用于用可倾倒产品填充物品的填充设备的制作方法

1.本发明涉及一种配置成用可倾倒产品填充物品的填充设备，该可倾倒产品优选地为可倾倒食品，例如水、碳酸饮料、牛奶、果汁等。


背景技术：

2.通常用于用可倾倒产品填充物品(特别是诸如塑料或玻璃瓶子、罐子、坛子等容器)的填充机是已知的。这种填充机主要包括输送设备，通常是可旋转的输送设备，例如可围绕竖直轴线旋转的转盘；容纳可倾倒产品的储存器；以及多个填充设备。
3.详细地，这种填充设备由转盘在外围承载，通过相应的管道流体连接到储存器并且由转盘沿着弧形传送路径输送。
4.此外，填充机通常包括入口输送机，其用于将一连串空的容器进给到转盘；以及出口输送机，其从转盘接收填充的容器并配置成将这种填充的容器进给到进一步的处理单元(例如封盖单元)。
5.典型的填充设备基本上限定了填充阀并且包括：-纵向管状体，其安装在转盘的外围部分上，并在内部限定用于将可倾倒产品朝向相应空的容器进给的流动通道；-至少一个阀体，通常是闸板，其以滑动方式接合管状体并且可沿流动通道移动，以允许或阻止可倾倒产品流向相应容器；以及-致动器装置，其配置成控制闸板在流动通道内的移动。
6.在一些已知的实施方案中，流动通道具有笔直的构造，其呈现出平行于转盘轴线的纵向轴线。
7.通常，流动通道在其下端部分终止于出口通道区段，即出口开口，其配置成在使用中允许可倾倒产品从流动通道朝向待填充的相应容器流出。
8.通常，出口开口与管状体轴线同轴地布置在管状体的底端。
9.替代地，出口开口在管状体的侧壁中获得，因此相对于管状体轴线侧向地获得。
10.为了在确保流动通道和外部部件之间完全隔离的同时控制闸板，已知有磁性类型的致动器装置，其包括通常布置在管状体外部的驱动磁性组件和由闸板承载的从动磁性组件。这种磁性致动器装置特别有利于确保填充阀的适当无菌条件。
11.在一些实施方案中，驱动磁性组件和从动磁性组件由永磁体限定，该永磁体配置成彼此磁耦合，使得驱动磁性组件的移动，特别是沿上述纵向轴线的轴向移动确定从动磁性组件以及因此闸板在流动通道内的相应轴向移动。
12.尽管在功能上是有效的，但已知的填充设备有待于进一步的改进。
13.特别地，需要改进磁性致动器装置的驱动磁性组件和从动磁性组件之间的磁耦合，同时减少对同一填充机的转盘所承载的其他填充设备的磁性致动器装置的磁干扰。


技术实现要素：

14.因此，本发明的一个目的是提供一种填充设备，其被设计为以简单且低成本的方式满足上述需要。
15.该目的通过如权利要求1所述的填充设备实现。
附图说明
16.将参照附图以示例的方式描述本发明的非限制性实施方案，其中：图1是包括多个根据本发明教导的填充设备的填充机的俯视示意图，其中为清楚起见去除了部分；图2是图1的一个填充设备的放大透视示意图，其中为清楚起见去除了部分；以及图3a和3b是图2的填充设备在两种不同操作条件下的放大局部剖视图。
具体实施方式
17.参考图1，标记1总体上表示用于用可倾倒产品(优选可倾倒食品)填充多个物品(特别是容器2，例如塑料瓶或玻璃瓶、罐子、坛子等)的填充机。
18.填充机1基本上包括：-输送设备，特别是可围绕中心轴线a旋转的转盘3，其优选具有竖直取向并且配置成沿弧形推进路径p推进容器2；-储存器4，其用于容纳待进给到容器2的可倾倒产品；以及-多个填充设备5，其配置成在容器2沿路径p推进期间填充相应的容器2。
19.详细地，每个填充设备5限定填充阀，该填充阀配置成一次向一个容器2中进给预定体积的可倾倒产品，同时容器2由于转盘3赋予其的旋转运动而沿路径p推进。
20.更具体地，每个填充设备5由转盘3在外围承载并且通过填充机1的相应管道6流体连接到储存器4。
21.如图1中可见，填充机1进一步包括入口输送机，优选星形轮7，其适于将一连串空的容器2进给到转盘3；以及出口输送机，优选星形轮8，其适于从转盘3接收填充的容器2。
22.特别地，星形轮7和星形轮8可围绕基本上平行于轴线a的各自的旋转轴线a'和a”旋转。
23.据称，在本说明书中使用“基本上”一词是为了将在填充机1的各个部件之间的空间关系中可能存在的正常公差范围考虑在内。
