是一种且相同的材料，然而它也可以 是材料的组合。一个例子将是活塞的暴露于较少磨蚀磨损的部分仅设置有抗腐蚀涂层，而 活塞的其余部分设置有低摩擦材料。一个例子是使整个活塞（图1B中的区域1)涂覆有防 腐蚀涂层，而只有侧面（在图1B中的区域3)涂覆有低摩擦材料。
[0034] 一个典型的活塞泵的密封件210被示于图2中的俯视图（右侧）和剖视图（左侧） 中，并且其在活塞泵中的布置在图1中分别根据密封件108和110阐明。密封件210可以 代表密封件108或110中的任何一种，或在图1A的布置中未示出的不同的密封件。面对活 塞的侧，即径向内侧在图2中显示为A，而B表示面朝气缸的侧，即径向外侧。C指的是面向 产品的侧，而D表示背离产品的侧。在使用中，润滑剂薄膜将在侧B和活塞之间产生以形成 液压密封。在本申请中所示出的实施方式中，该润滑剂可由水或者产品组成，然而也可以使 用食品级润滑剂。在图2的横截面图中，值得指出的是，密封唇状物216从侧面C延伸。密 封件210是对称的环形结构，并且密封唇状物216围绕密封件的内周延伸。在操作中，产品 侧和另一侧之间的压力差将推动密封唇状物朝向活塞，从而提供适当的密封性。一个类似 的密封唇状物218可以被布置在密封件的径向外周，以便朝向气缸壁密封。密封件的横截 面形状可以变化而不同于在图2中所示出的，但使用密封唇216或类似的功能元件可以包 括在优选的实施方式中。
[0035] 密封件210由完全或部分地涂覆有低摩擦材料的基础材料或芯材料、弹性材料 (elast)形成。典型的实施例可以包括，但不限于：丁腈橡胶、EPDM(乙烯丙烯二烯单聚 物）橡胶、PU(聚氨酯）、含氟弹性体等。芯也可以由织造纤维或非织造纤维加固，例如 Nomex?或K.ev lar?或其他纤维材料的芯。
[0036] 就本发明的第一方面的目的而言，仅仅涂覆密封件的与活塞密封接触的部分（即 经受摩擦运动的部分）可能是足够的。这种布置将具有减少摩擦磨损以及产生的摩擦热的 优点。然而另一个优点是，上面施加了涂层的基础材料的回弹或弹性特性将被保留，并且可 例如通过提供良好的密封用于有利的应用。
[0037] 可能认为，术语"低摩擦材料"的用途是不明确的。在本申请的上下文中，该术语是 指当作为涂层施加到第一材料时相比于第一材料提供较低（甚至显著较低）摩擦的材料。 低摩擦材料涂层为上面设置有该涂层的部件提供减小的摩擦系数。此外，单词"低摩擦材 料"不仅是一个相对的术语，而且对于本领域技术人员而言，它也是说明性的，说明方式与 例如"润滑剂"的说明方式相同。
[0038] 在另一个实施方式中，密封件的整个表面涂覆有低摩擦材料。除了以上的优点外， 这种解决方案具有的一个优点是活塞密封件的芯材料将绝不会与任何食品接触。因此，芯 材料可以不一定要是被批准用于食品接触的，并且在选择材料作为密封件时，对于内部布 置有密封件的均化器的性能的优点，材料的密封性能会是优先的。可能听起来矛盾的是，被 完全涂覆的芯会影响密封性能，但作为实施例，具有良好的韧性的相当柔软的材料在被涂 覆低摩擦材料时可以提供极好的密封性能，而在没有涂层时，其可能不那么好，并且作为另 一实例：具有优良的密封性能但是对于与在处理过程中存在的流体接触敏感的材料可以被 完全涂覆并被充分使用。
[0039] 在还有的其他实施方式中，涂层被涂布成非均匀层。这种方法可应用于部分地涂 覆的实施方式以及用于完全涂覆的层。一种实施方式将包括使较厚的涂层位于密封件的受 到磨蚀磨损的部分上，并且使较薄的涂层位于其它部分上以便保持基础材料的性质，同时 仍然保护基础材料不被存在于活塞泵内的流体接触。典型的流体包括但不限于，Lie、清洁 剂、产品、蒸汽、水。
[0040] 后一实施方式的一种变型包括在密封件的径向内侧上具有轴向变化的涂层厚度。 这样做的原因可能是：密封件朝向活塞上施加的压力可以随轴向位置而变化，并且这可以 通过改变涂层的厚度来解决。在目前背景下，轴向是垂直于径向方向的方向，即活塞的运动 方向。
[0041] 在图3i-3x的部分横截面视图中示意性地示出上述实施方式，其中，标记数字220 指明了关于涂层的延伸度和厚度方面的表示。应当强调的是，图示仅仅是示意性的指示用 于促进对在几个实施方式中举例说明的本发明的理解。
[0042] 对于上述的和进一步的实施方式，可能有益的是，密封件是一体成型的。另外，可 能有益的是，其没有隐藏的裂缝或底切的（undercut)空隙，从而避免在操作过程中，产品 或其他流体的积聚。
[0043] 活塞被完全或部分地涂覆的实施方式可以与密封件被完全或部分地涂覆的实施 方式结合，反之亦然，然而这两个类型的实施方式也可以以单独的方式使用。
