CN108562346A - 一种液体盛装容器及其灌装计量系统及灌装计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体盛装容器，用于液体封闭灌装，包括上部设置有一个液体灌装口的容器本体，所述容器本体上部还设置有气体出口。通过上述设置，灌装时容器内部不承压，可实现重力流灌装，灌装能耗低、容器耗材少；本发明还公开了一种用于给上述液体盛装容器灌装液体的液体灌装计量系统及灌装计量方法，所述灌装计量系统包括与气体出口连接的气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置及用于测量容器内部气压的容器压力计量装置；通过上述设置，可实时计算出液体灌装体积，通用性强，尤其适合特殊种类液体的灌装计量，适于推广应用。

Description

一种液体盛装容器及其灌装计量系统及灌装计量方法

技术领域

本发明涉及液体盛装及灌装领域，特别是涉及一种液体盛装容器及其灌装计量系统及灌装计量方法。

背景技术

对于液体物品的盛装，一般采用金属或纸制品、塑料制品对其进行盛装，并在容器本体上设置一个液体灌装口，该液体灌装口可作为液体进出口。

在液体灌装时，当从液体灌装口向容器内输入液体时，由于容器内的空气体积逐渐变小而被压缩，容器内的气体部分压力逐渐升高，当容器内的气体压力大于等于灌装口液体的压力时，液体无法进入到容器内，此时，容器处于承压状态。因而工程实践中，如酒类、饮料、调味品以及工业液体灌装时均采用压力流灌装的方式。即将被灌装的液体在灌装前用泵或压缩机类等可以对液体实施加压的设施对其加压以后进行灌装，随着灌装的进行，容器内部压力逐渐，能耗也逐渐升高。由于灌装时，容器处于承压状态，因而容器的壁厚加厚，材料消耗成本高。盛装完毕后，整个容器处于承压状态，因而对液体的运输及装卸提出了更高的要求。

而且对于洁净度要求高的液体、危险品液体以及高粘度的液体盛装到封闭容器中盛装量的计量仪表的材质要求也相应提高，成本加大。尤其随着自动化程度的提高，对于在线计量仪表的防爆防腐等级也需要相应提高。

由此可见，上述现有的液体盛装容器及其灌装计量系统及灌装计量方法，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种容器耗材少、灌装能耗低且可满足特殊种类液体灌装计量的液体盛装容器、灌装计量系统及灌装计量方法，成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种容器耗材少、灌装能耗低且可满足特殊种类液体灌装计量且易于运输、装卸的液体盛装容器。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种液体盛装容器，包括上部设置有一个液体灌装口的容器本体，所述容器本体上部还设置有气体出口。

作为本发明进一步地改进，所述气体出口处设置有防水透气膜。

作为本发明进一步地改进，所述液体灌装口处部分覆盖有防水透气膜，所述防水透气膜处作为气体出口。

进一步地，所述气体出口处连接有气体输出管，所述气体输出管上设置有气体输出启闭阀门。

进一步地，所述气体输出管上还连接有气体输出压力计量装置及气体输出流量计量装置；所述容器本体上还设置有用于测量容器内部气压的容器压力计量装置；所述气体输出压力计量装置及容器压力计量装置为压力表或压力传感器；所述气体输出流量计量装置为流量计或流量传感器。

进一步地，所述液体盛装容器为高危液体、高洁净度液体或高粘度液体的盛装容器。

本发明的要解决的第二个技术问题是提供一种液体灌装计量系统，使其灌装能耗低，同时还可以实现特殊种类液体的灌装计量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种液体灌装计量系统，用于给上述的液体盛装容器进行灌装，包括液体输入动力装置及与其连接的液体输入管道，所述液体输入管道上设置有液体输入启闭阀门，所述液体输入管道与所述液体盛装容器上部的液体灌装口封闭连通；所述灌装计量系统还包括计量装置；所述计量装置包括气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置及用于测量容器内部气压的容器压力计量装置，所述气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置通过具有气体输出启闭阀门的气体输出管连接至容器本体上部的气体出口；所述容器压力计量装置连接至容器本体上。

