CN113859604A - 一种定量灌装***及其灌装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量灌装***及其灌装方法，属于自动包装领域。包括料箱、下料组件和压力组件。其中，料箱为封闭的腔体，适于盛放料液；多个下料组件设置在所述料箱的底部；压力组件包括气源，用于连通所述气源与料箱的气路，设置在所述料箱上、并与气路相连通的泄压阀，以及装配在所述料箱内部的稳压传感器。本发明通过压力组件控制料箱内压力稳定，以保证各个灌装头的流速一致，且灌装精度达标。当需要充气时，压力表会提供信号给压力源提供气压，当罐内压力达标后，停止加气，并且有稳压计控制，多加的压力会自动排出，保证其稳定，使得灌装精度高。

Description

一种定量灌装***及其灌装方法

技术领域

本发明属于自动包装领域，尤其是一种定量灌装***及其灌装方法。

背景技术

目前包装线生产越来越趋于自动化，市场竞争激烈，对于产品的质量的重要性更是不言而喻，液体灌装的剂量也是其中最重要的一项指标，尤其是针对一些温度较高、粘度较高物料灌装。

在日常包装公司生产产品时遇到不同特性的物料，都是用同一种机器的灌装***，由于灌装***的一些弊端，比如一些通过称重方式来灌装的机器，由于包材的重量有偏差，灌装过程中液体流入瓶内带来的重量跳到已经处于空中的物料，以及称重传感器的反应时间和精度等级等因素，会造成灌装的物料和实际预设的重量有偏差，并且存在很多不可控的因素，同样采用活塞的方式进行打料的也会由于缸内的实际误差和长期工作后带来的积累误差，引起阶段性的剂量问题，

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明提供一种定量灌装***及其灌装方法，以解决背景技术所涉及的问题。

本发明提供一种定量灌装***及其灌装方法，包括：

料箱，为封闭的腔体，适于盛放料液；

多个下料组件，设置在所述料箱的底部；

压力组件，包括气源，用于连通所述气源与料箱的气路，设置在所述料箱上、并与气路相连通的泄压阀，以及装配在所述料箱内部的稳压传感器；

其中，当料箱内的压力大于预设值时，所述泄压阀进行泄压，直到料罐内的压力和预设压力持平；料箱内的压力小于或等于预设值时，所述稳压传感器监测料箱内压力，并传导信号至气源，控制气源的输入，以达到料箱内压力的稳定。

优选地或可选地，所述下料嘴包括：竖直安装在所述料箱底部的质量流量计，与所述质量流量计相连接、采用内堵式气缸拉伸金属密封形式的下料嘴。

优选地或可选地，所述下料嘴包括：竖直安装的下料管，设置在所述下料管底部的喷嘴，设置在所述下料管内、适于推动料液相下运动的推动件，以及用于连接所述下料管与所述质量流量计相连通的连接管道。

优选地或可选地，所述质量流量计和料箱之间、所述质量流量计和连接管道之间、所述连接管道与下料管之间均采用金属密封进行连接；

所述金属密封包括：第一管道连接部、第二管道连接部、金属密封片和卡箍；其中，所述金属密封片为环形，并设置在所述第一管道连接部和第二管道连接部之间；卡箍设置在所述第一管道连接部和第二管道连接部的外部，以提高第一管道连接部、第二管道连接部与金属密封片之间的贴合程度。

优选地或可选地，所述料箱顶部设置有进料口。

优选地或可选地，所述气路由气源端至料箱端上依次串联有储气罐、多个空气过滤器和调压阀。

优选地或可选地，所述料箱内的顶部配备有高、中、低三个液位控制器，适于检测料液的液位。

优选地或可选地，在所述料箱顶部设置有多个自动清洗用的喷嘴。

本发明还提供一种基于所述的定量灌装***的灌装方法，所述方法包括：

气路经过多个空气过滤器过滤后，得到的纯净的压缩空气，纯净的压缩空气经过泄压阀后加入料箱；

根据料液的粘稠度，预设泄压阀的泄压预设值时；当料箱内的压力大于预设值时，所述泄压阀进行泄压，直到料罐内的压力和预设压力持平；

当料箱内的压力小于或等于预设值时，料液通过进料口密封进入料箱，同时通过液位控制器的高低液位用来控制上下限位；

同时，所述稳压传感器监测料箱内压力，并传导信号至气源，控制气源的输入，以达到料箱内压力的稳定。

本发明涉及一种定量灌装***及其灌装方法，相较于现有技术，具有如下有益效果：

1、通过压力组件控制料箱内压力稳定，以保证各个灌装头的流速一致，且灌装精度达标。当需要充气时，压力表会提供信号给压力源提供气压，当罐内压力达标后，停止加气，并且有稳压计控制，多加的压力会自动排出，保证其稳定，使得灌装精度高。

