CN108843969B - 一种醇基液体燃料灌装机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及灌装机技术领域。其目的在于提供一种醇基液体燃料灌装机。所采用的技术方案是：一种醇基液体燃料灌装机，包括控制器、操作装置、灌装开关、称重传感器、角座阀、第一电磁阀、第二电磁阀、气控延时换向阀和压力控制阀；所述角座阀的进液口连通有进液端口，所述角座阀的出液口连通有灌装口，所述角座阀的控制口通过第一电磁阀连通有进气端口；所述第二电磁阀的进气口与进气端口连通，所述第二电磁阀的出气口分别与灌装口、气控延时换向阀的控制口和气控延时换向阀的进气口连通，所述气控延时换向阀的出气口与压力控制阀的进气口连通。本发明能够实现自动灌装，同时灌装量准确。

Description

一种醇基液体燃料灌装机
技术领域
本发明涉及燃料灌装技术领域，特别是涉及一种醇基液体燃料灌装机。
背景技术
醇基液体燃料主要是以甲醇、乙醇为主混配的液体燃料，其燃烧产物是二氧化碳和水，不污染环境，对人体无危害，是一种既安全又经济的清洁燃料。
目前，醇基液体燃料的灌装过程如下：将空的钢瓶置于称量装置上，向钢瓶接入灌装管道后，醇基液体燃料流入钢瓶内，根据称量装置的指示，待充液量达到规定的数值时，关闭相应的阀，充液过程即告完成。上述灌装方式存在如下缺陷：首先，工作人员需高度集中注意力，以随时关注钢瓶灌装重量，否则极易使醇基液体燃料灌装过量，造成钢瓶的超装；其次，为防止超装的钢瓶流入市场，通常需要对灌装后的液体进行复检，对超装钢瓶还需要进行倒瓶操作，费时费力。
发明内容
本发明提供了一种能够实现自动灌装，同时灌装量准确的醇基液体燃料灌装机。
本发明采用的技术方案是：
一种醇基液体燃料灌装机，包括控制装置、第一驱动开关、第二电磁阀、称重传感器和气压检测装置；所述第一驱动开关的进液口连接有燃料源，所述第一驱动开关的出液口连接有灌装装置；所述第二电磁阀的进气口连接有气源，所述第二电磁阀的出气口与灌装装置连接，所述第二电磁阀的出气口还与气压检测装置的进气口连通；所述控制装置的输入端分别与称重传感器和压力检测装置电连接，所述控制装置的输出端分别与第一驱动开关和第二电磁阀电连接。
优选的，所述气压检测装置包括气控延时换向阀和压力控制阀，所述气控延时换向阀的控制口和进气口分别与第二电磁阀的出气口连通，所述气控延时换向阀的出气口与压力控制阀的进气口连通；所述压力控制阀与控制装置电连接。
优选的，所述第一驱动开关包括角座阀和第一电磁阀，所述角座阀的控制口通过第一电磁阀与气源连通，所述角座阀的进液口与燃料源连通，所述角座阀的出液口与灌装装置连通；所述第一电磁阀与控制装置电连接。
优选的，所述控制装置包括第一电源、第二电源、灌装开关K0、第一接触器、第二接触器和控制器；
所述灌装开关K0与第二接触器的线圈J2-1串联构成灌装控制电路，所述灌装控制电路接入第一电源，所述灌装开关K0与控制器的输出端电连接；
所述压力控制阀6分别通过第一接触器的第一常开触点J1-2、第二接触器的第一常开触点J2-2与第一接触器的线圈J1-1连接构成灌装驱动电路；所述第一接触器的第二常开触点J1-3通过第二接触器的第二常开触点J2-3与第一电磁阀3连接，所述第一接触器的第二常开触点J1-3还通过第二接触器的常闭触点J2-4与第二电磁阀4连接，所述第一接触器的第二常开触点J1-3、第二接触器的第二常开触点J2-3、第一电磁阀3、第二接触器的常闭触点J2-4和第二电磁阀4连接构成灌装转换电路；所述灌装驱动电路和灌装转换电路均接入第二电源。
