CN108438280A - 一种盒豆腐灌装系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种盒豆腐灌装系统及其方法，包括豆腐盒传送带，传送带上顺序设置有豆腐盒放置槽，沿豆腐盒传送带前后顺序设置有向豆腐盒内灌入豆浆的一次灌浆段、补浆段和封口段，传送带载着豆腐盒连续匀速经过一次灌浆段、补浆段和封口段，其中，补浆段的补浆嘴通过一个补浆控制装置控制补浆嘴的开启与关闭。本发明通过在生产线豆腐盒两侧设置激光液位传感器，做到无接触液位测定的补浆，克服了交叉污染的问题，提高了液位传感器的测量精度，灌浆不是一次灌到位，而是采用二次补浆的方式，在保证满盒的同时避免了豆浆溢出盒外。

Description

一种盒豆腐灌装系统及其方法
技术领域
本发明涉及豆腐工业化生产技术领域，特别涉及一种盒豆腐灌装系统及其方法。
背景技术
目前国内生产盒豆腐的灌装设备由于一次灌装液位不准确，存在灌不满盒的情况。生产实际中的解决方法是采取过量灌浆，让豆浆溢出盒外来确保装满。但溢流到盒外的豆浆收集后再次使用，会大大增加后续产品被污染的风险。日本设备有采用电极式传感器来确定灌浆液位，当液面达到预设高度时会自动停止灌装，实现了一次灌满。但该技术方案中，控制液位用的一对电极与灌装的每一盒产品都要进行接触，从而加大了交叉污染的几率。同时为防止电极障碍豆腐盒的正常行进，每灌一盒电极需要上下往复一次，降低设备灌装效率的同时也增加了设备的故障率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种盒豆腐灌装系统及其方法，采用二次补浆，通过在传送带豆腐盒两侧设置激光液位传感器，做到了无接触式液位测定和精准补浆，解决了交叉污染的问题，提高了灌装效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种盒豆腐灌装系统，包括豆腐盒传送带，所述豆腐盒传送带上顺序设置有豆腐盒放置槽，沿所述豆腐盒传送带顺序设置有向豆腐盒内灌入豆浆的一次灌浆段、补浆段和封口段，所述豆腐盒传送带载着豆腐盒连续匀速经过所述一次灌浆段、补浆段和封口段；其中，所述补浆段设有补浆嘴，所述补浆嘴通过一个补浆控制装置控制所述补浆嘴的开启与关闭；所述补浆控制装置包括豆腐盒位置传感器和豆腐盒豆浆液位传感器，所述豆腐盒位置传感器在所述豆腐盒进入所述补浆段时控制开启所述补浆嘴向所述豆腐盒内补浆，所述豆腐盒豆浆液位传感器检测豆腐盒中豆浆液位，当豆浆液位达到设定液位时关闭所述补浆嘴完成补浆；所述豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第一激光发射器和第一激光接收器，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，所述反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，在到达豆浆液设定高度时，另一侧的所述第一激光接收器接收到所述反射光。
方案进一步是：所述豆腐盒位置传感器是对射光电传感器，所述对射光电传感器是在所述豆腐盒放置槽相对两侧分别设置的光电发射器和光电接收器，当所述豆腐盒进入所述补浆段时，所述对射光电传感器发出豆腐盒进入补浆段的信号，所述补浆控制装置开启所述补浆嘴向所述豆腐盒内补浆。
方案进一步是：所述豆腐盒位置传感器包括在所述豆腐盒放置槽旁设置的反光板，所述反光板随所述豆腐盒放置槽同步移动，在补浆段所述豆腐盒传送带上方固定设置有激光或红外光发射器和反射光接收器，当所述反光板进入补浆段时，所述激光或红外光发射器发出的激光或红外光经所述反光板反射被所述反射光接收器接收，所述反射光接收器发出豆腐盒进入补浆段的信号，所述补浆控制装置开启所述补浆嘴向所述豆腐盒内补浆。
方案进一步是：所述一次灌浆段设置有一次灌浆装置，所述一次灌浆装置包括有计时定量泵和四个喷嘴管，所述四个喷嘴管呈十字交叉设置在一个转轴上，在所述转轴上十字交叉设置有4个触碰开关，4个触碰开关与四个喷嘴管圆周方向一一对应间隔设置，所述四个喷嘴管随着所述转轴的转动依次进入移动的所述豆腐盒中，所述间隔设置使所述四个喷嘴管在依次接近豆腐盒底部时四个触碰开关依次被触碰，被触碰的触碰开关启动计时定量泵将豆浆液从所述豆腐盒的底部起灌入豆腐盒中。
