定量灌装阀的制作方法

1.本实用新型涉及饮料灌装机械设备领域，尤其涉及一种定量灌装阀。


背景技术：

2.在饮料灌装生产线中，对饮料灌装的液位误差务求最小，这就给饮料灌装机械设备供应商提出了更高的要求，目前在整个饮料灌装机械设备领域中，用于液体定量灌装的定量灌装阀的结构是决定灌装质量、灌装精度和灌装速度的重要部件。目前市面上常见的定量灌装阀种类繁多，但均存在灌装后饮料瓶内液位高度无法精确保证、液体定量灌装的容量调节极其不便或容量无法调节等缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型所需解决的技术问题是：提供一种能够精确保证灌装后饮料瓶内液位高度的定量灌装阀，该定量灌装阀在使用过程中能够很方便地根据不同容积的饮料瓶进行灌装容积调整。
4.为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：所述的定量灌装阀，包括：阀体、阀芯、柱塞和浮筒，套筒竖向固定连接于浮筒顶部且套筒的内腔与浮筒的内腔密封连通；在柱塞底面中部、由下至上依次开设有连接通道和盲孔，连接通道的孔径大于盲孔的孔径、且连接通道的内腔壁与盲孔的内腔壁之间形成水平台阶面，在水平台阶面上向上开设有贯穿柱塞顶面的竖向通孔，柱塞底部通过连接通道密封固定套装于阀体上部，柱塞顶部通过第一密封结构密封伸入浮筒的内腔中、使浮筒内形成与各竖向通孔连通的容纳腔，在套筒顶部设置有使套筒向上运动、从而增大容纳腔的容积或使套筒向下运动、从而缩小容纳腔的容积的容积调节机构； 在第一密封结构下方的柱塞的外侧壁上开设有至少一个与盲孔连通的进液孔；在阀体顶面中部、由上至下依次开设有第一阀孔和第二阀孔，第一阀孔的孔径大于第二阀孔的孔径；在阀芯上设置有轴环，第一阀孔的孔径＜轴环的直径＜第二阀孔的孔径，在轴环下表面与阀芯外侧壁连接处设置有第二密封结构，位于轴环下方的阀芯通过第三密封结构密封穿插于第二阀孔中，且阀芯底部伸出第二阀孔外，在第二密封结构与第三密封结构之间的阀芯的外侧壁上开设有至少一个连接孔，在阀芯底面向上开设有与各连接孔连通的灌装通道，在伸出第二阀孔外的阀芯与阀体之间设置有使轴环密封抵于第一阀孔与第二阀孔之间的台阶面上的第一复位机构，顶部带橡胶密封帽的滑套活动套于阀芯上部，在滑套与阀芯之间设置有限制滑套上下移动距离的限位机构、以及使滑套处于上限位置的第二复位机构；在第一复位机构和第二复位机构的复位作用力的作用下，轴环密封抵于第一阀孔与第二阀孔之间的台阶面上，滑套处于上限位置且橡胶密封帽与盲孔之间留有间隙，使各进液孔、盲孔、第一阀孔、各竖向通孔、容纳腔之间连通；伸出第二阀孔外的阀芯能在外力作用下克服第一复位机构的复位作用力向上运动至使各连接孔处于第一阀孔的内腔中、以及橡胶密封帽在第一复位机构的复位作用力下密封堵住盲孔底面后，容纳腔、各竖向通孔、第一阀孔、各连接孔、灌装通道之间连通。
5.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，所述的容积调节装置的结构包括：阀套和压盘，在压盘中设置有由第一通孔和第二通孔构成的台阶孔，第一通孔的孔径小于第二通孔的孔径，密封垫卡嵌于第二通孔中，在阀套下段设置有轴肩，压盘通过密封垫从阀套顶部套入后抵于轴肩上，链轮从阀套顶部套入、搁置于压盘上后固定于阀套上，在阀套底面中部向上开设有调节通道，在阀套底部固定设置有带内螺纹通孔的连接块，内螺纹通孔与调节通道同轴线，在套筒的上段设置有能旋于内螺纹通孔中的外螺纹段，套筒顶部通过外螺纹段与内螺纹通孔之间的螺纹连接伸入调节通道中，在轴肩的外侧壁上开设有若干与调节通道连通的排气孔。
