[0001] 本发明一般涉及一种用于控制产品流动的阀。更具体地说，它涉及包含阀主体、可旋转杆部和圆盘的阀。本发明还涉及一种用于混合液体食品与粉末食品的混合部件。本发明还涉及一种混合液体食品与粉末食品的方法。

[0002] 在食品加工行业中，众所周知，使用不同类型的阀来控制容器或罐(如搅拌机或灌装机)中的食品进入和/或排出。这些阀用于控制食品流向容器或罐和/或流出容器或罐，从而控制食品的进入和/或排出。食品加工业使用的设备需要设计成能够有效清洁。

[0003] 在食品加工行业中，尽管食品加工设备，特别是阀，已经使用了几十年，但仍有改进的余地，以获得更好的清洁效果。另一个挑战是阀的耐久性，包括会受到磨损的阀垫圈的耐久性。

[0004] 因此，需要一种满足食品加工业的相关要求(如卫生设计和食品安全)的阀。此外，还要求阀具有更高的耐用性和清洁性，从而与传统阀相比延长阀的使用寿命。

[0053] 参照图1，展示了混合部件1。混合部件1包括罐19，罐19具有用于接收各种液体食品的液体入口28。若干盛放液体食品的源11‑15通过阀41‑45连接至液体入口28，阀41‑45控制液体食品通过液体入口28进入罐19的供应。应该注意的是，混合部件1可以配置为通过液体入口28接收少于五种或多于五种的液体食品。罐19具有用于接收粉末食品其上连接阀200的粉末入口38。阀200被布置成用于控制通过粉末入口38的粉末食品流，将结合图2‑图7进一步讨论。容纳粉末食品的粉末源35连接至入口38。混合部件1被配置为混合液体食品和粉末食品从而形成食品。

[0054] 混合部件1的底部29有出口30，混合后的食品可通过该出口离开罐19，例如打开出口阀31。为了便于将液体和/或粉末食品引入混合部件1，混合部件1可以包括压力装置，在罐19内部产生低于罐19周围大气压力的压力。为了使混合食品或典型的食品成品高效地离开混合部件1，压力装置可在罐19内部产生高于罐19周围大气压力的压力。此外或可选，还可以布置一个或多个泵，分别将食品给进罐19和取出罐19的内容物，如蛋黄酱成品。

[0055] 如图1所示，压力装置可以是真空源70。真空源70连接至罐19并且被配置为对罐19施加真空，以高效地将粉末食品引入罐。连接至粉末入口38的阀200被配置为控制通过粉末入口38进入罐19的粉末食品的真空诱导流动。

[0056] 夹套21包围罐19的外围，并分别具有入口和出口(未显示)，从而允许冷却或加热介质流动通过夹套21，以降低或提高罐19内存在的食品的温度。

[0057] 双轴搅拌器20位于混合部件1内部，其双轴杆22、23悬挂在罐19的顶部。双轴杆有包围着第二轴23的上部的第一轴22，两个轴22、23由电机装置32驱动，沿相同或不同的方向R1、R2旋转，电机装置32布置在混合部件1的顶部。两个轴22、23沿着混合部件1的第一旋转轴A1延伸并可绕第一旋转轴A1旋转。

[0058] 第一刀片24通过臂25与第一轴22连接，以便在电机装置32的驱动下，第一刀片24沿与第一轴22相同的方向R1旋转。第一刀片24可以是靠近罐19的内壁旋转的刮刀刀片，从而可以刮掉粘在罐内壁上的食品。

[0059] 第二刀片26通过臂27与第二轴23连接，以便第二刀片26在电机装置32的驱动下沿与第二轴23相同的R2方向旋转。第二刀片26可以是升流刀片，即当电机装置32驱动第二轴23时，第二刀片26被布置成使与第二刀片26接触的食品从罐19的底部29朝罐19顶部的方向向上流动。第二刀片26等任何适当数量的升流刀片都可以连接到第二轴23上，如图中所示的四个刀片。

[0060] 转子51被布置在罐19的底部29。转子51通过轴54与转子引擎53相连，引擎53启动时驱动轴54，使转子51沿旋转方向R3旋转。转子51的轴54沿着混合部件1的第二旋转轴A2延伸并可绕其旋转。优选地，两个轴A1和A2彼此对齐。固定片52被布置环绕转子51的径向外围。致动器56被布置为将固定片52沿与转子51的旋转轴线A2平行的方向D移动。致动器56可以将固定片52设置在最下端位置，在该位置处，固定片52环绕转子51的径向外围(圆周)。然后，致动器56可以将固定片52移至最上位置，在该位置处，固定片52被升起从而不包围转子51的径向外围。固定片52在环绕转子51圆周的位置处有开口，因此，当固定片52处于环绕转子51全部或部分的位置时，食品可以被推进穿过固定片。

[0061] 转子51、固定片52和致动器56形成转子‑固定片装置50，该装置可在转子51旋转时，通过转子51和固定片52改变食品受到的剪切力。具体来说，当固定片52位于最下位置(最靠近罐19的底部29)时，罐19内的食品会被转子51的旋转吸向转子51的上侧。然后，食品沿着转子51的径向被迫朝外穿过固定片52上环绕转子51圆周的孔。

