本發(fā)明涉及一種用于泵吸液體的、尤其在灌瓶設(shè)備中的活塞組件。

背景技術(shù)：

在將液體灌裝到例如瓶這樣的容器中時，存在著不同的用于根據(jù)需要的壓力和測量方法供給填料的方法，根據(jù)所述測量方法要確保，以足夠的填料體積填裝各個容器。

尤其在體積式地填充的情況下能夠使用的方法是使用活塞，所述活塞在缸體中實(shí)施沖程運(yùn)動并且隨著各個沖程擠壓定義的液體體積。因此，在活塞的第一沖程運(yùn)動中，能夠通過輸入管將定義的體積從儲備容器抽吸到活塞中。所述輸入管然后被關(guān)斷閥關(guān)斷，從而沒有液體能夠回流到儲備容器中，所述關(guān)斷閥也可構(gòu)造為單向閥。

在缸體之內(nèi)的液體接著通過活塞沖程向相反方向從缸體擠出并且通過導(dǎo)管供給要填充的容器。這能夠根據(jù)成型和填充工藝和要灌裝的填料在不同的高壓下進(jìn)行。通過所述工藝不但能夠填裝已經(jīng)成型的容器而且能夠在高壓下同時使型坯成型并且填充。

在使用這樣的活塞泵時成問題的是清潔。尤其在用于灌裝飲料的灌瓶設(shè)備中必須遵循嚴(yán)格的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。定期的清潔和消毒屬于此，然而為了避免所涉及的機(jī)器的停車時間，所述清潔和消毒要盡可能快地實(shí)施。此外，要在最大程度上避免干預(yù)到機(jī)器中，例如通過拆卸要清潔的和要消毒的部件，以便防止機(jī)器由于從外部引入的細(xì)菌而污染。機(jī)器的引導(dǎo)填料的區(qū)域要盡可能與環(huán)境隔離并且能夠在不打開的情況下清潔。

對于在很大程度上不拆卸地對這樣的機(jī)器進(jìn)行清潔和消毒，已開發(fā)了不同的用于所謂的“原位清洗(cleaninginplace)”的方法，其中，所述構(gòu)件保留在其位置處。

然而，為了除去在活塞和缸體之間的污染物，在用于泵吸液體的活塞組件中對活塞和缸體的清潔和消毒總是困難的，在所述清潔和消毒時通常必須拆卸活塞。尤其在活塞設(shè)有相對于缸體導(dǎo)軌的密封裝置的情況下，在不拆卸的情況下僅僅能夠不充分地除去在密封裝置的區(qū)域中的污染物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，提出一種用于泵吸液體的活塞組件，所述活塞組件能夠在不拆卸活塞或者不從外部進(jìn)行其他干預(yù)到所述組件中的情況下來清潔和/或消毒。

根據(jù)本發(fā)明，提出一種用于泵吸液體的、尤其在灌瓶設(shè)備中的活塞組件，所述活塞組件包括在缸體中運(yùn)行的、具有在第一和第二回復(fù)點(diǎn)之間的工作行程的活塞，其中，該活塞相對于缸體在工作行程的區(qū)域中密封地封閉。根據(jù)本發(fā)明的組件的特征在于，在工作行程之外在兩個回復(fù)點(diǎn)中的一個的另一邊，缸體的直徑在一個區(qū)段中這樣增大，使得取消密封的封閉，并且所述活塞為了清潔過程和/或消毒過程能夠運(yùn)動到該區(qū)域中。

借助根據(jù)本發(fā)明的組件，能夠通過活塞在兩個回復(fù)點(diǎn)之間的運(yùn)動將液體從輸入管泵吸到容器中。在此，供給容器的體積由活塞的工作行程和缸體的直徑確定。為此，活塞和缸體相對彼此密封地封閉。這能夠無密封裝置地通過在活塞和缸體之間的精確的配合以無接觸的間隙密封實(shí)現(xiàn)，或者通過相對于在缸體中的導(dǎo)軌設(shè)置在活塞上的密封裝置實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明，在工作行程外部在兩個回復(fù)點(diǎn)中的一個的另一邊，缸體的直徑在一個區(qū)段中要增大。缸體直徑的增大要這樣進(jìn)行，使得取消密封的封閉。此外，所述活塞為了清潔過程和/或消毒過程要能夠運(yùn)動到該區(qū)域中。

