CN110467142A - 一种灌装方法及灌装系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种灌装方法，包括步骤：S1、对空瓶进行称重；S2、按设定灌装量对空瓶进行第一次灌装；S3、第一次灌装后的瓶体进行称重；S4、对第一次灌装后的瓶体进行第二次灌装；S5、对第二次灌装后的瓶体进行称重。本发明进一步公开了一种灌装系统，包括第一称重工位、第一灌装工位、第二灌装工位以及输送装置，第一灌装工位设有第一灌装装置，第一灌装工位与第二灌装工位之间设有第二称重工位，第二灌装工位设有第二灌装装置和第三称重工位，第一灌装装置的灌装管路的直径大于第二灌装装置的灌装管路的直径。本发明具有有利于兼顾生产效率和灌装精度并避免损坏设备损坏的等优点。
Description
技术领域
本发明涉及食品、药品包装方法及设备，尤其涉及一种灌装方法及灌装系统。
背景技术
灌装系统是整套分装设备最核心的部分，而灌装精度是衡量灌装系统最重要的性能指标，目前一般都是采用两组称重传感器分别对灌装前药瓶(即皮重)和灌装后的药瓶(即毛重)进行称重得出灌装重量，但是这种方式并不能保证每个瓶体都能满足目标灌装重量，而仅能从中挑选出灌装合格的瓶体；其灌装精度几乎仍旧是依靠灌装系统本身的精度，即给定一个固定装量通过换算得到泵的行程，最终的灌装量完全由灌装泵及配套的管路系统来决定；即使带有在线称重的灌装系统也只能判断出此次装量的偏差，通过自动校准后的响应至少需要在下一个周期才能生效，不能做到对当前灌装周期的精度控制。
中国专利CN 109592095 A公开了一种灌装精度控制方法和设备，将粗灌和精灌分开进行、分段控制，先将瓶体放至称重传感器上先快速灌装(即粗灌)，待称重传感器检测到重量达到设定值后，再低速灌装(即精灌)，直到达到目标灌装量。但是上述方法两次灌装都是采用同一套设备(即粗灌、精灌共用同一个泵、灌针以及称重传感器)，导致灌装周期较长，大大降低了灌装效率，不能满足药厂的大批量高速生产要求，尤其对于大输液瓶等大容量瓶体，这种灌装方式是不可取的，而且灌装过程中尤其是粗灌时，灌装速度快，因而对瓶体冲击力很大，此时如果瓶体下方有称重传感器，极易导致称重传感器损坏。
现有的技术方案不能在保证灌装精度的同时确保灌装效率，而且通常为了保证装效率，会使用较大的灌装针头，无法实现几毫克、十几毫克的补液，也即难以达到较高的灌装精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种有利于兼顾生产效率和灌装精度并避免损坏设备损坏的灌装方法。
本发明进一步提供一种适用于上述灌装方法的灌装系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种灌装方法，包括以下步骤：
S1、第一称重工位对空瓶进行称重；
S2、第一灌装装置按设定灌装量对空瓶进行第一次灌装；
S3、第二称重工位对第一次灌装后的瓶体进行称重；
S4、第二灌装装置对第一次灌装后的瓶体进行第二次灌装，第二灌装装置的流量小于第一灌装装置的流量，若目标灌装量为K、S3中测得瓶体第一次灌装实际灌装量为K1、第二次灌装设定灌装量为K2，则K2＝K-K1；
S5、第三称重工位对第二次灌装后的瓶体进行称重。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S5中若称重结果在合格范围内，则瓶体灌装结束；若称重结果偏低，则第二灌装装置对瓶体进行补灌至称重结果达到合格范围内。
作为上述技术方案的进一步改进：当药液缓冲罐内出现药液低位时，进行尾液灌装，包括步骤：
S6、第一称重工位对空瓶进行称重；
S7、第二灌装装置对称重后瓶体进行灌装，设定灌装量为目标灌装量K；
