閥座中以結束灌裝物流之后，或者當柱塞端面到達下止點時在柱塞完全向如移入活塞式灌裝機或定量供給系統的推料孔之后，施加相應的氣流，從而通過氣流吹掉或者說推掉還附著在閥錐或者說柱塞上的灌裝物殘渣。
[0020]為了獲得盡量均勻的推出，優選在氣流中在薄膜之前設置相應擴散器或流體矯直器，以使經過整個薄膜表面離開的氣流被盡量均勻化。以這種方式可以如此實現均勻推出灌裝物殘渣，即，減少或者完全避免灌裝物殘渣的噴濺。
[0021]篩網、篩網套件、多孔灌裝件或矯直器例如可以用作為透氣薄膜之前的用于氣流的擴散器或者說流體矯直器。
[0022]當包括施加沿排出方向取向的氣流的透氣薄膜的相應推出機構用于具有柱塞的定量供給單元時，柱塞桿優選是空心的。柱塞桿的這種空心實施方式原本與這種柱塞桿的現有技術已知的常見實施方式存在矛盾，這是因為傳統的柱塞桿需要封閉的端面來執行其功能。然而通過空心柱塞可以給透氣薄膜供給氣流。
[0023]尤其優選的是，當應用包括透氣薄膜的推出機構時，利用滅菌氣體并且尤其優選利用惰性氣體形成相應氣流，從而通過相應氣流同時可以如此給已灌裝容器的頭部空間充氣，使得惰性氣體進入頭部區域并相應地排擠出含氧氣體，以改善容器中灌裝物的保質期。以這種方式通過相應對頭部空間充氣，可以實現灌裝物不會與氧氣發生反應并且相應保持其原有的特性。優選將氮氣、二氧化碳、氬氣等用作為惰性氣體，其可以用于吹掃已灌裝容器的頭部空間。
[0024]在另一優選實施方式中，推出機構包括振動機構，用以振動能夠與灌裝物接觸的操作件區域。相應地，在灌裝過程結束之后，尤其是在柱塞桿已到達其下止點或者閥錐已裝入相應閥座之后，就可以通過給操作件的相應接觸區域施加相應振動而沿排出方向推出也許存在的灌裝物殘渣。
[0025]在另一優選實施方式中，推出機構包括能夠沿排出方向擴張的薄膜，其優選可通過施加壓力來擴張，或者能夠通過可相應驅動的機械擴張件來擴張。尤其優選的是，薄膜被預張緊至未擴張的原始位置，從而當例如在壓力或者說機械擴張件作用下，薄膜被復位至原始位置。
[0026]通過應用相應可沿排出方向擴張的薄膜同樣可以通過相應突然擴張可擴張的薄膜而如此沿排出方向推出附著在操作件例如閥錐體或柱塞端面上的灌裝物殘渣，以使在灌裝過程結束之后，相應灌裝物殘渣同樣被裝入已灌裝容器并且可以避免后續的漏流。
[0027]因而按照有利方式，空心柱塞桿或空心閥桿充當推出機構的操作裝置的容座。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]通過附圖的如下說明進一步闡述本發明其他優選實施方式和方面。圖中:
[0029]圖1是傳統的活塞式灌裝機，其具有定量供給活塞和柱塞；
[0030]圖2是根據本發明第一實施例的活塞式灌裝機的柱塞的示意圖；
[0031]圖3是按照第二實施例的活塞式灌裝機的柱塞；
[0032]圖4是根據本發明一個實施例的、帶閥錐的灌裝閥；
[0033]圖5是帶振動機構的柱塞端面的示意性結構；以及
[0034]圖6是帶可擴張薄膜的閥錐的示意性透視圖。
[0035]附圖標記列表如下:1灌裝機構，2操作件，20排出孔，22滾子，24柱塞桿的端面，26柱塞桿，28氣體導向部，200灌裝物出口，3定量供給活塞，30滾子，32定量供給缸，4控制閥，5推出機構，50透氣薄膜，52振動機構，54附接件，56可擴張薄膜，58機械擴張件，6流體矯直器，7操作件，70閥座，72閥錐，74閥桿，76氣體導向部，A排出方向。
【具體實施方式】
[0036]以下結合【專利附圖】
【附圖說明】優選實施例。在這里，不同附圖中的相同、相似或作用相同的零部件用相同的附圖標記來標示，并且在以下說明中有時放棄了對該零部件的重復說明，以免冗長。
