用于给容器灌入灌装物的灌装机构的制作方法
用于给容器灌入灌装物的灌装机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及给容器灌入灌装物的灌装机构（1），优选是用于液体的、膏状的或粘稠食物的灌入设备中的自由喷射灌装阀、定量供给单元或活塞式灌装机，其中，灌装机构（1）具有灌装物出口（200）和与灌装物出口（200）直接接触的操作件（2、7）用以影响灌装物从灌装物出口（200）排出，其中，在操作件（2、7）上设置推出机构（5）用以沿排出方向（A）推出灌装物残渣。
【专利说明】用于给容器灌入灌装物的灌装机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于给容器灌入灌装物的灌装机构，优选是用于灌入粘稠状、膏状或液态食物尤其优选用于灌入饮料的活塞式灌装机、自由喷射灌装机或定量供给单元。
【背景技术】
[0002]为了灌入灌装物，尤其是液态、膏状或者粘度较高的灌装物，已公开了不同的灌装机构。例如常常使用所谓的自由喷射灌装机灌入奶制品和果汁，其中，灌装物从相应灌装机构的灌装物出口在自由情况下(也就是不受可能的导向装置的影响)流入待灌装容器。通常通过阀来控制相应灌装物流过这种自由喷射灌装机，该阀包括阀锥，阀锥置于与阀锥配套成形的阀座中。通过阀锥抬离阀座开始灌装过程，通过随后阀锥下降到阀座又结束灌装过程。在灌装期间，灌装物环绕阀锥流动，从而在灌装过程完成后，灌装物也会附着在阀锥下表面，之后可能会不受控地经过灌装物出口漏流。
[0003]此外已知的是，使用活塞式灌装机灌入膏状灌装物或高粘度灌装物如番茄酱、糖浆、婴儿食品、苹果酱等，在该活塞式灌装机中通过相应定量供给活塞推出相应灌装物。活塞式灌装机通常包括呈排出孔形式的灌装物出口，排出孔在灌装循环结束时通过相应连接的柱塞(其通常被设计成气缸杆)被移动清空。在应用这种柱塞完全清空排出孔时，可能出现灌装物残渣附着在柱塞端面上的情况，它们同样会不受控地漏流。
[0004]将灌装物灌入容器时，尤其是灌入食物和饮料时，相应灌入装置的卫生操作是重要的，因而例如阻止灌装物漏流到要灌装或者说已完成灌装的容器上，以防止例如在已灌入容器的外侧上或者说相应旋盖区域内后续形成细菌或霉菌。
[0005]此外，对于在一些封闭过程中后续封闭已完成灌装的容器而言重要的是，已灌装容器的开口区域是完全干净的并且没有灌装物。尤其是下述情况:例如将薄膜盖作为卫生封口粘合在开口边缘上，就像例如在灌入奶制品或婴幼儿配方产品领域中常见的那样。
[0006]根据US7，743，798B2已知一种灌装喷嘴，其中，在待灌入产品的相应推料开口下方设置网状物，液体经过该网状物排出。完成灌装过程之后，通过轻微回拉灌装活塞而回吸灌装物，以便减少漏流并且灌装液牢固保持在网状物上。换而言之，尝试回吸灌装物来避免漏流。
[0007]根据US7，Oil, 117B1已知一种具有柱塞机构的灌装阀。
【发明内容】
[0008]从现有技术出发，本发明任务是说明一种用于给容器灌入灌装物的灌装机构，其中，进一步减少不受控的漏流。
[0009]该任务通过具有权利要求1的特征部分的灌装机构解决。有利改进方式由从属权利要求得到。
[0010]相应地，建议一种给容器灌入灌装物的灌装机构，优选是在用于液体的、膏状的或粘稠食物的灌入设备中的自由喷射灌装阀、定量供给单元或活塞式灌装机，其中，灌装机构具有灌装物出口和与灌装物出口直接接触的操作件，用以影响灌装物从灌装物出口排出。根据本发明，在操作件上设置推出机构，用以沿排出方向推出灌装物残渣。
[0011]通过在操作件上提供推出机构(其用于在灌装结束时，尤其优选在灌装结束时立刻沿排出方向推出灌装物残渣)可以相应受控地沿排出方向推出还附着在操作件上(即，例如附着在活塞式灌装机的柱塞或灌装阀的阀锥上)的灌装物。相应地，还附着在操作件上的灌装物残渣，在灌装过程结束之后直接被推入要灌装的容器，从而可以有效降低产生漏流的趋势，或者甚至可以完全避免漏流。
[0012]此处，“沿排出方向推出”不仅可以理解为沿灌装机构轴线的方向推出灌装物残渣，而且一般可以理解为朝向要灌装或者说已灌装容器的方向推出灌装物残渣。
[0013]按照所述方式实现了，在原本的灌装过程结束之后(S卩，例如在封闭灌装机构的灌装阀关闭之后)可以相应推出还附着在操作件上的灌装物残渣。按照有利方式，这恰好在灌装物流的尾端离开灌装机构的时刻实施。
[0014]此外，例如在定量供给单元或活塞式灌装机的情况下可以实现在利用柱塞从相应排出孔推出灌装物之后，借助于推出机构同样可以沿排出方向推出也许还附着在柱塞端面上的灌装物残渣，从而可以将灌装物残渣装入已灌装容器，以这种方式可以阻止漏流。
[0015]在此，利用推出机构优选如此实施这种推出，S卩，不会出现喷溅并且利用推出机构沿排出方向推出的灌装物残渣也不会污染已灌装的容器。这优选可以通过对称实施推出机构或者说相应施加的推出力来获得。
[0016]在一个优选实施例中，操作件是灌装阀的阀锥，灌装阀优选容纳在相应配套成形的阀座中。
[0017]在另一优选实施例中，操作件是定量供给单元的柱塞，其中，推出机构优选设置在柱塞的、沿排出方向取向的端面上。