[0062] 当固定片52位于最上位置时(距离罐19的底部29最远)，罐19内的食品会被转子51的旋转吸向转子51的上侧。食品仍沿着转子51的径向被迫朝外，但不会穿过固定片52上的孔，因为固定片52并不环绕转子51的圆周。固定片52可以放置在其最下位置和最上位置之间的任何位置，这将改变通过固定片52的食品数量。通过固定片52的食品越多，剪切力就越大。因此，利用致动器56和可移动的固定片52，可以改变转子51和固定片52在混合部件1内混合任何原料时提供的剪切力。

[0063] 图2是与图1相关的阀200的爆炸图。图3a‑图3b是阀200的装配视图。

[0064] 参照图2和图3a‑图3b，阀200包括阀主体210，该阀主体具有产品入口211、产品出口212和产品流动通道213，该产品流动通道在产品入口211和产品出口212之间形成。产品流动通道213具有流动通道延伸部FCE。

[0065] 阀主体210由第一部分210a、第二部分210b和第三部分210c形成。在图2中，部分210a至210c相互分离。在图3a‑图3b中，部分210a至210c通过连接装置219a、219b相互连接。
连接装置219a、219b由夹具219a和螺栓219b形成，其中夹具219a用于连接第一部分210a和第二部分210b。图中显示的是一个螺栓219b，但也有四个螺栓孔。因此，根据本图，第二部分
210b和第三部分210c可以通过四个螺栓219b连接。螺栓219b可以从第二部分210b的开口进入，并拧入第三部分210c的螺纹孔229，从而将第二部分210b和第三部分210c彼此连接。也可以使用其他适合连接阀主体210的部分210a、210b、210c的连接装置。需要注意的是，阀主体210可以由三个以上的部分形成，也可以由三个以下的部分组成。第三部分210c可以构成图1中混合部件1的一部分，例如通过焊接到混合部件1上。

[0066] 阀主体210包括阀座226。阀座226包括主密封槽217，主密封元件216安装在主密封槽217中。主密封槽217沿着阀主体210的部分210a、210b、210c延伸。在绘制的图中，主密封件216上设置有突起，用于紧固主密封件216。

[0067] 阀主体210的第三部分210c包括两个相对的泄漏检测通道218a、218b。泄漏检测通道218a和218b从主密封槽217延伸至阀主体210的外表面。泄漏检测通道218a、218b被布置成用于检测通过阀200的主密封元件216的泄漏。优选地，泄漏检测通道218a、218b设置在阀主体210的第二部分210b和第三部分210c之间的边界上。

[0068] 阀200还包括可旋转的杆部220。杆部220包括端部221a和另一端部221b。在图3a‑图3b中，杆部220延伸穿过阀主体210第一部分210a的壁214，使得杆部的端部221a位于产品流动通道213内。杆部220被布置成相对于阀主体210的角度为β。

[0069] 阀主体210还包括可移除的杆部固定器224，该固定器被配置用于接收杆部220的另一端部221b，以便将杆部220相对于阀主体210固定就位。阀200还包括杆部密封槽215，其中布置有杆部密封件225。杆部密封槽215位于杆部固定器224和阀主体210之间，杆部密封件225被配置为密封杆部固定器224和阀主体210。杆部固定器224包括泄漏检测孔224a、224b。泄漏检测孔224a、224b沿径向方向R延伸穿过杆部固定器224(见图4)。泄漏检测孔
224a、224b被设置为检测经过杆部密封件225的泄漏。杆部220具有细长延伸部分STE。

[0070] 阀220还包括圆盘222，该圆盘位于杆部220的端部221a。最好如图3a‑图3b所示，圆盘222以相对于杆部220的延伸部分STE大于零的角度α位于杆部220的端部221a。圆盘222可从图3a所示的关闭位置P1移动到图3b所示的打开位置P2。通过将杆部220旋转约180°来移动圆盘222。杆部220可以不同方式旋转，例如160‑200°，优选地170‑190°，更优选地175‑185°，甚至更优选地179‑180°。

[0071] 杆部200可以是固定圆盘222的唯一结构。这可能意味着，在阀主体210中，只有一个通孔或开口用于为圆盘222提供支撑。

[0072] 如图3a‑图3b进一步所示，阀主体210还包括空隙302。空隙302环绕杆部220，并从杆部密封225延伸至产品流动通道213。因此，产品流动通道213与杆部密封件215直接接触。换句话说，杆部密封件215通过空隙302与产品流动通道213流体连接。空隙302将结合图4和图6进一步说明和讨论。

[0073] 圆盘222位于关闭位置P1，其中圆盘222与阀座226接触。在此位置，产品流动通道213被圆盘222封锁，以防止产品流过阀200。当圆盘222位于关闭位置P1并与阀座226接触时，圆盘222将密封阀关闭区域227，从而使阀200在圆盘222和阀主体210之间密闭。

