CN111516916A - 一种灌装系统及灌装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灌装系统,包括储液容器、流量可调的进气组件和进液组件、多组灌装组件、排气阀、用于测量储液容器内气体压力的第一压力检测部件以及用于测量储液容器内总压力的第二压力检测部件,进气组件、进液组件及排气阀均与储液容器连通,多组灌装组件沿储液容器的四周间隔布置,灌装组件包括灌装管路、气动隔膜阀以及灌针,灌装管路与储液容器连通,气动隔膜阀连接于灌装管路和灌针之间,各气动隔膜阀分别配设有用于提供压缩空气的压缩空气管路,压缩空气管路上设有电磁开关阀。其灌装方法,包括步骤:S1、储液容器进气进液;S2、恒定压力灌装;S3、储液容器排气补液。本发明具有结构简单、可靠,有利于保证灌装精度等优点。

Description

一种灌装系统及灌装方法
技术领域
本发明涉及食品、药品包装机械及其包装方法,尤其涉及一种灌装系统及灌装方法。
背景技术
对于大部分液体分装产品,分装方式主要有柱塞泵、蠕动泵以及其他一些容积式泵和自流式等,柱塞泵使用广泛但成本也高昂,可在线CIP/SIP(清洗/消毒)则更甚;蠕动泵成本也不低,精度相对柱塞泵稍有欠缺,对于一些粘度较大的产品有着巨大的优势,但是由于硅胶管的更换频繁,其运行成本较高;容积式泵因结构原因使得其清洗、规格更换等及其不方便,所以使用范围有限;自流式的灌装方式精度难以有效把控,不适合灌装量精度要求高的产品。在对精度、产能、使用便捷性的诸多因素综合考虑后,提出了一种新的时间压力法分装方式,理论上有较高的精度,产能可调控,清洗灭菌方便,并且对药液特性要求低,适用广泛。但是实际上在市场的应用当中并不是很多,且存在精度高则产能低的问题,不能达到理想的效果。
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,提供一种结构简单、可靠,有利于保证灌装精度的灌装系统。
本发明进一步提供一种上述灌装系统的灌装方法。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种灌装系统,包括储液容器、流量可调的进气组件、流量可调的进液组件、多组灌装组件、排气阀、用于测量储液容器内气体压力的第一压力检测部件、以及用于测量储液容器内气体和液体总压力的第二压力检测部件,所述进气组件、进液组件及排气阀均与所述储液容器连通,多组所述灌装组件沿所述储液容器的四周间隔布置,灌装组件包括灌装管路、气动隔膜阀以及灌针,所述灌装管路与储液容器连通,所述气动隔膜阀连接于所述灌装管路和所述灌针之间,各所述气动隔膜阀分别配设有用于提供压缩空气的压缩空气管路,所述压缩空气管路上设有电磁开关阀。
作为上述技术方案的进一步改进:所述进气组件包括进气管路、过滤器、第一比例调节阀以及储气容器,所述过滤器、第一比例调节阀以及储气容器沿所述进气管路的进气方向依次布置。
作为上述技术方案的进一步改进:灌装系统还包括压缩空气容器,各所述压缩空气管路均与所述压缩空气容器连通,各所述电磁开关阀沿所述压缩空气容器的四周间隔布置。
作为上述技术方案的进一步改进:所述进液组件包括进液管路及设于进液管路上的第二比例调节阀。
作为上述技术方案的进一步改进:所述储液容器上还设有液位检测部件。
作为上述技术方案的进一步改进:所述进气组件、进液组件及排气阀均与所述储液容器的顶部连通,所述灌装组件与所述储液容器的底部连通。
一种上述的灌装系统的灌装方法,包括以下步骤:
S1、储液容器进气进液:进气组件以流量Q1向储液容器内输入干燥气体,进液组件以流量q1向储液容器内输入灌装液体,直至第一压力检测部件和第二压力检测部件的检测值达到设定范围;
S2、恒定压力灌装:灌装组件打开进行灌装,同时进气组件以流量Q2向储液容器内补充干燥气体,进液组件以流量q2向储液容器内补充灌装液体以保持第二压力检测部件的检测值在设定范围,直至灌装时间达到设定值,灌装组件关闭;
S3、储液容器排气补液:进气组件以流量Q3向储液容器内补充干燥气体,进液组件以流量q3向储液容器内补充灌装液体,同时排气阀打开排气,直至第一压力检测部件和第二压力检测部件的检测值达到设定范围。
作为上述技术方案的进一步改进:步骤S2中,Q2>Q1,q2﹤q1;步骤S3中,Q3﹤Q2,q3﹥q2。
一种上述的灌装系统的灌装方法,包括以下步骤:
