TWI607953B

TWI607953B - 注料裝置

Info

Publication number: TWI607953B
Application number: TW105133120A
Authority: TW
Inventors: 莊清淵; 陳暐叡
Original assignee: 常珅機械股份有限公司
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2017-12-11
Also published as: TW201813912A

Description

注料裝置

本發明涉及一種抽取液體後灌注的裝置，尤其涉及一種抽取液體例如飲料後進行注料的注料裝置。

現有抽取液體後灌注的裝置，例如抽水唧筒，是在唧筒的內部設有活塞，利用活塞的往復動作，達到將外部環境的液體吸取進入唧筒之後，再將唧筒內的液體向他處輸出的效果。

前述一般的抽水唧筒雖然可以達到抽取液體後在他處進行灌注的效果，但由於唧筒本身設計用於抽取液體以及輸出液體時，就缺乏精確抽取或輸出的設計，例如液體被抽取進入唧筒後，由於缺乏阻斷液體再度進入唧筒中的密封構造，因此使得現有的抽水唧筒在使用時，除了無法精確地抽取特定需求的液體存量，也無法精確地將液體輸出。

由於現有抽水唧筒的構造具有無法吸取精確流量的液體以及無法輸出精確流量液體的缺點，當將其運用在將飲料注入製罐的加工過程時，特別容易在飲料罐內填裝過多的飲料或過少的飲料，如此一來就無法保證飲料裝罐的品質，因此需要加以改進。

由於現有的抽水唧筒不具有精確地抽取一定流量的液體後，再將該些液體精確地輸出的功能。為此，本發明在本體構造設有擇一開啟的入料孔以及出料孔，可達到抽取液體例如飲料後，即阻斷抽取的管路並能將吸入的飲料往外灌注的效果，再加上相對滑動的構造之間的軟硬配合，達到無需密封環即有密封效果的功效，提升吸、注料的精密度。

為達到上述創作目的，本發明提供一種注料裝置，包括：一本體構造，設有一底座，該底座是金屬塊體，在該底座垂直貫穿一直孔，在該直孔與該底座的外周面之間貫穿一入料孔，在該直孔的底端設有一封蓋，在該封蓋的偏心位置貫穿一出料孔，在該直孔頂端的周圍朝上伸設一注料管，該注料管是金屬管體且內部形成一活塞孔，在該注料管的一側貫穿一導引溝；一閥門構造，在該底座的直孔內以可旋轉的形態設有一控制閥，該控制閥是塑膠的殼體，該控制閥的熱膨脹率小於2.5(10^-5/℃)，該控制閥設有一圓形的底板，該底板抵靠在該封蓋，在該底板周圍的偏心位置貫穿一底孔，該底孔的位置與該出料孔的位置呈旋轉地錯開，在該底板的周緣朝上伸設一圓管狀的側板，該側板的外周面抵靠在該直孔的壁面，該側板內周面的直徑大小大於或等於該注料管內周面的直徑大小，在該側板的一側貫穿一側孔，該側孔與該入料孔相通；在該注料管內的頂部固定一導引件，該導引件是塑膠塊體並且在中間垂直貫穿一旋轉穿孔，在該活塞孔的中央穿置一轉桿，該轉桿是金屬圓直桿體，該轉桿的頂部以可旋轉的形態穿置在該旋轉穿孔，該轉桿的底端結合在該控制閥的底板中央；以及一活塞構造，是在該活塞孔內以可滑動的形態設有一活塞，該活塞是塑膠的圓柱體且其底部嵌設在該控制閥內，該活塞的熱膨脹率小於2.5(10^-5/℃)，在該活塞的中心沿軸向上下貫穿一轉軸穿孔，該轉軸穿孔套設在該轉桿的周圍，在該活塞的周圍結合一活塞桿，該活塞桿穿出該導引溝。

進一步，本發明在該轉桿低於該導引件的周圍位置形成一環狀的彈簧座，在該彈簧座與該導引件之間抵靠設有一彈簧。

更進一步，本發明在所述的注料管內周面的頂端凹設一C形扣嵌溝，在該C形扣嵌溝嵌設一C形扣，所述的導引件是嵌設在該注料管的頂部，該導引件抵靠在該C形扣的底緣定位，所述的旋轉穿孔的底部擴大形成一彈簧槽，所述彈簧的頂端抵靠在該彈簧槽。

