專利名稱：瓶的熱灌注系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及瓶的灌注閥，該灌注閥尤其適于往塑料瓶中熱灌注營養(yǎng)的液體，比如水果汁、等滲飲料、奶和其他類似的飲料，并且涉及包括多個灌注閥的相應的系統(tǒng)。技術狀態(tài)為了確保易受微生物變質(zhì)的飲料或者通常液態(tài)形式的食物的保存和安全，比如牛奶、葡萄酒、啤酒、果汁、茶等，通常進行低熱殺菌的程序，該程序在于加熱食物以減少或抑制某些微生物的存在。在果汁、茶或等滲飲料的情形下，用于避免已殺菌的飲料在包裝前被再次污染的最常規(guī)的方法之一是灌注容器的同時將飲料自身保持在超過某一溫度。該溫度依賴于產(chǎn)品的類型和處理自身的持續(xù)時間。只要容器被密封，食物就被允許冷卻。另外，當熱灌注程序使用PET瓶進行時，具有一些特性，該特性需要一些特殊問題的解決方案。第一個要解決的問題在于在開始灌注程序之前，和灌注系統(tǒng)一起加熱每個灌注閥以避免產(chǎn)品冷卻，產(chǎn)品冷卻將會危及熱處理循環(huán)的有效性。在已知的灌注系統(tǒng)中，該預加熱的步驟通過激活恰當?shù)脑傺h(huán)回路而發(fā)生，首先通過循環(huán)熱水，然后循環(huán)熱食物，熱食物被送至回收回路而不結束于瓶內(nèi)。在這些情形下，再循環(huán)流的過渡步驟，被稱為閥內(nèi)再循環(huán)的步驟，因而被考慮。第二個要被解決的問題是封閉瓶蓋之后立即將瓶翻轉幾秒鐘，以便使仍然熱的飲料重疊在瓶蓋和瓶頸的內(nèi)表面，其從液體顯現(xiàn)出來，所謂的“頂部空間”，因而使其經(jīng)受熱處理，所述表面的擴展越小，所述熱處理越有效。為此，灌注后瓶內(nèi)通常需要有高的高度，該高度是現(xiàn)有技術中的偏轉系統(tǒng)通常不能達到的。第三個問題是關于多個產(chǎn)品的灌注過程，尤其是在高溫下，往往引起泡沫形成的事實。該泡沫應該在加蓋前被去除，因為一旦容器被封閉，它將溶解，從而引起高度不希望的降低。因而需要在灌注步驟之后提供被稱為“瓶內(nèi)再循環(huán)”的步驟，其中已經(jīng)引進瓶內(nèi)的產(chǎn)品的上部部分被引起與升至表面的泡沫一起流出，并被以低流速進入瓶中的新產(chǎn)品替代，而不會產(chǎn)生任何擾動和新的泡沫。另一個問題是在延長的機器停止期間，閥內(nèi)再循環(huán)的步驟和瓶內(nèi)再循環(huán)的步驟都應該被激活，閥內(nèi)再循環(huán)的步驟避免系統(tǒng)冷卻，尤其是等待被瓶裝的接近于封閉閥的產(chǎn)品， 且瓶內(nèi)再循環(huán)的步驟避免在先灌注的瓶內(nèi)的產(chǎn)品在加蓋前冷卻，此種情形將會導致瓶被拒絕。在預加熱步驟和灌注的生產(chǎn)步驟中，瓶內(nèi)或閥內(nèi)再循環(huán)的產(chǎn)品被有利地收回、冷卻并引進箱中，從中產(chǎn)品通過增加一定百分比的要殺菌的新產(chǎn)品而被逐漸地處理。經(jīng)受第二次低熱殺菌的此百分比的產(chǎn)品應該被保持在盡可能低的值以阻止減弱最終飲料的感官特征。因而需要一種系統(tǒng)，適于監(jiān)測瓶內(nèi)再循環(huán)的液體的量，以根據(jù)每次產(chǎn)品的類型、瓶的類型和生產(chǎn)頻率來最小化該量。在通常瓶子具有小直徑瓶頸的情況下，使得可用于灌注和排空泡沫的通過段受到限制?，F(xiàn)有技術中具有再循環(huán)的灌注系統(tǒng)是基于“內(nèi)部再循環(huán)”喙嘴(beak)的使用，其產(chǎn)生一系列問題，因為
