包括控制活塞裝置的入口的閥的活塞裝置的制造方法
【專利摘要】活塞裝置(4)包括：?入口(24)，所述活塞裝置(4)能夠通過入口(24)接納液體；?出口(26)，所述活塞裝置(4)能夠通過出口(26)注射所述加壓液體；?主體(28)，限定內腔室(30)和上游管道(32)，該上游管道(32)使內腔室(30)與入口(24)流體連通；?閥(46)，包括可沿板致動路徑運動的閥板(48)，閥至少包括閥板(48)的打開位置和閥板(48)的閉合位置。板致動路徑至少部分地在上游管道(32)的內部延伸。
【專利說明】
包括控制活塞裝置的入口的閥的活塞裝置
技術領域
[0001]本發明涉及用于將預成型件形成為容器并使用加壓液體填充所述容器的形成和填充站的活塞裝置。
[0002]本發明還涉及包括該活塞裝置的形成和填充站以及使用該形成和填充站將預成型件形成為容器并填充所述容器的方法。
[0003]本發明涉及利用不可壓縮液體使預成型件變形從而由預成型件形成容器的、稱為液壓成形的領域。
[0004]在本申請中，“液體”具有物理意義。其表示任何不可壓縮且能夠流動的介質。液體可具有低粘度(如水或酒精)、中粘度(如可食用的油或湯)或者高粘度(如酸奶或乳脂產品)。液體可以是均質或非均質的(包括果肉或小塊食物)。液體不限于食物。不可壓縮液體可以是例如水或其他飲料、身體護理產品、家庭和花園護理產品、醫用流體、燃料、操作流體等。
【背景技術】
[0005]活塞裝置用于以適于迫使預成型件抵靠模具腔體的壁的預定壓力分布來注射液體，其中模具腔體具有待生成的容器的形狀。
[0006]活塞裝置一方面連接至液體源，另一方面連接至諸如注射噴嘴的注射裝置。活塞裝置布置成從液體源抽吸液體并且以預定壓力將該液體注射至注射裝置中。因此，為了允許通過打開流體連通使液體從液體源流至活塞裝置來填充活塞裝置的腔室，以及為了在腔室變空時通過閉合流體連通防止液體返回液體源，活塞裝置和液體源之間必須設置可閉合的流體連通。
[0007]液體源和活塞裝置之間的流體連通的閉合通常由置于在液體源和活塞裝置之間延伸的管道中的、且被致動以打開或關閉流體連通的閥裝置來控制。例如，FR-2978371公開了這樣的閥裝置。
[0008]然而，這樣的布置特別笨重，并且因為閥裝置距離活塞裝置過遠而導致響應時間差，從而在閉合的閥裝置和活塞裝置之間產生了體積大的液體。這增大了對包括活塞裝置的站的空間需求。
[0009 ] EP-2694271公開了一種活塞裝置，該活塞裝置具有:
[0010]-入口，所述活塞裝置能夠通過該入口接納液體；
[0011]-出口，所述活塞裝置能夠通過該出口注射所述加壓液體；
[0012]-主體，限定內腔室和上游管道，其中該上游管道放置成使內腔室與入口流體連通；
[0013]-注射活塞，可在內腔室內運動，從而將內腔室分隔成活動部分和互補部分，所述注射活塞將活動部分與互補部分隔離開，所述活動部分與上游管道和出口兩者流體連通，
[0014]-閥，在入口處延伸并可在打開位置和閉合位置之間致動，在打開位置中，允許液體在內腔室的活動部分中流動，在閉合位置中，阻止入口和腔室的活動部分之間的液體連通。
[0015]該文件沒有公開活塞裝置中所使用的閥的性質。然而，該閥還放置成遠離內腔室，從而使得響應時間差。
[0016]本發明的目的之一在于，通過提出用于閉合與液體源的流體連通的、具有滿意的響應時間的緊湊活塞裝置來克服上述缺點中的至少一個。

【發明內容】

[0017]為此，本發明涉及一種活塞裝置，其包括:
[0018]-入口，所述活塞裝置可通過該入口接納液體；
[0019]-出口，所述活塞裝置可通過該出口注射所述加壓液體；
[0020]-主體，限定內腔室和上游管道，該上游管道放置成使內腔室與入口流體連通；
[0021 ]-注射活塞，可在內腔室的內部運動，從而將內腔室分隔成活動部分和互補部分，所述注射活塞將活動部分與互補部分隔離開，所述活動部分與上游管道和出口流體連通，
[0022]-閥，包括可沿板致動路徑運動的閥板，閥至少包括閥板的打開位置和閥板的閉合位置，在打開位置中，允許液體從入口流至內腔室的活動部分內，在閉合位置中，阻止液體從所述活動部分流至入口中，
[0023]其中，板致動路徑至少部分地在上游管道內部延伸。
[0024]通過設置活塞裝置的閥部件以及提供至少部分地在上游管道內部延伸的板致動路徑，閥放置成靠近活塞，從而減小了包括活塞裝置的站的空間需求，并改善了用于利用內腔室內部液體的壓力使閥板置于閉合位置的響應時間。
[0025]如先前所述的，EP-2694271沒有公開閥的性質，并且因此也沒有公開閥包括沿板致動路徑運動的閥板，其中，板致動路徑至少部分地在上游管道的內部(即在活塞裝置的入口和內腔室之間)延伸。板致動路徑至少部分地在上游管道的內部延伸的事實對本發明而言是必不可少的，因為該特征確保了閥靠近活塞放置。
[0026]根據基于本發明的活塞裝置的另一特征，內腔室和上游管道定位在主體的內部，且主體形成單個剛性塊或者由剛性固定在一起的剛性基本體制成。
[0027]活塞裝置因此包括兩個活塞和閥布置，這使得活塞裝置為非常緊湊的單個單元。
[0028]根據基于本發明的活塞裝置的另一特征，在閥板處于閉合位置的情況下以流體密封的方式抵靠閥座應用閥板，所述閥座具有形成活塞裝置的入口的中央孔，閥板在所述閥座和所述內腔室之間延伸以使得:當內腔室的活動部分填充有液體且注射活塞運動以使活動部分的體積減小時，通過液體施加的力迫使閥板抵靠閥座。
