CN105819386A - 一种灌装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种灌装装置，该灌装装置设有安装板和灌装阀，所述灌装阀固定安装在安装板上，所述灌装装置还包括置物机构，置物机构带动堵头向灌装阀的出口部位运动并建立密封连接关系。灌装装置上的置物机构可以实现安装和拆卸堵头的功能，避免人工安装和拆卸堵头，从而可实现灌装管路与清洗管路自动切换，达到了工作效率高、清洗盲区少的优点。

Description

一种灌装装置

技术领域

本发明涉及一种具备在线清洗功能的灌装装置。

背景技术

灌装装置在使用过程中需要对内部管路进行清洗，现有技术中采用CIP在线清洗技术来实施前述的清洗。CIP清洗的前提条件是将灌装管路接入清洗管路，也就是需要保证灌装装置的灌装阀的出口区域接入清洗管路。现有技术中采用在灌装阀的出口处安装堵头来建立上述连接关系，因此清洗管路的一端已经被设置在灌装阀的出口区域，只是在一般条件下灌装阀的出口区直接对应灌装作业区，只有在封闭灌装阀的出口时灌装阀的出口区域才会接入清洗管路。堵头通过螺纹结合在灌装阀的出口部位，安装时只由人工方式逐个安装，拆卸时亦由人工方式逐个拆卸，因此，现有技术中灌装装置进入CIP清洗操作时仅是建立封闭的清洗管路就需要花费较长的时间，工作效率极低。螺纹结构造成“死角”问题，因为螺纹结构增加了堵头和灌装阀出口的表面积，而且有内凹结构，在清洗过程中螺纹所在位置并非处于清洗范围，所以灌装阀的出口部位存在清洗的盲区，极易造成清洗不达标的卫生问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现灌装装置自动安装堵头的技术问题，由此提供一种具备灌装管路与清洗管路自动切换的灌装装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该灌装装置设有安装板和灌装阀，所述灌装阀固定安装在安装板上，所述灌装装置还包括置物机构，所述置物机构包括驱动部件Ⅰ、传动部件、导向部件，所述导向部件固定安装在安装板上，所述驱动部件Ⅰ通过导向部件安装在安装板上，所述导向部件上设有控制传动部件自转的引导组件，所述导向部件上还设有支撑部位，所述传动部件包括传动杆和摆臂，所述摆臂固定在传动杆的一端，所述摆臂与传动杆之间呈L形分布，所述驱动部件Ⅰ上设有沿着直线方向输出动力的动力输出端，所述传动杆的另一端与驱动部件Ⅰ的动力输出端活动连接，所述传动杆与导向部件的支撑部位滑动连接，所述传动杆上设有受限部位，所述引导组件与传动杆的受限部位连接，所述摆臂的一端设有用于置物的承载部位，所述承载部位的运动范围与灌装阀的作业区域相交。

在灌装阀的周边设置置物机构，通过置物机构来安装堵头。由此避免人工操作的弊端。承载部位的作用是放置堵头即承载对象，置物机构的工作原理就是在承载部位产生一个能够进入和远离灌装阀的作业区域的运动范围，这也是前述的承载部位的运动范围与灌装阀的作业区域相交的技术内容，灌装阀的作业区域特指灌装阀的出口处，使置物机构上的承载部位可以在承载堵头的情况下将堵头置于灌装阀的出口处，并促使堵头与灌装阀之间产生紧密接触而形成液密封的连接效果。通过置物机构对堵头产生挤压，建立堵头与灌装阀的密封连接关系，就可以消除设置螺纹而产生的卫生死角，可以将堵头设计成表面与灌装阀的出口的表面一致的结构；通常为了提高卫生等级，灌装阀的表面结构都遵循避免死角、表面积小的设计思路，由此灌装阀的出口的表面被设计得光滑，进一步的，堵头的表面可以设计成光滑的结构，最大程度减少清洗的盲区、最大程度削弱卫生隐患。