進一步，本發明在所述控制閥的底板中央穿設一非圓形的插孔，對應該插孔的形狀，在該轉桿的底端面中間朝下凸設一插塊，以該插塊***該控制閥的插孔內結合。

進一步，本發明在所述直孔的頂部形成一插孔部，該插孔部的直徑大於該直孔的中間部位的直徑，所述控制閥是設於該直孔的中間部位內，所述注料管的底端***該插孔部內焊接固定。

進一步，本發明在所述直孔的底部形成一底孔部，該底孔部的直徑大於該直孔的中間部位的直徑，該底孔部是螺孔，在該底孔部周圍的一側形成一定位凹部；所述封蓋是嵌設在該底孔部的頂端，在該封蓋的周面凸設一定位凸點，該定位凸點嵌入該定位凹部定位，在該底孔部螺合一環狀的封蓋固定件，該封蓋固定件緊迫該封蓋的周緣固定。

較佳的，本發明所述的活塞的長度尺寸大於該活塞的直徑尺寸的兩倍以上。

較佳的，本發明所述的側孔的底緣與該底板的頂面相切。

更進一步，本發明所述的導引溝是延伸方向與所述的注料管軸向同向的直線長溝；在所述的活塞頂部的一側凹設一滑塊嵌槽，在該滑塊嵌槽的內面穿設一活塞桿螺孔，在該滑塊嵌槽嵌設一滑塊，該滑塊是塑膠塊體並且部分凸出該滑塊嵌槽並嵌入該導引溝，該滑塊可沿著該滑塊嵌槽直線滑動，對應該活塞桿螺孔的位置，在該滑塊貫穿設有一滑塊穿孔，所述的活塞桿在中間形成一階級部，在該活塞桿的一端形成一螺桿部，該活塞桿位於該螺桿部與該階級部之間的部分穿過該滑塊穿孔，將該螺桿部螺鎖在該活塞桿螺孔，並以該階級部緊迫該滑塊固定。

本發明使用時，是先抽吸液體例如飲料進入該注料筒內部後，再將內部的飲料向外輸出用於注料，當欲將液體抽入該注料筒的內部時，是以該活塞桿拉動該活塞向上，此時該活塞孔內會產生負壓力，加上這時該封蓋上的出料孔被該控制閥的底板封閉，僅有該入料孔開啟，因此外部的飲料能僅由該入料孔通過該控制閥側旁的側孔吸入該該注料筒內的控制閥以及該活塞孔內。接著轉動該轉桿，帶動該控制閥旋轉至其底部的底孔與該封蓋的出料孔重合的角度，並同時以該側板封閉該底座周圍的入料孔，接著拉動該活塞向下，即可將該活塞孔與該控制閥內的飲料擠出該底座底部的出料孔而向外輸出注料。

本發明的功效在於，吸取飲料進入該注料筒的內部時，僅能由該入料口吸取飲料進入該注料筒的內部，當反向推動活塞時，能以該控制閥旋轉的方式阻斷該入料口同時將該出料孔開啟，加上該出料孔在該活塞的前進方向上，能確實將該注料筒內的飲料完全擠出，過程中不會有多餘的飲料由被阻斷的入料孔流入，也不會有飲料由該入料孔向外回流，因此使用本發明，能以精確的流量吸入飲料後，再以精確的流量將飲料向外輸出，適合使用於將飲料注料填裝在飲料罐中，可達到飲料罐填充飲料的誤差標準。

再者，由於本發明滑動的活塞是塑膠的構造，當該活塞與金屬的注料管以及金屬的轉桿的表面接觸時，能以相對具有彈性的塑膠構造與金屬的硬質構造接觸，使本發明無需設有密封墊圈，即有物體之間相對滑動時能密封的效果，可防止本發明漏液，提升吸入、輸出流量精確的效果。