[0037]圖1示意性示出灌裝機構I的剖面圖，灌裝機構I呈具有定量供給活塞3的傳統活塞式灌裝機的形式，其通過相應地降下定量供給活塞3，從而把有待定量供給的、例如膏狀或具有高粘度的灌裝物經過排出孔20輸送到灌裝物出口 200。這樣，灌裝物相應經過灌裝物出口 200沿排出方向A送出。
[0038]呈柱塞桿26形式的操作件2用于在灌裝過程完成之后推出灌裝物殘渣，該操作件2以可在排出孔20中移動的方式設置。相應地，在通過定量供給活塞3下降所執行的原本的定量供給過程之后，還處于排出孔20中的灌裝物通過柱塞桿26的下降沿排出方向A被排出。然而，在此往往會在柱塞桿26的端面24上留下灌裝物殘渣，其附著在柱塞桿26的端面24上。如果附著在柱塞2的端面24上的灌裝物殘渣在灌裝過程結束后落下，相應可能會不受監控地出現漏流。
[0039]在所示實施例中，通過滾子30機械式操作定量供給活塞3，滾子30在未示出的強制曲線上導向移動。在所示實施例中，柱塞桿26同樣通過機械強制導向移動的滾子22來控制。此外設置控制閥4，控制閥4被設置用于在定量供給活塞3完全下降之后，將灌裝物再次輸入給定量供給活塞3。在控制閥4的相應閥位置處，通過隨后提升定量供給活塞3，灌裝物又被吸入定量供給缸32。隨后閥4又切換至排出方向，從而可以重新執行灌入過程，尤其是位于定量供給缸32中的灌裝物可以通過定量供給活塞3的下降再次通過排出孔20被排出并被送入待灌裝的容器。
[0040]圖2示意性示出根據本發明優選實施例所述的具有柱塞桿26的柱塞2，其中，柱塞2在柱塞桿26的端面24上具有推出機構5，利用推出機構可以將附著的灌裝物殘渣沿排出方向A推出。
[0041]推出機構5呈透氣薄膜50形式，其在此僅示意性示出。柱塞2或者說柱塞桿26是空心的并且具有氣體導向部28，處于壓力下的氣體經由氣體導向部28被施加到透氣薄膜50上。由于通過氣體導向部28提供氣體，使得氣流沿排出方向A施加到推出機構5。氣流穿過薄膜50，進而沿排出方向A從薄膜50出發提供氣流。通過該氣流將附著在端面24上尤其是在柱塞2的薄膜50上的灌裝物殘渣沿排出方向A從薄膜上推掉。由于氣流可以在任意時間點施加到薄膜50上，所以附著在柱塞2的端面24上的灌裝物殘渣也可以受監控地在預定和/或受控時間點被推掉。
[0042]尤其優選的是，恰好在灌裝過程完全結束、柱塞2處于其下止點并且被灌裝的容器仍然位于灌裝物出口 200下方之時，準確地施加相應氣流。以這種方式可以將附著在呈柱塞桿26形式的操作件上的灌裝物推入位于其下方的被灌裝容器。這樣可以確保灌裝物不會不受監控地漏流，或者說以這種方式可以明顯減少漏流趨勢，這是因為附著在柱塞上的灌裝物殘渣已相應被推出。
[0043]這樣也可以實現既不會污染要灌裝或者說已灌裝容器的外側，也不會污染相應出口區域，從而可以可靠執行后續的封閉。這樣可以阻止在容器外側或者在容器出口區域內形成細菌或者說霉菌。此外例如還可以在出口邊緣上可靠施加薄膜封口。
[0044]穿過柱塞2尤其是空心柱塞桿26的氣體導向部28的氣體尤其優選是惰性氣體，其同時可以用于吹掃被灌裝容器的頭部空間。在此，例如氮氣、二氧化碳或氬氣適于作為待用氣體。
[0045]雖然薄膜50尤其優選是透氣的，然而真正的灌裝物本身是不能透過該薄膜的。柱塞2在向下運動到將近灌入過程結束時相應可以順利從排出孔20推出灌裝物，而且灌裝物不會穿過薄膜50進入后方的空心空間，尤其是柱塞2的氣體導向部28。這種透氣的、然而對灌裝物(例如高粘性的液體)而言是不能穿透的薄膜例如可以由PTFE制成。
[0046]為了避免突兀或者說非對稱地推出灌裝物殘渣，或者說至少減輕這種非對稱推出的趨勢，在圖3所示實施例中在薄膜50前設置相應的擴散器或者說流體矯直器6，借此可以使通過氣體導向部28提供的氣流均勻分布。應用擴散器或者說流體矯直器6的目的在于:如此提供穿過透氣薄膜50的氣流的流體橫截面，即，均勻或幾乎均勻的氣流大體上通過透氣薄膜50的整個表面從薄膜50沿排出方向A離開。以這種方式可以阻止不對稱地推出灌裝物殘渣。相應可以實現將灌裝物殘渣大致有針對性地沿排出方向A推出，以防止要灌裝容器的出口區域或者要灌裝容器的外側被污染。
