專利名稱：灌裝液位閥的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體等壓灌裝設備，具體涉及一種液體等壓灌裝時采用的灌裝液位閥，該閥應用在瓶等容器的液體灌裝設備中，該設備可以是單臺液體灌裝設備，也可以是液體灌裝生產(chǎn)線上的灌裝設備。
背景技術：
液體灌裝在日常生活和各行各業(yè)生產(chǎn)中大量運用。從理論上，液體灌裝可以分為等壓、等量和差壓灌裝三種，其中，等壓灌裝在生產(chǎn)實踐中最為常用。等壓灌裝是利用灌裝容器內(nèi)的空氣壓力等于灌裝液體所承受的氣壓加上液體落差的原理設計的?，F(xiàn)有等壓灌裝設備的灌裝部分主要由灌裝容器、灌裝液位閥、灌裝嘴、回氣管和抽真空裝置等幾部分組成，其中最主要的部件就是灌裝液位閥，其結構參見附圖9所示，它主要由閥座1、進液通道2、進出氣通道3、氣閥4、液閥5和卸壓閥6組成，將它設在灌裝容器與灌裝嘴7和回氣管8之間，控制灌裝容器與灌裝嘴7和回氣管8之間的氣體和液體物料的通斷。
現(xiàn)有的等壓灌裝設備的灌裝過程是將灌裝嘴套在瓶口上，瓶口與灌裝嘴接觸部位采用密封結構，回氣管插入瓶中一定深度，先用抽真空裝置將瓶內(nèi)的空氣去除，使瓶內(nèi)成真空狀態(tài)，此時，再用外力將灌裝液位閥中的氣閥打開，灌裝容器內(nèi)壓縮氣體進入瓶內(nèi)，當瓶內(nèi)氣壓從背壓至等壓狀態(tài)時，灌裝液位閥中的液閥在彈簧的作用下自動開啟，灌裝容器內(nèi)的液體物料經(jīng)灌裝嘴不斷灌入瓶中，而瓶中的氣體則經(jīng)回氣管回至灌裝容器內(nèi)，當瓶中液位上升到淹沒回氣管的出口時，瓶內(nèi)的氣體在液閥密封處形成氣塞，其壓力上升，當瓶內(nèi)的壓力與灌裝容器內(nèi)的壓力相等和液體落差平衡時，液體物料的灌注自動停止，此時再關閉氣閥和液閥，并用卸壓閥卸壓，完成灌裝過程?，F(xiàn)有的等壓灌裝工藝過程中，是利用了回氣管的出氣口位置來控制灌裝的液位，該設計是十分巧妙的，但存在著液位控制不精確的問題，液位的波動較大，不穩(wěn)定，一般來說，實際使用中液體物料的注入量會偏多，如設定500毫升容量，就多灌入了10毫升左右，而液體包裝的國家標準是每500毫升誤差在正負8毫升以內(nèi)，顯而易見，這樣的液位控制不符合國家標準，不適于灌裝價格較貴的液體。
因此，為了提高等壓灌裝的液位控制精度，人們采取過一些方法。其中，最直接的辦法是微調回氣管的插入長度來修正液位；但是，等壓灌注中液位的偏差幅度是不確定的，是會隨溫度等各因素的變化而變化的，因此該方法的隨機性太大，不易掌握調整的幅度，導致液位的精度仍無法保證。還有一種方法是采用液位傳感器來控制液位，該方法的工作原理是在回氣管上一定位置安裝液位傳感器，當液體物料灌注到此液位時，傳感器馬上發(fā)送信號給控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)馬上發(fā)出控制信號，用外力將灌注液位閥的氣閥和液閥關閉，停止灌注，使灌注的液位保證在設定的液位處。該方法控制液位效果不錯，但是，因為采用了傳感器、電控設備和專用的電磁閥，成本昂貴，并且，傳感器是裝在回氣管上的，在上瓶下瓶時一不小心就會碰撞到，極易損壞，要經(jīng)常更換則經(jīng)濟上難以承受。因此，該方法不實用，運用不廣泛。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種帶修正液位功能的，結構簡單、成本較低的灌裝液位閥結構，以提高等壓灌裝液位的精度。