CN103406051B - 谷物饮料的摇摆混合方法及摇摆机 - Google Patents

Abstract

谷物饮料的摇摆混合方法及摇摆机，其中谷物饮料摇摆机包括准备段输送台以及与准备段输送台相连通的摇摆段输送台，准备段输送台和摇摆段输送台内各设有同向运转的输送带，还包括滚筒、用于驱动滚筒转动的伺服电机以及与伺服电机连接的伺服控制器，滚筒套设于摇摆段输送台外部并与摇摆段输送台固定连接。本发明通过伺服电机带动滚筒来回往复摇摆，从而达到将瓶体内谷物饮料混合均匀，内部形成网络结构，达到较为稳定的状态。

Description

谷物饮料的摇摆混合方法及摇摆机

技术领域

本发明属于饮料加工技术，尤其是涉及谷物饮料的摇摆混合方法以及相应的摇摆机。

背景技术

谷物饮料的灌装基本使用热灌装型灌装机，产品在高温下完成灌装，通过冷瓶机将产品进行降温冷却。然而，产品在冷却过程中处于缓慢运动状态并且时间较长，谷物成分很容易分层沉淀，饮料内部的网络结构无法形成，大大影响了产品的稳定性和口感。

目前，市面上并没有对于谷物饮料进行摇摆混合的加工工艺和设备。对饮料瓶体进行旋转的机构，如中国专利授权公告号：CN102322731A，公开日2012年1月8日，公开了一种旋转式瓶身除水机，它包括机架、安装于该机架上用于输送瓶体的输送带,以及安装于该输送带下方的接水盘,所述机架上安装控制柜,所述输送带上方两侧、沿瓶体运动方向各安装一个吸水带轮机构,两个吸水带轮机构之间的距离小于瓶身直径,以便与瓶身紧贴接触实现吸水,其中一个吸水带轮机构的线速度与输送带的速度相同,且大于另一个吸水带轮机构的线速度。该专利中的旋转机构，只能对单个瓶子进行单向转动，需要较长的生产线，设备占地面积较大，生产周期较长，而且瓶子是绕其自身轴线转动，无法到达均匀混合的目的，因此使用该旋转结构其生产成本较高，同时也无法达到理想的效果。

发明内容

本发明是为了克服谷物饮料在生产加工过程中容易出现分层沉淀且现有技术对于谷物饮料的混合方式效果不佳、生产效率较低的不足，提供了一种对谷物饮料混合较为均匀且生产效率较高的摇摆混合方法及摇摆机。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的谷物饮料的摇摆混合方法，适用于谷物饮料的自动化生产，其包括以下步骤：

a.将热灌装之后瓶体进行冷却，使瓶体中谷物饮料的温度降至40~50℃，并通过输送带将瓶体运送到准备段输送台上，当准备段输送台上的瓶体到达设定数量后停止对于后续瓶体的输送；

b. 将准备段输送台上的瓶体运送至摇摆段输送台上，之后对摇摆段输送台上的瓶体进行定位；

c. 伺服电机转动，使滚筒带动摇摆段输送台连同摇摆段输送台上的瓶体转动180°，完成该转动后，伺服电机进行正反向运转，带动摇摆段输送台连同摇摆段输送台上的瓶体360°正反向转动若干次数后，伺服电机带动摇摆段输送台转动180°。如果此时摇摆段输送台未处于步骤a的初始位置，则由伺服电机带动摇摆段输送台转动回到初始位置；

d. 解除对于摇摆段输送台内瓶体的定位，并将瓶体运出摇摆段输送台。

本发明中，通过准备段输送台将生产线上的瓶体进行间断式分批，分批后将这些瓶体运送到摇摆段输送台中，通过滚筒的来回摇摆转动来实现瓶体内部谷物饮料的混合。在混合过程中，先将滚筒转动180度，以避免谷物颗粒沉积在瓶体底部，滚筒360度正反向往复转动，使得沉淀下来的谷物颗粒能在饮料溶液中上下窜动。同时，在单向转动完成后，会进行反向转动，此过程中减速和加速运动可以对谷物饮料摇摆甩动，使得冷却过程中逐渐沉淀下来的谷物颗粒摇匀，并在多次往复摇摆后实现谷物颗粒在饮料中均匀分布。由于摇摆混合时谷物饮料的温度在40~50℃，内部容易形成网络结构，从而达到较好的稳定性。同时，由于可以同时对多个瓶体进行摇摆混合，因此生产效率也较高。

