CN203946879U - 卧式液料精准定量充填装置 - Google Patents

Abstract

一种卧式液料精准定量充填装置，包括储液箱、三通换向阀、定容液压缸、浮动万向连轴器、滚珠丝杆驱动机构、导向杆、伺服电机、底座和气缸，三通换向阀固定安装在底座上，三通换向阀的阀芯转动由气缸控制，储液箱的底部出料口与三通换向阀的进液口相通连；定容液压缸固定安装在三通换向阀与滚珠丝杆驱动机构之间，定容液压缸的出液端与三通换向阀的进出液口相通连，定容液压缸通过浮动万向连轴器与滚珠丝杆驱动机构连接；导向杆固定在滚珠丝杆驱动机构上，滚珠丝杆驱动机构由伺服电机驱动。本实用新型结构简单，运行可靠，灌装计量精度高，稳定性好，使用寿命长，在高度方向尺寸小，能大幅度降低灌装机的高度。

Description

卧式液料精准定量充填装置

技术领域:

本实用新型属于液体灌装技术领域，尤其涉及一种灌装机上液料精准定量的充填装置。

背景技术:

灌装机是液体灌装领域的常用设备，生产时按照灌装瓶的容量进行定量灌装。现有的定量灌装方法采用机械阀或流量计进行流量监测和控制，机械阀灌装是通过直接控制机械阀的开闭实现，空瓶进入时打开机械阀，液体灌入瓶子内，待灌满后关闭机械阀完成灌装。该灌装方法属定流量定时灌装，其缺点是灌装精度差，灌装量波动较大。另一种灌装方法是在灌装机上安装流量计，通过控制流量计确定灌装容量，当空瓶进入时打开流量计开始灌装，在液体灌入瓶中的过程中通过流量计对注入的液体进行流量检测，待达到设定流量后，流量计关闭从而结束灌装工作。该种方法精度较好，但流量计的成本较高，维护难度大，灌装效率低。

为了精确灌装和节省成本，人们研制了一种由气缸驱动液压缸的立式定容液料充填装置，灌装容量的大小是通过可调节气缸行程来实现的。这种灌装充填装置包括机架、三通换向阀、液压缸和气缸，气缸安装在机架上，液压缸的活塞杆与气缸的活塞杆直连；三通换向阀包括阀座、阀芯和阀芯切换机构，阀座固定安装在机架上，阀座上设有进液口、出液口和进出液口，阀芯设于阀座中且与阀芯切换机构传动连接，液压缸包括缸体、活塞和活塞杆，液压缸的缸体固定安装在阀座上，并与三通换向阀阀座的进出液口连通，阀座的进液口与供料装置连通，出液口与充填头连通。

这种灌装装置的工作原理是：首先由阀芯切换机构带动三通换向阀的阀芯转动，使各三通换向阀的进液口和进出液口连通，同时阀芯将出液口封闭，然后气缸带动各液压缸的活塞上升，此时供料装置中的液体物料经过三通换向阀的进液口、进出液口进入液压缸的缸体内；液压缸的活塞抽吸到预定位置时，此时液压缸中吸入的液体物料达到所要求的灌装量，然后阀芯切换机构带动阀芯转动，使三通换向阀的出液口和进出液口连通，同时将进液口封闭，然后由气缸的活塞带动液压缸的活塞杆下降，此时存于液压缸中的物料在活塞的驱动下，经对应的三通换向阀的进出液口和出液口流出，通过灌装头注入包装容器中。

这种液体灌装装置中液压缸的活塞杆是由气缸来驱动的，气缸上的活塞杆行程通过调整螺母的位置来实现变换，气缸的行程变化直接影响到液压缸的行程，从而改变了液料的充填容量。

在实际生产时，由于气源供气压力不稳定，气缸运行的行程精度低，极易造成灌装计量不准确，精度降低，不能满足高精度灌装要求。另外，当需要更换液料的充填容量时，需要手工调整气缸上的调节螺母来改变气缸的行程，且需要多次反复调整才能达到要求，这样既耽误了生产又浪费了物料，在实际生产中相当麻烦。由于液压缸的活塞杆与气缸活塞之间为刚性连接，而在安装过程中很难保证液压缸的活塞杆与气缸的活塞杆同轴共线，即使安装时能保证，使用一段时间后两者间仍会产生偏差，既增加了运行阻力，又会加速液压缸内孔的单边磨损，从而导致液体回流，直接影响灌装精度，降低液压缸的使用寿命。而且这种液体灌装机的高度方向尺寸大，灌装机整体高，搬运困难。

实用新型内容:

