用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置

技术领域

本发明涉及一种用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置。

背景技术

通过活塞装置对流体进行体积式定量供给已经有几十年的历史了。例如，1967年的文献US 3,570,524已经示出了一种包括具有滑动活塞的缸体的定量供给设备。

除了目前已知的实施例之外，利用活塞定量供给的基本原理如下。

由于机械或电动致动器，活塞能在缸体内部线性地移动。活塞在缸体中的滑动扩大或缩小了流体产品积聚在其中的定量供给室。这个定量供给室一侧与包含产品的罐连通，另一侧与通向截流阀的导管连通，截流阀通常由技术术语“截滴阀”表明。截滴阀基本上平行于具有活塞的定量供给缸体延伸。

在剂量准备期间，截滴阀关闭，而活塞在缸体内部上升，从而在定量供给室和连接到截滴阀的导管中产生部分空间。通过这样做，所需的产品剂量被吸入到定量供给室(其膨胀)中。

在这个背景下，术语“剂量”表示产品的预设体积。

在准备好剂量之后，截滴阀打开，并且活塞降低，活塞在定量供给室和连接到截滴阀的导管中存在的剂量上执行机械推力动作。然后，一定剂量的产品流入位于截滴阀下方的贮器中。

在分配结束时，将截滴阀关闭。

在文献EP 3274260中可以找到一种体积式定量供给器的示例，其中定量供给缸体平行于产品分配导管，并通过中间部分连接到产品分配导管。

已知解决方案的主要局限性在于：

-定量供给精度差，即分配的产品体积不能不断地重复；

-复杂和庞大的结构；

-难以对导管进行消毒和/或杀菌。

发明内容

在这个背景下，构成本发明的基础的技术任务是提出一种用于将流体定量供给到贮器中的装置，所述装置消除了上述的现有技术的缺点。

特别地，本发明的一个目的是提出一种在结构上比已知的解决方案更简单和更紧凑的用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置。

本发明的另一个目的是提出一种比现有技术的解决方案更容易消毒的定量供给装置。

本发明的另一个目的是提出一种相对于已知的解决方案提高了定量供给精度的用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置。

所述技术任务和指定目的基本上通过一种用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置来实现，所述定量供给装置包括：