a)其還減小了有效截面，因而需要一定推力即壓力載荷，這引起塑料瓶上的不希望的應變，b)其不允許產(chǎn)生泡沫的最優(yōu)偏轉，c)其不允許迅速的泡沫排空，這將引起再循環(huán)產(chǎn)品的高百分比，d)其伸入瓶中且在灌注的最后保持浸沒在液體內(nèi)，因而當喙嘴撤出時，高度會下降，這是不希望的結果。另一個重要的問題是市場日益需要更多100%的果汁或含有給定量漿狀物、絲狀體或晶粒的水果基飲料，這將賦予飲料“自然性”的特殊特征。飲料中漿狀物的存在對于傳統(tǒng)的基于標準化孔的再循環(huán)控制系統(tǒng)是不利的。另外，如果灌注過程引起過度的擾動，漿狀物往往結合一定量的泡沫，該泡沫不會迅速升至表面且可以僅僅通過非常長的再循環(huán)步驟被移除，該非常長的再循環(huán)步驟引起如上所述的大量的回收產(chǎn)品和產(chǎn)品感官特征的降低。如今新材料的使用日益變得更加廣泛，因為現(xiàn)代吹制技術允許制得典型由PET、聚對苯二甲酸乙二酯制成的塑料瓶，盡管通過使用越來越少量的材料制得，卻同時適合于高達95°C的熱灌注和充分地耐久。重要的是灌注過程不需要容器經(jīng)受可危及其尺寸穩(wěn)定性的壓力或應變，因為高溫往往減小其強度。當使用將噴嘴和偏轉系統(tǒng)伸入瓶中的解決方案以最優(yōu)化食物流時，可輕易地發(fā)生產(chǎn)品溢出的問題，該食物流在灌注結束時部分地浸入液體中，然后在從瓶中分離的步驟中顯現(xiàn)；結果發(fā)生瓶嘴外部的玷污和接下來在瓶帽和瓶之間的空隙內(nèi)霉菌的形成，或者尤其是在小直徑瓶頸的情形下，可能發(fā)生由于這些部件的出來引起的最終高度降低的問題。此外，尤其對于大直徑的瓶嘴，因為液體上表面和容器頸部的上邊緣之間的距離是最小的，所以移動而不撞擊容器并不會使其沿著突然起伏的路徑或在所有情形下不具有產(chǎn)生高離心分量的曲率半徑是重要的，以使在灌注的仍然沒有加蓋的容器的傳送過程中沒有產(chǎn)品溢出。如今，取代電子控制系統(tǒng)的全機械式灌注系統(tǒng)的采用是可取的，因為熱灌注機器大體上對于索、板和電子構件是基本上“不良”的環(huán)境，歸因于高溫和移除由噴濺和蒸汽引起的產(chǎn)品沉積所需要的精心的、經(jīng)常的清洗。機器上電子構件的使用也可能需要采用覆蓋盒和保護金屬片以產(chǎn)生不可清洗的屏蔽區(qū)域。另外，在瓶上面的部分應該最好是盡可能自由的，因為瓶蓋和難于清洗的隱蔽點或經(jīng)受磨損的比如套管和密封件的滑動元件遺留沉積物和殘渣。確實，液體存在于這些表面上，因為凝結物的形成或者由水的、需要清洗或者潤滑的噴嘴引起，當瓶進入灌注環(huán)繞路線(filling roundabout)和從灌注環(huán)繞路線退出時，一些部分可能滴入在打開的閥下面?zhèn)魉偷拇蜷_的瓶中。因而感覺需要實現(xiàn)一種允許克服前述缺陷的瓶灌注系統(tǒng)。發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種瓶灌注閥，其允許以可能的最有效方式滿足由典型的熱灌注應用特性確定的需求，同時允許還為冷處理比如純水的純液體保持同樣的基本構造，而不需要再循環(huán)。本發(fā)明的另一個目的是提供一種瓶灌注方法，其允許通過之前所述的灌注閥克服現(xiàn)有技術中所有提及的缺陷。
本發(fā)明因而建議通過實施根據(jù)權利要求1所述的用于灌注容器的灌注閥而實現(xiàn)上述討論的目的，該灌注閥包括閥體，在其中限定用于使灌注液體通過的空間，且設有用于將所述液體引進其中一個所述容器中的孔，所述孔的第一閘板(first shutter)，其在所述閥體內(nèi)滑動，其中所述第一間板在其第一端設有密封元件，所述密封元件適合于不透流體地封閉孔，且被構造以與閥體的底部配合來在所述空間和所述孔之間限定虹吸管(siphon)，且其中在所述孔內(nèi)容納有液體偏轉元件，液體偏轉元件被構造成賦予通過其的液體旋轉分量，這允許液體自身在灌注的步驟中附著于容器的壁，所述偏轉元件被整體地固定至所述第一間板的第一端且直接地與所述第一閘板的第一端接觸。