[0029]由于閥板靠近活塞放置，閥板經由內腔室中通過活塞運動而加壓的液體運動至其閉合位置，從而提供使閥板保持在其閉合位置的重要力以及滿意的響應時間。
[0030]根據基于本發明的活塞裝置的其它特征:
[0031 ]-閥座由以流體密封的方式附接至主體的座體的壁形成；
[0032]-閥包括用于使閥板在其閉合位置和打開位置之間運動的致動裝置；
[0033]-致動裝置包括致動桿和致動器，致動桿附接至閥板并且可平移運動，致動器與閥板相對地附接至致動桿，至少當閥板在其打開位置和閉合位置之間運動時，所述致動器以流體密封的方式與上游管道隔離開;以及
[0034]-致動器包括致動活塞，致動活塞放置成與致動腔室的壁流體密封接觸，所述致動活塞可使用致動流體在所述致動腔室內部運動，閥包括用于使致動腔室與上游管道隔離開的密封裝置，致動桿穿過所述密封裝置以將致動活塞連接至閥板。
[0035]根據基于本發明的活塞裝置的第一實施方式，致動腔室由主體限定，致動桿在所述閥板和致動活塞之間在閥板下游延伸。
[0036]通過在主體中提供致動腔室，使得活塞裝置非常緊湊并降低了包括活塞裝置的站的空間需求。
[0037]根據基于本發明的活塞裝置的第二實施方式，致動腔室由座體限定，致動桿在所述閥板和致動活塞之間在閥板上游延伸。
[0038]通過在座體中提供致動腔室，閥可容易地與主體分離，從而在閥發生故障的情況下易于對其進行替換或維修。
[0039]根據基于本發明的活塞裝置的另一特征，密封裝置至少包括柔性膜，該柔性膜附接至致動管道的附接壁，使得致動腔室與上游管道分離，柔性膜還附接至致動桿，所述柔性膜可發生變形以允許致動桿相對于所述致動管道運動。
[0040]根據基于本發明的活塞裝置的另一特征，閥板還可在定位成相對于閉合位置經過打開位置的至少一個清潔位置中運動，致動管道使致動腔室和上游管道分離，密封裝置包括附接至致動管道和致動桿中的一個的密封環，致動管道和致動桿中的另一個具有滑動區，密封環在閥板相對于主體的相對運動期間沿該滑動區滑動，滑動區包括定位成當閥板位于清潔位置時與密封環相對的連通槽，連通槽布置成允許液體在密封環和滑動區之間流動，從而使致動管道與上游管道流體連通。
[0041]當閥板在清潔位置中運動時，可僅通過將來自液體源的液體替換為清潔產品以及通過致動活塞裝置的活塞，利用活塞裝置的清潔產品來清潔閥的各部件。因此，活塞裝置的清潔非常簡單且不需要單獨清潔閥。
[0042]根據基于本發明的活塞裝置的其它特征:
[0043]-致動腔室包括清潔區，該清潔區的直徑大于致動活塞的直徑，所述致動活塞在閥板處于清潔位置的情況下置于所述清潔區中，以使得在致動腔室中流動的液體能夠圍繞致動活塞流動；以及
[0044]-致動裝置包括附加活塞，該附加活塞置于致動腔室的清潔區中且與所述清潔區的壁流體密封接觸，可致動所述附加活塞來使致動活塞從清潔區運動至活動區，從而使閥板返回打開位置，其中，致動活塞在活動區中與致動腔室的壁流體密封接觸。
[0045]根據基于本發明的活塞裝置的另一特征，閥板在打開位置和閉合位置中均關于內腔室的截面垂直地延伸。
[0046]換言之，閥板在大致垂直于內腔室的軸線的平面中的投影在兩個位置中均保持在由內腔室在所述平面中的投影限定的輪廓內。閥因此非常靠近內腔室，從而允許使活塞裝置非常緊湊并確保快的響應時間。
[0047]本發明還涉及用于將預成型件形成為容器并使用加壓液體填充所述容器的形成和填充站，所述形成和填充站包括:
[0048]-液體源，
[0049]-注射裝置，包括入口和出口，所述注射裝置布置成通過出口將來自液體源的液體注射至預成型件中，
[0050]-如上面限定的活塞裝置，活塞裝置的入口與液體源流體連通且活塞裝置的出口與注射裝置的入口流體連通，以使得活塞裝置能夠在預定壓力下將來自液體源的液體注射至注射裝置中。
[0051]本發明還涉及使用如上所述的形成和填充站將預成型件形成為容器并利用加壓液體填充所述容器的方法，所述方法包括以下步驟:
[0052]-將注射裝置放置成與預成型件流體連通；
[0053]-將活塞裝置的閥板放置在打開位置并使注射活塞朝向滿位置運動，以使得來自液體源的液體填充活塞裝置的內腔室的活動部分，
[0054]-將閥板放置在閉合位置中并使注射活塞朝向空位置運動，以將來自內腔室的活動部分的液體以預定壓力注射至注射裝置和預成型件中，從而使預成型件成形為容器并利用所述液體填充所述容器。
【附圖說明】
[0055]通過閱讀以示例的方式給出并參照附圖進行的以下說明，本發明的其它方面和優點將顯現出來，在附圖中:
[0056]-圖1是包括根據本發明第一實施方式的第一變型的活塞裝置的形成和填充站的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其打開位置，
[0057]-圖2是圖1的活塞裝置的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其閉合位置，
[0058]-圖3是圖1的活塞裝置的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其清潔位置，
[0059]-圖4是根據本發明第一實施方式的第二變型的活塞裝置的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其打開位置，
