CN204296012U - 在成形和填充站中使用的活塞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了在成形和填充站中使用的活塞装置，该站使用加压液体将预制件形成为容器并填充容器。活塞装置包括：入口，活塞装置通过其接收液体；出口，活塞装置通过其注射加压液体；主体，限定内腔室和将内腔室与入口流体相通的上游管道，内腔室和上游管道在主体内部，主体形成为单个刚性块或由刚性固定在一起的多个刚性基本体部制成；注射活塞，在内腔室内移动且将其分隔为分离的主动部分和互补部分，主动部分与上游管道和出口流体相通；阀，包括沿包括阀板的开放位置和闭合位置的板致动路径移动的阀板，在开放位置液体从入口流入主动部分，在闭合位置阻止液体从主动部分流入入口，阀板至少在开放位置与闭合位置之间在上游管道中移动。

Description

在成形和填充站中使用的活塞装置

技术领域

本实用新型涉及在成形和填充站中使用的活塞装置，该成形和填充站使用加压液体将预制件形成为容器并填充容器。

背景技术

活塞装置用于以预定压力注射液体，该压力使预制件抵压具有将被生成容器的形状的模腔。

活塞装置一方面连接至液体源，另一方面连接至注射装置，诸如注射喷嘴。活塞装置被设置成从液体源吸入液体，并且在注射装置中的预定压力下注射液体。因此，必须在活塞装置与液体源之间设置可闭合的流体连通，以便允许液体从液体源流向活塞装置，以通过开放流体连通来填充活塞装置的腔室，并且阻止在腔室通过闭合流体连通进行排空时返回液体源。

在液体源与活塞装置之间的流体连通的闭合通常通过被置于在液体源与活塞装置之间延伸的管道中的阀装置进行控制，并且进行致动以开放或闭合流体连通。例如，FR-2978371就公开了这种阀装置。

然而，这种设置很麻烦，并且响应时间差，因为阀装置被放置地离活塞装置过远，从而在闭合阀装置与活塞装置之间产生了体积大的液体。这增大了包括该活塞装置的站的空间要求。

EP-2 694 271公开了一种活塞装置，该活塞装置具有：

-入口，所述装置能够通过入口接收液体；

-出口，所述装置能够通过出口注射所述加压液体；

-主体，限定内腔室以及将内腔室置于与入口流体相通的上游管道；

-注射活塞，可在内腔室内移动，将内腔室分隔为主动部分和互补部分，所述注射活塞使主动部分与互补部分隔离，所述主动部分与 上游管道和出口二者都流体相通。

-阀，在入口处延伸，并且可在开放位置与闭合位置之间致动，其中，在开放位置，允许液体在内腔室的主动部分中流动，并且在闭合位置，入口与腔室的主动部分之间的液体连通被阻止。

该文献并没有披露在活塞装置中使用的阀的性质。然而，该阀也远离内腔室进行放置，从而导致响应时间差。

本实用新型的目的之一是通过提出用于以液体源闭合流体连通的、具有令人满意的响应时间的紧凑活塞装置来克服上述缺点中的至少一个。

实用新型内容

为此，本实用新型提供了一种在成形和填充站中使用的活塞装置，成形和填充站使用加压液体将预制件形成为容器并填充容器，其特征在于活塞装置包括：

-入口，活塞装置通过入口接收液体；

-出口，活塞装置通过出口注射加压液体；

-主体，限定内腔室以及上游管道，上游管道将内腔室与入口流体相通，内腔室和上游管道位于主体的内部，主体形成为单个刚性块或由刚性地固定在一起的多个刚性基本体部制成；

-注射活塞，在内腔室内移动，将内腔室分隔为主动部分和互补部分，注射活塞使主动部分与互补部分分离，主动部分与上游管道和出口流体相通；以及

-阀，包括沿板致动路径移动的阀板，板致动路径至少包括阀板的开放位置和阀板的闭合位置，其中，在阀板的开放位置，液体从入口流入内腔室的主动部分，并且在阀板的闭合位置，阻止液体从主动部分流入入口，阀板至少在开放位置与闭合位置之间在上游管道中移动。

本发明还涉及一种活塞装置，该活塞装置包括：

-入口，装置能够通过入口接收液体；

-出口，装置能够通过出口注射加压液体；

-主体，限定内腔室以及将内腔室置于与入口流体相通的上游管 道；

-注射活塞，可在内腔室内移动，将内腔室分隔为主动部分和互补部分，注射活塞使主动部分与互补部分隔离，主动部分与上游管道和出口流体相通。

-阀，包括可沿板致动路径移动的阀板，阀板至少包括板的开放位置和板的闭合位置，其中，在板的开放位置，允许液体从入口在内腔室的主动部分中流动，并且在板的闭合位置，阻止液体从主动部分流入入口，

其中，板致动路径至少部分在上游管道内延伸。

通过制造活塞装置的阀部分以及通过至少部分在在上游管道内延伸的板致动路径，将阀置于活塞附近，这降低了包括该活塞装置的站的空间要求，并且改善了用于使用内腔室内的液体的压力将阀板置于闭合位置的响应时间。