S8、第三称重工位对灌装后的瓶体进行称重。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S8中若称重结果在合格范围内，则该瓶体灌装结束；若称重结果偏低，则第二灌装装置对瓶体进行补灌至称重结果达到合格范围内。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S7中第二灌装装置采用多个灌装泵一一对应地对同一批中的多个瓶体进行精灌装，直至药液缓冲罐内的尾液少于下一批瓶体的目标灌装量之和；当药液缓冲罐内的尾液少于下一批瓶体的目标灌装量之和时，步骤S7中第二灌装装置逐渐减少参与灌装的灌装泵。
作为上述技术方案的进一步改进：步骤S2中第一次灌装的设定灌装量为0.8K-0.95K。
一种灌装系统，包括第一称重工位、第一灌装工位、第二灌装工位以及用于输送瓶体的输送装置，所述第一灌装工位设有第一灌装装置，第一灌装工位与所述第二灌装工位之间设有第二称重工位，所述第二灌装工位设有第二灌装装置和第三称重工位，所述第一灌装装置的灌装管路的直径大于第二灌装装置的灌装管路的直径。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第一称重工位、第一灌装装置、第二称重工位及第二灌装装置沿所述输送装置的输送方向依次布置。
作为上述技术方案的进一步改进：所述第三称重工位位于所述第二灌装装置的下方。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的灌装方法，先利用第一称重工位对空瓶进行称重，空瓶的灌装分两段进行且分别利用流量较大的第一灌装装置完成粗灌装、利用流量较小的第二灌装装置进行精灌装，缩短了生产周期，并且第一次灌装采用大流量灌装，这样一来极大地提高了生产效率，更加适合大容量瓶的灌装，同时第二称重工位可以设置在第一灌装装置的下游，避免第一灌装装置大流量灌装时的冲击导致设备损坏，第一次灌装后利用第二称重工位进行称重以测得第一次灌装的实际装量并计算得到第二次灌装所需的灌装量，结合小流量的第二次灌装，有利于保证灌装精度(例如当第一灌装装置的灌装管路里存在气泡，导致灌装量不准确，可以利用第二灌装装置进行补充)，第二次灌装后利用第三称重工位进行第二次称重，有利于检测瓶体总灌装量是否合格。
本发明公开的灌装系统，包括第一称重工位、第一灌装工位和第二灌装工位，第一灌装工位设有第一灌装装置，第一灌装工位与第二灌装工位之间设有第二称重工位，第二灌装工位设有第二灌装装置和第三称重工位，第一灌装装置的灌装管路的直径大于第二灌装装置的灌装管路的直径，使得空瓶的灌装分两段进行且分别利用流量较大的第一灌装装置完成粗灌装、利用流量较小的第二灌装装置进行精灌装，缩短了生产周期，并且第一次灌装采用大流量灌装，这样一来极大地提高了生产效率，更加适合大容量瓶的灌装，同时第二称重工位设置在第一灌装装置的下游，避免第一灌装装置大流量灌装时的冲击导致设备损坏，通过多次的称重可以检测瓶体最终灌装量是否合格。
附图说明
图1是本发明灌装方法的流程示意图。
图2是本发明灌装系统的结构示意图。
图中各标号表示：1、第一称重工位；2、第一灌装装置；3、第二称重工位；4、第二灌装装置；5、第三称重工位；6、输送装置。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1示出了本发明灌装方法的一种实施例，本实施例的灌装方法，包括以下步骤：
S1、第一称重工位1对空瓶进行称重；
S2、第一灌装装置2按设定灌装量对空瓶进行第一次灌装；
S3、第二称重工位3对第一次灌装后的瓶体进行称重；
S4、第二灌装装置4对第一次灌装后的瓶体进行第二次灌装，第二灌装装置4的流量小于第一灌装装置2的流量，若目标灌装量为K、S3中测得瓶体第一次灌装实际灌装量为K1、第二次灌装设定灌装量为K2，则K2＝K-K1；
S5、第三称重工位5对第二次灌装后的瓶体进行称重。其中，第一称重工位1、第二称重工位3、第三称重工位5可以采用现有的称重传感器等完成称重；第一灌装装置2、第二灌装装置4流量的不同可以通过改变硅胶管路和灌针的直径实现。
