CN107914313A - 一种饮品胶囊冲孔加工装置及冲孔加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饮品胶囊冲孔加工装置包括底模和冲头；所述底模包括胶囊定位槽和冲孔定位结构；所述胶囊定位槽为环形内凹槽，所述胶囊定位槽的侧壁由垂直的主定位面和顶部外倾形成斜面的次定位面组成，所述主定位面凸出于次定位面使所述胶囊定位槽呈阶梯状；所述胶囊定位槽的底面中心设置有冲孔定位结构，所述冲孔定位结构为凸出于胶囊定位槽底面的中空圆柱体；所述冲头包括外径小于所述冲孔定位结构的内径的圆柱形头部以及用于与冲孔动力机构固接的尾部；所述冲头的垂直投影落在所述冲孔定位结构中。本发明还提供了一种冲孔加工方法。基于本发明的冲孔加工装置和方法进行冲孔后胶囊壳体冲孔区域保持平整、光滑，适用于高效的流水线工业化生产。

Description

一种饮品胶囊冲孔加工装置及冲孔加工方法

技术领域

本发明涉及饮品生产设备技术领域，具体涉及一种饮品胶囊冲孔加工装置及冲孔加工方法。

背景技术

基于胶囊的快速饮料制作系统在咖啡和茶等饮料制备技术领域快速发展，其通过将容纳颗粒状饮料制作配料(例如磨碎咖啡)的胶囊插入饮料制作装置的然后快速萃取来完成饮料制备。该装置通常将水注入胶囊，在那里饮料制作配料溶解或混合到水中形成饮料后，由导流针刺破胶囊底部将饮料导流到容器中。而还有些胶囊通过在胶囊内部设置刺破装置，以避免反复使用的外部导流针难于清洁引发霉变或污染等食品问题，饮料通过合适的出口流出胶囊，由于胶囊壳体的材质通常采用高阻隔性的多层材料复合后吹塑成型，质地较软且韧性强，因而为了保证胶囊内部的穿刺导流件无法刺破胶囊壳体，通常采用在胶囊壳体底部先行冲孔，然后再用铝箔将该孔热封的解决方法，但是，目前的冲孔装置在冲孔的过程中容易形成锯齿、褶皱甚至严重变形，严重影响了冲孔工艺工业化量产的生产效率和成品率，导致生产成本大幅升高。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷提供了一种饮品胶囊冲孔加工装置及冲孔加工方法，使饮品胶囊冲孔加工可以实现高效的工业化生产，提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种饮品胶囊冲孔加工装置，包括底模和冲头；

所述底模包括胶囊定位槽和冲孔定位结构；所述胶囊定位槽为环形内凹槽，所述胶囊定位槽的侧壁由垂直的主定位面和顶部外倾形成斜面的次定位面组成，所述主定位面凸出于次定位面使所述胶囊定位槽呈阶梯状；所述胶囊定位槽的底面中心设置有冲孔定位结构，所述冲孔定位结构为凸出于胶囊定位槽底面的中空圆柱体；

所述冲头包括外径小于所述冲孔定位结构的内径的圆柱形头部以及用于与冲孔动力机构固接的尾部；

所述冲头的垂直投影落在所述冲孔定位结构中。

在根据本发明的一个实施方案中，所述胶囊定位槽的侧壁与胶囊壳体单边具有0.1～0.3mm的间隙。

在根据本发明的一个实施方案中，所述主定位面与胶囊壳体单边的间隙为0.25mm。

在根据本发明的一个实施方案中，所述次定位面与胶囊壳体单边的间隙为0.3mm。

在根据本发明的一个实施方案中，所述冲孔定位结构的顶端支撑在待加工的胶囊壳体底部的环形内凹面内，并将待加工的胶囊壳体在垂直方向定位。

在根据本发明的一个实施方案中，所述冲头和底模均由SUS304不锈钢制成。

本发明还提供了一种饮品胶囊冲孔加工方法，包括：

1)将待冲孔的饮品胶囊置于上述的饮品胶囊冲孔加工装置的底模上；使壳体的外轮廓分别由主定位面和次定位面固定，形成横向定位以避免壳体横向晃动，并且使壳体的底部冲孔区由所述冲孔定位结构支撑，形成垂直定位；