[0074] 当圆盘222处于关闭位置P1时，在产品流动通道213的方向上，圆盘222的厚度为DT。主密封元件216在产品流动通道213的方向上有延伸部分SEE。优选地，主密封元件216的延伸部分至少是圆盘222厚度的三倍。

[0075] 参照图3b，与上述内容相同，阀200的圆盘222被布置在打开位置P2。如图所示，当圆盘222处于打开位置P2时，圆盘222的主延伸部分MED布置为平行于产品流动通道213。换句话说，圆盘222的主延伸部分MED被布置为平行于圆盘222所在位置的主产品流。

[0076] 如图3b所示，阀座226有安装区域。在这种情况下，阀座226被布置成限定阀关闭区域227，该阀关闭区域相对于细长延伸部分STE具有与阀圆盘222的相同的角度α。角度α和β可以相等，这是优选的设计。当角度α、β为45°时，情况就是如此。在其他情况下，角度α、β可以是不同的度数，但优选二者总和是90°。

[0077] 图4显示了图3a的剖面400，通过举例进一步详细说明了图3a中引入的空隙302。空隙302环绕杆部220。空隙302从杆部密封件225延伸至产品流动通道213，这样杆部密封件225通过空隙302与产品流动通道213流体连接。空隙302便于清洁阀200，其中清洁液能够冲向杆部密封225，从而与杆部密封225直接接触。与传统阀相比，这提高了可清洁性。

[0078] 空隙302在杆部220的径向方向R上具有至少3毫米的延伸部VE。空隙302还可以有其他延伸部，例如至少7.5毫米。

[0079] 在杆部220的径向方向R上，空隙302可以具有延伸部VE，其长度至少为杆部220厚度DM的20％，其中杆部220的厚度DM是沿径向方向R横跨杆部220测量的。延伸部VE和厚度DM可以在杆部220上的相同纵向位置(沿细长延伸部分STE的方向上)测量。可以在与产品流动通道213相对的杆部220侧测量延伸部VE。在杆部220的径向方向R上，空隙302可以具有长度更长的延伸部分VE，例如是杆部220厚度DM的至少30％或甚至至少40％。延伸部分VE至少为厚度DM的20％有利于更有效地清洁杆部密封件215的外围部分225a。

[0080] 如图6所示，空隙302是中空体303的形状，在其第一端有截断部分304，在其第二相对端有基座部分305。基座部分305的第一部分306延伸到壁214内。基座部分305的第二部分307与第一部分306相对，邻近产品流动通道213，从而与产品流动通道213直接接触。杆部
220被配置为穿过空隙302。换句话说，空隙302的形状是一个截断的中空圆柱体，其中可旋转的杆部220穿过空隙302的中空部分308。

[0081] 当杆部220穿过阀主体210的壁214且杆部固定器被布置成以所需方式固定杆部220时，相对于阀主体210，沿轴向方向STE，杆部密封件215的外围部分225a朝向部分限定空隙302的基座部分305。一旦杆部密封件215的外围部分225a朝向基座部分305，杆部密封件
215定义成部分限定空隙302的环形区域309，在该区域内，杆部固定器224和阀主体210之间实现密封。因此，杆部密封件225与产品流动通道213流体连接。

[0082] 如前所述，空隙302应被理解为限定其周围的几何形状，即其周围是赋予该阀某些技术特性的技术设计参数。因此，空隙302的产生是为了让其几何形状定义环绕该空隙的阀的零件的形状。因此可以说，阀各零件的形状定义了空隙302的形状。更具体地说，外壳210、杆部220、杆部密封件225和产品流动通道213的形状决定了空隙220的形状(反之亦然)。

[0083] 参照图5，图5显示了图3a的剖面500，进一步详细说明了处于关闭位置P1时的主密封元件216和圆盘222。在这里，圆盘222与主密封元件216接触，从而提供密封，使任何产品都不能通过圆盘222。在主密封元件216和主密封槽217之间形成了空隙502，因此一旦圆盘222与主密封元件216接触，主密封元件216就能被压向主密封槽217。这样做的好处是，与传统阀相比，可减少主密封元件216的磨损。因此，便于延长密封垫的更换周期。上文讨论的泄漏通道218b也有更详细的说明。

[0084] 图7是说明混合液体食品和粉末食品的方法700的流程图。方法700包括第一步S702，在该步骤中，如结合图1所述，将液体食品给进至混合部件1的罐19。液体食品在罐19内有液面LS。然后，在第二步S704中，通过使用混合部件1的真空源70对罐19施加真空。在第三步S706中，如上所述，通过阀200将粉末食品给进至混合部件1的罐中。应该注意的是，液面LS最好位于粉末入口38的上方，这样粉末食品就会在液面LS的下方被给进至罐19。在第四步S708中，使用混合器的搅拌器20将液体食品与粉末食品搅拌在一起。

[0085] 即使按一定顺序进行说明和描述，也可以使用其他顺序。

[0086] 从上述描述中可以看出，尽管已经描述和展示了本发明的各种实施例，但本发明并不局限于此，还可以在以下权利要求书所定义的主题范围内以其他方式加以体现。