本發(fā)明的第二方面提供了通過根據(jù)權利要求15所述的前述灌注閥，利用灌注液體灌注容器的方法，包括以下步驟借助于首先使預定溫度的熱水在所述閥體的空間內(nèi)通過，然后使預定溫度的灌注液體在所述閥體的空間內(nèi)通過，來加熱灌注閥的閥體，其中保持第二閘板在打開位置且第一閘板在關閉位置；將第二閘板設至關閉位置；將第一間板設至打開位置，且用灌注液體灌注容器以達到瓶裝液體容量，所述瓶裝液體容量相應于由排空管(evacuation pipe)的入口區(qū)段的位置所確定的高度，隨之發(fā)生的是空氣通過所述排空管排出；進一步灌注所述容器以再循環(huán)容器內(nèi)的灌注液體，隨之發(fā)生的是所述瓶裝液體容量的一部分通過排空管排出；在預定的瞬間將所述第一間板設至關閉位置，以使所述容量部分等于所述瓶裝液體容量的至多10%。本發(fā)明的系統(tǒng)有利地提供可排水的虹吸管的存在，以借助設置在恰當位置的內(nèi)部再循環(huán)閥來避免不希望的液體淤塞，容許完全清空虹吸管。另外，灌注閥體內(nèi)的偏轉系統(tǒng)被成型為以使當灌注含有漿狀物的產(chǎn)品時，不會變得堵塞。偏轉系統(tǒng)有利地具有一系列用于定向產(chǎn)品流的通道，因而賦予產(chǎn)品流離心分量，該離心分量充分地確保液體附著于瓶壁，因而戰(zhàn)克服了瓶自身輪廓內(nèi)的邊緣。通過包括灌注閥主閘板的位于移動的滑動架(carriage)主體內(nèi)的氣動促動器， 提供了另一個優(yōu)點，因而避免了來自與要被瓶裝的產(chǎn)品相接觸的壓縮氣體的可能的泄漏。從視圖的構造點來看，灌注閥的主閘板和相應的促動器之間的連接簡單，因為它包括一些簡單的部件，且還借助于前述兩個構件之間的斷開簡單而允許簡單的維護，同時為了衛(wèi)生的原因而確保氣動體和產(chǎn)品通道之間的完全分離。由于本發(fā)明灌注系統(tǒng)的特征的組合，相對于現(xiàn)有技術中的灌注系統(tǒng)得到了很多優(yōu)
點；灌注系統(tǒng)能夠處理包含漿狀物、絲狀體和晶粒的飲料；其允許以較高的流速灌注，具有與機器尺寸的相繼減小相關的較好的成本節(jié)約；其允許達到較高的容器灌注高度，尤其是具有小直徑瓶頸的容器；
其允許減小再循環(huán)的產(chǎn)品的量，具有最終產(chǎn)品質(zhì)量的后續(xù)改進；還減小了壓力載荷或灌注壓力，因而瓶內(nèi)的壓力也減小，允許使用較輕的瓶。最后，該系統(tǒng)結合了構件的簡化和結構成本(閥區(qū)域、控件、插口凸輪(faucet cam)，基座)的減小，另外改進了清洗內(nèi)部和外部并改進了促動系統(tǒng)的性能。從屬權利要求描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。


本發(fā)明進一步的特征和優(yōu)點根據(jù)優(yōu)選但不唯一的通過非限制性示例闡明的瓶灌注系統(tǒng)的實施方式的詳細說明，并借助于附圖而更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的灌注閥的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的灌注閥的第一截面圖；圖3是圖2中視圖的局部放大圖；圖4是分成兩部分的灌注閥的第二截面圖；圖5是顯示了第一構件的第一變體的局部截面圖；圖5ajb和5c各自顯示了所述第一變體的側視圖、截面圖和頂視圖；圖6是顯示了所述第一構件的第二變體的局部截面圖；圖6a、6b和6c各自顯示了所述第二變體的側視圖、截面圖和頂視圖；圖6d顯示了所述第一構件的第三變體的局部截面圖；圖7a至7f顯示了熱灌注程序的不同步驟；圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的閥的四個操作步驟；圖9顯示了包括根據(jù)本發(fā)明的灌注閥的瓶灌注系統(tǒng)；圖10顯示了灌注環(huán)繞路線的簡圖，其中與瓶裝程序的不同步驟相關的角度被突出顯示。