CN103879940B - 一种小口径瓶自动灌装装置及其灌装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小口径瓶自动灌装装置，用于小口径料液瓶的液体灌装，包括支撑机构、输瓶机构及灌装机构，该输瓶机构及该灌装机构设置于该支撑机构上，该支撑机构包括阀托盘及瓶托盘，该灌装机构包括灌装阀及吸液组件，该灌装阀固定于该阀托盘的盘沿上，该吸液组件包括进液缸、负压缸及吸液管，该进液缸固定于该瓶托盘上，该负压缸固定于该阀托盘上，该吸液管的一端与该灌装阀连通，另一端与该进液缸连通。该负压缸对料液瓶抽真空，从而形成负压，该料液通过该吸液管从该进液缸流入该料液瓶中。本发明具有操作简单、灌装速度快、灌装精度高及使用寿命长等优点，特别适合自动化灌装生产。本发明还提供一种小口径瓶自动灌装装置的灌装方法。

Description

一种小口径瓶自动灌装装置及其灌装方法

技术领域

本发明涉及液体灌装领域，特别是涉及一种小口径瓶自动灌装装置及其灌装方法。

背景技术

近年来，在液体包装行业，小口径细长玻璃瓶越来越得到广泛应用，现有的小口径细长瓶的瓶头外形和瓶身外形的一致性较差，受瓶形因素影响，目前小口径细长瓶的液体灌装均采用针头插入等人工手动辅助灌装，由于定位的精度难以得到可靠保证，存在灌装速度慢及灌装精度低等问题，很难实现自动化灌装。另外，在灌装过程中，当液体灌注到细长的瓶脖时，液体由于自重直接向下冲击瓶内的液体，往往会产生较多的泡沫，随着液体不断注入，泡沫连同部分液体向瓶外溢出，从而造成灌装精度不准和灌装量不足，既浪费灌装料液又污染瓶外壁，通常避免该问题而采用的办法是降低灌装速度，但降低灌装速度会影响生产能力的提升。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是现有小口径细长玻璃瓶的液体灌装技术灌装精度低、灌装速度慢及灌装液体易外溢，无法适应自动化灌装需要，提供一种灌装速度快、灌装精度高、不起泡、液体不易外溢、高效稳定的小口径瓶自动灌装装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种小口径瓶自动灌装装置，用于小口径料液瓶的液体灌装，包括支撑机构、输瓶机构及灌装机构，所述输瓶机构及所述灌装机构设置于所述支撑机构上；所述支撑机构包括：机架；回转平台，所述回转平台设于所述机架上；瓶托盘，所述瓶托盘的盘沿与所述回转平台相固定，且所述瓶托盘的中心轴线与所述回转平台的中心轴线相重合；阀托盘，所述阀托盘设于所述瓶托盘的上方；升降支柱，所述升降支柱的一端与所述瓶托盘固定连接，另一端与所述阀托盘固定连接；所述输瓶机构包括：瓶托，所述瓶托固定于所述瓶托盘的盘沿上，并沿所述瓶托盘的盘沿均匀间隔分布；输送链道，所述输送链道与所述瓶托盘相邻；所述灌装机构包括：灌装阀，所述灌装阀固定于所述阀托盘的盘沿上，并沿所述阀托盘的盘沿均匀间隔分布；吸液组件，所述吸液组件包括：进液缸，所述进液缸的顶部固定于所述瓶托盘上，所述进液缸的底部固定于所述回转平台上，且所述进液缸的中心轴线与所述瓶托盘及所述回转平台的中心轴线相重合；过渡缸，所述过渡缸固定于所述阀托盘上，且所述过渡缸的中心轴线与所述阀托盘的中心轴线相重合；负压缸，所述负压缸固定于所述阀托盘上，且所述负压缸的中心轴线与所述过渡缸及阀托盘的中心轴线相重合；上连通阀，所述上连通阀的一端与所述负压缸连通，另一端与所述过渡缸连通；下连通阀，所述下连通阀的一端与所述过渡缸连通，另一端与所述进液缸连通；真空管，所述真空管的一端与所述灌装阀连通，另一端与所述负压缸连通；吸液管，所述吸液管的一端与所述灌装阀连通，另一端与所述进液缸连通；其中，所述灌装阀设有滑动导向罩，用于灌装时对所述料液瓶进行导流；所述负压缸对所述料液瓶抽真空，从而形成负压，所述料液通过所述吸液管从所述进液缸流入所述料液瓶中。

