专利名称：灌装液位阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液体等压灌装设备，具体涉及一种液体等压灌装时采用的灌装液位阀，该阀应用在瓶等容器的液体灌装设备中，该设备可以是单台液体灌装设备，也可以是液体灌装生产线上的灌装设备。
背景技术：
液体灌装在日常生活和各行各业生产中大量运用。从理论上，液体灌装可以分为等压、等量和差压灌装三种，其中，等压灌装在生产实践中最为常用。等压灌装是利用灌装容器内的空气压力等于灌装液体所承受的气压加上液体落差的原理设计的。现有等压灌装设备的灌装部分主要由灌装容器、灌装液位阀、灌装嘴、回气管和抽真空装置等几部分组成，其中最主要的部件就是灌装液位阀，其结构参见附图9所示，它主要由阀座1、进液通道2、进出气通道3、气阀4、液阀5和卸压阀6组成，将它设在灌装容器与灌装嘴7和回气管8之间，控制灌装容器与灌装嘴7和回气管8之间的气体和液体物料的通断。
现有的等压灌装设备的灌装过程是将灌装嘴套在瓶口上，瓶口与灌装嘴接触部位采用密封结构，回气管插入瓶中一定深度，先用抽真空装置将瓶内的空气去除，使瓶内成真空状态，此时，再用外力将灌装液位阀中的气阀打开，灌装容器内压缩气体进入瓶内，当瓶内气压从背压至等压状态时，灌装液位阀中的液阀在弹簧的作用下自动开启，灌装容器内的液体物料经灌装嘴不断灌入瓶中，而瓶中的气体则经回气管回至灌装容器内，当瓶中液位上升到淹没回气管的出口时，瓶内的气体在液阀密封处形成气塞，其压力上升，当瓶内的压力与灌装容器内的压力相等和液体落差平衡时，液体物料的灌注自动停止，此时再关闭气阀和液阀，并用卸压阀卸压，完成灌装过程。现有的等压灌装工艺过程中，是利用了回气管的出气口位置来控制灌装的液位，该设计是十分巧妙的，但存在着液位控制不精确的问题，液位的波动较大，不稳定，一般来说，实际使用中液体物料的注入量会偏多，如设定500毫升容量，就多灌入了10毫升左右，而液体包装的国家标准是每500毫升误差在正负8毫升以内，显而易见，这样的液位控制不符合国家标准，不适于灌装价格较贵的液体。
因此，为了提高等压灌装的液位控制精度，人们采取过一些方法。其中，最直接的办法是微调回气管的插入长度来修正液位；但是，等压灌注中液位的偏差幅度是不确定的，是会随温度等各因素的变化而变化的，因此该方法的随机性太大，不易掌握调整的幅度，导致液位的精度仍无法保证。还有一种方法是采用液位传感器来控制液位，该方法的工作原理是在回气管上一定位置安装液位传感器，当液体物料灌注到此液位时，传感器马上发送信号给控制系统，使控制系统马上发出控制信号，用外力将灌注液位阀的气阀和液阀关闭，停止灌注，使灌注的液位保证在设定的液位处。该方法控制液位效果不错，但是，因为采用了传感器、电控设备和专用的电磁阀，成本昂贵，并且，传感器是装在回气管上的，在上瓶下瓶时一不小心就会碰撞到，极易损坏，要经常更换则经济上难以承受。因此，该方法不实用，运用不广泛。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种带修正液位功能的，结构简单、成本较低的灌装液位阀结构，以提高等压灌装液位的精度。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种灌装液位阀，包括一阀座，在阀座上设置有进出气通道和进液通道，进出气通道内设置有一由操纵机构控制的气阀，该通道的上端与灌装容器内的压缩气体区域相通，下端与回气管相通；进液通道内设置有一由弹簧支撑阀芯的液阀，该通道的上端与灌装容器内的液体物料区域相通，下端与灌装嘴相通；创新点在于所述阀座的一侧设置有注气筒，该注气筒的工作腔通过注气通道与灌装嘴相通，并且，在阀座上垂直设置有一回液通道，该通道的上端通至灌装容器的压缩气体区域，下端通过一回液单向阀与回气管相通，回液通道内液体流向朝上，所述注气筒与回液通道相配合构成液位修正机构。