本發(fā)明優(yōu)選實施方式的詳細說明尤其參照附圖1，本發(fā)明的灌注閥適合于往PET瓶中熱灌注(高達95°C )低粘度的飲料(運動粘度< 20dt)，該飲料包含漿狀物或絲狀體，漿狀物具有的最大尺寸為 0=3xL=5,絲狀體具有的最大尺寸為0 =IxL=IO (相應于所示要求的飲料的一些實例為 茶、佳得樂(Gatorade)和等滲飲料、醬油、豆奶、甜醋、50%桃/蘋果/梨/香蕉蜜汁、菠蘿汁、例如ACE的維他命飲料、蘋果汁或100%柑橘類水果汁)。瓶的尺寸可以是容量上從100 到3500ml，且具有瓶口，瓶口具有從28至38mm的外直徑和最小為17mm的內(nèi)直徑。圖1中全部由數(shù)字1指示的前述灌注閥，包括滑動架11，用于豎直移動閥，其允許閥的平滑移動，同時限制滑動觸點的數(shù)量和可滴入瓶中的濕表面的延伸；閥體2，灌注液體通過軟管3流入閥體2 ；第一閘板4，容納在所述閥體2內(nèi)，包括控制桿15和位于控制桿15下端的密封元件16，密封元件16由彈性的或其他合適的材料制成，適于附著在閥體2的內(nèi)側底部；虹吸管5，用于控制灌注高度，由閥體2的內(nèi)側底部和密封元件16限定；閥內(nèi)偏轉系統(tǒng)6，其允許從閥體2進入瓶中的流體沒有擾動且不會往瓶自身中引入偏轉因素；
氣動促動器7，其集成在滑動架11內(nèi)，其允許通過在灌注環(huán)繞路線外由固定凸輪促動的氣動交換器(未示出)打開、控制產(chǎn)品閘板4 ；排空管8，其集成在閘板4內(nèi)，用于在灌注步驟中排空瓶中包含的空氣并用于在灌注步驟的最后(排空泡沫或保持溫度的步驟)使液體再循環(huán)；再循環(huán)閥1’，包括第二閘板9，具有相應的氣動促動器10，接合在主閥體2上，具有在預加熱和當機器停止時保持溫度的步驟中允許閥內(nèi)再循環(huán)和在內(nèi)部清洗過程的最后完全排干閥內(nèi)的虹吸管5的雙重功能。在移動的滑動架11內(nèi)部設置灌注閥的主閘板4的氣動促動器7，避免了來自與要被灌注的產(chǎn)品相接觸的壓縮氣體的可能的泄漏，因為包括促動器7的灌注閥促動部件和包括閘板4的閥自身處理部件(即要被灌注的液體在其中流動的部件)被物理分開并通過比如環(huán)形螺母和兩個螺釘?shù)暮唵喂潭ㄔO備被連接，例如。用于控制瓶的灌注高度的虹吸管5由促動器7促動，促動器7提升或降低閘板4， 因此提升或降低與閘板4構成整體的密封元件16。該密封元件16大體為帽型。閥體2的底部設置有環(huán)形突起19，環(huán)形突起19與密封元件16相配合來限定虹吸管5。用于在閥內(nèi)偏轉流體的偏轉系統(tǒng)6有利地包括旋流器，旋流器包括多個螺旋管道 (helical pipe) 13以賦予經(jīng)過它們的流體以旋轉分量，這允許在灌注步驟中流體自身附著于瓶壁，使得后者更快且導致泡沫較少的形成。當加工具有漿狀物、晶?；蚪z狀體的產(chǎn)品時，旋流器6最好可具有外部的圓柱形包絡(envelope)(圖6)或可具有圓錐形的外部包絡(圖5)。在第一實施方式中，當閥的主閘板4打開時，在圓錐形的、截頭圓錐形的或截頭圓錐-圓柱形的孔內(nèi)的旋流器6的圓錐形構造允許為產(chǎn)品增加有效的通道截面，因而最小化了由包含在液體內(nèi)的漿狀物的通過而引起堵塞的可能性，其中的截頭圓錐-圓柱形孔即由第一截頭圓錐形部份在豎直方向上緊接第二圓柱部分(圖幻構成。在第二實施方式中，圓柱形孔內(nèi)的旋流器6的圓柱形構造(圖6)是有用的，因為旋流器可以通過從底部將其移除而從閥上拆卸，這可以通過簡單地旋開旋流器安裝于其上的管狀元件或喙嘴17來進行。在純產(chǎn)品的情形下，如果機器還需要以較高的輸出速度處理冷產(chǎn)品，假設為瓶中的產(chǎn)品高度允許此情形，則允許給喙嘴裝配常規(guī)的偏轉裝置。在第三實施方式中，圓柱形孔內(nèi)的旋流器6的錐形構造(圖6d)具有和圓柱形孔內(nèi)的旋流器的圓柱形構造相同的優(yōu)點，還具有將堵塞的可能性降至最小的另外優(yōu)點，因為阻塞的漿狀物或絲狀體可更容易地釋放自身。