CN1013754B - 高粘度流体的充填装置 - Google Patents

Abstract

一种充填高粘度流体物质的装置，包括容纳流体物质的贮料罐，一个带有以恒定流率排出流体物质的装置并与贮料罐相通的连通装置；一个与连通装置的排出侧连接的充填嘴；一个有上端部分和下端部分的支臂，充填嘴安装在支臂的下端部分；一个以可双向转动的方式支承支臂上端部分的水平轴；一个以水平轴为中心摆动支臂的装置。该充填装置可以使充填入容器的高粘度流体物质尽可能平整，这是由于它带有一摆动充填嘴的机构。

Description

本发明是关于高粘度流体的充填装置，更具体说是将具有高粘度的流体物质如咖喱油脂面粉糊充填进一个适当容器的装置。

在食品工业中，尤其需要把相当粘稠的物质充填进适当的容器，如纸盒，塑料杯和瓶。为此目的，业已提出了各种各样的方法。举例来说，如图13所示，具有粘度不小于10，000CPS的上述物质（W）传统上通过一个单独的充填嘴（N）充填入一个适当的容器。然而，在这种情况下，充填进容器的流体物质会冒出，这样就不可能用一个盖子严密地密封容器，这种方法也需要使用适当的手段来整平充填进容器的物质。除此之外，还有一种方法，其中使用了一组喷嘴（N）来把流体物质充填进容器，如图14所示，该方法已投入实际应用以解决上述问题。然而该方法还是不能完全避免这些缺点。

为了使充填进容器的流体物质更平整，最有效的方法似乎是利用适当的装置使容器振动。为此，过去已提出了一种方法，其中在往容器内充填高粘度物质期间，将一股压缩空气流间歇地注入容器的底部。然而这种方法存在着各种需要解决的问题，如下面所提及的。首先，压缩空气的间歇注入要受到一个电磁阀的转换（开-关）动作的影响，然而这种阀的使用是有其一定寿命的。第二，产生了取决于所用压缩空气质量的卫生问题。即使所用压缩空气的质量是好的，压缩空气也干扰了大气中空气的条件，从而导致产生了其它卫生问题，例如充填进容器的物质被各种灰尘所污染。

一般来说，本发明的一个目的是提供一种往容器内充填高粘度物质的装置，它带有一个整平装置，这样就可以避免传统充填装置所存在的上述缺陷。

更具体说，本发明的初步目的是提供一种往容器内充填不小于3，000CPS的高粘度流体物质的装置，尤其是不小于10，000CPS的高粘度流体物质，而不会使这种高粘度物质堆积在容器中，换句话说，这种装置能使充填进容器的这种物质尽可能地平整而不会产生上述问题。

本发明的另一个目的是提供一种往容器内充填这种高粘度物质的装置，该装置不会随着时间而引起物质充填量的变化，即便充填工作持续很长一段时间，并有可能往容器内充填稳定和恒定数量的高粘度物质。

本发明的另一个目的是提供一种向容器内充填高粘度物质的装置，总体上说该装置在尺寸上较小，并可稳定地连续地进行物质的充填工作，而无须通过配置高度相差很大的贮料罐和恒定喂入装置来构成尺寸过大的该装置。

本发明的另一个目的是提供一种向容器内充填高粘度物质的装置，其中高粘度物质的通道被维持在一适当的温度，导水套筒安装在管道的表面上，充填高粘度物质的充填嘴和滑阀的滑动部分的间隙在整个充填过程中没有变化，并能毫无阻碍地运动及稳定连续地进行充填工作。

通过提供一种根据本发明的向容器内充填高粘度流体物质的装置可以有效地获得上述和其它目的，该装置包括一个容纳高粘度流体物质的贮料罐;带有以恒定流率排出流体物质的装置并与贮料罐相通的连通装置;与连通装置的排出侧连接的一个充填嘴，朝下取向的充填嘴的排料口恰好位于输送容器的输送带轨迹的上方;具有上端部分和下端部分的支臂，带有一个阀塞的充填嘴安装在支臂的下端部分;一个以可自由地双向转动的方式在支臂的上端部分支承支臂的水平轴;和以水平轴为摆动中心摆动支臂的装置。