6.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，容积调节装置还可以通过手动调节，具体为加设一个轮毂，链轮的上表面为端面齿轮结构的从动齿轮，轮毂的下表面为与从动齿轮配合的端面齿轮结构的主动齿轮，轮毂从阀套顶部套入后、主动齿轮与从动齿轮啮合接触；在轮毂的外侧壁上开设有水平贯穿的销孔，在阀套上开设有与销孔位置对应的安装通孔，销轴穿插于销孔和安装通孔中；在轮毂顶面中部向下开设有凹槽，上部压簧从阀套顶部套入后在阀套顶部固定设置有压板结构，上部压簧两端分别抵压于压板结构和凹槽槽底上，在上部压簧的弹簧力作用下，主动齿轮与从动齿轮紧密接触。
7.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，在浮筒上设置有至少一个引导浮筒向上或向下运动的导向装置，所述的导向装置的结构为：在浮筒上固定设置有水平放置的导向片，在导向片上开设有供竖向放置的导杆插入的竖向导向孔。
8.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，所述的第一复位机构的结构为：在阀体的外侧壁上设置有定位轴环，下部压簧从阀芯底部套入阀体上后，带定位罩的阀垫固定连接于阀芯底部，下部压簧的两端分别抵压于定位轴环和阀垫上，第一复位机构的复位作用力为下部压簧的弹簧力，在下部压簧的弹簧力作用下，阀芯向下运动至轴环密封抵于第一阀孔与第二阀孔之间的台阶面上。
9.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，所述的限位机构的结构为：在阀芯顶部的外侧壁上开设有水平贯穿的长形限位通孔，长形限位通孔的长边位于竖向位置，固定于滑套上的圆柱销穿插于长形限位通孔中；所述的第二复位机构的结构为：在滑套上段设置有定位轴肩，在阀芯上套设有压缩弹簧且压缩弹簧的两端分别抵于定位轴肩和阀芯的轴环上，第二复位机构的复位作用力为压缩弹簧的弹簧力，在压缩弹簧的弹力作用下，滑套向上移动至圆柱销抵于长形限位通孔的顶部孔壁上。
10.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，在柱塞顶部外侧壁上设置有连接轴肩，所述的第一密封结构设置于连接轴肩上，所述的第一密封结构为：在连接轴肩的外侧壁上开设有第一密封槽，第一密封圈嵌设于第一密封槽中；第一阀孔的内腔壁与第二阀孔的内腔壁之间形成的台阶面为倒角面结构；所述的第二密封结构为：在轴环下表面与阀芯外侧壁连接处开设有第二密封槽，第二密封圈嵌设于第二密封槽中，在第一复位机构的复位作用力的作用下，轴环向下运动至第二密封圈紧贴于第一阀孔的内腔壁与第二阀孔的内腔壁之间的倒角面结构的台阶面上；所述的第三密封结构为：在位于轴环下方的阀芯的外侧壁上开设有第三密封槽，第三密封圈嵌设于第三密封槽中。
11.进一步地，前述的定量灌装阀，其中，在盲孔下端边缘处设置有倒角密封面，伸出第二阀孔外的阀芯在外力作用下克服第一复位机构的复位作用力向上运动至使各连接孔
处于第一阀孔的内腔中、以及橡胶密封帽在第一复位机构的复位作用力下密封堵住盲孔底面时，橡胶密封帽紧贴于倒角密封面上。
12.本实用新型的有益效果是：上述结构的定量灌装阀在使用过程中能很方便地根据不同容积的饮料瓶进行精确地定量灌装容积调整，定量灌装容积调整完毕后，在进行灌装的过程中能精确保证灌装后饮料瓶内液位高度的一致性。
附图说明
13.图1是本实用新型所述的定量灌装阀的结构示意图。
