CN112389693A - 一种灌装方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灌装设备领域，提供了一种灌装方法及系统，包括如下步骤：S1、向容器中灌装液体；S2、施加外力，使所述容器变形，并保持所述容器的变形状态；S3、密封所述容器；S4、释放所述外力，使所述容器恢复原始状态。本发明的优点是预先排出容器内气体，防止密封容器鼓胀，减少“爆罐”风险。

Description

一种灌装方法及系统

技术领域

本发明涉及灌装设备领域，尤其涉及一种灌装方法及系统。

背景技术

液体产品需要经过灌装至合适容器才便于运输和储存。然而在产品灌装后的储运过程中，必然出现温度或气压的改变，因而容器内的气体体积会产生变化。若气体体积膨胀，则会造成容器鼓胀变形的情况；若气体继续过度膨胀则可能导致“爆罐”的情况。

导致容器鼓胀以至于“爆罐”的原因有二。一方面，液体产品不会占据容器内所有空间，因此容器内原本就存在气体(可能是空气，也可能是人为充入的其他气体)；另一方面，在灌装过程中，由于环境温度和泵送流速等因素的影响，液体产品内所溶解的气体含量不可预估，当环境变化后，液体产品内所溶解的气体会析出。上述两种来源的气体最终导致了容器的鼓胀。

由于容器鼓胀程度超过容器壁或容器盖所能承受的压力时，将导致容器盖松脱甚至容器壁破裂，进而导致液体溢出，引起经济损失。若液体具有毒害性或腐蚀性还将引起重大事故，因此有必要解决上述的容器鼓胀问题。

发明内容

由于溶解在液体内气体在普通灌装过程中不容易排出，为了解决上述的容器鼓胀问题，首选在给容器封盖之前将容器内原本就存在的气体(为溶解于液体内的、自由状态的气体)排出，以减少容器内气体总量，从而降低储运过程中容器鼓胀导致的风险。

本发明首先提供了一种灌装方法，包括如下步骤；

S1、向容器中灌装液体；

S2、施加外力，使所述容器变形，并保持所述容器的变形状态；

S3、密封所述容器；

S4、释放所述外力，使所述容器恢复原始状态。

上述的灌装方法，其中，所述容器至少部分区域具有弹性。

上述的灌装方法，其中，所述容器至少包括一沿所述容器周向设置的弹性环状区域。

上述的灌装方法，其中，步骤S1中，所述液体至多灌装至所述容器的容积的95％。

上述的灌装方法，其中，步骤S2中，所述施加外力包括垂直于所述容器侧壁施压或沿所述容器轴向施压或扭转所述容器。

上述的灌装方法，其中，步骤S4中，还包括：

S41、施加一用于促进所述容器恢复原始状态的辅助力。

本发明还提供了一种灌装系统，所述系统中灌装液体后的容器通过容器变形排出所述容器内的气体，至少包括：排气装置和封盖机；

所述排气装置挤压和/或扭转所述容器，使所述容器容积减小；

所述封盖机在所述容器的容积减小时对所述容器执行封盖操作。

上述的灌装系统，其中，还包括压力调节装置，所述压力调节装置与所述排气装置连接，调节所述排气装置的输出功率。

上述的灌装系统，其中，，所述排气装置包括气缸和推杆；所述推杆在所述气缸的推动下，挤压所述容器的侧壁，以排出容器内气体。

上述的灌装系统，其中，所述排气装置还包括一弹簧，所述弹簧与所述推杆连接，用于在所述封盖操作后使所述推杆回到初始位置。

上述的灌装系统，其中，所述排气装置还包括一空气滤芯，所述空气滤芯过滤压缩空气中的水分和杂质，得到的纯净空气输入所述气缸。

上述的灌装系统，其中，还包括一支撑杆，所述支撑杆与所述推杆分别设置于所述容器的两侧，所述支撑杆在所述推杆挤压所述容器时支撑所述容器。

上述的灌装系统，其中，所述排气装置包括扭力电机和扭转环；所述扭转环夹持所述容器，并在所述扭力电机的驱动下，扭转所述容器，以排出容器内气体。

上述的灌装系统，其中，还包括一作用力与所述排气装置相反的恢复装置，所述恢复装置在所述封盖操作之后辅助所述容器恢复原始状态。

上述的灌装系统，其中，所述容器至少包括一沿所述容器周向设置的弹性环状区域。

与现有技术相比，本发明的利用容器本身所具有的弹性(即可自恢复性)，通过容器的变形——恢复过程排出容器内的自由气体，从而制造出一种“类真空”的状态，降低了由环境变化而引起的漏液风险。经实践检验，上述技术方案切实可行，已获得明显效果。

