CN105151383B - 一种充氮包装设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种充氮包装设备，它包括抽气充氮机构，抽气充氮机构包括外管和内管，外管套置在内管外且外管和内管可相对滑动；在抽气阶段，内管与外管同时往外抽气；在扫气阶段，内管往包装袋充入氮气，同时外管继续往外抽气来扫除包装袋内的空气；在充气阶段，外管停止抽气，内管继续往包装袋内冲入氮气直至包装袋内氮气含量足够。本发明可以降低包装袋内的空气含量，使得包装袋内物品的防氧化效果较好，且抽气较快，使得工作效率较高；且可以通过检测包装袋内的气压来判断充气是否足够，不需要设定充气时间，较为方便；且可以对已经完成包装的包装袋的数量进行计数。

Description

一种充氮包装设备

技术领域

本发明涉及到一种包装机械，具体讲是一种充氮包装设备。

背景技术

充氮包装设备是一种抽出包装袋内的空气，使包装袋内的空气达到预定设置好的真空度后，再充入氮气，然后对包装袋进行封口的设备。主要应用于食品加工厂等需要对物品进行防氧化保护的加工场所。现有技术的充氮包装设备主要包括机架、真空泵、氮气储罐、供氮管、包装袋固定机构、包装袋扩口机构、插管伸缩机构、抽气充氮机构和包装袋封口机构；抽气充氮机构包括插管、真空电磁阀和氮气电磁阀，真空泵的进气口通过真空电磁阀插管的一端连通，真空泵的出气口与外部大气连通，氮气储罐的出气口通过氮气电磁阀与插管的一端连通，氮气储罐的进气口与供氮管连通，插管的另一端开口，插管的另一端可伸入到待加工的包装袋内，对包装袋进行抽气与充氮，插管固定在插管伸缩机构上，插管伸缩机构可驱动插管进行伸缩。充氮包装设备的工作流程是：首先由包装袋固定机构固定住包装袋，再由包装袋扩口机构使包装袋打开一个开口适用于插管的进出，插管伸缩机构驱动插管前伸以使插管伸入包装袋内，然后真空电磁阀打开，真空泵通过插管抽出包装袋内的空气，接着氮气电磁阀打开，氮气储罐通过插管往包装袋里充入氮气，充氮结束后，插管伸缩机构驱动插管移出包装袋外，最后由包装袋封口机构对包装袋进行封口，上述真空电磁阀和氮气电磁阀的打开和关闭均通过继电器进行控制。

现有技术的充氮包装设备在实际使用过程中还存在一些问题：抽气开始时，首先是通过插管对包装袋进行抽气，当包装袋内的真空度达到预定值时，通过继电器对氮气电磁阀和真空电磁阀的控制，真空电磁阀关闭，氮气电磁阀开启，插管停止抽气，氮气储罐开始通过插管往包装袋里充入氮气。由于抽气和充气的两个工序使用的是同一根插管，抽气结束立即开始充入氮气，而抽气结束时插管里会残留有一部分空气无法排出，这些空气会与充入的氮气混合被一起充入包装袋，导致包装袋内含有较多的空气，一定程度上降低了物品的防氧化效果；另外，由于抽气过程只有一根插管工作，抽气较慢，使得工作效率较低。

而且在往包装袋内充氮气时，一般预先设定充气时间，当充气开始时，开始计时，当充气时间到时，停止充气，这样，对于不同大小的包装袋，需要设定不同的充气时间，使得更换不同大小的包装袋后，需要重新设置充气时间，较为不便。

而且目前的充氮包装设备无法对已包装完成的包装袋的数量进行统计，这样，在需要对包装袋的数量进行统计时，就需要进行人工清点，这样就增大了工人的劳动强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种充氮包装设备，其可以降低包装袋内的空气含量，使得包装袋内物品的防氧化效果较好；且抽气较快，使得工作效率较高；且可以通过检测包装袋内的气压来判断充气是否足够，不需要设定充气时间，较为方便；且可以对已经完成包装的包装袋的数量进行计数。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为是，提供一种充氮包装设备，它包括设置在机架上的真空泵、氮气储罐、供氮管、第一伸缩机构、抽气充氮机构；