如上，EP-2 694271并未披露阀的性质，因此也并未披露阀包括沿至少部分在上游管道内延伸的板致动路径(即，在活塞装置的入口与内腔室之间)移动的阀板。板致动路径至少部分在上游管道内延伸的事实对本实用新型至关重要，因为该特征确保将阀置于活塞附近。

根据依据本实用新型的活塞装置的另一特征，内腔室和上游管道位于主体内部，并且主体形成单一的刚性块或由刚性地固定在一起的多个刚性基本体部制成。

因此，活塞装置包括活塞和阀，这使得活塞装置成为非常紧凑的单个单元。

根据依据本实用新型的活塞装置的另一特征，阀板在板的闭合位置以流体密封的方式抵靠阀座进行应用，阀座具有形成活塞装置的入口的中心孔，阀板在阀座与内腔室之间延伸，以使得当内腔室的主动部分充满液体并且注射活塞移动以减小主动部分的容积时，通过液体施加的力抵靠阀座推动阀板。

阀板在其闭合位置由内腔室中的液体进行移动，从而提供在阀板的闭合位置保持阀板的重要力以及令人满意的响应时间，因为阀板靠近活塞放置，其中内腔室中的液体通过活塞的移动进行加压。

根据依据本实用新型的活塞装置的其它特征：

-阀座由以流体密封的方式附接至主体的座位的壁形成；

-阀包括致动装置，致动装置用于在阀板的闭合位置与开放位置之间移动阀板；

-致动装置包括致动杆和致动器，其中，致动杆附接至阀板，并且可平移移动，致动器与阀板相对附接至致动杆，致动器至少在阀板在其闭合位置与开放位置之间移动时以流体密封方式与上游管道隔离；以及

-致动器包括致动活塞，致动活塞被置于与致动腔室的壁流体密封接触，致动活塞可使用致动流体在致动腔室内移动，该阀包括用于使致动腔室与上游管道隔离的密封装置，致动杆穿过密封装置以将致动活塞连接至阀板。

根据本实用新型的活塞装置的第一实施方式，致动腔室由主体限定，并且致动杆在阀板下游在阀板与致动活塞之间延伸。

通过在主体中提供致动腔室，使得活塞装置非常紧凑，并且降低了包括该活塞装置的站的空间要求。

根据依据本实用新型的活塞装置的第二实施方式，致动腔室由座体限定，并且致动杆在阀板的上游在阀板与致动活塞之间延伸。

通过在座体中提供致动腔室，该阀可以轻易地从主体分离，从而便于在阀有缺陷的情况下对其进行更换或修理。

根据依据本实用新型的活塞装置的另一特征，密封装置至少包括柔性膜，该柔性膜附接至致动管道的附接壁和致动杆，从而分隔致动腔室和上游管道，柔性膜可变形以允许致动杆相对于致动管道移动。

根据依据本实用新型的活塞装置的另一特征，阀板还可相对于闭合位置至少在一个清洁位置处移动，其中，该清洁位置被定位为经过开放位置，致动管道分隔致动腔室和上游管道，其中，密封装置包括附接至致动管道和致动杆中之一的密封环，致动管道和致动杆中的另一个具有滑动区，在阀板相对于主体的相对移动过程中，密封环沿滑动区滑动，滑动区包括连通槽，当阀板处于清洁位置时，连通槽被定位为与密封环相对，连通槽进行设置以允许液体在密封环与滑动区之间流动，从而将致动管道置于与上游管道流体连通。

当阀板在清洁位置进行移动时，可简单地通过以清洁产品代替来自液体源的液体并且致动活塞装置的活塞来以活塞装置的清洁产品清洁阀的各个部分。因此，活塞装置的清洁特别简单，并且无需单独清洁阀。

根据依据本实用新型的活塞装置的其他特征：

-致动腔室包括清洁区，清洁区的直径大于致动活塞的直径，致动活塞在阀板的清洁位置中被置于清洁区中，以使得在致动腔室中流动的液体能够围绕致动活塞流动；以及

-致动装置包括附加活塞，附加活塞被置于致动腔室的清洁区中，并且与清洁区的壁成流体密封接触，附加活塞可致动以将致动活塞从清洁区向主动区移动，在主动区，致动活塞与致动腔室的壁成流体密封接触，以将阀板放置回开放位置。

根据本实用新型的活塞装置的另一特征，阀板在开放位置和闭合位置处均在内腔室的部分竖直延伸。

换言之，阀板在大致垂直于内腔室的轴线的平面内的突出在开放位置和闭合位置都保持在由内腔室在该平面内的突出限定的轮廓内。因此，阀离内腔室很近，这就允许具有很紧凑的活塞装置并确保快速响应时间。