2、将质量流量计的安装方式选用立式，以保证通过的料液满灌于流量计内，从而保证流量计能够准确的计算出通过的流量多少，可以做二重剂量保护，进一步提高灌装精度。

3、将下料嘴的设计为内堵式气缸拉伸金属密封形式，这种形式的下料嘴小巧轻盈，便于拆卸，气缸采用进口快速气缸，以保证到达灌装剂量的时候能够迅速发出指令实现开启和关闭，由于正常工作中灌装的频率较高。

4、下料嘴采用通体快装式金属密封连接，物料接触部分没有一处螺纹连接，避免了卫生死角，避免了以往采用塑胶、密封圈等形式密封，不会存在因为使用时间久了滴漏现象；另外，堵头前端采用凹面尖角式，遇到粘度大的物料可以在灌装结束后快速截断物料，以免造成拉丝现象，造成剂量不准、污染包材等现象。

5、通过在气路上设置储气罐、多个空气过滤器和调压阀；储气罐、调压阀能够起到稳压的作用，且压缩空气是经过多个空气过滤器过滤后，保证了物料的不受污染。

6、料箱上方配备高、中、低三个液位检测开关，当物料低于低位开关的液位时，物料通过进料口进料，及时进料顺畅；另外，由于液位的高度对料箱内的压力有较大影响，通过测量液位变化，合理调整料箱内的压力变化。

7、料箱上方设置有自动清洗***，实现灌装***的自动清洗，实现了在线的清洗功能，实现在线换产，提高工作效率的效果。

综上，发明的通过自流形式灌装，由上端进料直接进入包材内，通过流量计形式保证经过的料液稳定，解决了很多其他灌装方式造成的剂量问题，且结构简单，适用范围广(可用于粘稠、稀释等物料)便于清洗，卫生等级高等优点，安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中料箱的结构示意图。

图3是本发明的下料嘴结构示意图。

图4是本发明的下料嘴截面示意图。

图5是本发明的金属密封结构的局部放大图。

附图标记为：料箱110、进料口120、液位控制器130；

下料组件200、质量流量计210、下料嘴220、下料管221、喷嘴222、推动件223、气缸223a、拉杆223b、堵头223c、连接管道230、安装凹槽240、第一管道连接部250、第二管道连接部260、金属密封片270、限位凸起271、卡箍280；

压力组件300、气源310、气路320、泄压阀330、储气罐340、空气过滤器350、调压阀360、排污口370；

喷头400。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

参阅附图1至2，一种定量灌装***及其灌装方法，包括：料箱110、下料组件200、压力组件300和自动清洗***。

所述料箱110为封闭的腔体，在本实施例中，所述料箱110为胶囊式密封料箱110，所述料箱110定制为可承载3kg压力的压力容器料箱110，适于盛放料液。当然对于本领域技术人员而言，所述料箱110还可以为其它形状。所述料箱110顶部设置有进料口120，实现自动上料。所述料箱110内的顶部配备有高、中、低三个液位控制器130，适于检测料液的液位。当工作时，罐上方配备高、中、低三个液位检测开关，当物料低于低位开关的液位时，物料通过进料口120进料，同时打开泄压阀330，保证罐内压力和外界大气压一致，保证进料顺畅，当液位到达高液位时，物位开关给出信号源给客户泵停止进料，正常灌装流动性好的物料时，通过液位高度压力自流下来便可。

在所述料箱110的底部设置有多个下料组件200；参阅附图3至4，所述下料组件200包括：竖直安装在所述料箱110底部的质量流量计210，与所述质量流量计210相连接、采用内堵式气缸223a拉伸金属密封形式的下料嘴220。其中，将质量流量计210的安装方式选用立式，以保证通过的料液满灌于流量计内，从而保证流量计能够准确的计算出通过的流量多少，进一步提高灌装精度。