优选的，还包括梭阀，所述梭阀的进液口与角座阀的出液口连通，所述梭阀的进气口与第二电磁阀的出气口连通，所述梭阀的出口与灌装装置连接。
优选的，还包括单向阀，所述单向阀的进气口与第二电磁阀的出气口连通，所述单向阀的出气口与梭阀的进气口连通。
优选的，还包括控制柜，设置在控制柜顶部的控制箱以及设置在控制柜一侧的秤台；所述角座阀、第一电磁阀、第二电磁阀、气控延时换向阀、压力控制阀、梭阀和单向阀均设置在控制柜内；所述控制装置设置在控制箱内；所述称重传感器设置在秤台内。
优选的，所述灌装装置为灌装枪，所述灌装枪上设置有充装控制阀。
优选的，还包括吊枪架和设置在吊枪架上的平衡器，所述吊枪架呈倒L型，所述吊枪架设置在控制柜与秤台之间，所述灌装装置与平衡器的钢丝绳连接。
优选的，所述控制箱的表面设置有控制面板，所述控制面板上设置有用于显示灌装信息的显示屏，用于显示灌装状态的指示灯以及用于手动控制灌装动作的操作键盘，所述显示屏、指示灯和操作键盘均与控制装置电连接。
本发明的有益效果集中体现在：
1)能够实现自动灌装，同时灌装量准确。具体来说，本发明在使用过程中，首先，手动排空钢瓶后，将本发明通过灌装装置与钢瓶连通，将钢瓶放置在可由称重传感器感应重量的位置，控制装置将第一驱动开关打开，开始向钢瓶内灌装醇基液体燃料，当称重传感器感应到钢瓶灌装量达到预定量时，第一驱动开关闭合，完成钢瓶灌装动作；随后，第二电磁阀4打开，开始向钢瓶内充装氮气，待气压检测装置感应氮气充装达到预设压力时，第二电磁阀4关闭，完成钢瓶氮气充装动作；最后，人工将钢瓶与灌装装置12分离，移走钢瓶。本发明在使用过程中，只需人工将钢瓶与本发明中的灌装装置12连通、然后启动电路总开关即可自动完成后续充装燃料及氮气的工作，极大实现了灌装的自动化操作，有效减轻了工作人员的劳动强度，工作效率得以提升；与此同时，本发明由称重传感器感应钢瓶中的基醇液体燃料灌装量、由气压检测装置感应钢瓶中的氮气充装量后，自动完成钢瓶的灌装和充氮气动作，灌装量准确，可有效防止钢瓶的超装现象，利于钢瓶的灌装及用气安全。
2)能够实现氮气自动灌装；本发明在对钢瓶进行基醇液体燃料的灌装时，称重传感器感应到燃料灌装到预定量后，向钢瓶内充装氮气的第二电磁阀4即打开，进行氮气的灌装动作，待气压检测装置感应氮气充装达到预设压力时，第二电磁阀4关闭，完成钢瓶氮气充装动作，由此实现氮气的自动灌装。
附图说明
图1是本发明正视图的内部视图；
图2是本发明的侧视图；
图3是本发明的控制原理图；
图4是是本发明中灌装开关和控制器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
下面结合附图1～4进一步阐述本发明。
一种醇基液体燃料灌装机，如图1和3所示，包括控制装置、第一驱动开关、第二电磁阀4、称重传感器和气压检测装置；所述第一驱动开关的进液口连接有燃料源，所述第一驱动开关的出液口连接有灌装装置12；所述第二电磁阀4的进气口连接有气源，所述第二电磁阀4的出气口与灌装装置12连接，所述第二电磁阀4的出气口还与气压检测装置的进气口连通；所述控制装置的输入端分别与称重传感器和压力检测装置电连接，所述控制装置的输出端分别与第一驱动开关和第二电磁阀4电连接。