-具有沿着第一主方向的延伸部的阀体，所述阀体具有用于分配所述流体的分配喷嘴；

-能滑动地插入在所述阀体中存在的通道内部的闸板；

-具有沿着第二主方向的延伸部的定量供给缸体；

-能滑动地插入到所述定量供给缸体中以限定可变容积的定量供给室的活塞。

独创地，所述第二主方向相对于所述第一主方向倾斜，使得所述定量供给缸体相对于所述阀体倾斜。

特别地，所述定量供给缸体相对于所述阀体以介于20°与90°之间的角度倾斜。

特别地，所述定量供给缸体的第一端通到所述阀体中。

根据本发明的一个方面，所述定量供给缸体的所述第一端在所述填充喷嘴上方通到所述阀体中。

根据本发明的一个方面，所述定量供给装置还包括装配在所述阀体外部的第一环形套筒。

所述闸板和所述第一环形套筒磁性地或电磁地联接。

根据一个实施例，所述闸板包括由铁磁材料制成的第一芯。所述第一环形套筒包括与多个第一铁磁环交替的多个第一磁环。

根据本发明的一个方面，所述定量供给装置还包括可操作地作用在所述第一环形套筒上以使所述第一环形套筒在所述阀体上滑动的第一气动缸体或第一电动马达。

根据另一个实施例，所述第一环形套筒为容纳电绕组的固定定子，并且所述闸板容纳永磁体。

根据本发明的一个方面，所述定量供给装置还包括安装在所述定量供给缸体外部的第二环形套筒。所述活塞和所述第二环形套筒磁性地或电磁地联接。

根据本发明的一个方面，所述定量供给装置还包括可操作地作用在所述第二环形套筒上以使所述第二环形套筒在所述阀体上滑动的第二气动缸体或第二电动马达。

根据一个实施例，所述第二环形套筒为容纳电绕组的固定定子，并且所述活塞容纳永磁体。

附图说明

通过对用于将流体定量供给到贮器中的装置的优选但非排他性实施例的说明性且非限制性的描述，本发明的附加特征和优点将变得更加明显，如附图所示，其中：

-图1以剖视图示出了根据本发明的用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置；

-图2a至图2d示出了图1的定量供给装置的闸板和活塞在多个操作步骤中的不同位置；

-图3示出了根据本发明的定量供给器的剖视图。

具体实施方式

参考附图，附图标记1表示用于将流体定量供给到贮器50中的定量供给装置。

例如，流体为食品(例如饮料)。

在一些应用中，流体可以包含固体碎片。例如，液体为具有水果块的酸奶或果酱，或者由浸泡在保护性液体(例如水和增稠剂)中的豆类或坚果或蔬菜组成。

定量供给缸体1包括具有沿着第一主方向D1的延伸部的阀体2。

在阀体2内部，存在用于流体的通道3。

这个通道3存在于用于流体的入口4与用于将流体分配到贮器50的流体分配喷嘴5之间。

入口4与产品供应管线流体连通。

在消毒定量供给装置1的步骤中，总是可以通过入口4供应消毒流体。

配置成在入口4与分配喷嘴5之间建立选择性连通的阀装置在通道3内可操作地起作用。在这里描述并示出的实施例中，阀装置包括至少一个闸板6。

闸板6能滑动地插入在通道3内部。

特别地，闸板6被贯通通道横穿，从而使通道3中存在的上部室9放置成与通道3中存在的下部室19流体连通。

上部室9能选择性地与消毒流体的返回路径相连。

定量供给缸体1还包括具有沿着第二主方向D2的延伸部的定量供给缸体10。

在定量供给缸体10内部，活塞11能滑动地插入，活塞11限定可变容积的定量供给室12。

特别地，定量供给室12由活塞11的一端和定量供给缸体10的内壁界定。

第二主方向D2相对于第一主方向D1倾斜，使得定量供给缸体10相对于阀体2倾斜。

如图1所示，定量供给缸体10具有通到阀体2中的第一端10a。

特别地，定量供给缸体10直接连接到阀体2。在这个背景下，术语“直接”表明在定量供给缸体10与阀体2之间不存在中间导管。

特别地，定量供给缸体10直接装配到阀体2中。

特别地，定量供给缸体10的第一端10a在填充喷嘴5上方通到阀体2中。

定量供给缸体10相对于阀体2以介于20°与90°之间的角度α倾斜。

角度α由第一主方向D1与第二主方向D2之间的交点形成。

优选地，角度α基本上为45°。这种倾斜相当于减小整体尺寸与正确操作之间的良好折衷。

根据本发明的一个实施例，定量供给装置1还包括安装在阀体2外部的第一环形套筒7。

闸板6(或通常在通道3内的阀装置)和第一环形套筒7磁性地或电磁地联接。

例如，闸板6包括由铁磁材料制成的第一芯。

优选地，第一芯具有中心部分和多个径向突起，中心部分具有沿着第一主方向D1的圆柱形延伸部，多个径向突起具有基本上正交于第一主方向D1的延伸部。

特别地，径向突起沿着中心部分的纵向延伸部分布，即沿着中心部分的长度分布。

优选地，径向突起等距地隔开。

在这个背景下，应该理解的是，径向突起相对于中心部分的对称轴线(其可以与前面介绍的第一主方向D1重合)在角度上和纵向上(即在其沿着中心部分长度的延伸方向上)是等间距的。

