本實用新型涉及一種灌裝閥用活塞。

背景技術：

在活塞式計量灌裝閥領域，灌裝閥中包括了閥體和位于閥體內(nèi)部的轉(zhuǎn)閥、活塞。例如2010年7月7日公開的公開號為CN101767760A的中國專利，公開了一種食品灌裝進料和出料的切換閥，在給閥中活塞直線往復運動并與閥芯的轉(zhuǎn)動過程，實現(xiàn)物料的輸送目的。如圖1所示，現(xiàn)有技術中，活塞式計量灌裝閥使用的活塞都為分離部件組裝的結構，包括上蓋24、第一密封圈25、支撐塊26、第二密封圈27、底蓋28，上蓋24設有圓盤狀的部位和凸出在圓盤狀部位的連接部位，底蓋28固定安裝在上蓋24的連接部位處，第一密封圈25、支撐塊26、第二密封圈27被夾在它們中間。最終形成的活塞結構在兩個密封圈所在位置獲得用于與閥體密封連接的部位，受到密封圈兩側(cè)連接后必定形成縫隙的原因的影響，在該密封部位表面排列著至少四道環(huán)形縫隙，而且縫隙所在位置涉及灌裝作業(yè)范圍即灌裝時物料流經(jīng)縫隙處。如此之多的縫隙嚴重制約了該活塞式計量灌裝閥的使用范圍，尤其是對于衛(wèi)生潔凈程度較高的無菌灌裝領域，縫隙勢必產(chǎn)生衛(wèi)生隱患，最為突出的問題是即使采取清洗措施來消除衛(wèi)生隱患，仍然會存在清洗不便的諸多弊端。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術問題是如何消除活塞表面的縫隙對灌裝操作的影響，由此提供一種能夠在灌裝作業(yè)范圍呈表面連續(xù)的、無縫的灌裝閥用活塞。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：該灌裝閥用活塞包括殼體、底座、連接件、彈性支撐體，所述殼體為一體式結構、所述殼體設有主體部位和彈性部位，所述主體部位包括導流部位和受力部位，所述導流部位呈扁平狀結構、所述受力部位呈管狀結構，所述導流部位的外側(cè)設有導流面Ⅰ、內(nèi)側(cè)的中間位置與受力部位的一端連接，所述殼體在主體部位的橫截面呈T形，所述連接件為管狀結構、連接件內(nèi)部設有螺紋，所述連接件固安裝在受力部位上，所述連接件的中心線與殼體中心線重合，所述彈性部位呈管狀結構，所述彈性部位分布在導流部位的邊緣且與受力部位一起位于導流部位的內(nèi)側(cè)，所述彈性部位的外表面與導流面Ⅰ連貫，所述彈性部位包括密封部位、塑形部位，所述密封部位的一側(cè)與導流部位連接、所述密封部位的另一側(cè)與塑形部位連接，所述密封部位外表面設有圍繞殼體中心線分布的凸起，所述殼體在凸起處的外徑最大，所述凸起位于密封部位與導流部位連接的該側(cè)，所述塑形部位的內(nèi)表面設有限位面，所述密封部位、塑形部位、導流部位和受力部位之間形成用于容納彈性支撐體的腔室，所述限位面面向腔室，所述腔室設有一個開口，所述開口朝向塑形部位和受力部位之間的區(qū)域，所述限位面到受力部位的表面的距離在開口朝向上逐漸減少，所述彈性支撐體橫截面也呈梯形，所述彈性支撐體以壓縮狀態(tài)置于腔室內(nèi)，所述彈性支撐體只與密封部位連接而使密封部位受到來自彈性支撐體的擠壓，所述底座中間設有通孔，所述底座固定連接在塑形部位內(nèi)，所述底座與塑形部位密封連接，所述通孔與連接件內(nèi)部空間連通并且通孔的中心線與連接件的中心線重合，所述底座、彈性支撐體、塑形部位、導流部位和受力部位之間設有容納彈性支撐體變形部位的空腔。

