一種調節容納液體的器皿內的壓力的方法和裝置的製作方法

2023-05-30 01:05:31

專利名稱：一種調節容納液體的器皿內的壓力的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種調節容納液體的器皿內壓力的方法和裝置，特別但不是排他地 涉及一種用於饋送給按重量灌裝容器的設備的器皿。
背景技術：
用於按重量灌裝容器的設備已知包括連接到公共饋送器皿底部的灌裝物噴口。 當饋送器皿受到大氣壓力時，器皿底部的壓力由器皿中液體的深度給出。為了得到 通過大量灌裝物噴口的令人滿意的液體流率，同時使饋送器皿具有合理的尺寸，因 此有必要通過在液體上方噴射壓縮空氣而使容器處於壓力之下。為了能夠通過稱重裝置進行精確的測量，還希望在到灌裝物噴口的入口處壓力 儘可能恆定。為了該目的，饋送器皿通常保持有恆定液位的液體，並根據設定點壓 力來調節液體上方壓縮空氣的壓力。在現有裝置中，液體上方空氣壓力的這種調節通過伺服閥來進行，該伺服閥具 有連接到壓力下的空氣源的進口、連接到饋送器皿的出口、以及連接到大氣的氣體 排出口。伺服閥還具有控制連接件，用於關閉出口或使進口與出口連通，或使出口 與氣體排出口連通。因此急動地調節饋送器皿中的空氣壓力，這有導致抽吸現象的 風險。發明內容本發明的目的是提供一種能夠確保精確地且平穩地調節饋送器皿中壓力的方 法和裝置。為了實現該目的，本發明提供了一種調節容納液體的器皿內壓力的方法，其中 該液體頂上有加壓氣體，該器皿具有氣體饋送口和氣體排出口，該方法包括以下步 驟以給定流率饋送器皿以氣體，以及根據相對於設定點壓力的差來調整排氣流率。因此，箱體內的壓力隨饋送流率和排出流率之間的差而變，使得調整排出流率 能夠以連續的方式任意改變器皿內氣體的壓力。根據本發明的另一方面，提供了一種用於調節容納液體的器皿中壓力的裝置， 該裝置具有氣體饋送口、氣體排出口、以及用於調節氣體饋送速率和氣體排出速率 之間流率差的調整件。在本發明的優選實施例中，調整件包括閥件，用與閥件的位置無關的力朝向圍 繞氣體排出口的閥座推壓該閥件。較佳的是，調整件包括放置在氣體排出口的閥座 之上的閥件。在較佳實施例中，閥件連接到控制件上，控制件較佳地包括固定到閥件並安裝 成在線圈內滑動的磁芯。通過適當地為線圈通電，則能夠使閥件在閥件和氣體排出口之間流動的壓縮空氣的流體作用(bearing)與隨通到線圈的電流而變的磁作用之間保持懸浮。