[0060]-圖5是圖4的活塞裝置的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其閉合位置，
[0061]-圖6是根據本發明第二實施方式的第一變型的活塞裝置的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其打開位置，
[0062]-圖7是圖6的活塞裝置的示意性軸向剖視圖，其中閥處于其閉合位置，
[0063]-圖8是根據本發明第二實施方式的第二變型的活塞裝置，其中閥處于其清潔位置。
【具體實施方式】
[0064]參照圖1，其描述了用于將預成型件I形成為容器并使用加壓液體填充所述容器的形成和填充站。
[0065]該形成和填充站主要包括:
[0066]-液體源2，
[0067]-活塞裝置4，以及
[0068]-注射裝置6。
[0069]液體源2和注射裝置6在該類型的站中是常規的且本文中將不進行非常詳細的描述。
[0070]圖1中所示的注射裝置6或注射噴嘴包括入口8、出口 10以及在入口 8和出口 12之間延伸的腔室12。
[0071 ]如后續將描述的，入口8連接至活塞裝置的出口。
[0072]出口10旨在放置成與容器或預成型件I流體連通，以利用來自入口 8的液體填充所述容器或預成型件。在圖1所示的實施方式中，如已知的那樣，出口 10連接至將發生變形以形成容器的預成型件I。
[0073]腔室12限定臨時接納待通過出口注射的液體的內容積。腔室12包括根據軸線A延伸的大致規則的圓柱部分14并可具有恒定直徑。腔室12還包括在規則圓柱部分14和出口 10之間延伸的截頭圓錐或角錐部分16，腔室12的直徑從圓柱部分14的直徑逐漸減小至圓錐部分14中的出口 1的直徑。軸線A優選為豎直的。
[0074]中空控制桿18沿軸線A在腔室12中延伸。中空控制桿18在其端部處包括在腔室12中延伸的密封環20。密封環20的形狀與腔室12的圓錐部分16的一部分的形狀互補，以使得當密封環20抵靠圓錐部分16的壁應用時，密封環20密封地閉合腔室12并防止液體流經出口10。中空控制桿18能夠在密封位置(如圖1所示)和注射位置之間，沿軸線A在腔室12中平移運動，其中，在密封位置中，密封環20抵靠圓錐部分16的壁應用并密封地閉合腔室12;在注射位置中，密封環20與圓錐部分16的壁間隔開并且出口 10通過腔室12與入口 8流體連通。
[0075]在液壓成形的情況下以及在傳統的方式中，如已知的那樣，拉伸桿22可在中空控制桿18內延伸，穿過出口 10并在預成型件I中延伸，以輔助預成型件I變形成容器。如圖1的箭頭T所示，拉伸桿22可在中空控制桿18中沿軸線A平移運動。拉伸桿22的功能是已知的且本文將不再詳細描述。
[0076]上述注射噴嘴僅以適于形成和填充站的功能的注射裝置示例的方式給出。也可以使用其它注射裝置。例如，如已知的那樣，注射裝置可實現為不具有拉伸桿或具有可活動的注射噴嘴，其中，可活動的注射噴嘴適于縮回以允許注射裝置下方的預成型件或已填充容器易于運動。
[0077]活塞裝置4包括入口 24、出口 26以及在入口 24和出口 26之間延伸的主體28。
[0078]入口24旨在連接至待注射到容器或預成型件中的液體2的源，以填充所述容器或將所述預成型件形成為容器。液體源例如為儲液器(圖1所示)。如后續將描述的，入口24還可連接至清潔產品源。
[0079]出口26旨在放置成例如通過圖1所示的注射裝置4與容器或預成型件I流體連通，以利用來自入口 24的液體填充所述容器或預成型件I。
[0080]主體28例如由單個剛性塊形成或者由剛性固定在一起的剛性基本體制成，這意味著主體28形成單個單元。主體28例如由中空殼體形成。主體28限定內腔室30，內腔室30限定臨時接納待通過出口 26注射的液體的內容積。根據附圖所示的實施方式，內腔室30包括根據軸線B延伸并具有恒定直徑的大致規則的圓柱部分。軸線B例如與軸線A大致平行。
[0081]根據附圖所示的實施方式，腔室30還包括清潔部分31，該清潔部分31具有圓柱形狀且其直徑大于規則圓柱部分的直徑。清潔部分31延續規則圓柱部分延伸且清潔部分與規則圓柱部分之間不分離。清潔部分31可與規則圓柱部分同軸。
[0082]內腔室30通過在主體28中延伸的上游管道32和下游管道34分別與入口24和出口26連接并流體連通。術語“上游”和“下游”相對于在形成和填充站中循環的液體從液體源2流至預成型件I或容器的方向來限定。
[0083]注射活塞36置于內腔室30中。
[0084]注射活塞36在腔室中延伸，并且在正常使用中與腔室30的規則圓柱部分的壁接觸，以將所述腔室30劃分和分隔成活動部分38和互補部分40。這意味著，注射活塞36具有圓柱形狀，其剖切面與腔室30的規則圓柱部分的剖切面互補且其直徑等于規則圓柱部分的直徑，以使得注射活塞36具有與腔室30的規則圓柱部分的壁流體密封配合的密封周緣。控制桿41附接至注射活塞36并根據內腔室30的軸線B延伸。有利地，致動桿41在內腔室30的互補部分40中延伸。致動桿41占據所述互補部分的減小空間(S卩，控制桿41的直徑遠小于互補部分40的直徑)。
