Способ выброса воздуха из установки для наполнения емкости заданным количеством жидкости и устройство для его осуществления

 

(19) RÖ (1Ц (51) 65927 ОО

Комитет Российской Федерации по натентам и товарным знакам

Ф .. гis i><

ОПБСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНКф:. "

К ПАТЕНТУ твтт во (21) 4742330/13 (22) 31 10.89 (31) 88 3837697 (32) 01.11.88 (33) 0Е (46) 1511.93 Бюл. Иа 41-42 (71) Тетра Пак Холдингз СА (СН) (72) Геран Ханерус($Ц; Томми Льунгштрем{$Е) (73) Тетра Пак Холдингз СА (CH) (54) СПОСОБ ВЫБРОСА ВОЗДУХА И3 УСТАНОВКИ" ДПЯ НАПОЛНЕНИЯ ЕМКОСТИ ЗА-.

ДАННЫМ КОЛИЧЕСТВОМ ЖИДКОСТИ И

УСТРОЙСТВО ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в способах выброса воздуха из установок для наполнения емкостей определенным количеством жидкости без включений воздуха.

Сущность изобретения: споооб выброса воздуха из наполнительных установок для наполнения емкостей 2 определенным количеством жидкОсти без включений воздуха осуществляют посредством распределительного насоса 9, в котором два управляющих клапана 11,12, расположенных на выходе из наполнительной трубки 4 ° попеременно открываются и закрываются, а жидкость 17 подается через буферную емкость 13. Для того, чтобы исключить неправильное наполнение при начале операции наполнения во время прямого хода продукта и с тем, чтобы быть способным насколько это возможно точно определить момент переключения для текущего процесса наполнения, для выброса воздуха из нагнетательной трубки 4 и распределительного насоса 9, соединенных между собой, два соединенных подряд управляющих клапана управляются отдельно друг от друга таким образом, что при создании разрежения оба управляющих клапана открыты; после барботирования основной части воздуха наружу-вверх сначала верхний управляющий клапан, а после установпенного промежутка времени и нижний управляющий клапан закрываются, после чего верхний управляющий клапан открывается и закрывается снова через определенный проиежутоквремени 2с и4з. и. ф-лы,5ил.

2003170

Изобретение касается способа выброса воздуха из установок для наполнения емкостей определенным количеством жидкости без включений воздуха посредством распределительного насоса, в котором по Крайней мере один управляющий клапан, расположенный на входе наполнительной трубки, попеременно открывается и закрывается, в жидкость поступает через буфер» ную емкость. Кроме того, изобретение касается устройства выброса воздуха для наполнитепьной установки для наполнения емкостей определенным количеством жидкости без включений воздуха. Устройство содержит присоединенную к нагнетательиой трубке, буферную емкость, под которой имеется камера управляющего клапана с по крайней мере одним управляющим клапаном, который закрывает впускную сторону . наполнительной. трубки, расположенную ниже его, а также закрываемую на.выходе посредством наполнительной горловины, или соединяет упомянутую впускную сторону с буферной емкостью.

В случае упаковочных средств для жидкости, основной корпус которых состоит. из открытой сверху трубы, известно устройство для наполнения емкостей количествам жидкости без включений воздуха, например молока. Наполнение без включений воздуха однако предполагает различные средства, в частности выброс воздуха в начале операции наполнения, и меняется в зависимости от типа емкости и содержимого. Молоко из центрального распределительного пункта поступает через нагнетательную трубку в буферную емкость и управляемое клапана. ми проходит внутрь наполнительной трубки, расположенной под клапанами, и к выпускному каналу, где располагается трубчатал емкость для молока, подлежащая наполнению. Возможно собирать воздух в э ой наполнительной трубке.

Целью изобретения является предусмотреть средства для удаления этого воздуXG.

8 начале процесса наполнения включения воздуха присутствуют в различных частях установки и, когда начинается .накачивание и наполнение, этот воздух вынужден поступать в емкость. Желательно это исключить.

В случае известной наполнительной установки молоком 10 емкостей наполняются молоком во время прямого хода из тех частей установки, в которых имеются воздушные мешки, так, что емкости наполняются не до конца. Поэтому это можно устранить только удалением, Если емкости заполняются продуктом густой консистенции, например простоквашей, то для прямого хода операции наполнения в основном 25 наполненйых емкостей отбраковываются, поскольку из опыта принято, что после 25-й прошедшей емкости воздух далее не поступает в емкость.