方案进一步是：在所述一次灌浆段和补浆段之间设置有动态豆浆液位传感器，动态豆浆液位传感器的动态液位信号控制所述计时定量泵的开启时间的长短，根据开启时间的长短控制一次灌浆的豆浆液位低于豆腐盒上沿高度的一个设定阈值。
方案进一步是：所述动态豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第二激光发射器和第二激光接收器，所述第二激光接收器垂直纵向连续设置有多个激光接收点，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述第二激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，另一侧的所述第二激光接收器不同激光接收点接收到的反射光对应不同豆浆液高度。
方案进一步是：所述补浆段与所述一次灌浆段至少间隔3个所述豆腐盒放置槽的距离用以减少一次灌浆段灌浆引起的豆腐盒豆浆表面的波动，所述补浆段和封口段之间无所述豆腐盒放置槽间隔，封口段直接对所述补浆段送出的所述豆腐盒进行贴膜封口。
一种盒豆腐灌装方法，包括一次灌浆和二次补浆，所述一次灌浆是向在豆腐盒传送带载着的空豆腐盒中灌入豆浆，灌入的豆浆液位低于满盒豆浆的液位，所述二次补浆是向从传送带传送过来、经过一次灌浆的豆腐盒继续灌浆将豆浆补足。
方案进一步是：所述一次灌浆采用定量泵的方式灌浆，所述二次补浆采用无接触方式的豆浆液位传感器控制所述二次补浆的补浆量，所述豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第一激光发射器和第一激光接收器，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，所述反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，在到达豆浆液设定高度时，另一侧的所述第一激光接收器接收到所述反射光。
方案进一步是：所述豆浆液设定高度低于豆腐盒静止不动时满盒豆浆液面高度1至7mm。
本发明的有益效果是：本发明灌浆不是一次灌到位，而是采用二次补浆的方式，通过在传送带豆腐盒两侧设置入射光及反射光与水平面成锐角的激光液位传感器，做到了无接触液位测定控制补浆，减少了污染机会，此液位测量方式可以将原垂直无接触液位测量方式的液位测量精度从误差2至3毫米提高到误差不超过0.5毫米，提高了二次补浆的准确性，定位精准，在保证满盒的同时避免了豆浆溢出盒外，克服了豆浆回用产生的交叉污染，减少了豆浆表面的气泡。可用于内酯豆腐的热灌装生产，安装在平稳运行的包装机上单线灌装速度可达到2000-3000盒/小时，大大提升了灌装速率。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图；
图2为本发明补浆控制装置示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种盒豆腐灌装系统，如图1和图2所示，所述系统包括机架1，机架上设置有豆腐盒传送带2，传送带2通过两端的链轴传动运动，传送带2上顺序设置有豆腐盒放置槽3，沿豆腐盒传送带2前后顺序设置有向豆腐盒4内灌入豆浆的一次灌浆段5、补浆段6和封口段7，传送带载着豆腐盒4连续不间断的匀速经过一次灌浆段5、补浆段6和封口段7，在一次灌浆段5灌浆嘴向移动的豆腐盒4灌入的豆浆未充满豆腐盒，在补浆段6补浆嘴向从一次灌浆段5移动过来的豆腐盒4灌入豆浆将豆腐盒充满，然后充满豆浆的豆腐盒4经封口段7封口完成灌装送出。
其中，补浆段6的补浆嘴通过一个补浆控制装置8控制补浆嘴的开启与关闭，所述补浆控制装置8包括豆腐盒位置传感器和豆腐盒豆浆液位传感器，豆腐盒位置传感器在豆腐盒4进入补浆段6时控制开启补浆嘴向豆腐盒4内补浆，豆腐盒豆浆液位传感器检测豆腐盒豆浆液位，当豆浆液位达到设定液位时关闭补浆嘴完成补浆。