[0018]推出机构优选包括透气薄膜，用以施加指向排出方向的气流。尤其优选，为此设置自身布置在操作件中的气体导向部，用以向薄膜施加气流并使气流沿排出方向穿过薄膜。透气薄膜尤其优选如此配置，即，其虽然是透气的，然而其针对灌装物自身是不能穿透的，而且优选是液体不能穿透的，尤其优选的是水不能穿透的。例如可以将PTFE材料用作为薄膜材料，这种材料得到虽然透气但是液体却不能穿透的薄膜。
[0019]气流优选如此形成，S卩，在相应灌入过程将近结束，例如阀锥完全下降到相应阀座中以结束灌装物流之后，或者当柱塞端面到达下止点时在柱塞完全向如移入活塞式灌装机或定量供给系统的推料孔之后，施加相应的气流，从而通过气流吹掉或者说推掉还附着在阀锥或者说柱塞上的灌装物残渣。
[0020]为了获得尽量均匀的推出，优选在气流中在薄膜之前设置相应扩散器或流体矫直器，以使经过整个薄膜表面离开的气流被尽量均匀化。以这种方式可以如此实现均匀推出灌装物残渣，即，减少或者完全避免灌装物残渣的喷溅。
[0021]筛网、筛网套件、多孔灌装件或矫直器例如可以用作为透气薄膜之前的用于气流的扩散器或者说流体矫直器。
[0022]当包括施加沿排出方向取向的气流的透气薄膜的相应推出机构用于具有柱塞的定量供给单元时，柱塞杆优选是空心的。柱塞杆的这种空心实施方式原本与这种柱塞杆的现有技术已知的常见实施方式存在矛盾，这是因为传统的柱塞杆需要封闭的端面来执行其功能。然而通过空心柱塞可以给透气薄膜供给气流。
[0023]尤其优选的是，当应用包括透气薄膜的推出机构时，利用灭菌气体并且尤其优选利用惰性气体形成相应气流，从而通过相应气流同时可以如此给已灌装容器的头部空间充气，使得惰性气体进入头部区域并相应地排挤出含氧气体，以改善容器中灌装物的保质期。以这种方式通过相应对头部空间充气，可以实现灌装物不会与氧气发生反应并且相应保持其原有的特性。优选将氮气、二氧化碳、氩气等用作为惰性气体，其可以用于吹扫已灌装容器的头部空间。
[0024]在另一优选实施方式中，推出机构包括振动机构，用以振动能够与灌装物接触的操作件区域。相应地，在灌装过程结束之后，尤其是在柱塞杆已到达其下止点或者阀锥已装入相应阀座之后，就可以通过给操作件的相应接触区域施加相应振动而沿排出方向推出也许存在的灌装物残渣。
[0025]在另一优选实施方式中，推出机构包括能够沿排出方向扩张的薄膜，其优选可通过施加压力来扩张，或者能够通过可相应驱动的机械扩张件来扩张。尤其优选的是，薄膜被预张紧至未扩张的原始位置，从而当例如在压力或者说机械扩张件作用下，薄膜被复位至原始位置。
[0026]通过应用相应可沿排出方向扩张的薄膜同样可以通过相应突然扩张可扩张的薄膜而如此沿排出方向推出附着在操作件例如阀锥体或柱塞端面上的灌装物残渣，以使在灌装过程结束之后，相应灌装物残渣同样被装入已灌装容器并且可以避免后续的漏流。
[0027]因而按照有利方式，空心柱塞杆或空心阀杆充当推出机构的操作装置的容座。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]通过附图的如下说明进一步阐述本发明其他优选实施方式和方面。图中:
[0029]图1是传统的活塞式灌装机，其具有定量供给活塞和柱塞；
[0030]图2是根据本发明第一实施例的活塞式灌装机的柱塞的示意图；
[0031]图3是按照第二实施例的活塞式灌装机的柱塞；
[0032]图4是根据本发明一个实施例的、带阀锥的灌装阀；
[0033]图5是带振动机构的柱塞端面的示意性结构；以及
[0034]图6是带可扩张薄膜的阀锥的示意性透视图。
[0035]附图标记列表如下:1灌装机构，2操作件，20排出孔，22滚子，24柱塞杆的端面，26柱塞杆，28气体导向部，200灌装物出口，3定量供给活塞，30滚子，32定量供给缸，4控制阀，5推出机构，50透气薄膜，52振动机构，54附接件，56可扩张薄膜，58机械扩张件，6流体矫直器，7操作件，70阀座，72阀锥，74阀杆，76气体导向部，A排出方向。
【具体实施方式】
[0036]以下结合【专利附图】
【附图说明】优选实施例。在这里，不同附图中的相同、相似或作用相同的零部件用相同的附图标记来标示，并且在以下说明中有时放弃了对该零部件的重复说明，以免冗长。
[0037]图1示意性示出灌装机构I的剖面图，灌装机构I呈具有定量供给活塞3的传统活塞式灌装机的形式，其通过相应地降下定量供给活塞3，从而把有待定量供给的、例如膏状或具有高粘度的灌装物经过排出孔20输送到灌装物出口 200。这样，灌装物相应经过灌装物出口 200沿排出方向A送出。
[0038]呈柱塞杆26形式的操作件2用于在灌装过程完成之后推出灌装物残渣，该操作件2以可在排出孔20中移动的方式设置。相应地，在通过定量供给活塞3下降所执行的原本的定量供给过程之后，还处于排出孔20中的灌装物通过柱塞杆26的下降沿排出方向A被排出。然而，在此往往会在柱塞杆26的端面24上留下灌装物残渣，其附着在柱塞杆26的端面24上。如果附着在柱塞2的端面24上的灌装物残渣在灌装过程结束后落下，相应可能会不受监控地出现漏流。