抽气充氮机构包括插管、第一氮气电磁阀、第一真空电磁阀、第一继电器与第二继电器，真空泵的排气口与大气连通，真空泵的进气口通过第一真空电磁阀与插管的一端连通，插管的另一端开口且插管的另一端可伸入到待加工的包装袋内，插管固定在第一伸缩机构上，第一伸缩机构可驱动插管沿自身轴线方向前后伸缩，氮气储罐的出气口与第一氮气电磁阀连通，氮气储罐的进气口与供氮管连通，第一继电器的常开触点与第一氮气电磁阀串联在供电回路上，第二继电器的常开触点与第一真空电磁阀串联在供电回路上，所述的插管为外管；

抽气充氮机构还包括内管、第二真空电磁阀、第三继电器与气体压力调节器，外管套置在内管外且外管和内管可相对滑动，气体压力调节器设置在连接外管与第一真空电磁阀的管路上，内管的一端通过第二真空电磁阀与真空泵的进气口连通，内管的一端还通过第一氮气电磁阀与氮气储罐的出气口连通，内管的另一端开口且内管的另一端可伸入到待加工的包装袋内，第三继电器的常开触点与第二真空电磁阀串联在供电回路上；

所述的机架上设有第二伸缩机构，所述的内管固定在第二伸缩机构上，第二伸缩机构可驱动内管沿自身轴线方向前后伸缩；

所述的内管的可伸入到待加工的包装袋内的一端设置有一气压传感器，气压传感器的输出端与一控制器的输入端电连接，控制器的输出端可分别控制第一继电器的线圈、第二继电器的线圈和第三继电器的线圈通断电；

所述的机架上设置有一支架，支架上设置有一红外线计数器，红外线计数器包括一发射器和一接收器，发射器设置在包装袋固定工位的正上方，接收器设置在包装袋固定工位的正下方，接收器的输出端与控制器的输出端电连接。

采用以上结构的充氮包装设备与现有技术相比，具有以下优点：增加内管后，在抽气阶段，内管与外管同时往外抽气，一定时间后进入扫气阶段，在扫气阶段，内管往包装袋充入氮气，同时外管继续往外抽气来扫除包装袋内的空气，再一定时间后进入充气阶段，在充气阶段，外管停止抽气，内管继续往包装袋内冲入氮气直至包装袋内氮气含量足够，扫气阶段外管将包装袋内的空气彻底抽完，而且不需要通过外管往包装袋内冲氮气，也可以避免外管内残留的空气被冲入包装袋内，使得充氮完成后包装袋内基本不会含有空气，使包装袋内物品的防氧化效果较好，并且抽气阶段是通过内管与外管同时抽气，减少了抽气的时间，提高了该充氮包装设备的工作效率。

而且在充气阶段时，可以通过气压传感器检测包装袋内的气压并将数据实时发送至控制器，当包装袋内的气压达到所需气压时，控制器控制内管停止充入氮气，这样就不需要设定充气时间，使得更换不同大小的包装袋后，不再需要设置充气时间，较为方便。

而且在将一包装袋固定到包装袋固定工位对包装袋进行包装时，包装袋会阻挡发射器所发出的红外线，这样接收器就无法接收到红外线，此时接收器发送信号的控制器，控制器得知有一个包装袋在进行包装，这样，各个在包装袋进行包装时，控制器可以对包装袋的数量进行计数，控制器可以统计已经完成包装的包装袋的数量，在需要对包装袋的数量进行统计时，不需要进行人工清点，减轻了工人的劳动强度。