优选地，所述支撑机构进一步包括传动齿轮，所述传动齿轮与所述回转平台相连。

优选地，所述小口径瓶自动灌装装置进一步包括控制机构，所述控制机构设于所述机架上，用于控制和操作所述小口径瓶自动灌装装置的运行。

优选地，所述灌装阀进一步包括阀座、导向杆、底座及回吸管，所述阀座固定于所述导向杆的顶端，所述底座固定于所述导向杆的底端，所述导向罩固定于所述底座上；所述阀座的内部设有贯穿所述阀座的导流腔，所述回吸管贯穿于所述导流腔并与所述真空管连通。

优选地，所述导向杆设有回位弹簧，所述回位弹簧安装于所述阀座与所述底座之间。

优选地，所述导向杆的顶端安装有滚轮。

优选地，所述吸液管与所述导流腔相连通。

优选地，所述升降支柱为滚珠丝杆结构。

优选地，所述输瓶机构进一步包括瓶托凸轮，所述瓶托凸轮设于所述机架内并与所述瓶托的底部相连。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种上述小口径瓶自动灌装装置的灌装方法，所述方法包括如下步骤：

S101：将料液瓶放置输送链道上，所述料液瓶经所述输送链道送至安装于瓶托盘上的瓶托的顶部；所述瓶托盘带动所述瓶托及所述料液瓶回转；

S102：所述瓶托在瓶托凸轮的驱动下竖直向上运动，从而带动所述料液瓶靠近所述灌装阀，直至所述料液瓶、所述灌装阀的阀座与滑动导向罩之间形成密闭空间；

S103：启动负压缸，所述负压缸对所述料液瓶抽真空，所述料液瓶内形成负压，料液通过吸液管从所述进液缸流入所述料液瓶中；

S104：当流入所述料液瓶的所述料液达到预设量时，所述瓶托盘及阀托盘同时回转，所述瓶托在所述瓶托凸轮的驱动下竖直向下运动，从而带动所述料液瓶远离所述灌装阀，直至所述料液瓶的瓶口脱离所述滑动导向罩；

S105：所述料液瓶经所述输送链道输送出去。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的小口径瓶自动灌装装置的灌装阀设有滑动导向罩，在灌装之前对小口径细长瓶的瓶口进行导向定位，使得其准确进入相应灌装位置，有效解决了瓶口小难灌装准确的问题；另外，本发明的小口径瓶自动灌装装置通过负压缸、真空管及回吸管对细长瓶抽真空，在细长瓶的瓶内形成一定的负压，料液通过吸液管沿着细长瓶的内壁向下流入瓶中，加快了料液的灌装速度，有效提高了灌装速度，同时，由于料液沿瓶内壁下流灌装，有效减少了泡沫的产生，提高了灌装的精度。本发明具有操作简单、灌装速度快、灌装精度高及使用寿命长等优点，特别适合自动化灌装生产。

附图说明

图1是本发明小口径瓶自动灌装装置的结构示意图。

图2是图1中灌装阀的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明提供一种小口径瓶自动灌装装置，用于小口径料液瓶的液体灌装，包括支撑机构1、输瓶机构2、灌装机构3及控制机构4，输瓶机构2及灌装机构3设置于支撑机构1上。支撑机构1包括机架101，控制机构4设于机架101上，在本实施例中，控制机构4包括人机界面，用于控制和操作小口径瓶自动灌装装置的运行。

具体地，支撑机构1还包括回转平台102、传动齿轮103、瓶托盘104、升降支柱105及阀托盘106，机架101的下部设有支撑板101a，机架101的底部设有支脚101b，支脚101b的下端通过螺纹连接固定有脚盘101c，用于调整机架101的位置。回转平台102设于机架101的支撑板101a上，回转平台102包括传动板102a和带齿轴承102b，传动板102a为环形，平行设置于支撑板101a的上表面，传动板102a的底部通过螺栓与带齿轴承102b的内圈固定连接，带齿轴承102b的外圈与传动齿轮103相连。瓶托盘104设于传动板102a的上方，瓶托盘104的盘沿与回转平台102相固定，具体地说，瓶托盘104与传动板102a之间设有连接柱107，瓶托盘104通过连接柱107与传动板102a固定连接。瓶托盘104为环形，且瓶托盘104的中心轴线与回转平台102的中心轴线相重合。阀托盘106设于瓶托盘104的上方，阀托盘106通过升降支柱105与瓶托盘104相连，具体地说，升降支柱105的一端与瓶托盘104固定连接，另一端与阀托盘106固定连接。其中，升降支柱105为滚珠丝杆结构。