作为本发明进一步地改进，还包括自动电控柜，所述自动电控柜与液体输入启闭阀门、气体输出启闭阀门、气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置及容器压力计量装置分别连接；所述自动电控柜为PLC或单片机控制柜。

本发明要解决的第三个技术问题是提供一种低能耗且还可以实现特殊种类液体的灌装计量的液体灌装计量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种液体灌装计量方法，基于上述的液体灌装计量系统，包括如下步骤：

(1)依次打开气体输出启闭阀门及液体输入启闭阀门，液体进入到容器内，容器内气体被排出；

(2)根据气体输出流量计量装置测量的气体输出累积体积流量V_气、气体输出压力计量装置测量的气体输出压力P_out以及容器压力计量装置测量的容器内气体压力P_in，实时计算出向容器内灌装的液体实时体积，计算方式如下：

灌装到容器内的液体灌装体积V_液＝(气体输出累积体积流量V_气×气体输出压力P_out)÷容器内气体压力P_in；

(3)当达到容器设定的液体灌装体积时，依次关闭液体输入启闭阀门及气体输出启闭阀门。

作为本发明进一步地改进，所述步骤(2)中，根据灌装到容器内的液体灌装体积V_液及灌装液体的密度进一步计算出液体的重量；

对应地，所述步骤(3)中，当达到容器设定的液体灌装重量时，依次关闭液体输入启闭阀门及气体输出启闭阀门。

通过采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明的液体盛装容器，通过在容器本体上部设置有气体出口，在液体封闭灌装时，容器内部不会出现承压状态，因而将现行的压力流灌装方式改为重力流灌装方式，大大节约被灌装液体的灌装成本和运输装卸成本；同时，容器内液体向外输出的时候不会发生真空状态，向容器内灌装的时候不会产生容器内的气体压缩而导致的承压状态，因而将传统的真空式承压容器可以转变为常压容器，大大减少盛装容器的壁厚，节约材料的空间显著。

2、采用的灌装计量系统及灌装计量方法，可根据根据气体输出流量计量装置测量的气体输出累积体积流量V_气、气体输出压力计量装置测量的气体输出压力P_out以及容器压力计量装置测量的容器内气体压力P_in，实时计算出向容器内灌装的液体实时体积，彻底解决了因灌装不同性质的液体对计量装置提出的不同技术要求，通用性强，而且大大降低灌装计量的建设投资成本以及计量装置的原材料消耗。尤其对于高粘度、危险品液体(强腐蚀性液体)的灌装计量以及暂时没有开发出来合适的计量器具的液体，均可以实现有效可靠的计量，彻底解决了液体灌装计量与灌装介质之间的关联关系。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明实施例中的液体盛装容器结构示意图；

图2是本发明实施例中的手动式的液体灌装计量系统的结构示意图；

图3是本发明实施例中的自动式的液体灌装计量系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种液体盛装容器，用于液体封闭灌装，从材质上，可为金属、塑料或纸张制作的容器，从形状上，可以为方形、圆形或其他任意形状；从类别上，可为酒类、饮料、调味品以及工业液体等盛装用容器。

如图1所示，包括用于液体封闭灌装的容器本体1，容器本体1上部设置有一个液体灌装口11，容器本体1上部还设置有气体出口12。

利用上述液体盛装容器进行液体灌装时，只需要将灌装液体提升至液体灌装口11处，由于容器本体1上部设置的气体出口12，会使向容器内灌装的时候不会产生容器内的气体压缩而导致的承压状态，可将现有的压力流灌装方式改为重力流灌装方式，无需较大压力通过重力流即可实现灌装，大大节约被灌装液体的灌装成本。同时，由于容器内部不承压，所以就容器本身而言，可将传统的真空式承压容器转变为常压容器，大大减少了盛装容器的壁厚，节约材料的空间显著。另外，灌装完毕之后，容器内部不承压，也将大大降低运输和装卸成本。