在正常運(yùn)行期間，活塞在兩個回復(fù)點(diǎn)之間作沖程并且因此將液體的定義的體積從儲備容器泵吸到容器中。為了清潔和/或消毒，那么使所述活塞運(yùn)動到缸體的具有增大直徑的區(qū)域中，所述區(qū)域?yàn)榍鍧嵡?。根?jù)所使用的介質(zhì)，在那里也能夠進(jìn)行活塞的消毒。為了簡化，在這里總是要使用術(shù)語清潔腔，即使在那里也能夠?qū)嵤┫尽?/p>

在清潔腔中，取消活塞相對于缸體壁的密封作用，并且能夠用清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)施加(beaufschlagen)活塞和缸體工作壁包括可能設(shè)置的密封裝置。拆卸所述組件或者從外部進(jìn)行其它的干預(yù)不再是必需的。

因?yàn)樵谠龃笾睆降膮^(qū)域中在清潔腔中不再有在活塞和缸體之間的接觸，在該區(qū)域中不必強(qiáng)制性地存在著圓柱形的形狀，即使這是有利的。在這里，即使所述缸體對于專業(yè)人員是易于理解的，為了簡化，通篇要使用術(shù)語缸體，在活塞和缸體沒有接觸的區(qū)域中，所述形狀不必強(qiáng)制性地是圓柱形，而也能夠是橢圓形、多邊形或者任意其它形狀。僅僅決定性的是，直徑這樣擴(kuò)大，使得在活塞和缸體之間不再有密封作用。

尤其考慮液態(tài)的或者泡沫的介質(zhì)作為清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)。供給蒸汽也是可行的。

在本發(fā)明的一個有利的實(shí)施方式中，缸體的直徑的增大以持續(xù)的過渡和/或以大的半徑范圍(radien)的方式進(jìn)行。由此確保，活塞能夠從清潔位置運(yùn)動到其工作區(qū)域中，而不卡住或者傾斜。

在本發(fā)明的另一個有利的實(shí)施方式中，具有缸體的增大直徑的區(qū)段設(shè)有用于供給清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)的噴嘴。能夠有針對性地將清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)引入到清潔腔中。當(dāng)活塞設(shè)有環(huán)繞的密封裝置并且能夠直接地和有針對性地以清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)施加活塞的該區(qū)域時，這種實(shí)施方式是特別有利的。

活塞和密封裝置能夠有利地成一件地實(shí)施，從而不存在只能困難地清潔和消毒的、被蓋住的區(qū)域。密封裝置尤其能夠是環(huán)繞活塞的密封唇?；钊兔芊庋b置能夠由塑料、尤其由聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)或者聚對苯二甲酸乙二醇酯(pet)制造。

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，缸體的直徑在具有增大直徑的區(qū)段另一邊又能夠具有工作行程的區(qū)域的直徑?；钊透左w尤其能夠在缸體的具有增大直徑的區(qū)段另一邊密封地封閉。通過這種構(gòu)型可行的是，將相應(yīng)地構(gòu)成的活塞帶到清潔位置和/或消毒位置中，其中，能夠用清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)施加活塞的要清潔和/或要消毒的區(qū)域，而活塞在位于清潔腔另一邊的區(qū)域中密封地封閉，從而沒有清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)能夠向外滲透。

活塞組件有利地能夠具有液體導(dǎo)管和兩個布置在該液體導(dǎo)管中的閥。所述閥中的至少一個閥尤其能夠構(gòu)造為單向閥。自然地，但也能夠?qū)λ鲩y進(jìn)行分別不同的調(diào)節(jié)或者控制。