在閱讀了以下參照唯一的附圖給出的特定、非限制性實施例的說明後，本發明 的其它特徵和優點會顯現出來，該附圖是連接到灌裝物噴口並裝有本發明的壓力調 節裝置的饋送器皿的圖。
具體實施方式
參照附圖，灌裝設備通常包括具有灌裝物噴口2 (圖中僅示出兩個)的饋送器 皿1，灌裝物噴口 2通過通到饋送器皿1底部的導管3連接到饋送器皿1。饋送器 皿1還裝有連接到液體饋送導管5的液體饋送口 4，液體饋送導管5具有安裝在其 上的閥6，閥6由控制單元7根據總壓力傳感器8和氣體壓力傳感器9提供的信息 來控制，總壓力傳感器8通到器皿的底部，且氣體壓力傳感器9通到器皿的頂部、 液體11上方的氣體體積10中。同樣以已知方式，容器設有連接到壓縮空氣導管13的氣體饋送口 12，壓縮空 氣導管13包括連接到控制單元7的受控膨脹器14。在本發明中，饋送器皿1連接到總體標號為15的壓力調整裝置。在圖中所示的特定實施例中，壓力調整裝置包括垂直設置的排氣導管16，該 排氣導管的底端通到饋送器皿1內的壓縮氣體10的體積內。排氣導管16的頂端限 定氣體排出口 17並形成由重塊構成的閥件18的閥座，該閥件設置在閥座上方並面 向閥座，並包括配合在閥座上的空腔29。空腔29的側壁較佳地是截頭錐形，以使 排出的氣體能頭通過氣體排出口 17逸出，同時用於在閥件18移動時為閥件定中心。在其頂部部分，閥件18連接到杆20，杆20將閥件18連接至給予總體標號21 的控制件。在所示實施例中，控制件21包括由兩個永久磁體19構成的磁芯，這兩 個永久磁體19設置成產生與圍繞永久磁體19的線圈22同軸線的磁通量。線圈22 安裝在剛性地固定到排氣導管16的固定結構26上。永久磁體19較佳地安裝成使 它們具有彼此面向的相同極性端。線圈22具有通過連接電線23連接到控制單元的 頂端，且線圈的相反端通過連接電線24連接到控制單元。壓縮氣體饋送導管13還包括校準口 25，使器皿1能夠以精確的給定速率饋送 有壓力下的氣體，該給定速率由膨脹器14設定的壓力而定。當啟動設備時，饋送器皿1用液體灌裝以進行充裝，直到液體達到一液位，該 液位通過根據壓力傳感器8傳輸的信號來控制閥6而以已知方式保持恆定。此後， 線圈22沿適當的方向通以直流電(DC)，用於將永久磁體19上產生的磁力加到閥 件18的重塊上以將閥件18壓抵圍繞氣體排出口 17的閥座。壓力下的空氣通過氣體饋送口 12進入，且當體積10內的壓力上升，由控制單 元7根據氣體壓力傳感器9給出的壓力信息來修正通到線圈22的電流，從而根據 相對於控制單元7中存儲的壓力設定點的差來調整通過氣體排出口 17的排氣速率。通過根據壓力傳感器8和9傳輸的信號之間的差來控制閥6，液位繼續保持恆定。當線圈22不通電時，施加到閥件上的力獨立於其位置且由重塊18和與其關聯 的永久磁體19的總的組合重量而定。在本發明的較佳實施例中，重塊18和與其關 聯的永久磁體19的尺寸設置成當器皿1的體積10內的壓力等於設定點壓力時， 閥件加上與其關聯的構件的重量平衡氣體流過氣體排出口 17的速率產生的壓力， 而不必為線圈22通電。這使線圈22變熱的程度最小並還使電消耗最少。然後線圈 22和磁芯較佳地放置在圖中所示的位置上，使得永久磁體的面對的極之間的中平 面與線圈的一半高度平面重合。當體積10內的壓力變化時，磁芯移離該位置。然 後線圈用沿適當方向流過的電流通電以調整氣體通過氣體排出口 17的流量，以糾 正相對於設定點壓力的壓差。由於來自永久磁體19的磁通量是沿相反方向的，則 永久磁體中的一個受到牽引力，同時另一個磁體受到排斥力，使得磁芯受到的力是 使用具有延伸穿過線圈的單個永久磁體的磁芯所得到的力的兩倍。此外，若閥件為 了調節壓力而進行的移動很小，該結構能夠在閥件上施加返回力，該返回力與閥件 的位置無關。當要求完全排空饋送器皿1時，用於保持其中液位的控制中斷，且體積10的設定點壓力逐漸增加以補償器皿中液體減小的深度。當然，本發明並不限於所述實施例，且可對其應用各種實施例而不背離權利要 求書限定的本發明的範圍。具體地說，所述裝置可由單個永久磁體構成，或者甚至沒有任何永久磁體。當 沒有永久磁體時，則線圈中磁芯的位置僅由通到線圈的電流的量來給出。在這樣的 環境下，較佳的是提供比線圈短的磁芯，使得磁芯在線圈中的位置能夠使大的磁力 施加在磁芯上，該磁力與重塊18表現的力相加或相抵。本發明的布置還可用獨立通電的多個線圈來實施以在磁芯上施加適當的力。線圈22還可由一些其它磁引力 件代替，諸如與由控制單元7控制的驅動件關聯的磁環。考慮到設備的一些特定構造，總壓力傳感器可以不放置在饋送器皿的底部。具 體地說，當灌裝物噴口2不直接連接到箱體上，而是通過歧管連接到箱體上時，傳 感器8較佳地固定到歧管，從而使測得的總壓力考慮到將歧管連接到器皿1的管道 中的壓頭損失。通過磁裝置的控制可用通過氣動或液壓致動器的控制來代替，這些致動器也提 供與閥件的位置無關的返回力，這與力隨著其受壓縮或牽引程度變化的返回彈簧不同。為了更快速地實現循環的開始和終止，還可通過使用可變尺寸的校準口或通過 使饋送壓力藉助於膨脹器14而變化來根據相對於設定點壓力的差來調整饋送流
權利要求
1.一種調節容納液體的器皿(1)內的壓力的方法，其中所述液體頂上有加壓氣體，所述器皿具有氣體饋送口(12)和氣體排出口(17)，所述方法的特徵在於其包括以下步驟以給定流率饋送所述器皿以氣體，以及根據相對於設定點壓力的差來調整排氣流率。
2. 如權利要求1所述的調節壓力的方法，其特徵在於，所述方法還包括以下步驟根據相對於所述設定點壓力的差來調整所述饋送流率。
3. —種用於調節器皿(1)中壓力的壓力調節裝置，所述器皿(1)具有氣體饋送口 (12)和氣體排出口 (17)，其特徵在於，所述裝置包括用於調節氣體饋送流 率和氣體排出流率之間的流率差的構件(15)。
4. 如權利要求3所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述裝置包括面向所述氣 體排出口放置並連接到控制件(21)的閥件，所述控制件(21)對所述閥件施加獨 立於所述閥件位置的力。
5. 如權利要求3所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述調節件包括設置在圍 繞所述排出口 (17)的閥座之上的閥件(18)。
6. 如權利要求5所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述閥件連接到控制件 (21)。
7. 如權利要求6所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述控制件包括固定到所 述閥件並與磁引力件(22)關聯的磁芯(19)。
8. 如權利要求3所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述磁芯包括至少一個永 久磁體(19)，所述永久磁體(19)具有與所述磁引力件(22)同軸的磁場。
9. 如權利要求8所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述裝置具有兩個永久磁 體(19)，所述兩個永久磁體(19)具有彼此面對的相同極性的磁極。
10. 如權利要求9所述的壓力調節裝置，其特徵在於，所述磁引力件是線圈(22)， 且所述閥件和所述關聯的磁芯的尺寸設置成在沒有電流時，對於等於所述設定點 壓力的所述器皿內的壓力，所述磁芯處於所述磁體的面對的磁極之間的中平面與所 述線圈(22)的一半高度平面重合的位置。
全文摘要
調節器皿(1)中壓力的方法包括以下步驟以給定的饋送流率饋送器皿(1)以氣體，以及通過面對氣體排出口(17)放置並與控制件(21)關聯的閥件(18)來調整排氣流率。
文檔編號B67C3/28GK101249934SQ20081008088
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月19日 優先權日2007年2月20日
發明者B·格魯森 申請人:西拉克集團公司