为了克服上述灌装装置的缺点，本实用新型提供了一种卧式液料精准定量充填装置，它结构简单，运行可靠，灌装计量精度高，稳定性好，使用寿命长，在高度方向尺寸小，能大幅度降低灌装机的高度。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种卧式液料精准定量充填装置，其特征是：包括储液箱、三通换向阀、定容液压缸、浮动万向连轴器、滚珠丝杆驱动机构、导向杆、伺服电机、底座和气缸，三通换向阀包括阀座、转动阀芯和阀芯切换连杆，阀座固定安装在底座上，在阀座上设有进液口、出液口和进出液口，转动阀芯安装在阀座中，并由气缸控制，储液箱的底部出料口与阀座上的进液口相通连；定容液压缸包括定容缸体、活塞、活塞杆和缸体固定块，定容缸体水平地固定安装在三通换向阀与缸体固定块之间，定容缸体的出液端与三通换向阀的进出液口相通连，缸体固定块固定安装在底座上，活塞固定安装在活塞杆上，活塞设置在定容缸体内，活塞杆的外露端通过浮动万向连轴器与滚珠丝杆驱动机构中的导向螺母块连接；滚珠丝杆驱动机构包括前支撑座、导向螺母块、丝杆和后支撑座，前支撑座和后支撑座间隔固定安装在底座上，丝杆的两端通过转动轴承固定安装在前支撑座和后支撑座之间，导向螺母块旋接在丝杆上，导向螺母块可自由滑动地套装在两根导向杆上，两根导向杆固定在前支撑座和后支撑座之间，两根导向杆对称分布在丝杆的两侧，导向杆与导向螺母块之间为间隙配合，丝杆由伺服电机驱动。

进一步，伺服电机固定安装在底座上，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杆固定连接。

进一步，气缸控制转动阀芯结构为，阀芯切换连杆的一端与转动阀芯固定连接，另一端与气缸的活塞杆铰连接。

进一步，两个导向杆设置在导向螺母块的对角线上。

本实用新型的灌装过程为：将待灌装液料存于储液箱中，通过控制气缸动作，气缸的活塞杆带动阀芯切换连杆转动，从而迫使转动阀芯转动换向，转动阀芯转至进液口与进出液口相通的状态，出液口处于关闭状态，此时储液箱与定容液压缸相通，根据需要灌装的容量、螺杆的螺距计算好伺服电机的转动圈数，然后使伺服电机转动，伺服电机通过联轴器带动丝杆转动，导向螺母块跟随丝杆的转动向右作直线移动，由于定容液压缸的活塞杆与导向螺母块通过浮动万向连轴器固定连接，因此储液箱内的液体被抽入定容缸体内，伺服电机转到预定圈数即抽入规定容量的物料后，伺服电机停止转动；当将定容液压缸内存有的液体压入待灌装瓶体内时，启动气缸做伸展动作，由气缸的活塞杆带动阀芯切换连杆转换转动阀芯，将转动阀芯转至进出液口与出液口相通的状态，此时进液口处于关闭的状态，即定容液压缸与出液口相通，开启伺服电机开始反转，使导向螺母块向左移动，从而推动定容液压缸的活塞杆将待灌装的液体从定容液压缸体内的液体压出，通过出料管灌入待灌装的瓶体内。实际生产时，通过控制程序设定伺服电机、三通换向阀和气缸的顺序动作要求，使定容液压缸依次完成从液料箱中抽吸液料、然后再将抽入的液料定量压入瓶体中的步骤，在此过程中三通换向阀在气缸的操控下实现换向，伺服电机的转向及转动圈数决定了灌装容量，当需要变换灌装规格时，只要重新设定伺服电机的转动圈数即可，气缸只作为控制三通换向阀的转动阀芯换向转动的动力，其行程存有一定误差不会影响灌装的计量精度，将两根导向杆对称分布在螺杆的两侧，能降低导向螺母块的滑移阻力，降低能耗，将定容液压缸的活塞杆与导向螺母块通过浮动万向连轴器相连接，能从结构上消除定容液压缸单边磨损缺陷，进一步降低运行阻力，提高灌装精度，进一步提高运行的稳定性和可靠性，能延长定容液压缸的使用寿命。采用卧式分布，能大幅度降低灌装机的高度。用伺服电机和滚珠丝杆驱动机构来定容，避免了气缸驱动所带来的气量不稳定和气缸精度低所导致的计量不准确以及精度低的缺点，而且需要调整灌装容量时，直接调整省去了人工调整螺母的繁琐工序，只需要调整伺服电机的参数就可以很方便的调整每次填充的容量，达到了可以在线调整充填计量的效果，生产方便。导向杆的设置可以确保丝杆移动时方向不会改变，导向杆套装在导向螺母块的对角线上，更好的确保丝杆水平移动。定容液压缸与滚珠丝杆驱动机构之间通过浮动万向连轴器连接，定容液压缸的活塞杆与滚珠丝杆驱动机构的导向螺母块无需平行，即便有偏差也不会导致灌装不精准，不会造成磨损，使用寿命长，减少成本。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为液压缸吸液时阀芯翻转板的状态示意图；

