Насадок для разъемного соединения патрубка наполнительной машины с емкостью
Изобретение относится к расфа- coвoчнo-yпaкoвoчнo ry оборудованию для жидких и пластичных продуктов. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности насадка. Насадок включает запорный элемент, представляющий клапанный механизм, выполненньш с возможностью открывания посредством совместного перемещения с винтовым клапанным затвором емкости при его повороте. Предусмотрена подача перегретого пара на участок пути следования потока про-, дукта для стерилизации открытых поверхностей запорного и соединительного элементов.до и после заполнения . 1 з.п. ф-лы, 4 ил. в S СО С4) СП ел ы
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
51}4 В 65 В 39 08
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н flATEHTV
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
; (21) 3548694/28-13 (22) 01.02.83 (31) 8202969 (32) 02.02.82 (33) GB (46) 23.11.87. Бюл. 1Ф 43 (71) Метал Бокс п.л,с. (6В) (72) Джон Альфред Периго и Джон
Эдвин Дивалл (6В) (53) 621.642.3 .(088.8) (56) Патент США Р 3918474, кл. 141-98, опублик. 1975.
„„SU „„1355117 А 3 (54) НАСАДОК ДЛЯ РАЗЪЕМНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПАТРУБКА НАПОЛНИТЕЛЬНОИ МАШИНЫ
С ЕМКОСТЬЮ (57) Изобретение относится к расфасовочно-упаковочному оборудованию для жидких и пластичных продуктов.
Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности насадка.
Насадок включает запорный элемент, представляющий клапанный механизм, выполненный с возможностью открывания посредством совместного перемещения с винтовым клапанным затвором емкости при его повороте. Предусмотрена подача перегретого пара на участок пути следования потока продукта для стерилизации открытых поверхностей запорного и соединительного элементов.до и после заполнения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
1355117
15
30
Изобретение относится к области расфасовочно-упаковочнсго оборудования.
Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности насадка.
На фиг.l изображено соединение насадка перед зацеплением с затвором контейнера; на фиг.2 — соединение во время стерилизации или очистки, причем затвор частично зацеплен с насадком заполняющей головкой; на фиг.3 — то же, во время подачи продукта, причем затвор полностью зацеплен с заполняющей головкой; на фиг.4 — зажимное устройство, детальный вид в сечении.
Разъемное соединение, через которое емкость-контейнер 1 может быть заполнен продуктом, имеет затвор 2 для контейнера и насадок (заполняющую головку).3, с которой зацепляется затвор.
Затвор 2 установлен в отверстии
4 в стенке 5 контейнера, чтобы закрывать отверстие при передаче и т.п. Контейнер может представлять собой контейнер для жидких или полужйдких пищевых продуктов (например, .персики в сиропе) и быть образован из содержащего продукты внутреннего .мешка, выполненного из гибкого пластмассового листа, причем стенка 5 и наружное покрытие (не показано) выполнены из тройного гофрированного картона, который обеспечивает поддержку и защиту мешку.
При детальном рассмотрении затвор
2 содержит корпус 6, имеющий стержень 7, выступающий наружу через стенку контейнера, и установочный фланец 8 внутри контейнера, кольцо
9 крепления, навинченное на винтовую резьбу 10 стержня 7„ чтобы закрепить затвор на контейнере путем герметичного зажатия контейнерной стенки 5 вокруг отверстия 4 у фланца
8, и клапан 11, который входит в зацепление со cKBosHbM расточенным отверстием в корпусе 6 с взаимодействующей винтовой резьбо" 12.
Клапан 13 показан на фиг.l в положении, когда он полностью ввинчен в корпус 6. В этом положении он закрывает расточенное отверстие в корпусе от доступа потока продукта путем зацепления уплотнительной кромки на клапане 13 с гладкой цилиндрической поверхностью 14, образующей часть расточенного отверстия корпуса.
Уплотнительная кромка образована на грибовидной головке 15 клапана.
Клапан выполнен иэ упругого пластмассового материала, например нейло-. на, а кольцо 16 установлено в канавке в грибовидной головке 15, чтобы обеспечивать герметичное зацепление уплотнительной кромки с поверхностью 14, оказывая радиально наружу направленное сжимающеЕ усилие на периферический край головки, где размещена уплотнительная кромка.