作为改进，所述的第二伸缩机构包括第一气缸、连接杆、第一连动杆、第二连动杆、第三连动杆和第四连动杆，第一连动杆的一端铰接固定在机架上，第一连动杆的另一端与第三连动杆的一端铰接，第三连动杆的另一端与第四连动杆的一端铰接，第四连动杆的另一端铰接固定在机架上，第二连动杆的一端与第三连动杆的一端固定连接，第二连动杆的另一端与内管的一端铰接固定，连接杆的一端与第一气缸的活塞杆的自由端铰接，连接杆的另一端与第一连动杆的靠近机架的位置铰接固定，第一气缸的活塞杆伸缩时可通过连接杆带动第一连动杆摆动。使得需要伸缩内管时，只需要通过第一气缸推拉连接杆，连接杆带动第一连动杆摆动，第一连动杆摆动时，第一连动杆从其固定端到自由端位移是逐渐增大的，所以连接杆只需要移动较小的距离，第一连动杆的自由端就可以移动较大的距离，第一连动杆的自由端带动第二连动杆移动，第二连动杆带动内管移动，使内管可以移动较大的距离，这样，第一气缸的活塞杆只需要小幅度的伸缩即可带动内管进行较大幅度的伸缩，在第一气缸的活塞杆的伸缩速度相同的情况下，内管伸缩指定位置所需要的时间更短，使得该第二伸缩机构动作灵敏，而且使得第一气缸的活塞杆可以较短，可以选取较小体积的第一气缸，便于第一气缸的安装。

作为改进，所述的第四连动杆内设有气体通道，气体通道的一端与内管连通，气体通道的另一端分别与第一氮气电磁阀和第二真空电磁阀连通。这样，使得内管的连接更加方便，同时也减少了管路数量。

作为改进，所述的供氮管上设置有第二氮气电磁阀，第四继电器的常开触点与第二氮气电磁阀串联在供电回路上，控制器的输出端可控制第四继电器的线圈通断电。这样，可以通过第四继电器控制第二氮气电磁阀的通断，这样就可以定时往氮气储罐内补充氮气，避免出现氮气储罐内氮气用完的情况。

作为改进，所述的第一伸缩机构包括第二气缸和连接件，连接件与外管的外壁固定连接，第二气缸的活塞杆与外管相平行，第二气缸的活塞杆的自由端与连接件固定连接。这样，第二气缸的活塞杆可以通过连接件带动外管进行伸缩，结构较为简单。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的工作原理图；

图3为第一伸缩机构的结构示意图；

图4为第一伸缩机构的另一状态的结构示意图；

图5为本发明的电路原理图；

图6为第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器的控制结构图。

图中所示：1、机架，2、真空泵，3、第一气缸，4、氮气储罐，5、第一氮气电磁阀，6、第一真空电磁阀，7、第二真空电磁阀，8、外管，801、第二气缸；802、连接件，9、内管，10.1、第一连动杆，10.2、第二连动杆，10.3、第三连动杆，10.4、第四连动杆，11、供氮管，K1、第一继电器，K2、第二继电器，K3、第三继电器，K4、第四继电器，13、气体压力调节器，14、连接杆；15、第二氮气电磁阀；16、气压传感器；17、控制器；18、接收器；19、发射器；20、支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图6所示，本发明公开了一种充氮包装设备，它包括设置在机架1上的真空泵2、氮气储罐4、供氮管11、第一伸缩机构、抽气充氮机构。

充氮包装设备中的包装袋固定机构、包装袋扩口机构和包装袋封口机构为现有技术，图中不进行显示，包装袋固定机构为一气动夹爪；包装袋扩口机构包括四个钩爪，四个钩爪可分别钩住包装袋开口的上下左右四个位置，四个钩爪可带动包装袋的开口扩开；包装袋封口机构为一封口机。

抽气充氮机构包括插管、第一氮气电磁阀5、第一真空电磁阀6、第一继电器K1与第二继电器K2，真空泵2的排气口与大气连通，真空泵2的进气口通过第一真空电磁阀6与插管的一端连通，插管的另一端开口且插管的另一端可伸入到待加工的包装袋内，插管固定在第一伸缩机构上，第一伸缩机构可驱动插管沿插管的轴线方向前后伸缩，氮气储罐4的出气口与第一氮气电磁阀5连通，氮气储罐4的进气口与供氮管11连通，第一继电器K1的常开触点与第一氮气电磁阀5串联在供电回路上，第二继电器K2的常开触点与第一真空电磁阀6串联在供电回路上，所述的插管为外管8。

