CN111003229B - 一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，属于灌装技术领域。它包括如下步骤：S1、在被灌装容器内置入测量导管，管口位于被灌装容器内指定高度；S2、向测量导管中提供恒定正压；S3、进行灌装时，获取灌装液态物料达到被灌装容器指定高度后引起的测量导管内的压力变化；S4、压力变化达到设定值后发出信号停止灌装；S5、停止灌装后利用测量导管抽液，使被灌装容器内液态物料液位降至与管口平齐的高度。本发明通过为测量导管中通入恒定正压，灌装时液面高度达到测量导管管口面高度时即可引起测量导管内明显的压力变化，从而加速压力变化达到设定值的过程，快速及时的控制灌装停止，灌装误差小，液位控制准确且增加了灌装效率。

Description

一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法

技术领域

本发明属于灌装技术领域，更具体地说，涉及一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法。

背景技术

在饮料等行业的流水化生产线上，凡涉及到对液体的包装，大多采用灌装阀进行灌装，随着市场发展对产品各方面质量的要求越来越高，液体包装过程中，对灌装的液位高度的精度要求也越来越高，不少用户对液体灌装后液位高度的一致性提出了要求，这对于传统灌装方法是一个挑战。

现有的液体灌装方法中，绝大多数厂家采用机械灌装阀进行液体的灌装，这种灌装方式因成本低、加工方便而广受喜爱，但是机械阀灌装精度差，灌装量难控制，且关阀过程时间长，容易造成灌装液位高度偏差大、浪费液态物料等现象，灌装产品难以满足市场需求；

一些厂家还采用流量阀进行灌装，相比于机械阀，这种方式能精确控制灌装液态物料的流出量并及时关阀，精度要远高于机械阀，但流量阀成本很高，且仅能对流量精确控制，却无法对灌装容器内的液位高度精确控制，例如，对于玻璃瓶、陶瓷容器等，由于在制造过程中，内腔容积、形状有不可避免的误差，因此相同的液态物料流出量在这种容器中呈现的液位高度是不同的，仅依靠流量阀根本无法满足这类容器对灌装液位高度的要求，虽然现在市面上存在非接触式的光电液位检测器可以辅助阀体进行控制，但是无疑又增加了灌装装置的成本，且对于非透明的容器依然无法使用，适用范围小，高成本使其难以广泛推广使用。

经检索，中国专利公开号：CN 105217552A；公开日：2016年1月6日；公开了一种液体物料灌装控制装置及方法，包括灌装头、进料管和储料缸；进料管中间装有进料阀，进料管一端与灌装头连接，另一端输入需要灌装的物料，进料阀控制物料在进料管中的流通和截断；在法兰和进料阀之间的位置，进料管上设有一个支路，此支路与储料缸通过螺纹管连接；储料缸包含气腔和料腔两个腔，它们通过活塞密封隔离，气腔通过气管和控制阀连接，料腔与进料管相通；控制阀导入或者截断工业仪表风气或者大气。通过该申请案的灌装方法，虽然提高了灌装的速度以及灌装量的精度，但是仍无法对容器中灌装液面的高度进行一致性的精准控制。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有灌装方法无法高效且准确控制液位高度的问题，本发明提供一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，通过为测量导管中通入恒定正压，灌装时液面高度达到测量导管管口面高度时即可引起测量导管内明显的压力变化，从而加速压力变化达到设定值的过程，快速及时的控制灌装停止，灌装误差小，液位控制准确且增加了灌装效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，包括如下步骤：