Клапан имеет глухое отверстие 17, открываюшееся внутрь контейнера, наружный конец которого закрыт грибовидной головксй 15, и сквозное отверстие 18, проходящее поперечно через клапан, чтобы обеспечить сообщение глухого отверстия с наружной частью клапана эа грибовидной головкой.
Внешняя поверхность 19 грибовидной головки 15 имеет диагонально расположенную канавку 20, в которую может входить дсполнительная фаска
21 на клапане 22 заполняющей головки 3, чтобы соединить грибовидную головку 15 и клапан 22 для совместного вращения. Благодаря вращению в соответствуюшем направлении клапана 22 заполняющей головки затвор клапана 11 может быть вывинчен иэ закрытого положения в открытое, в котором сквозное отверстие 18 освобождается от свободного конца корпуса б затвора, чтобы пропустить продукт в контейнер.
Клапан 22 заполняющей головки имеет грибовидную головку 23, выполненную с фаской 21, и вал 24, который установлен для совершения вращательного и аксиального движения относительно корпуса 25. Головка 23 показана на фиг 1 в закрытом положении, в котором уплотнительная кромка 26 головки создает герметичное зацепление с цилиндрической поверхностью 27, предусмотренной на корпусе 25. Зацепление кромки 26 и поверхности 27 сходно с зацеплением кромки 13 и поверхности 14 затвора
2, причем кольцо также предусмотрено для обеспечения герметичности.
Камера 29 образована в корпусе
25 эа грибовидной головкой 23 и закрывается головкой в показанном по1355 l 1
20
30
45
55 ложении. Трубопровод 30 соединяет камеру с резервуаром для хранения продуктов (не показан) . В открытом положении клапана 22 головка убирается в камеру 29, чтобы продукт мог течь из камеры и мимо головки 23 и выйти из заполняющей головки в патрубке 31, образованном в корпусе
25.
Размеры патрубка 31 позволяют принимать выступающий свободный конец стержня 7 затвора 2. Он имеет пару аксиально разнесенных уплотни- тельных колец 32 и 33, установленных в его стенке и размещенных отдельно, чтобы обеспечить герметичное зацепление с цилиндрической внешней поверхностью 34, представленной стержнем 7 за кольцом 9 крепления.
Впускной канал 35 для перегретого пара проходит через корпус, чтобы войти в патрубок 31 между кольцами 32 и 33. Пар покидает заполняющую головку через выпускной канал Зб из патрубка 31 и винтовое приспособление 37 (фиг.З), обеспечивающее сужающееся отверстие 38, благодаря которому давление пара поддерживается выше атмосферного.
Датчик 39 температуры, соединенный с приспособлением 37, выдает зависящий от температуры электрический выходной сигнал по линиям 40 и/или на визуальный дисплей.
Соответствующие впускные и выпускные соединения для пара крепятся к корпусу соответственно у впуск,ного канала 35 и приспособления 37.
Эти соединения могут иметь регулирующий клапан.
Вал 24, уплотненный кольцами 41, выступает из головки 23 и через корпус 25 к приводному механизму 42.
Привод имеет цилиндрический корпус
43, установленный на корпусе, и приводной колпак 44, который размещен над свободным концом цилиндрического корпуса. Свободный конец вала 24 выступает через основание приводного колпака и соединяется с колпаком для осуществления вращения с помощью штифта 45, который проходит поперечно через вал, а его концы размещены в противоположных пазах 4б, выполненных в основании колпака.
С целью исключения возможности проникновения микроорганизмов или
4 других загрязнений в камеру 29 вдоль вала 24, корпус 43 привода устроен так, что ограничивает цилиндрическую камеру 47 вокруг вала, и предусмотрены впускное и выпуск-, ное отверстия 48 и 49, благодаря которым камера имеет возможность непрерывно очищаться паром под давлением, превышающим атмосферное, подаваемым и выпускаемым через соответствующие соединения. Нажимная пружина 50, расположенная в камере
47, отводит клапан 22 заполняющей головки вниз в закрытое положение.