[0085]致動桿28沿軸線B平移運動，以使得注射活塞36可至少在滿位置和空位置之間在內腔室30內運動，在滿位置中，活動部分38的容積處于其最大值，這意味著注射活塞36例如位于腔室30的規則圓柱部分的頂部處；以及在空位置中，活動部分38的容積大致為零，這意味著注射活塞36可能位于腔室30的規則圓柱部分的底部處。因此，當注射活塞36在注射方向上從滿位置運動至空位置時，活動部分38的容積減小，而互補部分40的容積增加；以及當活塞在填充方向上從空位置運動至滿位置時，活動部分的體積增加而互補部分40的體積減小。致動桿28的運動例如由伺服電機或其它合適的控制裝置控制。例如，控制桿41的運動可由氣動、電動或液壓裝置控制。主體28的壁中設置有排氣口 45，該排氣口 45使得內腔室30的互補部分40與大氣流體連通，從而當活塞36在填充方向上運動時允許從互補部分排出空氣。
[0086]內腔室30的活動部分38與上游管道32和下游管道34流體連通，而在正常使用中，互補部分40通過注射活塞36以流體密封的方式與活動部分38以及上游管道和下游管道32和34隔離開。這意味著，上游管道32具有通向內腔室30的活動部分38的下游端42，而下游管道34具有通向內腔室30的活動部分38的上游端44。
[0087]活塞裝置4還包括閥46，如后續將描述的，閥46布置成:當被打開時允許液體源2和內腔室30之間流體連通；以及當被閉合時防止液體源2和內腔室30之間流體連通，。
[0088]閥46至少部分地布置在位于入口24和內腔室30之間的上游管道32中。
[0089 ] 閥46包括閥板48，該閥板48可至少在打開位置(圖1、圖4、圖6)和閉合位置(圖2、圖
5、圖7)之間，沿板致動路徑相對于置于所述板致動路徑中的閥座50運動。
[0090]在閉合位置中，閥板48抵靠閥座50應用，以使得入口 24和內腔室30之間的液體流動被阻斷;而在打開位置中，閥板48與閥座50間隔開，以允許液體從入口24流到內腔室30。[0091 ]閥座50包括在入口 24和內腔室30之間延伸的中央孔52，當閥46位于打開位置時液體可流經該中央孔52。中央孔52沿軸線D延伸，軸線D自身在板致動路徑方向上延伸，板致動路徑方向與當閥板48在打開位置和閉合位置之間運動時閥板48的平移方向對應。中央孔52的下游端通向上游管道32。
[0092]用于在閉合位置中接納閥板48的支承表面54圍繞中央孔52的下游端徑向延伸。根據附圖所示的實施方式，支承表面54是以流體密封的方式附接至主體28的座體56的壁的一部分。更具體地，座體56附接至主體28的、形成上游管道32的上游端的開口，以使得中央孔52如先前所描述的通向上游管道32。因此，支承表面54面對上游管道32并形成上游管道32的上游端。
[0093]根據附圖所示的實施方式，支承表面54具有圍繞中央孔52的圓錐形狀，以使得閥座50的支承表面54的直徑在上游-下游的方向上從中央孔52朝向上游管道32增大。閥板48具有與支承表面54的圓錐形狀大致互補且面對所述支承表面54的圓錐閉合表面58。在變型中，支承表面54和閉合表面58可具有以下任意形狀，該任意形狀布置成使得:當閥板48在其處于閉合位置的情況下抵靠閥座50應用時，閉合表面58與支承表面54緊密配合，因而以流體密封的方式閉合中央孔52，如圖2、圖5、圖7和圖8所示。
[0094]閥46還包括用于使閥板48在其閉合位置和打開位置之間運動的致動裝置。致動裝置包括致動桿60，致動桿60在其一端處附接至閥板48并沿在板致動路徑方向上延伸的軸線D延伸。致動桿60可沿軸線D平移運動，以使閥板48在其閉合位置和打開位置之間運動。如后續將描述的，致動桿60的運動由附接至致動桿60的另一端的致動器控制，致動器與閥板48相對的并且至少當閥板48在其打開位置和閉合位置之間運動時以流體密封的方式與上游管道32隔咼開。
[0095]致動器例如包括可在致動腔室64內運動的致動活塞62，如后續將描述的，至少當閥板48在其打開位置和閉合位置之間運動時該致動腔室64以流體密封的方式與上游管道32隔離開。致動活塞62大致垂直于軸線D。致動活塞62放置成與致動腔室64的壁流體密封接觸，以使得:至少當閥板48在打開位置和閉合位置之間運動時，所述致動腔室64由致動活塞62劃分成以流體密封的方式彼此隔離開的兩個子腔室。所述子腔室中的每個例如通過通向所述子腔室的管道66連接至致動流體源。通過將致動流體注射至所述子腔室中的一個中以及通過允許致動流體從另一子腔室排出，致動活塞62可以公知的方式進行運動，以使致動桿60并因此使閥板48沿軸線D在閥板48的打開位置和閉合位置之間位移。致動流體例如為空氣，但是也可使用另一致動氣體或致動液體。
[0096]致動桿60例如在致動管道68中延伸，致動管道68在致動腔室64和上游管道32之間延伸且其直徑略微大于致動桿60的直徑。致動管道68與致動桿60同軸且允許致動桿60沿軸線D平移運動。
[0097]根據圖1至圖5所示的第一實施方式，致動腔室64和致動管道68形成于主體28中，致動桿60在閥板48和致動活塞62之間在閥板48下游延伸。這意味著，致動桿60連接至閥板48的、與閥板48的閉合表面58相對的表面。根據該實施方式，致動腔室64和致動管道68因此由同一主體限定，其中該主體還限定內腔室30、上游管道32和下游管道34。致動腔室64和致動管道68例如在內腔室30和下游管道34的下方延伸且與上游管道32相對。主體28的這種布置允許在非常緊湊的殼體中向活塞裝置提供閥4。