В условиях производства все трубки системы должны быть полностью освобожде10 ны от воздуха и наполняться только лишь соответствующим содержимым с тем, чтобы упаковочные средства могли бы действительно быть наполненными определенным количеством. В основном известные рас 5. пределительные насосы .имеют один поршень; ходом которого определяется распределенное количество жидкости, которой наполняется емкость.

Дпя молочного и некоторых других про20 изводств, в которых жидкость разливается в большое число упаковочных средств, или когда емкости наполняются различными материалами, понятно, что каждый раз перед началом производства или после перена2б ладки установки нежелательно возвращаться назад лишь с целью выброса воздуха из . установки.

Поэтому изобретение основано на задаче обеспечения такого способа выброса возду30 ха, чтобы в установке, имеющей перечисленные в начале особенности, неправильное наполнение продукцией при начале процесса наполнения было бы исключено; а также предназначенной для обеспечения возможности приступить в точно определенный момент к процессу наполнения, с которого будет обеспечено отсутствие воздуха в установке.

Задача состоит в том, чтобы усовершенствовать устройство для выброса, имеющее перечисленные элементы, которые делают возможным определить точное время процедуры выброса воздуха, после которой работа по наполнению может быть преимущественно начата путем простого нажатия на кнопку в тот момент времени, когда оператор сможет с уверенностью предполагать, что установка больше не содержит воздушных включений.

Для этого в нагнетательной трубке, ко50 торая имеет наполнительный патрубок на выходном конце, а также в буферной емкости создается разрежение путем закрытия наполнительного патрубка при открытом управляющем клапане и после того, как воз55 дух осуществит барботацию наружу и вверх, управляющий клапан закрывается по истечении установленного промежутка времени. Если разрежение создано в пространстве перед поверхностью жидкости в буферной емкости, то любые включения воз2003170

10 прерывистыми вырезами основных частей устройства выброса воздуха согласно иэо- 45 бретению в первом состоянии; на фиг, 2-4— тот же схематичный вид, показанный в различных состояниях; на фиг, 5 — более полное изображение части наполнительной установки для наполнения жидкостью ряда упа- 50 кавочных средств, расположенных на конвейерной ленте, Основные элементы наилучшим образом мокнут быть пояснены со ссылкой на фиг, 5, где на схематически показанной конвей- 55 ер ной ленте 1 имеется открытая сверху жидкостная емкость 2, которая располагается вокруг нижнего конца напопнительной трубки 4, закрытой резиновой наполнительной горловиной 3. В положении, показанСогласно изобретению наполнительную горловину целесообразно выполнить иэ эластичного материала. Например, возможно использовать наполнительную горловину иэ резины, которая в закрытом состоянии имеет две перекрещивающихся прорези, которые удерживаются закрытыми отрицательным давлением позади них и внутри наполнительной трубки. В другой связи уже имеются также резиновые горловины, которые закрываются при наличии негативного давления в наполнительной трубке. Такая резиновая горловина стремится закрыться даже незначительным отрицательным давлением в трубке перед резиновой горловиной, но по отношению к внешней атмосфере, являющимся достаточным для закрытия горловины или для сохранения ее закрытой, С такой резиновой горловиной возможно удерживать столб жидкости в полностью закрытой трубке над закрытой горловиной беэ всякой опасности протекания. Однако использование такой резиновой горловины в выбрасывающих воздух устройствах описанного здесь типа до сик пор не было известно, В случае дальнейшего развития преимуществ изобретения, если управляющие клапаны и/или вакуумный насос присоединены к компьютерным устройствам управления, тогда могут быть достигнуты вышеописанные преимущества — быстрота и надежность удаления воздуха. При текущем состоянии техники возможно загрузить компьютер простыми или сложными программами, который с высокой точностью и в установленное время выдаст сигналы управления таким образом, что описанный здесь способ выброса воздуха может быть выполнен с большой надежностью под полным контролем и точно регламентированным по времени образом.

У.

