专利名称：用于连续运行的罐头装饰机的平面阀装置的制作方法
技术领域：
本发明的技术背景本发明一般涉及一种平面阀装置，具体地说，涉及与装饰饮料罐头的高速连续运行的设备配合使用的平面阀装置。
今天，对于每分钟装饰1,500只饮料罐头的高速连续运行的设备已非罕见。这种类型的设备的例子公布在美国专利第3,766,851号，第5,111,742号和第5,183,145号。美国专利第3,766,851号是1973年10月23日授予E.西弗特、J.斯克雷普克和E.惠兰的，名称为“罐头连续印刷和处理机”，美国专利第5,111,742号是1992年5月12日授予R.迪多纳托和E.西弗特的，名称为“用于连续运行的装饰机的心轴分离组件”，美国专利第5,183,145号是1993年2月2日授予R.威廉姆斯、E.西弗特和R.加贝尔的，名称为“用来提供压力气体给在转动承载器上的心轴的自动定位阀装置及其方法”。
在这种连续运行的装饰机里，未装饰的罐头被安装在一连续转动的心轴轮的外周上。对于每个心轴，在其选定的角度位置上提供真空或高的压力气体。即，提供真空，以便将罐头装载在心轴上并使罐头保持在心轴上，同时在罐头上提供装饰并让清漆覆盖在装饰物上。提供高的压力气体，以便在罐头涂上清漆后或在检测到罐头未被正确装载从而罐头尚未装饰前，从心轴上卸下罐头。
为了控制提供真空和高的压力气体给心轴并获得上述的操作，已经发觉通常使用平面阀装置比较方便，且平面阀装置最少具有四个相对固定的阀台，它们安装在连续转动的环形板上，环形板具有许多延伸至其平的表面的输入孔，而该平面垂直于板的转动轴线。在心轴轮上的导管将各输入孔连接至各心轴上。每个固定阀台包括一由耐磨垫限定的输出孔，而该耐磨垫紧抵着该平面。由于耐磨垫材料比平面材料软，且该平面高速转动，故耐磨垫将被磨损，从而必须定期更换。
在现有技术里，即使单个耐磨垫的更换也是一件费时间的事，因为所有的固定阀台都是安装在一共同支承板上，必须从机器框架上卸下共同支承板，以便能够接近损坏的或磨损的耐磨垫并更换它。此外，为了降低转动板的平面与与其接触的固定的耐磨垫之间的相对速度，后者将安装在非常靠近转动板的转动轴线的位置上。因此，固定阀台将非常紧密地集中在装饰机的一个狭窄区域里。即使使用较柔软的软管给固定阀台输送工作气体(压力显著高于或低于环境压力的气体)，由于软管紧靠在一起，故它们形成一相当硬的软管组。结果，要接近磨损的耐磨垫就必须分离和卸下在软管和阀台之间的许多(如果不是全部)固定连接。
本发明的简要说明按照本发明，平面阀装置包括一连续转动板部分和一固定部分，固定部分上带有许多阀台，而各阀台包括一紧抵着板部分的平面的耐磨垫，如此构成的平面阀装置可方便地更换耐磨垫。它是这样实现的，将许多阀台安装在一共同的固定支承件上，而各阀台作为一个可单独安装和卸下的组件，不需要干扰任何别的阀台，也不需要卸下共同支承件。结果，不需要分离和重新安装向其它阀台提供输送的软管连接，而向其它阀台提供的压力也不需要重新设置。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种改进的结构，使平面阀装置具有许多相对地固定在一个固定的共同支承件上的阀台。
另一目的是提供这种类型的一种改进结构，其中，单个阀台可从共同支承件上卸下和重新安装在共同支承件上，而不会干扰共同支承件的安装，也不会干扰其它任何一个阀台。
还有一个目的是提供这种类型的一种改进结构，其中，单个阀台可从共同支承件上卸下和重新安装在共同支承件上，但不需分离向其它的、未从共同支承件上卸下的阀台进行输送的真空/高压软管。
再一个目的是提供一种改进的平面阀装置，它特别适用于高速连续运行的罐头装饰机。
附图的简要说明在阅读了附图的下列说明后，本发明的这些目的和其它目的将变得更加清楚。