输瓶机构2包括瓶托201、输送链道202及瓶托凸轮（图中未画出），瓶托201固定于瓶托盘104的盘沿上，并沿瓶托盘104的盘沿均匀间隔分布，输送链道202与瓶托盘104相邻，输送链道202包括传送带（图中未画出）、输送轮（图中未画出）及拨轮（图中未画出），传送带由输送轮带动作直线运动，传送带的一端与拨轮的外缘相切，拨轮与瓶托201相邻。瓶托凸轮设于机架101内并与瓶托201的底部相连，用于控制瓶托201的上升和下降。

请继续参阅图1，灌装机构3包括灌装阀301及吸液组件302，灌装阀301固定于阀托盘106的盘沿上，并沿阀托盘106的盘沿均匀间隔分布。吸液组件302包括进液缸302a、过渡缸302b、负压缸302c、上连通阀302d、下连通阀302e、真空管302f及吸液管302g，进液缸302a的顶部固定于瓶托盘104上，进液缸302a的底部固定于回转平台102上，且进液缸302a的中心轴线与瓶托盘104及回转平台102的中心轴线相重合。过渡缸302b固定于阀托盘106上，且过渡缸302b的中心轴线与阀托盘106的中心轴线相重合。负压缸302c设于过渡缸302b的上方，并通过螺柱与阀托盘106固定连接，且负压缸302c的中心轴线与过渡缸302b及阀托盘106的中心轴线相重合。上连通阀302d的一端与负压缸302c连通，另一端与过渡缸302b连通；下连通阀302e的一端与过渡缸302b连通，另一端与进液缸302a连通；真空管302f的一端与灌装阀301连通，另一端与负压缸302c连通；吸液管302g的一端与灌装阀301连通，另一端与进液缸302a连通。其中，负压缸302c对料液瓶抽真空，从而形成负压，料液通过吸液管302g从进液缸302a流入料液瓶中。

如图2所示，灌装阀301包括滑动导向罩301a、阀座301b、导向杆301c、底座301d及回吸管301f，阀座301b固定于导向杆301c的顶端，底座301d固定于导向杆301c的底端，滑动导向罩301a固定于底座301d上，用于灌装时对料液瓶进行导向。阀座301b的内部设有贯穿阀座301b的导流腔301b1，回吸管301f贯穿于导流腔301b1并与真空管302f连通，吸液管302g与导流腔301b1相连通。

在本实施例中，导向杆301c的顶端安装有滚轮301g，滚轮301g与瓶托凸轮相接触，使得滚轮301g带动底座301d向上运动。导向杆301c设有回位弹簧301c1，回位弹簧301c1安装于阀座301b与底座301d之间。

请一并参阅图1及图2，本发明还提供一种小口径瓶自动灌装装置的灌装方法，该方法包括如下步骤：

S101：将料液瓶放置输送链道202上，料液瓶经输送链道202送至安装于瓶托盘104上的瓶托201的顶部，瓶托盘104带动瓶托201及料液瓶回转；

在此步骤中，灌装之前，调节升降支柱105使得安装于瓶托盘104上的瓶托201与安装于阀托盘106上的灌装阀301之间的垂直距离适合待灌装的料液瓶的高度。输送链道202的传送带由输送轮的带动下作直线运动，从而将料液瓶从远端输送过来，料液瓶从传送带上进入拨轮后，由拨轮拨动引导进入瓶托盘104上的瓶托201的顶部。操作人员通过人机界面4启动动力源（图中未画出），动力源通过传动齿轮103带动带齿轴承102b回转，带齿轴承102b进而带动传动板102a、瓶托盘104、瓶托201及料液瓶同时回转，进入下一步灌装工序。