本实用新型还涉及使用加压液体将预制件形成为容器并填充容器的成形和填充站，该站包括：

-液体源，

-注射装置，其包括入口和出口，注射装置被设置成通过出口将来自液体源的液体注射至预制件内，

-如上的活塞装置，活塞装置的入口与液体源流体相通，并且活塞装置的出口与注射装置的入口流体相通，以使得活塞装置能够在预定压力下注射来自液体源的液体。

本实用新型还涉及用于使用如上的成形和填充站用加压液体将预制件形成为容器并填充容器的方法，方法包括：

-将注射装置置于与预制件流体相通；

-将活塞装置的阀板置于开放位置处并朝向满位置移动注射活塞，以使得来自液体源的液体填充活塞装置的内腔室的主动部分，

-将阀板置于闭合位置，并朝向空位置移动注射活塞，以便在预定压 力下在注射装置和预制件中注射来自内腔室的主动部分的液体，从而用液体将预制件成型为容器并填充容器。

附图说明

通过阅读以下描述可以理解本实用新型的其它方面和优点，以下描述以示例方式并参照附图给出，在附图中：

-图1是包括根据本实用新型的第一实施方式的第一变型的活塞装置的成形和填充站的示意性轴向剖视图，其中阀处于开放位置，

-图2是图1的活塞装置的示意性轴向剖视图，其中阀处于闭合位置，

-图3是图1的活塞装置的示意性轴向剖视图，其中阀处于清洁位置，

-图4是根据本实用新型的第一实施方式的第二变型的活塞装置的示意性轴向剖视图，其中阀处于开放位置，

-图5是图4的活塞装置的示意性轴向剖视图，其中阀处于闭合位置，

-图6是根据本实用新型的第二实施方式的第一变型的活塞装置的示意性轴向剖视图，其中阀处于开放位置，

-图7是图6的活塞装置的示意性轴向剖视图，其中阀处于闭合位置，以及

-图8是根据本实用新型的第二实施方式的第二变型的活塞装置，其中阀处于清洁位置。

具体实施方式

在本实用新型中，“液体”具有物理意义。液体指定为任何不可压缩并且能够流动的介质。液体可以具有低粘度(如水或乙醇)、中等粘度(如食用油或汤)或高粘度(如酸奶或奶油产品)。液体可以是均匀或不均匀的(包括水果果肉或一些食品)。它并不限定于食品。不可压缩液体可以是例如水或其它饮料、身体护理产品、家庭和园林养护产品、医用流体、燃料、操作流体等。

参照图1，描述了用于将预制件1形成为容器并用加压液体填充所述容器的成形和填充站。

该站主要包括：

-液体源2，

-活塞装置4，以及

-注射装置6。

液体源2和注射装置6在该类型的站中是常规的，在本文中不进行详细描述。

图1中所示的注射装置6或注射喷嘴包括入口8、出口10以及在入口8与出口10之间延伸的腔室12。

如以下所描述，入口8连接至活塞装置的出口。

出口10设置为与容器或预制件1流体连通，以使用来自入口8的液体填充该容器或预制件。在图1中所示的实施方式中，出口10连接至预制件1，已知的是，预制件1将进行变形以形成容器。

腔室12限定暂时接收通过出口进行注射的液体的内部容积。腔室12包括大致规则圆柱形部分14，大致规则圆柱形部分14根据轴线A延伸，并且可具有恒定的直径。腔室12还包括在规则圆柱形部分14与出口10之间延伸的截锥形或角锥形部分16，腔室12的直径从圆柱形部分14的直径逐渐减小至锥形部分16中的出口10的直径。轴线A优选为竖直。

中空控制杆18在腔室12中沿轴线A延伸。中空控制杆18在其端部包括在腔室12中延伸的密封环20。密封环20的形状与腔室12的锥形部分16的一部分形状互补，以使得当抵靠腔室12的壁应用密封环20时，密封环20密封地闭合腔室12并阻止液体通过出口10流动。中空控制杆18可在腔室12中沿轴线A在密封位置(图1所示)与注射位置之间平移移动，其中，在密封位置，密封环20抵靠锥形部分16的壁并且密封地闭合腔室12，在注射位置，密封环20与锥形部分16的壁间隔开并且其中出口10通过腔室12与入口8流体连通。

在液压成形并且以常规的方式的情况下，拉伸杆22可在中空控制杆18内延伸，通过出口10并在预制件1中延伸，以帮助预制件1变形至容器，例如本领域中已知的。如图1中箭头T所示，拉伸杆22可在中空控制杆18中沿轴线A平移移动。拉伸杆22的功能为公知，本文将不再详细描述。

以上所述的注射喷嘴仅通过适于成形和填充站的功能的注射装置的 示例的方式给出。也可以使用其他注射装置。例如，已知的是，注射装置可实施为无拉伸杆或具有可移动注射喷嘴，其中可移动注射喷嘴适于缩回以使得根据注射装置来轻易地移动预制件和填充的容器。