在本申请中驱动部件Ⅰ只提供动力、导向部件提供导向作用和控制自转，因此，可以看出本申请的技术方案中结构与功能是一一对应且具有分离特征。当然，在实际的设计过程中也可以将驱动部件Ⅰ和导向部件融合在一起，即利用驱动部件Ⅰ的固定部位，例如壳体作为导向部件的实施载体，将传动杆作为活塞杆使用。这样的设计相比于本申请的技术方案而言设计思路明显不同，两者最大的区别在于后者将所有功能都结合在一个结构设计中，并不能一个结构对应一个功能，存在结构复杂、维护操作不便的问题。为了简化置物机构的结构、便于拆装，在本申请中驱动部件Ⅰ通过导向部件安装在安装板上，在传动杆的中心线的延伸方向上驱动部件Ⅰ、导向部件依次分布；同时，采用这样的结构还可以达到提高动力传递效率的优点。

驱动部件Ⅰ是一种将动力以直线方式输出的动力单元，优选的是气缸、油缸、电缸，还有依托曲齿轮齿条机构实现沿着直线方向输出动力的机构。无论选择哪种具体的动力单元，都应遵循灌装生产时的卫生要求，都应当具有一体式结构和简洁的外形特征，除此之外，驱动部件Ⅰ的动力输出端与传动杆的连接部位也应遵循这样的设计要求。但是，两个部件结合在一起始终会有间隙和凹凸不平的外表特征，这会大大增加卫生隐患。为此，本申请中为了提高驱动部件Ⅰ的动力输出端与传动杆的连接部位具有满足卫生要求的一体式结构、简洁的外形特征，采用如下的连接方案，所述导向部件的一端设有空腔，所述驱动部件Ⅰ安装在导向部件设有空腔的该端，所述驱动部件Ⅰ的动力输出端与传动杆的连接位置位于该空腔内，所述导向部件安装在安装板上，这样驱动部件Ⅰ通过导向部件安装在安装板上。该连接方案使得两者的连接部位被封闭在导向部件提供的空腔内，由此，可以控制导向部件的外形来达到满足卫生要求的目的；同时，还可以确保置物机构结构紧凑，能够与灌装阀所在周边空间高度匹配，从而降低设计难度和安装难度。

传动杆的另一端与驱动部件Ⅰ的动力输出端活动连接的目的是保证传动杆平移动作和自转动作的顺畅实现。因此，在活动连接的具体结构不能限制或者影响传动杆自如地完成平移动作和自转动作。通常可以采用在驱动部件Ⅰ的动力输出端设置T形槽，将传动杆的一端设置凸缘结构，在通过传动杆设有凸缘的该端嵌入在驱动部件Ⅰ的动力输出端的T形槽内实现该活动连接。这样就可以充分保证驱动部件Ⅰ的动力输出端与传动杆之间在动力输出方向上即传动杆的中心线的延伸方向上是相互受限而连接在一起，而在围绕传动杆的中线的方向上两者可以产生相对运动即传动杆可以自转。

传动部件获得动力后它应当做平移运动和自转运动，平移运动即沿着传动杆中心线的延伸方向运动的动力完全可以由驱动部件Ⅰ提供，自转运动的动力可以由驱动部件Ⅰ提供、也可以由其它独立的动力单元驱动。

本发明优选的采用驱动部件Ⅰ提供自转动力的方案，所述引导组件上设有引导凸起，所述传动杆在受限部位上设有滑槽，所述引导凸起嵌入在滑槽内，所述滑槽宽度大于引导凸起宽度，所述滑槽在传动杆的中心线的延伸方向上分布并在围绕传动杆的中线的方向上分布，所述滑槽包括分离引导段、渐进引导段、合拢引导段，所述滑槽在分离引导段和合拢引导段的部位都呈在传动杆的中心线的延伸方向上分布的结构，所述滑槽在分离引导段的部位和滑槽在合拢引导段的部位在传动杆的中心线的延伸方向上依次排列、在围绕传动杆的中线的方向也依次排列，所述滑槽在渐进引导段的部位位于滑槽在分离引导段的部位和滑槽在合拢引导段的部位之间。传动杆在滑槽部位处受到引导凸起的限制作用，促使转动杆顺着滑槽延伸方向运动，由此形成自转。在该技术方案中，滑槽设置的目的在于将驱动部件Ⅰ提供的动力转化为自转的动力、以及控制传动杆自转动作在平移阶段内的产生时机。