另外，與上面的閘板4的下端直接接觸的旋流器的位置，避免了漿狀物、晶?；蚪z狀體留在螺旋的頂部上，而找不到其可以被卡住的水平表面。在保持了傳統(tǒng)地用于灌注純果汁的系統(tǒng)的效率的同時，前述偏轉系統(tǒng)的構造有利地允許具有大量漿狀物和絲狀體的飲料通過。旋流器6的螺旋有利地具有此種尺寸，以使螺旋管道13能使產(chǎn)品中包含的最大尺寸的漿狀物通過，當所需的旋轉分量已經(jīng)被施加給液體自身時，螺旋改進結構徑向地收集液體并再次徑向地將其釋放進入瓶中。為實現(xiàn)于此，優(yōu)選的變體包括等于旋流器6的高度的大約1. 5-2. 5倍的螺旋節(jié)距， 最好等于所述高度的兩倍。例如，圓錐形或圓柱形旋流器可包括具有節(jié)距為36mm的六個螺旋。旋流器的尺寸還通過周圍閥組件的構造被指定，因為其具有取決于比如20mm的閥1輸出孔的直徑且取決于閥的下端部份的高度的精確尺寸，所述部份根據(jù)要灌注的瓶的尺寸而變化。關于材料，旋流器可由例如塑料或不銹鋼制成。旋流器6安裝在喙嘴17的第一部份上，喙嘴17內(nèi)部設有形成管8的端部的通道， 所述喙嘴17在第一端被插進和固定到閘板4上，同時所述喙嘴17長度為以使其第二端適于延伸進入待灌注容器內(nèi)僅僅與容器瓶頸的一部份相對應的段。毗鄰于設置成用于裝配旋流器6的第一部份并在第一部份的下面，喙嘴17具有第二部份，第二部份具有由第一段和第二段表征的預定的外部輪廓18，第一段向管8的軸線會聚，第二段關于所述軸線發(fā)散(diverging)。如圖3中所示，這兩個外部輪廓段大體上截斷為錐形且平滑地連接在一起。該種特殊構造具有抗毛細功能，即有利于從旋流器6的螺旋管道13放出的液體從喙嘴17分離，以使所有的液體向瓶的內(nèi)表面轉移，因而避免了灌注時更多泡沫的形成和將沿著喙嘴17流入入口區(qū)段14的液體水幕對于來自瓶中的回路氣流的干擾，該干擾將導致灌注步驟的減速。旋流器6全部設置在閥體2內(nèi)，而喙嘴的外部輪廓段18可全部或部分地在閥體2 內(nèi)部或完全在閥體2外部。此種旋流器的構造避免了產(chǎn)品的泄漏問題及隨后的嘴外部的積垢和再隨后的瓶帽和瓶之間的空隙內(nèi)霉菌的形成問題，或者尤其是在小直徑瓶頸的情況下，已知系統(tǒng)中最終的高度由于偏轉系統(tǒng)從瓶中出來而降低的問題。有利地，喙嘴17的長度為當灌注閥降低至要被灌注的瓶上時，喙嘴的第二端僅僅伸入瓶中相當于瓶頸初始段的一段。此允許實現(xiàn)與現(xiàn)有技術中的方案相比，較高的灌注高度，非常接近于邊緣，因而使得被稱為 “頂部空間”的熱處理非常有效；較少泡沫的產(chǎn)生及其更加迅速的排空；有效的液體通道截面最小的減少，因而需要更小的壓力載荷，所述壓力載荷導致也可由薄塑料瓶輕易承受的應變。管8的特殊構造允許管內(nèi)的液體排入回收管12而不是排入瓶中，因而允許減小溢出并提高高度的準確性該效果歸因于管8的出口區(qū)段13相對于同一管8的進口區(qū)段14 的物理更低位置，管8的出口區(qū)段13即接近于回收管12的端部區(qū)段，管8的進口區(qū)段14 即接近于瓶的灌注部分的端部區(qū)段，此狀態(tài)產(chǎn)生了有利的壓力載荷以將管8內(nèi)的液體完全排入回收管12。圖7a至7f顯示了根據(jù)本發(fā)明的熱灌注瓶的不同步驟。1)在開始灌注瓶的步驟之前(圖7b)，包括加熱灌注機器和然后灌注閥1的步驟， 首先用熱水進行，然后用要瓶裝的熱產(chǎn)品，要瓶裝的熱產(chǎn)品在閥內(nèi)流通(圖7a)。在該加熱的步驟中，首先具有某一溫度的熱水和然后的產(chǎn)品通過軟管3達到閥體2，其中閘板4被降低因而關閉灌注閥，同時閘板10位于允許熱水和熱產(chǎn)品進入與回收管12連接的再循環(huán)管 8，的縮回位置。從管8’排出的水從該系統(tǒng)中排出。