Разъемное соединение и его составные части, в частности затвор контейнера 2 и заполняющая головка
3, работают и используются следующим образом, Контейнеры 1, предназначенные для заполнения продуктами, поступают на предприятие с затворами 2, закрытыми клапанами 11. Чтобы избежать больших загрязнений при транспортировке, выступающие свободные концы стержней 7 затвора защищают
I пластмассовыми колпачками 1не показаны). Колпачки удаляют, после чего контейнеры по очереди присоединяют к заполняющей. головке 3 так, что, как показано на фиг.1, патрубок 31 и стержень затвора 7 контейнера устанавливаются соосно. В это время клапан 22 заполняющей головки остается закрытым, а продукт поэтому находится в камере 29, сообщающейся с резервуаром для хранения через трубопровод 30. Понятно, что гидростатическое давление продукта на клапан 22 удерживает его в закрытом положении.
Поскольку контейнер должен быть заполнен продуктом асептически, наружные поверхности затвора и заполняющей головки, которые могут контактировать с продуктом, стерилизуются.
С этой целью затвор 2 и заполняющая головка 3 сжимаются вместе до тех пор, пока, как показано на фиг.2, стержень частично не войдет в патрубок 31, чтобы зацепиться с наружным уплотняющим кольцом 32, которое, соответственно, образует уплотнение. Пар под давлением и при температу:е стерилизации подается по канАлу 35 в пустое пространство
1355117
51 (фиг.2,, остающееся в патрубке
1 . между закрытыми головками клапана
I5 и 23, в силу чего открытые поверхности затвора и головки, лежащие между уплотняющими кромками 15, стерилизуются
После периода, необхоцимого для осуществления полной стерилизации, контейнер и заполняющая головка 10 опять сводятся вместе, чтобы полностью ввести стержень затвора в патрубок, например с помощью зажимного устройства 52, показанного на фиг.4. После этого приводной колпак 15
44 может быть повернут вручную, чтобы повернуть вал 24 и тем самым, когда фаска 21 войдет в канавку 20, как показано на фиг.3, открыть оба клапана путем навинчивания клапана 20 затвора 11 вдоль корпуса 6 затвора.
На фиг.3 показан комплекс, когда клапаны полностью открыты: продукт, таким образом, может течь в контейнер из резервуара для хранения. 25
Особенно подчеркивается, что клапан заполняющей головки 22 работает под влиянием клапана затвора 11 и может быть открыт только тогда, когда заполняющая головка находится 30 в зацеплении с затвором 2, в силу .чего ее выпускное отверстие герметично уплотняется. В силу этого очень невелика опасность потери продукта из клапана заполняющей головки при ошибке оператора. Более того, для работы самого клапана затвора необходимо наличие клапана заполняю-. щей головки, поэтому возможность ошибки оператора уменьшается.
После того, как определенное количество продукта прошло в контейнер, приводной колпак 44 поворачивается в направлении, противоположном направлению, в котором происходит открывание, перемещая тем самым клапан 11 в его закрытое положение и позволяя пружине 50 и гидростатическому давлению продукта в камере
29 закрывать в то же время клапан 22. б0
После этого контейнер и заполняющая головка разделяются до частично зацепленного положения, показанного на фиг.2, например благодаря отпускающему перемещению зажимного устройства 52, что обеспечивает дос гуп пара во вновь образованное пространство 51 для очистки открытых поверхностей затвора 2 и заполняющей roловки 3 от остатков продукта. Предпочтительно давление пара в канале
35 поддерживается в основном в течение всей операции заполнения, т.е. в течение то:.о времени, когда стержень затвора 7 частично или полностью входит в патрубок 31, что позволяет сохранить стерильный барьер. Хотя указанная операция по стерилизации поверхностей камеры 51 перед заполнением может потребовать нескольких минут, очистная операция может быть выполнена более быстро, а соответствующее частично зацепленное положение (фиг.2) — моментально.
После очистки контейнер и заполняющая головка полностью расцепляются и контейнер заменяется пустым контейнером 2 для последующей операции заполнения. Дальше идет рассмотренная последовательность операций.
Для того, чтобы уменьшить усилие, необходимое для зацепления винтовой резьбы. 12 при открывании и закрывании клапанов 11 и 22, и помочь клапану 22 заполняющей головки следовать за клапаном ll затвора при закрывании, внутреннее отверстие приводного кблпака может, как показано на фиг.3, иметь винтовую резьбу вдоль своей длины в месте 53 для зацепления с дополнительной винтовой резьбой 54 на свободном конце корпуса 43 привода. Резьба выполнена таким образом, что при вращении привоцного колпака для открывания или закрывания клапанов 11 и 22 колпак движется вдоль -привода в унисон с движением клапана, оказывая аксиальное давление на вал благодаря фрикционному зацеплению штифта 45 со стенками пазов 46. Чтобы клапан
22 заполняющей головки мог открываться только вместе с клапаном 11 затвора, в основании колпака у нижних концов пазов 46 выполнено кольцевое гнездо 55, в котором может вращаться штифт 45.