本发明优选的采用独立的动力单元提供自转动力的方案，所述引导组件包括驱动部件Ⅱ和螺杆，所述驱动部件Ⅱ设有以转动方式输出动力的动力输出端，所述螺杆固定安装在驱动部件Ⅱ的动力输出端上，所述传动杆在受限部位上设有传动齿，所述螺杆与传动齿啮合。驱动部件Ⅱ可以选择电机、旋转气缸。自转动力完全来自于驱动部件Ⅱ，故该方案中传动杆的自转动作产生时机有较大的选择范围。

本发明采用上述技术方案：灌装装置上的置物机构可以实现安装和拆卸堵头的功能，避免人工安装和拆卸堵头，从而可实现灌装管路与清洗管路自动切换，达到了工作效率高、清洗盲区少的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。

图1为本发明第一种实施例的使用状态图；

图2为本发明第一种实施例的传动杆的受限部位的结构示意图；

图3为本发明第一种实施例的摆臂工作示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明第一种实施例。

灌装装置上设有安装板，在安装板上固定有灌装阀1和置物机构，灌装阀1呈环状分布在安装板上、置物机构也呈环状分布在安装板上并且每个灌装阀1配对一个置物机构。灌装阀1安装在安装板上后，灌装阀1的出口位于安装板的一侧，在以重力作用方向为参考即灌装阀1的出口位于安装板的下方；置物机构安装在安装板上，置物机构分布在安装板的两侧；灌装阀1与置物机构之间的位置关系呈相邻状态。

置物机构的作用在于堵头12安装到灌装阀1的出口部位。置物机构包括了驱动部件Ⅰ2、传动部件、导向部件3。

导向部件3为管状结构，其内部的空腔形成能用于设置传动部件。导向部件3穿过安装板，它的中间部位设有凸缘结构，凸缘结构与安装板之间利用螺钉固定连接，安装后导向部件3的内部空腔的延伸方向与重力作用方向平行。导向部件3的内部空腔呈一端直径明显大于其它部位的直径的结构，也就是导向部件3的一端设有直径较大的空腔部位、并且该直径较大的空腔部位位于整个导向部件3的顶端，因此，导向部件3的内部空腔的横截面呈T形。导向部件3上还设有引导组件4，该引导组件4为螺钉和滑套。螺钉固定在导向部件3上，它穿过导向部件3并伸向导向部件3的内部空腔，滑套固定在螺钉的末端，滑套表面光洁且硬度高。安装后滑套伸入在内部空腔中，由此引导组件4的滑套在导向部件3的内部空腔中形成了引导凸起5。引导组件4和导向部件3设有直径较大的空腔部位的该端都位于安装板的同一侧。

传动部件包括传动杆6和摆臂7。传动杆6为杆状结构，它安装在导向部件3的内部。导向部件3在内部空腔直径较小的部位与传动杆6之间滑动连接，这样传动杆6可以在导向部件3内作用沿着传动杆6的中心线所在方向的平移运动和以传动杆6的中心线为轴的自转运动。传动杆6上设有滑槽8，整体上滑槽8在传动杆6的中心线的延伸方向上分布并在围绕传动杆6的中线的方向上分布，滑槽8的宽度稍大于引导组件4的滑套的最大宽度；如图2所示，滑槽8分为三段，分别是分离引导段9、渐进引导段10、合拢引导段11。滑槽8在分离引导段9和合拢引导段11的部位都呈在传动杆6的中心线的延伸方向上分布的结构，即滑槽8在分离引导段9呈笔直状、滑槽8在合拢引导段11呈笔直状，而笔直延伸的方向平行于传动杆6的中心线的延伸方向。滑槽8在分离引导段9的部位和滑槽8在合拢引导段11的部位在传动杆6的中心线的延伸方向上依次排列、在围绕传动杆6的中线的方向也依次排列，即在两个方向上滑槽8在分离引导段9的部位和滑槽8在合拢引导段11的部位都处于错位的位置关系。滑槽8在渐进引导段10的部位位于滑槽8在分离引导段9的部位和滑槽8在合拢引导段11的部位之间，虽然滑槽8的渐进引导段10也呈笔直状，但是滑槽8在渐进引导段10的部位笔直延伸的方向倾斜于传动杆6的中心线的延伸方向。安装后，引导组件4的滑套嵌入在传动杆6的滑槽8内，即引导凸起5嵌入在滑槽8内。传动杆6在设有滑槽8的部位作为受限部位起到了约束整个传动部件运动范围的作用。