該第一部份產(chǎn)品通過的目的是去除剩余的熱水并在閥體2內(nèi)保持所需的溫度。從管8’排出的該第一部份產(chǎn)品也從該系統(tǒng)中排出。2)在預定瞬間，瓶20通過裝載滾筒(loading drum)被帶至灌注閥1下面的位置。 然后閥1由滑動架11降低以使瓶20與喙嘴17配合，喙嘴17部分地位于瓶自身內(nèi)(圖7b)。 閘板10通過促動器9被促動以關閉再循環(huán)閥1’，且瓶沿著灌注環(huán)繞路線的第一預定角度K 移動。3)在再循環(huán)閥1’被關閉的這一時刻，灌注瓶20的步驟開始，其中閘板4通過促動器7提升，然后打開灌注閥并允許產(chǎn)品通過虹吸管5，沿著旋流器6的螺旋管道、然后沿著瓶壁(圖7c)。灌注步驟中，空氣通過管8從瓶中排出，且瓶沿著灌注環(huán)繞路線移動第二預定角度Y。4) 一旦達到灌注高度，具有相應于喙嘴17下端高度的高度，便開始再循環(huán)瓶內(nèi)產(chǎn)品的步驟以從瓶20中排出泡沫和預定量的產(chǎn)品，該產(chǎn)品被引導通過管8進入回收管12，然后與新產(chǎn)品混合并經(jīng)受第二低熱殺菌(圖7d)。在瓶內(nèi)再循環(huán)的步驟中，瓶沿著灌注環(huán)繞路線的第三預定角度X移動。5)在預定瞬間，再循環(huán)等于最大瓶裝產(chǎn)品10%的一定量再循環(huán)產(chǎn)品的步驟的最后，閘板4被降低因而關閉灌注閥1 (圖7e)，且閥1通過滑動架11提升(圖7f)以從充滿產(chǎn)品的瓶20中釋放閥1自身，瓶20與卸載滾筒結合。在每次更換要瓶裝的產(chǎn)品之時或在給定的機器運行小時數(shù)之后，定期計劃消毒的步驟，即對機器清潔和殺菌的步驟，包括通過使用固定至閥1的仿制瓶30在閥內(nèi)再循環(huán)適當?shù)娜芤骸D8顯示了本發(fā)明的灌注閥的四種操作模式。圖中，灌注閥1和相關聯(lián)的再循環(huán)閥1’都關閉此狀態(tài)發(fā)生于灌注步驟之前將閥1降低至瓶20上時。圖8b中，灌注閥1打開，而再循環(huán)閥1’關閉此狀態(tài)發(fā)生于灌注和瓶內(nèi)再循環(huán)的步驟中。圖8c中，灌注閥1關閉，而再循環(huán)閥1’打開此狀態(tài)發(fā)生于加熱步驟中和當灌注閥從瓶中釋放時延長的機器停止的過程中。圖8d中，灌注閥1和再循環(huán)閥1’都打開該狀態(tài)發(fā)生于延長的系統(tǒng)停止的過程中。閥內(nèi)再循環(huán)的步驟實際上應該被激活以避免系統(tǒng)冷卻，尤其是接近于封閉閥的等待瓶裝的產(chǎn)品，因為瓶內(nèi)再循環(huán)的步驟避免了先前灌注的瓶內(nèi)的產(chǎn)品在加蓋前冷卻，先前灌注的瓶內(nèi)的產(chǎn)品在加蓋前冷卻將會引起瓶被認為是次品而退回。保持再循環(huán)閥1’亦打開抑制了能夠危及瓶或容器的尺寸穩(wěn)定性的應變，因為高溫往往減小其強度。在消毒的步驟中，閘板4、10的打開可以是延遲的和間歇的，以充分地清洗來自所有有關回路的產(chǎn)品。圖9展示了包括灌注環(huán)繞路線40的瓶灌注系統(tǒng)，設有一個或多個根據(jù)本發(fā)明的灌注閥1。為了提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量，瓶內(nèi)再循環(huán)產(chǎn)品的量的調(diào)整有利地由沿著灌注環(huán)繞路線40的灌注閥1的打開延遲而確定，其中閥1的關閉時刻沿著所述灌注環(huán)繞路線是固定的，以便根據(jù)每次產(chǎn)品的類型、瓶的類型和生產(chǎn)率來最小化該量。因而，只要閥1沿著機器周圍的關閉流道(closing runner)的位置被固定，對每個要灌注的產(chǎn)品和/或尺寸，每次閥1的打開流道(openingrurmer)的位置就被確定。