14.图2是图1中柱塞的结构示意图。
15.图3是图2中a-a剖视方向带第一密封圈的结构示意图。
16.图4是柱塞的立体结构示意图。
17.图5是图1上半部分的局部放大结构示意图。
18.图6是图5中b部分的局部放大结构示意图。
19.图7是图5中阀套与压盘、链轮的位置结构示意图。
20.图8是图1下半部分的局部放大结构示意图。
21.图9是图8中阀体的结构示意图。
22.图10是图8中阀芯的结构示意图。
23.图11是本实用新型所述的定量灌装阀安装于灌装机的灌装缸上的工作状态示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图及优选实施例对本实用新型所述的技术方案作进一步详细的说明。
25.如图1所示，本实用新型所述的定量灌装阀，包括：阀体2、阀芯1、柱塞3和浮筒4，套筒41竖向固定连接于浮筒4的顶部且套筒的内腔410与浮筒4的内腔密封连通。
26.如图2、图3和图4所示，本实施例所述的柱塞3的具体结构为：在柱塞3的底面中部、由下至上依次开设有连接通道33和盲孔32，连接通道33的孔径大于盲孔32的孔径、且连接通道33的内腔壁与盲孔32的内腔壁之间形成水平台阶面36，在水平台阶面36上向上开设有贯穿柱塞3的顶面的竖向通孔35，柱塞3的底部通过连接通道33密封固定套装于阀体2的上部。其中，柱塞3的底部通过连接通道33密封固定套装于阀体2的上部的密封固定方式可以采用螺纹连接与密封圈配合方式，当然在实际制造过程中，柱塞3的底部通过连接通道33密封固定套装于阀体2的上部的密封固定方式并不局限于上述一种。
27.如图1所示，柱塞3的顶部通过第一密封结构密封伸入浮筒4的内腔中、使浮筒4内形成与各竖向通孔35连通的容纳腔40，在套筒41的顶部设置有容积调节机构，容积调节机构能使套筒41向上运动、从而增大容纳腔40的容积或使套筒41向下运动、从而缩小容纳腔40的容积。在第一密封结构下方的柱塞3的外侧壁上开设有至少一个与盲孔32连通的进液孔34。
28.为保证容积调节机构在调节浮筒4内的容纳腔的容积的过程中不会干涉各进液孔34，即保证各进液孔34始终与不会被浮筒4的内侧壁遮挡住，如图2、图3和图4所示，本实施例在柱塞3的顶部外侧壁上设置有连接轴肩31，所述的第一密封结构设置于连接轴肩31上，
本实施例中的第一密封结构采用如下结构：在连接轴肩31的外侧壁上开设有第一密封槽311，第一密封圈312嵌设于第一密封槽311中。
29.如图8、图9和图10所示，本实施例所述的阀体2和阀芯1的具体结构为：在阀体2的顶面中部、由上至下依次开设有第一阀孔22和第二阀孔24，第一阀孔22的孔径大于第二阀孔24的孔径。在阀芯1上设置有轴环13，第一阀孔22的孔径＜轴环13的直径＜第二阀孔24的孔径。在轴环13的下表面与阀芯1的外侧壁连接处设置有第二密封结构，位于轴环13下方的阀芯1通过第三密封结构密封穿插于第二阀孔24中，且阀芯1的底部伸出第二阀孔24外。在第二密封结构与第三密封结构之间的阀芯1的外侧壁上开设有至少一个连接孔12，在阀芯1的底面向上开设有与各连接孔12连通的灌装通道11。在伸出第二阀孔24外的阀芯1与阀体2之间设置有使轴环13密封抵于第一阀孔22与第二阀孔24之间的台阶面上的第一复位机构，顶部带橡胶密封帽72的滑套7活动套于阀芯1的上部，在滑套7与阀芯1之间设置有限制滑套7上下移动距离的限位机构、以及使滑套7处于上限位置的第二复位机构。
