РАЗЛИВОЧНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ
FILLING VALVE FOR LIQUIDS

Изобретение относится к разливочный клапану для жидкостей, содержащему впускной канал жидкости в полость клапана, седло клапана, по меньшей мере один взаимодействующий с седлом клапана запорный элемент, выпускное отверстие для жидкости, расположенный на выпускном отверстии цилиндрический выпускной канал, который имеет несколько расположенных рядом друг с другом в осевом направлении проходов, причем обращенная к запорному элементу поверхность выпускного канала образует составную часть седла клапана.
Такие разливочные клапаны применяют, например, для быстрого заполнения емкостей, прежде всего упаковок из слоистого материала (картона и полиэтиленового слоя), жидкостью (например, соками).
Для уменьшения пенообразования в жидкости выпускной канал должен производить в заполняющей струе наиболее ламинарное течение. Поэтому на выпускном отверстии дозирующего устройства расположено цилиндрическое тело с тонкими соосными проходами. В суженном пространстве проходов вихревые движения практически не образуются, таким образом жидкость может протекать в значительной степени спокойно. Диаметр проходов задан таким образом, что в проходах на жидкость действует капиллярный эффект. Проходы оканчиваются в плоском седле клапана. Разливочный клапан с таким цилиндрическим выпускным каналом раскрыт, например, в ЕР 0754 144 B1.
Из DE 10 2010 006 005 A1 известен относящийся к области техники наполнительный клапан, в котором для уменьшения пенообразования при выдаче жидкости предлагается приведение запорного элемента в первое и второе открытое положение, причем во втором открытом положении площадь поперечного сечения потока между седлом клапана и запорным элементом превышает таковую в первом открытом положении. Запорный элемент имеет первую и вторую, независимо друг от друга подвижную деталь, причем в направлении протекания жидкости через дозирующее устройство первая деталь окружена второй деталью, и детали расположены таким образом, что открытие первой детали приводит запорный элемент в первое открытое положение, а открытие второй детали приводит запорный элемент во второе открытое положение.
Практика показала, что содержащиеся в богатых плодовой мякотью жидкостях волокна могут засорять проходы выпускного канала. Прежде всего, волокна откладываются на соединительной области между двумя соседними проходами.
В ЕР 00 99 582 A2 предлагается минимизация расстояния между входными отверстиям проходов выпускного канала для предотвращения отложения волокон плодовой мякоти между входными отверстиями.
WO 2010/097730 A1 раскрывает наполнительный клапан, прежде всего для розлива фруктовых соков, в цилиндрической полости клапана которого расположено выполненное коническим завихряющее приспособление для жидкости. Коническое выполнение уменьшает вероятность закупорок плодовой мякотью или волокнами.
ЕР 0278560 A1 раскрывает наполнительный клапан с расположенным на выпускном отверстии наполнительного клапана выпускным каналом, который имеет соосные проходы. Диаметр проходов задается таким образом, что плодовая мякоть и волокна не засоряют проходы, однако, гидравлическое сопротивление является настолько высоким, что жидкость выдается из выпускного канала только при приложении давления.
Для предотвращения закупорки плодовой мякотью расположенного в наполнительной головке для фруктовых соков разделителя струи US 4574853 B1 раскрывает разделитель струи, который имеет несколько расположенных концентрически на продольном расстоянии по отношению друг к другу деталей в форме усеченного конуса. Расположенная на деталях верхняя кромка поворачивает, по меньшей мере, часть струи жидкости в вертикальном направлении.
Исходя из настоящего уровня техники, в основе изобретения лежит цель создания улучшенного выпускного канала наполнительного клапана, в котором, прежде всего, предотвращены закупорки посредством волокон проходов в выпускном канале.
Эта цель достигнута разливочным клапаном ранее упомянутой разновидности посредством того, что оканчивающиеся в поверхности выпускного канала проходы, исходя из поверхности в направлении запорного элемента, удлинены посредством трубок, запорный элемент имеет наконечники, и каждая трубка может быть закрыта посредством одного из наконечников, который, по меньшей мере, в закрытом положении окружает трубку с образованием кольцевого пространства.
Внутренняя часть каждого наконечника, предпочтительно, ограничена базовой поверхностью, боковой поверхностью и противоположным базовой поверхности отверстием наконечника. Каждое отверстие наконечника окружено обегающей кромкой.
В закрытом положении каждый наконечник сидит либо своей базовой поверхностью с уплотнением на верхнем входном отверстии трубки, либо своей обегающей кромкой на поверхности выпускного канала. В полости клапана поверх седла клапана расположена жидкость. В результате открытия запорного элемента входные отверстия трубок освобождаются, и жидкость устремляется через кольцевое пространство во входные отверстия трубок. В результате этого эффекта течения в кольцевом пространстве возможно наличествующие волокна эффективно удаляются.
