CN104627403B - 一种活塞连续灌装结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灌装机技术领域，具体为一种用于灌装机上的活塞连续灌装结构，其包括一转盘、设置在所述转盘上的多个活塞腔、设置在所述活塞腔内随所述转盘转动的活塞以及驱动所述活塞顺次连续升降的活塞驱动机构，所述的多个活塞腔在以转盘的旋转中心为圆心的轨迹圆上均匀分布。本发明应用于灌装机上，实现了连续向出料管排料，生产效率高。由于多活塞圆周分布结构，随转盘转动，活塞吸料、排料过程无需转阀配合，工作过程连续性强。

Description

一种活塞连续灌装结构

技术领域

本发明涉及灌装机技术领域，具体为一种用于灌装机上的活塞连续灌装结构。

背景技术

目前，用于膏状物料灌装的活塞式灌装泵，从动力源分为气动和机械两种，其均为单活塞往复运动与开合转阀配合完成吸料-排料的过程，这种结构只能间断排料，生产效率低。

用于液体灌装的活塞式灌装泵在啤酒、饮料、牛奶制品行业使用较多的是多活塞多灌装口（即一个活塞对应一个出口），这种结构只适用于液体灌装，不能适用于香肠类、膏状类等具有一定流动性黏稠物料的灌装。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于香肠类、膏状类等具有一定流动性黏稠物料的灌装机上的活塞连续灌装结构。

本发明采用如下技术方案：

一种活塞连续灌装结构，其关键技术在于：其包括一转盘、设置在所述转盘上的多个活塞腔、设置在所述活塞腔内随所述转盘转动的活塞以及驱动所述活塞顺次连续升降的活塞驱动机构，所述的多个活塞腔在以转盘的旋转中心为圆心的轨迹圆上均匀分布。

作为本发明进一步改进，所述的活塞驱动机构限定所述的多个活塞腔按其旋转方向依次形成下降区、第一静止区和上升区。

作为本发明进一步改进，所述的上升区和所述下降区之间设置有第二静止区。

进一步的，所述第二静止区包括一个活塞腔。

进一步的，所述的活塞驱动机构包括设置于活塞底部用于引导活塞上行的第一滚轮和用于引导活塞下行的第二滚轮，还包括与所述第一滚轮下端接触的用于引导所述第一滚轮上行的第一引导轨以及与所述第二滚轮上端接触的用于引导所述第二滚轮下行的第二引导轨，所述的第一引导轨的最高点限定所述活塞运行到活塞腔的顶部，所述第二引导轨的最低点限定所述活塞运行到所述活塞腔的底部，所述第一引导轨的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述第二引导轨的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面。

进一步的，所述的活塞驱动机构包括设置于活塞底部的第二滚轮以及通过限定所述第二滚轮运行轨迹来引导所述活塞上下运行的引导轨道，所述引导轨道包括与所述第二滚轮下端接触的用于限定所述第二滚轮上行的第一引导轨以及与所述第二滚轮上端接触的用于引导所述第二滚轮下行的第二引导轨，所述的第一引导轨的最高点限定所述活塞运行到活塞腔的顶部，所述第二引导轨的最低点限定所述活塞运行到所述活塞腔的底部，所述第一引导轨的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述第二引导轨的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面。

进一步的，所述的活塞驱动机构包括设置于活塞底部用于引导活塞上行的第一滚轮、用于限定活塞下行的弹簧以及与所述第一滚轮下端接触的用于限定所述第一滚轮上行的第一引导轨，所述的第一引导轨的最高点限定所述活塞运行到活塞腔的顶部，所述第一引导轨的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述弹簧套置于所述活塞和所述转盘的下端面之间。

进一步的，所述的活塞驱动机构包括设置于所述转盘下端面与所述活塞等数的气缸，每一个活塞底端与相对应的气缸的气缸推杆连接。

作为本发明进一步改进，所述的转盘的下端面设置有与所述活塞向适配的导向套。

本发明的积极效果如下：

本发明用于灌装机上，将所述转盘设置在固定有料斗和出料管连接板下，随着转盘的转动每个活塞腔内的活塞依次做上下往复运动，实现了连续向出料管排料，生产效率高。由于多活塞圆周分布结构，随转盘转动，活塞吸料、排料过程无需转阀配合，工作过程连续性强。由于本发明的结构特性，导致连接板能够便于翻转，活塞腔方便清洗，提高产品质量。