抽气充氮机构还包括内管9、第二真空电磁阀7、第三继电器K3与气体压力调节器13，外管8套置在内管9外且外管8和内管9可相对滑动，气体压力调节器13设置在连接外管8与第一真空电磁阀6的管路上，内管9的一端通过第二真空电磁阀7与真空泵2的进气口连通，内管9的一端还通过第一氮气电磁阀5与氮气储罐4的出气口连通，内管9的另一端开口且内管9的另一端可伸入到待加工的包装袋内，第三继电器K3的常开触点与第二真空电磁阀7串联在供电回路上。

所述的机架1上设有第二伸缩机构，所述的内管9固定在第二伸缩机构上，第二伸缩机构可驱动内管9沿内管9的轴线方向前后伸缩。

所述的内管9的可伸入到待加工的包装袋内的一端设置有一气压传感器16，气压传感器16的输出端与一控制器17的输入端电连接，控制器17的输出端可分别控制第一继电器K1的线圈、第二继电器K2的线圈和第三继电器K3的线圈通断电。

所述的机架1上设置有一支架20，支架20呈匚形且围绕包装袋固定工位，支架20上设置有一红外线计数器，红外线计数器包括一发射器19和一接收器18，发射器19设置在包装袋固定工位的正上方，接收器18设置在包装袋固定工位的正下方，接收器18的输出端与控制器17的输出端电连接，当有包装袋被固定在包装袋固定工位时，接收器18发送信号到控制器17，控制器17对包装袋进行计数。

所述的第二伸缩机构包括第一气缸3、连接杆14、第一连动杆10.1、第二连动杆10.2、第三连动杆10.3和第四连动杆10.4，第一连动杆10.1的一端铰接固定在机架1上，第一连动杆10.1的另一端与第三连动杆10.3的一端铰接，第三连动杆10.3的另一端与第四连动杆10.4的一端铰接，第四连动杆10.4的另一端铰接固定在机架1上，第二连动杆10.2的一端与第三连动杆10.3的一端固定连接，第二连动杆10.2的另一端与内管9的一端铰接固定，连接杆14的一端与第一气缸3的活塞杆的自由端铰接，连接杆14的另一端与第一连动杆10.1的靠近机架1的位置铰接固定，第一气缸3的活塞杆伸缩时可通过连接杆14带动第一连动杆10.1摆动。

所述的第四连动杆10.4内设有气体通道，气体通道的一端与内管9连通，气体通道的另一端分别与第一氮气电磁阀5和第二真空电磁阀7连通。

所述的供氮管11上设置有第二氮气电磁阀15，第四继电器K4的常开触点与第二氮气电磁阀15串联在供电回路上，控制器17的输出端可控制第四继电器K4的线圈通断电。

所述的第一伸缩机构包括第二气缸801和连接件802，连接件802与外管8的外壁固定连接，第二气缸801的活塞杆与外管8相平行，第二气缸801的活塞杆的自由端与连接件802固定连接。

如图6中为控制器17控制第一继电器K1、第一继电器K2、第一继电器K3和第一继电器K4的线圈通断电的示意图，此为现有技术，此处不再敖述。

本发明的工作原理如下：第一阶段为抽气阶段，第二继电器K2和第三继电器K3的常开触点闭合，第一真空电磁阀6和第二真空电磁阀7得电而导通，使得外管8和内管9同时抽气，一定时间后，进入扫气阶段，第三继电器K3的常开触点断开，第一继电器K1的常开触点闭合，第二真空电磁阀7失电而断开，第一氮气电磁阀5得电而导通，此时内管9往包装袋充入氮气，同时外管8继续往外抽气来扫除包装袋内的空气，再一定时间后进入充气阶段，第二继电器K2的常开触点断开，第一真空电磁阀6失电而关闭，此时外管8停止抽气，内管继续冲入氮气，在气压传感器16检测到包装袋内的气压达到所需气压时，控制器17控制第一继电器K1的线圈失电，第一继电器K1的常开触点断开，第一氮气电磁阀5失电而断开，包装袋充氮气过程结束，进行后续包装袋封口过程。

Claims (5)