所述閥中的一個能夠在液體導(dǎo)管中布置在活塞上游和/或一個閥能夠布置在活塞下游。替代地，也能夠在活塞中布置一個閥。在這種情況下，能夠穿過活塞地進(jìn)行液體供給。

對于專業(yè)人員易于理解的是，以上和在以下的實(shí)施例中所說明的發(fā)明不限于活塞和泵。本發(fā)明原則上將全部應(yīng)用概括化，在所述應(yīng)用中，柱形的本體在相應(yīng)的套筒中運(yùn)行并且密封地封閉。能夠不用麻煩地使用根據(jù)本發(fā)明的組件，例如用到機(jī)器的可在套筒中運(yùn)動的桿(reckstange)上或者類似的應(yīng)用上，所述機(jī)器用于使容器成型。這些應(yīng)用也應(yīng)是本申請的主題。

附圖說明

以下參照附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明的不同的實(shí)施例。所述附圖以下示出：

圖1a和1b以截面示意性地示出在工作位置或者說在清潔位置和/或消毒位置中的、用于灌瓶機(jī)的、根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的第一實(shí)施方式；

圖2a和2b以截面示意性地示出在工作位置或者說在清潔位置和/或消毒位置中的、根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的第二實(shí)施方式；

圖3a和3b以截面示意性地示出在工作位置或者說在清潔位置和/或消毒位置中的、根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的第三實(shí)施方式；

圖4a和4b以截面示意性地示出在工作位置或者說在清潔位置和/或消毒位置中的、根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的第四實(shí)施方式；

圖5以截面示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的第五實(shí)施方式，在該活塞組件中，在活塞中布置單向閥；

圖6示意性地示出圖5的活塞組件的一個替代的實(shí)施方式；

圖7示意性地示出用于布置在活塞中的閥的解決方案；

圖8示意性地示出用于布置在活塞中的閥的另外的解決方案；

圖9示意性地示出用于在活塞組件和缸體組件中的能進(jìn)行原位清洗(cip)的密封組件的解決方案；

圖10示意性地示出用于在活塞組件和缸體組件中的能進(jìn)行原位清洗(cip)的密封布置的另外的解決方案。

具體實(shí)施方式

對于專業(yè)人員易于理解的是，在這里所示出的附圖僅僅要用于說明本發(fā)明的原理并且不按比例地再現(xiàn)?；钊乃境龅某叽绾退衅渌叽缬绕鋬H僅用于說明。實(shí)際尺寸和大小關(guān)系能夠由專業(yè)人員基于其專業(yè)知識自由地確定。

在圖1a中示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的實(shí)施例，借助該活塞組件能夠從未示出的儲備容器抽吸液態(tài)填料并且將其供給容器。為此，活塞1布置在缸體2中?；钊ㄟ^唇密封裝置3與缸體2的導(dǎo)軌密封地封閉?；钊诠ぷ魑恢弥性诘谝换貜?fù)點(diǎn)u1和第二回復(fù)點(diǎn)u2之間的工作行程a上運(yùn)動。在此，缸體的直徑dz和工作行程a的長度這樣計(jì)量，使得活塞1在其從第一回復(fù)點(diǎn)u1向下運(yùn)動至第二回復(fù)點(diǎn)u2時擠出要裝入到容器中的體積。

在此，活塞1被任意驅(qū)動裝置4驅(qū)動。為此所需要的力取決于需要的壓力，所述填料要借助所述需要的壓力灌裝。原則上，這種方法適合用于所有常用的灌裝方法或者成型和填充方法。非碳酸飲料能夠以相對低的壓力灌裝，碳酸飲料需要稍微更高的壓力。如果要與填充同時地使容器由型坯成型，則需要顯著更高的壓力。