作为优选，在步骤c，伺服电机带动摇摆段输送台单次转动的时间为1~1.5秒。这样高速运转能进一步细化谷物颗粒，有助于内部网络结构的快速形成。此外，将摇摆时间控制在20至30秒，在保证混合均匀的同时生产效率也可以得到保证。

一种谷物饮料摇摆机，包括准备段输送台以及与准备段输送台相连通的摇摆段输送台，准备段输送台和摇摆段输送台内各设有同向运转的输送带，还包括滚筒、用于驱动滚筒转动的伺服电机以及与伺服电机连接的伺服控制器，所述的滚筒套设于摇摆段输送台外部并与摇摆段输送台固定连接，所述摇摆段输送台上设有若干沿其长度方向布置、通过压板气缸带动压板上下运动的压板机构，所述准备段输送台的进口端也设有压板机构，所述准备段输送台和摇摆段输送台的出口端分别设有通过挡板气缸带动挡板上下运动的挡板机构，所述摇摆段输送台的进口端和出口端分别设有通过扫瓶气缸带动转板开合的扫瓶机构。当瓶子进入到准备段输送台内时，准备段输送台上的压板机构和挡板机构配合对瓶子进行分隔，使瓶子分批进入到摇摆段输送台，相对于单瓶转动，设备显得较为紧凑，不需要较长的生产线，因此减少设备的占地面积。利用本发明对盛有谷物饮料的瓶体进行往复摇摆，其摇摆的幅度较大，混合较为均匀的同时可以细化谷物颗粒，饮料内部容易形成网络结构。

作为优选，所述的滚筒包括同轴布置并通过若干支撑杆固定连接的前支撑轮、中支撑轮和后支撑轮，前支撑轮、中支撑轮和后支撑轮的中部分别设有一个与摇摆段输送台外部相配合的通孔，所述的中支撑轮包括同轴设置的光轮和齿圈，所述伺服电机的输出轴上设有与齿圈相啮合的主动齿轮，主动齿轮齿数小于齿圈齿数。滚筒是通过支撑杆固定连接前支撑轮、中支撑轮和后支撑轮而形成，这样滚筒的整体质量较小，因此转动惯量也较小，从而降低能源消耗。主动齿轮与齿圈啮合进行减速传动，方便对滚筒转速进行控制。

作为优选，所述的压板机构还包括与滚筒相固定的定位板，所述的压板气缸垂直固定在定位板上且压板气缸的活塞杆贯穿定位板，所述压板的上表面设有若干垂直于压板的支撑柱，所述支撑柱顶端设有与压板气缸活塞杆相连的支撑板，所述的支撑板上设有两根贯穿定位板的压板导向柱。压板机构可以对瓶子进行压紧，通过多个压板机构对摇摆段输送台上的瓶体进行定位，以提高生产效率。

作为优选，所述的挡板机构还包括与挡板上端固定的活动梁，活动梁的两端分别设有导向套，所述准备段输送台和摇摆段输送台出口端的两侧各设有与同侧导向套的内孔相配合的挡板导向杆，两个挡板导向杆的上端设有一个固定梁，两个挡板导向杆的外侧分别设有所述的挡板气缸，挡板气缸活塞杆的端部与同侧的导向套固定连接。挡板机构可以通过挡板的升降对瓶子进行分批操作，此外摇摆段上的挡板机构还可以与压板机构配合对瓶子进行定位。

作为优选，所述的扫瓶机构包括对称设置在摇摆段输送台两侧的气缸支架板以及可在水平面相对气缸支架板转动的转动支架，所述的扫瓶气缸水平设置于气缸支架板上，所述扫瓶气缸的活塞杆与转动支架的外端相连，所述的转动支架的内端设有竖直布置的所述转板。在转板转动过程中，即可将输送带上的瓶子带出，防止其残留在输送带上。在摇摆段输送台进口端处的扫瓶机构同时还能起到定位作用，防止瓶子被甩出。

作为优选，还包括用于定位滚筒的机架，所述的机架上设有若干托轮，包括两个与前支撑轮对应的前托轮、两个与中支撑轮对应的中托轮以及两个与后支撑轮对应的后托轮，所述机架在滚筒的上方设有横梁，横梁上设有两个与中支撑轮相配合的上托轮。通过各个托轮对滚筒进行径向定位，保证滚筒运转平顺，同时降低滚筒转动的阻力。