活塞装置4包括入口24、出口26以及在入口24与出口26之间延伸的主体28。

入口24连接至液体源2，液体源2在容器或预制件中进行注射，以便填充容器或将预制件形成为容器。液体源例如为贮存器(如图1所示)。如下所述，入口24也可以连接至清洁产品源。

出口26设置为通过例如如图1所示的注射装置4与容器或预制件1流体连通，以使用来自入口24的液体填充所述容器或预制件1。

例如，主体28由单个刚性块形成或由刚性地固定在一起的多个刚性基本体部制成，意味着主体28形成单个单元。例如，主体28由中空壳体形成。主体28限定内腔室30，内腔室30限定暂时接收将通过出口26进行注射的液体的内部容积。根据附图所示的实施方式，内腔室30包括大致规则圆柱形部分，该大致规则圆柱形部分根据轴线B延伸并且具有恒定直径。例如，轴线B大致平行于轴线A。

根据附图所示的实施方式，腔室30还包括清洁部分31，清洁部分31为圆柱形并且其直径大于规则圆柱部分的直径。清洁部分31与规则圆柱形部分连续地延伸，并且在清洁部分与规则圆柱形部分之间没有间隔。清洁部分31可与规则圆柱形部分同轴。

内腔室30通过在主体28中延伸的下游管道34和上游管道32分别与出口26和入口24相连接并流体连通。术语“上游”和“下游”相对于在成形和填充站中从液体源2循环至预制件1或容器的液体流的方向进行限定。

注射活塞36被置于内腔室30中。

注射活塞36在腔室中延伸，并且在正常使用时，与腔室30的规则圆柱形部分相接触，以便将所述腔室30划分并分离为主动部分38和互补部分40。这意味着注射活塞36为圆柱形，具有与腔室30的规则圆柱形部分的横截面互补的横截面以及与规则圆柱形部分的直径相等的直径，以使得注射活塞36具有与腔室30的规则圆柱形部分的壁成液密配 合的密封周界。控制杆41被附接至注射活塞36，并且根据腔室30的轴线B延伸。控制杆41有利地在内腔室30的互补部分40中延伸。控制杆41可占据所述互补部分的减小的空间(即，控制杆41的直径远小于互补部分40的直径)。

控制杆41可沿轴线B平移移动，以使得注射活塞36能够在内腔室30中至少在满位置与空位置之间进行移动，其中在满位置，主动部分38的容积为其最大容积，意味着例如注射活塞36位于腔室30的规则圆柱形部分的顶部，在空位置，主动部分38的容积大致为零，意味着注射活塞36可在腔室30的规则圆柱形部分的底部。因此，当注射活塞36在注射方向上从满位置至空位置移动时，主动部分38的容积减小，而互补部分40的容积增大，并且当活塞在填充方向上从空位置至满位置移动时，主动部分38的容积增大，而互补部分40的容积减小。控制杆41的移动例如由伺服电机或其它合适的控制装置进行控制。例如，控制杆41的移动可通过气动装置、电动装置或液压装置进行控制。通气口45设置在主体28的壁中，从而使内腔室30的互补部分40与大气流体连通，从而当活塞36在填充方向上移动时允许从互补部分排放空气。

在正常使用中，内腔室30的主动部分38与上游管道32和下游管道34流体连通，而互补部分40以流体密封的方式通过注射活塞36与上游管道32和下游管道34隔离，并且与主动部分38隔离。这意味着上游管道32具有通向内腔室30的主动部分38中的下游端42以及下游管道34具有通向内腔室30的主动部分38中的上游端44。

如随后所描述，活塞装置4还包括阀46，阀46并设置成在开放时允许液体源2与内腔室30之间流体连通，并且在闭合时阻止所述流体连通

阀46被设置成至少部分地在上游管道32中，且在入口24与内腔室30之间。

阀46包括阀板48，阀板48可沿板致动路径相对于阀座50移动，阀座50被置于所述板致动路径中，并至少在开放位置(图1、4、6)与闭合位置(图2、5、7)之间。

在闭合位置，阀板48抵靠阀座50，以使得入口24与内腔室30之间液体流被中断，而在开放位置，阀板48与阀座50隔开，以便允许液 体从入口24流动至内腔室30。

阀座50包括在入口24与内腔室30之间延伸的中心孔52，当阀46在开放位置时，液体可通过中心孔52流动。中心孔52沿轴线D延伸，轴线D本身在板致动路径方向上延伸，板致动路径方向对应于阀板48在开放位置与闭合位置之间移动时的平移方向。中心孔52的下游端在上游管道32中开放。

用于在闭合位置接收阀板48的承载表面54围绕中心孔52的下游端径向延伸。根据附图中所示的实施方式，承载表面54为以流体密封方式附接至主体28的座体56的一部分壁。更具体地，座体56附接至形成上游管道32的上游端的主体28的开口，以使得中心孔52在上游管道32中开放，如上所述。因此，承载表面54面向上游管道32并因此形成其上游端。