[0039]在所示实施例中，通过滚子30机械式操作定量供给活塞3，滚子30在未示出的强制曲线上导向移动。在所示实施例中，柱塞杆26同样通过机械强制导向移动的滚子22来控制。此外设置控制阀4，控制阀4被设置用于在定量供给活塞3完全下降之后，将灌装物再次输入给定量供给活塞3。在控制阀4的相应阀位置处，通过随后提升定量供给活塞3，灌装物又被吸入定量供给缸32。随后阀4又切换至排出方向，从而可以重新执行灌入过程，尤其是位于定量供给缸32中的灌装物可以通过定量供给活塞3的下降再次通过排出孔20被排出并被送入待灌装的容器。
[0040]图2示意性示出根据本发明优选实施例所述的具有柱塞杆26的柱塞2，其中，柱塞2在柱塞杆26的端面24上具有推出机构5，利用推出机构可以将附着的灌装物残渣沿排出方向A推出。
[0041]推出机构5呈透气薄膜50形式，其在此仅示意性示出。柱塞2或者说柱塞杆26是空心的并且具有气体导向部28，处于压力下的气体经由气体导向部28被施加到透气薄膜50上。由于通过气体导向部28提供气体，使得气流沿排出方向A施加到推出机构5。气流穿过薄膜50，进而沿排出方向A从薄膜50出发提供气流。通过该气流将附着在端面24上尤其是在柱塞2的薄膜50上的灌装物残渣沿排出方向A从薄膜上推掉。由于气流可以在任意时间点施加到薄膜50上，所以附着在柱塞2的端面24上的灌装物残渣也可以受监控地在预定和/或受控时间点被推掉。
[0042]尤其优选的是，恰好在灌装过程完全结束、柱塞2处于其下止点并且被灌装的容器仍然位于灌装物出口 200下方之时，准确地施加相应气流。以这种方式可以将附着在呈柱塞杆26形式的操作件上的灌装物推入位于其下方的被灌装容器。这样可以确保灌装物不会不受监控地漏流，或者说以这种方式可以明显减少漏流趋势，这是因为附着在柱塞上的灌装物残渣已相应被推出。
[0043]这样也可以实现既不会污染要灌装或者说已灌装容器的外侧，也不会污染相应出口区域，从而可以可靠执行后续的封闭。这样可以阻止在容器外侧或者在容器出口区域内形成细菌或者说霉菌。此外例如还可以在出口边缘上可靠施加薄膜封口。
[0044]穿过柱塞2尤其是空心柱塞杆26的气体导向部28的气体尤其优选是惰性气体，其同时可以用于吹扫被灌装容器的头部空间。在此，例如氮气、二氧化碳或氩气适于作为待用气体。
[0045]虽然薄膜50尤其优选是透气的，然而真正的灌装物本身是不能透过该薄膜的。柱塞2在向下运动到将近灌入过程结束时相应可以顺利从排出孔20推出灌装物，而且灌装物不会穿过薄膜50进入后方的空心空间，尤其是柱塞2的气体导向部28。这种透气的、然而对灌装物(例如高粘性的液体)而言是不能穿透的薄膜例如可以由PTFE制成。
[0046]为了避免突兀或者说非对称地推出灌装物残渣，或者说至少减轻这种非对称推出的趋势，在图3所示实施例中在薄膜50前设置相应的扩散器或者说流体矫直器6，借此可以使通过气体导向部28提供的气流均匀分布。应用扩散器或者说流体矫直器6的目的在于:如此提供穿过透气薄膜50的气流的流体横截面，即，均匀或几乎均匀的气流大体上通过透气薄膜50的整个表面从薄膜50沿排出方向A离开。以这种方式可以阻止不对称地推出灌装物残渣。相应可以实现将灌装物残渣大致有针对性地沿排出方向A推出，以防止要灌装容器的出口区域或者要灌装容器的外侧被污染。
[0047]换而言之，所建议的推出机构不会如现有技术已知那样，通过抑制或抽吸灌装物残渣来阻止漏流，而是正好相反，实现了积极且受控地推出灌装物残渣。
[0048]图4示出呈自由喷射灌装机的灌装阀形式的另一灌装机构I。操作件7呈阀锥72形式，其按照已知方式容纳在阀座70中。阀锥72相应具有与阀座70配套的形状。在灌入过程开始时，阀锥72相应从阀座70如此抬离，以使灌装物可以到达灌装物出口 200，并且可以经过灌装物出口 200相应沿排出方向A排出。在阀座70和阀锥72之间得到环形通道，灌装物流过该环形通道。
[0049]在灌装过程结束时，阀锥72又如此下降，以使其紧贴阀座70并且封闭灌装物的通道。例如根据图4立刻看到，在原本的灌入过程完成之后，阀锥72的下部分透过灌装物出口 200暴露出来。因而附着在阀锥72的该下方区域的灌装物残渣可以经过灌装物出口 200不受控地漏流。
[0050]相应地在阀锥72上设置推出机构5，其中提供呈薄膜50形式的推出机构5，其差不多具有根据图2和图3的薄膜50的特性。阀锥72的下部分由薄膜50构成，其用于沿排出方向A推掉灌装物残渣。
[0051]为了实现沿排出方向A推出灌装物残渣，构造了具有气体导向部76的阀杆74，处于压力下的气体穿过气体导向部76可以如此施加到薄膜50上，即,气体穿过薄膜50。这样利用穿过薄膜50的气流将附着的灌装物残渣沿排出方向A推出。
[0052]相应的灌装过程如此进行，即，首先阀锥72从阀座70抬起，从而灌装物可以沿排出方向A经过灌装物出口 200流入要灌装的容器。灌装过程完成之后，阀锥72相应又下降到阀座70上，从而中断灌装物流。
[0053]这样，在阀锥72完全下降到阀座70中之后，气体沿气体导向部76穿过薄膜50，其将也许附着在薄膜50上的灌装物残渣推入位于下方的、已灌装的容器。
[0054]以这种方式又实现给灌装物残渣的滴落和推出提供可靠、积极的支持。因而可以减少或者说完全避免污染容器外侧以及出口区域。
