CN102951588A

CN102951588A - 一种塑管饮料料位灌装方法及装置

Info

Publication number: CN102951588A
Application number: CN2012104819732A
Authority: CN
Inventors: 刘有余; 柳昊
Original assignee: Anhui Polytechnic University
Current assignee: Anhui Polytechnic University
Priority date: 2012-11-25
Filing date: 2012-11-25
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明属于液体的贮运领域，尤其是对塑管同时进行灌注和封装，涉及一种塑管饮料全自动灌装封口工艺方法。针对现有塑管饮料包装生产率低下、工艺范围窄、食品卫生不高、维护性不佳等缺点，设计一种塑管饮料料位灌装方法及装置，采用料位压力灌装原理，灌装池、灌装阀、塑管、积液池、储液池构成密封回路，在压差作用下，饮料经灌装阀、灌嘴注入塑管，塑管内空气和余液从溢流口排出，经积液池汇集排入储液池，灌装结束时，同时关闭灌装阀的灌装口和溢流口。本发明可多规格塑管同时混装，工艺范围宽；液料回路全封闭，无溢料生产，减少了污染源；采用多工位灌装，节能高效；机构结构紧凑，成本低占地少。本发明适用于液体、半膏体饮料的塑管灌装。

Description

一种塑管饮料料位灌装方法及装置

技术领域

本发明属于液体的贮运领域，尤其是对塑管同时进行灌注和封装，涉及一种塑管饮料料位灌装方法及装置。

背景技术

液体灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机和真空灌装机。常压灌装机是在大气压力下靠液体自重进行灌装，可分为定时灌装和定容灌装两种，适用于灌装低粘度不含气体的液体；压力灌装机是在高于大气压力下进行灌装，适用于含气体的液体灌装；真空灌装机是在瓶中的压力低于大气压力下进行灌装。塑管饮料适合采用常压灌装方式。

塑管包装外形美观、经济适用、饮用方便，塑管饮料（如果冻、果汁、棒棒冰、奶制品）是一种味美价廉的消暑佳品，但曾一度由小作坊手工加工包装，卫生不过关，且效率低下，致使有些城市禁止生产销售。中国专利CN 2224837Y公开了一种棒棒冰自动生产装置，实现了自动灌装和封口，由于采用常规定容灌装原理，灌装过程中饮料瓶口有溢出液料，所述液料落到回液槽回收过程中极易产生污染，影响产品质量；中国专利CN 2284734Y公开了一种棒棒冰灌装封口机，集灌装、灭菌、封口多功能于一机，结构紧凑，操作简单；但也存在工艺范围窄问题，特别是由于计量误差等原因，常出现包装饮料存有气泡或分量不足等缺陷，灌装质量不稳定。

现有市场上使用的常规定容塑管饮料灌装机均存在生产率低下、食品卫生不高、安全性和维护性不佳等缺点；当今灌装机有多功能、高产量、安全卫生的发展趋势，有必要改进灌装原理，设计一种节能高效塑管饮料灌装方法及装置，克服已有机型的缺点。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种塑管饮料料位灌装方法及装置，通过精确控制灌装到塑管内的液面高度实现计量和灌装，实现多规格塑管可无溢料混灌装的目标。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的塑管饮料料位灌装方法，包括以下步骤：

（1）液压泵将液料从储液池经输液管泵入灌装池；

（2）所述灌装池中液料经下端连接的管道流入灌装阀，所述灌装阀开启时，所述液料经管道流入灌装口，所述灌装口深***塑管内；

（3）所述塑管管口有溢流口，所述溢流口与所述灌装口构成的灌装嘴与所述塑管管口构成密闭空间，所述塑管内空气及所述塑管灌满后的余液经所述溢流口排出所述塑管；

（4）所述空气及所述余液经管道从所述溢流口流入所述灌装阀，所述灌装阀开启时，所述空气及所述余液经管道流入积液池；

（5）所述积液池内汇集的液料经管道流回所述储液池，可循环再灌装。

本发明所述的灌装阀为双联阀，灌装过程中，灌装流道和余液回流道同时开启，灌装开始前和结束后所述灌装流道和余液回流道同时关闭。

本发明所述的灌装阀及由所述溢流口与所述灌装口构成的灌装嘴可设置多组，实现多工位灌装，所述多组灌装阀的所述余液回流道经多组管道流入积液池汇集。

本发明还提供了一种塑管饮料料位灌装装置，包括输液管、储液池、液压泵、机架、灌装池、支杆、转台、灌装阀组件、行程开关、主链轮、积液池、主轴、灌装座组件、动力电机、减速器、双联空间凸轮、灌嘴组件、导杆、振动机构；所述输液管下端***所述储液池底端，没入所述储液池液料内，所述液压泵安装在所述输液管下端，所述输液管上端固定于所述机架上，所述输液管上端出口从所述灌装池中心***，所述灌装池通过所述支杆固定于所述转台上；所述灌装阀组件固定于所述转台周缘，所述灌装阀可由固定于所述机架上的所述行程开关控制；所述转台以支杆固定连接在所述主链轮上，所述主链轮及所述积液池固定于所述主轴上，所述主轴由所述灌装座组件支撑，所述动力电机带动所述减速器，所述减速器通过链传动带动所述主轴旋转；所述双联空间凸轮固定于所述机架，所述灌嘴组件由所述导杆带动与所述主链轮同步转动，在垂直方向由所述双联空间凸轮的轮廓控制上下移动；所述振动机构安装在所述机架上，敲击振动塑管底部。