上述技术方案的有关内容和变化解释如下1、上述技术方案中，可在注气筒部位加设一卸压结构，以替代现有技术中的卸压阀，该方案为所述注气筒由柱塞和气筒构成，在柱塞加压行程末端相对应的气筒内壁上开设有卸压槽；气筒的另一端通过通气孔与外界相通，当柱塞运动至加压行程的末端时，卸压槽与通气孔相导通。
2、上述技术方案中，只有当柱塞在外力作用下运动至加压行程的末端时，卸压槽才与通气孔导通构成一卸压通道，平时，卸压槽与通气孔间是被柱塞阻断的，为实现这一功能，可利用多种方案，其中，较好的有两种方案为一是在注气筒的工作腔内设置有压簧，该压簧固定在柱塞顶端或气筒工作腔的顶端；二是在注气筒柱塞的顶压端上设置一压板，该压板与气筒之间设置压簧。
3、上述技术方案中，进一步具体的方案可为所述进液通道竖向垂直设置在灌装容器内，并与灌装嘴同轴心；液阀的阀芯以弹簧支撑，垂直设置在进液通道内；所述进出气通道垂直开设在液阀的阀芯内部，该进出气通道与回气管垂直相通，在进出气通道内设置气阀的阀芯，该阀芯的上端与操纵机构相连；所述回液通道开设在气阀的阀芯内部，下端与经回液单向阀与回气管垂直相通。
4、上述技术方案中，所述进液通道的下端部通过一上拐回折隔气段与灌装嘴相通。该上拐回折隔气段在停止灌注时，起到了重要作用，它阻止了气体经液阀上跑，使瓶内气体在此处形成气塞，堵住进液通道，使液体物料停止下灌。
5、上述技术方案中，所述灌装容器为存贮待灌物料的器具，其内装有液体物料和压缩空气，在液体灌装流水线上该器具即称为环液缸；所述灌装嘴为灌装设备与瓶口的相接部分，它上面可设置有瓶口定位密封装置；上述灌装容器和灌装嘴均为现有技术。
6、上述技术方案中，所述进出气通道、进液通道、气阀和液阀的具体结构和布置为现有技术，该部分可采用现有的各式等压灌装液位阀的气阀液阀结构。
本实用新型设计原理是本实用新型设计的要点在于以注气筒和回液管相配合构成液位修正机构，该部分工作原理是在灌入液体物料前，要先打开气阀，向瓶中灌入压缩空气，当瓶内压缩空气灌满的同时，压缩空气也经注气通道向注气筒内灌入，将注气筒内的柱塞向外推出，此时参见附图4所示；当注气筒和瓶内都灌满压缩空气时，液阀才因瓶中压力上升而自动打开，液体物料即向瓶中灌入，瓶中气体以回气管回至灌装容器中，进行一液体和气体的置换过程，此时参见附图5所示；当液体物料没过了回气管的管口时，瓶内气体在进液通道下端的上拐回折隔气段处形成了气塞，将进液通道堵住，使液体物料停止了灌注，此时参见附图6所示，液体物料已盖过了回气管管口一段；这时，使用本实用新型的液位修正机构进行液位的修正，利用注气筒经注气通道向瓶内注入压缩气体，瓶中气体压力加大，将没过回气管管口的那段液体物料压入回气管内，经回气管、单向阀至回液通道内，即保证瓶内的液体物料的液位与回气管的管口齐平，此时参见附图7所示；本实用新型利用这种加压回液的原理设计出的。设计时可通过调整注气筒的容积来控制注入气体压力的大小以保证没过管口的液体物料都压入了回气管和回液通道内，该注气筒容积大小很好掌握，不用设计得很精确，可设计得稍大，当注气筒容积稍大时注入的气体就稍多时，也只会出现多余气体进入回气管的现象，对液体物料的液位并无影响。
本实用新型以进液通道下端的上拐回折隔气段，替代现有技术中的分流罩，该上拐回折隔气段有效阻隔了气体，当停灌状态时，气体因上升在该处形成气塞，堵住了进液通道，使液体物料停止下灌。
为了保证注气筒内的卸压通道在平时是阻断的，只有在需要卸压时才打开，本实新型采取的两个具体方案的原理是该两方案都是利用压簧的弹力，使柱塞必须克服了压簧的弹力时，才能运动至工作行程的最末端，将卸压通道导通，平时，不管是抽真空还是充气状态时，其卸压通道都是关闭的，只有当修正液位状态结束时，外力克服了弹簧力将柱塞推至工作行程的最末端时，卸压通道才打开，当外力一撤除，卸压通道又会自行关闭。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型加入了液位修正机构，该机构由注气筒与回液通道相配合构成，保证了灌装的液位与回气管的管口相持平，灌装的液位可通过精确设定回气管插入瓶中的长度来控制，理论上可无误差，达到国家标准，因此，特别适合灌装较昂贵液体。