图1是一高速连续运行罐头装饰机的侧视图，它包括按照本发明的说明构成的平面阀装置；图2是沿着图1中的2-2线的、并沿着箭头2-2的方向看过去的、通过心轴轮的转动轴线的一不完全的剖视图；图3是沿着图2中的3-3线的、并沿着箭头3-3的方向看过去的平面阀装置的后视图；图4是沿着图2中的4-4线的、并沿着箭头4-4的方向看过去的、供平面阀装置用的转动板部分的后视图；图5到9分别是沿着图3中的5-5线、6-6线、7-7线、8-8线和9-9线的、并沿着箭头5-5、6-6、7-7、8-8和9-9看过去的不完全的剖视图；图10是沿着图8中的10-10线的、并沿着箭头10-10看过去的、在固定的阀台之一上的抗磨衬垫的前视图。
附图的详细说明为了加强下面的描述，上述美国专利第3,766,851号、第5,111,742号和第5,183,145号，以及这里公开的其它现有技术将在这里被参考引用。现在参看附图，特别是图1，它描述了上述美国专利第5,183,145号所描述类型的、连续运行的圆柱形容器装饰装置。
简单地说，图1所示的装置包括送入滑槽15，它接受来自一供给装置(未画出)的未装饰的罐头16(各开口均在其一端)，并将它们置于在间隔对齐的弓形部分13和14(图2)的外周上的弓形摇台或凹腔17上，而弓形部分13和14固定安装在轮状心轴承载器18上，而承载器18固定在水平转动轴19上。水平细长轴或心轴20分别安装在各心轴/致动器部件40上。如上述美国专利第5,111,742号所详细描述的，在承载轮18的外周39上安装着许多部件40，在相邻的部件40之间有着相等的角间距。在顺时针延伸或送入滑槽15下游的小区域里，各心轴20与一个凹腔17水平间隔对齐，而未装饰的罐头16水平移动，从各凹腔17被输送到一个心轴20上。通过轴向通道101延伸至心轴20的外侧或自由端102的吸力将容器16抽吸至在心轴20上的最终设定位置。
当心轴20到达传感器33的附近时，各心轴20应该已经适当地装载一罐头16，该传感器将检测各心轴20是否已包含一适当装载的罐头16。在一种现有技术已知的方式里，如果传感器33检测到心轴20上未装载或未适当地装载，那么当这个特定的心轴20经过装饰区(在那里，印刷覆印部分21将与在心轴20上的罐头16正常地接触)时，该未装载的心轴20将移动到一“不印刷”位置。
通过安装在心轴20上，并通过与连续转动的图案输送垫或覆印部分21接触，使罐头16被装饰，而覆印部分21位于用标号22表示的多色压印装饰部分上。然后，由于仍位于心轴20上，通过与施力辊23的外周接触，在各已装饰的罐头16上覆盖一层清漆或其它保护膜，而施力辊23位于用标号24表示的清漆覆盖机上。然后，将带有装饰和保护涂层的罐头16从心轴20上输送至夹持部件或拾起装置，拾起装置由吸气杯(未画出)组成，而后者沿着输送轮27的外周、并在清漆覆盖机24和将罐头16送入凹腔17之间的拾起区域内排成一列。
输送轮27绕作为中心的轴28转动，使在输送区域内由输送轮27携带的罐头16置放在从链条型输出装置30上延伸出来的、水平的、但略微上翘的销钉29a和29b上。后者携带着罐头16通过一烘箱(未画出)，在那里，罐头16上的装饰物和保护涂层被固化。在输送区域的相对端上，相当大的链轮75和76引导着闭合的环形链条30。在链轮75和76之间，许多链轮77在一弧形路径上引导链条30，从而使销钉29a和29b能追踪将罐头16夹持在输送轮27上的各吸气装置。在一种现有技术已知的方式中，覆印部分21，心轴承载器18，输送轮27和链条30以能够产生预定关系的速度被驱动。一般来说，有一个共同的主驱动电动机(未画出)，被驱动的部件均与其机械连接。
现在参看图2，平面阀装置50安装在连续转动的水平轴19的后端，而在水平轴19上安装着心轴轮18。键51提供在轴19和轮18之间的转动连接。阀装置50包括转动部分55和固定部分60，它们通过在一环形板平的后表面56上的互相接触而互相作用，而环形板构成转动部分55。轴19的直径减少的后端部分延伸通过转动部分55的中心，而后者牢牢地固定在心轴轮18上，从而可随之连续转动。