本发明所述的塑管饮料料位灌装装置还可以包括过滤器、保温塑门；所述过滤器安装在所述输液管入口处，所述保温塑门通过滑槽安装在所述机架上，可以开闭，所述底座用来支撑和固定所述机架、所述灌装座组件、所述动力电机、所述减速器和所述储液池。

本发明的有益效果是：采用料位压力灌装原理，可多规格塑管同时混装，工艺范围宽；液料回路全封闭，无溢料生产，减少了污染源；采用多工位灌装，节能高效；机构结构紧凑，成本低占地少。本发明适用于液体、半膏体饮料的塑管灌装。

附图说明

图1为本发明灌装原理回路图；

图2为本发明灌装结构总图；

图3为本发明灌嘴组件图；

图4为本发明灌装阀组件图；

图5为本发明灌装座组件图。

其中：101-塑管，102-灌装口，103-灌装阀，104-灌装池，105-输液管，106-溢流口，107-积液池，108-汇集管，109-液压泵，110-过滤器，111-储液池, 201-动力电机，202-减速器，203-灌装座组件，204-主轴，205-主链轮，206-底座，207-机架，208-振动机构，209-双联空间凸轮，210-灌嘴组件，211-行程开关，212-灌装阀组件，213-保温塑门，214-支杆，215-转台，216-导杆，217-支杆，218-管接头，301-灌嘴座，302-灌装口，303-溢流口，304-灌嘴体，305-灌嘴芯，306-管托，307-传输滚子链，401-溢流口(下)，402-灌装口(下)，403-阀心，404-密封圈，405-控制开关，406-旋柄，407-灌装口(上)，408-溢流口(上)，409-阀体，501-尾座，502-回料口，503-小链轮，504-向心球轴承，505-灌装座，506-推力球轴承，507-向心球轴承，508-套筒，509-机架套件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参见附图1，一种塑管饮料料位灌装方法实施步骤为：

（1）液压泵109将液料从储液池111经输液管105泵入灌装池104，过滤器110滤去大颗粒固态果渣，以免堵塞后续灌装管道；

（2）为实现多工位灌装，灌装池104中液料经下端连接的多组软管分别流入相应灌装阀103，当相应灌装阀103开启时，液料经相应软管流入相应灌装口102，相应灌装口102深***相应塑管101内，从相应塑管101底部往上部灌装；

（3）相应塑管101管口有相应溢流口106，相应溢流口106与相应灌装口102构成的相应灌装嘴与相应塑管101管口构成密闭空间，相应塑管101内空气及相应塑管101灌满后的余液经相应溢流口106排出相应塑管101；

（4）空气及余液经相应软管从相应溢流口106流入相应灌装阀103，灌装阀103为双联阀，灌装过程中，相应灌装流道和相应余液回流道同时开启，空气及余液经相应软管流入积液池107，灌装开始前和结束后灌装流道和余液回流道同时关闭，相应溢流口106与相应灌装口102内的液料在上部真空作用下不外流；

（5）积液池107内汇集的液料经软管流回储液池111，可循环再灌装。

参见附图2，一种塑管饮料料位灌装装置，包括输液管105、储液池111、液压泵109、机架207、灌装池104、支杆214、转台215、灌装阀组件212、行程开关211、主链轮205、积液池107、主轴204、灌装座组件203、动力电机201、减速器202、双联空间凸轮209、灌嘴组件210、导杆216、振动机构208；输液管105下端***储液池111底端，没入储液池111液料内，液压泵109安装在输液管105下端，输液管105上端固定于机架207上，输液管105上端出口从灌装池104中心***，灌装池104通过支杆214固定于转台215上；灌装阀组件212固定于转台215周缘，灌装阀组件212可由固定于机架207上的行程开关211控制；转台215以支杆固定连接在主链轮205上，主链轮205及积液池107固定于主轴204上，主轴204由灌装座组件203支撑，动力电机201带动减速器202，减速器202通过链传动带动主轴204旋转；双联空间凸轮209固定于机架207，灌嘴组件210由导杆216带动与主链轮205同步转动，在垂直方向由双联空间凸轮209的轮廓控制上下移动；振动机构208安装在机架207上，敲击振动塑管101底部。