在活塞1從下方的回復(fù)點(diǎn)u2向上運(yùn)動到上方的回復(fù)點(diǎn)u1時，活塞通過單向閥5并且在關(guān)斷閥7打開的情況下從未示出的儲備容器抽吸填料，所述填料沿著箭頭v的方向從儲備容器流入。在此，填充閥6關(guān)閉。

為了填充所述容器，打開填充閥6，并且活塞從上方的回復(fù)點(diǎn)u1向下方的回復(fù)點(diǎn)u2運(yùn)動。填料沿著箭頭b的方向流向在這里未示出的容器。

所述組件具有清潔腔8，在這里是在活塞1的工作行程上方的清潔腔，缸體的直徑dr在所述清潔腔中這樣增大，使得活塞不再與缸體密封地封閉。在這里，活塞1如在圖1b中所示出的那樣，能夠從所有的側(cè)面自由地接觸到并且能夠施加以清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)。為此，在清潔腔中設(shè)置噴嘴9。

如果要清潔活塞組件，則借助閥6和7關(guān)閉入口導(dǎo)管和出口導(dǎo)管。活塞1如在圖1b中所示出的那樣向上運(yùn)動到清潔腔8中，并且通過噴嘴9供給清潔介質(zhì)和消毒介質(zhì)。這能夠在多個步驟中用不同的介質(zhì)進(jìn)行。所導(dǎo)入的清潔介質(zhì)和消毒介質(zhì)流經(jīng)所述組件并且又通過排流管10引出，為此打開排流管10的閥11。在結(jié)束清潔和消毒之后，在需要的情況下在進(jìn)一步的清洗之后，所述機(jī)器又能夠投入運(yùn)行，其方式是，活塞1下降到工作位置，關(guān)閉排流管10的閥11，并且又打開供給管的閥7。

為了對外封閉清潔腔8，活塞1的驅(qū)動裝置4穿過密封所述腔8的波紋管12導(dǎo)向。

圖2a和2b示出根據(jù)本發(fā)明的組件的另外的實(shí)施例，所述組件在很大程度上相應(yīng)于圖1a和1b的實(shí)施例。圖2a又示出在工作位置中的組件，并且圖2b示出在清潔位置中的組件。

然而與圖1不同地，缸體2的直徑dr的增大以持續(xù)的過渡和大的半徑范圍進(jìn)行，從而不出現(xiàn)棱邊?；钊?能夠從其清潔位置在不卡住或者不傾斜的情況下向下滑到其工作位置中。

在該實(shí)施例中，清潔介質(zhì)和/或消毒介質(zhì)的供給通過輸入管13和關(guān)斷閥14進(jìn)行。

圖3a和3b示出類似于根據(jù)圖2a和2b的實(shí)施例的實(shí)施例，其中，圖3a又示出在工作位置中的組件，并且圖2b示出在清潔位置中的組件。

然而在根據(jù)圖3的實(shí)施方式中，活塞1較長地實(shí)施，并且缸體的直徑在清潔腔8另一邊又具有工作區(qū)域的直徑dz。

如在圖3b中所示出的那樣，活塞1這樣運(yùn)動到清潔位置中，使得其在上方的區(qū)域中又與缸體密封，并且因此封閉清潔腔8?；钊?環(huán)繞密封裝置3的區(qū)域(該區(qū)域與填料發(fā)生接觸)位于清潔腔8中，并且能夠借助布置在那里的噴嘴9施加以清潔介質(zhì)。

圖4a和4b示出類似于根據(jù)圖2a和2b的實(shí)施例的實(shí)施例，其中，圖4a又示出在工作位置中的組件，并且圖4b示出在清潔位置中的組件。

但是不同于在圖2中地，清潔腔8相對于填料導(dǎo)管15布置在活塞1的工作位置a的另一側(cè)上，也就是說，活塞1為了清潔而下降到清潔腔8中。

圖5以截面示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的活塞組件的第五實(shí)施方式，在該活塞組件中，單向閥布置在活塞中。借助這種組件可行的是，穿過活塞地泵吸液體。