Более сильного течения и тем самым еще более улучшенного удаления твердых веществ в области входных отверстий в трубки достигают, когда наконечники с образованием кольцевого пространства окружают каждую трубку как в закрытом, так и в открытом положении запорного элемента.
Базовая поверхность, боковая поверхность и лежащее напротив базовой поверхности отверстие наконечника, предпочтительно, ограничивают цилиндрическое пространство. В случае, когда как цилиндрическое пространство, так и каждая трубка имеют согласованное, предпочтительно, кругло-цилиндрическое поперечное сечение, при открытии запорного элемента в кольцевом пространстве устанавливаются равномерные характеристики течения. При условии, что пространство в форме усеченного конуса, которое расширяется в направлении седла клапана, окружает трубку с кругло-цилиндрическим поперечным сечением, при открытии запорного элемента характеристики течения последовательно изменяются.
При условии, что разливочный клапан имеет запорный элемент с открытым положением и закрытым положением, предпочтительно, все наконечники конструктивно соединены друг с другом в один структурный узел. Структурный узел может быть выполнен, например, посредством соединяющих наконечники распорок или посредством объединения наконечников в едином конструктивном элементе. Структурный узел закреплен на обращенной в направлении седла клапана стороне запорного элемента. Наконечники могут быть выполнены также в качестве интегральной составной части на обращенной в направлении седла клапана нижней стороне запорного элемента.
При условии, что разливочный клапан имеет двухчастный запорный элемент с первым и вторым открытым положением, а также закрытым положением, наконечники каждой части соединены друг с другом в структурном узле группами. Структурные узлы могут быть выполнены, например, посредством соединяющих наконечники распорок или посредством объединения наконечников в едином конструктивном элементе. Один из двух структурных узлов закреплен на обращенной в направлении седла клапана стороне первой детали, а другой из двух структурных узлов - на обращенной в направлении седла клапана стороне второй детали запорного элемента. Выполнение разливочного клапана с двухчастным запорным элементом известно специалистам, например, из DE 102010006005 A1, содержание которого явным образом приобщается к раскрытию настоящей заявки.
Для улучшения уплотняющего эффекта наконечники, предпочтительно, состоят из эластичного материала, прежде всего из пластика. Альтернативно, наконечник может состоять из жесткого материала, например металла, причем на каждом наконечнике расположена уплотняющая поверхность из эластичного материала. Уплотняющая поверхность расположена на базовой поверхности наконечника, когда наконечник в закрытом положении своей базовой поверхностью уплотняет верхнее входное отверстие трубки. При условии, что окружающая отверстие наконечника кромка наконечника во взаимодействии с поверхностью выпускного канала клапана должна запирать трубки, уплотняющая поверхность, предпочтительно, расположена на поверхности обегающей кромки.
Для предотвращения отложений волокон на седле клапана расположенный, предпочтительно, по центру дренажный канал находится между трубками в выпускном канале, на котором не расположено каких-либо трубок. Этот проход является запираемой посредством уплотняющего элемента, который запирает дренажный канал при насаживании наконечников на входные отверстия трубок. При снимании расположенных на теле клапана наконечников дренажный канал также освобождается.
В последующем изобретение разъясняется более подробно на основе чертежей. Показано:
Фиг. 1 - перспективный местный вид разливочного клапана согласно изобретению в разрезанном представлении в открытом положении,
Фиг. 2 - разливочный клапан согласно фиг.1 в закрытом положении,
Фиг. 3 - перспективное детальное представление в разрезе, а также
Фиг. 4 - схематическое представление характеристик течения на седле клапана разливочного клапана в открытом и закрытом положении.
Фиг. 1 показывает местный разрез разливочного клапана 1 согласно изобретению для розлива богатых плодовой мякотью жидкостей, прежде всего соков, в емкости. Разливочный клапан 1 содержит не представленное на частичном представлении впускной канал жидкости для жидкости в полость 2 клапана, которая ограничивается посредством корпуса 3 клапана и находящегося на нижней стороне корпуса 3 клапана выпускного отверстия 4, на котором закреплен цилиндрический, в варианте осуществления кругло-цилиндрический, выпускной канал 5.
В процессе эксплуатации разливочного клапана полость клапана полностью заполнена жидкостью.
Цилиндрический выпускной канал 5 имеет несколько расположенных рядом друг с другом в осевом направлении проходов 6. Обращенная в направлении полости 2 клапана плоская поверхность 5а выпускного канала 5 является составной частью седла 7 клапана разливочного клапана 1.
В полости 2 клапана расположен выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью привода запорный элемент 8, причем привод происходит, например, посредством приводной штанги 9, которая с уплотнением выведена из корпуса 3 клапана.