根据附图中所示的实施方式，承载表面54呈围绕中心孔52的锥形，以使得阀座50的承载表面54的直径在上-下游方向上从中心孔52朝向上游管道32变大。阀板48具有锥形闭合表面58，锥形闭合表面58与承载表面54的锥形形状大致互补，并且面向所述承载表面54。在变型中，如图2、5、7和8所示，承载表面54和闭合表面58可为任何形状，该形状配置成使得当阀板48在其闭合位置抵靠阀座50时，闭合表面58与承载表面54紧密配合，从而以流体密封的方式闭合中心孔52。

阀46还包括用于在阀板48的闭合位置与开放位置之间移动阀板48的致动装置。该致动装置包括致动杆60，致动杆60在其一端附接至阀板48，并且在板致动路径方向上沿轴线D延伸。致动杆60可沿轴线D平移移动，以在阀板48的闭合位置与开放位置之间移动阀板48。如下所述，致动杆60的移动由致动器进行控制，该致动器附接至致动杆60的另一端部，与阀板48相对，并且至少当阀板48在其闭合位置与开放位置之间移动时，以流体密封的方式与上游管道32隔离。

如下所述，致动器包括例如致动活塞62，致动活塞62可在致动腔室64内移动，致动腔室64至少当阀板48在其闭合位置与开放位置之间移动时以流体密封的方式与上游管道32隔离。致动活塞62大致垂直于轴线D。致动活塞62与致动腔室64的壁流体密封接触，以使得致动腔室 64被分成两个子腔室，这两个子腔室至少在阀板48在闭合位置与开放位置之间移动时通过致动活塞62以流体密封的方式彼此隔离。每个子腔室都连接至致动流体源，例如通过通向子腔室的管道66。通过将致动流体注射至所述子腔室中之一内并且通过允许致动流体从其他子腔室排空，可以以公知方式移动致动活塞62来使致动杆60移位，并从而沿轴线D在阀板48的闭合位置与开放位置之间来使阀板48移位。例如，致动流体为空气，但是也可以使用其他致动气体或致动液体。

例如，致动杆60在致动管道68中延伸，致动管道68在致动腔室64与上游管道32之间延伸，并且致动管道68的直径略大于致动杆60的直径。致动管道68与致动杆60同轴，并且允许致动杆60沿轴线D的平移移动。 

根据图1至5所示的第一实施方式，致动腔室64和致动管道68在主体28中形成，并且在阀板48的下游，致动杆60在阀板48与致动活塞62之间延伸。这意味着致动杆60连接至阀板48的表面，该表面与阀板48的闭合表面58相对。根据该实施方式，致动腔室64和致动管道68因此通过相同的体部限定，该体部还限定了内腔室30、上游管道32和下游管道34。例如，致动腔室64和致动管道68在内腔室30和下游管道34之下延伸，并与上游管道32相对。主体28的这种布置允许在特别紧凑壳体中提供具有阀4的活塞装置。

根据图6至8中所示的第二实施方式，致动腔室64和致动管道68形成在座体56中，并且在阀板48的上游，致动杆60在阀板48与致动活塞62之间延伸。这意味着致动杆60连接至阀板48的闭合表面58。在该实施方式中，例如活塞装置的入口24被置于致动腔室64与上游管道32之间。在该实施方式中，活塞装置的空间要求比第一实施方式的活塞装置的空间要求略重要，但是在例如故障的情况下能够更容易地接近阀46或简单地通过从主体28分离座体56来更换阀46。

为了从上游管道32隔离致动腔室64，可在致动腔室64与上游管道32之间实施不同的密封装置，致动杆60穿过所述密封装置。如图所示，以下进行描述的各种密封装置可适于第一实施方式以及第二实施方式。

根据图1至3和图8中所示的第一变型，密封装置由设置在致动管 道68的壁与致动杆60之间的环形密封环70形成，从而防止在上游管道32中流动的液体在致动腔室64中流动。例如密封环70附接至制动管道68的壁，并且被设置成在致动杆60的表面的滑动区域上滑动，同时至少在阀板48的开放位置与闭合位置之间保持密封环70与致动杆60之间的流体密封接触。如图3所示，致动杆60还包括至少一个连通槽72，其中，致动杆60的直径减小，以使得当连通槽72相对密封环70放置时，在致动管道68与上游管道32之间建立流体连通，并且可能在致动腔室64与上游管道32之间建立流体连通。如下所述，这种流体连通允许清洁致动杆60，并可能允许清洁致动腔室64。根据附图中所示的实施方式，基本上在致动管道68的每个端部设置两个密封环70，在这种情况下，致动杆60可包括两个连通槽72，这两个连通槽72以与分离两个密封环70的距离大致相等的距离彼此间隔开，以使得当连通槽72被置于与密封环70相对时，另一连通槽72也被置于与另一密封环70相对，从而将上游管道32置于与致动腔室64流体相通。根据附图中所示的具体实施方式，致动管道68可包括两个密封环70，并且致动杆可包括单个连通槽72，以使得仅致动管道68被放置为与上游管道32流体连通，同时致动腔室64保持与上游管道32隔离。