[0098]根據圖6至圖8所示的第二實施方式，致動腔室64和致動管道68形成于座體56中，致動桿60在閥板48和致動活塞62之間在閥板48上游延伸。這意味著，致動桿60連接至閥板48的閉合表面58。在該實施方式中，活塞裝置的入口24例如置于致動腔室64和上游管道32之間。在該實施方式中，活塞裝置的空間需求比第一實施方式的活塞裝置的空間需求略大，但是例如在發生故障的情況下，該實施方式可僅通過使座體56與主體28分離而更易于接近閥46或替換閥46。
[0099]為了將致動腔室64與上游管道32隔離開，可在致動腔室64和上游管道32之間設置不同的密封裝置，其中致動桿60經過所述密封裝置。如可在附圖中看到的，下面將描述的各密封裝置可適于第一實施方式和第二實施方式。
[0100]根據圖1至圖3和圖8所示的第一變型，密封裝置由環形密封環70形成，該密封環70布置在致動管道68的壁和致動桿60之間，從而防止在上游管道32中流動的液體流入致動腔室64。密封環70例如附接至致動管道68的壁并布置成:至少在閥板48的打開位置和閉合位置之間，在致動桿60的表面的滑動區上滑動，同時保持密封環70和致動桿60之間流體密封接觸。致動桿60還包括至少一個連通槽72，如圖3，致動桿60的直徑在連通槽72處減小，以使得當連通槽72放置成與密封環70相對時，建立致動管道68和上游管道32之間的流體連通，以及可能的話建立致動腔室64和上游管道32之間的流體連通。如后續將描述的，這樣的流體連通允許對致動桿60進行清潔，可能的話允許對致動腔室64進行清潔。根據附圖所示的實施方式，兩個密封環70大致設置在致動管道68的每個端部處，在這種情況下，致動桿60可包括兩個連通槽72，兩個連通槽72以與兩個密封環70分離的距離大致相等的距離彼此間隔開，以使得當一個連通槽72放置成與一個密封環70相對時，另一連通槽72也放置成與另一密封環70相對，從而使上游管道32與致動腔室64流體連通。根據附圖所示的【具體實施方式】，致動管道68可包括兩個密封環70且致動桿可包括單個致動槽72，以使得僅致動管道68與上游管道32流體連通而致動腔室64保持與上游管道32隔離開。
[0101]可替代地，密封環70可圍繞致動桿60附接并布置成:至少在閥板48的打開位置和閉合位置之間，在致動管道68的滑動區上滑動，同時保持密封環70和致動桿60之間的流體密封接觸。在這種情況下，連通槽72設置在致動管道68的壁中。
[0102]根據第一變型，致動腔室64包括布置在致動腔室64的與致動管道68相對的端部處的清潔區74。清潔區74的直徑大于致動活塞62的直徑，以使得當致動活塞位于清潔區74時，致動活塞不再與致動腔室64的壁流體密封接觸。因此，如后續將描述的，當致動活塞62位于清潔區74時，液體能夠圍繞致動活塞62流動。如圖3所示，閥46布置成使得:當連通槽72放置成與密封環70相對時，致動活塞62處于致動腔室64的清潔區74。
[0103]附加活塞76置于致動腔室64的清潔區74中且其直徑大致等于清潔區74的直徑，以使得附加活塞與清潔區74的壁流體密封接觸。致動活塞68置于附加活塞76和致動管道68之間。因此，附加活塞76在致動活塞62的、與致動活塞62附接至致動桿60的面相對的一側延伸。附加活塞76與致動活塞62大致平行。因此應理解，通過將致動流體注射至清潔區74的空的部分中，可以使附加活塞76在清潔區74中運動，以使得附加活塞76在致動腔室64的活動部分中朝向致動管道68推動致動活塞62，其中，清潔區74的空的部分由附加活塞76的、與相對于致動活塞62延伸的一側相對的面界定，致動活塞62與致動腔室64的壁流體密封接觸。這樣推動致動活塞62允許:在致動活塞62置于致動活塞62的清潔區74中之后，在致動腔室64的直徑與致動活塞62的直徑相同的部分中對致動活塞62進行更換。例如，管道78使清潔區74的空的部分與致動流體源連通。
[0104]根據圖4至圖7所示的第二變型，處于上游管道32附近的密封環70由柔性膜80替代，該柔性膜80附接至致動桿60和附接壁82并且使上游管道32和致動管道68分離。柔性膜80例如圍繞致動桿60徑向延伸并通過其周緣附接至附接壁82 ο根據圖6和圖7所示的實施方式，柔性膜80的周緣置于設置在附接壁82中的凹口中。如圖5和圖6所示，柔性膜通過以彈性方式變形而允許致動桿60位移進而允許閥板48位移。柔性膜允許致動腔室64和致動管道68非常有效的密封，從而確保在上游管道32中流動的流體不會滲透至致動管道68中，因而不會滲透至致動腔室64中。
[0105]此外，泄漏管道84可布置在致動腔室64與放置在上游管道32附近的密封環70之間或布置在致動腔室64與柔性膜80。泄漏管道使致動管道68與活塞裝置的外部流體連通，因而允許位于密封裝置和致動腔室64之間的流體被排出。
[0106]下面將描述活塞裝置和上述站的功能。應注意，在正常使用中，即在形成和填充容器期間，對于上述所有實施方式和變型而言功能大致相同。
[0107]如圖1所示，為了使入口24與液體源流體連通，活塞裝置4與液體源2流體連通。應注意，利用根據本發明的活塞裝置，入口 24和液體源2之間無需設置閥，所述閥由置于入口24的下游的閥46來代替。
[0108]第一階段或填充階段包括設定步驟和填充致動步驟。在設定步驟期間，閥板48處于打開位置，以允許液體在液體源2和內腔室30之間流動。為此，閥板48的致動裝置通過利用致動流體填充致動腔室64的子腔室中的一個來致動，以使得致動活塞62沿軸線D運動，從而使閥板48從其閉合位置運動至其打開位置，如圖1、圖4和圖6以及圖8中的虛線所示。應注意，在第一實施方式中，待填充以使閥板48從其閉合位置朝向其打開位置運動的子腔室是致動桿60在其中延伸的子腔室，即最靠近上游管道32的子腔室。在第二實施方式中，待填充的子腔室是在致動活塞62的不承載致動桿60的一側延伸的子腔室，即距離上游管道32最遠的子腔室。
