一种无菌灌装用转阀

【技术领域】

本发明涉及一种灌装设备，尤其涉及一种无菌灌装用转阀。

【背景技术】

现有的灌装用转阀包括阀体和转动安装在阀体上的阀杆，阀体上设有阀腔，阀杆包括杆体和连接在杆体底部的阀头，杆体贯穿阀腔设置并与驱动机构连接，杆头位于阀腔内，阀腔的侧壁上设有进料口，阀腔的底部设有出料口，而阀头内设有出料通道，出料通道具有入口和出口，出口与出料口连通，入口设于阀头的侧面，驱动机构驱动阀杆转动使入口与进料口对应时，进料口与出料口通过出料通道连通，此时可实现物料的灌装，而驱动机构驱动阀杆转动使阀头封堵进料口时，进料口与出料口断开。为了实现无菌生产，现有技术中的阀杆与阀腔之间设有隔膜进行无菌隔断，以避免细菌进入阀腔内污染物料，然而由于转阀工作时阀杆是不断转动的，因此杆体与隔膜之间会不可避免的产生间隙，该间隙便易导致细菌进入阀腔内污染物料，造成物料发生变质，由此降低了无菌生产的安全性。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种无菌灌装用转阀，能够提升无菌灌装生产的安全性，避免物料被污染以及发生变质。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种无菌灌装用转阀，包括阀体和转动安装在所述阀体上的阀杆，所述阀体设有阀腔，所述阀杆包括杆体和连接在所述杆体底部的阀头，所述阀腔包括自上向下分布的灭菌腔、正压隔离腔和出料腔，所述灭菌腔、正压隔离腔通过气密封件隔离，所述灭菌腔的侧壁自上向下设有气化双氧水出口和气化双氧水入口，所述杆体贯穿所述灭菌腔，所述正压隔离腔的侧壁设有无菌空气入口，所述出料腔与所述正压隔离腔之间设有阀口，所述阀杆轴向运动以使所述阀头开闭所述阀口，灌装时，所述阀头位于所述出料腔内并关闭所述阀口，部分所述杆体位于所述正压隔离腔内，所述出料腔的侧壁设有进料口，所述出料腔的底端设有出料口，所述阀头内设有出料通道，所述出料通道具有入口和出口，所述出口与所述出料口连通，所述入口设于所述阀头的侧面，转动所述阀杆可使所述入口与所述进料口连通或者使所述阀头封堵所述进料口。

在上述无菌灌装用转阀中，所述正压隔离腔与所述出料腔之间设有密封凸台，所述密封凸台的顶面形成自上向下逐渐向内收缩的第一锥面，所述第一锥面围成所述阀口，所述阀头设有第二锥面，所述阀头关闭所述阀口时，所述第一锥面与第二锥面形成斜面密封。

在上述无菌灌装用转阀中，所述阀体包括不锈钢外壳和安装在所述不锈钢外壳内的陶瓷内芯，所述出料腔设于所述陶瓷内芯上，所述密封凸台设于所述陶瓷内芯的内侧面上。

在上述无菌灌装用转阀中，所述灭菌腔的顶部设有穿孔，所述灭菌腔与所述正压隔离腔之间设有连通孔，所述杆体贯穿所述穿孔和连通孔，所述气密封件为设于所述穿孔与所述杆体之间以及所述连通孔与所述杆体之间的泛塞密封圈。

在上述无菌灌装用转阀中，所述泛塞密封圈包括本体和弹性橡胶圈，所述本体的上下两端面分别设有环形的V型卡槽，所述弹性橡胶圈卡装在所述V型卡槽内，且所述弹性橡胶圈凸出所述本体的端面。

在上述无菌灌装用转阀中，所述泛塞密封圈还包括凸设在所述本体外周侧的安装环，所述灭菌腔内设有套装在所述杆体外侧的阀套，所述安装环夹装固定在所述阀套的端面与所述灭菌腔的壁部之间，所述阀套的侧壁设有径向贯通的第一通孔和第二通孔，所述第一通孔与所述气化双氧水出口连通，所述第二通孔与所述气化双氧水入口连通。

在上述无菌灌装用转阀中，所述阀腔内还设有隔板，所述连通孔设于所述隔板上，所述隔板对所述阀头进行上限位。

在上述无菌灌装用转阀中，所述杆体的底面设有螺纹孔，所述阀头的顶面凸设有与所述螺纹孔螺纹连接的螺杆，销轴径向贯穿所述杆体和螺杆，所述阀头的顶面与所述杆体的底面之间夹装有密封圈。