根据本发明的另一方面，提供了一个向容器内充填高粘度流体物质的装置，该装置包括一个贮料罐，一个与贮料罐连通用于以恒定流率排出流体物质的恒量输送装置;一个带有用于容纳容器的孔的间隙驱动板条输送带，板条以其该孔的周边部分容纳了要被充填高粘度流体物质的容器的折边，所述折边环绕容器开口的边缘形成;一个敲击容器的击锤，它包括支柱和固定在支柱一端上的锤头;一个水平而置的可双向转动的驱动轴，这样当支柱的另一端固定在该轴上并且该轴双向转动时，锤头就敲击位于理想位置的板条所容纳的容器的底部;和一个防止容器跳出的零件，该零件面对容器开口的周边的至少一部分，并与容器开口的周边隔开一小于容器高度的距离。

下面参照附图更详细地解释本发明，其中：

图1到图5示出了根据本发明向一个适当容器内充填高粘度物质的装置之实施例;图1是该装置的垂直断面图，图2是一正面视图，图3是沿图2的Ⅲ-Ⅲ线所取的断面图，图4是沿图2的Ⅳ-Ⅳ线所取的断面图，图5是沿图2的Ⅴ-Ⅴ线所取的断面图。

图6到图10示出了本发明所用的整平装置的实施例;图6是该装置的平面视图，图7是一正视图，图8是一侧视图，图9是沿图7的Ⅸ-Ⅸ线所取的断面视图，图10是沿图8的Ⅹ-Ⅹ线所取的断面视图;

图11和图12示出了包括上述两个装置的包装机的整体示意图，图11是包装机的平面图，图12是它的侧视图;

图13和图14是说明传统装置的充填工作的示意图。

图15是说明根据本发明装置的充填工作的示意图。和

图16是说明整平工作的示意图。

包括根据本发明装置的一台包装机带有一个板条输送带11，如示意性地说明整台包装机的图11和图12所示。这里词汇“向前，朝前或往前”是指根据输送带的输送方向而由输送带运送容器的方向（在图11和图12中指朝右手侧的方向），而词汇“向后，朝后或往后”是指与上述方向相反的方向。此外，这里方向“右和左”是相对于方向“向前，朝前或往前”而限定的。输送容器的装置12位于板条输送带11沿之运动的输送线的起点，板条输送带向后，置有一系列装置，按顺序包括一台充填装置13，一台整平装置14，一个加盖装置15和一个封盖装置16。而且，一台皮带输送机17位于板条输送带11前面，形成一条以板条输送带前面的位置作为起点朝左手侧延伸的输送线，和一台位于并从板条输送带11的终点向皮带输送机17的起点延伸的容器交换装置18。

在上述装置中，除了板条输送带11，充填装置13和整平装置14之外的其它装置并不直接涉及本发明的装置，而且其它传统的这类装置也可以在本发明中使用。所以，为简化起见，这里省略了对这类装置的解释。

板条输送带11示于图1到图10中，它带有一对右和左环形链条21，环形链条21相互平行而置并在一个垂直平面内循环运动，还带有大量的在环形链条之间延伸并固定在其上的板条22。在每个板条22上沿其纵向加工有断面接近椭圆形的六个孔23，使得椭圆的长轴与板条22的纵向吻合。盘状容器C的折边借助于孔23的周边由板条容纳并支承。就此而论，链条21由一个驱动链条的装置（未示出）间隙地驱动。

如图1到图5所示，充填装置13包括两个容纳流体物质，位于板条输送带上方并平行地位于其两侧的贮料罐31;朝容器内充填流体物质的六个泵34，每个泵内有一个活塞33，并且每三个泵的底部通过一根垂直连接管32连接到任何一个贮料罐31上;朝容器内充填流体物质的六个充填嘴37，每个充填嘴都借助于一个水平轴35和支臂36连接到并支承在每个泵34上，从而可以自由摆动;和以水平轴35为摆动中心摆动支臂36的装置。

一根出口管38被安装在每个贮料罐31的底壁上，该贮料罐最好带有一个维持其内部压力的装置（未示出），连接管32的上端与该出口管38相通。一个用于打开和关闭管子内部通道的滑阀39位于连接管32的中间。滑阀39与连接管32垂直而置并包括一个朝前后方向延伸的圆柱形外壳40和带有一个垂直连通通路41的阀柱42，该阀柱42被容纳于外壳40内并用来连通连接管32的上端和下端。阀柱42有一根向前方伸出的阀杆43，在阀杆43的前端连接有一根杆件44，杆件44在一台未示出的装置作用下前后运动。一个热水套筒45包围了几乎整个外壳40和连接管32通过外壳40向下伸出的一部分，以防止流体物质固化。