Оканчивающиеся в поверхности 5а проходы 6, исходя из поверхности 5а выпускного канала 5, удлинены в направлении запорного элемента 8 посредством трубок 10. Тем самым входные отверстия 11 для жидкости смещаются из плоскости поверхности 5а выпускного канала 5 вверх, в направлении запорного элемента 8. Каждый проход 6 в выпускном канале 5 продлевается посредством лежащего на одной прямой прохода в одной из трубок 10.
На нижней стороне запорного элемента 8 закреплен конструктивный элемент 12, который объединяет друг с другом в один структурный узел несколько наконечников 13, причем каждая трубка 10 является запираемой посредством одного из наконечников 13.
Внутренняя часть каждого наконечника 13 ограничена базовой поверхностью 13а, боковой поверхностью 13b и лежащим напротив базовой поверхности 13а на параллельном удалении отверстием наконечника.
Наконечники 13 окружают каждую трубку 10 как в представленном на фиг. 1 открытом положении, так и в представленном на фиг. 2 закрытом положении запорного элемента 8 с образованием кольцевого пространства 14 между внешней стенкой трубки 10 и боковой поверхностью 13b наконечника 13.
В представленном на фиг. 2 закрытом положении все наконечники 13 своими базовыми поверхностями 13а посажены с уплотнением на верхних входных отверстиях 11 трубок 10. При этом в кольцевом пространстве 14 находится разливаемая жидкость, которая расположена в полости 2 клапана. Независимо от положения запорного элемента 8, жидкость через просвет 15 между корпусом 3 клапана и внешней боковой поверхностью запорного элемента 8 постоянного поступает также в область полости 2 клапана, которая находится между поверхностью 5а выпускного канала 5 и нижней стороной запорного элемента 8.
Когда запорный элемент 8 из представленного на фиг. 2 закрытого положения приводится теперь с помощью приводной штанги 9 в представленное на фиг. 1 открытое положение, базовые поверхности 13а наконечников 13 приподнимаются с входных отверстий 11 трубок 10, и входные отверстия 11 трубок 10 заливаются устремляющейся через кольцевое пространство 14 жидкостью. За счет этого имеющиеся в области трубок волокна эффективно удаляются.
Течение в кольцевом пространстве 14 и заливание входных отверстий 11 трубок 10 при поднятии запорного элемента 8 обеспечиваются посредством того, что ограничивающая входное отверстие 11 верхняя кромка каждой трубки 10 в процессе эксплуатации разливочного клапана постоянно находится ниже уровня жидкости в полости 2 клапана. Согласно принципу сообщающихся сосудов уровень жидкости в кольцевом пространстве 14 поднимается, и жидкость затем заливает верхнюю кромку входных отверстий 11.
Для предотвращения отложений волокон и/или других твердых веществ в жидкости на поверхности 5а выпускного канала 5, между трубками 10 по центру седла 7 клапана расположен дренажный канал 16, который оканчивается в поверхности 5а выпускного канала 5. Горловина 17 прохода 16 является запираемой посредством уплотняющего элемента 18, который запирает дренажный канал 16 при насаживании наконечников 13 их базовыми поверхностями на входные отверстия 11 трубок 10, как это показано, прежде всего, на фиг. 2. Уплотняющий элемент 18 в любом случае, предпочтительно, конструктивно выполнен в виде интегральной составной части конструктивного элемента 12, который закреплен на нижней стороне запорного элемента 8. При поднятии базовой поверхности наконечников 13 с трубок 10 за счет механической связи также автоматически освобождается дренажный канал 16, как это показано, прежде всего, на фиг. 1.
Фиг. 4 поясняет характеристики течения разливочного клапана 1, в котором наконечники 13 с образованием кольцевого пространства 14 окружают каждую из трубок 10 как в схематически представленном на фиг. 4 слева открытом положении, так и в схематически представленном справа на фиг. 4 закрытом положении запорного элемента 8.
При открытии запорного элемента жидкость через просвет 15 проникает сбоку в область между поверхностью 5а выпускного канала 5 и нижней стороной запорного элемента 8. Притекающая жидкость приводит к подъему жидкости в кольцевом пространстве 14, которая заливает верхнюю кромку трубок 10 и попадает через входное отверстие 11 в проход 6.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Обозначение Наименование
1 Разливочный клапан
2 Полость клапана
3 Корпус клапана
4 Выпускное отверстие
5 Выпускной канал
5а Поверхность
6 Проходы
7 Седло клапана
8 Запорный элемент
9 Приводная штанга
10 Трубки
11 Входное отверстие
12 Конструктивный элемент
13 Наконечники
13а Базовая поверхность
13b Боковая поверхность
14 Кольцевое пространство
15 Просвет
16 Дренажный канал
17 Горловина
18 Уплотняющий элемент