需要说明的是，所述燃料源为基醇液体燃料源，可通过设置充液泵将基醇液体燃料充入第一驱动开关内，所述气源为氮气源，可通过设置充气泵将氮气由氮气源充入第二电磁阀4内，所述充液泵及充气泵均可与控制装置的输出端电连接，当控制装置控制第一驱动开关打开时控制充液泵启动，当控制装置控制第一电磁阀3或第二电磁阀4打开时充气泵启动。进一步的，所述第二电磁阀4的出气口还连接有压力表1，压力表1用于显示氮气充装的压力值。
本发明设置有氮气充装装置，即第二电磁阀4，在打开第二电磁阀4后即可进行氮气的灌装动作。具体来说，由于一定温度时，液体燃料在压力作用下体积变化非常小，当基醇液体燃料被使用一定量时，若钢瓶中无新输入的液体燃料时，钢瓶内的压强会降低，对后续基醇液体燃料的使用非常不利。由于气体可压缩的性质，其弹性较液体大很多，在钢瓶内基醇液体燃料被消耗的情况下，气体仍可能保持相对高的压力，维持钢瓶内压强的稳定，因而在钢瓶内充装基醇液体燃料后，应及时充入氮气等性质稳定的气体，减缓因基醇液体燃料的使用而造成的钢瓶内的压强变化。
下面阐述一下本发明的实施方式。本发明在使用过程中，首先，手动排空钢瓶后，将本发明通过灌装装置12与钢瓶连通，将钢瓶放置在可由称重传感器感应重量的位置，控制装置将第一驱动开关打开，开始向钢瓶内灌装醇基液体燃料，当称重传感器感应到钢瓶灌装量达到预定量时，第一驱动开关闭合，完成钢瓶灌装动作；随后，第二电磁阀4打开，开始向钢瓶内充装氮气，待气压检测装置感应氮气充装达到预设压力时，第二电磁阀4关闭，完成钢瓶氮气充装动作；最后，人工将钢瓶与灌装装置12分离，移走钢瓶。本发明在使用过程中，只需人工将钢瓶与本发明中的灌装装置12连通、然后启动电路总开关即可自动完成后续充装燃料及氮气的工作，极大实现了灌装的自动化操作，有效减轻了工作人员的劳动强度，工作效率得以提升；与此同时，本发明由称重传感器感应钢瓶中的基醇液体燃料灌装量、由气压检测装置感应钢瓶中的氮气充装量后，自动完成钢瓶的灌装和充氮气动作，灌装量准确，可有效防止钢瓶的超装现象，利于钢瓶的灌装及用气安全。
应当理解的是，本发明可设置电路总开关，人工启动电路总开关来实现对控制装置等进行供电。
需要说明的是，本发明在用于醇基液体燃料灌装时，可根据不同情况采用以下三种方式进行：1.静液充装，不加气，即只对钢瓶充装醇基液体燃料，不充装氮气；2.静液加气，即只对预充装钢瓶充入氮气；3.抽液，静液加气，即先抽出残留醇基液体燃料，再充液加入氮气。
进一步的，所述气压检测装置包括气控延时换向阀5和压力控制阀6，所述气控延时换向阀5的控制口和进气口分别与第二电磁阀4的出气口连通，所述气控延时换向阀5的出气口与压力控制阀6的进气口连通；所述压力控制阀6与控制装置电连接。需要说明的是，气控延时换向阀5可控制氮气充装压力，使得氮气充装的压力值更为稳定。
进一步的，所述第一驱动开关包括角座阀2和第一电磁阀3，所述角座阀2的控制口通过第一电磁阀3与气源连通，所述角座阀2的进液口与燃料源连通，所述角座阀2的出液口与灌装装置12连通；所述第一电磁阀3与控制装置电连接。需要说明的是，采用角座阀2保持流速能够节省空间，可使阀腔内流体更加平顺，具有反应灵敏，动作准确的特点。本发明中，所述角座阀2的开启和闭合通过第一电磁阀3来控制，其中角座阀2为双作用角座阀2，其有两个控制端，相应地，第一电磁阀3具有两个气体输出端，分别对应控制连接角座阀2的两个控制端，第一电磁阀3的输入端输入氮气作为控制气体，第一电磁阀3在得电和失电下，其两个气体输出端能够分别与角座阀2的输入端连通，输出相应的高压控制气体；第一电磁阀3通过分别给角座阀2的两个控制端提供高压控制气体，能够实现角座阀2的开通或者闭合。