在該技術方案中，殼體為半封閉式一體結構、其開口部位設置在遠離需要灌裝作業(yè)時提供密封作用的部位、遠離需要清洗作業(yè)時提供導流作用的部位，故在殼體與底座結合形成一體結構后產(chǎn)生的唯一的連接部位不影響灌裝作業(yè)、不影響清洗作業(yè)；殼體表面為連續(xù)的、無縫的結構。所以，本實用新型采用一體式殼體以及連接部位遷移至合理部位(非工作區(qū)域)的技術方案，完全消除了現(xiàn)有技術中因為縫隙存在于灌裝作業(yè)范圍導致的衛(wèi)生隱患和清洗不便的問題。

活塞與其它部件建立的密封連接關系，是依靠活塞擠壓其它部件的表面，進而形成緊密的連接關系，該連接關系是指活塞與其它部件之間建立過盈配合，由此產(chǎn)生密封連接的效果。殼體的密封部位是活塞與其它部件形成密封連接關系的唯一部位，為了能讓密封部位與其它部件接觸更為緊密，首先密封部位被設計為整個活塞壁厚最薄的部位，使密封部位獲得彈性形變能力；第二，彈性支撐體安裝在殼體內(nèi)，安裝后彈性支撐體處于收縮狀態(tài)并處于展開的趨勢而持續(xù)不斷的擠壓密封部位向外變形。最終，密封部件向外側(cè)凸出，其凸起緊緊壓在其它部件的表面，例如灌裝閥的閥體內(nèi)表面。

彈性支撐體的作用在于維持密封部位的變形趨勢和承擔外力作用(該外力主要是其它部件反饋的反作用力)。在初始狀態(tài)下彈性支撐體并非以自然展開方式位于殼體內(nèi)部，而是受到來自密封部位的包裹作用而呈被擠壓的狀態(tài)、它與密封部位緊密連接；用于容納彈性支撐體的腔室的作用是容納彈性支撐體并且使彈性支撐體發(fā)生變形，確保彈性支撐體能夠推動密封部位向外側(cè)變形而凸出。

控制彈性支撐體變形趨勢的關鍵是腔室的形狀，在本申請的技術方案中限位面的作用不僅僅是確保彈性支撐體的位置受到限制，更重要的是控制彈性支撐體始終具有向密封部位處伸展的趨勢，達到推動密封部位向外側(cè)變形的目的。

在使用該活塞時過盈配合狀態(tài)迫使密封部位往內(nèi)收縮，如此，密封部位內(nèi)側(cè)推動彈性支撐體，使得彈性支撐體變形，彈性支撐體變形后局部部位向底座、彈性支撐體、塑形部位、導流部位和受力部位之間的空腔遷移。空腔在活塞應用過程中至關重要，它起到了直接緩沖彈性支撐體的變形量的作用，對產(chǎn)生過盈配合具有關鍵作用。

密封部位位于塑形部位和導流部位之間，密封部位一側(cè)與導流部位連為一體、密封部位另一側(cè)與塑形部位連為一體。密封部位表現(xiàn)出的柔韌性比塑形部位的柔韌性要更加柔韌，密封部位比塑形部位更具彈性。彈性支撐體推擠密封部位的情況下極易使密封部位向外側(cè)彎曲，在殼體上表現(xiàn)為在密封部位向外鼓起。因此，密封部位的變形特征是保證該活塞能與其它部件建立的密封連接關系的重要因素，它使凸起與其它部件建立更為緊密的連接關系。最重要的是，這樣設置后活塞在凸起處獲得了補償功能，因為較大的位移量確保了凸起在磨損狀態(tài)下能夠通過變形獲得向外延伸的反應機制，從而在凸起磨損的情況下可以通過自身變形來獲得補償。

活塞往復運動的理想狀態(tài)是保持固定姿態(tài)，活塞的中心線平行于活塞的運動方向，應當避免活塞的中心線傾斜于運動方向的情況，但是在實施過程中該情況會受到諸多原因而引起，例如安裝不到位、加工缺陷、部件受損、作業(yè)對象不穩(wěn)定等等。一旦出現(xiàn)活塞傾斜的情況，殼體上除了凸起的其它部位(尤其是端部)會有與其它部件的表面接觸的情況，活塞運動受到的摩擦力因此增加。但是，此時殼體上的凸起仍能與其它部件的表面建立密封連接，也就是說密封部位仍處于有效的工作狀態(tài)。為了消除摩擦力的影響，本申請中塑形部位的外徑都被設置成了小于密封部位的外徑的結構，這樣在殼體的彈性部位處形成了階梯狀結構，在活塞傾斜時殼體的端部能夠遠離其它部件的表面，從而避免活塞會受到額外的摩擦力。