可替代地，一个或多个密封环70可围绕致动杆60进行附接，并且被设置成在致动管道68的滑动区域上滑动，同时至少在阀板48的开放位置与闭合位置之间保持密封环70与致动杆60之间的流体密封接触。在这种情况下，一个或多个连通槽72设置在致动管道68的壁中。

根据第一变型，致动腔室64包括清洁区74，清洁区74设置在致动腔室64的端部，与致动管道68相对。清洁区74的直径大于致动活塞62的直径，以使得当致动活塞在清洁区74中时，致动活塞不再与致动腔室64的壁流体密封接触。因此，如下所述，当致动活塞在清洁区74中时，液体能够围绕致动活塞62流动。如图3所示，阀46设置成使得当一个或多个连通槽72与一个或多个密封环70相对放置时，致动活塞62在致动腔室64的清洁区74中。

附加活塞76被置于致动腔室64的清洁区74中，并且附加活塞76的直径基本上等于清洁区74的直径，以使得附加活塞76与清洁区74的 壁成流体密封接触。致动活塞68被置于附加活塞76与致动管道68之间。因此，附加活塞76在致动活塞62的侧部上延伸，该侧部与附接至致动杆60的致动活塞62的面相对。附加活塞76大致平行于致动活塞62。因此应理解的是，通过在清洁区74的空部分中注射致动流体，可在清洁区74中移动附加活塞76，以使得附加活塞76在致动腔室64的主动部分中朝向致动管道68推动致动活塞62，其中清洁区74的空部分由附加活塞76的面界定，该附加活塞76的面与关于致动活塞62延伸的侧部相对，其致动活塞62与致动腔室64的壁流体密封接触。致动活塞62的这种推动允许在已将致动活塞62置于致动活塞62的清洁区74中后在直径与致动活塞62的直径相同的致动腔室64的部分中使致动活塞62移位。例如，管道78通过致动流体源来设置清洁区74的空部分的位置。

根据图4至7中所示的第二变型，置于上游管道32附近的密封环70由附接至致动杆60和附接壁82的柔性膜80替代，从而分离上游管道32和致动管道68。例如柔性膜80围绕致动杆60径向延伸，并且通过其周界附接至附接壁82。根据图6和图7中所示的实施方式，柔性膜80的周界被置于设置在附接壁82中的凹口中。如图5和图6所示，该膜通过以弹性方式变形来允许致动杆60的位移并从而允许阀板48的位移。该膜允许致动腔室64和致动管道68的特别有效的密封，从而确保在上游管道32中流动的流体不会渗透至致动管道68中，并因此也不会渗透至致动腔室64中。

另外，泄漏管道84可设置在上游管道32或弹性膜80附近的密封环70与致动腔室64之间。泄漏管道84将致动管道68置于与活塞装置的外部流体连通，从而允许位于密封装置与致动腔室64之间的流体被排出。

以下将描述上述站和活塞装置的功能。应注意的是，对于上述所有实施方式和变型，在正常使用中(即，在容器的成形和填充过程中)的功能大致相同。

如图1所示，活塞装置4被放置成与液体源2流体连通，以便将入口24置于与液体源流体连通。应理解的是，采用根据本实用新型的活塞装置，就不再需要被置于入口24与液体源2之间的阀，所述阀被置于入口24的下游的阀46替代。

第一阶段或填充阶段包含设定步骤和填充致动步骤。在设定步骤中，阀板48被置于开放位置，以允许液体在液体源2与内腔室30之间流动。为此，如图1、4和6所示以及图8中的虚线所示，阀板48的致动装置通过以致动流体填充致动腔室64的子腔室之一来致动，以使得致动活塞62沿轴线D进行移动，将阀板48从其闭合位置移动至其开放位置。应注意的是，在第一实施方式中，用于将阀板48从其闭合位置向其开放位置移动而进行填充的子腔室为致动杆60在其中延伸的子腔室，即离上游管道32最近的子腔室。在第二实施方式中，将进行填充的子腔室为在不承载致动杆60的致动活塞62的侧部上延伸的子腔室，即离上游管道32最远的子腔室。

应注意的是，阀板48在闭合位置与开放位置之间的移动形成了阀板48的致动路径的一部分，该移动至少部分地在上游管道32内部进行。根据第一和第二实施方式，致动路径在上游管道32中一体地延伸，以使得在开放位置和闭合位置中阀板48都在上游管道32中延伸。因此，阀板48在主体28的内腔室30的附近延伸，这就使活塞装置非常紧凑。