[0047]換而言之，所建議的推出機構不會如現有技術已知那樣，通過抑制或抽吸灌裝物殘渣來阻止漏流，而是正好相反，實現了積極且受控地推出灌裝物殘渣。
[0048]圖4示出呈自由噴射灌裝機的灌裝閥形式的另一灌裝機構I。操作件7呈閥錐72形式，其按照已知方式容納在閥座70中。閥錐72相應具有與閥座70配套的形狀。在灌入過程開始時，閥錐72相應從閥座70如此抬離，以使灌裝物可以到達灌裝物出口 200，并且可以經過灌裝物出口 200相應沿排出方向A排出。在閥座70和閥錐72之間得到環形通道，灌裝物流過該環形通道。
[0049]在灌裝過程結束時，閥錐72又如此下降，以使其緊貼閥座70并且封閉灌裝物的通道。例如根據圖4立刻看到，在原本的灌入過程完成之后，閥錐72的下部分透過灌裝物出口 200暴露出來。因而附著在閥錐72的該下方區域的灌裝物殘渣可以經過灌裝物出口 200不受控地漏流。
[0050]相應地在閥錐72上設置推出機構5，其中提供呈薄膜50形式的推出機構5，其差不多具有根據圖2和圖3的薄膜50的特性。閥錐72的下部分由薄膜50構成，其用于沿排出方向A推掉灌裝物殘渣。
[0051]為了實現沿排出方向A推出灌裝物殘渣，構造了具有氣體導向部76的閥桿74，處于壓力下的氣體穿過氣體導向部76可以如此施加到薄膜50上，即,氣體穿過薄膜50。這樣利用穿過薄膜50的氣流將附著的灌裝物殘渣沿排出方向A推出。
[0052]相應的灌裝過程如此進行，即，首先閥錐72從閥座70抬起，從而灌裝物可以沿排出方向A經過灌裝物出口 200流入要灌裝的容器。灌裝過程完成之后，閥錐72相應又下降到閥座70上，從而中斷灌裝物流。
[0053]這樣，在閥錐72完全下降到閥座70中之后，氣體沿氣體導向部76穿過薄膜50，其將也許附著在薄膜50上的灌裝物殘渣推入位于下方的、已灌裝的容器。
[0054]以這種方式又實現給灌裝物殘渣的滴落和推出提供可靠、積極的支持。因而可以減少或者說完全避免污染容器外側以及出口區域。
[0055]圖5示出替代前述實施例的、氣流穿過的透氣薄膜50的推出機構5。在圖5中，該推出機構5包括振動機構52,其用于沿排出方向A推掉灌裝物殘洛。振動機構52被設計成振動馬達，其例如設置在柱塞2的端面24的區域中。振動機構52在此作用于附接件54，附接件54構成柱塞2的原本有效的端面24。
[0056]在圖5所示的實施例中，柱塞2在其端面24或者說其下端部上如此構成，即，其設有相應的振動裝置52。通過振動機構52可以使得附接件54相應振動并且將附著在附接件54上的灌裝物殘渣沿排出方向A推出。振動裝置也許需要的電導線可以設置在空心柱塞桿之內。
[0057]到達活塞式灌裝機的柱塞2的下止點之后，在推出灌裝物殘渣之后相應操作振動機構52，從而將也許附著在附接件54上的灌裝物殘渣，尤其是附著在端面24中的灌裝物殘渣通過振動沿排出方向A推出。
[0058]在圖6示意性示出的另一實施例中，在活塞式灌裝機的柱塞端面上或者說在自由噴射灌裝機的閥錐的閥狀封閉區域上設置可擴張的薄膜56，其充當推出機構5。薄膜56或者可以通過施加氣體壓力，或者通過作用于機械擴張件58沿排出方向A擴張。擴張件58在此設置在空心柱塞桿中。同樣，用于施加氣體壓力的氣體在空心柱塞桿之內移動。
[0059]當沿排出方向A執行這種擴張(優選突然發生的擴張)時，也許還附著在薄膜56上的灌裝物殘渣沿排出方向A得到沖量并被相應推出。如果要向可擴張的薄膜56施加氣體，那么薄膜56優選是氣性密封的，從而該薄膜相應是可擴張的。
[0060]在此，薄膜56優選在原始位置(即，非擴張位置)處預張緊。相應地，在完成施加氣體壓力或者說機械能量之后，薄膜56利用機械擴張件58又返回初始位置，以便在下一次灌裝循環之后再次可以完全投入使用。