当然，从保证液体承装容器的密闭性角度考虑，优选地，可以在气体出口处设置有防水透气膜。另外的一种替换方式是：可在液体灌装口11处部分覆盖有防水透气膜，所述防水透气膜处作为气体出口。

对于工业液体盛装容器，如危险品液体、高洁净度液体或高粘度液体的盛装容器，可直接在盛装容器上配备计量部件，配合图2、3所示，可直接在容器本体1的气体出口12处连接气体输出管2，气体输出管2上设置有气体输出启闭阀门21。气体输出管2上还连接有气体输出压力计量装置22及气体输出流量计量装置23；所述容器本体上还设置有用于测量容器内部气压的容器压力计量装置3；所述气体输出压力计量装置及容器压力计量装置为压力表或压力传感器等；所述气体输出流量计量装置为流量计或流量传感器等。通过上述设置，可以实现灌装时的液体体积的准确计量。

配合图2所示，为一种手动式的液体灌装计量系统(含液体盛装容器及计量装置)，包括液体输入动力装置及与其连接的液体输入管道4，液体输入管道4上设置有液体输入启闭阀门41，液体输入管道4与液体盛装容器上部的液体灌装口11封闭连通；计量装置包括气体输出压力计量装置22、气体输出流量计量装置23及用于测量容器内部气压的容器压力计量装置3，气体输出压力计量装置22、气体输出流量计量装置23通过具有气体输出启闭阀门21的气体输出管2连接至容器本体1上部的气体出口12；容器压力计量装置3连接至容器本体1上。

上述液体灌装计量系统可以用于常压下不可压缩的液体如酒类物品、油类物品及饮料等灌装，尤其适用于危险品液体、高洁净度液体(微生物药品)或高粘度液体的灌装，具有通用性。

灌装工作时，包括如下步骤：

(1)依次打开气体输出启闭阀门21及液体输入启闭阀门41，此时随着液体进入到容器内，容器内的气体容积变小被压缩后升压从气体输出装置排出容器，从而实现了液体在重力流状态下的常压灌装；从而避免了因容器内气体被压缩后压力升高，当容器内气体压力P_in大于等于液体输入装置出口的压力时，液体无法灌装到容器内的现象发生。

(2)根据气体输出流量计量装置23测量的气体输出累积体积流量V_气、气体输出压力计量装置22测量的气体输出压力P_out以及容器压力计量装置3测量的容器内气体压力P_in，实时计算出向容器内灌装的液体实时体积，计算方式如下：

灌装到容器内的液体灌装体积V_液＝(气体输出累积体积流量V_气×气体输出压力P_out)÷容器内气体压力P_in；还可进一步根据灌装到容器内的液体灌装体积V_液及灌装液体的密度进一步计算出液体的重量；

(3)当达到容器设定的液体灌装体积或重量时，依次关闭液体输入启闭阀门41及气体输出启闭阀门21。

配合图3所示，为自动式的液体灌装计量系统，在上述手动式液体灌装计量系统的基础上，还包括自动电控柜5，自动电控柜5与液体输入启闭阀门41、气体输出启闭阀门21、气体输出压力计量装置22、气体输出流量计量装置23及容器压力计量装置3分别连接；上述自动电控柜可为具有逻辑计算功能的PLC或单片机控制柜。对应地，可由自动电控柜进行相应的自动控制，如自动电控柜可根据在线监测的P_in、P_out和V_气实现灌装液体体积的计量和调节，且可根据灌装情况自动启闭相应的阀门。