[0055]图5示出替代前述实施例的、气流穿过的透气薄膜50的推出机构5。在图5中，该推出机构5包括振动机构52,其用于沿排出方向A推掉灌装物残洛。振动机构52被设计成振动马达，其例如设置在柱塞2的端面24的区域中。振动机构52在此作用于附接件54，附接件54构成柱塞2的原本有效的端面24。
[0056]在图5所示的实施例中，柱塞2在其端面24或者说其下端部上如此构成，即，其设有相应的振动装置52。通过振动机构52可以使得附接件54相应振动并且将附着在附接件54上的灌装物残渣沿排出方向A推出。振动装置也许需要的电导线可以设置在空心柱塞杆之内。
[0057]到达活塞式灌装机的柱塞2的下止点之后，在推出灌装物残渣之后相应操作振动机构52，从而将也许附着在附接件54上的灌装物残渣，尤其是附着在端面24中的灌装物残渣通过振动沿排出方向A推出。
[0058]在图6示意性示出的另一实施例中，在活塞式灌装机的柱塞端面上或者说在自由喷射灌装机的阀锥的阀状封闭区域上设置可扩张的薄膜56，其充当推出机构5。薄膜56或者可以通过施加气体压力，或者通过作用于机械扩张件58沿排出方向A扩张。扩张件58在此设置在空心柱塞杆中。同样，用于施加气体压力的气体在空心柱塞杆之内移动。
[0059]当沿排出方向A执行这种扩张(优选突然发生的扩张)时，也许还附着在薄膜56上的灌装物残渣沿排出方向A得到冲量并被相应推出。如果要向可扩张的薄膜56施加气体，那么薄膜56优选是气性密封的，从而该薄膜相应是可扩张的。
[0060]在此，薄膜56优选在原始位置(即，非扩张位置)处预张紧。相应地，在完成施加气体压力或者说机械能量之后，薄膜56利用机械扩张件58又返回初始位置，以便在下一次灌装循环之后再次可以完全投入使用。
[0061]只要适用，在多个实施例中描述的所有单独特征就可以相互组合和/或互换，而这没有离开本发明的范围。
【权利要求】
1.一种用于给容器灌入灌装物的灌装机构(I )，优选是在用于液态、膏状或粘稠状食物的灌入设备中的自由喷射灌装阀、定量供给单元或活塞式灌装机，其中，所述灌装机构(O具有灌装物出口(200)和与所述灌装物出口(200)直接接触的操作件(2、7)用以影响灌装物从所述灌装物出口(200)的排出， 其特征在于， 在所述操作件(2、7)上设有推出机构(5)，用以沿排出方向(A)推出灌装物残渣。
2.根据权利要求1所述的灌装机构(1)，其特征在于，所述操作件是灌装阀的阀锥(72)。
3.根据权利要求1所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述操作件是定量供给单元和/或活塞式灌装机的柱塞杆(26 )。
4.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述推出机构(5)包括透气薄膜(50)，用以施加指向所述排出方向(A)的气流。
5.根据权利要求4所述的灌装机构(1)，其特征在于，在所述操作件(2、7)中设置气体供给管路(28、76 )，所述气体供给管路向所述透气薄膜(50 )供给气体。
6.根据权利要求4或5所述的灌装机构(I)，其特征在于，在所述透气薄膜(50)上游设置扩散器和/或流体矫直器(6)，以使穿过所述薄膜(50)的气流被均匀化，所述扩散器和/或流体矫直器优选呈筛网、筛网套件和/或多孔灌装件形式。
7.根据权利要求4、5或6所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述透气薄膜(50)对灌装物而言是不能穿透的，优选是液体不能穿透的，尤其优选的是水不能穿透的，尤其优选包括PTFE。
8.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(1)，其特征在于，呈柱塞杆(26)形式的操作件大致是空心的，优选用于构成气体导向部(28)。
9.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述推出机构(5)包括振动机构(52)，以使所述操作件(2)的能够与灌装物接触的区域(54、24)发生振动。
10.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述推出机构(5)包括能够沿所述排出方向(A)扩张的薄膜(56)，以便通过所述薄膜(56)的扩张而给灌装物残渣施加沿所述排出方向(A)的冲量。
11.根据权利要求10所述的灌装机构(1)，其特征在于用于扩张薄膜的机构，优选通过给所述能够扩张的薄膜(56)施加气体压力来扩张薄膜，或者借助于机械扩张件(58)操作所述能够扩张的薄膜(56)来扩张薄膜。
12.根据权利要求10或11所述的灌装机构(1)，其特征在于，所述薄膜(56)被预张紧至原始位置，优选被预张紧至未扩张的位置。
13.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(1)，其特征在于，通过所述操作件(2、7)能够用扫气优选用惰性气体吹扫待灌装或者已灌装容器的头部空间。
【文档编号】B67C3/26GK103848382SQ201310625988
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】斯蒂芬·科勒, 托马斯·阿曼 申请人:克罗内斯股份公司