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是一種灌裝液位閥，包括一閥座，在閥座上設置有進出氣通道和進液通道，進出氣通道內(nèi)設置有一由操縱機構控制的氣閥，該通道的上端與灌裝容器內(nèi)的壓縮氣體區(qū)域相通，下端與回氣管相通；進液通道內(nèi)設置有一由彈簧支撐閥芯的液閥，該通道的上端與灌裝容器內(nèi)的液體物料區(qū)域相通，下端與灌裝嘴相通；創(chuàng)新點在于所述閥座的一側設置有注氣筒，該注氣筒的工作腔通過注氣通道與灌裝嘴相通，并且，在閥座上垂直設置有一回液通道，該通道的上端通至灌裝容器的壓縮氣體區(qū)域，下端通過一回液單向閥與回氣管相通，回液通道內(nèi)液體流向朝上，所述注氣筒與回液通道相配合構成液位修正機構。
上述技術方案的有關內(nèi)容和變化解釋如下1、上述技術方案中，可在注氣筒部位加設一卸壓結構，以替代現(xiàn)有技術中的卸壓閥，該方案為所述注氣筒由柱塞和氣筒構成，在柱塞加壓行程末端相對應的氣筒內(nèi)壁上開設有卸壓槽；氣筒的另一端通過通氣孔與外界相通，當柱塞運動至加壓行程的末端時，卸壓槽與通氣孔相導通。
2、上述技術方案中，只有當柱塞在外力作用下運動至加壓行程的末端時，卸壓槽才與通氣孔導通構成一卸壓通道，平時，卸壓槽與通氣孔間是被柱塞阻斷的，為實現(xiàn)這一功能，可利用多種方案，其中，較好的有兩種方案為一是在注氣筒的工作腔內(nèi)設置有壓簧，該壓簧固定在柱塞頂端或氣筒工作腔的頂端；二是在注氣筒柱塞的頂壓端上設置一壓板，該壓板與氣筒之間設置壓簧。
3、上述技術方案中，進一步具體的方案可為所述進液通道豎向垂直設置在灌裝容器內(nèi)，并與灌裝嘴同軸心；液閥的閥芯以彈簧支撐，垂直設置在進液通道內(nèi)；所述進出氣通道垂直開設在液閥的閥芯內(nèi)部，該進出氣通道與回氣管垂直相通，在進出氣通道內(nèi)設置氣閥的閥芯，該閥芯的上端與操縱機構相連；所述回液通道開設在氣閥的閥芯內(nèi)部，下端與經(jīng)回液單向閥與回氣管垂直相通。
4、上述技術方案中，所述進液通道的下端部通過一上拐回折隔氣段與灌裝嘴相通。該上拐回折隔氣段在停止灌注時，起到了重要作用，它阻止了氣體經(jīng)液閥上跑，使瓶內(nèi)氣體在此處形成氣塞，堵住進液通道，使液體物料停止下灌。
5、上述技術方案中，所述灌裝容器為存貯待灌物料的器具，其內(nèi)裝有液體物料和壓縮空氣，在液體灌裝流水線上該器具即稱為環(huán)液缸；所述灌裝嘴為灌裝設備與瓶口的相接部分，它上面可設置有瓶口定位密封裝置；上述灌裝容器和灌裝嘴均為現(xiàn)有技術。
6、上述技術方案中，所述進出氣通道、進液通道、氣閥和液閥的具體結構和布置為現(xiàn)有技術，該部分可采用現(xiàn)有的各式等壓灌裝液位閥的氣閥液閥結構。
本實用新型設計原理是本實用新型設計的要點在于以注氣筒和回液管相配合構成液位修正機構，該部分工作原理是在灌入液體物料前，要先打開氣閥，向瓶中灌入壓縮空氣，當瓶內(nèi)壓縮空氣灌滿的同時，壓縮空氣也經(jīng)注氣通道向注氣筒內(nèi)灌入，將注氣筒內(nèi)的柱塞向外推出，此時參見附圖4所示；當注氣筒和瓶內(nèi)都灌滿壓縮空氣時，液閥才因瓶中壓力上升而自動打開，液體物料即向瓶中灌入，瓶中氣體以回氣管回至灌裝容器中，進行一液體和氣體的置換過程，此時參見附圖5所示；當液體物料沒過了回氣管的管口時，瓶內(nèi)氣體在進液通道下端的上拐回折隔氣段處形成了氣塞，將進液通道堵住，使液體物料停止了灌注，此時參見附圖6所示，液體物料已蓋過了回氣管管口一段；這時，使用本實用新型的液位修正機構進行液位的修正，利用注氣筒經(jīng)注氣通道向瓶內(nèi)注入壓縮氣體，瓶中氣體壓力加大，將沒過回氣管管口的那段液體物料壓入回氣管內(nèi)，經(jīng)回氣管、單向閥至回液通道內(nèi)，即保證瓶內(nèi)的液體物料的液位與回氣管的管口齊平，此時參見附圖7所示；本實用新型利用這種加壓回液的原理設計出的。