S102：瓶托201在瓶托凸轮的驱动下竖直向上运动，从而带动料液瓶靠近灌装阀301，直至料液瓶、灌装阀301的阀座301b与滑动导向罩301a之间形成密闭空间；

在此步骤中，操作人员通过人机界面4启动机架101内的瓶托凸轮，瓶托凸轮驱动瓶托201竖直向上运动，料液瓶在瓶托201的带动下靠近灌装阀301，料液瓶的瓶口导入灌装阀301的滑动导向罩301a内。此时，瓶托凸轮与导向杆301c顶端的滚轮301g相接触，使得滚轮301g带动灌装阀301的底座301d向上运动，导向杆301c上的回位弹簧301c1回缩压紧，瓶托201、料液瓶及滑动导向罩301a一起继续向上运动，回吸管301f伸入滑动导向罩301a内，滑动导向罩301a与阀座301b底部的阀口对准并相互压紧，直至料液瓶、阀座301b与滑动导向罩301a之间形成密闭空间。

S103：启动负压缸302c，负压缸302c对料液瓶抽真空，料液瓶内形成负压，料液通过吸液管302g从进液缸302a流入料液瓶中；

在此步骤中，回吸管301f一端连通料液瓶，另一端连通真空管302f及负压缸302c，负压缸302c开始抽真空，料液瓶中的空气通过回吸管301f及真空管302f被抽出，料液瓶内形成负压。此时，进液缸302a内的气压大于料液瓶内的气压，进液缸302a内的料液在压差作用下从进液缸302a经吸液管302g流入灌装阀301的阀座301b的导流腔301b1内，并沿导流腔301b1与回吸管301f之间的空隙流向料液瓶，进而沿料液瓶的瓶壁下流进入料液瓶中，避免了料液直接向下冲击料液瓶内的料液，减少泡沫的产生，提高了灌装质量。

S104：当流入料液瓶的料液达到预设量时，瓶托盘104及阀托盘106同时回转，瓶托201在瓶托凸轮的驱动下竖直向下运动，从而带动料液瓶远离灌装阀301，直至料液瓶的瓶口脱离滑动导向罩301a；在此步骤中，当料液瓶内的料液上升至回吸管301f的管口并掩盖回吸管301f时，料液瓶内的料液不再上升，瓶内料液容量趋于稳定。带齿轴承102b带动传动板102a、瓶托盘104、瓶托201及料液瓶同时回转，此时，操作人员通过人机界面4控制机架101内的瓶托凸轮，瓶托凸轮通过驱动滚轮301g进而使得灌装阀301的底座301d竖直向下运动，底座301d在导向杆301c上的回位弹簧301c1作用下复位，瓶托201、料液瓶及滑动导向罩301a一起向下运动，料液瓶与灌装阀301的阀座301b相脱离。瓶托凸轮继续驱动瓶托201竖直向下运动，料液瓶在瓶托201的带动下脱离灌装阀301的滑动导向罩301a，进而远离灌装阀301。

S105：料液瓶经输送链道202输送出去。

在此步骤中，料液瓶从瓶托201上进入拨轮后，由拨轮拨动引导进入传送带，传送带在输送轮的带动下作直线运动，从而将灌装完毕的料液瓶从输送出去。

本发明的小口径瓶自动灌装装置的灌装阀设有滑动导向罩，在灌装之前对小口径细长瓶的瓶口进行导向定位，使得其准确进入相应灌装位置，有效解决了瓶口小难灌装准确的问题；另外，本发明的小口径瓶自动灌装装置通过负压缸、真空管及回吸管对细长瓶抽真空，在细长瓶的瓶内形成一定的负压，料液通过吸液管沿着细长瓶的内壁向下流入瓶中，加快了料液的灌装速度，有效提高了灌装速度，同时，由于料液沿瓶内壁下流灌装，有效减少了泡沫的产生，提高了灌装的精度。本发明具有操作简单、灌装速度快、灌装精度高及使用寿命长等优点，特别适合自动化灌装生产。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种小口径瓶自动灌装装置，用于小口径料液瓶的液体灌装，其特征在于，包括支撑机构、输瓶机构及灌装机构，所述输瓶机构及所述灌装机构设置于所述支撑机构上；所述支撑机构包括：