其中，如图2所示，所述液位传感器包括在豆腐盒放置槽3上端两侧分别相对设置的第一激光发射器801和第一激光接收器802，在豆腐盒放置槽3上端一侧激光发射器发出的激光801-1与水平面成锐角斜向射向豆腐盒4内，斜向激光在豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光801-2，反射光与豆浆液表面形成反射夹角并射向豆腐盒放置槽3的另一侧，当豆腐盒放置槽另一侧的第一激光接收器802接收到折射光801-2时，在豆浆液表面形成反射夹角反射光的反射点A即为豆浆液位达到豆浆液设定液位高度，当豆浆液位达到设定液位时，液位传感器控制关闭补浆嘴结束补浆。
实施例中：作为豆腐盒位置传感器有多种形式：
其中的一种是：所述豆腐盒位置传感器是对射光电传感器，所述对射光电传感器是在豆腐盒放置槽3相对两侧分别设置的光电发射器和光电接收器，当豆腐盒4进入补浆段时，对射光电传感器发出豆腐盒进入补浆段信号，开启补浆嘴向豆腐盒内补浆。
其中的另一种，也是本实施例选择的优选方案，如图2所示，所述豆腐盒位置传感器包括在豆腐盒放置槽3旁设置的反光板803，反光板803长度与豆腐盒4长度一致，并且，反光板803随豆腐盒放置槽3同步移动，在补浆段6豆腐盒传送带上方固定设置有激光发射器和反射光接收器或者是红外光发射器和红外反射光接收器804，二者集成在一起，当反光板803进入补浆段6时，激光发射器或者是红外光发射器发出的激光或者红外光经反光板803反射被反射光接收器或者红外反射光接收器接收，反射光接收器或者红外反射光接收器发出豆腐盒进入补浆段信号开启补浆嘴向豆腐盒内补浆，所述激光发射器和反射光接收器或者是红外光发射器和红外反射光接收器804与反光板803的距离不大于100mm。
在现有技术应用中发现，一次灌浆如果直接在豆腐盒上端直接灌浆会在浆的表面产生气泡，影响二次灌浆无接触液位传感器的测量，产生误操作。因此，本实施例如图1所示，所述一次灌浆段5设置有一次灌浆装置，所述一次灌浆装置包括有计时定量泵（图中未画出）和四个喷嘴管501，四个为优选方案，也可以是3个或者更多；四个喷嘴管呈十字交叉设置在一个转轴502上，转轴502内设置有豆浆输送管道，四个喷嘴管与豆浆输送管道连通，在四个喷嘴管与豆浆输送管道连通的通路中设置有电磁阀，当喷嘴管进入豆腐盒时电磁阀打开，在所述转轴上十字交叉设置有4个触碰开关（图中未画出），4个触碰开关与四个喷嘴管圆周方向一一对应间隔设置，四个喷嘴管随着转轴的转动依次进入移动的豆腐盒中，所述间隔设置使所述四个喷嘴管在依次接近豆腐盒底部时四个触碰开关依次被触碰，该触碰可以通过在支架上设置凸台实现，被触碰的触碰开关启动计时定量泵将豆浆液从豆腐盒的底部起灌入豆腐盒中。当然，还有另一控制方式，即：计时定量泵始预先开启，四个喷嘴管在依次接近豆腐盒底部时四个触碰开关依次被触碰，被触碰的触碰开关接通电磁阀，接近豆腐盒底部的喷嘴管将豆浆液从豆腐盒的底部起灌入豆腐盒中。由于喷嘴管的嘴子最先接触到豆腐盒的底部，因此，豆浆液是从豆腐盒的底部起缓慢灌入豆腐盒中，此灌装结构可以减少在浆的表面产生气泡。
在所述一次灌浆段和补浆段之间设置有动态豆浆液位传感器（图中未画出），动态豆浆液位传感器的动态液位信号控制所述计时定量泵的开启时间的长短，根据开启时间的长短控制一次灌浆的豆浆液位低于豆腐盒上沿高度的一个设定阈值。设定阈值根据后面补浆段补浆的多少而定，通常在10至15mm之间。
其中：所述动态豆浆液位传感器与在补浆段设置的液位传感器相同，包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第二激光发射器和第二激光接收器；不同点在于，所述第二激光接收器垂直纵向连续设置有多个激光接收点，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述第二激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，另一侧的所述第二激光接收器不同激光接收点接收到的反射光对应不同豆浆液高度。通过所述动态豆浆液位传感器与所述计时定量泵配合可以实现对一次灌浆的稳态控制。