設計時可通過調整注氣筒的容積來控制注入氣體壓力的大小以保證沒過管口的液體物料都壓入了回氣管和回液通道內(nèi)，該注氣筒容積大小很好掌握，不用設計得很精確，可設計得稍大，當注氣筒容積稍大時注入的氣體就稍多時，也只會出現(xiàn)多余氣體進入回氣管的現(xiàn)象，對液體物料的液位并無影響。
本實用新型以進液通道下端的上拐回折隔氣段，替代現(xiàn)有技術中的分流罩，該上拐回折隔氣段有效阻隔了氣體，當停灌狀態(tài)時，氣體因上升在該處形成氣塞，堵住了進液通道，使液體物料停止下灌。
為了保證注氣筒內(nèi)的卸壓通道在平時是阻斷的，只有在需要卸壓時才打開，本實新型采取的兩個具體方案的原理是該兩方案都是利用壓簧的彈力，使柱塞必須克服了壓簧的彈力時，才能運動至工作行程的最末端，將卸壓通道導通，平時，不管是抽真空還是充氣狀態(tài)時，其卸壓通道都是關閉的，只有當修正液位狀態(tài)結束時，外力克服了彈簧力將柱塞推至工作行程的最末端時，卸壓通道才打開，當外力一撤除，卸壓通道又會自行關閉。
由于上述技術方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點1、由于本實用新型加入了液位修正機構，該機構由注氣筒與回液通道相配合構成，保證了灌裝的液位與回氣管的管口相持平，灌裝的液位可通過精確設定回氣管插入瓶中的長度來控制，理論上可無誤差，達到國家標準，因此，特別適合灌裝較昂貴液體。
2、由于本實用新型加入了液位修正機構，該機構由注氣筒與回液通道相配合構成，該機構結構簡單、設計巧妙、成本低廉，對整個灌裝液位閥來說，只是在原有基礎上進行一點的改造，基本不增加制造成本，卻解決了多年來等壓灌裝液位不易控制的難題，有開創(chuàng)意義。
3、由于本實用新型的液位修正機構的設計，可通過對注氣筒內(nèi)容積的大小設計來控制修正液位的效果，其大小設計也不用很精確，只要保證注入的氣體能將沒過了回氣管管口的液體物料壓入回氣管即可，稍大也無防。
4、由于本實用新型的注氣筒上設置了卸壓結構，使修正液位后自動完成卸壓操作，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型既可自動完成卸壓操作，使操作更方便，又節(jié)約了成本，省卻了卸壓閥。
5、由于本實用新型在進液通道下端采用了上拐回折隔氣段，以替代現(xiàn)有技術中的分流罩，與現(xiàn)有技術相比，氣體阻隔效果更好，液體流量更大，使灌裝速度加快。


附圖1為本實用新型的結構示意圖；附圖2為本實用新型的灌裝過程示意圖一，該圖表示空瓶工位的狀態(tài)；附圖3為本實用新型的灌裝過程示意圖二，該圖表示進瓶工位的狀態(tài)；附圖4為本實用新型的灌裝過程示意圖三，該圖表示注氣工位的狀態(tài)；附圖5為本實用新型的灌裝過程示意圖四，該圖表示灌注工位的狀態(tài)；附圖6為本實用新型的灌裝過程示意圖五，該圖表示停灌工位的狀態(tài)；附圖7為本實用新型的灌裝過程示意圖六，該圖表示液位修正工位的狀態(tài)；附圖8為本實用新型的灌裝過程示意圖七，該圖表示成品工位的狀態(tài)；附圖9為現(xiàn)有技術的結構示意圖。