例如，每个径向突起由从中心部分径向延伸的翅片或齿组成。

在一个实施例中，在与闸板6相同的高度(或高度)延伸的翅片或齿限定了花状结构或可替代的十字形结构。

根据一个实施例，每个径向突起具有远离中心部分的锥形延伸部。特别地，每个径向突起的厚度在靠近中心部分处较大，并且随着远离中心部分而减小。

根据一个实施例，第一环形套筒7能滑动地安装在阀体2外部。

在这种情形下，第一环形套筒7与闸板6磁性地联接，这将在下面解释。

第一环形套筒7包括与多个第一铁磁环交替的多个第一磁环(即，由永磁体形成)。

特别地，第一磁环和第一铁磁环被装入由非铁磁性材料制成的盒状容器中。

根据本发明的一个方面，第一铁磁环中的每一者面向位于与闸板6相同高度(或标高)的一组径向突起。

根据一个实施例，径向突起的厚度与第一铁磁环的厚度基本上相同。

第一磁环中的每一者面向空间或间隙。

根据一个实施例，空间或间隙的厚度基本上等于第一磁环的厚度。

第一铁磁环中的每一者与一组径向突起的对准使得磁场磁力线的通过最大化。

上述闸板6和环形套筒7的结构类似于以本申请人名义提交的PCT专利申请WO2020/128677中描述的结构。

由非铁磁材料制成的阀体2的第一壁插置在第一环形套筒7与闸板6之间。

根据一个实施例，第一环形套筒7通过第一气动缸体或通过第一电动马达20在阀体2上滑动。

根据另一实施例，闸板6与第一环形套筒7之间的联接是电磁类型的。

特别地，第一环形套筒7为容纳电绕组的固定定子。

闸板6可以具有上述结构，或者可以容纳永磁体。

第一环形套筒7的电绕组中的电流通道产生导致闸板6(其实际上为系统的转子)在通道3内部滑动的电磁场。

根据本发明的一个实施例，定量供给装置1还包括安装在定量供给缸体10外部的第二环形套筒13。

活塞11和第二环形套筒13磁性地或电磁地联接。

根据一个实施例，第二环形套筒13能滑动地安装在定量供给缸体10外部。

例如，第二环形套筒13通过第二气动缸体或通过第二电动马达21在定量供给缸体10上滑动。

第二环形套筒13在这种情况下与活塞11磁性地联接。

根据另一实施例，活塞11与第二环形套筒13之间的联接是电磁类型的。

特别地，第二环形套筒13为容纳电绕组的固定定子。另一方面，活塞11容纳永磁体。

第二环形套筒13的电绕组中的电流通路产生导致活塞11(其实际上为转子)在定量供给缸体10内滑动的电磁场。

下面描述根据本发明的用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置的操作。

考虑图2a，其涉及将一定剂量的流体装载到定量供给室12中的步骤。

在图2a中，闸板6处于下限位置，因此其(加宽的)底部紧靠第一密封垫圈14。

流体穿过闸板6内部的通道8，并流向缸体10。事实上，紧靠第一密封垫圈14防止流体由于重力滴落到分配喷嘴5上。

同时，活塞11在定量供给缸体10内部远离阀体2滑动，即向上升起。以这种方式，定量供给室12膨胀以接收来自闸板6内部的通道8的流体，并因此准备一定剂量的流体。

事实上，活塞11上升，限定了对应于待分配体积(实际上为剂量)的线性冲程。

在图2b中，闸板6开始向上的冲程，直到它处于上限位置，从而它切断通向罐的通路。

此时，如图2c所示，可以将剂量从定量供给室12分配到分配喷嘴5。事实上，活塞11在定量供给缸体10内部朝着阀体2滑动，即向下滑动，并且推动定量供给室12中存在的流体剂量。由于闸板6阻止了流体沿通道3向上回流，因此所有的剂量都由分配喷嘴5分配。

如图2d所示，在定量供给结束时，闸板6再次下降，带走可能已经沿着通道3堵塞的固体部分。

这个循环可以再次开始。

在消毒定量供给装置1的步骤期间，消毒流体通过入口4供应到通道3，从而阀体2内部的部件和通道得到消毒。

消毒流体通过位于定量供给装置1的上部区域中的第一导管29装载。

闸板6的花状(或十字形)结构使得排出成为可能。

由于活塞11的上升，消毒流体也到达定量供给缸体10内部，活塞11与头部一起停留在定量供给缸体10的加宽部分10b处。

这个加宽部分10b使得消毒流体能够从定量供给缸体10内部的定量供给室12上升，以对其内部部件进行消毒。消毒流体然后通过第二排放导管30被处理掉。

根据本发明，从说明书中可以清楚地看出用于将流体定量供给到贮器中的定量供给装置的特征和优点。

特别地，定量供给缸体相对于阀体倾斜，使得活塞限定面向阀体的位于分配喷嘴上方的内部通道的定量供给室。以这种方式，消除了使结构复杂化的另外的路径和/或导管。

由于定量供给缸体直接通到阀体中，定量供给装置没有难以消毒的死体积。

此外，定量供给装置比已知的解决方案更紧凑。

所提出的装置还能够分配限定的和可重复的剂量(就体积而言)，因为活塞直接面向通向贮器的导管，并且所有体积的定量供给的产品因此被排入容器中。另一方面，当像现有技术的解决方案中那样在缸体与通向容器的导管之间存在中间导管时，这不会发生。

此外，闸板与第一环形套筒和/或活塞与第二环形套筒之间的磁性或电磁联接避免了难以消毒的可移动零件(波纹管)上的动态密封。