2、由于本实用新型加入了液位修正机构，该机构由注气筒与回液通道相配合构成，该机构结构简单、设计巧妙、成本低廉，对整个灌装液位阀来说，只是在原有基础上进行一点的改造，基本不增加制造成本，却解决了多年来等压灌装液位不易控制的难题，有开创意义。
3、由于本实用新型的液位修正机构的设计，可通过对注气筒内容积的大小设计来控制修正液位的效果，其大小设计也不用很精确，只要保证注入的气体能将没过了回气管管口的液体物料压入回气管即可，稍大也无防。
4、由于本实用新型的注气筒上设置了卸压结构，使修正液位后自动完成卸压操作，与现有技术相比，本实用新型既可自动完成卸压操作，使操作更方便，又节约了成本，省却了卸压阀。
5、由于本实用新型在进液通道下端采用了上拐回折隔气段，以替代现有技术中的分流罩，与现有技术相比，气体阻隔效果更好，液体流量更大，使灌装速度加快。
附图1为本实用新型的结构示意图；附图2为本实用新型的灌装过程示意图一，该图表示空瓶工位的状态；附图3为本实用新型的灌装过程示意图二，该图表示进瓶工位的状态；附图4为本实用新型的灌装过程示意图三，该图表示注气工位的状态；附图5为本实用新型的灌装过程示意图四，该图表示灌注工位的状态；附图6为本实用新型的灌装过程示意图五，该图表示停灌工位的状态；附图7为本实用新型的灌装过程示意图六，该图表示液位修正工位的状态；附图8为本实用新型的灌装过程示意图七，该图表示成品工位的状态；附图9为现有技术的结构示意图。
以上附图中1、阀座；2、进液通道；3、进出气通道；4、气阀；5、液阀；6、卸压阀；7、灌装嘴；8、回气管；9、阀座；10、进出气通道；11、进液通道；12、环液缸；13、回气管；14、灌装嘴；15、液阀阀芯；16、弹簧；17、气阀阀芯；18、压缩气体区域；19、液体物料区域；20、注气筒；21、注气通道；22、回液通道；23、回液单向阀；24、柱塞；25、气筒；26、压簧；27、卸压槽；28、通气孔；29、卸压通道；30、上拐回折隔气段；31、弹簧；32、包装瓶；33、定中罩；34、分流伞。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述实施例一一种灌装液位阀，包括一阀座9，在阀座9上设置有进出气通道10和进液通道11，进出气通道10的上端与环液缸12内的压缩气体区域18相通，下端与回气管13相通；进液通道11的上端与环液缸12内的液体物料区域19相通，下端与灌装嘴14相通；所述进液通道11竖向垂直设置在环液缸12内，并与灌装嘴14同轴心；一液阀阀芯15以弹簧16支撑，垂直设置在进液通道11内，进出气通道10垂直开设在液阀阀芯15的内部，该进出气通道10与回气管13垂直相通，在进出气通道10内设置气阀阀芯17，该阀芯17的上端与操纵机构相连；所述阀座9的一侧设置有注气筒20，该注气筒20的工作腔通过注气通道21与灌装嘴14相通，并且，在气阀阀芯17的内部中央垂直开设有一回液通道22，该通道22的上端通至环液缸12的压缩气体区域18，下端通过一回液单向阀23与回气管13垂直相通，回液通道22内液体流向朝上，所述注气筒20与回液通道22相配合构成液位修正机构。所述注气筒20由柱塞24和气筒25构成，在柱塞24加压行程的末端相对应的气筒25的内壁上开设有卸压槽27，其气筒20的另一端上开设有通气孔28，在柱塞24运动至加压行程末端时，卸压槽27与通气孔28相导通构成卸压通道29，并且，在注气筒20的工作腔内设置有压簧26，该压簧26固定在气筒25的工作腔的顶端；所述进液通道的下端部通过一上拐回折隔气段30与灌装嘴14相通。位于液阀阀芯15中央的进出气通道10内设置有一圈凸台，气阀阀芯17通过一弹簧31支撑在进出气通道10内；并且，在灌装嘴14上设置有定中罩33。