實際上，沿著環(huán)繞路線40的閥1的打開點通過從固定的關閉點返回工作被確定， 以允許瓶完全地灌注和在自身灌注中形成的泡沫完全排空；從而，再循環(huán)產(chǎn)品的百分比被減至最小值。圖10描述了灌注環(huán)繞路線40的簡圖，其中顯示了容器的裝載滾筒50和卸載滾筒 51 ；灌注閥的關閉點52的預定位置；所述閥的打開點53的(可變)位置；相應于環(huán)繞路線弧的灌注角度Y，容器沿著該環(huán)繞路線弧被完全灌注；相應于環(huán)繞路線弧的再循環(huán)角度X， 沿著該環(huán)繞路線弧，產(chǎn)品在瓶內(nèi)再循環(huán)以抑制泡沫；相應于弧的角度Z，凸輪沿著該弧用于提升和降低閥1 ；和等于(360° -X-Y-Z)的角度K，確定了閥1的打開位置53。當再循環(huán)產(chǎn)品的最大百分比10%被固定為防止危及瓶裝產(chǎn)品的感官質(zhì)量的最大容許值時，并通過字母“Q”指示灌注步驟中(角度Y)從閥1流出的產(chǎn)品流速和通過字母 “q”指示再循環(huán)步驟中(角度X)從閥1流出的最大產(chǎn)品流速，機器的產(chǎn)品再循環(huán)的最大角度 X 為 X- = 0. l*Y*(Q/q)0通過給定瓶內(nèi)的給定產(chǎn)品的灌注時間是已知的(在實驗室試驗中限定)，得到與灌注步驟(角度Y)有關的機器角度；且通過單個閥的灌注再循環(huán)流動速度比Q/q是已知的，還得到與再循環(huán)步驟有關的機器的最大角度X、且因此得到角度K和打開位置53。實際上，對于具有狹窄的瓶頸和含有大量漿狀物(比如100%果汁產(chǎn)品)的產(chǎn)品的小瓶(比如500ml)來說，再循環(huán)的百分比將更接近最大值，然而對于具有寬闊的瓶頸和純產(chǎn)品(比如等滲飲料)的大瓶(比如2000ml)來說，它將更接近最小值。通常，灌注的時間越長，閥的打開點越接近裝載滾筒50。
權利要求
1.一種用于灌注容器的灌注閥，包括閥體O)，在其中限定了用于使灌注液體通過的空間，且所述閥體(2)設有用于將所述液體引進所述容器中的一個內(nèi)的孔；所述孔的第一閘板G)，所述第一閘板(4)在所述閥體O)內(nèi)滑動，其中所述第一間板(4)在其第一端設有密封元件(16)，所述密封元件(16)適合于不透流體地封閉所述孔，且被構造以與所述閥體O)的底部配合來在所述空間和所述孔之間限定虹吸管(5)，且其中在所述孔內(nèi)容納有液體偏轉元件(6)，所述液體偏轉元件(6)被構造成賦予通過其的液體旋轉分量，所述旋轉分量允許所述液體自身在灌注的步驟中附著于所述容器的壁，所述偏轉元件(6)被整體地固定至所述第一間板(4)的所述第一端且直接地與所述第一閘板的所述第一端接觸。
2.根據(jù)權利要求1所述的灌注閥，其中所述偏轉元件是設有多個螺旋管道(1 的旋流器(6)。
3.根據(jù)權利要求2所述的灌注閥，其中所述旋流器(6)能具有圓錐形外部包絡或圓柱形外部包絡。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的灌注閥，其中所述旋流器(6)包括具有等于所述旋流器自身高度的大約1. 5-2. 5倍的節(jié)距的螺旋線。
5.根據(jù)權利要求2至4中的任一項所述的灌注閥，其中所述旋流器(6)被全部設置在所述閥體O)的內(nèi)部。
6.根據(jù)權利要求2至5中的任一項所述的灌注閥，其中所述旋流器(6)被安裝在管狀體(17)的第一部份上，所述管狀體(17)在一個第一端上被整體地固定至所述第一閘板 G)，且所述管狀元件(17)的長度為以使其第二端適合于延伸進入待灌注的容器內(nèi)僅僅相應于所述容器的頸部的一部分的一段。
7.根據(jù)權利要求6所述的灌注閥，其中所述管狀元件(17)毗鄰于所述第一部份呈現(xiàn)有第二部份(18)，所述第二部份(18)具有包含第一會聚段和關于所述排空管(8)的軸線發(fā)散的第二段的輪廓。