传动杆6一端穿过导向部件3而位于安装板的下方即与灌装阀1的出口都位于安装板的一侧，摆臂7安装在传动杆6的该端。安装后，摆臂7与传动杆6之间呈L形分布，摆臂7的末端设有承载部位，摆臂7在承载部位设置了用于放置堵头12的通孔。传动杆6的另一端位于导向部件3的直径较大的空腔部位内。驱动部件Ⅰ2为气缸，其活塞杆工作时以伸缩方式运动，从而沿着直线方向输出动力。驱动部件Ⅰ2的活塞杆即动力输出端与传动杆6的另一端活动连接，并且两者结合于导向部件3的直径较大的空腔部位内。驱动部件Ⅰ2的外壳与导向部件3固定连接，使得驱动部件Ⅰ2通过导向部件3安装在安装板上，安装后驱动部件Ⅰ2的外表面与导向部位的外表面连贯程度高，由此，两者形成一体式结构。

初始状态，驱动部件Ⅰ2推动传动杆6向下运动，引导凸起5嵌入在滑槽8的分离引导段9内，摆臂7的承载部位远离灌装阀1的出口部位；堵头12放置在摆臂7的承载部位上，堵头12的横截面呈T形，其圆柱形的部位嵌入在摆臂7的通孔内，堵头12在重力作用方向上以及垂直重力作用方向的方向上都受到了摆臂7的限制。当进入CIP清洗过程，驱动部件Ⅰ2带动传动杆6向上运动，传动杆6在受限部位受到引导凸起5的限制产生了对应滑槽8分布的运动过程，引导凸起5先从分离引导段9进入渐进引导段10、然后从渐进引导段10进入合拢引导段11，与此同步进行的是传动杆6一边向上做直线位移、一边做自转运动，摆杆随即做摆动运动和升降运动且两者同步进行，直至堵头12被置于灌装阀1的出口部位即堵头12，堵头12与灌装阀1的出口部位建立紧密的连接关系，使灌装阀1内部形成有效的清洗管路。当清洗完成后，驱动部件Ⅰ2推动传动杆6向下运动，传动杆6做与此前相反的动作，直至恢复到初始状态。

本发明第二种实施例。该实施例与第一种实施例的不同之处在于，驱动部件Ⅰ采用油缸。

本发明第三种实施例。该实施例与第一种实施例的不同之处在于，驱动部件Ⅰ采用电缸。

本发明第四种实施例。该实施例与第一种实施例的不同之处在于，驱动部件Ⅰ采用基于曲齿轮齿条构的能够沿着直线方向输出动力的机构。该驱动部件Ⅰ包括壳体、电机、齿盘、齿条、导向套，齿盘固定在电机的转轴上，电机和导向套都固定在壳体内，壳体与导向部件连接。齿条上分布有一段直齿、其余部位类似圆杆结构，齿条滑动安装在导向套内，齿条设有直齿的该端与齿盘啮合，齿条在导向套内只能做往复直线位移，当电机启动后齿盘驱动齿条运动。齿条的一端作为驱动部件Ⅰ的动力输出端与传动杆活动连接。