【专利摘要】本发明涉及给容器灌入灌装物的灌装机构（1），优选是用于液体的、膏状的或粘稠食物的灌入设备中的自由喷射灌装阀、定量供给单元或活塞式灌装机，其中，灌装机构（1）具有灌装物出口（200）和与灌装物出口（200）直接接触的操作件（2、7）用以影响灌装物从灌装物出口（200）排出，其中，在操作件（2、7）上设置推出机构（5）用以沿排出方向（A）推出灌装物残渣。
【专利说明】用于给容器灌入灌装物的灌装机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于给容器灌入灌装物的灌装机构，优选是用于灌入粘稠状、膏状或液态食物尤其优选用于灌入饮料的活塞式灌装机、自由喷射灌装机或定量供给单元。
【背景技术】
[0002]为了灌入灌装物，尤其是液态、膏状或者粘度较高的灌装物，已公开了不同的灌装机构。例如常常使用所谓的自由喷射灌装机灌入奶制品和果汁，其中，灌装物从相应灌装机构的灌装物出口在自由情况下(也就是不受可能的导向装置的影响)流入待灌装容器。通常通过阀来控制相应灌装物流过这种自由喷射灌装机，该阀包括阀锥，阀锥置于与阀锥配套成形的阀座中。通过阀锥抬离阀座开始灌装过程，通过随后阀锥下降到阀座又结束灌装过程。在灌装期间，灌装物环绕阀锥流动，从而在灌装过程完成后，灌装物也会附着在阀锥下表面，之后可能会不受控地经过灌装物出口漏流。
[0003]此外已知的是，使用活塞式灌装机灌入膏状灌装物或高粘度灌装物如番茄酱、糖浆、婴儿食品、苹果酱等，在该活塞式灌装机中通过相应定量供给活塞推出相应灌装物。活塞式灌装机通常包括呈排出孔形式的灌装物出口，排出孔在灌装循环结束时通过相应连接的柱塞(其通常被设计成气缸杆)被移动清空。在应用这种柱塞完全清空排出孔时，可能出现灌装物残渣附着在柱塞端面上的情况，它们同样会不受控地漏流。
[0004]将灌装物灌入容器时，尤其是灌入食物和饮料时，相应灌入装置的卫生操作是重要的，因而例如阻止灌装物漏流到要灌装或者说已完成灌装的容器上，以防止例如在已灌入容器的外侧上或者说相应旋盖区域内后续形成细菌或霉菌。
[0005]此外，对于在一些封闭过程中后续封闭已完成灌装的容器而言重要的是，已灌装容器的开口区域是完全干净的并且没有灌装物。尤其是下述情况:例如将薄膜盖作为卫生封口粘合在开口边缘上，就像例如在灌入奶制品或婴幼儿配方产品领域中常见的那样。
[0006]根据US7，743，798B2已知一种灌装喷嘴，其中，在待灌入产品的相应推料开口下方设置网状物，液体经过该网状物排出。完成灌装过程之后，通过轻微回拉灌装活塞而回吸灌装物，以便减少漏流并且灌装液牢固保持在网状物上。换而言之，尝试回吸灌装物来避免漏流。
[0007]根据US7，Oil, 117B1已知一种具有柱塞机构的灌装阀。
【发明内容】
[0008]从现有技术出发，本发明任务是说明一种用于给容器灌入灌装物的灌装机构，其中，进一步减少不受控的漏流。
[0009]该任务通过具有权利要求1的特征部分的灌装机构解决。有利改进方式由从属权利要求得到。
[0010]相应地，建议一种给容器灌入灌装物的灌装机构，优选是在用于液体的、膏状的或粘稠食物的灌入设备中的自由喷射灌装阀、定量供给单元或活塞式灌装机，其中，灌装机构具有灌装物出口和与灌装物出口直接接触的操作件，用以影响灌装物从灌装物出口排出。根据本发明，在操作件上设置推出机构，用以沿排出方向推出灌装物残渣。
[0011]通过在操作件上提供推出机构(其用于在灌装结束时，尤其优选在灌装结束时立刻沿排出方向推出灌装物残渣)可以相应受控地沿排出方向推出还附着在操作件上(即，例如附着在活塞式灌装机的柱塞或灌装阀的阀锥上)的灌装物。相应地，还附着在操作件上的灌装物残渣，在灌装过程结束之后直接被推入要灌装的容器，从而可以有效降低产生漏流的趋势，或者甚至可以完全避免漏流。
[0012]此处，“沿排出方向推出”不仅可以理解为沿灌装机构轴线的方向推出灌装物残渣，而且一般可以理解为朝向要灌装或者说已灌装容器的方向推出灌装物残渣。
[0013]按照所述方式实现了，在原本的灌装过程结束之后(S卩，例如在封闭灌装机构的灌装阀关闭之后)可以相应推出还附着在操作件上的灌装物残渣。按照有利方式，这恰好在灌装物流的尾端离开灌装机构的时刻实施。
[0014]此外，例如在定量供给单元或活塞式灌装机的情况下可以实现在利用柱塞从相应排出孔推出灌装物之后，借助于推出机构同样可以沿排出方向推出也许还附着在柱塞端面上的灌装物残渣，从而可以将灌装物残渣装入已灌装容器，以这种方式可以阻止漏流。
[0015]在此，利用推出机构优选如此实施这种推出，S卩，不会出现喷溅并且利用推出机构沿排出方向推出的灌装物残渣也不会污染已灌装的容器。这优选可以通过对称实施推出机构或者说相应施加的推出力来获得。
[0016]在一个优选实施例中，操作件是灌装阀的阀锥，灌装阀优选容纳在相应配套成形的阀座中。
[0017]在另一优选实施例中，操作件是定量供给单元的柱塞，其中，推出机构优选设置在柱塞的、沿排出方向取向的端面上。