S1、储液容器进气进液:进气组件以流量Q1向储液容器内输入干燥气体,进液组件以流量q1向储液容器内输入灌装液体,直至第一压力检测部件和第二压力检测部件的检测值达到设定范围,然后进气组件和进液组件关闭;
S2、灌装:灌装组件打开灌装直至灌装时间达到设定值,然后灌装组件关闭;
S3、储液容器补液:进液组件打开以流量q3向储液容器内补充灌装液体,直至第一压力检测部件和第二压力检测部件的检测值达到设定范围。
与现有技术相比,本发明的优点在于:本发明公开的灌装系统,储液容器上连接有流量可调的进气组件、流量可调的进液组件、以及排气阀,可用于调节储液容器内的压力,使得灌装过程中储液容器内的压力始终维持稳定,有利于提高灌装精度,进、排气和进液由第一压力检测部件和第二压力检测部件检测到的压力值进行控制,相比采用液位控制,无需进行转换,且边灌装边补液的模式下,由于出液速度大于进液速度,液位会下降,需要通过增大气压来补充液位下降造成的压力损失,通过压力反馈更为精准,特别是小装量的灌装,液位变化不明显,液位检测部件无法有效检测到液位变化,多组灌装组件沿储液容器的四周间隔布置,且各组灌装组件的灌装管路直接与储液容器连通,灌装出液时储液容器内的压力波动较小,同时避免了灌装组件之间相互影响,有利于保持各组灌装组件的装量一致,各组灌装组件的气动隔膜阀的启闭由各自对应的电磁阀分别进行控制,响应速度快,且避免了相互之间的影响,有利于提高灌装的精度。
本发明公开的第一种灌装方法,由第一压力检测部件和第二压力检测部件检测到的压力值调节进气组件和进液组件的流量,以维持储液容器内压力稳定,相比采用液位控制,无需进行转换,且边灌装边补液的模式下,由于出液速度大于进液速度,液位会下降,需要通过增大气压来补充液位下降造成的压力损失,通过压力反馈更为精准,特别是小装量的灌装,液位变化不明显,液位检测部件无法有效检测到液位变化。
本发明的第二种灌装方法,对于小装量的灌装(例如2ml),由于压力变化较小,可以将过程简化,在灌装过程中由第一压力检测部件和第二压力检测部件检测到的压力值,仅进行灌装液体的增补,气体不再进行增补和排出,操作更简单,试验表明,对于2ml装量灌装精度可以达到±0.8%以内,仍然具有非常高的精度。
附图说明
图1是本发明灌装系统的结构示意图。
图2是本发明灌装方法第一种实施例的流程示意图。
图3是本发明灌装方法第二种实施例的流程示意图。
图中各标号表示:1、储液容器;2、进气组件;21、进气管路;22、过滤器;23、第一比例调节阀;24、储气容器;3、进液组件;31、进液管路;32、第二比例调节阀;4、灌装组件;41、灌装管路;42、气动隔膜阀;43、灌针;51、压缩空气容器;52、电磁开关阀;53、压缩空气管路;61、第一压力检测部件;62、第二压力检测部件;7、液位检测部件;8、排气阀。
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。
实施例一
图1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,包括储液容器1、流量可调的进气组件2、流量可调的进液组件3、多组灌装组件4、排气阀8、用于测量储液容器1内气体压力的第一压力检测部件61、以及用于测量储液容器1内气体和液体总压力的第二压力检测部件62,进气组件2、进液组件3及排气阀8均与储液容器1连通,多组灌装组件4沿储液容器1的四周间隔布置,灌装组件4包括灌装管路41、气动隔膜阀42以及灌针43,灌装管路41与储液容器1连通,气动隔膜阀42连接于灌装管路41和灌针43之间,各气动隔膜阀42分别配设有用于提供压缩空气的压缩空气管路53,压缩空气管路53上设有电磁开关阀52。其中,储液容器1例如可以是常用的罐体等;进气组件2的介质例如可以是常见的氮气等,避免与灌装药液发生反应,且成本低、易于制取;第一压力检测部件61、第二压力检测部件62例如可以是常用的压力传感器、压力变送器等;电磁开关阀52优选采用快速电磁阀,以提高响应速度。
该灌装系统,储液容器1上连接有流量可调的进气组件2、流量可调的进液组件3、以及排气阀8,可用于调节储液容器1内的压力,使得灌装过程中储液容器1内的压力始终维持稳定,有利于提高灌装精度,进、排气和进液由第一压力检测部件61和第二压力检测部件62检测到的压力值进行控制,相比采用液位控制,无需进行转换,且边灌装边补液的模式下,由于出液速度大于进液速度,液位会下降,需要通过增大气压来补充液位下降造成的压力损失,通过压力反馈更为精准,特别是小装量的灌装,液位变化不明显,液位检测部件7无法有效检测到液位变化,多组灌装组件4沿储液容器1的四周间隔布置,且各组灌装组件4的灌装管路41直接与储液容器1连通,灌装出液时储液容器1内的压力波动较小,同时避免了灌装组件4之间相互影响,有利于保持各组灌装组件4的装量一致,各组灌装组件4的气动隔膜阀42的启闭由各自对应的电磁开关阀52分别进行控制,响应速度快,且避免了相互之间的影响,有利于提高灌装的精度。