附图说明

附图1为本发明应用于灌装机的结构示意图。

附图2为附图1中A部的局部放大结构示意图。

附图3为本发明转盘的俯视结构示意图。

附图4为本发明连接板的俯视结构示意图。

附图5为本发明活塞腔与下料孔和出料孔的位置关系示意图。

附图6为本发明实施例1中活塞驱动机构的结构示意图。

附图7为本发明实施例2中活塞驱动机构的结构示意图。

附图8为本发明实施例3中活塞驱动机构的结构示意图。

附图9为本发明实施例4中活塞驱动机构的结构示意图。

附图10为本发明活塞运动轨迹线的示意图。

在附图中：1料斗、2出料管、3连接板、4传动轴、5第一引导轨、6减速机、7转盘、8活塞、9导向套、10第二引导轨、11电机、12第二滚轮、13机架、14轴承座、15推力轴承、16支撑套、17第一滚轮、18活塞腔、19下料孔、20出料孔、21滚轮轴、22弹簧、23气缸、24弹簧座、25活塞密封圈、26转盘密封圈、27连接杆、28固定板、101下降区、102第一静止区、103上升区、104第二静止区。

具体实施方式

下面结合附图1-10和具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例1

如附图1所示的一种灌装机，其包括机架13，所述机架13对整灌装机具有骨架支撑作用，所述机架13顶部通过立柱（图未示出）支撑设置有一连接板3，所述的连接板3上开设有下料孔19和出料孔20，所述下料孔19上设置有料斗1，所述出料孔20上设置有出料管2，所述连接板3下设置有连续灌装的活塞结构，该结构包括一转盘7、设置在所述转盘7上的多个活塞腔18、设置在所述活塞腔18内随所述转盘7转动的活塞8以及驱动所述活塞8顺次连续升降的活塞驱动机构。所述的转盘7的下端面设置有与所述活塞8向适配的导向套9，保证活塞8稳定动作。

参见附图3，所述的多个活塞腔18在以转盘7的旋转中心为圆心的轨迹圆上均匀分布，所述转盘7为圆形转盘，所述轨迹圆的圆心在转盘7的圆心上。所述机架13上还设置有驱动所述转盘7以转盘7的圆心为旋转中心匀速旋转的转盘驱动机构。

所述连接板3下端面和所述转盘7上端面紧密贴合，参见附图2，所述转盘7的上端面设置有两转盘密封圈26，所述的多个活塞强18位于两转盘密封圈26之间，所述活塞8上设置有活塞密封圈25，使活塞8与活塞腔18密闭贴合。

如附图1所示，所述的转盘驱动机构包括电机11、与电机11连接的减速机6和由减速机6驱动的传动轴4，所述传动轴4垂直设置，其顶部与所述转盘7连接，所述传动轴4上设置有轴承座14，所述轴承座14上端面支撑所述转盘7，所述机架13上设置有支撑套16，所述支撑套16套置在传动轴4外，传动轴4和支撑套16之间设置滚珠轴承，所述支撑套16和所述轴承座14的下端面之间设置有推力轴承15。所述支撑套16一方面用于支撑转盘7的重量，一方面防止传动轴4晃动。

由电机11通过减速机6驱动传动轴4转动，传动轴4带动所述转盘7转动，转盘7转动的同时，每个活塞腔18中的活塞8随之转动，并且活塞8由相应的活塞驱动机构限定活塞8顺次连续做升降动作，一个活塞8每旋转一圈即完成一次升降动作循环，以达到活塞腔18吸料-排料的动作，其中，一个活塞8的上下运行过程在坐标轴上的表示参见附图10。

所述的连接板3上的下料孔19和出料孔20的圆心均位于所述活塞腔18的轨迹圆上，并且下料孔19和出料孔20的圆心连线为所述轨迹圆的半径。作为优选，所述下料孔19和出料孔20的半径与所述活塞腔18的半径相等。上述下料孔19和出料孔20为直筒型结构，附图中未给出相应的结构示意图。

作为优选，所述的下料孔19的内壁形状呈斜圆锥台状，位于连接板3下端面的出口圆的圆心位于所述活塞腔18的轨迹圆上，且直径与所述活塞腔18的直径相等，位于连接板3上端面的入口圆的圆心沿所述轨迹圆的半径向所述轨迹圆圆心偏移，该入口圆的直径大于所述出口圆的直径，形成内壁为所述斜圆锥台状的下料孔19。上述形状的下料孔19可以使料斗1的位置向连接板3的中心靠拢，防止料斗1装有较多物料时导致连接板3受力不均而倾斜，是整个装置重心更加稳定。上述结构的下料孔19未给出相应的结构示意图。