10‧‧‧本體構造

11‧‧‧注料筒

111‧‧‧底座

1111‧‧‧直孔

1112‧‧‧插孔部

1113‧‧‧底孔部

1114‧‧‧定位凹部

1115‧‧‧入料孔

112‧‧‧注料管

1121‧‧‧C形扣嵌溝

1122‧‧‧導引溝

1123‧‧‧活塞孔

12‧‧‧封蓋

121‧‧‧定位凸點

122‧‧‧出料孔

13‧‧‧封蓋固定件

131‧‧‧封蓋螺紋

132‧‧‧鎖合凹部

20‧‧‧閥門構造

21‧‧‧控制閥

211‧‧‧底板

2111‧‧‧底孔

2112‧‧‧插孔

212‧‧‧側板

2121‧‧‧側孔

22‧‧‧導引件

221‧‧‧C形扣

222‧‧‧旋轉穿孔

2221‧‧‧彈簧槽

23‧‧‧轉桿

231‧‧‧插塊

232‧‧‧彈簧座

233‧‧‧彈簧

30‧‧‧活塞構造

31‧‧‧活塞

311‧‧‧轉軸穿孔

312‧‧‧滑塊嵌槽

313‧‧‧活塞桿螺孔

32‧‧‧滑塊

321‧‧‧滑塊穿孔

33‧‧‧活塞桿

331‧‧‧階級部

332‧‧‧螺桿部

圖1是本發明較佳實施例的分解圖。

圖2是本發明較佳實施例部分放大的分解圖。

圖3是本發明較佳實施例的立體圖。

圖4是本發明較佳實施例的剖面圖。

圖5是本發明較佳實施例抽料的實施動作示意圖。

圖6是本發明較佳實施例注料的實施動作示意圖。

為能詳細瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如下。

如圖1至圖4所示的較佳實施例，本發明提供一種注料裝置，包括一本體構造10、一穿置於該本體構造10內部的閥門構造20，以及一滑動設於該本體構造10與該閥門構造20之間的活塞構造30，其中：該本體構造10設有一豎直設置的注料筒11、一結合在該注料筒11底部的封蓋12，以及結合在該注料筒11底部並固定該封蓋12的封蓋固定件13，其中：該注料筒11是金屬的構造並包括一底座111以及一由該底座111向上延伸的注料管112，該底座111是金屬的塊體，如本較佳實施例中該底座111是金屬塊體，在該底座111的中間垂直貫穿一直孔1111，該直孔1111是圓孔並且在頂部以及底部分別形成一插孔部1112以及一底孔部1113，該插孔部1112以及該底孔部1113的直徑分別大於該直孔1111中間部位的直徑，且該底孔部1113是螺孔，在該底孔部1113周圍的一側凹入形成一定位凹部1114，在該直孔1111的中間部位與該底座111的外周面之間貫穿一入料孔1115；該注料管112是圓形的金屬直管體並且底端***該底座111的插孔部1112內焊接固定，在該注料管112內周面的頂端凹設一環狀的C形扣嵌溝1121，在該注料管112的頂緣沿直線方向朝下開設一導引溝1122，該導引溝1122是直線長溝並且貫穿該注料管112的孔壁，該導引溝1122的底端向下延伸至該注料管112的中間，在該注料管112內形成一圓形的活塞孔1123，該活塞孔1123的軸心與該直孔1111的軸心同心。

該封蓋12是圓形板並嵌設在該底孔部1113的頂端，在該封蓋12的周面朝該定位凹部1114凸設一定位凸點121，該定位凸點121嵌入該定位凹部1114定位，使該封蓋12不會相對該底座111轉動，在該封蓋12的周圍貫穿一出料孔122，該出料孔122上半部的孔徑小於下半部的孔徑，該出料孔122位於該封蓋12的偏心位置。

該封蓋固定件13是圓環體並且在外周面形成一封蓋螺紋131，該封蓋固定件13以該封蓋固定件13螺鎖在該底孔部1113並且緊迫該封蓋12的周緣固定，在該封蓋固定件13的內周面環繞且等間隔形成數個鎖合凹部132。