活塞1具有單向閥5，該單向閥在所示出的組件中允許從上向下的液體流。填料的供給又通過供給管20沿箭頭v的方向進(jìn)行。如果活塞向下運(yùn)動，則其在閥6打開的情況下沿箭頭b的方向?qū)⑻盍媳梦猎谶@里未示出的容器。在一個泵循環(huán)之后，閥6關(guān)閉?；钊蛏线\(yùn)動，其中，閥5打開，并且位于活塞1上方的填料能夠穿過活塞地流動。在下一個泵循環(huán)中，一旦活塞向下運(yùn)動，則關(guān)閉閥5，并且向容器的方向泵吸填料。同時，填料從儲備容器續(xù)流(nachflieβen)。

在該組件中也可行的是，活塞運(yùn)動到清潔腔8中的清潔位置中。不需要單獨(dú)地供給清潔介質(zhì)到所述腔中。取代用填料地，能夠用清潔介質(zhì)施加在箭頭v和b之間的整個流動路徑，由此能夠在不拆卸構(gòu)件的情況下進(jìn)行完全地清潔。為了在不拆卸的情況下也能夠清潔驅(qū)動裝置4的穿過流動路徑的限界壁的穿引部21，安裝隔離元件22、例如波紋管作為密封裝置是有利的，如在該附圖中所示出的那樣。替代地，也能夠使用膜、軋膜(rollmembran)或者滾壓波紋管(rollbalg)。

固然，布置在流動路徑中的隔離元件22承受高的壓力并且與此同時承受高的磨損。因此，隔離元件22能夠如在圖6中所示出的那樣也布置在外部。在流動路徑中占主導(dǎo)的壓力然后被密封裝置23接收。為了使密封裝置23對于原位清洗式清潔(cip-reinigung)也是可達(dá)到的，在驅(qū)動桿4中設(shè)置切口24，所述切口在組件的清潔位置中位于密封裝置23的區(qū)域中并且使得能夠通過清潔介質(zhì)對所述密封裝置進(jìn)行繞流沖洗。實(shí)施為波紋管的隔離元件22對外密封所述組件。所述波紋管僅僅必須承受下述壓力，在該壓力下清潔所述組件。該壓力顯著低于活塞的泵吸壓力。

在活塞中的閥5同樣必須適合用于原位清洗式清潔。這樣的閥能夠不同地構(gòu)型。

在圖7a和7b中示出這樣的組件。在該實(shí)施例中，活塞1是空心的并且具有在下方底板和在上方底板上的液體通道30和31。密封元件32、在這里是圓形的板布置在活塞1的上方底板中的液體通道31下方，所述圓形的板可在塞子33上豎直地運(yùn)動。如果活塞向上運(yùn)動，如在圖7a中所示出的那樣，在塞子上的密封元件32位于下方的止擋件34中，并且液體能夠沿著從上向下的方向流經(jīng)活塞1。

如果活塞向下運(yùn)動，如在圖7b中所示出的那樣，則密封元件32通過使用的液體流向上運(yùn)動，并且與活塞1的上方底板密封地封閉。關(guān)閉液體通道31并且活塞能夠向下擠出液體。

在圖8a和8b中示出圖7a和7b的組件的一個替代的實(shí)施方式。在這里，密封元件32是球，該球相對在管接頭36上的座密封。在活塞中能夠布置多個這種元件。

根據(jù)圖7a、7b、8a和8b的組件完全以原位清洗方法清潔。所有的配合能夠這樣大地選擇，使得在清潔介質(zhì)流到清潔位置中時能夠清潔所有的組件。此外，也能夠在正常運(yùn)行模式下以取代填料而使用清潔液體的方式完全地清潔所述閥。