24.在下文中，为简洁起见，由于填充设备5彼此相同，因此将仅描述根据本发明的非限制性优选实施方案且配置成填充相应容器2的单个填充设备5。
25.然而，下文针对这种填充设备5和容器2公开的所有特征适用于填充机1的每个填充设备5以及将由填充机1填充的每个容器2。
26.特别参考图2，填充设备5包括以已知方式安装在转盘3的外围部分上的管状体10，其具有纵向轴线b并在内部限定用于将可倾倒产品朝向空的容器2进给的流动通道11。
27.特别地，管状体10在使用中从相应管道6接收可倾倒产品并将预定体积的可倾倒产品输送到排放管道12中，该排放管道12布置在流动通道11下游并且适于将可倾倒产品朝向容器2输送并输送到容器2中。
28.特别地，流动通道11由管状体10的相应内壁界定，该内壁特别是内管状壁，其具有可变的、基本上圆形的横截面并且终止于管状体10的下端部，其中出口开口13将流动通道11与管道12流体连接起来，并因此将流动通道11与待填充的容器2流体连接起来。
29.根据所示的该非限制性优选实施方案，出口开口13在相对于轴线b侧向的位置处获得，并因此与轴线b不同轴。
30.更具体地，出口开口13由相对于轴线b从限定管状体10的外壁径向突出并连接到管道12的喷口14限定。
31.如图3a和3b中可见，管状体10(循着可倾倒产品从管道6朝向管道12的流动方向)包括第一部分15，其基本上为圆柱形并具有基本上恒定的圆形横截面；第二部分16，其基本上是圆柱形的，并且具有直径小于第一部分15的直径的圆形横截面；以及第三部分17，其布置在第一部分15的下游和第二部分16的上游，并限定流动通道11的窄截面部分。
32.第一部分15、第二部分16和第三部分17与轴线b同轴。
33.填充设备5进一步包括阀构件，特别是闸板18，其接合管状体10并且可在流动通道11内轴向移动以允许或阻止可倾倒产品流向容器2。
34.详细地说，闸板18包括主体21，其与轴线b同轴地接合第一部分15；以及柱塞22，其根据下文中进一步描述的方式，从主体21轴向延伸并易于选择性地接合第三部分17和第二部分16。
35.在所示的示例中，柱塞22从主体21向出口开口13整体地延伸。
36.根据所示的该优选实施方案，闸板18具有相对于轴线b不对称的构造。这种构造在许多情况下可能是必要的，例如，当设想到配置成处理具有悬浮片的可倾倒产品(例如具有悬浮的水果片的酸奶或果汁)以确保这种可倾倒产品的适当剂量和流动性的计量的填充设备5时就是必要的。
37.填充设备5还包括磁性致动器装置20，其配置成驱动闸板18在流动通道11内的轴向移动。
38.如图3a和3b所示，致动器装置20配置成驱动闸板18，以便控制闸板处于以下位置：-打开位置，其中柱塞22接合第二部分16并与第三部分17一起界定通道，该通道用于可倾倒产品从第一部分15通过第三部分17流入第二部分16并因此流向管道12和容器2(图3b)；以及-关闭位置，其中柱塞22与第三部分17的内壁密封地配合，以防止第一部分15和第二部分16之间的任何流体连接，从而中断可倾倒产品朝向管道12和容器2的流动(图3a)。
39.为此，柱塞22承载密封构件，例如已知的o形环23，其配置成当闸板22被驱动处于关闭位置时与第三部分17的内壁接触密封地配合。
40.致动器装置20包括从动磁性组件24，其由闸板18承载，特别是由主体22承载；以及驱动磁性组件25，其布置在流动通道11外部，特别是布置在管状体10外部，并且配置成与从动组件24磁耦合以控制闸板18在流动通道11内的移动。
41.详细地，驱动组件25包括布置在管状体10的沿直径相对的侧边的成对的第一磁性元件26，每个优选地在距轴线b相同的径向距离处。
42.更详细地，致动器装置20进一步包括环形承载器27，该环形承载器27被定位成与轴线b同轴地围绕管状体10的外壁的一部分，并且承载，特别是容纳，第一磁性元件26，使得
这些第一磁性元件26定位成在管状体10的相应上述沿直径相对的侧边处邻近管状体10的外壁。
43.承载器27配置成轴向移动，从而控制第一磁性元件26的轴向位置。