S1、在被灌装容器内置入测量导管，管口位于被灌装容器内指定高度；

S2、向测量导管中提供恒定正压；

S3、进行灌装时，获取灌装液态物料达到被灌装容器指定高度后引起的测量导管内的压力变化；

S4、压力变化达到设定值后发出信号停止灌装。

测量导管为一细长管路，一部分位于容器外，一部分置于容器中，置于容器中的测量导管的管口相对于被灌装容器的高度为固定值，位于容器外的测量导管的端部连接有压力传感器，以实现S3步骤，获取测量导管内压力变化情况，通过给压力传感器设定触发值，当压力传感器获取到的压力变化值达到触发值时，即发出信号控制灌装停止，还设有正压装置4与测量导管连通，以实现S2步骤为测量导管提供恒定正压，在灌装过程开始时，液态物料经容器瓶口进入容器中，落至容器内底部，液位开始上升，置于容器中的测量导管的管口处当灌装开始时无液体，此时测量导管内存在由正压装置提供的正压力，该处压力均匀稳定，因此压力传感器检测不到明显的压力变化信号，随着灌装过程的进行，容器内液位不断上涨，当液位上升至测量导管伸入端管口处时，封闭管口，测量导管内的恒压状态被打破，管内压力立刻发生明显变化，此时由于压力传感器在测量着管内的压力，压力传感器检测到压力的变化，发出信号控制灌装停止，即达到了对液位高度的控制，在灌装过程中，只需控制测量导管的伸入端管口高度一致，以及被灌装容器在灌装时所处的高度一致，在灌装相同液态物料时，每次液位达到相同的高度，均会触发压力传感器使其发出信号控制灌装停止，即达到了整条灌装流水线均能保证灌装高度一致性的效果。

进一步地，S2步骤中的正压为微压。

进一步地，还包括：

S5、停止灌装后利用测量导管抽液，使被灌装容器内液态物料液位降至与管口平齐的高度。

在灌装完成后，以固定高度的测量导管为依托，进行抽液操作，将高于测量导管管口的液态物料抽走，使得最终灌装完成后，容器内的液态物料高度均为测量导管伸入端管口面的高度，由此克服各种误差量带来的液面高度不一致的影响。

进一步地，测量导管高度设置好后其位置固定不变，通过移动升降被灌装容器来控制管口位于被灌装容器内的高度。

本方案中测量导管的高度在确定好后固定不变，每次灌装时，通过移动被灌装容器至测量导管正下方，然后升高被灌装容器，使测量导管在被灌装容器中的相对高度与前一次的相对高度一致，由此确保每次灌装时对液位控制的准确一致性。

进一步地，通过将三通阀接入到测量导管上，其中两个流道口接入测量导管中，另一个流道口连通抽液管，转换三通阀实现S5步骤的抽液操作。

三通阀设于容器外的测量导管上，三通阀处分为三路，两路连通测量导管，一路连通抽液管，在灌装液态物料时，三通阀使连通测量导管的两路互通，以便于差压传感器有效检测测量导管中的压力变化，灌装停止后，三通阀转换，使测量导管伸入容器口的部分与抽液管连通，进行抽液操作。

进一步地，S3步骤中，采用差压传感器获取测量导管内的压力变化。

本方案选择使用差压传感器作为获取测量导管内压力变化的装置，差压传感器一检测端与测量导管连通，具体地说是与测量导管位于容器外的端部连通，另一检测端与外界环境连通，由此可以消除大气压的变化造成的影响因素，进一步确保本方法控制液位高度的准确性。

进一步地，通过灌装单元实现灌装，所述灌装单元包括：

输液管，其用于传输液态物料；

控制阀，其设于输液管上，并与差压传感器信号连接；

输液口，其为竖直设置的管道，侧壁与输液管出料的端部连通，底端用于排出液态物料。

用于实现灌装操作的灌装单元由输液管、控制阀和输液口构成，输液管与液态物料原料罐连通，将液态物料向容器传输，控制阀设于输液管上控制液态物料的传输与停止，其中控制阀受到差压传感器信号的控制，当差压传感器发出停止信号时，及时关闭，切断液态物料的传输，输液口竖直设置，侧壁与输液管连通，液态物料流经输液管至输液口后，呈向下的趋势落下，最终从输液口的底端排出，本方案中输液口底部伸入容器口，防止液态物料落下时飞溅至容器外部，但无需伸入容器口太多，以免与灌装完成时的液态物料液面接触。

进一步地，所述测量导管一端穿过所述输液口管路后伸入被灌装容器中。

将部分测量导管与灌装单元总成为一体，将部分测量导管贯穿输液口设置，由于输液口为竖直设置的管道，测量导管可贯穿输液口的中空管路部分，从输液口伸出后伸入容器中，相应的，测量导管本就为细管，其直径是小于输液口管径的，与此同时，输液管传输的液态物料进入输液口后从输液口与测量导管间的空余处流过进行灌装，测量导管与液态物料输入是互不影响的。