30.为提高轴环13密封抵于第一阀孔22与第二阀孔24之间的台阶面上的密封性能，如图8和图9所示，本实施例将第一阀孔22的内腔壁与第二阀孔24的内腔壁之间形成的台阶面23设计为倒角面结构。本实施例中的第二密封结构采用如下结构：在轴环13的下表面与阀芯1的外侧壁连接处开设有第二密封槽，第二密封圈14嵌设于第二密封槽中，在第一复位机构的复位作用力的作用下，轴环13向下运动至第二密封圈14紧贴于第一阀孔22的内腔壁与第二阀孔24的内腔壁之间的倒角面结构的台阶面23上。
31.如图10所示，本实施例中的第三密封结构采用如下结构：在位于轴环13的下方的阀芯1的外侧壁上开设有第三密封槽，第三密封圈15嵌设于第三密封槽中。
32.定量灌装阀处于未灌装状态时，在第一复位机构和第二复位机构的复位作用力的作用下，轴环13密封抵于第一阀孔22与第二阀孔24之间的台阶面23上，滑套7处于上限位置且橡胶密封帽72与盲孔32之间留有间隙，即橡胶密封帽72未堵住盲孔32。此时，各进液孔34、盲孔32、第一阀孔22、各竖向通孔35、容纳腔40之间连通。
33.定量灌装阀进行灌装前，在阀芯1上施加一个向上的外力，该外力能克服第一复位机构的复位作用力向上运动至使各连接孔12运动至第一阀孔22的内腔中，并使橡胶密封帽72在第一复位机构的复位作用力下密封堵住盲孔32，此时定量灌装阀处于灌装状态：容纳腔40、各竖向通孔35、第一阀孔22、各连接孔12、灌装通道11之间连通。
34.为提高橡胶密封帽72密封堵住盲孔32时的密封性能，如图2和图8所示，本实施例中在盲孔32下端边缘处设置有倒角密封面37，伸出第二阀孔24外的阀芯1在外力作用下克服第一复位机构的复位作用力向上运动至使各连接孔12处于第一阀孔22的内腔中、以及橡胶密封帽72在第一复位机构的复位作用力下密封堵住盲孔32时，橡胶密封帽72紧贴于倒角密封面37上。
35.如图8和图9所示，本实施例中所述的第一复位机构的结构为：在阀体2的外侧壁上设置有定位轴环21，下部压簧82从阀芯1的底部套入阀体2上后，带定位罩81的阀垫8固定连接于阀芯1的底部，下部压簧82的两端分别抵压于定位轴环21和阀垫8上，第一复位机构的复位作用力为下部压簧82的弹簧力，在下部压簧82的弹簧力作用下，阀芯1向下运动至轴环13密封抵于第一阀孔22与第二阀孔24之间的台阶面23上。其中定位罩81底部开设有与饮料瓶瓶口匹配的定位凹槽811，定位凹槽811的设置便于后续灌装过程中饮料瓶能够正好地接
住从阀芯1的灌装通道11流出的饮料。
36.如图10所示，本实施例中的限位机构采用如下结构：在阀芯1的顶部的外侧壁上设置有水平贯穿的长形限位通孔16，长形限位通孔16的长边位于竖向位置，固定于滑套7上的圆柱销74穿插于长形限位通孔16中。所述的第二复位机构的结构为：在滑套7的上段设置有定位轴肩71，在阀芯1上套设有压缩弹簧73且压缩弹簧73的两端分别抵于定位轴肩71和阀芯1的轴环13上，第二复位机构的复位作用力为压缩弹簧73的弹簧力，在压缩弹簧73的弹力作用下，滑套7向上移动至圆柱销74抵于长形限位通孔16的顶部孔壁上。
37.如图1、图5和图7所示，本实施例中所述的容积调节装置的结构包括：阀套5和压盘58，在压盘58中设置有由第一通孔581和第二通孔582构成的台阶孔，第一通孔581的孔径小于第二通孔582的孔径，密封垫59卡嵌于第二通孔582中。在阀套5的下段设置有轴肩56，压盘58通过密封垫59从阀套5的顶部套入后抵于轴肩56上，链轮57从阀套5的顶部套入、搁置于压盘58上后固定于阀套5上，在阀套5的底面中部向上开设有调节通道52，在阀套5的底部固定设置有带内螺纹通孔511的连接块51，内螺纹通孔511与调节通道52同轴线，在套筒41的上段设置有能旋于内螺纹通孔511中的外螺纹段411，套筒41的顶部通过外螺纹段411与内螺纹通孔511之间的螺纹连接伸入调节通道52中，在轴肩56的外侧壁上还开设有若干与调节通道52连通的排气孔53。