該閥門構造20設有一可旋轉地設於該底座111的直孔1111內的控制閥21、一穿置在該注料管112頂部內固定的導引件22，以及一穿設在該導引件22並與該控制閥21結合的轉桿23，其中：該控制閥21是塑膠的殼體並設有一圓形的底板211，該底板211可轉動地抵靠在該封蓋12的頂面，在該底板211的周圍貫穿一底孔2111，該底孔2111位於該底板211的偏心位置，該底孔2111的孔徑與該出料孔122上半部的孔徑相同，且該底孔2111的位置與該封蓋12的出料孔122的位置呈旋轉地錯開，在該底板211的中央穿設一非圓形的插孔2112；在該底板211的周緣朝上伸設一圓管狀的側板212，該側板212的頂緣抵靠在該注料管112的底緣，且該側板212的外周面可旋轉地抵靠在該直孔1111的壁面；由於該底座111是金屬塊體且該控制閥21是相較於金屬具有彈性的塑膠殼體，因此該控制閥21能密封地以可旋轉的形態穿置在該底座111的直孔1111內，該側板212內周面的直徑大小略大於或至少與該注料管112內周面的直徑大小相同，使得該控制閥21內部的空間與該注料管112的活塞孔1123連接，對應該入料孔1115的位置，在該側板212底部的一側貫穿一側孔2121，該側孔2121的底緣與該底板211的頂面相切，且該側孔2121與該入料孔1115重合而相通。

在該注料管112頂端的C形扣嵌溝1121嵌設一C形扣221，該導引件22是圓形的塑膠塊體並嵌設在該注料管112的頂部而抵靠在該C形扣221的底緣定位，在該導引件22的中央垂直貫穿一旋轉穿孔222，在該旋轉穿孔222的底部擴大形成一彈簧槽2221。

該轉桿23是沿一直線延伸且豎直設置的金屬圓形直桿體，該轉桿23的頂部以可旋轉的形態穿置在該導引件22的旋轉穿孔222，且該轉桿23穿過該活塞孔1123的中央，對應該控制閥21的插孔2112的形狀，在該轉桿23的底端面中間朝下凸設一插塊231，以該插塊231***該控制閥21的插孔2112內結合，在該轉桿23位於該注料管112內且低於該導引件22的周圍位置形成一環狀的彈簧座232，在該彈簧座232與該導引件22的彈簧槽2221的頂端之間抵靠設有一彈簧233，該彈簧233受該彈簧座232與該彈簧槽2221的頂端壓縮變形，使得該彈簧233 施力將該轉桿23推動向下，使該轉桿23的底端推動該控制閥21向下，使該控制閥21的底板211以彈性的力道抵靠在該封蓋12的頂面，使控制閥21與該封蓋12之間達到更佳的密封效果。

該活塞構造30在該注料管112的活塞孔1123內以可上下滑動的形態嵌合一活塞31，該活塞31是塑膠的圓柱體且其底部嵌設在該控制閥21的內部，較佳的，該活塞31可以選用PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或PEEK(聚醚醚酮)等常見於食品機械零件的材質製成，該活塞31較佳的材料特性為吸水率小於0.5%、熱變形溫度大於150℃、熱膨脹率小於2.5(10^-5/℃)，且前述的控制閥21與該活塞31為相同的材質，該活塞31的外周面可滑動地抵靠在該控制閥21的內周面以及該注料管112的內周面，由於該注料管112是金屬管體而該活塞31是相較於金屬具有彈性的塑膠圓柱體，加上活塞31嵌合在該注料管112的活塞孔1123內，因此該活塞31能密封地穿置在該注料管112的內部，在該活塞31與該注料管112之間無需設有密封墊圈，藉由該活塞31的熱變形溫度大於150℃的特性，使該活塞31能用於較為高溫的環境，該活塞31的熱膨脹率小於2.5(10^-5/℃)的特性，可控制該活塞31移動時摩擦生熱或受熱後的尺寸變化，使得活塞31能保持可密封該活塞孔1123又能沿著該注料管112的內部滑動的狀態，在該活塞31的中心沿軸向上下貫穿一圓形的轉軸穿孔311，該轉桿23穿過該轉軸穿孔311，由於該轉桿23是金屬直桿而該活塞31是相較於金屬具有彈性的塑膠圓柱體，因此該轉桿23能密封地以可旋轉的形態穿置在該活塞31的轉軸穿孔311，在該轉桿23與該活塞31之間無需設有密封墊圈；該活塞31的頂端向上伸抵至該注料管112的導引溝1122的底部範圍，該活塞31上下延伸的長度尺寸大於該導引溝1122上下延伸的長度尺寸，且該活塞31上下的長度尺寸大於該活塞31直徑的尺寸越多時，該活塞31於該注料管112內滑動的動作越穩定，如本較佳實施例該活塞31的長度尺寸大於該活塞31 的直徑尺寸的兩倍以上；對應該導引溝1122底部的位置，在該活塞31頂部的外周面的一側凹設一滑塊嵌槽312，在該滑塊嵌槽312的內面穿設一活塞桿螺孔313，在該滑塊嵌槽312嵌設一滑塊32，該滑塊32的部分凸出該滑塊嵌槽312並嵌入該導引溝1122，該滑塊32是塑膠塊體並且可沿著該滑塊嵌槽312上下直線滑動，對應該活塞桿螺孔313的位置，在該滑塊32貫穿設有一滑塊穿孔321；設有一活塞桿33，該活塞桿33是金屬直桿體並且在中間形成一階級部331，在該活塞桿33的一端形成一螺桿部332，該活塞桿33位於該螺桿部332與該階級部331之間的部分穿過該滑塊32的滑塊穿孔321，將該螺桿部332螺鎖在該活塞31的活塞桿螺孔313，以該階級部331緊迫該滑塊32固定。