固定部分60包括共同支承件59，它牢牢地固定在从图1中可看到的装饰机的固定框架部分上。置于支承件59的中心孔63内并环绕着轴19的后端的内轴承61和外轴承62相对固定部分60可转动地支承着轴19。通过许多螺钉66固定在支承件59上的薄环64使内轴承61保持在支承件59上。而紧抵着轴19台肩68的短管67与内轴承61的内环接触，从而使固定部分60处于向前位置。短管69使内轴承61和外轴承62之间保持间隔。旋接在轴19后端的护圈70与外轴承62接触，从而使后者保持在图2所示的工作位置上。
如图3所示，5个阀台71-75环绕着作为中心的孔63、成圆形排列的安装在共同支承件59上。原则上说，阀台71-75具有相同的结构，而它们之间的差异在于各阀台的角度范围。该角度范围是沿着与孔63同轴的圆76测得的。现在参看图2，3，8和10，它们描述了阀台74的详细结构，阀台74包括本体77，本体77具有在其后端的、分别径向向内和向外突出的弧形安装缘78和79，它们抵靠在共同支承件59的后表面上。两个螺栓82延伸通过在各安装缘78和79上的孔，并由支承件59上的螺纹孔接纳，以便将阀台74牢牢地固定在支承件59上。在大多数情况下，本体77位于延伸通过支承件59的弧形孔124里。阀台74还包括垫片组件84，它通过两个调整螺钉83安装在其后面的本体77上。
组成组件84的最前面的零件是耐磨垫86(图10)，它通过许多螺钉89(图2)固定在底座件87上。在底座件87和耐磨垫86之间置有薄金属片88，以便将压力垫188的扩大的脚部保持在底座件87的凹槽里。单个压力垫脚部通过球形连接安装在各调整螺钉83的前端上，球形连接将允许该脚部相对于螺钉83的轴线略微倾斜，但仍能牢牢地防止其轴向移动。各螺钉89的头部在它的前面，并位于由耐磨垫86上的孔189的扩孔部分形成的各凹槽里。螺钉89延伸通过与薄片88上的孔对齐的孔189，并由底座件87上的螺纹孔接纳。耐磨垫86呈细长圆环的形状，并形成细长的、集中于圆周线76处的弧形输出孔134。
轴向延伸的短管状零件91固定在底座件87上，并延伸通过一与薄片88上的孔92对齐的孔。短管91在底座件87后面的部分进入通道93的前端，而该通道从前到后延伸通过本体77。安装在短管91外表面的环形凹槽里的O型圈94在短管91和本体77之间提供一密封。通道93的后端设有内螺纹，以便接纳具有外螺纹的中空短管96，而中空短管96与在管子或软管98一端上的接头97接触，通过软管98将吸力提供给阀台74的输出孔90。
本体77上设有从前到后的通道99，以便接纳螺钉83。通道99的前面设有与螺钉83啮合的内螺纹。通道99的后部不设螺纹，并比通道99的有螺纹的前部的直径略大。锁定管111延伸进入通道99的后部，与螺钉83的一部分螺纹连接，并紧抵着通道99里的台肩112。由于锁定管111的前端紧抵着台肩112，调整螺钉83被锁定而不能转动。如要放松螺钉83，使锁定管111向台肩112的后面移动，为此目的在锁定管111的后端提供六角形结构113。然后将一六角形扳手插入锁定管111的后端，并进入在螺钉83后面的互补的凹槽85里(图6)，转动螺钉83，由此使脚部按照需要前进或后退，以便适当地将耐磨垫86置于表面56上。
参看图3，各阀台71至75上的输出孔131至135均集中于圆周线76处。参看图4，许多输入孔120延伸通过转动板55，一个输入孔120通过一个引导结构119与一根心轴20连接，图2显示了其中的一个。输入孔120从表面56向前延伸，并位于圆周线129上，而圆周线129与圆周线76具有相同的直径，该圆周线76延伸通过输出孔131至135的中心。由此，当各心轴轮18旋转时，连续转动部分55上的输入孔120将间隔地与输出孔131至135重叠并连通，当输入孔120与输出孔131-135中的一个重叠时，将给心轴20提供工作气体压力，因心轴20的轴向通道101与输入孔120连接。