[0044] 低摩擦材料用于涂覆活塞密封件和/或活塞的用途会导致一个或多个优点。摩擦 的减小导致产生较少的热，由于热是密封件的退化的主要因素，并且摩擦会影响活塞的耐 用性，隔离或组合的措施将延长活塞泵的运行时间以及布置该活塞的机器的运行时间。较 长的运行时间将提高机器的工作效率。在食品加工中，停机时间即使不总是与机器的清洁 或灭菌相关联的话，也会是经常与机器的清洁或灭菌相关联的。清洁机器是耗时的，并且也 消耗如清洁剂、水和能量等资源。由于时间转变成生产率的损失，因此避免停机时间是非常 有价值的。
[0045] 在本发明的进一步的方面，涉及用于确保在移动部件之间的动态密封的密封件， 其中该密封件具有参考活塞泵密封件描述的密封件的结构特征。
[0046] 可能的涂层材料的实施例是PTFE(聚四氟乙烯）。PTFE是被称为GRAS物质， 即通常被认为是安全的（GenerallyRecognizedAsSafe)物质（根据theFederal Food,Drug,andCosmeticAct,U.S.Foodanddrugadministration)，并允许与食品接触。 另一实例可以是类金刚石碳（diamond-likecarbon)，但也可以使用其它低摩擦材料，在可 能成为问题的应用中，其它低摩擦材料可以优选是食品级材料。"涂层"在以永久性的、不可 移动的方式进行涂覆的背景中使用，该方式与施加润滑剂层到所述密封件和/或活塞上的 方式相反。随着时间的推移，涂层会因磨蚀磨损而磨损，仍然认为它相当于永久性涂层。
[0047] 在权利要求中，分别提及了第一和第二低摩擦材料。这只是强调，对于具体的实施 方式，低摩擦材料不必是相同的，当然低摩擦材料也可以相同。在这个意义上说，第一和第 二低摩擦材料可以从同一组材料中选择，该材料如前面参照"低摩擦材料"或"涂层"所述。
【主权项】
1. 一种活塞，其被配置用于在气缸孔中往复运动并用于与活塞密封件密封接触，其中， 所述活塞的第一端被布置用于与待处理的产品接触，而第二端被配置成用于耦合到驱动装 置，其中，所述活塞的被设置用于与所述活塞密封件接触的至少一部分被涂覆有第一低摩 擦材料，从而提供相比于未经涂覆的活塞的减小的摩擦，所述活塞还包括设置在气缸壁的 环形槽内并延伸到与所述活塞密封接触的至少一个活塞泵密封件，其中所述密封件的径向 内表面部分设有第二低摩擦材料涂层。2. 根据权利要求1所述的活塞，其中所述活塞的所述第一端涂覆有所述第一低摩擦材 料。3. 根据前述权利要求中任一项所述的活塞，其中整个所述活塞涂覆有所述第一低摩擦 材料。4. 根据前述权利要求中任一项所述的活塞，其中所述第一和/或第二低摩擦材料是食 品级材料。5. 根据前述权利要求中任一项所述的活塞，其中所述第一和/或第二低摩擦材料是 PTFE或DLC。6. 根据前述权利要求中任一项所述的活塞，其中所述活塞密封件包括环形密封件主 体，所述环形密封件主体由弹性材料形成，被配置为布置在气缸壁和可移动活塞之间，其中 所述密封件的径向内表面部分设置有第二低摩擦材料涂层，所述第二低摩擦材料提供相比 于所述弹性材料的减小的摩擦。7. 根据权利要求6所述的活塞，其中，所述环形密封件主体包括与所述环形密封件主 体一体成型并从所述环形密封件主体的径向内部沿轴向方向延伸的突起密封唇状物。8. 根据权利要求6或7所述的活塞，其中所述密封件的整个周缘表面设置有低摩擦材 料涂层。9. 根据权利要求6-8中任一项所述的活塞，其中所述涂层的厚度在整个所述密封件的 周缘表面变化。10. 根据权利要求6或7所述的活塞，其中，所述涂层被限制在不包括所述密封唇状物 的表面。11. 根据前述权利要求中任一项所述的活塞，其中所述涂层的厚度沿远离所述密封件 的包括密封唇状物的轴向端部的方向减小。12. -种活塞泵，其包括根据前述权利要求中任一项所述的被布置用于在气缸孔中往 复运动的活塞。13. 根据权利要求12所述的活塞泵，其中所述气缸包括用于在气缸壁和活塞之间的环 形缝隙内的润滑或消毒流体水或其它流体的入口和出口。14. 一种均化器，其包括根据权利要求12或13所述的活塞泵。15. 根据权利要求1-11中任一项所述的活塞在均化器中的用途。
【专利摘要】一种被配置用于在气缸孔中往复运动并用于与活塞密封件密封接触的活塞具有被布置用于与待处理的产品接触的第一端和被配置成用于耦合到驱动装置的第二端。活塞的被设置用于与所述活塞密封件接触的至少一部分被涂覆有低摩擦材料，从而提供相比于未经涂覆的活塞的减小的摩擦。
【IPC分类】F04B53/02, F04B53/14, F04B37/10
【公开号】CN104903580
【申请号】CN201380067364
【发明人】弗雷德里克·约翰逊, 伊萨克·萨尔曼
【申请人】利乐拉瓦尔集团及财务有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】EP2941567A1, WO2014095897A1