如附图4所示，作为优选，所述出料孔20位于连接板3上端面的出口为圆形，位于连接板3下端面的进口为腰型孔，所述下料孔19位于连接板3上端面的入口圆的圆心沿所述轨迹圆的半径向所述轨迹圆圆心偏移，其直径大于活塞腔18的直径，所述下料孔19位于连接板3下端面的出口为腰型孔。所述的活塞腔18的旋转过程中会形成一个宽度与所述活塞腔18直径相当的圆环形面域，所述的出料孔20位于连接板3下端面的腰型孔出口和下料孔19位于连接板3下端面的腰型孔出口均位于所述的活塞腔18旋转形成的面域上。所述的所述下料孔19位于连接板3下端面的出口腰型孔向左右两侧等量延伸，能够覆盖三个活塞腔18所占的区域，所述的出料孔20位于连接板3下端面的出口腰型孔向两侧延伸，能够覆盖三个活塞腔18所占的区域，其在与转盘7旋转方向相反的方向上延伸面域较大。

上述的出料孔20和下料孔19位于连接板3下端面的腰型孔设置，使得出料孔20和下料孔19能够更好的和动态旋转过程中的活塞腔18相配合，高效快速的完成吸料和排料。

参见附图5所示，所述转盘7带动活塞8做水平圆周转动，同时由活塞驱动机构控制活塞在垂直方向的动作，所述的活塞驱动机构限定所述的多个活塞腔18按其旋转方向依次分为下降区101、第一静止区102和上升区103，所述的上升区103和所述下降区101之间设置有第二静止区104，所述第二静止区104包括一个活塞腔18。所述的下降区101、第一静止区102、上升区103以及第二静止区104首尾相接，包括了所有的活塞腔18。若在不包括第二静止区104的情况下，下降区101、第一静止区102和上升区103首尾相接，包括了所有的活塞腔18。所述的下降区101、第一静止区102、上升区103以及第二静止区104相对于所述的连接板3是固定不动的，其实质是对于与其位置相对应的活塞驱动机构的结构、形状或动作的限定。所述的出料孔20位于连接板3下端面的出口腰型孔与所述上升区103相重合。

以附图5所示的状态为例，所述的活塞腔18共11个，其中，位于所述下料孔19正下方的位置起（包括该位置），包含顺时针方向上的另外三个活塞腔18所在的区域为第一静止区102，在该区域内的活塞8均位于最低位，使活塞腔18的空间最大，通过下料孔19吸入物料后，保持一定距离的静止状态。随后顺时针方向上的三个活塞腔18所在的区域为上升区103，即在该区域活塞8处于上升排挤物料的状态，所述的出料孔20与该区域最后一个活塞腔18的位置重合或位于最后两个活塞腔18之间，以保证每个活塞腔18中的物料在旋转过程中全部由出料孔20排出。顺时针方向，在所述上升区103之后为第二静止区104，该区域的范围只包含一个活塞腔18。顺时针方向，剩余的区域即为下降区101，即在活塞腔18转动到下料孔19之前，活塞8完成下降动作，使活塞腔18形成负压状态，直至与所述下料孔19交叉时，开始吸入物料。

所述下降区101为活塞腔18形成负压的过程，用于吸入物料；所述第一静止区102为填料过程，形成负压的各活塞腔18依次通过下料孔19吸入物料，平移一定角度后进入上升区103；所述上升区103为排料区域，用于排挤出物料，完成灌装；所述第一静止区102将排料区域和负压区域隔开，防止串料，即保证活塞腔18中的物料全部由出料孔20排出，防止负压区的活塞腔18将排料区活塞腔18内的物料吸入。

所述转盘7上活塞腔18的数量和直径根据实际情况设定，所述的下降区101、第一静止区102、上升区103以及第二静止区104的中所包含的活塞腔18的数量也随之调整，但是各区域的相对位置不变，各区域的相对面积可做适当调整。在转盘上，活塞腔18的排布越紧密，灌装机排料的连续性就越强。

如附图1和附图6所示，所述的活塞驱动机构包括设置于活塞8底部用于限定活塞上行的第一滚轮17和用于限定活塞8下行的第二滚轮12，还包括与所述第一滚轮17下端接触的用于限定所述第一滚轮17上行的第一引导轨5以及与所述第二滚轮12上端接触的用于限定所述第二滚轮12下行的第二引导轨10，所述的第一引导轨5的最高点限定所述活塞8运行到活塞腔18的顶部，该位置与所述出料孔20的位置相对应，所述第二引导轨10的最低点限定所述活塞18运行到所述活塞腔18的底部，该最低点位置与所述的下料孔19的位置相对应，此时活塞腔18容积最大，所述第一引导轨5的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述第二引导轨10的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面。