进一步地，所述测量导管伸入被灌装容器的一端端部外侧设有防喷溅挡块。

防喷溅挡块为周向设于测量导管伸入端端部外侧的凸起，通过防喷溅挡块，经输液口流下的液态物料，在凸起的防喷溅挡块作用下，呈发散式落入容器中，减少液态物料了对输液口正下方液面的冲击，由此，减少了冲击对测量导管伸入端管口处压力变化的影响，也防止下落的液态物料冲击液面产生的飞溅液态物料涌入测量导管影响压力检测器的检测，确保压力检测器检测的准确性，同时，将下落液态物料分散落下减少其对液面的冲击程度，防止液态物料喷溅至灌装单元及容器外，确保灌装环境洁净。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，设定好测量导管管口高度后，将待灌装容器传输到一致的位置高度，在灌装开始后，容器内液面高度达到测量导管管口后，由于测量导管内存在着恒定的正压，很快就会破坏测量导管内压力的恒定，引起测量导管内的压力变化，当压力变化的幅度达到设定值，触发了信号停止灌装，而不受容器内部形状、容积误差的影响，达到灌装液态物料液位高度一致性的要求，且本方法触发压力变化设定值的速度快，进而提高了有效灌装效率；

(2)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，通过为测量导管中通入恒定正压，灌装时液面高度达到测量导管管口面高度时即可引起测量导管内明显的压力变化，从而加速压力变化达到设定值的过程，更加及时的控制灌装停止，响应快速，灌装误差小，液位控制准确且增加了灌装效率；

(3)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在灌装完成后，以固定高度的测量导管为依托，进行抽液操作，将高于测量导管管口的液态物料抽走，使得最终灌装完成后，容器内的液态物料高度均为测量导管伸入端管口面的高度，由此克服误差量带来的液面高度不一致的影响；

(4)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，测量导管高度设置好后其位置固定不变，通过移动升降被灌装容器来控制管口位于被灌装容器内的高度，这种方法经济有效，节约设备运行成本，且易于控制相对高度的准确性；

(5)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，选用差压传感器获取测量导管内压力的变化值，可以消除常压的变化造成的影响因素，进一步确保本方法控制液位高度的准确性；

(6)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，通过控制阀能及时响应停止灌装的信号，在灌装到位后能及时切断液态物料的传输，通过竖直设置输液口将液态物料的流向限定为竖直流向，竖直向下注入容器中，减少灌装过程中液态物料的飞溅，进一步确保本方法的灌装效果；

(7)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，通过输液口与测量导管的配合结构，使得输液、测量、抽液三个工序均可总成于输液口中进行，大大节约了空间占用量，降低设备成本，使得本方法及本方法对应的装置有更大的灌装适用范围，且节省了各工序间转换耗时，加快了灌装效率；

(8)本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，通过防喷溅挡块，减少了冲击对测量导管伸入端管口处气压变化的影响，也防止下落液态物料冲击液面产生的飞溅液态物料涌入测量导管影响压力检测器的检测，确保压力检测器检测的准确性，同时，将下落液态物料分散落下减少其对液面的冲击程度，防止液态物料喷溅至灌装单元及容器外，确保灌装环境的洁净。

附图说明

图1为本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法的流程图；

图2为实现本发明方法的装置的结构示意图；

图3为图2的装置灌装过程的装置结构示意图；

图4为图2的装置灌装过程的装置结构示意图；

图5为图4中A的放大图；

图6为本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法进行灌装时的部分流水线示意图；

图7为本发明的正压法非接触式液体灌装控制液位方法进行灌装时的部分流水线示意图。

图中：

1、灌装单元；10、输液管；11、控制阀；12、输液口；

2、检控单元；20、测量导管；200、防喷溅挡块；21、差压传感器；

3、三通阀；30、抽液管；

4、正压装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，包括如下步骤：

S1、在被灌装容器内置入测量导管20，管口位于被灌装容器内指定高度；

S2、向测量导管20中提供恒定正压；

S3、进行灌装时，获取灌装液态物料达到被灌装容器指定高度后引起的测量导管20内的压力变化；

S4、压力变化达到设定值后发出信号停止灌装。

由于被灌装容器内腔结构在成型时不可避免的存在误差，尤其是玻璃、陶瓷制的容器误差更大，而传统的灌装装置仅能达到对流量的准确控制，无法对容积有所不同的容器进行液位高度一致性的灌装，现有的灌装方法控制液位高度一致性是采用光电传感器进行辅助，检测灌装液位，这种方法存在一定局限性，对于异形容器及非透明容器，光电传感器方法误差很大，针对此，本实施例提供一种正压法非接触式液体灌装控制液位的方法：