44.为此，致动器装置20进一步包括气动致动器，优选地是已知的气动活塞28，其相对于管状体10侧向布置并通过杆29耦合到承载器27。
45.在使用中，通过以已知方式致动活塞28，可控制承载器27的轴向移动，并因此控制第一磁性元件26相对于轴线b沿轴向方向的轴向移动。
46.根据未示出的替代实施方案，致动器装置20可以包括用以控制承载器27移动的任何合适的致动器，例如液压活塞、电动步进马达、线性马达等。
47.从动组件24包括布置在闸板18内，特别是布置在主体21内的至少一个第二磁性元件30。
48.优选地，但不是必须的，从动组件24包括成对的第二磁性元件30，其布置在闸板18内，特别是布置在主体21内，在主体21相对于轴线b的相应外围位置处。
49.特别地，第二磁性元件30在主体21的外围环形部分处嵌入在主体21内。
50.此外，每个第一磁性元件26与两个第二磁性元件30中最接近的一个一起限定磁性对31。
51.在实践中，参考图3a和3b，致动器装置20包括两个磁性对31，每个磁性对31由一个第一磁性元件26和最靠近该第一磁性元件26的第二磁性元件30限定。
52.方便地，如图2所示，磁性对31布置成沿相对于轴线b的单个径向方向限定单排磁性对31。
53.应指出，表述“行”在本文中意指沿相对于轴线b的上述单个径向方向排列的多个至少两个磁性对31。
54.优选地，磁性致动器装置20包括相对于轴线b布置在径向相对的位置处的恰好两个磁性对31。
55.如图3a和3b中可见：-每个第一磁性元件26包括两个第一磁偶极子51，它们相对于彼此轴向连续布置在距轴线b相同的径向距离处并且在相应的位置中使得符号相等(即具有相等符号)的相对磁极在轴向上彼此面对；-每个第二磁性元件30包括两个第二磁偶极子52，它们相对于彼此轴向连续布置的在距轴线b相同的径向距离处并且在相应的位置中使得具有相等符号的相对磁极在轴向上彼此面对；以及-每个第一磁性元件26进一步包括第三磁偶极子53，其在轴向上插入在两个第一磁偶极子51之间并且包含相对于轴线b径向连续布置的磁极，第三磁偶极子53的径向最内磁极的符号等于在轴向上彼此面对的第一磁偶极子51的磁极的符号。
56.此外，对于每个磁性对31，第一磁性元件26径向面对第二磁性元件30，使得第一磁偶极子51和第三磁偶极子53的磁极与第二磁偶极子52的磁极具有在径向上面对彼此的相反的符号。换言之，对于每个磁性对31，第一磁性元件26面对第二磁性元件30，使得第一磁偶极子51和第三磁偶极子53的磁极径向面对第二磁偶极子52的磁极，该第二磁偶极子52的磁极的相应符号与第一磁偶极子51和第三磁偶极子53的相对磁极的符号相反。
57.实际上，对于每个磁性对31，符号相反的磁极在径向上彼此面对。
58.鉴于上述，第三磁偶极子53的径向最内磁极的符号与在轴向上彼此面对的第二磁偶极子52的磁极的符号相反。
59.此外，第一磁偶极子51的在轴向上彼此面对的磁极具有相对于第二磁偶极子52的在轴向上彼此面对的磁极相反的符号。
60.在本具体的示例中，第一磁偶极子51的在轴向上彼此面对的磁极为北极，而第二磁偶极子52的在轴向上彼此面对的磁极为南极。
61.因此，每个第三磁偶极子53的径向最内磁极是北极。
62.替代地，第一磁偶极子51的在轴向上彼此面对的磁极可以是南极，而第二磁偶极子52的在轴向上彼此面对的磁极可以是北极。在该后一种情况下，每个第三磁偶极子53的径向最内磁极将是南极。
63.不管嵌入在闸板18中的第二磁性元件30的数量(一个或两个或更多个)如何，磁性致动器装置20的磁极的特殊设置是特别有利的，因为它提供了一种磁通量的通道化，这导致驱动磁性组件25和从动磁性组件24之间的强磁耦合。
64.事实上，申请人已经观察到，上述特殊设置导致大部分磁通量在径向内部方向上相对于轴线b偏转，从而提高了驱动磁性组件25和从动磁性组件24之间的磁耦合力，同时，减少了由转盘3承载的附近填充设备5之间的磁相互作用。