其中，在一次灌浆后浆的表面还会有波动，为了使其平稳，所述补浆段6与一次灌浆段5的距离至少是间隔3个豆腐盒放置槽3的距离，用以减少一次灌浆段灌浆引起的豆腐盒豆浆表面的波动，使其在向前移动的过程中平稳下来保证后面测试的精度；并且所述补浆段和封口段之间无所述豆腐盒放置槽间隔，封口段直接对所述补浆段送出的所述豆腐盒进行贴膜封口。
由于当豆浆注入盒中时会导致液面产生一定程度波动起伏，从而导致反射光线产生一定程度的晃动，实际触发接收器时液面要低于预设液面，并且激光反射点位于接收器通光孔下方，呈现出触发光电整体向下偏移的情况。为了保证测量的精度：所述第一激光接收器接收到反射光时的反射点与第一激光接收器中心垂直正下方的距离是5至7mm，在此范围内可以进一步实现将实际液面控制在设定液面±0.25~±0.75mm范围内，其中优选方案是6mm。
为了保证测量灵敏度和精度：激光发射器激光发射孔的遮光片孔径是0.8mm至3.0mm，第一激光接收器反射光接收孔的遮光片孔径是0.8mm至3.0mm。优选方案是：激光发射器激光发射孔的遮光片孔径是1.5mm，第一激光接收器反射光接收孔的遮光片孔径是1.5mm至2.5mm。
实施例中，所述豆腐盒传送带的传送速度是1000盒-3000盒/小时。
实施例2：
一种盒豆腐灌装方法，本实施例是基于实施例1系统的方法，因此实施例1中描述的结构特征适用于本实施例，同样本实施例中涉及结构如有在实施例1中未涉及到的内容也适用于实施例1。所述方法包括一次灌浆和二次补浆，所述一次灌浆是向在豆腐盒传送带载着的豆腐盒空盒中灌入豆浆，灌入的豆浆液位低于满盒豆浆的液位高度，通常是低于满盒状态的10至15mm，所述二次补浆是向从传送带传送过来、经过一次灌浆的豆腐盒继续灌浆将豆浆补足。
其中：所述一次灌浆采用计时定量泵的方式灌浆，通过调整计时控制定量泵的流量，为了实现稳定控制，可以如实施例1所述的，在所述一次灌浆段和二次补浆段之间设置有动态豆浆液位传感器，动态豆浆液位传感器的动态液位信号控制所述计时定量泵的开启时间的长短，根据开启时间的长短控制一次灌浆的豆浆液位低于豆腐盒上沿高度的一个设定阈值。
所述二次补浆采用无接触方式的豆浆液位传感器控制所述二次补浆的补浆量，所述豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第一激光发射器和第一激光接收器，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，所述反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，在到达豆浆液设定高度时，另一侧的所述第一激光接收器接收到所述反射光。
实施例中由于补浆嘴开关关闭后补浆嘴管中残浆流出滞后，以及设备运行的振动和豆浆注入共同造成的盒中液面波动的叠加，导致第一激光接收器接收到反射激光时的实际液面低于预设液面。为了保证所需液面达到预定液位：所述豆浆液设定高度低于豆腐盒静止不动时满盒豆浆液面高度；在此范围内可以实现将实际液面控制在设定液面的±0.25~±0.75mm范围内。因此所述方法中：所述豆浆液设定高度低于豆腐盒静止不动时满盒豆浆液面高度1至7mm，通常设置在低于豆腐盒静止不动时满盒豆浆液面高度3mm。

Claims (10)

1.一种盒豆腐灌装系统，包括豆腐盒传送带，所述豆腐盒传送带上顺序设置有豆腐盒放置槽，沿所述豆腐盒传送带顺序设置有向豆腐盒内灌入豆浆的一次灌浆段、补浆段和封口段，所述豆腐盒传送带载着豆腐盒连续匀速经过所述一次灌浆段、补浆段和封口段；其中，所述补浆段设有补浆嘴，所述补浆嘴通过一个补浆控制装置控制所述补浆嘴的开启与关闭；所述补浆控制装置包括豆腐盒位置传感器和豆腐盒豆浆液位传感器，所述豆腐盒位置传感器在所述豆腐盒进入所述补浆段时控制开启所述补浆嘴向所述豆腐盒内补浆，所述豆腐盒豆浆液位传感器检测豆腐盒中豆浆液位，当豆浆液位达到设定液位时关闭所述补浆嘴完成补浆；其特征在于，所述豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第一激光发射器和第一激光接收器，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，所述反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，在到达豆浆液设定高度时，另一侧的所述第一激光接收器接收到所述反射光。