更具体地，板致动路径可设置为使得在开放位置和闭合位置中阀板48都在主体28的内腔室30竖直延伸，并且在这两个位置之间保持内腔室30的直立。换言之，在开放位置和闭合位置中，在大致垂直于内腔室30的轴线B的平面内的阀板48的突出都保持在由在所述平面内内腔室的突出限定的轮廓内。这意味着当阀板48在其开放位置与闭合位置之间移动时，阀板48在沿轴线B延伸的圆筒内延伸，并且具有与内腔室30的规则圆柱形部分相同的半径，这意味着阀板48离主体28的内腔室30很近进行延伸。应注意的是，承载表面54和阀板48的闭合表面58的锥形形状降低了阀板48与阀座50之间的摩擦，从而减小了将阀板48从其闭合位置向其开放位置移动所需的力。

另外，在填充阶段的设定步骤过程中，注射装置6的控制杆18被置于其密封位置，以使得腔室14闭合。

一旦阀板处于开放位置并且当注射装置6的腔室14闭合时，就可以进行填充致动步骤。通过移动控制杆41的适当控制装置注射活塞36在内腔室30的规则圆柱形部分内在填充方向上进行移动。注射活塞36在 填充方向上的移动，实现通过入口24使液体从液体源流入内腔室30的主动部分38中。主动部分38的容积随着注射活塞36在填充方向上进行移动而增大，从而主动部分38被液体充满，并且因此注射装置6的腔室14也被液体充满。

内腔室30的主动部分38的期望容积(对应于待注射的液体的容积)一旦达到，就停止注射活塞36在填充方向上的移动，这样根据本实用新型的活塞装置4能够以简单方式来精确供给将通过出口26注射的液体量。

一旦主动部分38充满液体，第二阶段或注射阶段就包括设定步骤和注射致动步骤。在所述设定步骤中，阀板48在闭合位置移动以阻止液体朝向液体源2回流。为此，如图2、5和7所示以及如图8中的实线所示，通过以致动流体填充致动腔室64的另一子腔室来致动阀板48的致动装置，以使得致动活塞62沿轴线D进行移动，以将阀板48从其开放位置向其闭合位置移动。应注意的是，在第一实施方式中，用于将阀板48从其闭合位置向其开放位置移动而进行填充的子腔室为在不承载致动杆60的致动活塞62的侧部上延伸的子腔室，即离上游管道32最远的子腔室。在第二实施方式中，将进行填充的子腔室为致动杆60在其中延伸的子腔室，即离上游管道32最近的子腔室。致动活塞62的移动使另一子腔室被排空，致动流体通过与致动流体源连通的管道66进行排空。

一旦阀板48处于其闭合位置，内腔室30与液体源2之间的流体连通就被中断。

注射阶段的设定步骤还包括将注射装置6的控制杆18向其注射位置移动，从而将腔室14置于与容器或预制件1流体连通，并因此将内腔室30的主动部分38与容器或预制件1流体连通，在容器或预制件1中，液体通过注射装置1的出口10进行注射。 

在注射致动步骤或注射步骤中，注射活塞36在注射方向上进行移动。该移动导致液体经由注射装置6通过出口26从主动部分38流入容器或预制件，直至主动部分38排空。

应注意的是，当注射装置6以流体密封方式与预制件1的开口相连接时，在预制件1、腔室14、主动部分38和上游管道32中的液体的压 力大于液体源2中的液体的压力，液体源2中的液体的压力可能为大气压力。在注射致动步骤中，上游管道32中的液体抵靠阀板48进行挤压，而阀板48继而抵靠阀座50，从而确保阀板48在注射步骤中牢固地保持在其闭合位置。因为阀板48被置于阀座50与内腔室30之间，从而确保内腔室30中的液体的压力将朝向阀板48的闭合位置在阀板48上施加力，所以可以这样进行设置。因此，无需在致动腔室64中施加具体压力以将阀板48保持在其闭合位置。

液体在出口26的压力可通过注射活塞36在注射方向上移动的速度来进行控制。当将进行注射的液体必须使预制件变形以将其形成为容器时，压力控制很重要，该变形在高压力下执行。

应注意的是，如果阀46损坏或以错误方式进行安装，从而导致在活塞装置4的正常使用中来自上游管道或致动腔室的液体在致动管道68中流动，那么由于在致动管道68中流动的液体将被排空至泄漏管道84中，所以能够很容易地探测到这种泄漏。

从以上描述中可理解的是，通过控制注射活塞36和致动活塞60能够很容易地控制液体的注射，无需在控制和清洁上都很复杂的额外的阀。

以下将描述活塞装置4的清洁阶段。 

注射活塞36、内腔室30、上游管道32和下游管道34可简单地通过以清洁产品源来代替液体源2并在阀板48在其开放位置时致动注射活塞36而轻易地进行清洁。

在该清洁步骤中，入口24被置于与清洁产品源(诸如水，可选地与例如清洁剂混合)流体连通，并且出口26被置于通过注射装置6与专用于该清洁步骤的、被称为虚设容器的容器流体连通。因此，虚设容器替代了图1中所示的预制件1。虚设容器包括与清洁产品源流体连通的出口。因此，在清洁产品源与虚设容器之间形成了闭合回路，从而清洁产品能够从源通过活塞装置4、注射装置6和虚设容器流动并流回源。