进一步地,本实施例中,进气组件2包括进气管路21、过滤器22、第一比例调节阀23以及储气容器24,过滤器22、第一比例调节阀23以及储气容器24沿进气管路21的进气方向依次布置。气体介质由进气管路21进入,通过过滤器22进行过滤,由第一比例调节阀23调节流量,然后进入储气容器34内,利用储气容器34进行缓冲,灌装后进行补气时,可减少气压产生的波动,避免各检测部件做出错误判断,结构简单、可靠。其中,储气容器34例如可以是常用的罐体等。
进一步地,本实施例中,灌装系统还包括压缩空气容器51,各压缩空气管路53均与压缩空气容器51连通,也即由压缩空气容器51向各压缩空气管路53提供压缩空气,各电磁开关阀52沿压缩空气容器51的四周间隔布置,有利于避免各电磁开关阀52相互之间影响,保持灌装装量一致。其中,压缩空气容器51例如可以是常用的罐体等。
进一步地,本实施例中,进液组件3包括进液管路31及设于进液管路31上的第二比例调节阀32。灌装介质由进液管路31进入,由第二比例调节阀32调节流量,结构简单、可靠。
进一步地,本实施例中,储液容器1上还设有液位检测部件7。可通过液位检测部件7检测储液容器1内的液位变化。
作为优选的技术方案,本实施例中,进气组件2、进液组件3及排气阀5均与储液容器1的顶部连通,灌装组件4与储液容器1的底部连通。该布置结构可充分利用液体的重力进出储液容器1,减少摩擦和挤压的部件(例如各类泵),有效减少颗粒污染的风险。
实施例二
本实施例的灌装系统的灌装方法,包括以下步骤:
S1、储液容器1进气进液:进气组件2以流量Q1向储液容器1内输入干燥气体,进液组件3以流量q1向储液容器1内输入灌装液体,直至第一压力检测部件61和第二压力检测部件62的检测值达到设定范围;
S2、恒定压力灌装:灌装组件4打开进行灌装,同时进气组件2以流量Q2向储液容器1内补充干燥气体,进液组件3以流量q2向储液容器1内补充灌装液体以保持第二压力检测部件62的检测值在设定范围,直至灌装时间达到设定值,灌装组件4关闭;
S3、储液容器1排气补液:进气组件2以流量Q3向储液容器1内补充干燥气体,进液组件3以流量q3向储液容器1内补充灌装液体,同时排气阀8打开排气,直至第一压力检测部件61和第二压力检测部件62的检测值达到设定范围。
该灌装方法,由第一压力检测部件61和第二压力检测部件62检测到的压力值调节进气组件2和进液组件3的流量,以维持储液容器1内压力稳定,相比采用液位控制,无需进行转换,且边灌装边补液的模式下,由于出液速度大于进液速度,液位会下降,需要通过增大气压来补充液位下降造成的压力损失,通过压力反馈更为精准,特别是小装量的灌装,液位变化不明显,液位检测部件7无法有效检测到液位变化。
进一步地,本实施例中,步骤S2中,Q2>Q1,q2﹤q1;步骤S3中,Q3﹤Q2,q3﹥q2,也即灌装时以小流量补充灌装介质并大流量补充气体,灌装完成后大流量补充灌装介质并排出气体,这样可以有效的保证灌装时压力恒定,避免灌装时大流量补液对储液容器1内液体状态产生大的扰动,有利于保持灌装精度,同时有效的缩短补液时间和平衡时间,兼顾生产效率。
实施例三
本实施例的灌装系统的灌装方法,包括以下步骤:
S1、储液容器1进气进液:进气组件2以流量Q1向储液容器1内输入干燥气体,进液组件3以流量q1向储液容器1内输入灌装液体,直至第一压力检测部件61和第二压力检测部件62的检测值达到设定范围,然后进气组件2和进液组件3关闭;
S2、灌装:灌装组件4打开灌装直至灌装时间达到设定值,然后灌装组件4关闭;
S3、储液容器1补液:进液组件3打开以流量q3向储液容器1内补充灌装液体,直至第一压力检测部件61和第二压力检测部件62的检测值达到设定范围。
对于小装量的灌装(例如2ml),由于压力变化较小,可以将过程简化,在灌装过程中由第一压力检测部件61和第二压力检测部件62检测到的压力值,仅进行灌装液体的增补,气体不再进行增补和排出,操作更简单,试验表明,对于2ml装量灌装精度可以达到±0.8%以内,也即虽然灌装方法有所简化,但是仍然具有非常高的精度,且生产效率更高。
