非接触式无菌灌装阀技术领域
本发明涉及饮料灌装设备技术领域，具体涉及非接触式灌装阀。
背景技术
传统的非接触式灌装阀的结构主要包括：阀体，阀体内设置有阀腔，阀腔内设置有
阀块和阀杆，阀块将阀腔从上至下依次分隔成相互隔断的安装腔和灌装腔，阀体上设置有
与灌装腔相连通的进料口，阀杆的上端穿过阀块后与安装在阀体顶部的气缸的活塞杆固定
连接，阀杆与阀块之间相互密封，阀杆的下端固定连接有阀芯，阀杆下端的外壁上设置有密
封垫，阀体底部开设有阀口，灌装腔出口端的阀体内壁上设置有向内凸出的凸缘，气缸的活
塞杆向上缩回能驱动阀杆带动阀芯竖直向上运动，直至阀杆上的密封垫密封卡挡在阀体内
壁的凸缘上，从而使得阀口关闭；气缸的活塞杆向下伸长能驱动阀杆带动阀芯竖直向下运
动，直至阀杆上的密封垫与阀体内壁的凸缘相脱离，从而将阀口打开。
传统的非接触式灌装阀存在以下缺陷：阀杆与阀块之间的密封可靠性差，在阀杆
竖直上下运动的过程中，阀杆容易将安装腔内的细菌等微生物带入至灌装腔内，从而对灌
装腔内的物料造成污染。随着饮料品种的多样性、以及饮料酸碱度和营养特性的差异性，市
场对饮料灌装的洁净度要求越来越高，无菌灌装是降低产品货架期变质风险的重要技术手
段。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是：提供一种能实现无菌灌装的非接触式无菌灌装
阀。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：非接触式无菌灌装阀，包括：阀体，阀
体内设置有阀腔，阀腔内设置有阀块和阀杆，阀块将阀腔从上至下依次分隔成相互隔断的
安装腔和灌装腔，阀体上设置有与灌装腔相连通的进料口，阀杆的上端穿过阀块与阀体上
的驱动机构相连接，阀杆与阀块之间相互密封，阀杆的下端固定连接有阀芯，阀杆下端部的
外壁上设置有密封垫，阀体底部开设有阀口，阀口部位的阀体内壁上设置有向内凸出的凸
缘，灌装腔内设置有一段弹性波纹管，弹性波纹管套装在阀杆上，弹性波纹管的上端密封固
定在阀块底部，弹簧波纹管的下端与阀杆的外壁密封固定，驱动机构能驱动阀杆带动阀芯
竖直向下运动，直至阀杆上的密封垫密封卡挡在凸缘上，从而使得阀口关闭；驱动机构还能
驱动阀杆带动阀芯竖直向上运动，直至阀杆上的密封垫与凸缘相脱离，从而将阀口打开。
进一步地，前述的非接触式无菌灌装阀，其中，驱动机构的结构包括：安装在阀体
顶部的气缸，气缸的活塞杆与阀杆的上端固定连接，安装腔内的阀杆上套装有弹簧，弹簧的
下端压挡在固定于阀杆上的挡套上，弹簧的上端压挡在固定于安装腔内的安装座上，所述
的安装座套装在阀杆上；气缸通气后，气缸的活塞杆向上缩回能驱使阀杆克服弹簧弹力带
动阀芯竖直向上运动，直至阀杆上的密封垫与凸缘相脱离，从而将阀口打开，之后气缸排
气，弹簧的弹力能驱使阀杆带动阀芯竖直向下运动，直至阀杆上的密封垫密封卡挡在凸缘
上，从而使得阀口关闭。
更进一步地，前述的非接触式无菌灌装阀，其中，密封垫下端部的外壁为锥面，锥
面的圆周直径由下向上逐渐变大，锥面与凸缘之间形成过流间隙，阀口打开后，气缸的活塞
杆继续向上缩回能驱使阀杆继续向上运动，使得过流间隙逐渐变大，从而使得阀口流量逐
渐变大。
进一步地，前述的非接触式无菌灌装阀，其中，所述的气缸为双行程气缸。
进一步地，前述的非接触式无菌灌装阀，其中，阀体的下端固定套装有用于安装假
杯的阀座，阀口位于阀座内，阀座的内壁与阀体的外壁之间形成排液间隙，所述的排液间隙
与阀座上的出液口相连通。
进一步地，前述的非接触式无菌灌装阀，其中，进料口开设在弹性波纹管区域外侧
的阀体上。
本发明的优点是：一、结构简单，制作成本低。二、灌装腔内设置了一段弹性波纹
管，弹性波纹管的上端与阀块的底部相互密封、弹性波纹管的下端与阀杆的外壁相互密封，
弹性波纹管的设置使得与安装腔、以及阀块相接触的那一段阀杆始终与灌装腔相隔绝，这
样能有效杜绝阀杆将安装腔内的细菌等微生物带入灌装腔内，使得无菌灌装得以真正实
现，从而能大大降低产品在货架期变质的风险。
附图说明
图1是本发明所述的非接触式无菌灌装阀的结构示意图。
图2是图1中A部分的放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2所示，非接触式无菌灌装阀，包括：阀体1，阀体1内设置有阀腔，阀腔内