测量导管20为一细长管路，一部分位于容器外，一部分置于容器中，置于容器中的测量导管20的管口相对于被灌装容器的高度为固定值，位于容器外的测量导管20的端部连接有压力传感器，以实现S3步骤，获取测量导管20内压力变化情况，通过给压力传感器设定触发值，当压力传感器获取到的压力变化值达到触发值时，即发出信号控制灌装停止，还设有正压装置4与测量导管20连通，以实现S2步骤为测量导管20提供恒定正压，正压装置4包括但不仅限于压缩机等，在灌装过程开始时，液态物料经容器瓶口进入容器中，落至容器内底部，液位开始上升，置于容器中的测量导管20的管口处当灌装开始时无液体，此时测量导管20内存在由正压装置4提供的正压力，这部分压力均匀稳定，因此压力传感器检测不到明显的压力变化信号，随着灌装过程的进行，容器内液位不断上涨，当液位上升至测量导管20伸入端管口处时，封闭管口，测量导管20内的恒压状态被打破，管内压力立刻发生明显变化，此时由于压力传感器在持续测量着管内压力变化，压力传感器检测到压力的变化，发出信号控制灌装停止，即达到了对液位高度的控制，在灌装过程中，只需控制测量导管20的伸入端管口高度一致，以及被灌装容器灌装时所处的高度一致，在灌装相同液态物料时，每次液位达到相同的高度，均会触发压力传感器使其发出信号控制灌装停止，即达到了整条灌装流水线均能保证灌装高度一致性的效果。

尽管不向测量导管20中通入恒定正压也能达到上述的控制液位一致性的灌装效果，但是不向测量导管20中通入正压，当液位没过测量导管20伸入端管口一部分后才会产生压力差触发压力传感器，相比于不向测量导管20中通入恒定正压的灌装方法，本实施例的灌装方法触发压力变化的响应速度更快，液位接触到管口即可产生明显的压力变化，更快速达到触发压力传感器的条件，从而减少了灌装误差量，减少了消除误差工序的时间消耗，进而提高了有效灌装效率。

本实施例的灌装方法，设定好测量导管20管口高度后，将待灌装容器传输到一致的位置高度，在灌装开始后，容器内液面高度达到测量导管20管口后，很快就引起测量导管20内的压力变化，从而满足压力变化的设定值，触发了信号停止灌装，不受到容器内部形状、容积误差的影响，达到灌装液态物料液位高度一致性的要求。

进一步地，本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，依靠如下灌装装置运行：

该灌装装置如图2所示，包括，

灌装单元1，其用于向容器中灌装液态物料；

检控单元2，其用于检测被灌装容器中液态物料高度，并控制灌装单元1的启动停止；

所述检控单元2包括测量导管20和压力传感器；

所述测量导管20一端伸入被灌装容器中，另一端与压力传感器连接；

所述压力传感器检测测量导管20管内压力变化，并与灌装单元1信号连接，控制灌装单元1的启动停止；还包括

正压装置4，其与测量导管20连接，为测量导管20管内提供恒定正压。

灌装单元1执行灌装操作，并且响应压力传感器的信号及时停止；测量导管20和压力传感器共同构成检控单元2，执行获取压力和控制灌装停止的操作，正压装置4用于执行向测量导管20中提供恒定正压的操作。

将测量导管20置于被灌装容器中固定位置后，启动灌装单元1对容器进行灌装，启动正压装置4对测量导管20内提供恒定压力，如图3所示，在进行灌装时，压力传感器随时获取测量导管20中的压力变化，当液态物料液面上升至测量导管20伸入端管口面后，引起测量导管20内压力的明显变化，压力变化达到压力传感器的设定值后触发压力传感器，发出信号控制灌装单元1停止灌装。

灌装时，测量导管20中原存在正压装置4提供的正压力P₁，液态物料液面上升至与测量导管20伸入端管口相同高度时，测量导管20内的压力突然增加，且液态物料液面继续升高，与测量导管20内形成的液柱液面存在高度差ΔH₁，此时测量导管20中还存在ΔP₁＝ρ_液态物料·g·ΔH₁的压力增加，其中ρ_液态物料灌装的液态物料的密度，g为重力常数，如图3、图4和图5所示，此时，压力传感器检测到的压力变化包括液态物料液面与管口接触后正压装置4继续吹气导致的压力增加以及液位差导致的压力增加，因此能更快速的达到触发压力传感器的压力变化值，从而在液态物料灌装到位时更及时的停止灌装，达到高效准确控制灌装液位高度的目的。