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)

1.一种灌装系统,其特征在于:包括储液容器(1)、流量可调的进气组件(2)、流量可调的进液组件(3)、多组灌装组件(4)、排气阀(8)、用于测量储液容器(1)内气体压力的第一压力检测部件(61)、以及用于测量储液容器(1)内气体和液体总压力的第二压力检测部件(62),所述进气组件(2)、进液组件(3)及排气阀(8)均与所述储液容器(1)连通,多组所述灌装组件(4)沿所述储液容器(1)的四周间隔布置,灌装组件(4)包括灌装管路(41)、气动隔膜阀(42)以及灌针(43),所述灌装管路(41)与储液容器(1)连通,所述气动隔膜阀(42)连接于所述灌装管路(41)和所述灌针(43)之间,各所述气动隔膜阀(42)分别配设有用于提供压缩空气的压缩空气管路(53),所述压缩空气管路(53)上设有电磁开关阀(52)。
2.根据权利要求1所述的灌装系统,其特征在于:所述进气组件(2)包括进气管路(21)、过滤器(22)、第一比例调节阀(23)以及储气容器(24),所述过滤器(22)、第一比例调节阀(23)以及储气容器(24)沿所述进气管路(21)的进气方向依次布置。
3.根据权利要求1所述的灌装系统,其特征在于:还包括压缩空气容器(51),各所述压缩空气管路(53)均与所述压缩空气容器(51)连通,各所述电磁开关阀(52)沿所述压缩空气容器(51)的四周间隔布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的灌装系统,其特征在于:所述进液组件(3)包括进液管路(31)及设于进液管路(31)上的第二比例调节阀(32)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的灌装系统,其特征在于:所述储液容器(1)上还设有液位检测部件(7)。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的灌装系统,其特征在于:所述进气组件(2)、进液组件(3)及排气阀(5)均与所述储液容器(1)的顶部连通,所述灌装组件(4)与所述储液容器(1)的底部连通。
7.一种权利要求1至6中任一项所述的灌装系统的灌装方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、储液容器(1)进气进液:进气组件(2)以流量Q1向储液容器(1)内输入干燥气体,进液组件(3)以流量q1向储液容器(1)内输入灌装液体,直至第一压力检测部件(61)和第二压力检测部件(62)的检测值达到设定范围;
S2、恒定压力灌装:灌装组件(4)打开进行灌装,同时进气组件(2)以流量Q2向储液容器(1)内补充干燥气体,进液组件(3)以流量q2向储液容器(1)内补充灌装液体以保持第二压力检测部件(62)的检测值在设定范围,直至灌装时间达到设定值,灌装组件(4)关闭;
S3、储液容器(1)排气补液:进气组件(2)以流量Q3向储液容器(1)内补充干燥气体,进液组件(3)以流量q3向储液容器(1)内补充灌装液体,同时排气阀(8)打开排气,直至第一压力检测部件(61)和第二压力检测部件(62)的检测值达到设定范围。
8.根据权利要求7所述的灌装系统的灌装方法,其特征在于:步骤S2中,Q2>Q1,q2﹤q1;步骤S3中,Q3﹤Q2,q3﹥q2。
9.一种权利要求1至6中任一项所述的灌装系统的灌装方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、储液容器(1)进气进液:进气组件(2)以流量Q1向储液容器(1)内输入干燥气体,进液组件(3)以流量q1向储液容器(1)内输入灌装液体,直至第一压力检测部件(61)和第二压力检测部件(62)的检测值达到设定范围,然后进气组件(2)和进液组件(3)关闭;
S2、灌装:灌装组件(4)打开灌装直至灌装时间达到设定值,然后灌装组件(4)关闭;
S3、储液容器(1)补液:进液组件(3)打开以流量q3向储液容器(1)内补充灌装液体,直至第一压力检测部件(61)和第二压力检测部件(62)的检测值达到设定范围。
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