向容器内充填流体物质的泵34包括一个朝前后方向延伸并平行于滑阀39的外壳40的主壁46;和一个封闭了主壁前端的端壁47。一个朝上的入口48位于主壁46前端并与连接管32的下端连接。在端壁47的下部附近，提供了一个尺寸小于入口48的出口49。活塞33有一根向后伸出的活塞杆50，并在活塞杆的后端连接着一个杆件51，杆件51在一台未示出的装置作用下前后运动。

水平轴35朝前后方向延伸，并且其后端被固定在充填泵34的端壁47上，从而封闭了泵的出 口49。水平轴35有轴向加工的孔52，孔52的底端封闭并从水平轴的后端朝前方延伸，水平轴35还有一径向加工，并从水平轴的前端朝下延伸的孔53，轴向加工孔52的后端开口与出口49接合。

支臂36也用来作为从充填泵34向充填嘴37输送流体物质的管道，它包括相互连通的一根垂直上管54和一根L形下管55（侧视）。一个侧向转动的筒形件56位于上管54的上端，该筒形件56可滑动地与水平轴35外表面的较宽部分配合并插在该较宽部分上，所述水平轴35外表面的较宽部分包括了在水平轴35外表面上有开口的径向加工孔53的开口周边。一个热水套筒57包围了整个上管和筒形件56。在热水套筒57的外表面，有一个向前伸出的与连杆66的凹处啮合的凸出物58。

充填嘴37为圆柱形，一个朝后的入口管59位于充填嘴外圆柱表面的下端附近，入口管与支臂36的下管55的顶端连接。充填嘴37的内表面有相同的直径，即使在位于其下端的排料口60处也是相同的。在充填嘴内插有一个阀塞61，由于充填嘴和阀塞的表面是相互滑动接触，所以它们最好由陶瓷材料制成。另一方面，在充填嘴37的上端，有一圆柱壳62与充填嘴37排成一条直线。在圆柱壳62的上端，有一朝下而置的流体压力缸63，从而封闭了圆柱壳的开口。流体压力缸的活塞杆64在圆柱壳62内延伸并借助于一个连接件65连接在阀塞61的上端。

摆动充填嘴的装置包括一个跨过支臂36的水平连杆66，和一个带有一根活塞杆69的流体压力缸70，该活塞杆69通过一对包容和被包容连接件68和67连接在连杆66的左端部分，（图2中为右端部分。）在连杆66的下边缘，沿其长度加工有六个凹处71，所述凹处71以相等的间隔与充填嘴啮合，所述间隔等于充填嘴37之间的间隔。每个凹处71都与每个相应的啮合凸出物58啮合。

如图5更详细地所示，在被包容连接件67上加工有一个凸块72，在包容连接件68上加工有一个凹口73。这样，在凸块72与凹口73啮合时，一个连接销74就可以穿过包容和被包容连接件。连接销74可以自由地插入和撤出两个连接件67和68，所以通过插入或撤出连接销，两个连接件67和68可以自由地脱离啮合。

从图2可见，流体压力缸70的活塞杆69不仅朝流体压力缸70的右边方向伸出，也朝其左边方向伸出，一个圆柱形外螺纹件75螺纹连接在流体压力缸70的顶端，一个圆柱形内螺纹件76拧在外螺纹件上。内螺纹件76用来作为活塞杆69的挡块，这样通过使件76与流体压力缸70的端壁接触就控制了活塞杆69在前后运动时的行程。因此，就有可能调节充填嘴37的摆动角之大小，这将在下文详细描述。

流体压力缸70通过一个支架78悬挂在一个滑板79上。滑板79的前后两边缘部分由横断面为L形的导向件81所包容，如图4更具体地所示，该导向件81由螺栓固定在安装板80上。一个向上伸出的部分82位于滑板79左边缘的中部，一个带柄螺栓83以可自由拧动的方式安装于伸出部分82上。另一个伸出部分84也位于安装板80的从左端从而面对伸出部分82，带柄螺栓83旋入加工于伸出部分84上的螺纹通孔85。

另外，在安装板80上沿左右方向加工了一个长形通孔86，锁定杆87的外螺纹部分88穿过长孔86。此外外螺纹部分88也旋入加工在滑板79上的螺纹通孔89内。松开锁定杆87，转动带柄螺栓83，就可以使滑板79与流体压力缸70一起沿左右两方向前后移动。根据这个操作，充填嘴37摆动的角度范围可以被控制，如下文所要解释的。