На фиг. 1 показан схематический вид с

40 ном на фиг. 5, наполнительная горловина 3 изображена существенно погруженной в упаковочное средство 2. Имея подходящую установку для наполнения бумажных емкостей определенным количеством молока, можно представить себе относительное перемещение между наполнительной трубкой

4 и емкостью 2 таким образом, что, когда емкость пуста, на пол н ител ьная ro рло ви на 3 движется к положению почти у дна емкости

2; выполняя процесс наполнения, наполнительная трубка 4 медленно удаляется от емкости 2. Поскольку процесс наполнения сам по себе не является важным для пояснения процедурных шагов и элементов устройства, достаточно приведенного описания процесса наполнения, Имеется камера 6, в которой размещены клапаны, присоединенная в ее верхней части к емкости 13, а в ее нижней част» — к входному концу 5 наполнмтельной трубки 4 с неполнительной горловиной 3. Зта ка ера

6 выполнена цилиндрической формы и имеет боковое отверстие 7, через которое ответвляется присоединительная трубка с распределительного насоса 9, трубка 8 начинается фактически в пространстве 10 перед седлом 11 нижнего управляющего клапана

11 и ниже седла 12 верхнего управлягс.цего клапана 12 . Оба управляющих клапана 11 и 12 на фиг. 5 показаны закрытыми. Кроме того, они в чисто схематическом виде показана с приводными штоками, выступа ощими эа камеру управляющих клапанов 6 и которые имеют целью лишь обозначит" активное управление управляющими i:ëàïанами 11, 12 от внешних источников.

Перед камерой управляющих клапанов

6 имеется буферная емкость 1Г, которая (внизу слева) снабжена нагнетател-ной трубкой 14, а на другой стороне (вверху справа) — вакуумным насосом 16 и ва:;,,иной трубкой 15. В пространстве 18 г.,=.с вложенным выше волнистой раздел»:-ельной линии 20 и выше массы жидкости 17 -,од газонепроницаемо закрытой крьицкай 9 буферной емкости 13 образуют разреже c, При работе устройство выброса воздуха с двумя управляющими клапанами L 1 « i2, расположенных на расстоя i«n и од:.,н г вше другого, действует следующим образом.

Предположим, чго ниже уровня 20 ж дкости 17 полная установка, включа ощ;..; в себя распределительный насос 9, нзходится в начале цикла производства, выпслне . ая жидкостью. которая должна быть передана в емкости. Содержащийся воздух дол:;;,H быть теперь устранен следующим образо..,.

Буферная емкость подвергается откачпвзнию при помощи вакуумного насоса 16 так, 2003170 что этим создается первое значение разрежения в пространстве 18, Нужно отметить, что воздух находящийся выше закрытого верхнего управляющего клапана 12, удаляется этим разряжением и через вакуумную трубку 1", Этим предполагается, что принятая предпосылка есть состояние фиг. 5, на которой частичное разрежение подобным образом создано и в пространстве наполниrem 1 É трубки 14, ВследстВие чегО наполнительная -.:Орловина 3 закрыта.

Емкость 2 больше не показывается на фиг, 1-4, равно как и буферная емкость 13 показана в усеченном виде. На протяжении всей операции выброса воздуха фиг, 1-5 изображаьот наполнительную горловину 3 в закрытом .Остоянии, После создания разрежения в пространстве 18 установка переключается в состояние, показанное на фиг. 1, т, е. Верхний управляющий клапан 12 открыт. Включения воздуха, присутствующие в районе распределительного насоса 9, могут теперь подни:.àTbñë в направлении стрелок 21, проходя Внутрь буферной емкости 13, Также столб жидкости, присутствующий выше поршня распределительного насоса 9, подвергается описанному действию разрежения. В первом частичном пространстве, т. е. в левой ветви устройства для вььброса воздуха с ссединителвной трубкой 8 таким Образом произведен выброс, Следующим этапом ягляется переключение в c0cToяние, показанное на фиг, 2, т.

Q. к тому же и нижний управляющий клапан

": ", открыт. При этом верхний управляющий клапа;. 12 остается открытым. Воздух, сОдержащийся в наполнительной трубке4, может теперь подниматься в буферную емкость 13, как показано стрелками 22, вакуумный насос 16, вероятно, начинает работать с тем, чтОбы ВосстанОВить до ,елаемого уровня разрежение, уменьшенное поступившим воздухом.

Благодаря открытию нижнего управляьоьцего клапана 1 1 стОлб жидкости B напол нит,b!.I0 . p>j6Ke 4 становится 6oliblUe, а также благодаря дополнительной жидкости, которая замещает поднявшийся воздух, он становится гяжелее, Поскольку наполни-. тельная горловина 3 остается закрытой, то, t;HK комп знсация для этого увеличения веса. предусма ьривается специальная часть прогрмч ы кок".пьютера, для включения вакуумноь О насос=- 16 с тем, чтобы поднять разрежение Б пространстВе. 18 ДО более вы

25 поднимутся в пространство 10 внутри камеры управляющих клапанов 6 так, что они соберутся подобно 23 наверху (фиг. 3). Теперь нижний управляющий клапан 11 также закрыт и можно предположить, что

30 жидкость внутри наполнительной трубки 4 исключительно хорошо очищена от воздуха от наполнительной горловины 3 до нижнего управляющего клапана 11 .