作为优选，所述的后托轮上设有与后支撑轮宽度向适配的凹槽，所述光轮的边缘设有沿其径向凸起的限位挡圈。利用后托轮的凹槽与后支撑轮配合以及光轮的边缘的限位挡圈与中托轮配合，对滚筒进行轴向定位，防止滚筒轴向窜动。

作为优选，所述准备段输送台和摇摆段输送台的两侧分别设有沿着其长度方向布置的导向板，所述导向板在靠近挡板机构的一端设有与转板相匹配的避让缺口。当挡板上升，瓶子通过输送带传送时，转板位于避让缺口中，当挡板下降后，转板转动使得残留在准备段输送台上的瓶体进入到摇摆段输送台内。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过对瓶体摇摆，使得谷物饮料混合较为均匀，内部形成网络结构，饮料较为稳定；（2）一次可以对一批次多个瓶体进行混合，缩短加工制造周期，提高生产效率，降低生产成本；（3）整体结构紧凑，设备占地面积小。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2是本发明摇摆段输送台的分解图；

图3是本发明滚筒的结构示意图；

图4是本发明准备段输送台的结构示意图。

图中，摇摆段输送台1，扫瓶机构2，转板2a，转动支架2b，气缸支架板2c，扫瓶气缸2d，伺服电机3，前托轮4，接水盘5，中托轮6，封板7，后托轮8，机架9，挡板机构10，挡板10a，挡板气缸10b，导向套10c，活动梁10d，固定梁10e，挡板导向杆10f，滚筒11，前支撑轮111，中支撑轮112，齿圈112a，光轮112b，限位挡圈112c，支撑杆113，后支撑轮114，通孔115，横梁12，上托轮13，输送带电机14，压板机构15，压板气缸15a，压板导向柱15b，定位板15c，支撑板15d，支撑柱15e，准备段输送台16，导向板17，导向板缺口17a，主动齿轮18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

本发明的一种谷物饮料的摇摆混合方法，适用于如图1所示的谷物饮料自动化生产，其包括以下步骤：

a. 首先，将90℃热灌装之后瓶体进行冷却，使瓶体中谷物饮料的温度降至40~50℃，并通过输送带将瓶体运送到准备段输送台上，当准备段输送台上的瓶体到达设定数量后停止对于后续瓶体的输送，本实施例中设定数量为200个；

b. 将准备段输送台上的瓶体运送至摇摆段输送台上，此时摇摆段输送台内的挡板机构降下挡板，待这200个瓶体都进入到摇摆段输送台内后，压板机构的压板降下对瓶体进行压紧定位；

c. 伺服电机转动，通过主动齿轮和齿圈的减速传动，使滚筒带动摇摆段输送台连同摇摆段输送台上的瓶体转动180°，完成该转动后，伺服电机进行正反向运转，带动摇摆段输送台连同摇摆段输送台上的瓶体360°正反向转动，在本实施例中，重复正反向转动五次，之后伺服电机带动摇摆段输送台转动180°，摇摆段输送台应当正好处于步骤a的初始位置。如果此时摇摆段输送台未处于步骤a的初始位置，则由伺服电机带动摇摆段输送台转动回到初始位置；

d. 摇摆段输送台上的挡板机构和压板机构解除对于摇摆段输送台内瓶体的定位，并将瓶体运出摇摆段输送台。

在步骤c，伺服电机带动摇摆段输送台单次转动的时间控制在1~1.5秒，可以根据设定瓶体的数量以及瓶体的大小来确定该转动时间。

一种谷物饮料摇摆机，包括机架9、准备段输送台16以及与准备段输送台相连通的摇摆段输送台1，准备段输送台和摇摆段输送台内各设有同向运转的输送带，各通过输送带电机14带动。如图1所示，摇摆段输送台外部套设有滚筒11，并且两者固定连接，机架上设有驱动滚筒转动的伺服电机3以及与伺服电机连接的伺服控制器。摇摆段输送台的出口端设有挡板机构10，摇摆段输送台的进口端和出口端分别设有扫瓶机构2。如图2所示，挡板机构包括挡板10a、挡板气缸10b以及与挡板上端固定的活动梁10d，活动梁的两端分别设有导向套10c，摇摆段输送台出口端的两侧各设有与同侧导向套的内孔相配合的挡板导向杆10f，两个挡板导向杆的上端设有一个固定梁10e，两个挡板导向杆的外侧分别设有所述的挡板气缸，挡板气缸活塞杆的端部与同侧的导向套固定连接。扫瓶机构包括对称设置在输送台两侧的气缸支架板2c以及可在水平面相对气缸支架板转动的转动支架2b，扫瓶气缸2d水平设置于气缸支架板上，扫瓶气缸的活塞杆与转动支架的外端相连，转动支架的内端设有竖直布置的转板2a。摇摆段输送台上设有三个沿其长度方向布置、通过压板气缸15a带动压板15f上下运动的压板机构15。该压板机构还包括与滚筒相固定的定位板15c，压板气缸垂直固定在定位板上且压板气缸的活塞杆贯穿定位板，压板的上表面设有若干垂直于压板的支撑柱15e，支撑柱顶端设有与压板气缸活塞杆相连的支撑板15d，支撑板上设有两根贯穿定位板的压板导向柱15b。此外，在机架上底部还设有接水盘，接水盘上方设有封板，用于收集瓶身上的残余水分。