在上述无菌灌装用转阀中，所述阀头为塑料阀头。

在上述无菌灌装用转阀中，所述无菌灌装用转阀还包括独立加工成型的进料管，所述进料管与所述进料口连接。

本发明的有益效果：

1、本发明中的无菌灌装用转阀使用时，先在正压隔离腔内不间断通入无菌空气，由于阀口处于关闭状态，因此随着无菌空气量的增加，正压隔离腔内的气压会逐渐增大，然后通过气化双氧水入口向灭菌腔内持续通入气化双氧水，并保持正压隔离腔内的气压大于灭菌腔内的气压，此时灭菌腔内的气化双氧水在压差的作用下无法渗透进入正压隔离腔内，由此避免了气化双氧水进入出料腔内破坏物料；而灭菌腔内的气化双氧水在压差的作用下向上流动并对位于灭菌腔内的部分杆体进行杀菌消毒，随后由气化双氧水出口排出，通过对灭菌腔内的杆体进行杀菌消毒，可防止细菌进入正压隔离腔内，由此防止了细菌进入出料腔内污染阀头，由此可知，虽然阀杆与阀体之间存在活动间隙，该活动间隙是为了使阀杆能轴向移动以及转动，但是基于气化双氧水形成的气体灭菌屏障以及无菌空气形成正压隔离屏障，可以对出料腔形成恒久的无菌隔离，由此提升了无菌灌装生产的安全性，避免物料被污染以及发生变质。

2、正压隔离腔与出料腔之间设有密封凸台，密封凸台的顶面形成自上向下逐渐向内收缩的第一锥面，第一锥面围成阀口，阀头设有第二锥面，阀头关闭阀口时，第一锥面与第二锥面形成斜面密封。通过斜面密封可以提升阀头与密封凸台的接触面积，以此增加两者的密封可靠性，由此避免无菌空气进入出料腔内。

3、阀体包括不锈钢外壳和安装在不锈钢外壳内的陶瓷内芯，出料腔设于陶瓷内芯上，密封凸台设于陶瓷内芯的内侧面上。由于气化双氧水是高温状态，其热量会传递给阀体以及阀杆，若阀体采用金属件，由于金属件受热易发生变形，当阀体变形后，阀头与出料腔腔壁之间的间隙会扩大，导致阀头与出料腔腔壁之间的密封效果变差，易发生漏料的现象，而本技术方案中采用陶瓷内芯，由于陶瓷受热不易变形，因此避免了阀头与出料腔腔壁之间间隙扩大，进而保证了两者之间的密封效果，避免了漏料现象的发生。

4、灭菌腔的顶部设有穿孔，灭菌腔与正压隔离腔之间设有连通孔，杆体贯穿穿孔和连通孔，气密封件为设于穿孔与杆体之间以及连通孔与杆体之间的泛塞密封圈。如此设计，可提高气密封件的密封性能以及使用寿命，以此避免气化双氧水从穿孔和连通孔处发生泄漏。

5、泛塞密封圈包括本体和弹性橡胶圈，本体的上下两端面分别设有环形的V型卡槽，弹性橡胶圈卡装在V型卡槽内，且弹性橡胶圈凸出本体的端面。如此设计，能够进一步提升泛塞密封圈与杆体之间的密封性能。

6、泛塞密封圈还包括凸设在本体外周侧的安装环，灭菌腔内设有套装在杆体外侧的阀套，安装环夹装固定在阀套的端面与灭菌腔的壁部之间，阀套的侧壁设有径向贯通的第一通孔和第二通孔，第一通孔与气化双氧水出口连通，第二通孔与气化双氧水入口连通。如此设计，组装时，无需额外紧固件固定安装环，只需通过阀套与灭菌腔的壁部夹持即可固定安装环，由此方便了泛塞密封圈的拆装。

7、杆体的底面设有螺纹孔，阀头的顶面凸设有与螺纹孔螺纹连接的螺杆，销轴径向贯穿杆体和螺杆，阀头的顶面与杆体的底面之间夹装有密封圈。如此设计，可先将杆体与阀头各自独立加工成型后，通过后期组装形成阀杆，与阀杆一体加工成型的方式相比，这样设计，可以有效降低阀杆的加工难度，进而降低加工成本。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明优选实施例中无菌灌装用转阀不灌装时的剖视图；