[0109]應注意的是，閥板48在閉合位置和打開位置之間的運動(形成閥板48的致動路徑的一部分)至少部分發生在上游管道32的內部。根據第一實施方式，致動路徑整體在上游管道32中延伸，以使得閥板48在打開位置和閉合位置中均在上游管道32中延伸。因此，閥板48在主體28的內腔室30附近延伸，從而使得活塞裝置非常緊湊。
[0110]更具體地，板致動路徑可布置成使得閥板48在打開位置和閉合位置中均關于主體28的內腔室30垂直地延伸并且在這兩個位置之間保持關于內腔室30垂直。換言之，在大致垂直于內腔室30的軸線B的平面中，閥板48在兩個位置中的投影均保持在由內腔室在所述平面中的投影限定的輪廓內。這意味著，當閥板48在其打開位置和閉合位置之間運動時，閥板48在沿軸線B延伸且半徑與內腔室30的規則圓柱部分相同的圓柱中延伸，這意味著，閥板非常靠近主體28的內腔室30延伸。應注意，閥板48的閉合表面58和支承表面54的圓錐形狀減小了閥板48和閥座50之間的摩擦，從而減小了使閥板48從其閉合位置運動至其打開位置所需的力。
[0111]另外，在填充階段的設定步驟期間，注射裝置6的控制桿18處于其密封位置，以使得腔室14閉合。
[0112]—旦閥板位于打開位置，以及當注射裝置6的腔室14閉合時，可進行填充致動步驟。注射活塞36通過對控制桿41的運動進行控制的適當控制裝置，在內腔室30的規則圓柱部分中在填充方向上運動。注射活塞36在填充方向上的運動使得通過入口 24將液體從液體源抽取至內腔室30的活動部分38中。隨著注射活塞36在填充方向上運動，活動部分38的容積增加，從而使得活動部分38進而使得注射裝置6的腔室14被液體填充。
[0113]根據本發明的活塞裝置4使得能夠通過以下操作，以簡單的方式精確地配分待通過出口 26注射的液體的量:一旦內腔室30的活動部分38達到與待注射的液體的體積相對應的期望體積，便停止注射活塞36在填充方向上的運動。
[0114]一旦活動部分38填充有液體，第二階段或注射階段便包括設定步驟和注射致動步驟。在所述設定步驟期間，閥板48運動到閉合位置中以防止液體朝向液體源2回流。為此，閥板48的致動裝置通過利用致動流體填充致動腔室64的子腔室中的另一個來致動，以使得致動活塞62沿軸線D運動，從而使閥板48從其打開位置運動至其閉合位置，如圖2、圖5和圖7以及圖8中的粗線所示。應注意的是，在第一實施方式中，待填充以使閥板48從其打開位置朝向其閉合位置運動的子腔室是在致動活塞62的沒有承載致動桿60的一側延伸的子腔室，SP距離上游管道32最遠的子腔室。在第二實施方式中，待填充的子腔室是致動桿60在其中延伸的子腔室，即距離上游管道32最近的子腔室。致動活塞62的運動使得另一子腔室被排空，致動流體通過與致動流體源連通的管道66被排出。
[0115]一旦閥板48處于其閉合位置，內腔室30與液體源2之間的流體連通便被阻斷。
[0116]注射階段的設定步驟還包括使注射裝置6的控制桿18運動至其注射位置，從而使腔室14進而使內腔室30的活動部分38與容器或預成型件I流體連通，其中，液體將通過注射裝置I的出口 10注射到容器或預成型件I。
[0117]在注射致動步驟或注射步驟中，注射活塞36在注射方向上運動。該運動使得通過出口 26從活動部分38流出的液體經由注射裝置6流至容器或預成型件中，直至活動部分38變空。
[0118]應注意的是，當注射裝置6以流體密封的方式與預成型件I的開口連接時，預成型件I中、腔室14中、活動部分38中和上游管道32中液體的壓力大于液體源2中液體的壓力，其中液體源2中液體的壓力可處于大氣壓力。在注射致動步驟期間，上游管道32中的液體推壓閥板48，閥板48轉而推壓閥座50，從而確保在注射步驟期間閥板48牢固地保持在其閉合位置。可以這樣布置是因為:閥板48置于閥座50和內腔室30之間，從而確保內腔室30中液體的壓力將朝向閥板48的閉合位置對閥板48施加力。因此，無需在致動腔室64中施加特殊的壓力來使閥板48保持在其閉合位置。
[0119]出口26處的液體的壓力可通過注射活塞36在注射方向上運動的速度來控制。當待注射的液體必須使預成型件變形以使其成形為容器時，壓力控制尤其重要，其中該變形在高壓下執行。
[0120]應注意的是，如果閥46被損壞或以錯誤的方式被安裝，從而使得在活塞裝置6的正常使用中，液體在致動管道68中流動或者從上游管道或致動腔室流出，則由于在致動管道68中流動的液體將從泄漏管道84排出，所以這種泄漏可被容易地檢測到。
[0121]如通過以上說明可理解的，可在不需要用于控制和清潔的復雜的閥的額外閥的情況下，通過控制注射活塞36和致動活塞60容易地控制液體注射的控制。
[0122]下面將描述活塞裝置4的清潔階段。
[0123]注射活塞36、內腔室30、上游管道32和下游管道34可簡單地通過由清潔產品源替換液體源2以及通過在閥板48處于其打開位置時致動注射活塞36而容易地清潔。
[0124]在該清潔步驟期間，入口24與諸如水(例如選擇性地混合有清潔劑)的清潔產品源流體連通，出口 26通過注射裝置6與該清潔步驟專用的容器(稱為虛擬容器)流體連通。因此以虛擬容器替換圖1所示的預成型件I。虛擬容器包括與清潔產品源流體連通的出口。因此，清潔產品源和虛擬容器之間形成閉合回路，清潔產品能夠從源流經活塞裝置4、注射裝置6和空容器并回到源。