[0018]推出机构优选包括透气薄膜，用以施加指向排出方向的气流。尤其优选，为此设置自身布置在操作件中的气体导向部，用以向薄膜施加气流并使气流沿排出方向穿过薄膜。透气薄膜尤其优选如此配置，即，其虽然是透气的，然而其针对灌装物自身是不能穿透的，而且优选是液体不能穿透的，尤其优选的是水不能穿透的。例如可以将PTFE材料用作为薄膜材料，这种材料得到虽然透气但是液体却不能穿透的薄膜。
[0019]气流优选如此形成，S卩，在相应灌入过程将近结束，例如阀锥完全下降到相应阀座中以结束灌装物流之后，或者当柱塞端面到达下止点时在柱塞完全向如移入活塞式灌装机或定量供给系统的推料孔之后，施加相应的气流，从而通过气流吹掉或者说推掉还附着在阀锥或者说柱塞上的灌装物残渣。
[0020]为了获得尽量均匀的推出，优选在气流中在薄膜之前设置相应扩散器或流体矫直器，以使经过整个薄膜表面离开的气流被尽量均匀化。以这种方式可以如此实现均匀推出灌装物残渣，即，减少或者完全避免灌装物残渣的喷溅。
[0021]筛网、筛网套件、多孔灌装件或矫直器例如可以用作为透气薄膜之前的用于气流的扩散器或者说流体矫直器。
[0022]当包括施加沿排出方向取向的气流的透气薄膜的相应推出机构用于具有柱塞的定量供给单元时，柱塞杆优选是空心的。柱塞杆的这种空心实施方式原本与这种柱塞杆的现有技术已知的常见实施方式存在矛盾，这是因为传统的柱塞杆需要封闭的端面来执行其功能。然而通过空心柱塞可以给透气薄膜供给气流。
[0023]尤其优选的是，当应用包括透气薄膜的推出机构时，利用灭菌气体并且尤其优选利用惰性气体形成相应气流，从而通过相应气流同时可以如此给已灌装容器的头部空间充气，使得惰性气体进入头部区域并相应地排挤出含氧气体，以改善容器中灌装物的保质期。以这种方式通过相应对头部空间充气，可以实现灌装物不会与氧气发生反应并且相应保持其原有的特性。优选将氮气、二氧化碳、氩气等用作为惰性气体，其可以用于吹扫已灌装容器的头部空间。
[0024]在另一优选实施方式中，推出机构包括振动机构，用以振动能够与灌装物接触的操作件区域。相应地，在灌装过程结束之后，尤其是在柱塞杆已到达其下止点或者阀锥已装入相应阀座之后，就可以通过给操作件的相应接触区域施加相应振动而沿排出方向推出也许存在的灌装物残渣。
[0025]在另一优选实施方式中，推出机构包括能够沿排出方向扩张的薄膜，其优选可通过施加压力来扩张，或者能够通过可相应驱动的机械扩张件来扩张。尤其优选的是，薄膜被预张紧至未扩张的原始位置，从而当例如在压力或者说机械扩张件作用下，薄膜被复位至原始位置。
[0026]通过应用相应可沿排出方向扩张的薄膜同样可以通过相应突然扩张可扩张的薄膜而如此沿排出方向推出附着在操作件例如阀锥体或柱塞端面上的灌装物残渣，以使在灌装过程结束之后，相应灌装物残渣同样被装入已灌装容器并且可以避免后续的漏流。
[0027]因而按照有利方式，空心柱塞杆或空心阀杆充当推出机构的操作装置的容座。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]通过附图的如下说明进一步阐述本发明其他优选实施方式和方面。图中:
[0029]图1是传统的活塞式灌装机，其具有定量供给活塞和柱塞；
[0030]图2是根据本发明第一实施例的活塞式灌装机的柱塞的示意图；
[0031]图3是按照第二实施例的活塞式灌装机的柱塞；
[0032]图4是根据本发明一个实施例的、带阀锥的灌装阀；
[0033]图5是带振动机构的柱塞端面的示意性结构；以及
[0034]图6是带可扩张薄膜的阀锥的示意性透视图。
[0035]附图标记列表如下:1灌装机构，2操作件，20排出孔，22滚子，24柱塞杆的端面，26柱塞杆，28气体导向部，200灌装物出口，3定量供给活塞，30滚子，32定量供给缸，4控制阀，5推出机构，50透气薄膜，52振动机构，54附接件，56可扩张薄膜，58机械扩张件，6流体矫直器，7操作件，70阀座，72阀锥，74阀杆，76气体导向部，A排出方向。
【具体实施方式】
[0036]以下结合【专利附图】
【附图说明】优选实施例。在这里，不同附图中的相同、相似或作用相同的零部件用相同的附图标记来标示，并且在以下说明中有时放弃了对该零部件的重复说明，以免冗长。
[0037]图1示意性示出灌装机构I的剖面图，灌装机构I呈具有定量供给活塞3的传统活塞式灌装机的形式，其通过相应地降下定量供给活塞3，从而把有待定量供给的、例如膏状或具有高粘度的灌装物经过排出孔20输送到灌装物出口 200。这样，灌装物相应经过灌装物出口 200沿排出方向A送出。
[0038]呈柱塞杆26形式的操作件2用于在灌装过程完成之后推出灌装物残渣，该操作件2以可在排出孔20中移动的方式设置。相应地，在通过定量供给活塞3下降所执行的原本的定量供给过程之后，还处于排出孔20中的灌装物通过柱塞杆26的下降沿排出方向A被排出。然而，在此往往会在柱塞杆26的端面24上留下灌装物残渣，其附着在柱塞杆26的端面24上。如果附着在柱塞2的端面24上的灌装物残渣在灌装过程结束后落下，相应可能会不受监控地出现漏流。