各阀台72-75上设有两个调整螺钉83，而最长的阀台71上设有三个调整螺钉83，以便保证形成输出孔131的耐磨垫的所有部分均匀地紧抵着表面56。一般地说，各阀台71-75需要的安装螺钉82的数量取决于各阀台的大小。这样，最小的阀台72只需要两个安装螺钉82，中间大小的阀台73和75需要三个安装螺钉82，而比阀台75大的其余阀台71和74需要四个安装螺钉82。同样的，固定耐磨垫86所需要的螺钉89的数量取决于耐磨垫86的大小。
为了从共同支承件59上卸下阀台74，要卸下阀台74上的四个安装螺钉82。然后使阀台74相对于图3略微逆时针转动，直至组件84(零件86，87和88)与弧形孔124对齐，通过孔124向后取出组件84和本体77的轴向部分。在通过孔124取出组件84前，可能必须使接头97与短管96分离。这取决于连接在阀台74上的供应软管98的刚性。
由于从共同支承件59上卸下阀台74等，就可接近并卸下其上的螺钉89，从而卸下耐磨垫86。由于后者与转动板55上的表面56滑动接触，基本上所有的磨损发生在耐磨垫86上，这是因为它没有表面56那么硬。一般来说，转动板55由淬硬的含铁材料制成，而耐磨垫86由比转动板55材料硬度差得远的硬合成材料(例如塑料)制成。
对于本技术领域的技术人员来说，现在可以明白了，在阀台71处提供真空(比环境压力低的气体压力)，以便使未装饰的罐头16装载在心轴20上，当传感器33检测到罐头16装载错误时，在阀台72处提供比环境压力高的气体压力，在阀台73处提供真空，以便在装饰过程中使罐头16保持在心轴20上，在阀台74处提供真空，以便在施加清漆涂层过程中保持罐头16在心轴20上的良好定位，最后，在阀台75处提供比环境压力高的气体压力，以便从心轴20上卸下已全部装饰好的罐头16。
虽然这里描述了阀台75被牢牢地固定在共同支承件59上，但对于本技术领域的技术人员来说，现在可以明白了，在阀台75的位置上安装一阀台可允许其在孔125里并沿着圆周线76有限运动，因此未装载已装饰的容器16的点可由一电子控制驱动装置调整，以便为了上述美国专利第5,183,145号所述的目的而作为心轴轮18的转动速度的函数。这样，在下列涉及阀台的权利要求书里，作为相对固定的阀台不仅将包括刚性连接(如附图所示的)，而且包括允许该阀台进行有限调整的连接，以便作为心轴轮18转动速度的函数。此外，权利要求书中涉及的压力气体将包括其压力基本上不同于环境压力的工作气体，或者是构成真空的压力，或者是显著大于(高于)环境压力。
虽然参考具体的实施例描述了本发明，但对于本技术领域的技术人员来说还可以有许多其它的变化和改进，以及其它的用途。因此，较佳的是，本发明不限于这里的具体描述，而仅由附后的权利要求书限定。
权利要求
1.一种平面阀装置，包括一第一部分，被安装成绕一主轴线连续转动，并包括一垂直于所述主轴线的平面；一相对固定的第二部分，在所述平面之后并面对所述平面；所述第二部分包括至少一个阀台，以及一其上安装着所述至少一个阀台的固定支承件；所述至少一个阀台的第一阀台包括一靠近所述平面的可更换的耐磨垫，耐磨垫限定一个在所述固定支承件前面的输出孔；紧固件，它们可拆卸地将所述第一阀台固定在所述固定支承件上，并可从所述支承件的后面进入以便操作，从而有选择地将所述第一阀台固定在所述固定支承件上和从所述固定支承件上卸下；以及一在所述固定支承件上的开口，所述耐磨垫可通过该开口向所述固定支承件的后面移动，从而可接近所述耐磨垫并更换它；在所述平面上的、并径向偏离所述轴线的诸输入孔，所述输入孔可操作地定位，以便随着所述第一部分的每一转，所述各输入孔直接与所述输出孔连通，由此将工作气体提供给在所述输入孔后面的所述阀台。
2.如权利要求1所述的平面阀装置，其特征在于，第一阀台还包括从所述耐磨垫向后延伸的并可从所述固定支承件后面操作的调整零件，以便调整所述耐磨垫和所述表面之间的接触力。
3.如权利要求2所述的平面阀装置，其特征在于，第一阀台还包括一在所述耐磨垫后面的底座件和耐磨垫紧固件，以便有选择地使所述耐磨垫与所述底座件固定安装和分离，当所述耐磨垫在所述固定支承件后面时可接近所述耐磨垫紧固件，以便操作。