[0125]如上面關于活塞裝置4的正常使用所描述的，通過注射活塞36和控制桿18的適當運動，例如通過連續進行填充階段和注射階段，使清潔產品填充內腔室36。
[0126]然后，使注射活塞36在內腔室30的規則圓柱部分中上下運動(可替代地在填充方向和注射方向上運動)，從而使得清潔產品在內腔室30的活動部分38和虛擬容器之間循環。該操作構成活塞裝置6和注射裝置6的常規清潔，并允許對內腔室30、上游管道32、下游管道34、注射裝置6、以及注射活塞36的在內腔室30的活動部分38中延伸的面進行清潔。
[0127]為了更徹底地清潔注射活塞36，注射活塞36可向上運動至內腔室30的清潔部分31，在清潔部分31處，清潔產品可全部圍繞注射活塞36流動。例如，閥板48可處于其閉合位置且清潔產品源可連接至排放口45。在清潔部分41中，注射活塞36可在清潔部分41中進行上下運動，從而在內腔室30中的清潔產品的流動中創建湍流，進而確保清潔產品完全圍繞注射活塞12和控制桿41攪動。
[0128]根據活塞裝置的第一實施方式和第二實施方式的第一變型，在如上所述的內腔室30以及上游管道和下游管道的清潔期間，還可以清潔致動桿60，可能的話還可清潔致動腔室64。實際上，閥板48可處于如圖3所示的清潔位置，其中，連通槽72放置成與密封環70相對，從而使致動管道68與上游管道32流體連通。閥板48的清潔位置屬于閥板48的致動路徑且定位成相對于閉合位置經過打開位置，即比在第一實施方式中的打開位置更往下游以及比第二實施方式中的打開位置更往上游。在清潔位置中，當提供該清潔區74時，致動活塞62也定位在致動腔室64的清潔區74中。因此，在清潔位置中，清潔產品能夠在致動管道68中流動，從而清潔致動管道68和致動桿60。當提供兩個連通槽72時，清潔產品還能夠在致動腔室64中流動，從而清潔所述致動腔室64和致動活塞62的面對致動管道68的面。此外，當致動活塞62處于致動腔室64的清潔區74中時，清潔產品能夠完全圍繞致動活塞62流動，從而徹底清潔致動活塞62。當閥46必須返回其正常狀態時，使用附加活塞76來使致動活塞62運動到致動腔室64的清潔部分74之外，以及使連通槽72(對應密封環70)經過密封環70(對應連通槽72)運動，從而恢復致動桿60和致動管道68之間的流體密封接觸。一旦執行完清潔，清潔產品便可通過泄漏管道84而排出。
[0129]在致動桿60無法運動來使致動管道68和/或致動腔室64與上游管道32流體連通的情況下，如果可建立致動腔室64和致動管道68之間的流體連通，則可通過將致動流體源替換為清潔產品源來執行致動腔室64的清潔，以及可能的話執行致動管道68的清潔。
[0130]如先前提到的，根據本發明的活塞裝置4主要在第一實施方式中非常緊湊;而需要稍微多的空間的第二實施方式可允許容易地接近閥46的各組件。
[0131]閥座50被描述為在上游管道32的入口處延伸。但是，只要板致動路徑的一部分在上游管道32中延伸，閥座50便可在座體56中放置在更上游，這意味著閥板48在其多個位置中的至少一個位置中在上游管道32中延伸。
[0132]閥板48的致動器描述為活塞62。但是，也可使用諸如伺服電機的其它種類的致動器來使閥板48運動。
【主權項】
1.用于形成和填充站的活塞裝置(4)，所述形成和填充站用于將預成型件(I)形成為容器并使用加壓液體填充所述容器，所述活塞裝置(6)包括: -入口( 24)，所述活塞裝置(4)能夠通過所述入口( 24)接納液體； -出口(26)，所述活塞裝置(4)能夠通過所述出口(26)注射所述加壓液體； -主體(28)，限定內腔室(30)和上游管道(32)，所述上游管道(32)使所述內腔室(30)與所述入口( 24)流體連通； -注射活塞(36)，能夠在所述內腔室(30)內運動，從而將所述內腔室(30)分隔成活動部分(38)和互補部分(40)，所述注射活塞(36)將所述活動部分(38)和所述互補部分(40)隔離開，所述活動部分(38)與所述上游管道(32)和所述出口( 26)兩者流體連通， -閥(46)，包括能夠沿板致動路徑運動的閥板(48)，所述閥至少包括所述閥板(48)的打開位置以及所述閥板(48)的閉合位置，在所述打開位置中，允許液體從所述入口(24)流至所述內腔室(30)的所述活動部分(38)內，在所述閉合位置中，阻止液體從所述活動部分(38)流至所述入口(24)中， 其特征在于，所述板致動路徑至少部分地在所述上游管道(32)內部延伸。2.根據權利要求1所述的活塞裝置，其中，所述內腔室(30)和所述上游管道(32)定位在所述主體(28)內，以及，其中，所述主體(28)形成單個剛性塊或者由剛性固定在一起的剛性基本體制成。3.根據權利要求1或2所述的活塞裝置，其中，在所述閥板(48)處于所述閉合位置的情況下以流體密封的方式抵靠閥座(50)應用所述閥板(48)，所述閥座(50)具有形成所述活塞裝置(4)的入口(24)的中央孔(52)，所述閥板(48)在所述閥座(50)和所述內腔室(30)之間延伸，以使得當所述內腔室(30)的所述活動部分(38)填充有液體且所述注射活塞(36)運動以使所述活動部分(38)的體積減小時，通過所述液體施加的力迫使所述閥板(48)抵靠所述閥座(50)。4.