以上附圖中1、閥座；2、進液通道；3、進出氣通道；4、氣閥；5、液閥；6、卸壓閥；7、灌裝嘴；8、回氣管；9、閥座；10、進出氣通道；11、進液通道；12、環(huán)液缸；13、回氣管；14、灌裝嘴；15、液閥閥芯；16、彈簧；17、氣閥閥芯；18、壓縮氣體區(qū)域；19、液體物料區(qū)域；20、注氣筒；21、注氣通道；22、回液通道；23、回液單向閥；24、柱塞；25、氣筒；26、壓簧；27、卸壓槽；28、通氣孔；29、卸壓通道；30、上拐回折隔氣段；31、彈簧；32、包裝瓶；33、定中罩；34、分流傘。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一一種灌裝液位閥，包括一閥座9，在閥座9上設置有進出氣通道10和進液通道11，進出氣通道10的上端與環(huán)液缸12內(nèi)的壓縮氣體區(qū)域18相通，下端與回氣管13相通；進液通道11的上端與環(huán)液缸12內(nèi)的液體物料區(qū)域19相通，下端與灌裝嘴14相通；所述進液通道11豎向垂直設置在環(huán)液缸12內(nèi)，并與灌裝嘴14同軸心；一液閥閥芯15以彈簧16支撐，垂直設置在進液通道11內(nèi)，進出氣通道10垂直開設在液閥閥芯15的內(nèi)部，該進出氣通道10與回氣管13垂直相通，在進出氣通道10內(nèi)設置氣閥閥芯17，該閥芯17的上端與操縱機構相連；所述閥座9的一側設置有注氣筒20，該注氣筒20的工作腔通過注氣通道21與灌裝嘴14相通，并且，在氣閥閥芯17的內(nèi)部中央垂直開設有一回液通道22，該通道22的上端通至環(huán)液缸12的壓縮氣體區(qū)域18，下端通過一回液單向閥23與回氣管13垂直相通，回液通道22內(nèi)液體流向朝上，所述注氣筒20與回液通道22相配合構成液位修正機構。所述注氣筒20由柱塞24和氣筒25構成，在柱塞24加壓行程的末端相對應的氣筒25的內(nèi)壁上開設有卸壓槽27，其氣筒20的另一端上開設有通氣孔28，在柱塞24運動至加壓行程末端時，卸壓槽27與通氣孔28相導通構成卸壓通道29，并且，在注氣筒20的工作腔內(nèi)設置有壓簧26，該壓簧26固定在氣筒25的工作腔的頂端；所述進液通道的下端部通過一上拐回折隔氣段30與灌裝嘴14相通。位于液閥閥芯15中央的進出氣通道10內(nèi)設置有一圈凸臺，氣閥閥芯17通過一彈簧31支撐在進出氣通道10內(nèi)；并且，在灌裝嘴14上設置有定中罩33。
參見附圖2至附圖8所示，本實用新型用于灌裝流水線上時，灌裝過程為在進瓶定位處安裝上瓶32，將灌裝嘴14套在瓶口上，瓶口與灌裝嘴14接觸部位采用密封結構，回氣管13插入瓶32中一定深度，然后瓶32隨著環(huán)液缸12旋轉，依次進入隨后各工位；先是進入抽真空工位，瓶32內(nèi)的空氣被抽真空裝置去除，使瓶32內(nèi)成真空狀態(tài)；然后，瓶32進入了沖氣工位，此時用操縱機構將氣閥閥芯17上提，氣閥打開，環(huán)液缸12內(nèi)的壓縮氣體進入瓶32內(nèi)，同時，壓縮氣體也從注氣通道21進入注氣筒20內(nèi)，將柱塞24推出；緊接著進入了灌注物料工位，瓶32和氣筒25內(nèi)都已注滿了氣體，瓶內(nèi)氣壓從背壓至等壓狀態(tài)，液閥閥芯15在彈簧16的作用下自動開啟，環(huán)液缸12內(nèi)的液體物料經(jīng)灌裝嘴14不斷灌入瓶32中，而瓶32中的氣體則經(jīng)回氣管13回至環(huán)液缸12內(nèi)；然后，進入停灌工位，當瓶32中的液位上升到淹沒回氣管13的管口時，瓶32內(nèi)的氣體在瓶口處形成氣塞，其壓力不斷上升，當瓶32內(nèi