Благодаря этому способу расцепляться соединению между колпаком и валом аксиальное положение вала определяется только аксиальным положением кпапана 11 в затворе 2.
Дополнительным признаком указанного варианта является зажимное устройство 52 (фиг.4), имеющее два
135 противоположных плоских элемента 56с вогнутыми полукруглыми свободными кромками 57, которые перемещаются горизонтально в направляющих 58; чтобы зацепить в канавке 59 кольцо
9 крепления. На расстоянии от их свободных кромок 57 плоские элементы о повернуты на 90, чтобы образовать два взаимопараллельных плеча 60.
Два эксцентрика 61, шарнирно установленных на горизонтальных штифтах
62, по одному на каждой стороне корпуса заполняющей головки 25, имеют эксцентричные выступы 63, на которые отдельно опираются плечи 60 и удерживаются спепиальными средствами.
Плоские элементы 56 входят в канавку 59, когда заполняющая головка находится в положении, показанном на фиг.2. Рукоятки 64 (фиг.2), намертво соединенные с выступами 63, позволяют вручную вращать эксцентрики 61, чтобы сводить затвор и заполняющую головку вместе путем перемещения в положения над центром и крепко зажимать их при заполнении.
Для ясности зажимное устройство 52 опущено на фиг.1.
Хотя указанное разъемное соединение выполнено для ручного управления, подчеркивается, что оно может быть легко полностью или частично автоматизировано, например, если предусмотреть электрический или пневматический привод для приводного колпака 44, заменить устройство
52 пневматическим зажимным устройством и обеспечить автоматическое управление последовательностью операций, В указанную конструкцию могут быть внесены различные изменения.
Затвор 2, например, может быть отлит из пластмассы без наружной винтовой резьбы 10, но с кольцевой канавкой, в которую плотно может быть введен дополнительный фланец на элементе крепления, заменяющий кольцо 9 крепления. Этот элемент крепления может иметь вертикальные стенки, окружающие затвор 2 и служащие для направления заполняющей головки 3 в положение зацепления с затвором. Зажимное устройство 52 может быть заменено набором вертикальных прутков с горизонтально проходящими опорами и средством для вращения прутков, чтобы отвести их
5117 опоры под боковой фланец на стороне затвора 2, и для подъема прутков, чтобы свести вместе затвор и наполняющую головку, Клапан 11 затвора может быть снабжен куполообразной головкой с выступающими стойками, которые входят в дополнительные прорези в соответственно вогнутой го10 ловке клапана 22 заполняющей головки.
Уплотнительная кромка 13 может быть заменена парой вертикально разнесенных горизонтальных уплотнительных выступов, и в этом случае клапан ll
15 будет блокирован для очистки в положении, при котором пространство меж- ду выступами будет подвергнуто стерилизации паром, чтобы удалить любые остатки продукта.
20 На практике соединение устанавливают скорее горизонтально, чем вертикально, чтобы выпускное отверстие для пара было направлено вниз для удаления любого конденсата.
25 Кроме того, хотя все изложенное относится к асептическому заполнению контейнеров 1 из резервуара для хранения, указанное соединение может использоваться и для асептичес30 кого опорожнения контейнеров. Трубопровод 30 в этом случае приспосабливается для удаления продукта из головки 3, а не для подачи продукта в головку. Другими словами, насадок и последовательность операций остаются неизменными.
Формула. изобретения
40 1.Насадок для разъемного соединения патрубка наполнительной машины с емкостью, имеющей винтовой клапанный затвор, содержащий корпус с установленным в нем запорным элемен45 том, приспособленным для последовательного зацепления с винтовым клапанным затвором емкости, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежнос5О ти, запорный элемент представляет собой клапанный механизм, выполненный с возможностью открывания посредством зацепления и совместного перемещения с винтовым клапанным за55 твором емкости при его повороте.
2. Насадок по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в корпусе выпол-: нено отверстие для подачи и отвода стерилизующей среды.13551)7
/ 1j Е
Фиг 1
1355117
Составитель В.Шипов Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар Редактор В.Данко Заказ 5718/57 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