根據權利要求3所述的活塞裝置，其中，所述閥座(50)由以流體密封的方式附接至所述主體(28)的座體(56)的壁形成。5.根據權利要求1至4中任一項所述的活塞裝置，其中，所述閥(46)包括用于使所述閥板(48)在所述閥板的閉合位置和打開位置之間運動的致動裝置。6.根據權利要求5所述的活塞裝置，其中，所述致動裝置包括致動桿(60)和致動器，所述致動桿(60)附接至所述閥板(48)且能夠平移運動，所述致動器與所述閥板(48)相對地附接至所述致動桿(60)，至少當所述閥板(48)在所述閥板的打開位置和閉合位置之間運動時，所述致動器以流體密封的方式與所述上游管道(32)隔離開。7.根據權利要求6所述的活塞裝置，其中，所述致動器包括放置成與致動腔室(64)的壁流體密封接觸的致動活塞(62)，所述致動活塞(62)能夠利用致動流體在所述致動腔室(64)內部運動，所述閥(46)包括用于將所述致動腔室(64)與所述上游管道(32)隔離開的密封裝置(70，80)，所述致動桿(60)穿過所述密封裝置(70，80)以將所述致動活塞(62)連接至所述閥板(48)。8.根據權利要求7所述的活塞裝置，其中，所述致動腔室(64)由所述主體(28)限定，所述致動桿(60)在所述閥板(48)和所述致動活塞(62)之間在所述閥板(48)下游延伸。9.根據權利要求4和7所述的活塞裝置，其中，所述致動腔室(64)由所述座體(56)限定，所述致動桿(60)在所述閥板(48)和所述致動活塞(62)之間在所述閥板(48)上游延伸。10.根據權利要求7至9中任一項所述的活塞裝置，其中，所述密封裝置(70，80)至少包括柔性膜(80)，所述柔性膜(80)附接至致動管道(68)的附接壁(82)從而使所述致動腔室(64)與所述上游管道(32)分離，并且所述柔性膜(80)附接至所述致動桿(60)，所述柔性膜(80)能夠變形以允許所述致動桿(60)相對于所述致動管道(68)運動。11.根據權利要求7至10中任一項所述的活塞裝置，其中，所述閥板(48)還能夠在相對于所述閉合位置經過所述打開位置定位的至少一個清潔位置中運動，致動管道(68)使所述致動腔室(64)和所述上游管道(32)分離，以及，其中，所述密封裝置(70，80)包括附接至所述致動管道(68)和所述致動桿(60)中的一個的密封環(70)，所述致動管道(68)和所述致動桿(60)中的另一個具有滑動區，所述密封環(70)在所述閥板(48)相對于所述主體(28)相對運動期間沿所述滑動區滑動，所述滑動區包括連通槽(72)，所述連通槽(72)定位成當所述閥板(48)位于所述清潔位置中時與所述密封環(70)相對，所述連通槽(72)布置成允許液體在所述密封環(70)和所述滑動區之間流動，從而使所述致動管道(68)與所述上游管道(32)流體連通。12.根據權利要求11所述的活塞裝置，其中，所述致動腔室(64)包括清潔區(74)，所述清潔區(74)的直徑大于所述致動活塞(62)的直徑，所述致動活塞(62)在所述閥板(48)處于所述清潔位置的情況下置于所述清潔區(64)中，以使得在所述致動腔室(64)中流動的液體能夠圍繞所述致動活塞(6 2)流動。13.根據權利要求12所述的活塞裝置，其中，所述致動裝置包括附加活塞(76)，所述附加活塞(76)置于所述致動腔室(64)的所述清潔區(74)中，并與所述清潔區(74)的壁流體密封接觸，能夠致動所述附加活塞(76)以使所述致動活塞(62)從所述清潔區運動至活動區，從而使所述閥板(48)返回所述打開位置，在所述活動區中，所述致動活塞(62)與所述致動腔室(64)的壁流體密封接觸。14.根據權利要求1至13中任一項所述的活塞裝置，其中，所述閥板(48)在處于所述打開位置和所述閉合位置的兩種情況下均關于所述內腔室(30)的截面垂直地延伸。15.用于將預成型件(I)形成為容器并使用加壓液體填充所述容器的形成和填充站，所述形成和填充站包括: -液體源(2)， -注射裝置(6)，包括入口(8)和出口(10)，所述注射裝置(6)布置成通過所述出口(10)將來自所述液體源(2)的液體注射至預成型件(I)中， -根據權利要求1至14中任一項所述的活塞裝置(4)，所述活塞裝置(4)的入口(24)與所述液體源(2)流體連通，所述活塞裝置(4)的出口(26)與所述注射裝置(6)的入口(8)流體連通，以使得所述活塞裝置(4)能夠以預定壓力將來自所述液體源(2)的液體注射在所述注射裝置(6)中。16.用于使用根據權利要求15所述的形成和填充站將預成型件(I)形成為容器并利用加壓液體填充所述容器的方法，所述方法包括以下步驟: -將所述注射裝置(6)放置成與預成型件(I)流體連通；-將所述活塞裝置(4)的閥板(48)放置在所述打開位置，并使所述注射活塞(36)朝向滿位置運動，以使得來自所述液體源(2)的液體填充所述活塞裝置(4)的內腔室(30)的活動部分(38)， -將所述閥板(4)放置在所述閉合位置，并使所述注射活塞(36)朝向空位置運動，以便以預定壓力將來自所述內腔室(30)的活動部分(38)的液體注射至所述注射裝置(6)和所述預成型件(I)中，進而將所述預成型件(I)成形為容器并利用所述液體填充所述容器。
【文檔編號】B65B3/02GK105980254SQ201480066470
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年12月10日
【發明人】丹尼斯·吉爾特
【申請人】帝斯克瑪股份有限公司