本发明第五种实施例。该实施例与第一种实施例的不同之处在于，引导组件和受限部位的不同。引导组件包括壳体、驱动部件Ⅱ和螺杆，驱动部件Ⅱ设有以转动方式输出动力的动力输出端，在本实施例中可以选择电机作为驱动部件Ⅱ，螺杆固定安装在驱动部件Ⅱ的动力输出端上。传动杆在受限部位上设有传动齿，传动齿为直齿结构，传动齿在围绕传动杆的中线的方向上依次排布，因此呈弧形分布。在导向部件的一侧设有开口，驱动部件Ⅱ和螺杆通过壳体安装在导向部件上，螺杆与传动杆上的直齿啮合。引导组件的壳体与导向部件紧密接触，在表面形成一体结构。由于传动齿长度足够长，在传动杆发生直线位移时首先部位即传动齿仍能与引导组件建立连接关系。只要引导组件的驱动部件Ⅱ工作，便可通过螺杆来驱动传动杆做自转运动，实现传动杆一边做直线位移、一边做自转运动。

本发明第六种实施例。该实施例与第五种实施例的不同之处在于，驱动部件Ⅱ采用旋转气缸。

Claims (4)

1.一种灌装装置，该灌装装置设有安装板和灌装阀(1)，所述灌装阀(1)固定安装在安装板上，其特征在于：所述灌装装置还包括置物机构，所述置物机构包括驱动部件Ⅰ(2)、传动部件、导向部件(3)，所述导向部件(3)固定安装在安装板上，所述驱动部件Ⅰ(2)通过导向部件(3)安装在安装板上，所述导向部件(3)上设有控制传动部件自转的引导组件(4)，所述导向部件(3)上还设有支撑部位，所述传动部件包括传动杆(6)和摆臂(7)，所述摆臂(7)固定在传动杆(6)的一端，所述摆臂(7)与传动杆(6)之间呈L形分布，所述驱动部件Ⅰ(2)上设有沿着直线方向输出动力的动力输出端，所述传动杆(6)的另一端与驱动部件Ⅰ(2)的动力输出端活动连接，所述传动杆(6)与导向部件(3)的支撑部位滑动连接，所述传动杆(6)上设有受限部位，所述引导组件(4)与传动杆(6)的受限部位连接，所述摆臂(7)的一端设有用于置物的承载部位，所述承载部位的运动范围与灌装阀(1)的作业区域相交。

2.根据权利要求1所述灌装装置，其特征在于：所述导向部件(3)的一端设有空腔，所述驱动部件Ⅰ(2)安装在导向部件(3)设有空腔的该端，所述驱动部件Ⅰ(2)的动力输出端与传动杆(6)的连接位置位于该空腔内，所述导向部件(3)安装在安装板上。

3.根据权利要求1所述灌装装置，其特征在于：所述引导组件(4)上设有引导凸起(5)，所述传动杆(6)在受限部位上设有滑槽(8)，所述引导凸起(5)嵌入在滑槽(8)内，所述滑槽(8)宽度大于引导凸起(5)宽度，所述滑槽(8)在传动杆(6)的中心线的延伸方向上分布并在围绕传动杆(6)的中线的方向上分布，所述滑槽(8)包括分离引导段(9)、渐进引导段(10)、合拢引导段(11)，所述滑槽(8)在分离引导段(9)和合拢引导段(11)的部位都呈在传动杆(6)的中心线的延伸方向上分布的结构，所述滑槽(8)在分离引导段(9)的部位和滑槽(8)在合拢引导段(11)的部位在传动杆(6)的中心线的延伸方向上依次排列、在围绕传动杆(6)的中线的方向上也依次排列，所述滑槽(8)在渐进引导段(10)的部位位于滑槽(8)在分离引导段(9)的部位和滑槽(8)在合拢引导段(11)的部位之间。

4.根据权利要求1所述灌装装置，其特征在于：所述引导组件包括驱动部件Ⅱ和螺杆，所述驱动部件Ⅱ设有以转动方式输出动力的动力输出端，所述螺杆固定安装在驱动部件Ⅱ的动力输出端上，所述传动杆在受限部位上设有传动齿，所述螺杆与传动齿啮合。