本發明除前述較佳實施例，是將該注料筒11設為包括該底座111以及該注料管112的兩個部分以外，亦可以鑄造的手段製造該注料筒11，這時該底座111以及該注料管112是一體的構造，無需將兩者組合、焊接即為一注料筒11的元件。

當本發明使用時，如圖4、圖5所示的較佳實施例，是以該活塞桿33拉動該活塞31向上的方式，從該底座111側旁的入料孔1115將液體，例如飲料通過該控制閥21的側孔2121抽入該控制閥21以及活塞孔1123內，這時該封蓋12的出料孔122被該控制閥21的底板211封閉，不會有空氣或液體由該出料孔122進入該活塞孔1123內，僅有該入料孔1115開啟，使外部的飲料能由該入料孔1115抽入該活塞孔1123內。

移動該活塞31的過程中，由於滑塊32能沿著直線的導引溝1122滑動，使該活塞31在滑動的過程中不會旋轉，加上該活塞31上下的長度尺寸大於該活塞31直徑尺寸的兩倍以上，該活塞31接觸該注料管112以及該轉桿23的表面積加大，因此能使活塞31穩定地向上滑動來抽取飲料。再者，由於該控制閥21的側孔2121的底緣與該底板211的頂面相切，因此當活塞31一開始移動即可通過側孔2121朝入料孔1115吸取飲料，時間上不會延遲，能以精確的流量吸取飲料。

當需要將該活塞孔1123內的飲料向外輸出注料時，如圖4、圖6所示，先轉動該轉桿23帶動該控制閥21旋轉，使控制閥21底部的底孔2111旋轉至與該封蓋12的出料孔122重合的角度，這時該側板212封閉該底座111周圍的入料孔1115，使該活塞孔1123內的飲料僅能通過該底孔2111而由該出料孔122向外輸出，接著拉動該活塞31向下，即可利用該活塞31將該活塞孔1123內的飲料由該底座111底部的出料孔122向外輸出注料，加上該出料孔122的位置位於與該活塞31前進的方向上，因此以該活塞31能確實地將所有活塞孔1123內的飲料通過該出料孔122向外輸出，達到以精確的流量輸出飲料的效果。此外，由於該出料孔122下半部的孔徑較上半部的孔徑大，使得飲料通過該出料孔122向下流出時能順利通過該出料孔122，不會沾黏。

並且如圖4所示，本發明位於金屬的注料管112與金屬的轉桿23之間滑動的構造是塑膠的活塞31，當該活塞31與金屬的注料管112以及金屬的轉桿23的表面接觸時，是以相對具有彈性的塑膠構造與金屬的硬質構造接觸，如此能使該活塞31的表面彈性地緊貼該注料管112的內周面與該轉桿23的外周面，使本發明無需在該注料管112與該活塞31之間或該活塞31與該轉桿23之間設有密封墊圈，即有物體之間相對滑動時能密封的效果，可防止本發明漏液而進一步達到更佳的精確輸入、輸出飲料流量的功效。