8.根據(jù)之前權利要求中的任一項所述的灌注閥，其中所述閥體O)的所述底部設有環(huán)狀突起(19)，所述環(huán)狀突起(19)與所述帽型密封元件(16)相配合來限定所述虹吸管(5)。
9.根據(jù)之前權利要求中的任一項所述的灌注閥，其中排空管(8)被集成在所述第一閘板內(nèi)以在灌注的步驟中排空包含在所述容器內(nèi)的空氣并在灌注的最后再循環(huán)所述液體，且所述管狀元件(17)限定所述排空管(8)的包含入口區(qū)段(14)的延伸部分。
10.根據(jù)權利要求9所述的灌注閥，其中，使用時，所述入口區(qū)段(14)被設置成高于出口區(qū)段(1 的位置，所述出口區(qū)段(1 設置在所述灌注閥內(nèi)部，靠近用于回收再循環(huán)液體的回收管(12)。
11.根據(jù)之前權利要求中的任一項所述的灌注閥，其中所述閥體( 設有用于灌注流體的入口管(3)，且再循環(huán)閥(1’)被設置成與所述閥體( 配合運作，所述再循環(huán)閥(1’) 包括具有相應的促動器(10)的第二閘板(9)，具有在加熱和當系統(tǒng)停止時保持溫度的步驟中允許在所述灌注閥內(nèi)再循環(huán)和在清洗程序的最后完全排干所述虹吸管(5)的雙重功能。
12.根據(jù)權利要求11所述的灌注閥，其中所述再循環(huán)閥(1’)與連接至所述回收管 (12)的再循環(huán)管(8，)相關聯(lián)。
13.根據(jù)之前權利要求中的任一項所述的灌注閥，其中所述第一閘板(4)能被相應的促動器(7)促動，所述促動器(7)集成在用于移動所述灌注閥(1)的滑動架(11)的內(nèi)部。
14.根據(jù)之前權利要求中的任一項所述的灌注閥，其中所述孔是圓錐形或截頭圓錐形或圓柱形或截頭圓錐-圓柱形。
15.一種容器的灌注系統(tǒng)，包括一個或多個根據(jù)權利要求1所述的灌注閥。
16.一種容器的灌注方法，利用灌注液體通過根據(jù)權利要求1至14所述的灌注閥(1) 進行灌注，包括以下步驟借助于首先使預定溫度的熱水在所述閥體O)的空間內(nèi)通過，然后使預定溫度的灌注液體在所述閥體O)的空間內(nèi)通過，來加熱所述灌注閥(1)的所述閥體O)，其中保持所述第二閘板(10)在打開位置且所述第一閘板(4)在關閉位置；將所述第二閘板(10)設至關閉位置；將所述第一間板(4)設至打開位置，且用所述灌注液體灌注所述容器00)以達到瓶裝液體容量，所述瓶裝液體容量相應于由所述排空管(8)的入口區(qū)段(14)的位置確定的高度，隨之發(fā)生的是空氣通過所述排空管排出；進一步灌注所述容器00)以使得所述灌注液體在所述容器內(nèi)再循環(huán)，隨之發(fā)生的是所述瓶裝液體容量的一容量部份通過所述排空管(8)排出；在預定的瞬間將所述第一間板(4)設至關閉位置，以使所述容量部份等于所述瓶裝液體容量的至多10%。
全文摘要
一種用于熱灌注塑料瓶的灌注閥(1)，其允許以可能的最有效方式滿足由熱灌注應用的典型特性所決定的所有需求，同時允許還保持同樣的基礎構造以用于冷加工比如純水的純液體而不需要再循環(huán)。灌注閥(1)包括閥體(2)，在其中限定用于灌注液體的通道的空間，且設有用于將所述液體引進其中一個所述容器中的孔；所述孔的第一閘板(4)，在閥體(2)內(nèi)滑動；在所述空間和所述孔之間的虹吸管(5)；和容納在所述孔內(nèi)的液體偏轉元件(6)，其被構造于賦予通過其的液體以旋轉分量，旋轉分量允許液體自身在灌注的步驟中附著于容器的壁上，所述偏轉元件(6)被整體地固定至所述第一閘板(4)的第一端且直接地與所述第一閘板(4)的第一端接觸。
文檔編號B67C3/04GK102317197SQ201080007600
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月15日 優(yōu)先權日2009年2月13日
發(fā)明者帕斯夸里·莫羅, 馬泰奧·佐帕斯 申請人:S.I.P.A. 工業(yè)設計自動化合伙股份有限公司