本实施例中，所述第一电磁阀3可采用型号为4V410-15B的防爆电磁阀实现，所述第二电磁阀4可采用型号为116B-591JB的MAC电磁阀实现，所述角座阀2可采用型号为BURKERT 2000的双作用角座阀实现，所述气控延时换向阀5可采用型号为XQ230450SXPC的气控延时换向阀实现，所述称重传感器可采用型号为Laumas APL的称重传感器实现，所述压力控制阀6可采用型号为TESCOMTM的高压气体压力控制阀实现。
进一步的，所述控制装置包括第一电源、第二电源、灌装开关K0、第一接触器、第二接触器和控制器。需要说明的是，第一接触器、第二接触器均可采用型号为CJX2-2510的交流接触器实现，控制器可采用型号为STM32F103RC-64的单片机U1实现。
所述灌装开关K0与第二接触器的线圈J2-1串联构成灌装控制电路，所述灌装控制电路接入第一电源，所述灌装开关K0与控制器的输出端电连接；需要说明的是，如图4所示为灌装开关K0与控制器的一种实现方式，灌装开关K0与控制器的连接可采用继电器JDQ实现，所述继电器JDQ可采用型号为Y32F-SS-112HM的继电器，具体来说，所述灌装开关K0可设置为继电器JDQ的常开触点，继电器JDQ的线圈与单片机U1的9脚电连接，单片机U1可控制继电器JDQ的线圈得电，使得灌装开关K0闭合，反之灌装开关K0打开。
所述压力控制阀6分别通过第一接触器的第一常开触点J1-2、第二接触器的第一常开触点J2-2与第一接触器的线圈J1-1连接构成灌装驱动电路；所述第一接触器的第二常开触点J1-3通过第二接触器的第二常开触点J2-3与第一电磁阀3连接，所述第一接触器的第二常开触点J1-3还通过第二接触器的常闭触点J2-4与第二电磁阀4连接，所述第一接触器的第二常开触点J1-3、第二接触器的第二常开触点J2-3、第一电磁阀3、第二接触器的常闭触点J2-4和第二电磁阀4连接构成灌装转换电路；所述灌装驱动电路和灌装转换电路均接入第二电源。
需要说明的是，所述控制装置也可采用PLC控制器实现，采用PLC控制器需要设置多种程序，本发明的设置可使控制装置的开发难度更小，更为实用。
下面结合控制装置的具体设置来阐述本发明的工作原理：在需要灌装时，将钢瓶放置在可由称重传感器感应重量的位置，随后人工启动电路总开关、控制器控制灌装开关K0闭合，第二接触器的线圈J2-1得电，第二接触器的第一常开触点J2-2闭合、第一接触器的线圈J1-1得电、第一接触器的第一常开触点J1-2得电，第一控制电路得电并自锁，同时第一接触器的第二常开触点J1-3闭合、第二接触器的第二常开触点J2-3闭合、第二接触器的常闭触点J2-4打开，第一电磁阀3得电，驱动角座阀2打开，基醇液体燃料从进液端口由角座阀2进入灌装口、开始灌装醇基液体燃料；当称重传感器感应到钢瓶灌装量达到预定量时，称重传感器将信号发送至控制器，控制器控制灌装开关K0断开，第二接触器的线圈J2-1失电，第二接触器的第二常开触点J2-3打开，第二接触器的常闭触点J2-4闭合，第二电磁阀4得电，开始向钢瓶内充装氮气，待压力控制阀6感应到氮气的充装量达到预设压力时，压力控制阀J3打开，第一接触器线圈J1-1失电、第一接触器的第二常开触点J1-3打开、第一电磁阀3和第二电磁阀4均失电，完成钢瓶氮气充装动作。
进一步的，还包括梭阀7，所述梭阀7的进液口与角座阀2的出液口连通，所述梭阀7的进气口与第二电磁阀4的出气口连通，所述梭阀7的出口与灌装装置12连接。需要说明的是，所述梭阀7可进一步避免第一驱动开关、第二电磁阀4的同时开启，提升本发明使用过程中的安全性。