塑形部位是殼體與底座連接的部位。殼體在塑形部位的內(nèi)徑稍大于底座的外徑，兩者結合在一起時通過粘結劑牢牢規(guī)定在一起，底座只在殼體的塑形部位與殼體連接。因此，對于塑形部位的柔韌性具有特定要求，而柔韌性取決于塑形部位的壁厚程度，壁厚值越大、柔韌性越差，壁厚值越小、柔韌性越好。為使塑形部位達到合理的柔韌性，所述塑形部位的壁厚被設計為大于密封部位在凸起處的壁厚，但仍需保持密封部位的外徑大于塑形部位的外徑。

底座為圓盤狀結構，它只在其側(cè)面與塑形部位固定連接，通過在塑形部位內(nèi)側(cè)設置環(huán)形的限位槽，所述底座的側(cè)面呈階梯形；當?shù)鬃倪吘壍闹睆阶畲蟮牟课磺度朐谙尬徊蹆?nèi)，底座與殼體通過過盈配合建立了固定連接的關系。限位槽的設計可以有效提高安裝底座的效率和安裝精度。

為了能夠提高底座與殼體的連接程度，所述底座的中間設有凹槽，所述凹槽與通孔連通，所述受力部位嵌入在凹槽內(nèi)。受力部位嵌入在凹槽內(nèi)，受力部位和底座建立緊密的連接關系；使得殼體與底座之間連接更牢固。

為了能增加連接件與受力部位以及底座之間的連接程度，所述連接件的一端設有凸緣，所述凸緣在活塞的中心線延伸方向上位于受力部位和底座之間。

作為本實用新型的優(yōu)選，所述導流面Ⅰ呈由圓臺的側(cè)面和上底面組成的形狀。導流面Ⅰ的結構有利于液體在重力作用下向殼體周邊流動而離開活塞，確保導流面Ⅰ不會堆積液體，便于徹底清洗活塞。同樣為了徹底清洗活塞，所述底座上設有導流面Ⅱ，所述導流面Ⅱ呈圓臺的側(cè)面的形狀。

為進一步控制彈性支撐體的變形范圍，底座上設有朝向彈性支撐體所在位置的限位塊，限位塊未進入腔室，它只是起到了進一步確定腔室范圍的作用，它是腔室分界的依據(jù)之一。

活塞使用時除了將表面設有螺紋的連接桿伸入到活塞的連接件內(nèi)，達到安裝目的外，還可以使用通體都是螺紋的螺栓，所述螺栓穿過通孔并且一端與連接件活動連接、所述螺栓另一端位于底座表面。這樣還可以通過設有內(nèi)螺紋的連接桿與活塞建立連接關系，達到安裝目的。

本實用新型采用上述技術方案：灌裝閥用活塞具有了一體式的表面結構，并將表面唯一的連接部位置于遠離灌裝作業(yè)范圍的位置，從而保證活塞表面以連續(xù)的、無縫的特征位于物料流經(jīng)的區(qū)域?；钊谋砻鏉崈舫潭瓤梢詽M足無菌灌裝的要求，活塞的使用領域得到擴大。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步說明。

