[发明专利]层流喷嘴

说明书

发明领域

本发明关于将流体注入容器的喷嘴。本发明进一步关于一种能提供分层的输出流的喷嘴。

发明背景

在将液态产品注入容器时产生泡沫是批量生产的液态产品包装线中增加注入速度的一大障碍。由于泡沫还需要占据瓶上部的空间，尤其是低粘度液体，为了确保容器装满时包含泡沫，而且液体不溢出容器外更是如此。这就要求使用较多的容器材料，否则就是不产生泡沫。本申请人已确定产生泡沫的主要机制是灌注容器时对容器中的现有的液体进行液流面松动的撞击，来自喷嘴的紊流是扰动源。先有技术的喷嘴力图减小扰动，然而作用有限，下面将依次讨论这些先有技术。

下流式喷嘴与细网配合用以力图减少流体流动时的紊流旋涡。以细网中的小孔对旋涡的物理限制来达到目的，然而它不能消除紊流，仅是限制紊流。在某种程度上细网由于“跳动”变流进入紊流区而成为新的紊流源。由于细网的堵塞和破裂，故它的维护也是一个限制因素。

溢流式灌注采用一个喷嘴，它进入并与容器的顶部封装在一起，使产品充满容器。由于泡沫的密度小于液体，泡沫上升到容器的顶部并进入产品流中。没有减少发泡，仅有一种处理已产生泡沫的方法。该方法增加了灌注循环所需的时间，溢流泡沫必须在此方法中通过重新循环来循环使用，除非将溢流扔掉。

侧部喷嘴是由喷嘴的一部分伸入容器来工作的。流体慢慢地导向容器的内壁并沿壁向下喷流产生层流。由于流体利用容器内侧时流动截面增加也减小了流体的速度(与现有流体的撞击有关)。该方法由于喷嘴的设计取决于容器的尺寸而进行起来很复杂。另外由于喷嘴必须进入容器，故产品不能充满容器的顶部。

沉浸灌注是将喷嘴顶部沉浸在容器中液面下方来进行的。该方法消除了在其它灌注类型中存在的由于固有的液流/气流/现有的不良界面的扰动而产生的紊流。由于喷嘴向下的冲击缩短了整个循环时间而限制了最大的速度。由于在该方法中喷嘴的外部也浸湿了，故产品外溢也是令人关心的问题。该方法要求额升的时间来用于使喷嘴插入和拔出容器，机械上的复杂性导致设备成本增大，采用网格式过滤网会堵塞，还可能使产品在喷嘴和瓶子上溢出，这会导致外观和卫生上的问题。

层流保持喷嘴保留来自预先存在的层流源，如储罐灌装器的层流。这里层流没有发展仅保留了预先存在的层流。这是与固有的紊流灌注源、如活塞或液流测量滴注技术等是不相容的。授予Zanini等的美国专利No.5228604讨论的就是这种喷嘴，这里引出供参考。Zanini等的喷嘴是在没有网的情况下工作的下流式喷嘴，但它意味着排它性地使用了储罐灌装源，它不能将紊流转换为层流。

当人们在采用紊流源时，还不知道用流体喷嘴灌注技术来提供层流。因此有必要研制一种流体喷嘴，它将从紊流源产生层状液流。本发明的好处包括：它提供了较快的灌注生产线的速度，必需的容器头部空间较小从而减少了容器材料用量。

发明概述

公开了一种用于容器灌装机中灌注流体的液流喷嘴，该喷嘴能自动地将紊流转换为层流该喷嘴包括一个中空的套，该套的第一端装到灌装机上从而提供与灌装机之间的联通，中空的套形成一个内腔。喷嘴还具有将流体排入容器的第二端上的流体出口。一个鱼雷形构件放在腔内从而限制通过喷嘴的液流，以衰减喷嘴流出的紊流。一个位于鱼雷形构件内的作动器起到打开和关闭流体出口的作用。该作动器装到一个往复式密封件上，该往复式密封件能通过作动器的操作而打开和关闭流体出口。通常，喷口内的流体在穿过鱼雷形构件时得到加速。

附图概述

在说明书以特别指出和有区别地说明本发明来作为结尾的同时，可以相信，从下面参照附图进行的描述，同样也能更好地理解本发明，其中：

图1A是本发明实施例在关闭状态的剖视图，

图1B是本发明实施例在打开状态的剖视图，

图2是图1实施例零部件拆开的视图，

图3A是图1实施例中部屏板的平面视图，

图3B是图1实施例中部屏板的正面图，

图4是在紊流注入容器时产生泡沫的说明图。

发明的详细描述