本申请的灌装方法，灌装过程全程均只有测量导管20的管口会与容器中的液面接触，避免了传统灌装方法在灌装完毕撤走容器时被灌装装置带出液体影响液位高度情况的发生，整个灌装过程中灌装阀不与被灌装容器接触，达到了非接触式灌装，减少了对灌装装置的维修成本。

实施例2

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1的基础上做进一步改进，S2步骤中的正压为微压。

本实施例中，向测量导管20提供压强大于灌装环境中常压95～140Pa的微正压，正压装置4提供的压强不易过大或过小，过大的压强容易影响压力传感器的灵敏度，影响液位控制的准确性，且过大正压可能会造成液态物料飞溅现象，过于接近常压的压力会增加灌装液位到位时压力传感器的响应时间，随着正压装置4提供压力无限接近常压，响应时间也无限接近常压时本装置的响应时间。

进一步地，本申请的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，应用于饮料、药液、液体调料等流体液态物料的灌装。

实施例3

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～2的基础上做进一步改进，还包括：

S5、停止灌装后利用测量导管20抽液，使被灌装容器内液态物料液位降至与管口平齐的高度。

通过实施例1的方法，灌装完毕后可以基本保证同一流水线上各容器中液面高度持平，但存在两处可能会导致高度误差产生的因素：一是停止灌装时，未排完的液态物料继续落下，此时会产生误差量，二是灌装液态物料的液面到位后触发压力传感器至控制阀完全关闭期间的时间中增加的液面会产生误差量，理论上当灌装过程中各参数相同时，不会出现误差量，但是实际过程中可能会受到如液态物料均匀程度等不可避免的变量影响而使液位高度产生较小的误差，对于大容量容器灌装产生的误差可以忽略不计，但是对于一些小容量或特殊的异形容器的灌装，误差很可能会引起明显的视觉变化，因而，本实施例的方法还包括S5步骤。

在灌装完成后，以固定高度的测量导管20为依托，进行抽液操作，将高于测量导管20管口的液态物料抽走，使得最终灌装完成后，容器内的液态物料高度均为测量导管20伸入端管口面的高度，由此克服误差量带来的液面高度不一致的影响。

以固定高度的测量导管20为依托，进行抽液操作，免去了重复定位高度的工序，使得抽液后液面的一致性得到保证，且容器口空间有限，利用测量导管20节约空间消耗，也节约对应装置的制作成本。

实施例4

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～3的基础上做进一步改进，测量导管20高度设置好后其位置固定不变，通过移动升降被灌装容器来控制管口位于被灌装容器内的高度。

本实施例中测量导管20的高度在确定好后固定不变，每次灌装时，通过移动被灌装容器至测量导管20正下方，然后升高被灌装容器，使测量导管20在被灌装容器中的相对高度与前一次的相对高度一致，由此确保每次灌装时对液位控制的准确一致性。

针对于本申请的方法，由于测量导管20以及与其相连接的一系列装置相比于被灌装容器来说结构较为庞大，因此通过升降测量导管20来控制每次灌装时的高度一致是不经济的做法，所以本实施例选择通过升降被灌装容器来控制相对高度，便于调节和控制，节约能耗，且有助于保证灌装液位高度准确一致性。

实施例5

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～4的基础上做进一步改进，通过将三通阀3接入到测量导管20上，其中两个流道口接入测量导管20中，另一个流道口连通抽液管30，转换三通阀3实现S5步骤的抽液操作。

本实施例通过三通阀3和抽液管30的配合来实现S5步骤中的抽液操作。

本实施例的三通阀3设于容器外的测量导管20上，三通阀3处分为三路，两路连通测量导管20，一路连通抽液管30，在灌装液态物料时，三通阀3使连通测量导管20的两路互通，以便于差压传感器21有效检测测量导管20中的压力变化，灌装停止后，三通阀3转换，使测量导管20伸入容器口的部分与抽液管30连通，进行抽液操作。