[0039]在所示实施例中，通过滚子30机械式操作定量供给活塞3，滚子30在未示出的强制曲线上导向移动。在所示实施例中，柱塞杆26同样通过机械强制导向移动的滚子22来控制。此外设置控制阀4，控制阀4被设置用于在定量供给活塞3完全下降之后，将灌装物再次输入给定量供给活塞3。在控制阀4的相应阀位置处，通过随后提升定量供给活塞3，灌装物又被吸入定量供给缸32。随后阀4又切换至排出方向，从而可以重新执行灌入过程，尤其是位于定量供给缸32中的灌装物可以通过定量供给活塞3的下降再次通过排出孔20被排出并被送入待灌装的容器。
[0040]图2示意性示出根据本发明优选实施例所述的具有柱塞杆26的柱塞2，其中，柱塞2在柱塞杆26的端面24上具有推出机构5，利用推出机构可以将附着的灌装物残渣沿排出方向A推出。
[0041]推出机构5呈透气薄膜50形式，其在此仅示意性示出。柱塞2或者说柱塞杆26是空心的并且具有气体导向部28，处于压力下的气体经由气体导向部28被施加到透气薄膜50上。由于通过气体导向部28提供气体，使得气流沿排出方向A施加到推出机构5。气流穿过薄膜50，进而沿排出方向A从薄膜50出发提供气流。通过该气流将附着在端面24上尤其是在柱塞2的薄膜50上的灌装物残渣沿排出方向A从薄膜上推掉。由于气流可以在任意时间点施加到薄膜50上，所以附着在柱塞2的端面24上的灌装物残渣也可以受监控地在预定和/或受控时间点被推掉。
[0042]尤其优选的是，恰好在灌装过程完全结束、柱塞2处于其下止点并且被灌装的容器仍然位于灌装物出口 200下方之时，准确地施加相应气流。以这种方式可以将附着在呈柱塞杆26形式的操作件上的灌装物推入位于其下方的被灌装容器。这样可以确保灌装物不会不受监控地漏流，或者说以这种方式可以明显减少漏流趋势，这是因为附着在柱塞上的灌装物残渣已相应被推出。
[0043]这样也可以实现既不会污染要灌装或者说已灌装容器的外侧，也不会污染相应出口区域，从而可以可靠执行后续的封闭。这样可以阻止在容器外侧或者在容器出口区域内形成细菌或者说霉菌。此外例如还可以在出口边缘上可靠施加薄膜封口。
[0044]穿过柱塞2尤其是空心柱塞杆26的气体导向部28的气体尤其优选是惰性气体，其同时可以用于吹扫被灌装容器的头部空间。在此，例如氮气、二氧化碳或氩气适于作为待用气体。
[0045]虽然薄膜50尤其优选是透气的，然而真正的灌装物本身是不能透过该薄膜的。柱塞2在向下运动到将近灌入过程结束时相应可以顺利从排出孔20推出灌装物，而且灌装物不会穿过薄膜50进入后方的空心空间，尤其是柱塞2的气体导向部28。这种透气的、然而对灌装物(例如高粘性的液体)而言是不能穿透的薄膜例如可以由PTFE制成。
[0046]为了避免突兀或者说非对称地推出灌装物残渣，或者说至少减轻这种非对称推出的趋势，在图3所示实施例中在薄膜50前设置相应的扩散器或者说流体矫直器6，借此可以使通过气体导向部28提供的气流均匀分布。应用扩散器或者说流体矫直器6的目的在于:如此提供穿过透气薄膜50的气流的流体横截面，即，均匀或几乎均匀的气流大体上通过透气薄膜50的整个表面从薄膜50沿排出方向A离开。以这种方式可以阻止不对称地推出灌装物残渣。相应可以实现将灌装物残渣大致有针对性地沿排出方向A推出，以防止要灌装容器的出口区域或者要灌装容器的外侧被污染。
[0047]换而言之，所建议的推出机构不会如现有技术已知那样，通过抑制或抽吸灌装物残渣来阻止漏流，而是正好相反，实现了积极且受控地推出灌装物残渣。
[0048]图4示出呈自由喷射灌装机的灌装阀形式的另一灌装机构I。操作件7呈阀锥72形式，其按照已知方式容纳在阀座70中。阀锥72相应具有与阀座70配套的形状。在灌入过程开始时，阀锥72相应从阀座70如此抬离，以使灌装物可以到达灌装物出口 200，并且可以经过灌装物出口 200相应沿排出方向A排出。在阀座70和阀锥72之间得到环形通道，灌装物流过该环形通道。
[0049]在灌装过程结束时，阀锥72又如此下降，以使其紧贴阀座70并且封闭灌装物的通道。例如根据图4立刻看到，在原本的灌入过程完成之后，阀锥72的下部分透过灌装物出口 200暴露出来。因而附着在阀锥72的该下方区域的灌装物残渣可以经过灌装物出口 200不受控地漏流。
[0050]相应地在阀锥72上设置推出机构5，其中提供呈薄膜50形式的推出机构5，其差不多具有根据图2和图3的薄膜50的特性。阀锥72的下部分由薄膜50构成，其用于沿排出方向A推掉灌装物残渣。
[0051]为了实现沿排出方向A推出灌装物残渣，构造了具有气体导向部76的阀杆74，处于压力下的气体穿过气体导向部76可以如此施加到薄膜50上，即,气体穿过薄膜50。这样利用穿过薄膜50的气流将附着的灌装物残渣沿排出方向A推出。
[0052]相应的灌装过程如此进行，即，首先阀锥72从阀座70抬起，从而灌装物可以沿排出方向A经过灌装物出口 200流入要灌装的容器。灌装过程完成之后，阀锥72相应又下降到阀座70上，从而中断灌装物流。
[0053]这样，在阀锥72完全下降到阀座70中之后，气体沿气体导向部76穿过薄膜50，其将也许附着在薄膜50上的灌装物残渣推入位于下方的、已灌装的容器。
[0054]以这种方式又实现给灌装物残渣的滴落和推出提供可靠、积极的支持。因而可以减少或者说完全避免污染容器外侧以及出口区域。
[0055]图5示出替代前述实施例的、气流穿过的透气薄膜50的推出机构5。在图5中，该推出机构5包括振动机构52,其用于沿排出方向A推掉灌装物残洛。振动机构52被设计成振动马达，其例如设置在柱塞2的端面24的区域中。振动机构52在此作用于附接件54，附接件54构成柱塞2的原本有效的端面24。