所述下料嘴220包括：竖直安装的下料管221，设置在所述下料管221底部的喷嘴222，设置在所述下料管221内、适于推动料液相下运动的推动件223，以及用于连接所述下料管221与所述质量流量计210相连通的连接管道230。所述推动件223可以为气缸223a驱动的拉杆223b和堵头223c，将下料嘴220的设计为内堵式气缸223a拉伸金属密封形式，这种形式的下料嘴220小巧轻盈，便于拆卸，气缸223a采用进口快速气缸223a，以保证到达灌装剂量的时候能够迅速发出指令实现开启和关闭，由于正常工作中灌装的频率较高，下料嘴220内的拉杆223b、堵头223c等使用频率较高的零件采用316Ti材质，具有良好的耐腐性能、较好的焊接性能、以保证在工作时不会变形、损坏。

其中，所述质量流量计210和料箱110之间、所述质量流量计210和连接管道230之间、所述连接管道230与下料管221之间均采用金属密封进行连接。参阅附图3，以连接管道230与下料管221之间为例，参阅附图5，所述金属密封包括：连接管、安装凹槽240、第一管道连接部250、第二管道连接部260、金属密封片270和卡箍280；在所述第一管道连接部250的上端面上设置有一个周向的安装凹槽240，所述安装凹槽240与连接管的形状和尺寸相适应，所述连接管插接与所述第一管道内部，形成一个整体。然后在所述第一管道连接部250和第二管道连接部260之间设置有环形的金属密封片270，所述金属密封片270的两侧设置均设置有环形限位凸起271，所述限位凸起271分别卡设在第一管道连接部250和第二管道连接部260内；所述第一管道连接部250和第二管道连接组合形成一个环形凸起，卡箍280设置在所述第一管道连接部250和第二管道连接部260的外部，卡箍280的截面为“凵”形，且两侧面向外倾斜，使得两侧面分别与第一管道连接部250和第二管道连接部260相抵，通过调节卡箍280的松紧度，可提高第一管道连接部250、第二管道连接部260与金属密封片270之间的贴合程度。由于下料嘴220采用通体快装式金属密封连接，物料接触部分没有一处螺纹连接，避免了卫生死角，避免了以往采用塑胶、密封圈等形式密封，不会存在因为使用时间久了滴漏现象；另外，堵头223c前端采用凹面尖角式，遇到粘度大的物料可以在灌装结束后快速截断物料，以免造成拉丝现象，造成剂量不准、污染包材等现象。

当遇到粘度比较大的物料以往会通过搅拌或者活塞打料的方式，不过此类方式比较繁琐，清洗复杂，容易有死角。本实施例中的料箱110上设置有压力组件300，给予料箱110适当的压缩空气，以达到顺利灌装的目的。

其中，所述压力组件300包括气源310，用于连通所述气源310与料箱110的气路320，设置在所述料箱110上、并与气路320相连通的泄压阀330，以及装配在所述料箱110内部的稳压传感器；其中，当料箱110内的压力大于预设值时，所述泄压阀330进行泄压，直到料罐内的压力和预设压力持平；料箱110内的压力小于或等于预设值时，所述稳压传感器监测料箱110内压力，并传导信号至气源310，控制气源310的输入，以达到料箱110内压力的稳定；并且当罐内压力达标后，停止加气，并且有稳压计控制，多加的压力会自动排出，保证其稳定，使得灌装精度高。

所述气路320由气源310端至料箱110端上依次串联有储气罐340、多个空气过滤器350和调压阀360。储气罐340、调压阀360能够起到稳压的作用，压缩空气会首先进入储气罐340内，以满足设备所需求的气量以免造成缺气现象，储气罐340上配有压力表、安全阀门等安全措施，在所述空气过滤器350和储气罐340底部设置有排污口370，用于排除净化空气所产生的污渍。气路320经过空气过滤器350两级(0.45umm、0.22um)过滤后，得到的纯净的压缩空气，随着纯净的压缩空气经过泄压阀330后进入料箱110，保证了物料的不受污染。

再进一步实施例中，在所述料箱110顶部设置有多个自动清洗用的喷头400，所述喷头400与清水箱相连接，在完成灌装工作后，实现灌装***的自动清洗，实现了在线的清洗功能，实现在线换产，提高工作效率的效果。