2.根据权利要求1所述的盒豆腐灌装系统，其特征在于，所述豆腐盒位置传感器是对射光电传感器，所述对射光电传感器是在所述豆腐盒放置槽相对两侧分别设置的光电发射器和光电接收器，当所述豆腐盒进入所述补浆段时，所述对射光电传感器发出豆腐盒进入补浆段的信号，所述补浆控制装置开启所述补浆嘴向所述豆腐盒内补浆。
3.根据权利要求1所述的盒豆腐灌装系统，其特征在于，所述豆腐盒位置传感器包括在所述豆腐盒放置槽旁设置的反光板，所述反光板随所述豆腐盒放置槽同步移动，在补浆段所述豆腐盒传送带上方固定设置有激光或红外光发射器和反射光接收器，当所述反光板进入补浆段时，所述激光或红外光发射器发出的激光或红外光经所述反光板反射被所述反射光接收器接收，所述反射光接收器发出豆腐盒进入补浆段的信号，所述补浆控制装置开启所述补浆嘴向所述豆腐盒内补浆。
4.根据权利要求1所述的盒豆腐灌装系统，其特征在于，所述一次灌浆段设置有一次灌浆装置，所述一次灌浆装置包括有计时定量泵和四个喷嘴管，所述四个喷嘴管呈十字交叉设置在一个转轴上，在所述转轴上十字交叉设置有4个触碰开关，4个触碰开关与四个喷嘴管圆周方向一一对应间隔设置，所述四个喷嘴管随着所述转轴的转动依次进入移动的所述豆腐盒中，所述间隔设置使所述四个喷嘴管在依次接近豆腐盒底部时四个触碰开关依次被触碰，被触碰的触碰开关启动计时定量泵将豆浆液从所述豆腐盒的底部起灌入豆腐盒中。
5.根据权利要求4所述的盒豆腐灌装系统，其特征在于，在所述一次灌浆段和补浆段之间设置有动态豆浆液位传感器，动态豆浆液位传感器的动态液位信号控制所述计时定量泵的开启时间的长短，根据开启时间的长短控制一次灌浆的豆浆液位低于豆腐盒上沿高度的一个设定阈值。
6.根据权利要求4所述的盒豆腐灌装系统，其特征在于，所述动态豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第二激光发射器和第二激光接收器，所述第二激光接收器垂直纵向连续设置有多个激光接收点，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述第二激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，另一侧的所述第二激光接收器不同激光接收点接收到的反射光对应不同豆浆液高度。
7.根据权利要求1所述的盒豆腐灌装系统，其特征在于，所述补浆段与所述一次灌浆段至少间隔3个所述豆腐盒放置槽的距离用以减少一次灌浆段灌浆引起的豆腐盒豆浆表面的波动，所述补浆段和封口段之间无所述豆腐盒放置槽间隔，封口段直接对所述补浆段送出的所述豆腐盒进行贴膜封口。
8.一种盒豆腐灌装方法，其特征在于，所述方法包括一次灌浆和二次补浆，所述一次灌浆是向在豆腐盒传送带载着的空豆腐盒中灌入的豆浆，灌入的豆浆液位低于满盒豆浆的液位，所述二次补浆是向从传送带传送过来、经过一次灌浆的豆腐盒继续灌浆将豆浆补足。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述一次灌浆采用定量泵的方式灌浆，所述二次补浆采用无接触方式的豆浆液位传感器控制所述二次补浆的补浆量，所述豆浆液位传感器包括在所述豆腐盒放置槽上端相对两侧分别设置的第一激光发射器和第一激光接收器，在所述豆腐盒放置槽上端一侧所述激光发射器发出的激光斜向射向所述豆腐盒内，斜向激光在所述豆腐盒中的豆浆液表面产生反射光，所述反射光射向所述豆腐盒放置槽的另一侧，在到达豆浆液设定高度时，另一侧的所述第一激光接收器接收到所述反射光。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述豆浆液设定高度低于豆腐盒静止不动时满盒豆浆液面高度1至7mm。
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