如图3所示，滚筒包括同轴布置的前支撑轮111、中支撑轮112和后支撑轮114，并通过四根支撑杆113固定连接。前支撑轮、中支撑轮和后支撑轮的中部分别设有一个与摇摆段输送台外部相配合的通孔115，中支撑轮包括同轴设置的光轮112b和齿圈112a。结合图1所示，伺服电机的输出轴上设有与齿圈相啮合的主动齿轮18，主动齿轮齿数小于齿圈齿数。机架上设有若干托轮，包括两个与前支撑轮对应的前托轮4、两个与中支撑轮对应的中托轮6以及两个与后支撑轮对应的后托轮8，后托轮上设有与后支撑轮宽度向适配的凹槽，光轮的边缘设有沿其径向凸起的限位挡圈112c。机架在滚筒的上方设有横梁12，横梁上设有两个与中支撑轮相配合的上托轮13。

如图4所示，准备段输送台的进口端也设有另一个压板机构15，出口端也设有另一个挡板机构10，相对于摇摆段输送台压板机构的压板，此处压板机构的压板较小，压板降下后主要是为了挡住瓶体进入到准备段中。准备段输送台和摇摆段输送台的两侧分别设有沿着其长度方向布置的导向板17，导向板在靠近挡板机构的一端设有与转板相匹配的避让缺口17a。当瓶体在运送过程中时，转板位于避让缺口中，在挡板降下后，转板转动避免瓶体残留在输送带上。

当瓶子进入到准备段输送台内时，准备段输送台出口端的挡板机构将降下挡板以挡住瓶子，而当瓶子在准备段输送台内的数量达到200个后，准备段输送台进口端的压板机构降下压板，以挡住后面的瓶体不再进入到准备段输送台内，同时挡板上升使得瓶子进入到摇摆段输送台中，这样便完成了对瓶子进行分批操作。此时，摇摆段输送台的挡板机构降下挡板，挡住瓶体，在将瓶体输送到摇摆段输送台的过程中，扫瓶机构转动转板带走输送带上残留的瓶子。当准备段输送台中的瓶体全部转移到摇摆段输送台中时，压板机构的压板下降压紧瓶体，同时扫瓶机构的转板转动刚好将瓶体挡住，两者一起对瓶体进行定位，防止瓶子被甩出。伺服电机转动，主动齿轮与齿圈啮合进行减速传动从而带动滚筒转动，并通过伺服控制器对伺服电机的往复转动进行控制，以减低整个机构的往复冲击。

Claims (8)

1.谷物饮料的摇摆混合方法，适用于谷物饮料的自动化生产，其包括以下步骤：

a.将热灌装之后瓶体进行冷却，使瓶体中谷物饮料的温度降至40~50℃，并通过输送带将瓶体运送到准备段输送台上，当准备段输送台上的瓶体到达设定数量后停止对于后续瓶体的输送；

b. 将准备段输送台上的瓶体运送至摇摆段输送台上，之后对摇摆段输送台上的瓶体进行定位；

c. 伺服电机转动，使滚筒带动摇摆段输送台连同摇摆段输送台上的瓶体转动180°，完成该转动后，伺服电机进行正反向运转，带动摇摆段输送台连同摇摆段输送台上的瓶体360°正反向转动若干次数后，伺服电机带动摇摆段输送台转动180°，如果此时摇摆段输送台未处于步骤a的初始位置，则由伺服电机带动摇摆段输送台转动回到初始位置；