2)冲头在冲孔动力机构的驱动下向底模运动击穿壳体，冲头的前端进入冲孔定位结构中；

3)冲头回位，使壳体底部冲孔区形成平整、光滑的出水孔，即完成冲孔。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

根据本发明的饮品胶囊冲孔加工装置及冲孔加工方法，使饮品胶囊冲孔加工后的胶囊壳体冲孔时避免发生褶皱、锯齿、变形等情况，冲孔区域平整、光滑，还可以实现高效的工业化生产，提高了生产效率，降低了生产成本。

附图说明

图1为根据本发明的饮品胶囊冲孔加工装置的在饮品胶囊冲孔前的状态示意图；

图2为根据本发明的饮品胶囊冲孔加工装置在饮品胶囊冲孔时的状态示意图；

图3为根据本发明的饮品胶囊冲孔加工装置在饮品胶囊冲孔后的状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

图1所示为根据本发明的饮品胶囊冲孔加工装置在冲孔前的状态图，图1中仅显示了涉及本发明重要改进点的冲头和底模，虽然没有示出其它的例如驱动电机、电源等结构，但驱动电机、步进马达、伺服电机等均是工业生产流水线中常用的装置，而本发明的冲孔加工装置并不涉及驱动和运输装置的变动，因而仅示出为实现改进冲孔效果所涉及的冲头和底模的设置关系。如图1所示，冲孔加工装置包括底模和冲头。底模包括胶囊定位槽101和冲孔定位结构104；胶囊定位槽101为环形内凹槽，所述胶囊定位槽侧壁由垂直的主定位面105和顶部外倾形成斜面的次定位面106组成，主定位面105相对于次定位面106向胶囊定位槽的内腔凸出，从而使胶囊定位槽101呈阶梯状；胶囊定位槽101的底面中心设置有冲孔定位结构104，冲孔定位结构104为凸出于胶囊定位槽底面的中空圆柱体。冲头包括外径小于所述冲孔定位结构的内径的圆柱形头部102以及用于与冲孔动力机构固接的尾部103，所述冲头的头部102的垂直投影落在冲孔定位结构104中，即冲孔定位结构104能够容纳冲头的头部102，但是，冲头的冲头102的直径与冲孔定位结构104的内径仅容许略微的差距，发明人在实践中发现该间距以0.2～0.8mm为佳。如图1所示的，主定位面105可将胶囊壳体的底部边缘的位置固定，次定位面106将胶囊壳体的侧壁下部固定，因而在主定位面105和次定位面106的协同定位下，冲孔定位结构104将胶囊壳体底部对应的冲孔区域定位。在生产中由于胶囊壳体是由多层材料复合后吹塑成型的，因而在生产中通常会存在较大的成型公差，因而，为了避免定位后的胶囊壳体的底部冲孔区域与冲孔定位结构104的顶部不接触，即在冲孔时胶囊壳体底部悬空导致冲孔后胶囊壳体底部出现褶皱等形变，需要在胶囊定位槽的侧壁与胶囊壳体单边具有0.1～0.3mm的间隙，以容纳胶囊壳体在吹塑过程中大约0.1mm的公差。而在实践中，发明人发现将主定位面105与胶囊壳体单边的间隙设置为0.25mm，次定位面与胶囊壳体单边的间隙为0.3mm即可实现准确定位。如图1所示的，在冲孔前，通过转运机构输送到底模101中的胶囊壳体基于胶囊壳体的外形轮廓与底模结构的配合完成胶囊壳体的快速定位，而定位后冲孔定位结构104的顶端支撑在待加工的胶囊壳体底部的环形内凹面内，并将待加工的胶囊壳体在垂直方向定位。为了保证冲头和底模的强度同时兼顾食品安全性需要，冲头和底模均应由SUS304不锈钢制成。