Накопленный s 223 3 в о0з3д у хх, как и ранее, 45 трубкой 8 и распределительным насосам 9, 50

10 сокого уровня. Поэтому наполнительная горловина 3 из резины все-таки остается закрытая при действительно капельной непроницаемости, проникновение небольших количеств газа (воздуха) снизу и внутрь наполнительной трубки 4 не могут быть полностью устранены, Также и этот воздух, барботирующий ниже, перемещается вверх по маршруту, показанному стрелками 22.

Если теперь установка переключена в состояние фиг. 3, то верхний управляющий клапан 12 закрыт и происходит две вещи; в первую очередь, высокий столб жидкости сокращается вниз от линии 20 к наполнительной горловине ",, поскольку часть столба жидкости выше верхнего управляющего клапана 12 отрезана; и незначительное уменьшение разрежения в наполнительной трубке 4 таково, что поступление очень тонких пузырьков воздуха внутрь наполнительной. горловины 3 из атмосферы прекращается. Теперь необходимо ждать до тех пор, пока воздушные пузырьки, возникшие в результате и до сих пор открыт верхний клапан 12 ; не удаляется из установки переключением в состоянии фиг. 4, Это значит, что вместе с закрытием нижнего управляющего клапана 11 верхний управляющий клапан открывается так, что содержащийся воздух может быть удален путем прохождения ввгрх, как показано стрелкой 24, внутрь буферной емкости 13.

Теперь можно справедливо предположить, что левая ветвь вместе с соединительной равно как и напал нительная трубка 4 исключительно хорошо очищены от воздуха. Поэтому; после истечения определенного промежутка времени верхний управляющий клапан 12 может быть закрыт, таким образом возвращая состояние фиг. 5.

Процесс выброса воздуха. таким образом. завершен и можно начинать процесс наполнения посредством распределительного насоса 9 содержимым емкостей 2 без включений воздуха, 13

2003170

Формула изобретения закрывают один из управляющих клапанов и по истечении промежутка времени за1.Способ выброса воздуха из установ-,. крывают второй управляющии клапан ц ат ки для-наполнения емкости заданным ко- крывают первый, и цикл повторяется. личеством жидкости путем попеременного

З.Устройство для выброса воздуха из открывания и закрывания по крайней мере " установки для наполнения емкости заданодного управляющего клапана, распаланым количеством жидкости, содержащее женнога на входе наполнительной трубки, после овател на со последовательна соединенные буферную и подачи жидкости .чеРез буфеРнУю ем- емкость с на ет емкость с нагнетательнай линией, камеру кость, отличающийся тем, что, с целью Go10 Управляющих клапанов с по крайней мере лее полного удаления воздуха, созда от одним управляющим клапаном и наполниразрежение в буферной емкости и установтельную трубку с горловиной, отлич=e „ееся тем ч а он ся тем, чта оно снабжена воздушным ной трубки наполнительной горловине часосо па с е насосом, подсоединенным к буферной емпутем закрытия последней, открытия уп- 1 равляющего клапана и закрытия его после барботиравания через установленный про УстРоиство по и 3 отличающиися межутак времени. тем, что она снабжено дазирующим насосом, соединенным с камерой управляющих

2.Способ по и., отличающийся тем, 2 К»»Н0 посредством соединительной ли. что выброс воздуха из наполнительной 2 нии таким образом, что выходной конец трубки и соединенного с ней распределиоса ос ествляют неэависи- послед"е" pa " " K " " ежду управляю мым управлением двух последовательно соединенных управляющих клапанов та- 5 Устройство по пп.3 и 4, отличающееким образом, что при создании разрвже- 25,ся тем, что наполнительная горловина выния в буферной емкости оба управляющих палнена из эластичного материала, клапана закрыты, а после барботиравания 6.Устройство по пп.3 - 5, отличающееся части воздуха наружу через по меньшей тем, что ано снабжена компьютерам, соемере один управляющий клапан вначале диненным с управляющим клапаном и/или воздушным насосом.

2003170 фуа 3

Составитель Г. Богачева .

Редактор В, Трубченко Техред М.Моргентал Корректор М. Куль

Заказ 3235

Тираж Подписное

НПО "Поиск".Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101