灌装时，当容器中的液位高度达到测量导管20伸入端管口后，对测量导管20内产生压力变化达到设定值触发差压传感器21，然后发送信号使灌装单元1停止传输，灌装单元1停止后，三通阀转换，使抽液管30与测量导管20伸入端接通，抽液管30的端部连接有抽液机构，如水泵、负压腔室等，进行抽液操作，没过测量导管20伸入端管口的液态物料均会被抽出，直到液位下降至管口水平面处，抽液管30无法继续抽取液态物料，由此，进一步确保了各灌装液位高度的一致性，避免了误差对液位高度的影响，由于本方法压力检测的及时性，每次灌装到恒定液位后均会触发信号关闭灌装单元1，因此，需要被抽液的多余液态物料量很少，不同于传统灌装程序中抽液过程的大抽液量，本实施例对于液态物料的损耗、回收成本均小于传统灌装程序。

实施例6

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～5的基础上做进一步改进，S3步骤中，采用差压传感器21获取测量导管20内的压力变化。

普通的压力传感器均可用于获取测量导管20内压力的变化值，由于大气压是会随着环境等因素而发生变化的，在灌装过程中大气压的变化可能会对压力传感器获取的压力变化值产生一定影响，从而造成控制停止灌装的时机产生一定的变化，因此，本实施例选择使用差压传感器21作为获取测量导管20内压力变化的装置，差压传感器21一检测端与测量导管20连通，具体地说是与测量导管20位于容器外的端部连通，另一检测端与外界环境连通，由此可以消除大气压的变化造成的影响因素，进一步确保本方法控制液位高度的准确性。

实施例7

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～6的基础上做进一步改进，通过灌装单元1实现灌装，所述灌装单元1包括：

输液管10，其用于传输液态物料；

控制阀11，其设于输液管10上，并与差压传感器21信号连接；

输液口12，其为竖直设置的管道，侧壁与输液管10出料的端部连通，底端用于排出液态物料。

用于实现灌装操作的灌装单元1由输液管10、控制阀11和输液口12构成，输液管10与液态物料原料罐连通，将液态物料向容器传输，控制阀11设于输液管10上控制液态物料的传输与停止，其中控制阀11受到差压传感器21信号的控制，当差压传感器21发出停止信号时，及时关闭，切断液态物料的传输，输液口12竖直设置，侧壁与输液管10连通，液态物料流经输液管10至输液口12后，呈向下的趋势落下，最终从输液口12的底端排出，本实施例中输液口12底部伸入容器口，防止液态物料落下时飞溅至容器外部，但无需伸入容器口太多，以免与灌装完成时的液态物料液面接触。

本实施例的控制阀11包括但不仅限于电磁控制阀、气动控制阀、液压控制阀、机械控制阀等可由信号控制开关的阀体。

本实施例通过控制阀11能及时响应停止灌装的信号，在灌装到位后能及时切断液态物料的传输，通过竖直设置的输液口12将液态物料的流向限定为竖直流向，竖直向下注入容器中，减少灌装过程中液态物料的飞溅，进一步确保灌装效果。

实施例8

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～7的基础上做进一步改进，所述测量导管20一端穿过所述输液口12管路后伸入被灌装容器中。

本实施例将部分测量导管20与灌装单元1总成为一体，将部分测量导管20贯穿输液口12设置，由于输液口12为竖直设置的管道，测量导管20可贯穿输液口12的中空管路部分，从输液口12伸出后伸入容器中，相应的，测量导管20本就为细管，其直径是小于输液口12管径的，与此同时，输液管10传输的液态物料进入输液口12后从输液口12与测量导管20间的空余处流过进行灌装，测量导管29与液态物料输入是互不影响的。

由于被灌装容器的容器口直径有限，输液口12和测量导管20分开伸入容器口会占用较多空间，一些小口容器不便于伸入，且测量导管20为细管，外置的测量导管20的伸入端在小口径的容器灌装时存在碰到容器口的概率，容易损坏测量导管20，本实施例通过将部分测量导管20与灌装单元1总成为一体后，测量导管20的伸入端从输液口12中伸出，不但对测量导管20起到保护作用，还减少了本装置伸入容器口的占用体积，以便于更好的适应各种大小口径容器的灌装。

本实施例通过输液口12与测量导管20的配合结构，使得输液、测量、抽液三个工序均可集成于输液口12中进行，大大节约了空间占用率，降低设备成本，使得本方法及本方法对应的装置有更大的灌装适用范围。

实施例9

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～8的基础上做进一步改进，所述测量导管20伸入被灌装容器的一端端部外侧设有防喷溅挡块200。