综上所述，在现有技术中，液体的封闭灌装采用压力流的方式盛装导致灌装能耗高，材料消耗多，不利于节约材料及节约能耗；而采用本发明，可以将现行的压力流灌装方式改为重力流灌装方式，大大节约被灌装液体的灌装、运输和装卸成本。同时采用本发明以后，容器内液体向外输出的时候不会发生真空状态，向容器内灌装的时候不会产生容器内的气体压缩而导致的承压状态，因而将传统的真空式承压容器可以转变为常压容器，大大减少盛装容器的壁厚，节约材料的空间显著。采用本发明以后，无论灌装任何液体，通过气体输出管上的气体输出流量计量装置测量的气体输出累积体积流量V_气、气体输出压力计量装置测量的气体输出压力P_out以及容器压力计量装置测量的容器内气体压力P_in，可以转换成容器内已经灌装的液体体积。从而彻底解决了因灌装不同性质的液体对计量装置提出的不同技术要求，通用性强，而且大大降低了灌装计量的建设投资成本以及计量装置的原材料消耗。尤其对于高粘度、危险液体(强腐蚀性)液体的灌装计量以及暂时没有开发出来合适的计量器具的液体，均可以实现有效可靠的计量。彻底解决了液体灌装计量与灌装介质之间的关联关系。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液体盛装容器，用于液体封闭灌装，包括上部设置有一个液体灌装口的容器本体，其特征在于，所述容器本体上部还设置有气体出口。

2.根据权利要求1所述的液体盛装容器，其特征在于，所述气体出口处设置有防水透气膜。

3.根据权利要求1所述的液体盛装容器，其特征在于，所述液体灌装口处部分覆盖有防水透气膜，所述防水透气膜处作为气体出口。

4.根据权利要求1-3任一项所述的液体盛装容器，其特征在于，所述气体出口处连接有气体输出管，所述气体输出管上设置有气体输出启闭阀门。

5.根据权利要求4所述的液体盛装容器，其特征在于，所述气体输出管上还连接有气体输出压力计量装置及气体输出流量计量装置；

所述容器本体上还设置有用于测量容器内部气压的容器压力计量装置；

所述气体输出压力计量装置及容器压力计量装置为压力表或压力传感器；所述气体输出流量计量装置为流量计或流量传感器。

6.根据权利要求5所述的液体盛装容器，其特征在于，所述液体盛装容器为危险品液体、高洁净度液体或高粘度液体的盛装容器。

7.一种液体灌装计量系统，其特征在于，用于给权利要求1-3任一项所述的液体盛装容器进行灌装，包括液体输入动力装置及与其连接的液体输入管道，所述液体输入管道上设置有液体输入启闭阀门，所述液体输入管道与所述液体盛装容器上部的液体灌装口封闭连通；

所述灌装计量系统还包括计量装置；所述计量装置包括气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置及用于测量容器内部气压的容器压力计量装置，所述气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置通过具有气体输出启闭阀门的气体输出管连接至容器本体上部的气体出口；

所述容器压力计量装置连接至容器本体上。

8.根据权利要求7所述的液体灌装计量系统，其特征在于，还包括自动电控柜，所述自动电控柜与液体输入启闭阀门、气体输出启闭阀门、气体输出压力计量装置、气体输出流量计量装置及容器压力计量装置分别连接；

所述自动电控柜为PLC或单片机控制柜。

9.一种液体灌装计量方法，基于权利要求7或8所述的液体灌装计量系统，其特征在于，包括如下步骤：

(1)依次打开气体输出启闭阀门及液体输入启闭阀门，液体进入到容器内，容器内气体被排出；

(2)根据气体输出流量计量装置测量的气体输出累积体积流量V_气、气体输出压力计量装置测量的气体输出压力P_out以及容器压力计量装置测量的容器内气体压力P_in，实时计算出向容器内灌装的液体实时体积，计算方式如下：

灌装到容器内的液体灌装体积V_液＝(气体输出累积体积流量V_气×气体输出压力P_out)÷容器内气体压力P_in；

(3)当达到容器设定的液体灌装体积时，依次关闭液体输入启闭阀门及气体输出启闭阀门。

10.根据权利要求9所述的液体灌装计量方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据灌装到容器内的液体灌装体积V_液及灌装液体的密度进一步计算出液体的重量；

对应地，所述步骤(3)中，当达到容器设定的液体灌装重量时，依次关闭液体输入启闭阀门及气体输出启闭阀门。