现在解释向一个容器内充填高粘度流体物质的工作过程。首先，如图1所示，假定滑阀39是打开的，充填泵34的活塞33位于前后运动行程的向前运动极限位置，充填嘴37的阀塞61处于下降状态，及充填嘴的排料口60被关闭。如果活塞33从此状态向回运动，一恒定数量的流体物质就从贮料罐31吸入泵34内。然后，如果活塞33向前运动，而关闭滑阀39并打开充填嘴37的排料口60，在泵34内的流体物质就通过水平轴和支臂36的内部管道流入充填嘴37，然后流体物质通过排料口60排出。在此过程中，流体压力缸70的活塞杆69从其缩回状态伸出以摆动充填嘴37，使它从朝左边方向倾斜的状态摆动到朝右边方向倾斜的状态，如图2中的点划线所示。

充填嘴摆动行程的大小和范围如前面解释的那样进行控制，这样，在排料口60面对容器C时，充填嘴37摆动而使充填嘴的排料口60从右向到左向跨越容器C。结果，流体物质被排入容器C 而不会造成任何过度的堆积，当然排入容器内的流体物质并非完全地平整，如图15所示。这样，在充填工作完成之后，流体压力缸70的活塞杆69返回到其缩回的状态，充填嘴37沿与上述方向相反的方向摆动，而充填嘴37下面的充满流体物质的容器C由一个空的容器C替换，前者被传送到下一工序，如密封容器的工序。在此过程中，上述工作被重复。这样充填泵34由来自贮料罐31的流体物质重新充满。

整平装置14用来使根据上述过程排入容器C的流体物质完全平整，如图16所示，该装置14包括一个板条输送带11，板条输送带11带有一敲击容器的击锤94，和一个防止容器飞出的零件95，如图6到图10所示。如图9所示，击锤94包括一对水平地平行而置的左和右支柱96，十二个锤头通过一个跨越这对支柱的连接杆件97而安装在这对支柱96的前端并朝上，这些锤头的每两个分配给一个由一个板条22支承的容器C（在这种情况下，总共有六个容器），该板条位于一理想位置。两个支柱96的后端固定在一水平轴件99上。水平轴件99的两端，通过各自的轴承102和103支承在一对左右支架100和101上，这两个支架100和101相对而立，并将板条输送带11保持在它们之间。水平轴件99的右端从右支架101向右方伸出。摆动臂104的基部被固定在水平轴件99的伸出端上。如图8所示，在摆动臂104上的前端附近加工有一个长槽105，一个内螺纹滑块106插在长槽105内并以可自由滑动的方式与长槽105啮合，内螺纹滑块106与一个带手柄的螺杆107啮合，使得内螺纹滑块106通过转动螺杆107可在长槽105内前后移动。内螺纹滑块106上带有一个一体加工的水平销108，水平销108朝右方伸出，流体压力缸109的活塞杆110与该水平销连接。如图10所示，流体压力缸109的基部与偏心轴111连接。偏心轴111整体地安装在安装件112上，安装件112用螺栓固定在驱动轴113的左端。驱动轴113由两个轴承114支承，并且在其右端，一个共同运转的齿轮115安装在驱动轴上。齿轮115与一个固定在马达116的输出轴上的驱动齿轮117啮合。

防止容器飞出的零件95为水平杆状零件（如总共12个），水平杆状零件安装在一对沿左右方向跨越输送带11的前后水平轴件118上，并且类似于锤头98，每两个水平杆状零件分配给一个容器C（在这种情况下总共有六个容器），如图6和图7所示。

如果启动马达116使驱动轴113旋转，摆动运动就通过一个由偏心轴111和流体压力缸109组成的曲柄机构传递到使容器震动的摆动臂104上。这样随着摆动臂104的摆动，水平轴件99就跟着双向转动，结果，击锤94的锤头98就在水平轴件99上摆动，因而作为一个带支点杆件敲击充满流体物质的容器C。这样容器C就可以震动，其结果就是充填进容器C而冒出的流体物质在容器C内被整平。震动的震幅和频率可以根据容器内容物的性质适当选择，其具体例子是震幅为5mm，频率是3-4周/秒。如前文已解释的那样，通过简单地改变内螺纹滑块106的位置就可以调节震幅，而通过改变马达116的旋转速度即可调节震动频率。此外，使流体压力缸109的活塞杆110往复移动即可改变锤头98的高度，这样该装置即有可能适用于深度不同的各种容器C。另一方面，当击锤94敲击容器C时，容器C往往从加工在板条22并容纳和支承容器C的孔23中飞出。然而，由于有防止容器飞出的零件95的存在，就完全可以防止这种趋向。不仅如此，如果零件95与容器C碰撞而给容器C一击，则该撞击与充填嘴的摆动一起对容器产生的综合效应使得容器的容物平整。