该灌装方法，先利用第一称重工位1对空瓶进行称重，空瓶的灌装分两段进行且分别利用流量较大的第一灌装装置2完成粗灌装、利用流量较小的第二灌装装置4进行精灌装，第一灌装装置2、第二灌装装置4可同时工作，缩短了生产周期，并且第一次灌装采用大流量灌装，这样一来极大地提高了生产效率，更加适合大容量瓶的灌装，同时第二称重工位3可以设置在第一灌装装置2的下游，避免第一灌装装置2大流量灌装时的冲击导致第二称重工位3损坏，且可以提供更多的称重时间，因为在生产过程中，瓶体在各个工位停留的时间是基本一致的，如果将第一称重工位3合并至第一灌装装置2或第二灌装装置4的下方，这样会导致称重时间缩短，而现有的称重传感器响应速度难以满足要求，容易导致称重不准，第一次灌装后利用第二称重工位3进行称重以测得第一次灌装的实际装量并计算得到第二次灌装所需的灌装量，有利于消除第一次灌装的实际灌装量与设定值之间的偏差，结合小流量的第二次灌装，有利于保证灌装精度(例如当第一灌装装置2的灌装管路里存在气泡，导致灌装量不准确，可以利用第二灌装装置4进行补充)，第二次灌装后利用第三称重工位5进行第二次称重，有利于检测瓶体最终的灌装量是否合格。
进一步地，本实施例中，步骤S5中若称重结果在合格范围内，则瓶体灌装结束；若称重结果偏低，则第二灌装装置4对瓶体进行补灌至称重结果达到合格范围内。第二次称重之后再进行补液，使瓶体最终灌装量接近设定值，有利于进一步提高灌装精度(例如当第一灌装装置2的灌装管路里存在气泡，导致灌装量不准确，可以利用第二灌装装置4进行补充，第二灌装装置4进行补充后仍然不准确，通过补灌再次进行补充)。
进一步地，本实施例中，当药液缓冲罐内出现药液低位时，进行尾液灌装，包括步骤：
S6、第一称重工位1对空瓶进行称重；
S7、第二灌装装置4对称重后瓶体进行灌装，设定灌装量为目标灌装量K；
S8、第三称重工位5对灌装后的瓶体进行称重。由于药液缓冲罐内药液低位，此时跳过大流量的第一灌装装置2，而直接由小流量的第二灌装装置4进行灌装，有利于灌装系统可靠、稳定运行，并保证灌装精度。
更进一步地，本实施例中，步骤S8中若称重结果在合格范围内，则该瓶体灌装结束；若称重结果偏低，则第二灌装装置4对瓶体进行补灌至称重结果达到合格范围内。第二次称重之后再进行补液，使瓶体最终灌装量接近设定值，有利于进一步提高灌装精度。
更进一步地，本实施例中，步骤S7中第二灌装装置4采用多个灌装泵一一对应地对同一批中的多个瓶体进行精灌装，有利于保证第二次灌装的生产效率，直至药液缓冲罐内的尾液少于下一批瓶体的目标灌装量之和；当药液缓冲罐内的尾液少于下一批瓶体的目标灌装量之和时，步骤S7中第二灌装装置4逐渐减少参与灌装的灌装泵，例如采用6-4-2-1的方式逐步减少至一个，这样可以尽可能地减少药液缓冲罐内的剩余尾液。
作为优选的技术方案，步骤S2中第一次灌装的设定灌装量为0.8K-0.95K。第一次灌装的设定灌装量设定为80％-95％，既能够最大化提高灌装效率，又为第二次灌装及后续补液留有余地，保证最终的灌装精度。
以灌装5.3ml的某产品为例对本发明灌装方法的原理进行说明：
1)假设粗灌后称重的装量为5ml；
2)那么精灌时目标装量为0.3ml，假设精灌时灌装的精度误差为土2％，则实际总体精度为0.3*(土2％)/5.3*100％＝土0.113％；
3)精灌时目标装量为0.3ml，假设精灌时灌装的精度误差为土5％，则实际总体精度为0.3*(土5％)/5.3*100％＝土0.283％。
经多次测试经验得出，采用小直径的硅胶管进行精灌装，精度误差不会超过±2％，因而整体能实现灌装精度满足±0.5％的要求。