图2为图1中A的局部放大示意图；

图3为本发明优选实施例中无菌灌装用转阀清洗时的剖视图。

附图说明：

100、阀体；101、不锈钢外壳；102、陶瓷内芯；110、灭菌腔；111、穿孔；112、气化双氧水出口；113、气化双氧水入口；120、正压隔离腔；121、无菌空气入口；130、出料腔；131、进料口；132、出料口；140、连通孔；150、阀口；160、密封凸台；161、第一锥面；200、阀杆；210、杆体；220、阀头；221、出料通道；222、第二锥面；300、气密封件；310、本体；320、弹性橡胶圈；330、安装环；400、进料管；500、阀套；510、第一环形凹槽；511、第一通孔；520、第二环形凹槽；521、第二通孔；600、隔板。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参照图1至图3所示，本优选实施例中的无菌灌装用转阀，包括阀体100和阀杆200，阀体100包括依次密封连接的上阀体、中阀体和下阀体，阀体100设有阀腔，阀腔包括自上向下分布的灭菌腔110、正压隔离腔120和出料腔130，灭菌腔110设于上阀体内，正压隔离腔120设于中阀体内，出料腔130设于下阀体内，上阀体的顶部设有与灭菌腔110连通的穿孔111，而上阀体与中阀体之间夹装固定有隔板600，隔板600上设有连通灭菌腔110与正压隔离腔120的连通孔140，阀杆200包括杆体210和阀头220，阀头220为塑料阀头，杆体210的底面设有螺纹孔，阀头220的顶面凸设有与螺纹孔螺纹连接的螺杆，销轴径向贯穿杆体210和螺杆以防止阀头220相对杆体210转动，阀头220的顶面与杆体的底面之间夹装有密封圈。阀头220的外径大于连通孔140，以使隔板600对阀头220进行上限位，杆体210贯穿灭菌腔110设置，在穿孔111和连通孔140处分别设有密封套接在杆体210上的气密封件300，设于穿孔111处的气密封件300使得灭菌腔110与外界隔离，设于连通孔140处的气密封件300使得灭菌腔110与正压隔离腔120隔离，本实施例中灭菌腔110的侧壁自上向下设有气化双氧水出口112和气化双氧水入口113，而正压隔离腔120的侧壁设有无菌空气入口121，出料腔130与正压隔离腔120之间设有阀口150，阀杆200可相对阀体100发生轴向运动，通过阀杆200的轴向运动可使阀头220开闭阀口150。

此外，本实施例中出料腔130的侧壁设有进料口131，转阀还包括独立加工成型的进料管400，进料管400与进料口131连接，而出料腔130的底端设有出料口132，阀头220内设有出料通道221，出料通道221具有入口和朝下敞开的出口，出口与出料口132始终保持连通，而入口设于阀头220的侧面上，在灌装时，驱动阀杆200轴向向下移动，使阀头220位于出料腔130内并处于关闭阀口150的状态，此时部分杆体210位于正压隔离腔120内，然后转动阀杆200使入口与进料口131对应连通，此时进料管400内的物料便经出料通道221的出口排出。当不需要灌装时(如图1和2所示)，转动阀杆200使入口与进料口131错开，即使阀头220封堵进料口131，以此断开进料管400与出料通道221的连通。

为了实现无菌灌装，本实施例中的转阀在处于灌装状态时，先在正压隔离腔120内不间断通入无菌空气，由于阀口150处于关闭状态，因此随着无菌空气量的增加，正压隔离腔120内的气压会逐渐增大，然后通过气化双氧水入口113向灭菌腔110内持续通入气化双氧水，并保持正压隔离腔120内的气压大于灭菌腔110内的气压，此时灭菌腔110内的气化双氧水在压差的作用下无法渗透进入正压隔离腔120内，由此避免了气化双氧水进入出料腔130内破坏物料；而灭菌腔110内的气化双氧水在压差的作用下向上流动并对位于灭菌腔110内的部分杆体210进行杀菌消毒，随后由气化双氧水出口112排出，通过对灭菌腔110内的杆体210进行杀菌消毒，可防止细菌进入正压隔离腔120内，由此防止了细菌进入出料腔130内污染阀头220，由此可知，虽然阀杆200与阀体100之间存在活动间隙，该活动间隙是为了使阀杆200能轴向移动以及转动，但是基于气化双氧水形成的气体灭菌屏障以及无菌空气形成正压隔离屏障，可以对出料腔130形成恒久的无菌隔离，由此提升了无菌灌装生产的安全性，避免物料被污染以及发生变质。