为了方便理解定量灌装***及其灌装方法的技术方案，对其工作原理做出简要说明：压缩空气会首先进入储气罐340内，然后经过空气过滤器350两级(0.45umm、0.22um)过滤后，得到的纯净的压缩空气，随着纯净的压缩空气经过泄压阀330后进入料箱110，保证了物料的不受污染。此时，泄压阀330上有可调节的刻度，可以控制进入料罐的压力大小，当料液比较粘稠时候，可以加大压力的数值，最大不能超过0.3MPa，当超过预设压力后，泄压阀330内的弹簧被顶开，进行泄压，直到料罐内的压力和预设压力持平；正常工作时，料液从进料管进料到料罐当中，三个液位控制器130的高低液位用来控制上下限位，当料液在增加、减少的过程中，料罐内的压力也是变化的，此时，料罐上配有稳压传感器监测其内压力，并会由其传导信号给气源310，控制气源310的输入，以达到罐内稳定的气源310压力，这样一套稳定的压力***就完整了。在压力作用下，料液基本保持较高的流速，均匀、稳定的满灌于质量流量计210内，并通过质量流量计210做二重剂量保护，进一步控制料液的剂量，并通过下料嘴220由上端进料直接进入包材内，完成灌装过程。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (9)

1.一种定量灌装***，其特征在于，包括：

料箱，为封闭的腔体，适于盛放料液；

多个下料组件，设置在所述料箱的底部；

压力组件，包括气源，用于连通所述气源与料箱的气路，设置在所述料箱上、并与气路相连通的泄压阀，以及装配在所述料箱内部的稳压传感器；

其中，当料箱内的压力大于预设值时，所述泄压阀进行泄压，直到料罐内的压力和预设压力持平；料箱内的压力小于或等于预设值时，所述稳压传感器监测料箱内压力，并传导信号至气源，控制气源的输入，以达到料箱内压力的稳定。

2.根据权利要求1所述的定量灌装***，其特征在于，所述下料组件包括：竖直安装在所述料箱底部的质量流量计，与所述质量流量计相连接、采用内堵式气缸拉伸金属密封形式的下料嘴。

3.根据权利要求2所述的定量灌装***，其特征在于，所述下料嘴包括：竖直安装的下料管，设置在所述下料管底部的喷嘴，设置在所述下料管内、适于推动料液相下运动的推动件，以及用于连接所述下料管与所述质量流量计相连通的连接管道。

4.根据权利要求3所述的定量灌装***，其特征在于，所述质量流量计和料箱之间、所述质量流量计和连接管道之间、所述连接管道与下料管之间均采用金属密封进行连接；

所述金属密封包括：第一管道连接部、第二管道连接部、金属密封片和卡箍；其中，所述金属密封片为环形，并设置在所述第一管道连接部和第二管道连接部之间；卡箍设置在所述第一管道连接部和第二管道连接部的外部，以提高第一管道连接部、第二管道连接部与金属密封片之间的贴合程度。

5.根据权利要求1所述的定量灌装***，其特征在于，所述料箱顶部设置有进料口。

6.根据权利要求1所述的定量灌装***，其特征在于，所述气路由气源端至料箱端上依次串联有储气罐、多个空气过滤器和调压阀。

7.根据权利要求1所述的定量灌装***，其特征在于，所述料箱内的顶部配备有高、中、低三个液位控制器，适于检测料液的液位。

8.根据权利要求1所述的定量灌装***，其特征在于，在所述料箱顶部设置有多个自动清洗用的喷嘴。

9.一种基于权利要求1至8任一项所述的定量灌装***的灌装方法，其特征在于，所述方法包括：

气路经过多个空气过滤器过滤后，得到的纯净的压缩空气，纯净的压缩空气经过泄压阀后加入料箱；

根据料液的粘稠度，预设泄压阀的泄压预设值时；当料箱内的压力大于预设值时，所述泄压阀进行泄压，直到料罐内的压力和预设压力持平；

当料箱内的压力小于或等于预设值时，料液通过进料口密封进入料箱，同时通过液位控制器的高低液位用来控制上下限位；

同时，所述稳压传感器监测料箱内压力，并传导信号至气源，控制气源的输入，以达到料箱内压力的稳定。

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