图2示出了本发明灌装系统的一种实施例，本实施例的灌装系统，包括第一称重工位1、第一灌装工位、第二灌装工位以及用于输送瓶体的输送装置6，第一灌装工位设有第一灌装装置2，第一灌装工位与第二灌装工位之间设有第二称重工位3，第二灌装工位设有第二灌装装置4和第三称重工位5，第一灌装装置2的灌装管路的直径大于第二灌装装置4的灌装管路的直径。该灌装系统，空瓶的灌装分两段进行且分别利用流量较大的第一灌装装置2完成粗灌装、利用流量较小的第二灌装装置4进行精灌装，缩短了生产周期，并且第一次灌装采用大流量灌装，这样一来极大地提高了生产效率，更加适合大容量瓶的灌装，同时第二称重工位3设置在第一灌装装置2的下游，避免第一灌装装置2大流量灌装时的冲击导致设备损坏，通过多次的称重可以检测瓶体最终灌装量是否合格。
进一步地，本实施例中，第一称重工位1、第一灌装装置2、第二称重工位3及第二灌装装置4沿输送装置6的输送方向依次布置。第一称重工位1、第一灌装装置2、第二称重工位3及第二灌装装置4沿输送装置6的输送方向依次布置，使得灌装系统整体结构紧凑、运行效率高、占地面积小。
进一步地，本实施例中，第三称重工位5位于第二灌装装置4的下方。由于第二灌装装置4采用小流量灌装，因此即便将第三称重工位5布置在第二灌装装置4的下方，也不容易导致第三称重工位5损坏，另一方面还可以实现边称重边灌装，也即在线称重。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (9)
1.一种灌装方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、第一称重工位(1)对空瓶进行称重；
S2、第一灌装装置(2)按设定灌装量对空瓶进行第一次灌装；
S3、第二称重工位(3)对第一次灌装后的瓶体进行称重；
S4、第二灌装装置(4)对第一次灌装后的瓶体进行第二次灌装，第二灌装装置(4)的流量小于第一灌装装置(2)的流量，若目标灌装量为K、S3中测得瓶体第一次灌装实际灌装量为K1、第二次灌装设定灌装量为K2，则K2＝K-K1；
S5、第三称重工位(5)对第二次灌装后的瓶体进行称重。
2.根据权利要求1所述的灌装方法，其特征在于：步骤S5中若称重结果在合格范围内，则瓶体灌装结束；若称重结果偏低，则第二灌装装置(4)对瓶体进行补灌至称重结果达到合格范围内。
3.根据权利要求1所述的灌装方法，其特征在于：当药液缓冲罐内出现药液低位时，进行尾液灌装，包括步骤：
S6、第一称重工位(1)对空瓶进行称重；
S7、第二灌装装置(4)对称重后瓶体进行灌装，设定灌装量为目标灌装量K；
S8、第三称重工位(5)对灌装后的瓶体进行称重。
4.根据权利要求3所述的灌装方法，其特征在于：步骤S8中若称重结果在合格范围内，则该瓶体灌装结束；若称重结果偏低，则第二灌装装置(4)对瓶体进行补灌至称重结果达到合格范围内。
5.根据权利要求3所述的灌装方法，其特征在于：步骤S7中第二灌装装置(4)采用多个灌装泵一一对应地对同一批中的多个瓶体进行精灌装，直至药液缓冲罐内的尾液少于下一批瓶体的目标灌装量之和；当药液缓冲罐内的尾液少于下一批瓶体的目标灌装量之和时，步骤S7中第二灌装装置(4)逐渐减少参与灌装的灌装泵。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的灌装方法，其特征在于：步骤S2中第一次灌装的设定灌装量为0.8K-0.95K。
7.一种灌装系统，其特征在于：包括第一称重工位(1)、第一灌装工位、第二灌装工位以及用于输送瓶体的输送装置(6)，所述第一灌装工位设有第一灌装装置(2)，第一灌装工位与所述第二灌装工位之间设有第二称重工位(3)，所述第二灌装工位设有第二灌装装置(4)和第三称重工位(5)，所述第一灌装装置(2)的灌装管路的直径大于第二灌装装置(4)的灌装管路的直径。
8.根据权利要求7所述的灌装系统，其特征在于：所述第一称重工位(1)、第一灌装装置(2)、第二称重工位(3)及第二灌装装置(4)沿所述输送装置(6)的输送方向依次布置。
9.根据权利要求7所述的灌装系统，其特征在于：所述第三称重工位(5)位于所述第二灌装装置(4)的下方。
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