机架；

回转平台，所述回转平台设于所述机架上；

瓶托盘，所述瓶托盘的盘沿与所述回转平台相固定，且所述瓶托盘的中心轴线与所述回转平台的中心轴线相重合；

阀托盘，所述阀托盘设于所述瓶托盘的上方；

升降支柱，所述升降支柱的一端与所述瓶托盘固定连接，另一端与所述阀托盘固定连接；

所述输瓶机构包括：

瓶托，所述瓶托固定于所述瓶托盘的盘沿上，并沿所述瓶托盘的盘沿均匀间隔分布；

输送链道，所述输送链道与所述瓶托盘相邻；

所述灌装机构包括：

灌装阀，所述灌装阀固定于所述阀托盘的盘沿上，并沿所述阀托盘的盘沿均匀间隔分布；

吸液组件，所述吸液组件包括：

进液缸，所述进液缸的顶部固定于所述瓶托盘上，所述进液缸的底部固定于所述回转平台上，且所述进液缸的中心轴线与所述瓶托盘及所述回转平台的中心轴线相重合；

过渡缸，所述过渡缸固定于所述阀托盘上，且所述过渡缸的中心轴线与所述阀托盘的中心轴线相重合；

负压缸，所述负压缸固定于所述阀托盘上，且所述负压缸的中心轴线与所述过渡缸及所述阀托盘的中心轴线相重合；

上连通阀，所述上连通阀的一端与所述负压缸连通，另一端与所述过渡缸连通；

下连通阀，所述下连通阀的一端与所述过渡缸连通，另一端与所述进液缸连通；

真空管，所述真空管的一端与所述灌装阀连通，另一端与所述负压缸连通；

吸液管，所述吸液管的一端与所述灌装阀连通，另一端与所述进液缸连通；

其中，所述灌装阀设有滑动导向罩，用于灌装时对所述料液瓶进行导向；所述负压缸对所述料液瓶抽真空，从而形成负压，所述料液通过所述吸液管从所述进液缸流入所述料液瓶中。

2.根据权利要求1所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述支撑机构进一步包括传动齿轮，所述传动齿轮与所述回转平台相连。

3.根据权利要求1所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述小口径瓶自动灌装装置进一步包括控制机构，所述控制机构设于所述机架上，用于控制和操作所述小口径瓶自动灌装装置的运行。

4.根据权利要求1所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述灌装阀进一步包括阀座、导向杆、底座及回吸管，所述阀座固定于所述导向杆的顶端，所述底座固定于所述导向杆的底端，所述滑动导向罩固定于所述底座上；所述阀座的内部设有贯穿所述阀座的导流腔，所述回吸管贯穿于所述导流腔并与所述真空管连通。

5.根据权利要求4所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述导向杆设有回位弹簧，所述回位弹簧安装于所述阀座与所述底座之间。

6.根据权利要求4所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述导向杆的顶端安装有滚轮。

7.根据权利要求4所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述吸液管与所述导流腔相连通。

8.根据权利要求1所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述升降支柱为滚珠丝杆结构。

9.根据权利要求1所述的小口径瓶自动灌装装置，其特征在于，所述输瓶机构进一步包括瓶托凸轮，所述瓶托凸轮设于所述机架内，并与所述瓶托的底部相连。

10.一种如权利要求1-9任意一项所述的小口径瓶自动灌装装置的灌装方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S101：将料液瓶放置输送链道上，所述料液瓶经所述输送链道送至安装于瓶托盘上的瓶托的顶部，所述瓶托盘带动所述瓶托及所述料液瓶回转；

S102：所述瓶托在瓶托凸轮的驱动下竖直向上运动，从而带动所述料液瓶靠近所述灌装阀，直至所述料液瓶、所述灌装阀的阀座与所述滑动导向罩之间形成密闭空间；

S103：启动负压缸，所述负压缸对所述料液瓶抽真空，所述料液瓶内形成负压，料液通过吸液管从进液缸流入所述料液瓶中；

S104：当流入所述料液瓶的所述料液达到预设量时，所述瓶托盘及阀托盘同时回转，所述瓶托在所述瓶托凸轮的驱动下竖直向下运动，从而带动所述料液瓶远离所述灌装阀，直至所述料液瓶的瓶口脱离所述滑动导向罩；

S105：所述料液瓶经所述输送链道输送出去。