4.如权利要求3所述的平面阀装置，其特征在于，所述第一阀台还包括一在所述底座件后面的本体，所述调整零件将所述耐磨垫和所述底座件固定在所述本体上，当所述第一阀台可操作地固定在所述支承件上时，所述本体延伸进入所述开口。
5.如权利要求4所述的平面阀装置，其特征在于，有一导管从前向后延伸通过所述本体，一短管与所述输出孔连通，并向后从所述底座件延伸进入所述导管，从而在它们之间形成一连接。
6.如权利要求5所述的平面阀装置，其特征在于，在所述本体上有一接头，以便与一管道连接，从而给在其后端的所述导管提供工作气体。
7.如权利要求4所述的平面阀装置，其特征在于，所述本体的后面包括横向凸缘，所述紧固件延伸通过所述凸缘，将所述第一阀台固定在所述固定支承件上。
8.如权利要求7所述的平面阀装置，其特征在于，所述横向凸缘与所述固定支承件的后表面接触。
9.一种平面阀装置，包括一第一部分，被安装成绕一主轴线连续转动，并包括一垂直于所述主轴线的平面；一相对固定的第二部分，在所述平面之后并面对所述平面；所述第二部分包括诸阀台，以及一其上安装着所述阀台的固定的共同支承件；所述各阀台包括一靠近所述平面的可替换的耐磨垫，耐磨垫限定一个在所述固定支承件前面的输出孔，紧固件可拆卸地将所述阀台固定在所述固定支承件上，并可从所述支承件的后面进入以便操作，从而有选择地将所述各阀台固定在所述固定支承件上和从所述固定支承件上卸下所述各阀台，且不会干扰其它所述阀台的安装，也不需要相对所述第一部分移动所述支承件，还有一在所述支承件上的开口，所述耐磨垫可通过该开口向所述支承件的后面移动，从而可接近所述耐磨垫并更换它；在所述平面上的、并径向偏离所述轴线的诸输入孔，所述输入孔可操作地定位，以便随着所述第一部分的转动，所述各输入孔依次地直接与所述各输出孔连通，由此将工作气体提供给在所述输入孔后面的所述各阀台。
10.如权利要求9所述的平面阀装置，其特征在于，所述诸阀台包括至少四个阀台。
11.一种给圆柱形容器本体提供装饰的高速设备，所述设备包括一绕一主轴线连续转动的轮子，诸心轴与所述主轴线平行延伸并靠近所述轮子的外周安装，所述轮子携带所述容器本体并向其提供装饰；平面阀装置，它包括一第一部分，第一部分被可操作地安装成以与所述轮子一致的方式绕所述主轴线连续转动，第一部分还具有一与所述主轴线垂直的平面，一相对固定的第二部分，所述第二部分在所述平面后面并面对所述平面；所述第二部分包括诸阀台，以及一固定的共同支承件，所述阀台安装在所述支承件上；所述各阀台包括一靠近所述平面的可替换的耐磨垫，耐磨垫限定一个在所述支承件前面的输出孔，紧固件可拆卸地将所述阀台固定在所述支承件上，并可从所述支承件的后面进入以便操作，从而有选择地将所述各阀台固定在所述支承件上和从所述支承件上卸下所述各阀台，且不会干扰其它所述阀台的安装，也不需要相对所述第一部分移动所述支承件，还有一在所述支承件上的开口，所述耐磨垫可通过该开口向所述支承件的后面移动，从而可接近所述耐磨垫并更换它；在所述平面上的、并径向偏离所述轴线的诸输入孔，导管装置使所述各心轴与所述各输入孔连接，所述输入孔可操作地定位，以便随着所述第一部分的转动，所述各输入孔依次地直接与所述各输出孔连通，由此在后面提供给所述各阀台的工作气体提供给所述心轴。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述诸阀台包括至少四个阀台。
全文摘要
平面阀装置(50)具有许多阀台,各阀台包括一可替换的耐磨垫(86),耐磨垫在一连续运动的阀部分的一平面(56)的后面。各阀台通过许多紧固件(82)安装在一固定支承件(59)上,从而可从支承件的后面接近所述阀台。当操作某些紧固件以使一选定的阀台从固定支承件上卸下时,该选定的阀台可通过一开口从支承件上卸下,这样,可在不干扰安装在固定支承件上的其它阀台的情况下接近耐磨垫以便更换。
文档编号F16K11/074GK1186465SQ96194453
公开日1998年7月1日 申请日期1996年6月5日 优先权日1995年6月7日
发明者罗伯特·威廉姆斯 申请人:西卡公司