为了能够方便气化双氧水从气化双氧水出口112排出，本实施例中的气化双氧水出口112通过负压吸气，此时气化双氧水出口112的气压小于气化双氧水入口113的气压，气化双氧水在压差的作用下自然向上流动从气化双氧水出口112排出。

由于气化双氧水为是高温状态，其热量会传递给阀体100以及阀杆200，若下阀体采用金属件，由于金属件受热易发生变形，当下阀体变形后，阀头220与出料腔130腔壁之间的间隙会扩大，导致阀头220与出料腔130腔壁之间的密封效果变差，易发生漏料的现象，为了防止上述现象发生，本实施例中的下阀体包括不锈钢外壳101和安装在不锈钢外壳101内的陶瓷内芯102，出料腔130设于陶瓷内芯102上，由于陶瓷受热不易变形，因此避免了阀头220与出料腔130腔壁之间间隙扩大，进而保证了两者之间的密封效果，避免了漏料现象的发生。

优选的，为了提升阀头220封闭阀口150的密封性能，以避免无菌空气进入出料腔130内，本实施例中的正压隔离腔120与出料腔130之间设有密封凸台160，密封凸台160设于陶瓷内芯102的内侧面上，密封凸台160的顶面形成自上向下逐渐向内收缩的第一锥面161，第一锥面161围成阀口150，而阀头220设有第二锥面222，阀头220关闭阀口150时，第二锥面222紧贴在第一锥面161上并与第一锥面161形成斜面密封，通过斜面密封可以提升阀头220与密封凸台160的接触面积，以此增加两者的密封可靠性，由此避免无菌空气进入出料腔内；另外，密封凸台160由陶瓷内芯102的内侧面凸出形成，可以避免密封凸台160发生变形，进而进一步保证了阀头220关闭阀口150时的密封性能。

此外，为了提升气密封件300与杆体210之间的密封性，以及延长气密封件300的使用寿命，本实施例中的气密封件300为泛塞密封圈，泛塞密封圈包括本体310、弹性橡胶圈320和凸设在本体310外周侧的安装环330，本体310的上下两端面分别设有环形的V型卡槽，弹性橡胶圈320卡装在V型卡槽内，且弹性橡胶圈320凸出本体310的端面，而灭菌腔110内设有套装在杆体210外侧的阀套500，阀套500夹装固定在隔板600与灭菌腔110的顶壁之间，阀套500的顶部与灭菌腔110的顶壁之间、以及阀套500的底部与隔板600的顶面之间设有安装槽，安装环330夹装固定在安装槽内，组装时，无需额外紧固件固定安装环330，由此方便了泛塞密封圈的拆装；另外，本实施例中阀套500的外侧面设有第一环形凹槽510和第二环形凹槽520，第一环形凹槽510与气化双氧水出口112对应，由此可使第一环形凹槽510与阀体100的内壁之间形成第一流通间隙，阀套500的侧壁上还设有多个周向间隔设置并径向贯通的第一通孔511，第一通孔511连通第一流通间隙和阀套500内部，而第二环形凹槽520与气化双氧水入口113对应，由此可使第二环形凹槽520与阀体100的内壁之间形成第二流通间隙，阀套500的侧壁上还设有多个周向间隔设置并径向贯通的第二通孔521，第二通孔521连通第二流通间隙和阀套500内部，由此可实现气化双氧水流入阀套500内对杆体210进行杀菌消毒。

最后，如图3所示，当需要对阀腔进行清洗时，出料口132处连接有废水处理系统，驱动阀杆200轴向向上移动并打开阀口150，此时清洗剂从无菌空气入口121进入，以对正压隔离腔120、出料腔130、阀头220进行清洗，清洗后的废水排入废水处理系统。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，下阀体为不锈钢材质。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，杆体与阀头一体加工成型。

可以理解的是，在本发明的其他实施例中，可省去阀套，此时上阀体的内壁设有环形的卡槽，安装环卡装在卡槽内可实现泛塞密封圈的固定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。