圖1為現(xiàn)有技術灌裝閥用活塞的結構示意圖；

圖2為本實用新型第一種實施例的使用示意圖；

圖3為本實用新型第一種實施例的活塞結構示意圖；

圖4為本實用新型第一種實施例的活塞的殼體的結構示意圖；

圖5為本實用新型第一種實施例的活塞的殼體的主體部位的結構示意圖；

圖6為本實用新型第一種實施例的活塞的殼體的彈性部位的結構示意圖；

圖7為本實用新型第一種實施例的活塞的殼體的彈性部位的密封部位的結構示意圖；

圖8為本實用新型第一種實施例的活塞的殼體的彈性部位的塑形部位的結構示意圖；

圖9為本實用新型第一種實施例的活塞的連接件的結構示意圖；

圖10為本實用新型第一種實施例的活塞的底座的結構示意圖；

圖11為本實用新型第二種實施例的使用示意圖。

具體實施方式

如圖2至10所示，本實用新型第一種實施例。

如圖2所示，灌裝閥設有閥體1和活塞2，閥體1內(nèi)部中空以用于容納活塞2和物料?；钊?活動安裝在閥體1內(nèi)，并與閥體1形成密封連接關系。如圖3所示，該灌裝閥用活塞包括了殼體3、底座4、連接件5、彈性支撐體6。殼體3和底座4為食品級塑料、連接件5為金屬部件、彈性支撐體6為具有彈性的橡膠部件。底座4、連接件5以及彈性支撐體6都安裝在殼體3內(nèi)，整個活塞2的外表面由殼體3的外表面和底座4的部分表面組成。

如圖3、4所示，殼體3為一體式結構，它具有主體部位7和彈性部位8，主體部位7又包括導流部位9和受力部位10，彈性部位8又包括密封部位11和塑形部位12。

如圖5所示，殼體3的主體部位7的橫截面為T形結構，導流部位9呈扁平結構、受力部位10呈管狀結構。導流部位9呈圓臺形狀，導流部位9的表面呈由圓臺的側(cè)面和上底面組成的形狀且該表面為導流部位9的導流面Ⅰ13，導流面Ⅰ13屬于殼體3的外表面；受力部位10位于導流部位9內(nèi)側(cè)且在導流部位9的中間位置，受力部位10的一端與導流部位9連接，整體上看，兩者屬于一體結構的兩個部分。受力部位10的中心線與導流部位9的中心線重合，且這兩者的中心線都與活塞2的中心線重合。

如圖3、5、9所示，連接件5固定安裝在受力部位10內(nèi)，連接件5的表面設有外螺紋，該外螺紋與受力部位10的內(nèi)螺紋嚙合；在連接件5的一端設有凸緣14，凸緣14的外徑與受力部位10的外徑相同，凸緣14緊貼在受力部位10的末端即未與導流部位9連接的該端。凸緣14在依靠連接件5的本體與受力部位10的緊密的連接關系實現(xiàn)了與受力部位10的端部緊密連接的目的，因此連接件5整體上與殼體3形成了非常緊密的連接關系。連接件5內(nèi)部還設有內(nèi)螺紋。通過設有外螺紋的連接桿擰入連接件5內(nèi)部就能安裝該活塞2。

如圖3、4、6所示，彈性部位8分布在導流部位9的邊緣，彈性部位8的外表面與導流面Ⅰ13連貫，并且彈性部位8與受力部位10一起都位于導流部位9的同一側(cè)，從整體上來看，彈性部位8和受力部位10都位于導流部位9的內(nèi)側(cè)。

彈性部位8的密封部位11、塑形部位12都為壁厚較薄的管狀結構。密封部位11設有外徑最大的部位。如圖7所示，密封部位11上設有圍繞殼體3中心線即受力部位10的中心線分布的凸起15，凸起15分布于整個密封部位11處，凸起15的外徑是整個活塞2最大的外徑，這樣凸起15就直接與導流部位9連接，也就是凸起位于密封部位11與導流部位9連接的該側(cè)。密封部位11的一側(cè)直接與導流部位9連接，密封部位11的另一側(cè)與塑形部位12連接。如圖6、8所示，塑形部位12在與密封部位11連接的該側(cè)設有階梯式結構，其外徑要比密封部位11在凸起15處的外徑小很多，這也使得凸起15更加具有明顯凸出的結構特征。雖然塑形部位12的外徑小于彈性部位8的外徑，但是塑形部位12的壁厚大于密封部位(11)在凸起15處的壁厚。塑形部位12在與密封部位11連接的該側(cè)的內(nèi)側(cè)表面即內(nèi)表面到受力部位10的表面的距離在沿著活塞2中心線的延伸方向上呈逐漸變化的狀態(tài)，該內(nèi)表面為塑形部位12的限位面16。塑形部位12的內(nèi)側(cè)設有環(huán)形的限位槽17，塑形部位12在限位槽17所在位置的橫截面輪廓呈C形。