进一步的，还包括单向阀8，所述单向阀8的进气口与第二电磁阀4的出气口连通，所述单向阀8的出气口与梭阀7的进气口连通。需要说明的是，所述单向阀8可避免液体流入第二电磁阀4内，保护气路。
进一步的，如图1和2所示，本发明还包括控制柜9，设置在控制柜9顶部的控制箱10以及设置在控制柜9一侧的秤台11；所述角座阀2、第一电磁阀3、第二电磁阀4、气控延时换向阀5、压力控制阀6、梭阀7和单向阀8均设置在控制柜9内；所述控制装置设置在控制箱10内；所述称重传感器设置在秤台11内。
需要说明的是，所述控制柜9采用型号为LEFS-150的防爆电子定量灌装机控制柜9。下面对秤台11的设置进行说明，所述秤台11的底部通过弹簧连接有支撑板，所述称重传感器设置在支撑板的顶端，所述支撑板下部设有多个支撑腿。需要说明的是，所述秤台11采用防爆电子定量灌装机秤台11，秤台11尺寸长×宽×高为550mm×450mm×150mm；在使用时，将灌装钢瓶放置在秤台11表面，称台底部的称重传感器可实时感应钢瓶的灌装重量。
进一步的，所述灌装装置12为灌装枪，所述灌装枪上设置有充装控制阀13。需要说明的是，所述灌装枪12用于将灌装口与钢瓶连通，所述灌装枪12采用现有技术即可实现，此处不与赘述。
进一步的，还包括吊枪架14和设置在吊枪架14上的平衡器，所述吊枪架14呈倒L型，所述吊枪架14设置在控制柜9与秤台11之间，所述灌装装置12与平衡器的钢丝绳15连接。需要说明的是，所述平衡器的钢丝绳(15)下部设置有吊环(16)，所述灌装装置(12)穿设在吊环(16)内；吊枪架14和平衡器可使得操作人员更为轻松得取放灌装装置12，同时可防止输送管拖沓在地面，避免操作人员误踩踏。
进一步的，所述控制箱10的表面设置有控制面板17，所述控制面板17上设置有用于显示灌装信息的显示屏，用于显示灌装状态的指示灯以及用于手动控制灌装动作的操作键盘，所述显示屏、指示灯和操作键盘均与控制装置电连接。需要说明的是，所述操作按键包括置零键、灌装键和停止键，所述指示灯包括稳定灯和灌装灯；操作按键用于手动操作，为自动控制的辅助操作；置零键用于对秤台11显示重量复零，灌装键用于启动灌装程序，停止键用于停止灌装程序；稳定灯用于指示秤台11的稳定状态，灌装灯用于指示灌装状态。
进一步的，所述控制箱10内设置有安全栅18，所述控制面板17设置在安全栅18表面。需要说明的是，安全栅18接在本质安全电路和非本质安全电路之间，用于将控制面板17、控制器与控制箱10内其他电路隔绝开来，以保证控制面板17得到的能量在安全范围内。
进一步的，所述控制柜9内还设置有接线管19和接线盒20，所述接线盒20设置在接线管19上，所述接线管19设置有过线通道，所述角座阀2、第一电磁阀3、第二电磁阀4、气控延时换向阀5、压力传感器和称重传感器的电线均通过过线通道连接在接线盒20内。需要说明的是，控制柜9内的接线均通过接线管19由接线盒20内引出，保证内部电路的整齐。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种醇基液体燃料灌装机，其特征在于：包括控制装置、第一驱动开关、第二电磁阀(4)、称重传感器和气压检测装置；所述第一驱动开关的进液口连接有燃料源，所述第一驱动开关的出液口连接有灌装装置(12)；所述第二电磁阀(4)的进气口连接有气源，所述第二电磁阀(4)的出气口与灌装装置(12)连接，所述第二电磁阀(4)的出气口还与气压检测装置的进气口连通；所述控制装置的输入端分别与称重传感器和压力检测装置电连接，所述控制装置的输出端分别与第一驱动开关和第二电磁阀(4)电连接；