所述的第一引导轨5的作用范围包括第一静止区102、上升区103和第二静止区104，所述第二引导轨10的作用范围包括下降区101。即当活塞8在第一静止区102、上升区103和第二静止区104内运行时，其位置由第一引导轨5控制，与所述第一静止区102位置相对应的第一引导轨5的部分高度相等，对该区域的活塞8起到支撑作用；与所述上升区103相对应的第一引导轨5的部分高度逐渐升高，随着活塞8的旋转，通过第一滚轮17推动该区域的活塞8向上移动，完成排挤物料的动作；与所述的第二静止区104位置相对应的第一引导轨5的部分的高度延续与所述上升区103相对应的第一引导轨5的部分的最高点的高度，即其相对于前一段第一引导轨5的部分没有升高也没有下降，对该区域内的活塞起到支撑作用，使活塞保持位置不变，即垂直方向静止。

在上述的过程中，所述的第二引导轨10对活塞8的第二滚轮12不产生作用，或轻微接触使活塞8保持稳定运行。在所述第二静止区104之后进入到下降区101，该区域内，所述第二引导轨10通过对所述第二滚轮12的上端作用，控制该区域内的活塞8向下运行，所述第二引导轨10由通过圆弧形侧立板悬设在空中，位于所述第二滚轮12的上方，当活塞8运行到下降区101内时，此时第二滚轮12的顶端与所述第二引导轨10接触受力，第二引导轨10与第二滚轮12接触的端面距离地面的高度逐渐下降，因此，随着活塞8的旋转，通过第二滚轮12推动该区域的活塞8向下移动，使活塞腔8内形成负压，在该下降区101内，所述第以引导轨5的高度随着所述第二引导轨10的高度变化，对活塞8形成保护支撑作用，防止其由于重力的因素失控滑脱。

所述的第一滚轮17和第二滚轮12通过滚轮轴21固定设置在活塞8底端，由于所述第一引导轨5与所述第二引导轨10对应所述第一滚轮17和第二滚轮12的作用部位不同，因此所述第二滚轮12需位于外侧，使第二滚轮12的顶部暴露，以使其能够和第二引导轨10接触。所述的第一滚轮17和第二滚轮12均为滚珠轴承。

采用上述活塞结构和活塞驱动机构，使灌装机灌装连续性更好，并且省去了开合转换阀等电气控制装置。

如附图10所示，在图中100所示的区间为一个转动周期，即表示一个活塞在旋转360°时在垂直方向的运行轨迹，其中，一个周期中分别示出了下降区101、第一静止区102、上升区103以及第二静止区104的轨迹。

实施例2

参见附图7，所述的活塞驱动机构包括设置于活塞8底部的第二滚轮12以及通过限定所述第二滚轮12运行轨迹来控制所述活塞8上下运行的引导轨道，所述引导轨道包括与所述第二滚轮12下端接触的用于限定所述第二滚轮12上行的第一引导轨5以及与所述第二滚轮12上端接触的用于限定所述第二滚轮12下行的第二引导轨10，所述的第一引导轨5的最高点限定所述活塞8运行到活塞腔18的顶部，所述第二引导轨10的最低点限定所述活塞18运行到所述活塞腔18的底部，所述第一引导轨5的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述第二引导轨10的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面。

本实施例与实施例1中所述的活塞驱动机构的区别是，省去了第一滚轮17，使所述第一引导轨5的位置与所述第二滚轮12相对应，作用于第二滚轮12底端。其中，整个旋转过程中，第一引导轨5和第二引导轨10的作用方式和原理与第一实施例中所述的相同。本实施例是实施例1中活塞驱动机构的变形。

作为等同替换，所述的第二滚轮12以及第一引导轨5和第二引导轨10均可设置在活塞8的旋转轨迹的内侧。

实施例3

参见附图8，所述的活塞驱动机构包括设置于活塞8底部用于限定活塞上行的第一滚轮17、用于限定活塞8下行的弹簧22以及与所述第一滚轮17下端接触的用于限定所述第一滚轮17上行的第一引导轨5，所述的第一引导轨5的最高点限定所述活塞8运行到活塞腔18的顶部，所述第一引导轨5的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述弹簧22套置于所述活塞8和所述转盘7的下端面之间。