用于原位清洗式清潔在柱形的本體上、如活塞上的環(huán)繞的密封裝置的可行性也能夠在于，多個密封裝置相互隔開間距地設(shè)置。然后，活塞能夠如以上所說明的那樣被引到所述密封裝置位于清潔腔中的位置中(在該位置中，密封裝置不具有與在工作位置中環(huán)繞的缸體的接觸)，以便能夠進(jìn)行清潔。在此，所有的密封裝置能夠位于唯一的清潔腔中，如以上所說明的那樣，或者分別各自位于單個的腔中，所述腔能夠是留空、例如以在缸體中的槽的形式的留空。在缸體和活塞之間，清潔介質(zhì)能夠進(jìn)入直到所述槽中并且實(shí)現(xiàn)清潔。所述留空也能夠錯開地布置，從而能夠分別清潔單個的密封裝置。這樣的解決方案在圖9中示出。

填充閥6能夠有利地直接集成到填充頭100中，從而實(shí)現(xiàn)在填充閥6和型坯或者說容器之間最小的流動路徑。在圖10中示出在本發(fā)明的框架下的示例性的填充頭100。

填充頭100包括填充腔102，該填充腔具有用于被壓力加載的填料的注入口104和環(huán)式間隙106，通過該環(huán)式間隙能夠?qū)⑻盍蠈?dǎo)入未示出的型坯或者說容器中。

環(huán)式間隙106能夠借助于閥座108閉合。為此，所述閥座包括密封面109，該密封面與環(huán)繞所述環(huán)式間隙106的互補(bǔ)的密封面109’共同作用。閥座108能夠在所示出的箭頭110的方向上運(yùn)動，以便閉合或者開啟所述環(huán)式間隙106。

閥座108在壓力腔102的上側(cè)上支承在壓力腔102的側(cè)壁中的穿引部112中并且借助于密封裝置114相對于柱形的穿引部112密封。在用于開啟和閉合環(huán)式間隙106的兩個運(yùn)行位置中，在此，密封裝置114總是位于穿引部112內(nèi)部。

在穿引部112上方布置有波紋管116，該波紋管一方面在穿引部112上并且另一方面在閥座108上分別牢固且密封地固定。由此，在密封裝置114上方出現(xiàn)封閉的、形狀可變的清潔室118。

為了進(jìn)行原位清洗式清潔，將閥座108引到清潔位置中，在該清潔位置中，設(shè)置密封裝置116直到清潔室118中，從而在穿引部112和閥座108之間出現(xiàn)未被密封的間隙，該間隙將填充腔和清潔室118連接起來。在該位置中，填充腔102和清潔室118能夠一起用合適的清潔介質(zhì)沖洗，其中，所述閥座的表面包括密封面109和密封裝置116同樣用清潔介質(zhì)繞流沖洗。

此外，設(shè)置桿120，該桿在閥座108內(nèi)部被引導(dǎo)并且借助于密封裝置122相對于其密封。在此，密封裝置122這樣布置，使得實(shí)現(xiàn)所述桿在閥座內(nèi)部足夠長的運(yùn)動路徑。在此，在閥座108和桿120之間設(shè)置間隙，該間隙將填充腔102擴(kuò)大至密封裝置120。

在密封裝置120上方，在閥座108中設(shè)置擴(kuò)大部，該擴(kuò)大部構(gòu)成清潔腔122。為了清潔桿120，所述桿向上運(yùn)動這樣遠(yuǎn)，使得密封裝置120布置在清潔腔122中并且在桿120和閥座108之間的間隙使填充腔102與清潔腔122導(dǎo)流地連接。在該位置中，在所述桿上的第二密封裝置124向上密封清潔腔122，從而清潔腔、在桿120和閥座108之間的間隙以及填充腔108能夠一起用合適的清潔介質(zhì)沖洗和清潔。

有利地，所述桿首先向下運(yùn)動這樣遠(yuǎn)，使得密封裝置124布置在清潔腔122中，該清潔腔現(xiàn)在借助于密封裝置122向下密封。在該位置中，已經(jīng)能夠用清潔介質(zhì)沖洗向上敞開的清潔腔122，其中，同時繞流沖洗和清潔所述密封裝置124。