现结合图1、图2和图3说明本发明的饮品胶囊冲孔加工方法，包括以下步骤：

1)如图1所示，将待冲孔的饮品胶囊置于饮品胶囊冲孔加工装置的底模101上；使壳体的外轮廓分别由主定位面105和次定位面106固定，形成横向定位以避免壳体横向晃动，并且使壳体的底部冲孔区由中空的冲孔定位结构104支撑，形成垂直定位；该冲孔定位结构104直接支撑在壳体的底部冲孔区处，从而避免冲孔时因该冲孔区悬空导致的褶皱、变形等问题；冲头的头部102的垂直投影落在冲孔定位结构104中；

2)现参照图2说明冲孔的过程，冲头在冲孔动力机构的驱动下向底模运动，冲头的头部102击穿壳体底部，冲头的头部102进入冲孔定位结构104中；即冲孔定位结构104的中空孔将容纳冲头的头部102；由于在冲孔的过程中冲孔区域受到冲孔定位结构104的支撑，因此只有与冲孔定位结构104的中空孔位置对应的壳体底部在冲头的作用下击穿，其它部位不受到影响，因而不会产生褶皱或变形；

3)现对照图3说明冲孔结束后的状态，在冲孔完成后，冲头在冲孔动力机构的驱动下回位，即冲头的头部102回复到初始位置，在胶囊壳体底部冲孔区形成平整、光滑的出水孔301，而冲孔定位结构104的中空孔与该出水孔贯通，即完成冲孔操作。

在完成冲孔操作的胶囊壳体即可由转动机构输送到流水线的下一工位。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种饮品胶囊冲孔加工装置，其特征在于，所述冲孔加工装置包括底模和冲头；

所述底模包括胶囊定位槽和冲孔定位结构；所述胶囊定位槽为环形内凹槽，所述胶囊定位槽的侧壁由垂直的主定位面和顶部外倾形成斜面的次定位面组成，所述主定位面凸出于次定位面使所述胶囊定位槽呈阶梯状；所述胶囊定位槽的底面中心设置有冲孔定位结构，所述冲孔定位结构为凸出于胶囊定位槽底面的中空圆柱体；

所述冲头包括外径小于所述冲孔定位结构的内径的圆柱形头部以及用于与冲孔动力机构固接的尾部；

所述冲头的垂直投影落在所述冲孔定位结构中。

2.如权利要求1所述的饮品胶囊冲孔加工装置，其特征在于，所述胶囊定位槽的侧壁与胶囊壳体单边具有0.1～0.3mm的间隙。

3.如权利要求2所述的饮品胶囊冲孔加工装置，其特征在于，所述主定位面与胶囊壳体单边的间隙为0.25mm。

4.如权利要求2所述的饮品胶囊冲孔加工装置，其特征在于，所述次定位面与胶囊壳体单边的间隙为0.3mm。

5.如权利要求1所述的饮品胶囊冲孔加工装置，其特征在于，所述冲孔定位结构的顶端支撑在待加工的胶囊壳体底部的环形内凹面内，并将待加工的胶囊壳体在垂直方向定位。

6.如权利要求1～5中任一项所述的饮品胶囊冲孔加工装置，其特征在于，所述冲头和底模均由SUS304不锈钢制成。

7.一种饮品胶囊冲孔加工方法，其特征在于，所述方法包括：

1)将待冲孔的饮品胶囊置于如权利要求1～6中任一项所述的饮品胶囊冲孔加工装置的底模上；使壳体的外轮廓分别由主定位面和次定位面固定，形成横向定位以避免壳体横向晃动，并且使壳体的底部冲孔区由所述冲孔定位结构支撑，形成垂直定位；

2)冲头在冲孔动力机构的驱动下向底模运动击穿壳体，冲头的前端进入冲孔定位结构中；

3)冲头回位，使壳体底部冲孔区形成平整、光滑的出水孔，即完成冲孔。