[0056]在图5所示的实施例中，柱塞2在其端面24或者说其下端部上如此构成，即，其设有相应的振动装置52。通过振动机构52可以使得附接件54相应振动并且将附着在附接件54上的灌装物残渣沿排出方向A推出。振动装置也许需要的电导线可以设置在空心柱塞杆之内。
[0057]到达活塞式灌装机的柱塞2的下止点之后，在推出灌装物残渣之后相应操作振动机构52，从而将也许附着在附接件54上的灌装物残渣，尤其是附着在端面24中的灌装物残渣通过振动沿排出方向A推出。
[0058]在图6示意性示出的另一实施例中，在活塞式灌装机的柱塞端面上或者说在自由喷射灌装机的阀锥的阀状封闭区域上设置可扩张的薄膜56，其充当推出机构5。薄膜56或者可以通过施加气体压力，或者通过作用于机械扩张件58沿排出方向A扩张。扩张件58在此设置在空心柱塞杆中。同样，用于施加气体压力的气体在空心柱塞杆之内移动。
[0059]当沿排出方向A执行这种扩张(优选突然发生的扩张)时，也许还附着在薄膜56上的灌装物残渣沿排出方向A得到冲量并被相应推出。如果要向可扩张的薄膜56施加气体，那么薄膜56优选是气性密封的，从而该薄膜相应是可扩张的。
[0060]在此，薄膜56优选在原始位置(即，非扩张位置)处预张紧。相应地，在完成施加气体压力或者说机械能量之后，薄膜56利用机械扩张件58又返回初始位置，以便在下一次灌装循环之后再次可以完全投入使用。
[0061]只要适用，在多个实施例中描述的所有单独特征就可以相互组合和/或互换，而这没有离开本发明的范围。
【权利要求】
1.一种用于给容器灌入灌装物的灌装机构(I )，优选是在用于液态、膏状或粘稠状食物的灌入设备中的自由喷射灌装阀、定量供给单元或活塞式灌装机，其中，所述灌装机构(O具有灌装物出口(200)和与所述灌装物出口(200)直接接触的操作件(2、7)用以影响灌装物从所述灌装物出口(200)的排出， 其特征在于， 在所述操作件(2、7)上设有推出机构(5)，用以沿排出方向(A)推出灌装物残渣。
2.根据权利要求1所述的灌装机构(1)，其特征在于，所述操作件是灌装阀的阀锥(72)。
3.根据权利要求1所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述操作件是定量供给单元和/或活塞式灌装机的柱塞杆(26 )。
4.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述推出机构(5)包括透气薄膜(50)，用以施加指向所述排出方向(A)的气流。
5.根据权利要求4所述的灌装机构(1)，其特征在于，在所述操作件(2、7)中设置气体供给管路(28、76 )，所述气体供给管路向所述透气薄膜(50 )供给气体。
6.根据权利要求4或5所述的灌装机构(I)，其特征在于，在所述透气薄膜(50)上游设置扩散器和/或流体矫直器(6)，以使穿过所述薄膜(50)的气流被均匀化，所述扩散器和/或流体矫直器优选呈筛网、筛网套件和/或多孔灌装件形式。
7.根据权利要求4、5或6所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述透气薄膜(50)对灌装物而言是不能穿透的，优选是液体不能穿透的，尤其优选的是水不能穿透的，尤其优选包括PTFE。
8.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(1)，其特征在于，呈柱塞杆(26)形式的操作件大致是空心的，优选用于构成气体导向部(28)。
9.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述推出机构(5)包括振动机构(52)，以使所述操作件(2)的能够与灌装物接触的区域(54、24)发生振动。
10.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(I)，其特征在于，所述推出机构(5)包括能够沿所述排出方向(A)扩张的薄膜(56)，以便通过所述薄膜(56)的扩张而给灌装物残渣施加沿所述排出方向(A)的冲量。
11.根据权利要求10所述的灌装机构(1)，其特征在于用于扩张薄膜的机构，优选通过给所述能够扩张的薄膜(56)施加气体压力来扩张薄膜，或者借助于机械扩张件(58)操作所述能够扩张的薄膜(56)来扩张薄膜。
12.根据权利要求10或11所述的灌装机构(1)，其特征在于，所述薄膜(56)被预张紧至原始位置，优选被预张紧至未扩张的位置。
13.根据前述权利要求之一所述的灌装机构(1)，其特征在于，通过所述操作件(2、7)能够用扫气优选用惰性气体吹扫待灌装或者已灌装容器的头部空间。
【文档编号】B67C3/26GK103848382SQ201310625988
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】斯蒂芬·科勒, 托马斯·阿曼 申请人:克罗内斯股份公司
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