所述气压检测装置包括气控延时换向阀(5)和压力控制阀(6)，所述气控延时换向阀(5)的控制口和进气口分别与第二电磁阀(4)的出气口连通，所述气控延时换向阀(5)的出气口与压力控制阀(6)的进气口连通；所述压力控制阀(6)与控制装置电连接；
所述第一驱动开关包括角座阀(2)和第一电磁阀(3)，所述角座阀(2)的控制口通过第一电磁阀(3)与气源连通，所述角座阀(2)的进液口与燃料源连通，所述角座阀(2)的出液口与灌装装置(12)连通；所述第一电磁阀(3)与控制装置电连接；
所述控制装置包括第一电源、第二电源、灌装开关(K0)、第一接触器、第二接触器和控制器；
所述灌装开关(K0)与第二接触器的线圈(J2-1)串联构成灌装控制电路，所述灌装控制电路接入第一电源，所述灌装开关(K0)与控制器的输出端电连接；
所述压力控制阀(6)分别通过第一接触器的第一常开触点(J1-2)、第二接触器的第一常开触点(J2-2)与第一接触器的线圈(J1-1)连接构成灌装驱动电路；所述第一接触器的第二常开触点(J1-3)通过第二接触器的第二常开触点(J2-3)与第一电磁阀(3)连接，所述第一接触器的第二常开触点(J1-3)还通过第二接触器的常闭触点(J2-4)与第二电磁阀(4)连接，所述第一接触器的第二常开触点(J1-3)、第二接触器的第二常开触点(J2-3)、第一电磁阀(3)、第二接触器的常闭触点(J2-4)和第二电磁阀(4)连接构成灌装转换电路；所述灌装驱动电路和灌装转换电路均接入第二电源；
所述灌装装置(12)为灌装枪，所述灌装枪上设置有充装控制阀(13)。
2.根据权利要求1所述的一种醇基液体燃料灌装机，其特征在于：还包括梭阀(7)，所述梭阀(7)的进液口与角座阀(2)的出液口连通，所述梭阀(7)的进气口与第二电磁阀(4)的出气口连通，所述梭阀(7)的出口与灌装装置(12)连接。
3.根据权利要求2所述的一种醇基液体燃料灌装机，其特征在于：还包括单向阀(8)，所述单向阀(8)的进气口与第二电磁阀(4)的出气口连通，所述单向阀(8)的出气口与梭阀(7)的进气口连通。
4.根据权利要求3所述的一种醇基液体燃料灌装机，其特征在于：还包括控制柜(9)，设置在控制柜(9)顶部的控制箱(10)以及设置在控制柜(9)一侧的秤台(11)；所述角座阀(2)、第一电磁阀(3)、第二电磁阀(4)、气控延时换向阀(5)、压力控制阀(6)、梭阀(7)和单向阀(8)均设置在控制柜(9)内；所述控制装置设置在控制箱(10)内；所述称重传感器设置在秤台(11)内。
5.根据权利要求1所述的一种醇基液体燃料灌装机，其特征在于：还包括吊枪架(14)和设置在吊枪架(14)上的平衡器，所述吊枪架(14)呈倒L型，所述吊枪架(14)设置在控制柜(9)与秤台(11)之间，所述灌装装置(12)与平衡器的钢丝绳(15)连接。
6.根据权利要求4所述的一种醇基液体燃料灌装机，其特征在于：所述控制箱(10)的表面设置有控制面板(17)，所述控制面板(17)上设置有用于显示灌装信息的显示屏，用于显示灌装状态的指示灯以及用于手动控制灌装动作的操作键盘，所述显示屏、指示灯和操作键盘均与控制装置电连接。
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