本实施例与实施例1的区别在于，省去了第二滚轮12和第二引导轨10，而通过弹簧22的作用使活塞8向下运动，其中，第一引导轨5通过第一滚轮17对活塞8的作用方式与实施例1相同，在上升区103内，第一引导轨5推动活塞8上升的过程，同时使弹簧22压缩储能，当进入到下降区101时，随着第一引导轨5高度的降低，在弹簧22的作用下活塞8向下运动，使活塞腔18形成真空。

实施例4

参见附图9，所述的活塞驱动机构包括设置于所述转盘7下端面与所述活塞8等数的气缸23，每一个活塞8底端与相对应的气缸23的气缸推杆连接，所述气缸23固定在固定板28上，所述固定板28通过连接杆27固定设置在所述转盘7的下端面上。通过电气控制系统控制每一个气缸23的动作来实现活塞8的动作，所述活塞8的运行轨迹与实施例1中相同。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种活塞连续灌装结构，其特征在于：其包括一转盘（7）、设置在所述转盘（7）上的多个活塞腔（18）、设置在所述活塞腔（18）内随所述转盘（7）转动的活塞（8）以及驱动所述活塞（8）顺次连续升降的活塞驱动机构，所述的多个活塞腔（18）在以转盘（7）的旋转中心为圆心的轨迹圆上均匀分布；

所述的活塞驱动机构限定所述的多个活塞腔（18）按其旋转方向依次形成下降区（101）、第一静止区（102）和上升区（103）；

所述活塞（8）在下降区（101）内下降使活塞腔（18）形成负压，用于吸入物料，所述活塞（8）在第一静止区（102）内均位于最低位，所述活塞（8）在上升区（103）内上升使活塞腔（18）内的物料排挤出，所述第一静止区（102）将下降区（101）和上升区（103）隔开。

2.根据权利要求1所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述的上升区（103）和所述下降区（101）之间设置有第二静止区（104）。

3.根据权利要求2所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述第二静止区（104）包括一个活塞腔（18）。

4.根据权利要求1-3 任一项所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述的活塞驱动机构包括设置于活塞（8）底部用于引导活塞（8）上行的第一滚轮（17）和用于引导活塞（8）下行的第二滚轮（12），还包括与所述第一滚轮（17）下端接触的用于引导所述第一滚轮（17）上行的第一引导轨（5）以及与所述第二滚轮（12）上端接触的用于引导所述第二滚轮（12）下行的第二引导轨（10），所述的第一引导轨（5）的最高点限定所述活塞（8）运行到活塞腔（18）的顶部，所述第二引导轨（10）的最低点限定所述活塞（8）运行到所述活塞腔（18）

的底部，所述第一引导轨（5）的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述第二引导轨（10）的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面。

5.根据权利要求1-3 任一项所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述的活塞驱动机构包括设置于活塞（8）底部的第二滚轮（12）以及通过限定所述第二滚轮（12）运行轨迹来引导所述活塞（8）上下运行的引导轨道，所述引导轨道包括与所述第二滚轮（12）下端接触的用于引导所述第二滚轮（12）上行的第一引导轨（5）以及与所述第二滚轮（12）上端接触的用于引导所述第二滚轮（12）下行的第二引导轨（10），所述的第一引导轨（5）的最高点限定所述活塞（8）运行到活塞腔（18）的顶部，所述第二引导轨（10）的最低点限定所述活塞（8）运行到所述活塞腔（18）的底部，所述第一引导轨（5）的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述第二引导轨（10）的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面。

6.根据权利要求1-3 任一项所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述的活塞驱动机构包括设置于活塞（8）底部用于引导活塞上行的第一滚轮（17）、用于限定活塞（8）下行的弹簧（22）以及与所述第一滚轮（17）下端接触的用于引导所述第一滚轮（17）上行的第一引导轨（5），所述的第一引导轨（5）的最高点限定所述活塞（8）运行到活塞腔（18）的顶部，所述第一引导轨（5）的最高点和最低点之间为平滑过渡的斜坡面，所述弹簧（22）套置于所述活塞（8）和所述转盘（7）的下端面之间。

7.根据权利要求1-3 任一项所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述的活塞驱动机构包括设置于所述转盘（7）下端面与所述活塞（8）等数的气缸（23），每一个活塞（8）底端与相对应的气缸（23）的气缸推杆连接。

8.根据权利要求1-3 任一项所述的一种活塞连续灌装结构，其特征在于：所述的转盘（7）的下端面设置有与所述活塞（8）向适配的导向套（9）。