参见附图2，本发明的塑管饮料料位灌装装置还包括过滤器110、保温塑门213；过滤器110安装在输液管105入口处，保温塑门213通过滑槽安装在机架207上，可以开闭，底座用来支撑和固定机架207、灌装座组件203、动力电机201、减速器202和储液池111。

参见附图3和附图2，本发明的灌嘴组件210的所述灌嘴由灌嘴芯305和灌嘴体304构成，分别以密封螺纹和螺钉连接在灌嘴座301上；灌嘴芯305内孔直径为3.5mm，灌嘴芯305与灌嘴体304间环形通流间隙为1.5mm，可满足最小通流面积要求；平面内，主链轮205带动导杆216转动，进而带动灌嘴座301绕主链轮205中心运转；垂直方向上，双联空间凸轮209（固定在机架207上）控制灌嘴座301升降位移；附图3为所述灌嘴降至最低位置，***管托306上塑管101内，依靠塑管材料的弹塑性与灌嘴体304锥度（10°）紧密配合；此时开启灌装阀103，饮料从灌装口302经灌嘴芯305注入塑管101内，同时塑管101内空气及余液从灌嘴体304与灌嘴芯305间环形通流间隙排出，并经由溢流口303、灌装阀103排入积液池107。

参见附图4和附图1，本发明的灌装阀组件212的阀芯403由旋柄406带动可绕阀体409转动，阀芯403径向有2个平行孔，转动阀芯403，可将灌装口(上) 407与灌装口(下) 402、溢流口(上) 408与溢流口(下) 401同时连通或关闭；转台215带动灌装阀组件212转动，当该工位无塑管101时，***指令电磁控制开关405的挡铁缩进，阀芯403不转动，灌装阀103关闭，此时不灌装；当该工位有塑管101时，电磁控制开关405挡铁伸出，阀芯403转动一角度以使灌装阀103同时连通灌装口(上) 407与灌装口(下) 402、溢流口(上) 408与溢流口(下) 401，开始灌装。当转台215带动灌装阀组件212转至升灌嘴工序，固定挡铁使阀芯403反向转动一角度，关闭灌装阀103。

参见附图5和附图2，本发明的灌装座组件203支承灌装池104、积液池107、灌装阀组件212，同时确保机构动力传递和溢流料回流。灌装池104、积液池107、灌装阀组件212的重力落到主链轮205，通过套筒508传递到灌装座505上，最终全部重力落在机架套件509上；动力电机201动力经减速器202带动小链轮503转动，主轴204通过2个向心球轴承507支承在灌装座505中，由小链轮503带动转动；积液池107上盖有40个接头218，接受灌装阀103上溢流口回料，所述回料经主轴204内孔、尾座501和回料口502流回储液池111；主轴204承受的径向力及力矩由向心球轴承504和向心球轴承507传递到灌装座505上，轴向力由推力球轴承506传递到灌装座505上。

Claims

1.一种塑管饮料料位灌装方法，其特征在于：

（1）液压泵将液料从储液池经输液管泵入灌装池；

2.根据权利要求1所述的灌装阀，其特征在于：采用双联阀，灌装过程中，灌装流道和余液回流道同时开启，灌装开始前和结束后所述灌装流道和余液回流道同时关闭。

3.根据权利要求1所述的灌装阀及由所述溢流口与所述灌装口构成的灌装嘴，其特征在于：可设置为多组，实现多工位灌装，所述多组灌装阀的所述余液回流道经多组管道流入积液池汇集。

4.一种塑管饮料料位灌装装置，包括输液管、储液池、液压泵、机架、灌装池、支杆、转台、灌装阀组件、行程开关、主链轮、积液池、主轴、灌装座组件、动力电机、减速器、双联空间凸轮、灌嘴组件、导杆、振动机构，其特征在于：所述输液管下端***所述储液池底端，没入所述储液池液料内，所述液压泵安装在所述输液管下端，所述输液管上端固定于所述机架上，所述输液管上端出口从所述灌装池中心***，所述灌装池通过所述支杆固定于所述转台上；所述灌装阀组件固定于所述转台周缘，所述灌装阀可由固定于所述机架上的所述行程开关控制；所述转台以支杆固定连接在所述主链轮上，所述主链轮及所述积液池固定于所述主轴上，所述主轴由所述灌装座组件支撑，所述动力电机带动所述减速器，所述减速器通过链传动带动所述主轴旋转；所述双联空间凸轮固定于所述机架，所述灌嘴组件由所述导杆带动与所述主链轮同步转动，在垂直方向由所述双联空间凸轮的轮廓控制上下移动；所述振动机构安装在所述机架上，敲击振动塑管底部。

5.根据权利要求4所述的塑管饮料料位灌装装置，还可以包括过滤器、保温塑门，其特征在于：所述过滤器安装在所述输液管入口处，所述保温塑门通过滑槽安装在所述机架上，可以开闭，所述底座用来支撑和固定所述机架、所述灌装座组件、所述动力电机、所述减速器和所述储液池。