如圖3、4、8所示，密封部位11、塑形部位12、導流部位9、受力部位10共同形成了腔室18，該腔室18用于容納彈性支撐體6。彈性支撐體6為環(huán)狀結構，其橫截面呈梯形、彈性支撐體6的橫截面的面積遠遠小于腔室18的橫截面的面積。彈性支撐體6安裝在腔室18內(nèi)會受到殼體3的限制而處于壓縮狀態(tài)，彈性支撐體6僅只擠壓密封部位11的表面，彈性支撐體6始終處于擠壓殼體3的密封部位11的狀態(tài)。由于密封部位11具有柔韌的彈性形變的特征，故在彈性支撐體6的擠壓作用下向遠離活塞2的中心線的方向拱起，密封部位11的凸起15就被置于遠離活塞2中心線的位置。

腔室18只設有一個開口，使得腔室18為半封閉式結構。開口朝向塑形部位12和受力部位10之間的區(qū)域并且開口朝向與活塞2的中心線的延伸方向平行，限位面16到受力部位10的表面的距離在開口朝向上逐漸減少。限位面16的作用使得腔室18在開口方向上的寬度逐漸減小，限制彈性支撐體6的活動范圍。

如圖3、10所示，底座4呈圓盤狀，中間設有通孔19和凹槽20，通孔19的中心線和凹槽20的中心線重合，凹槽20與通孔19連通，通孔19、凹槽20使得底座4中間的空間的橫截面呈T形，凹槽20的直徑與受力部位10的外徑相同。底座3的側(cè)面呈階梯形，底座3的一端的外徑大于另一端的外徑。安裝時，只在底座4的側(cè)面涂抹粘結劑，再將底座4外徑較大的該端嵌入在限位槽17內(nèi)，使底座4固定安裝在殼體3上；受力部位10的一端嵌入到凹槽20內(nèi)，使得凸緣14在活塞2的中心線延伸方向上位于受力部位10和底座4之間；通孔19與連接件5內(nèi)部連通，通孔19、連接件5的中心線都與活塞2的中心線重合。底座3在外徑較大的該端的端面設有限位塊29，限位塊29圍繞限位槽17分布，在本實施例中限位塊29的數(shù)量只有一個。當然根據(jù)實際工況需要也可以適應性的增加限位塊29的數(shù)量并圍繞限位槽17設置分布，例如限位塊29數(shù)量為三個、四個，由此得到其它方式的實施例。限位塊29位于腔室(18)的開口處，限位塊29朝向彈性支撐體6所在位置。

安裝后，底座4的一個端面的邊緣處受到塑形部位12的阻擋而被限位，在底座4、彈性支撐體6、塑形部位12、導流部位9和受力部位10之間還形成了容納彈性支撐體6變形部位的空腔23。底座4的另一個端面和其部分側(cè)面位于殼體3的外部而作為殼體3的外表面的一部分，該底座4的另一個端面為導流面Ⅱ21，導流面Ⅱ21為圓臺的側(cè)面的形狀；而底座4在該表面的中間呈平面，在使用時用于與設有外螺紋的連接桿對接。

活塞2安裝在殼體3內(nèi)，凸起15受到彈性支撐體6的作用而與殼體3緊緊接觸，活塞2與殼體3形成密封連接。彈性支撐體6受到擠壓而發(fā)生變形，變形使得彈性支撐體6有部位向空腔23內(nèi)遷移。此時，彈性支撐體6被集聚壓縮，因此，促使凸起15與殼體3之間的接觸程度非常緊密。由于，彈性支撐體6是處于壓縮狀態(tài)，一旦密封部位11處的連接關系發(fā)生改變，這些改變包括了凸起15磨損的情況，就能通過彈性支撐體6繼續(xù)推動剩余凸起15緊緊擠壓在殼體3上，并繼續(xù)形成緊密的密封連接關系。最為重要的是活塞2表面的連接部位位于閥體1不參與灌裝作業(yè)的區(qū)域，活塞2上的連接部位不會接觸物料、而只有活塞2連續(xù)的、光潔的表面會接觸物料。

本實用新型第二種實施例。

如圖11所示，該實施例與第一種實施例不同之處在于該活塞2還包括螺栓22。螺栓22兩端都設有螺紋，螺栓22穿過通孔19并且一端與連接件5活動連接、螺栓22另一端凸出在底座4表面上。