65.此外，在从动磁性组件包括如上所述的成对的第二磁性元件30的情况下，每个第二磁性元件30基本上仅与最相邻的第一磁性元件26磁耦合。换言之，每个第一磁性元件26与同一磁性对31的第二磁性元件30的磁耦合比与另一磁性对31的第二磁性元件30的磁耦合相对较强。
66.由于这种构造，基本上防止了主体21的角位移，因此也基本上防止了闸板18相对于轴线b的角位移。
67.事实上，获得了一种稳定的系统，其中如果闸板18相对于轴线b发生任何角位移，则每个第二磁性元件30被同一磁性对31的相对的第一磁性元件26吸引，从而控制闸板18的角位移回到其初始预定角位置，后者最初由驱动组件25和从动组件24的相对布置确定。
68.换言之，磁致动器装置20的上述构造允许获得闸板18围绕轴线b的角度阻挡效果。
69.在此应指出，动词“面对”在本说明书中表示磁极在磁性上彼此面对，即它们朝向彼此定向，从而在它们之间建立磁相互作用，在其间有或没有任何材料。在这种情况下，对于每个磁性对31，根据此含义，尽管管状体10的壁和主体21的环形外围部分插入在它们之间，第一元件26的磁极面对第二元件30的磁极。
70.优选地，每个第三磁偶极子53与同一第一磁性元件26的两个相应的第一磁偶极子51相邻。
71.特别地，每个第一磁性元件26包括恰好两个第一磁偶极子51和一个在轴向上插入在两个第一磁偶极子51之间的第三磁偶极子53。
72.优选地，每个第二磁性元件30包括铁磁元件，特别是在轴向上介于第二磁偶极子52之间的铁磁垫圈55。
73.每个垫圈55提供从第一磁性元件26到对应的第二磁性元件30的磁通量的甚至更强的通道。
74.优选地，第三磁偶极子53的径向最内磁极布置成径向面对垫圈55。
75.填充机1的操作在下文中参照单个填充设备5并从闸板18处于其关闭位置的状态开始进行描述。
76.在这种状态下，通过驱动组件25和从动组件24之间的磁相互作用，即通过两个磁性对31，将致动器装置20控制成驱动闸板18处于其打开位置。
77.磁偶极子51、52、53的特殊设置确保了由此产生的大部分磁通量相对于轴线b在径向内部方向上的偏转。
78.此外，第一磁性元件26和第二磁性元件30的特定布置防止主体21在第一部分15内的任何永久角位移，从而提供对闸板18在流动通道11内的角位置的控制。
79.当预定量的可倾倒产品已经被进给到管道12时，闸板18被控制回到其关闭位置。
80.根据本发明的填充设备5的优点将从前面的描述中显见。
81.特别地，不管嵌入在闸板18中的第二磁性元件30的数量(一个或两个或更多个)如何，磁性致动器装置20的磁极的特殊设置提供了驱动磁性组件25和从动磁性组件24之间的强磁耦合。
82.事实上，申请人已经观察到，上述特殊设置导致大部分磁通量在径向内部方向上相对于轴线b的偏转，从而提高了驱动磁性组件25和从动磁性组件24之间的磁耦合力并且减少了由转盘3承载的附近填充设备5之间的磁相互作用。
83.因此，上述特殊设置也是有利的，因为它允许减少确保所需磁耦合所需的磁性材料的总量(并因此降低填充设备5的总成本)。
84.此外，由于驱动磁性组件25和从动磁性组件24之间的磁耦合力增加，流动通道11内的产品通道的径向间隙可以增加。
85.此外，在从动磁性组件24包括成对的第二磁性元件30的情况下，因此在磁性致动器装置20包括两个磁性对31的情况下，基本上阻止了主体21的角位移并因此基本上阻止了闸板18相对于轴b的角位移。
86.事实上，提供了一种稳定的系统，其中如果闸板18发生任何角位移，则每个第二磁性元件30被同一磁性对31的相对第一磁性元件26吸引，从而控制闸板18的角位移回到其原始预定的角位置。
87.这在如在此描述的实施方案中的闸板具有不对称构造的情况下是特别有利的。
88.此外，根据本发明的致动器装置20为闸板18提供了一种简单且经济的角度止动件，因为没有滑动或邻接部件，该止动件不受任何磨损。
89.此外，致动器装置20可以容易地限制，特别是防止，闸板18的角位移，而无需在流动通道内布置任何特定部件，从而防止针对可倾倒产品流动的任何阻碍因素。
90.显然，可以对如本文所述的填充设备5进行改变，但不偏离所附权利要求限定的保护范围。