38.需要调节浮筒4内的容纳腔40的容积时，通过链传动带动链轮57正转或反转二种方式就能使阀套5绕自身轴线转动，实现使套筒41向上运动、增大容纳腔40的容积或使套筒41向下运动、缩小容纳腔40的容积的目的。
39.本实施例还在阀套5上套设有轮毂6，如图5、图6和图7所示，链轮57的上表面为端面齿轮结构的从动齿轮571，轮毂6的下表面为与从动齿轮571配合的端面齿轮结构的主动齿轮63，轮毂6从阀套5的顶部套入后、主动齿轮63与从动齿轮571啮合接触。在轮毂6的外侧壁上开设有水平贯穿的销孔61，在阀套5上开设有与销孔61的位置对应的安装通孔54，销轴62穿插于销孔61和安装通孔54中。在轮毂6的顶面中部向下开设有凹槽64，上部压簧65从阀套5的顶部套入后在阀套5的顶部固定设置有压板结构55，上部压簧65的两端分别抵压于压板结构55和凹槽64的槽底上，在上部压簧65的弹簧力作用下，主动齿轮63与从动齿轮571紧密接触。此时，可以通过手动正向或反向旋转轮毂6二种方式，实现使套筒41向上运动、增大容纳腔40的容积或使套筒41向下运动、缩小容纳腔40的容积的目的。
40.通常可以在灌装机的灌装缸9内安装若干个上述结构的定量灌装阀，如图11所示，定量灌装阀上的柱塞3密封固定安装于灌装缸9的底部，定量灌装阀上的压盘58密封固定安装于灌装缸9的顶部，此时定量灌装阀的各进液孔34始终与灌装缸9的内腔连通。在浮筒4上设置有至少一个引导浮筒4向上或向下运动的导向装置，所述的导向装置的结构为：在浮筒4上固定设置有水平放置的导向片42，在导向片42上开设有供竖向放置的导杆43插入的竖向导向孔，导杆顶部固定安装于灌装缸9的顶部。当需要对同一批次的饮料瓶10进行灌装时，通过手动正向或反向旋转轮毂6或者链传动带动链轮57正转或反转，将容纳腔40的容积调整至与饮料瓶10容积匹配，即可进行该批次饮料瓶10的灌装了。
41.定量灌装阀处于未灌装状态时，在第一复位机构和第二复位机构的复位作用力的作用下，轴环13密封抵于第一阀孔22与第二阀孔24之间的台阶面23上，滑套7处于上限位置且橡胶密封帽72与盲孔32之间留有间隙，即橡胶密封帽72未堵住盲孔32。此时，灌装缸9、各
进液孔34、盲孔32、第一阀孔22、各竖向通孔35、容纳腔40之间连通，灌装缸9内的饮料通过各进液孔34、盲孔32、第一阀孔22、各竖向通孔35流入并充满于容纳腔40中。
42.定量灌装阀进行灌装前，饮料瓶10向上运动至瓶口伸入定位罩81的定位凹槽811中后继续向上运动，使阀芯1克服第一复位机构的复位作用力向上运动至使各连接孔12运动至第一阀孔22的内腔中，橡胶密封帽72也随阀芯1同步向上运动至接触盲孔32，并在第一复位机构的复位作用力下密封堵住盲孔32，此时定量灌装阀处于灌装状态：容纳腔40、各竖向通孔35、第一阀孔22、各连接孔12、灌装通道11之间连通，容纳腔40内的饮料通过各竖向通孔35、第一阀孔22、各连接孔12、灌装通道11灌装至饮料瓶10中。
43.上述结构的定量灌装阀在使用过程中能很方便地根据不同容积的饮料瓶进行精确地定量灌装容积调整，定量灌装容积调整完毕后，在进行灌装的过程中能精确保证灌装后饮料瓶内液位高度的一致性。
44.以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型要求保护的范围。