图3为液压缸出液时阀芯翻转板的状态示意图；

图4为阀座的结构示意图；

图5为三通换向阀的工作原理图，其中三通换向阀有两种工作状态，A为三通换向阀在液压缸吸液时的状态示意图，B为三通换向阀在液压缸出液时的状态示意图；

图中：1-储液箱；2-三通换向阀；3-定容液压缸；4-浮动万向连轴器；5-滚珠丝杆驱动机构；6-导向杆；7-伺服电机；8-底座；9-气缸；21-阀座；22-转动阀芯；23-阀芯切换连杆；24-进液口；25-出液口；26-进出液口；31-定容缸体；32-活塞；33-活塞杆；34-缸体固定块；51-前支撑座；52-导向螺母块；53-丝杆；54-后支撑座。

具体实施方式：

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方案：

一种卧式液料精准定量充填装置，如图1～图5所示，包括储液箱1、三通换向阀2、定容液压缸3、浮动万向连轴器4、滚珠丝杆驱动机构5、导向杆6、伺服电机7、底座8和气缸9，三通换向阀2由阀座21、转动阀芯22和阀芯切换连杆23组成，阀座21固定安装在底座8上，在阀座21上设有进液口24、出液口25和进出液口26，转动阀芯22安装在阀座21中，阀芯切换连杆23的一端与转动阀芯22固定连接，另一端与气缸9的活塞杆铰连接，储液箱1的底部出料口与阀座21上的进液口24相通连；定容液压缸3由定容缸体31、活塞32、活塞杆33和缸体固定块34组成，定容缸体31水平地固定安装在三通换向阀2与缸体固定块34之间，定容缸体31的出液端与三通换向阀2的进出液口26相通连，缸体固定块34固定安装在底座8上，活塞32固定安装在活塞杆33上，活塞32设置在定容缸体31内，活塞杆33的外露端通过浮动万向连轴器4与滚珠丝杆驱动机构5中的导向螺母块52连接；滚珠丝杆驱动机构5由前支撑座51、导向螺母块52、丝杆53和后支撑座54组成，前支撑座51和后支撑座54间隔固定安装在底座8上，丝杆53的两端通过转动轴承固定安装在前支撑座51和后支撑座54之间，导向螺母块52旋接在丝杆53上，导向螺母块52可自由滑动地套装在两根导向杆6上，两根导向杆6固定在前支撑座51和后支撑座54之间，两根导向杆6设置在导向螺母块52的对角线上，导向杆6与导向螺母块52之间为间隙配合，丝杆53由伺服电机7驱动，伺服电机7固定安装在底座8上，伺服电机7的输出轴通过联轴器与丝杆53固定连接。

Claims (4)

1.一种卧式液料精准定量充填装置，其特征是：包括储液箱(1)、三通换向阀(2)、定容液压缸(3)、浮动万向连轴器(4)、滚珠丝杆驱动机构(5)、导向杆(6)、伺服电机(7)、底座(8)和气缸(9)，三通换向阀(2)包括阀座(21)、转动阀芯(22)和阀芯切换连杆(23)，阀座(21)固定安装在底座(8)上，在阀座(21)上设有进液口(24)、出液口(25)和进出液口(26)，转动阀芯(22)安装在阀座(21)中，并由气缸(9)控制，储液箱(1)的底部出料口与阀座(21)上的进液口(24)相通连；定容液压缸(3)包括定容缸体(31)、活塞(32)、活塞杆(33)和缸体固定块(34)，定容缸体(31)水平地固定安装在三通换向阀(2)与缸体固定块(34)之间，定容缸体(31)的出液端与三通换向阀(2)的进出液口(26)相通连，缸体固定块(34)固定安装在底座(8)上，活塞(32)固定安装在活塞杆(33)上，活塞(32)设置在定容缸体(31)内，活塞杆(33)的外露端通过浮动万向连轴器(4)与滚珠丝杆驱动机构(5)中的导向螺母块(52)连接；滚珠丝杆驱动机构(5)包括前支撑座(51)、导向螺母块(52)、丝杆(53)和后支撑座(54)，前支撑座(51)和后支撑座(54)间隔固定安装在底座(8)上，丝杆(53)的两端通过转动轴承固定安装在前支撑座(51)和后支撑座(54)之间，导向螺母块(52)旋接在丝杆(53)上，导向螺母块(52)可自由滑动地套装在两根导向杆(6)上，两根导向杆(6)固定在前支撑座(51)和后支撑座(54)之间，两根导向杆(6)对称分布在丝杆(53)的两侧，导向杆(6)与导向螺母块(52)之间为间隙配合，丝杆(53)由伺服电机(7)驱动。

2.根据权利要求1所述卧式液料精准定量充填装置，其特征是：伺服电机(7)固定安装在底座(8)上，伺服电机(7)的输出轴通过联轴器与丝杆(53)固定连接。

3.根据权利要求1所述卧式液料精准定量充填装置，其特征是：气缸(9)控制转动阀芯(22)结构为，阀芯切换连杆(23)的一端与转动阀芯(22)固定连接，另一端与气缸(9)的活塞杆铰连接。

4.根据权利要求1所述卧式液料精准定量充填装置，其特征是：两个导向杆(6)设置在导向螺母块(52)的对角线上。