[0061]只要適用，在多個實施例中描述的所有單獨特征就可以相互組合和/或互換，而這沒有離開本發明的范圍。
【權利要求】
1.一種用于給容器灌入灌裝物的灌裝機構(I )，優選是在用于液態、膏狀或粘稠狀食物的灌入設備中的自由噴射灌裝閥、定量供給單元或活塞式灌裝機，其中，所述灌裝機構(O具有灌裝物出口(200)和與所述灌裝物出口(200)直接接觸的操作件(2、7)用以影響灌裝物從所述灌裝物出口(200)的排出， 其特征在于， 在所述操作件(2、7)上設有推出機構(5)，用以沿排出方向(A)推出灌裝物殘渣。
2.根據權利要求1所述的灌裝機構(1)，其特征在于，所述操作件是灌裝閥的閥錐(72)。
3.根據權利要求1所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述操作件是定量供給單元和/或活塞式灌裝機的柱塞桿(26 )。
4.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述推出機構(5)包括透氣薄膜(50)，用以施加指向所述排出方向(A)的氣流。
5.根據權利要求4所述的灌裝機構(1)，其特征在于，在所述操作件(2、7)中設置氣體供給管路(28、76 )，所述氣體供給管路向所述透氣薄膜(50 )供給氣體。
6.根據權利要求4或5所述的灌裝機構(I)，其特征在于，在所述透氣薄膜(50)上游設置擴散器和/或流體矯直器(6)，以使穿過所述薄膜(50)的氣流被均勻化，所述擴散器和/或流體矯直器優選呈篩網、篩網套件和/或多孔灌裝件形式。
7.根據權利要求4、5或6所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述透氣薄膜(50)對灌裝物而言是不能穿透的，優選是液體不能穿透的，尤其優選的是水不能穿透的，尤其優選包括PTFE。
8.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(1)，其特征在于，呈柱塞桿(26)形式的操作件大致是空心的，優選用于構成氣體導向部(28)。
9.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述推出機構(5)包括振動機構(52)，以使所述操作件(2)的能夠與灌裝物接觸的區域(54、24)發生振動。
10.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(I)，其特征在于，所述推出機構(5)包括能夠沿所述排出方向(A)擴張的薄膜(56)，以便通過所述薄膜(56)的擴張而給灌裝物殘渣施加沿所述排出方向(A)的沖量。
11.根據權利要求10所述的灌裝機構(1)，其特征在于用于擴張薄膜的機構，優選通過給所述能夠擴張的薄膜(56)施加氣體壓力來擴張薄膜，或者借助于機械擴張件(58)操作所述能夠擴張的薄膜(56)來擴張薄膜。
12.根據權利要求10或11所述的灌裝機構(1)，其特征在于，所述薄膜(56)被預張緊至原始位置，優選被預張緊至未擴張的位置。
13.根據前述權利要求之一所述的灌裝機構(1)，其特征在于，通過所述操作件(2、7)能夠用掃氣優選用惰性氣體吹掃待灌裝或者已灌裝容器的頭部空間。
【文檔編號】B67C3/26GK103848382SQ201310625988
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2012年11月28日
【發明者】斯蒂芬·科勒, 托馬斯·阿曼 申請人:克羅內斯股份公司
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