如上面所详细讨论的，根据本发明的装置，在向容器内充填高粘度流体物质期间，充填嘴可以以适当的震幅和频率摆动。所以，该装置就有可能向容器内充填这种流体物质而使其尽可能地平整，不会在充填容器时冒出。

Claims (4)

1、一种向一个容器内充填高粘度流体物质的装置，该容器由输送带在一轨道上输送，该装置包括：

用于容纳流体物质的贮料罐；

一个带有朝下取向排料口的充填嘴和用于打开及关闭所述排料口的阀塞，所述排料口位于输送带轨迹的正上方；

用于将流体从贮料罐连通到所述充填嘴的连通装置，所述连通装置包括以恒定流率排出流体物质的排出装置，所述排出装置包括打开和关闭所述连通装置的切换装置和用于向容器充填流体物质的泵-活塞装置，其特征在于该装置还包括：

具有一上端部分和下端部分的摆动臂，所述充填嘴安装在所述臂的所述下端部分；

一个以可自由地双向转动的方式支承所述臂的上端部分的水平轴；和

以所述水平轴为摆动中心摆动所述臂的摆动装置。

2、一种向一个容器内充填高粘度流体物质的装置，该容器由输送带在一轨道上输送，该装置包括：

用于容纳流体物质的贮料罐;

一个带有朝下取向排料口的充填嘴和用于打开及关闭所述排料口的阀塞，所述排料口位于输送带轨迹的正上方;

用于将流体从贮料罐连通到所述充填嘴的连通装置，所述连通装置包括以恒定流率排出流体物质的排出装置，其特征在于该装置还包括：

具有一上端部分和下端部分摆动臂和一贯穿其中的通道，所述充填嘴安装在所述臂的所述下端部分，所述通道在所述臂的所述上端部分与所述连通装置连通，在所述臂的所述下端部分与所述充填嘴连通;

包围至少一部分所述臂的热水套筒;

一个以可自由地双向转动的方式支承所述臂的所述上端部分的水平轴;和

以水平轴为摆动中心摆动所述臂的摆动装置。

3、一种向一个容器内充填高粘度流体物质的装置，该容器由输送带在一轨道上输送，该装置包括：

用于容纳流体物质的贮料罐;

一个带有朝下取向排料口的充填嘴和用于打开及关闭所述排料口的阀塞，所述排料口位于输送带轨迹的正上方;

用于将流体从所述贮料罐连通到所述充填嘴的连通装置，所述连通装置包括以恒定流率排出流体物质的排出装置，其特征在于该装置还包括：

具有一上端部分和一下部分的摆动臂，所述充填嘴安装在所述臂的所述下端部分;

一个以可自由地双向转动的方式支承所述臂的所述上端部分的水平轴;和

以所述水平轴为摆动中心摆动所述臂的摆动装置;

所述充填嘴和阀塞的表面相互之间滑动接触，并由陶瓷材料制成。

4、一种向一个容器内充填高粘度流体物质的装置，该容器上有一个开口，绕开口的边缘加工有一个折边，所述开口有一圆周部分，该装置包括：

沿一轨迹输送容器的输送带，所述输送带包括间隙驱动板条输送带，所述输送带带有容纳容器的孔，板条带有容纳容器折边的圆周部分;

用于容纳流体物质的贮料罐;

一个带有取下取向排料口的充填嘴和用于打开和关闭所述排料口的阀塞，所述排料口位于输送带轨迹的正上方;

用于将流体从所述贮料罐连通到所述充填嘴的连通装置，所述连通装置包括以恒定流率排出流体物质的排出装置，其特征在于该装置还包括：

具有一上端部分和一下端部分的摆动臂，所述充填嘴安装在所述臂的所述下端部分;

一个以可自由地双向转动的方式支承所述臂的上端部分的水平轴;和

以所述水平轴为摆动中心摆动所述臂的摆动装置;

一个敲击容器的击锤，所述击锤包括具有第一端和第二端的一个支柱，一个锤头固定在所述支柱的所述第一端上;

一个水平而置的可双向转动的驱动轴，所述支柱的所述第二端固定连接在所述驱动轴，这样当所述驱动轴双向转动时，所述锤头就敲击位于理想位置的板条所容纳的其中一个容器的底部;

一个防止容器从所述板条中跳出的保持件，所述保持件面对容器开口的周边的至少一部分，并与容器开口的周边隔开一小于容器的距离。

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