如以上关于活塞装置4的正常使用的描述，通过注射活塞36和控制杆18的适当移动使清洁产品填充内腔室36，例如，通过一系列的填充阶段和注射阶段。

然后使在所述注射活塞36交替在填充方向和注射方向上在内腔室30 的规则圆柱形部分中上下移动，从而使清洁产品在内腔室30的主动部分38与虚设容器之间循环。该操作构成了活塞装置4和注射装置6的定期清洁，并允许清洁内腔室30、上游管道32、下游管道34、注射装置6以及在内腔室30的主动部分38中延伸的注射活塞36的面。

为了注射活塞36的更彻底清洁，可将注射活塞36向上移动至内腔室30的清洁部分31，在清洁部分31，清洁产品能够完全围绕注射活塞36流动。例如，阀板48可处于其闭合位置，并且清洁产品源可连接至通气口45。在清洁部分41中，可在清洁部分41中执行注射活塞36的上下移动，以在内腔室30中的清洁产品流中生成湍流，从而确保清洁产品的搅拌完全围绕注射活塞12和控制杆41。

根据活塞装置的第一实施方式和第二实施方式的第一变型中，还可以在如上所述的内腔室30和上游管道和下游管道的清洁的过程中清洁致动杆60，并且可能清洁致动腔室64。实际上，如图3所示，阀板48可被置于清洁位置，其中，一个或多个连通槽72与一个或多个密封环70相对进行放置，从而将致动管道68置于与上游管道32流体相通。阀板48的清洁位置属于阀板48的致动路径，并且被定位为相对于闭合位置通过开放位置，即在第一实施方式中比开放位置更靠近下游，并且在第二实施方式中比开放位置更靠近上游。在清洁位置中，当设置有清洁区74时，致动活塞62被进一步定位在致动腔室64的清洁区74中。因此，在清洁位置，清洁产品能够在致动管道68中流动，从而清洁致动管道68和致动杆60。当设置有两个连通槽72时，清洁产品还能够在致动腔室64中流动，从而清洁所述致动腔室64和致动活塞62面向致动管道68的面。另外，当致动活塞62被置于致动腔室64的清洁区域74中时，清洁产品能够完全围绕致动活塞62流动，从而彻底清洁致动活塞62。当阀46必须返回其正常状态时，使用额外活塞76来将致动活塞62移动出致动腔室64的清洁部分74，并且移动一个或多个连通槽72分别经过一个或多个密封环70，以恢复致动杆60与致动管道68之间的流体密封接触。清洁一旦执行，就能够通过泄漏管道84排空清洁产品。

在不能移动致动杆60以将致动管道68和/或致动腔室64置于与上游管道32流体连通的情况下，如果能够建立致动腔室64与致动管道68之 间的流体连通，那么可通过用清洁产品源代替致动流体源来执行致动腔室64的清洁，并可能执行致动管道68的清洁。

如上所述，根据本实用新型的活塞装置特别紧凑，主要在第一实施方式，而第二所述方式所需空间略大，但是易于接近阀46的各种部件。

阀座50被描述为在上游管道32的入口延伸。然而，只要一部分板致动路径在上游管道32中延伸(意味着阀板48在其位置中至少之一中在上游管道32中延伸)，那么就可在座体56中将阀座50置于更靠近上游。

阀板48的致动器已被描述为活塞62。然而，也可以使用其它类型的致动器(诸如伺服马达)来移动阀板48。

Claims (1)

1.一种在成形和填充站中使用的活塞装置(4)，所述成形和填充站使用加压液体将预制件形成为容器并填充所述容器，其特征在于所述活塞装置包括：

-入口(24)，所述活塞装置(4)通过所述入口(24)接收液体；

-出口(26)，所述活塞装置(4)通过所述出口(26)注射所述加压液体；

-主体(28)，限定内腔室(30)以及上游管道(32)，所述上游管道(32)将所述内腔室(30)与所述入口(24)流体相通，所述内腔室(30)和所述上游管道(32)位于所述主体(28)的内部，所述主体(28)形成为单个刚性块或由刚性地固定在一起的多个刚性基本体部制成；

-注射活塞(36)，在所述内腔室(30)内移动，将所述内腔室(30)分隔为主动部分(38)和互补部分(40)，所述注射活塞(36)使所述主动部分(38)与所述互补部分(40)分离，所述主动部分(38)与所述上游管道(32)和所述出口(26)流体相通；以及

-阀(46)，包括沿板致动路径移动的阀板(48)，所述板致动路径至少包括所述阀板(48)的开放位置和所述阀板(48)的闭合位置，其中，在所述阀板(48)的开放位置，液体从所述入口(24)流入所述内腔室(30)的主动部分(38)，并且在所述阀板(48)的闭合位置，阻止液体从所述主动部分(38)流入所述入口(24)，所述阀板(48)至少在所述开放位置与所述闭合位置之间在所述上游管道(32)中移动。