设置有阀块3和阀杆4，阀块3将阀腔从上至下依次分隔成相互隔断的安装腔5和灌装腔6。阀
体1上设置有与灌装腔6相连通的进料口2，阀杆4的上端穿过阀块3与阀体1上的驱动机构相
连接，阀杆4与阀块3之间相互密封，阀杆4的下端固定连接有阀芯7，阀杆4下端部的外壁上
设置有密封垫8，阀体1底部开设有阀口11，阀口11部位的阀体1的内壁上设置有向内凸出的
凸缘12。灌装腔6内设置有弹性波纹管9，弹性波纹管9套装在阀杆4上，弹性波纹管9的上端
密封固定在阀块3的底部，弹簧波纹管9的下端与阀杆4 的外壁密封固定。本实施例中，进料
口2开设在弹性波纹管9区域外侧的阀体1上，这样的目的在于：当灌装的物料内含有果粒
时，物料从进料口2中进入灌装腔6内产生的扰动能有效避免物料中的果粒积攒在弹性波纹
管9波纹状的外壁上。驱动机构能驱动阀杆4带动阀芯7竖直向下运动，直至阀杆4上的密封
垫8密封卡挡在凸缘12上，从而使得阀口11关闭。驱动机构还能驱动阀杆4带动阀芯7竖直向
上运动，直至阀杆4上的密封垫8与凸缘12相脱离，从而将阀口11打开。
本实施例中所述的驱动机构的结构包括：安装在阀体1顶部的气缸10，气缸10的活
塞杆101与阀杆4的上端固定连接，安装腔5内的阀杆4上套装有弹簧16，弹簧16的下端压挡
在固定于阀杆4上的挡套41上，弹簧16的上端压挡在固定于安装腔5内的安装座42上，所述
的安装座42套装在阀杆4上。气缸10通气后，气缸10的活塞杆101向上缩回能驱使阀杆4克服
弹簧16的弹力带动阀芯7竖直向上运动，直至阀体1上的密封垫8与凸缘12相脱离，从而将阀
口11打开，之后气缸10排气，弹簧16的弹力能驱使阀杆4带动阀芯7竖直向下运动，直至阀杆
4上的密封垫8密封卡挡在凸缘12上，从而使得阀口11关闭。本实施例中，所述的气缸10采用
双行程气缸，采用双行程气缸的目的在于：能更平稳地驱动阀杆4运动。为了便于调节阀口
11的流量，本实施例中密封垫8下端部的外壁为锥面81，锥面81的圆周直径由下向上逐渐变
大，锥面81与凸缘12之间形成过流间隙13，阀口11打开后，气缸10的活塞杆101继续向上缩
回能驱使阀杆4继续向上运动，使得过流间隙13逐渐变大，从而使得阀口11的流量逐渐变
大。另外，为了便于安装用于清洗灌装腔6以及灌装腔6内各部件的假杯，本实施例中阀体1
的下端固定套装有用于安装假杯的阀座17，阀口11位于阀座17内，阀座17的内壁与阀体1的
外壁之间形成排液间隙171，所述的排液间隙171与阀座17上的出液口172相连通。
灌装时，气缸10通气，气缸10的活塞杆101向上缩回驱使阀杆4带动阀芯11竖直向
上运动，此过程中弹簧16不断被压缩，阀杆4上的密封垫8与凸缘12相脱离后阀口11被打开，
这时经进料口2进入至灌装腔6内的物料从阀口11在阀芯7的导向下流入至所需灌装的瓶子
内。阀杆4向上运动的距离越大，过流间隙13也越大，阀口11的流量也越大，这使得灌装速度
的调节十分方便，物料灌装的可控性和灵活性也得到大大提高。实际灌装过程中，可以根据
不同物料选择不同的灌装速度。通常，在灌装易起泡的敏感物料时，可以将阀口11中的物料
流速适当调小，防止瓶内物料起泡，从而提高灌装质量。在灌装不易起泡的物料时，可以将
阀口11中物料流速适当调大，从而能大大提高灌装效率。灌装完毕后，气缸10排气，弹簧16
的弹力驱使阀杆4带动阀芯7竖直向下运动，直至阀杆4上的密封垫8密封卡挡在凸缘12上，
这样阀口11即被关闭。由于灌装腔6内设置了一段弹性波纹管9，弹性波纹管9的上端与阀块
3的底部相互密封、弹性波纹管9的下端与阀杆4的外壁相互密封，弹性波纹管9的设置使得
与安装腔5、以及阀块3相接触的那一段阀杆4始终与灌装腔6相隔绝，这样能有效杜绝阀杆4
将安装腔5内的细菌等微生物带入灌装腔6内，从而真正实现无菌灌装，大大降低了产品在
货架期变质的风险。本发明所述的非接触式无菌灌装阀适用于多种饮料灌装，尤其适用于
含果粒的饮料灌装，在灌装含有果粒的饮料过程中，随着阀杆4的上下运动，弹性波纹管9会
被拉伸或压缩，弹性波纹管9的拉伸或压缩，不仅能够防止果粒卡挡在波纹状外壁上，还能
对灌装腔6内的物料产生扰动，有效防止果粒卡挡在灌装腔内，从而辅助提高灌装效率。