参见附图2至附图8所示，本实用新型用于灌装流水线上时，灌装过程为在进瓶定位处安装上瓶32，将灌装嘴14套在瓶口上，瓶口与灌装嘴14接触部位采用密封结构，回气管13插入瓶32中一定深度，然后瓶32随着环液缸12旋转，依次进入随后各工位；先是进入抽真空工位，瓶32内的空气被抽真空装置去除，使瓶32内成真空状态；然后，瓶32进入了冲气工位，此时用操纵机构将气阀阀芯17上提，气阀打开，环液缸12内的压缩气体进入瓶32内，同时，压缩气体也从注气通道21进入注气筒20内，将柱塞24推出；紧接着进入了灌注物料工位，瓶32和气筒25内都已注满了气体，瓶内气压从背压至等压状态，液阀阀芯15在弹簧16的作用下自动开启，环液缸12内的液体物料经灌装嘴14不断灌入瓶32中，而瓶32中的气体则经回气管13回至环液缸12内；然后，进入停灌工位，当瓶32中的液位上升到淹没回气管13的管口时，瓶32内的气体在瓶口处形成气塞，其压力不断上升，当瓶32内的压力与环液缸12内的压力相等和液体落差平衡时，液体物料的灌注自动停止；下一步，进入了液位修正工位，操作操纵机构将气阀阀芯17下推，再将液阀阀芯15也下推，气阀、液阀关闭，再用外力将柱塞25向内推，注气筒20向瓶32内加入气体，瓶内气体压力上升，将没过回气管13管口的液体物料经回气管13压入回液通道22内，当外力克服了压簧的弹力，将柱塞25推至加压行程的末端，卸压槽27和通气孔28就接通形成了一卸压通道29，瓶32内气体通过该通道29卸压，卸压完毕，进入了成品瓶位，即完成了整个灌装过程。
权利要求1.一种灌装液位阀，包括一阀座，在阀座上设置有进出气通道和进液通道，进出气通道内设置有一由操纵机构控制的气阀，该通道的上端与灌装容器内的压缩气体区域相通，下端与回气管相通；进液通道内设置有一由弹簧支撑阀芯的液阀，该通道的上端与灌装容器内的液体物料区域相通，下端与灌装嘴相通；其特征在于所述阀座的一侧设置有注气筒，该注气筒的工作腔通过注气通道与灌装嘴相通，并且，在阀座上垂直设置有一回液通道，该通道的上端通至灌装容器的压缩气体区域，下端通过一回液单向阀与回气管相通，回液通道内液体流向朝上，所述注气筒与回液通道相配合构成液位修正机构。
2.根据权利要求1所述的灌装液位阀，其特征在于所述注气筒由柱塞和气筒构成，在柱塞加压行程末端相对应的气筒内壁上开设有卸压槽。
3.根据权利要求2所述的灌装液位阀，其特征在于所述注气筒的工作腔内设置有压簧，该压簧固定在柱塞顶端或气筒工作腔的顶端。
4.根据权利要求2所述的灌装液位阀，其特征在于所述注气筒柱塞的顶压端上设置一压板，该压板与气筒之间设置压簧。
5.根据权利要求1所述的灌装液位阀，其特征在于所述进液通道竖向垂直设置在灌装容器内，并与灌装嘴同轴心；液阀的阀芯以弹簧支撑，垂直设置在进液通道内；所述进出气通道垂直开设在液阀的阀芯内部，该进出气通道与回气管垂直相通，在进出气通道内设置气阀的阀芯，该阀芯的上端与操纵机构相连；所述回液通道开设在气阀的阀芯内部，下端与经回液单向阀与回气管垂直相通。
6.根据权利要求1所述的灌装液位阀，其特征在于所述进液通道的下端部通过一上拐回折隔气段与灌装嘴相通。
专利摘要一种灌装液位阀，包括一阀座，在阀座上设置有进出气通道和进液通道，进出气通道内设置有一由操纵机构控制的气阀，该通道的上端与灌装容器内的压缩气体区域相通，下端与回气管相通；进液通道内设置有一由弹簧支撑阀芯的液阀，该通道的上端与灌装容器内的液体物料区域相通，下端与灌装嘴相通；其特征在于所述阀座的一侧设置有注气筒，该注气筒的工作腔通过注气通道与灌装嘴相通，并且，在阀座上垂直设置有一回液通道，该通道的上端通至灌装容器的压缩气体区域，下端通过一回液单向阀与回气管相通，回液通道内液体流向朝上，所述注气筒与回液通道相配合构成液位修正机构。本实用新型是一种带修正液位功能灌装液位阀结构，用以解决现有技术中等压灌装液位波动大，不精确的问题。
文档编号B67C3/02GK2753716SQ20042010901
公开日2006年1月25日 申请日期2004年11月18日 优先权日2004年11月18日
发明者戴正钢 申请人:戴正钢