1.一种充氮包装设备，它包括设置在机架（1）上的真空泵（2）、氮气储罐（4）、供氮管（11）、第一伸缩机构、抽气充氮机构；

抽气充氮机构包括插管、第一氮气电磁阀（5）、第一真空电磁阀（6）、第一继电器（K1）与第二继电器（K2），真空泵（2）的排气口与大气连通，真空泵（2）的进气口通过第一真空电磁阀（6）与插管的一端连通，插管的另一端开口且插管的另一端可伸入到待加工的包装袋内，插管固定在第一伸缩机构上，第一伸缩机构可驱动插管沿自身轴线方向前后伸缩，氮气储罐（4）的出气口与第一氮气电磁阀（5）连通，氮气储罐（4）的进气口与供氮管（11）连通，第一继电器（K1）的常开触点与第一氮气电磁阀（5）串联在供电回路上，第二继电器（K2）的常开触点与第一真空电磁阀（6）串联在供电回路上，其特征在于：所述的插管为外管（8）；

抽气充氮机构还包括内管（9）、第二真空电磁阀（7）、第三继电器（K3）与气体压力调节器（13），外管（8）套置在内管（9）外且外管（8）和内管（9）可相对滑动，气体压力调节器（13）设置在连接外管（8）与第一真空电磁阀（6）的管路上，内管（9）的一端通过第二真空电磁阀（7）与真空泵（2）的进气口连通，内管（9）的一端还通过第一氮气电磁阀（5）与氮气储罐（4）的出气口连通，内管（9）的另一端开口且内管（9）的另一端可伸入到待加工的包装袋内，第三继电器（K3）的常开触点与第二真空电磁阀（7）串联在供电回路上；

所述的机架（1）上设有第二伸缩机构，所述的内管（9）固定在第二伸缩机构上，第二伸缩机构可驱动内管（9）沿自身轴线方向前后伸缩；

所述的内管（9）的可伸入到待加工的包装袋内的一端设置有一气压传感器（16），气压传感器（16）的输出端与一控制器（17）的输入端电连接，控制器（17）的输出端可分别控制第一继电器（K1）的线圈、第二继电器（K2）的线圈和第三继电器（K3）的线圈通断电；

所述的机架（1）上设置有一支架（20），支架（20）上设置有一红外线计数器，红外线计数器包括一发射器（19）和一接收器（18），发射器（19）设置在包装袋固定工位的正上方，接收器（18）设置在包装袋固定工位的正下方，接收器（18）的输出端与控制器（17）的输出端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种充氮包装设备，其特征在于：所述的第二伸缩机构包括第一气缸（3）、连接杆（14）、第一连动杆（10.1）、第二连动杆（10.2）、第三连动杆（10.3）和第四连动杆（10.4），第一连动杆（10.1）的一端铰接固定在机架（1）上，第一连动杆（10.1）的另一端与第三连动杆（10.3）的一端铰接，第三连动杆（10.3）的另一端与第四连动杆（10.4）的一端铰接，第四连动杆（10.4）的另一端铰接固定在机架（1）上，第二连动杆（10.2）的一端与第三连动杆（10.3）的一端固定连接，第二连动杆（10.2）的另一端与内管（9）的一端铰接固定，连接杆（14）的一端与第一气缸（3）的活塞杆的自由端铰接，连接杆（14）的另一端与第一连动杆（10.1）的靠近机架（1）的位置铰接固定，第一气缸（3）的活塞杆伸缩时可通过连接杆（14）带动第一连动杆（10.1）摆动。

3.根据权利要求2所述的一种充氮包装设备，其特征在于：所述的第四连动杆（10.4）内设有气体通道，气体通道的一端与内管（9）连通，气体通道的另一端分别与第一氮气电磁阀（5）和第二真空电磁阀（7）连通。

4.根据权利要求3所述的一种充氮包装设备，其特征在于：所述的供氮管（11）上设置有第二氮气电磁阀（15），第四继电器（K4）的常开触点与第二氮气电磁阀（15）串联在供电回路上，控制器（17）的输出端可控制第四继电器（K4）的线圈通断电。

5.根据权利要求4所述的一种充氮包装设备，其特征在于：所述的第一伸缩机构包括第二气缸（801）和连接件（802），连接件（802）与外管（8）的外壁固定连接，第二气缸（801）的活塞杆与外管（8）相平行，第二气缸（801）的活塞杆的自由端与连接件（802）固定连接。