本实施例的防喷溅挡块200为周向设于测量导管20伸入端端部外侧的凸起，通过防喷溅挡块200，经输液口12流下的液态物料，在凸起的防喷溅挡块200作用下，呈发散式落入容器中，减少液态物料了对输液口12正下方液面的冲击，由此，减少了冲击对测量导管20伸入端管口处气压变化的影响，也防止下落液态物料冲击液面产生的飞溅液态物料涌入测量导管20影响差压检测器21的检测，确保差压检测器21检测的准确性，同时，将下落液态物料分散落下减少其对液面的冲击程度，防止液态物料喷溅至灌装单元1及容器外，确保灌装环境的洁净。

实施例10

本实施例的正压法非接触式液体灌装控制液位方法，在实施例1～9的基础上做进一步改进，还包括：

S6、灌装开始前，对测量导管20中进行至少一次吹扫。

本实施例的吹扫操作可以通过在测量导管20上连通吹扫装置实现，也可通过测量导管20上本身连通的正压装置4进行吹扫，在灌装开始前，可以短暂启动吹扫装置或正压装置4一次或多次，通过向测量导管20中吹气，以确保测量导管20为通畅状态，防止有残余液态物料堵塞测量导管20管口，确保差压传感器21的检测不受影响。

基于本申请的方法的装置在进行流水线灌装时的示意图如图6和图7所示，图中按序号①～⑩的数字顺序依次为从灌装开始到下一待灌装容器灌装开始的装置变化示意图，通过该装置运行本申请的方法，工序简单，用时短，即可有效准确的完成对容器一致液位的灌装，每次灌装对液态物料的消耗极少，且一次灌装即可基本达到液位一致性的要求，抽液过程抽液量很少，相比于传统灌装，不会占用太多时间消耗太多液态物料，低成本高效率高准确度，适用于普遍厂家应用。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，其特征在于，

通过灌装单元（1）实现灌装，所述灌装单元（1）包括：

输液管（10），其用于传输液态物料；

控制阀（11），其设于输液管（10）上，并与差压传感器（21）信号连接；

输液口（12），其为竖直设置的管道，侧壁与输液管（10）出料的端部连通，底端用于排出液态物料；

测量导管（20），其为一细长管路，一部分位于灌装容器外，一部分置于灌装容器中；所述测量导管（20）伸入被灌装容器的一端端部外侧设有防喷溅挡块（200）；所述防喷溅挡块（200）为周向设于测量导管（20）伸入端端部外侧的凸起；

包括如下步骤：

S1、在被灌装容器内置入测量导管（20），管口位于被灌装容器内指定高度；测量导管（20）为一细长管路，一部分位于容器外，一部分置于容器中，置于容器中的测量导管（20）的管口相对于被灌装容器的高度为固定值，位于容器外的测量导管（20）的端部连接有压力传感器（21）；

S2、通过正压装置（4）向测量导管（20）中提供恒定正压；正压装置（4）与测量导管（20）连通；

S3、进行灌装时，差压传感器（21）获取灌装液态物料达到被灌装容器指定高度后引起的测量导管（20）内的压力变化；

S4、压力变化达到设定值后发出信号停止灌装；

灌装开始前，通过正压装置（4）对测量导管（20）中进行至少一次吹扫；

所述设定值为ΔP₁=ρ_液态物料·g·ΔH₁，其中ρ_液态物料灌装的液态物料的密度，g为重力常数；

灌装时，测量导管（20）中原存在正压装置（4）提供的正压力P₁，液态物料液面上升至与测量导管（20）伸入端管口相同高度时，测量导管（20）内的压力突然增加，且液态物料液面继续升高，与测量导管（20）内形成的液柱液面存在高度差ΔH₁。

2.根据权利要求1所述的一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，其特征在于：S2步骤中的正压为微压。

3.根据权利要求1~2任意一条所述的一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，其特征在于，还包括：

S5、停止灌装后利用测量导管（20）抽液，使被灌装容器内液态物料液位降至与管口平齐的高度。

4.根据权利要求3所述的一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，其特征在于：测量导管（20）高度设置好后其位置固定不变，通过移动升降被灌装容器来控制管口位于被灌装容器内的高度。

5.根据权利要求4所述的一种正压法非接触式液体灌装控制液位方法，其特征在于：通过将三通阀（3）接入到测量导管（20）上，其中两个流道口接入测量导管（20）中，另一个流道口连通抽液管（30），转换三通阀（3）实现S5步骤的抽液操作。

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