)的壓力與環(huán)液缸12內(nèi)的壓力相等和液體落差平衡時，液體物料的灌注自動停止；下一步，進入了液位修正工位，操作操縱機構將氣閥閥芯17下推，再將液閥閥芯15也下推，氣閥、液閥關閉，再用外力將柱塞25向內(nèi)推，注氣筒20向瓶32內(nèi)加入氣體，瓶內(nèi)氣體壓力上升，將沒過回氣管13管口的液體物料經(jīng)回氣管13壓入回液通道22內(nèi)，當外力克服了壓簧的彈力，將柱塞25推至加壓行程的末端，卸壓槽27和通氣孔28就接通形成了一卸壓通道29，瓶32內(nèi)氣體通過該通道29卸壓，卸壓完畢，進入了成品瓶位，即完成了整個灌裝過程。
權利要求1.一種灌裝液位閥，包括一閥座，在閥座上設置有進出氣通道和進液通道，進出氣通道內(nèi)設置有一由操縱機構控制的氣閥，該通道的上端與灌裝容器內(nèi)的壓縮氣體區(qū)域相通，下端與回氣管相通；進液通道內(nèi)設置有一由彈簧支撐閥芯的液閥，該通道的上端與灌裝容器內(nèi)的液體物料區(qū)域相通，下端與灌裝嘴相通；其特征在于所述閥座的一側設置有注氣筒，該注氣筒的工作腔通過注氣通道與灌裝嘴相通，并且，在閥座上垂直設置有一回液通道，該通道的上端通至灌裝容器的壓縮氣體區(qū)域，下端通過一回液單向閥與回氣管相通，回液通道內(nèi)液體流向朝上，所述注氣筒與回液通道相配合構成液位修正機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的灌裝液位閥，其特征在于所述注氣筒由柱塞和氣筒構成，在柱塞加壓行程末端相對應的氣筒內(nèi)壁上開設有卸壓槽。
3.根據(jù)權利要求2所述的灌裝液位閥，其特征在于所述注氣筒的工作腔內(nèi)設置有壓簧，該壓簧固定在柱塞頂端或氣筒工作腔的頂端。
4.根據(jù)權利要求2所述的灌裝液位閥，其特征在于所述注氣筒柱塞的頂壓端上設置一壓板，該壓板與氣筒之間設置壓簧。
5.根據(jù)權利要求1所述的灌裝液位閥，其特征在于所述進液通道豎向垂直設置在灌裝容器內(nèi)，并與灌裝嘴同軸心；液閥的閥芯以彈簧支撐，垂直設置在進液通道內(nèi)；所述進出氣通道垂直開設在液閥的閥芯內(nèi)部，該進出氣通道與回氣管垂直相通，在進出氣通道內(nèi)設置氣閥的閥芯，該閥芯的上端與操縱機構相連；所述回液通道開設在氣閥的閥芯內(nèi)部，下端與經(jīng)回液單向閥與回氣管垂直相通。
6.根據(jù)權利要求1所述的灌裝液位閥，其特征在于所述進液通道的下端部通過一上拐回折隔氣段與灌裝嘴相通。
專利摘要一種灌裝液位閥，包括一閥座，在閥座上設置有進出氣通道和進液通道，進出氣通道內(nèi)設置有一由操縱機構控制的氣閥，該通道的上端與灌裝容器內(nèi)的壓縮氣體區(qū)域相通，下端與回氣管相通；進液通道內(nèi)設置有一由彈簧支撐閥芯的液閥，該通道的上端與灌裝容器內(nèi)的液體物料區(qū)域相通，下端與灌裝嘴相通；其特征在于所述閥座的一側設置有注氣筒，該注氣筒的工作腔通過注氣通道與灌裝嘴相通，并且，在閥座上垂直設置有一回液通道，該通道的上端通至灌裝容器的壓縮氣體區(qū)域，下端通過一回液單向閥與回氣管相通，回液通道內(nèi)液體流向朝上，所述注氣筒與回液通道相配合構成液位修正機構。本實用新型是一種帶修正液位功能灌裝液位閥結構，用以解決現(xiàn)有技術中等壓灌裝液位波動大，不精確的問題。
文檔編號B67C3/02GK2753716SQ20042010901
公開日2006年1月25日 申請日期2004年11月18日 優(yōu)先權日2004年11月18日
發(fā)明者戴正鋼 申請人:戴正鋼