d. 解除对于摇摆段输送台内瓶体的定位，并将瓶体运出摇摆段输送台。

2.根据权利要求1所述的谷物饮料的摇摆混合方法，其特征是，在步骤c，伺服电机带动摇摆段输送台单次转动的时间为1~1.5秒。

3.一种谷物饮料摇摆机，包括准备段输送台（16）以及与准备段输送台（16）相连通的摇摆段输送台（1），准备段输送台（16）和摇摆段输送台（1）内各设有同向运转的输送带，其特征是，还包括滚筒（11）、用于驱动滚筒（11）转动的伺服电机（3）以及与伺服电机（3）连接的伺服控制器，所述的滚筒（11）套设于摇摆段输送台（1）外部并与摇摆段输送台（1）固定连接，所述摇摆段输送台（1）上设有若干沿其长度方向布置、通过压板气缸（15a）带动压板上下运动的压板机构（15），所述准备段输送台（16）的进口端也设有压板机构（15），所述准备段输送台（16）和摇摆段输送台（1）的出口端分别设有通过挡板气缸（10b）带动挡板（10a）上下运动的挡板机构（10），所述摇摆段输送台（1）的进口端和出口端分别设有通过扫瓶气缸（2d）带动转板（2a）开合的扫瓶机构（2），所述的滚筒（11）包括同轴布置并通过若干支撑杆（113）固定连接的前支撑轮（111）、中支撑轮（112）和后支撑轮（114），前支撑轮（111）、中支撑轮（112）和后支撑轮（114）的中部分别设有一个与摇摆段输送台（1）外部相配合的通孔（115），所述的中支撑轮（112）包括同轴设置的光轮（112b）和齿圈（112a），所述伺服电机（3）的输出轴上设有与齿圈（112a）相啮合的主动齿轮（18），主动齿轮（18）齿数小于齿圈（112a）齿数，所述的压板机构（15）还包括与滚筒（11）相固定的定位板（15c），所述的压板气缸（15a）垂直固定在定位板（15c）上且压板气缸（15a）的活塞杆贯穿定位板（15c），所述压板的上表面设有若干垂直于压板的支撑柱（15e），所述支撑柱（15e）顶端设有与压板气缸（15a）活塞杆相连的支撑板（15d），所述的支撑板（15d）上设有两根贯穿定位板（15c）的压板导向柱（15b）。

4.根据权利要求3所述的谷物饮料摇摆机，其特征是，所述的挡板机构（10）还包括与挡板（10a）上端固定的活动梁（10d），活动梁（10d）的两端分别设有导向套（10c），所述准备段输送台（16）和摇摆段输送台（1）出口端的两侧各设有与同侧导向套（10c）的内孔相配合的挡板导向杆（10f），两个挡板导向杆（10f）的上端设有一个固定梁（10e），两个挡板导向杆（10f）的外侧分别设有所述的挡板气缸（10b），挡板气缸（10b）活塞杆的端部与同侧的导向套（10c）固定连接。

5.根据权利要求3所述的谷物饮料摇摆机，其特征是，所述的扫瓶机构（2）包括对称设置在摇摆段输送台（1）两侧的气缸支架板（2c）以及可在水平面相对气缸支架板（2c）转动的转动支架（2b），所述的扫瓶气缸（2d）水平设置于气缸支架板（2c）上，所述扫瓶气缸（2d）的活塞杆与转动支架（2b）的外端相连，所述的转动支架（2b）的内端设有竖直布置的所述转板（2a）。

6.根据权利要求3所述的谷物饮料摇摆机，其特征是，还包括用于定位滚筒（11）的机架（9），所述的机架（9）上设有若干托轮，包括两个与前支撑轮（111）对应的前托轮（4）、两个与中支撑轮（112）对应的中托轮（6）以及两个与后支撑轮（114）对应的后托轮（8），所述机架（9）在滚筒（11）的上方设有横梁（12），横梁（12）上设有两个与中支撑轮（112）相配合的上托轮（13）。

7.根据权利要求6所述的谷物饮料摇摆机，其特征是，所述的后托轮（8）上设有与后支撑轮（114）宽度向适配的凹槽，所述光轮（112b）的边缘设有沿其径向凸起的限位挡圈（112c）。

8.根据权利要求3所述的谷物饮料摇摆机，其特征是，所述准备段输送台（16）和摇摆段输送台（1）的两侧分别设有沿着其长度方向布置的导向板（17），所述导向板（17）在靠近挡板机构（10）的一端设有与转板（2a）相匹配的避让缺口。