并且，本发明所提供的技术方案中，用于实现容器变形的装置相当简单，最少只需一提供动力的装置及一用于挤压/扭转容器的机械部件(例如推杆)即可，改造原有灌装系统的成本较低，而取得的效果较好，适合应用于各种灌装系统。

附图说明

图1是本发明一实施例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。然而，本发明可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。且，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征允许相互组合或替换。结合以下的说明，本发明的优点和特征将更清楚。

需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

还需声明的是，本发明中对步骤编号的目的在于便于引用，而非限定先后顺序。对于个别需强调顺序的步骤，文中将以专门文字进行特别说明。

申请人公司生产多种油品，涉及内燃机油、齿轮油和液压油等。其通用的包装为20L塑料桶。随着产品市场的不断扩张和客户需求的细化，目前的20L塑料桶灌装流水线已不能满足需求。具体问题在于，在桶装油储存和运输过程中，容易出现油桶鼓胀的情况，严重的情况下将导致漏油的情况发生。

由于生产时，流水线和油品都处于比较稳定的温度和压力环境，因此，从灌装到封盖的过程中溶解于油品中的空气不容易析出，桶中的自由空气(其占据的空间为桶的最大容积与油品体积之差)也不容易出现热胀冷缩的现象。而当桶装油进入储运环节时，环境温度和压力往往发生改变，尤其当高温和低压环境同时出现时，桶中自由空气加上从油品中析出的气体同时膨胀，就会导致出现油桶鼓胀的情况。

为了解决后期的储运环节出现的油桶鼓胀问题，申请人从桶内的自由空气入手，提出了一种解决方法，即在封盖前尽可能排出桶内的自由空气，在桶内造成一个“类真空”的环境，为后期的气体膨胀预留足够的空间，从而解决油桶鼓胀的问题。这一解决方案虽然是基于桶装石油产品提出的，然而，本领域技术人员可知，同样的方案可应用于其他灌装液体的容器。

由于石油产品一般采用塑料/塑胶桶盛放。而塑料/塑胶是一种典型的具有弹性的材料，其自恢复性能比较优良，因而，一个已付诸实践的实施例是以具有弹性的容器为实施对象的。

图1所示即为申请人实践中所采用的灌装、排气系统。图中所示的系统，以压缩空气为动力，通过气缸4推动推杆5，使油桶8发生变形，此时，封盖机7对油桶8的执行封盖操作(使盖与桶体密封)，然后气缸4撤销压力，推杆5在弹簧6的拉力作用下离开油桶8，恢复到原始状态。

具体的，压缩空气经过滤芯1，以去除所述压缩空气中的水分和杂质，经滤芯1过滤后的较为清洁的空气首先进入压力调节装置2，该压力调节装置2通过一压力调节阀调整输出压力(即输出功率)，所述压力的大小可通过一压力表监测。所述压力调整至合适大小后输出至气缸4，气缸4推动推杆5，推杆5挤压油桶8，使油桶8产生变形，以排出桶内的自由空气。优选的，在油桶8的另一侧还设有支撑杆9。支撑杆9与推杆5夹在油桶8的两侧，在推杆5挤压油桶8时起到固定油桶8的作用。封盖机7在推杆5挤压油桶8的期间将上盖压制到油桶8上，以密封油桶8。之后，在储运过程中，虽然还会有气体从油品中陆续析出，但是，由于在灌装过程中排出了桶内的自由空气，为析出的气体预留了容置空间，因此，该灌装系统能有效的解决油桶鼓胀的问题。

在另一实施例中，促使油桶8变形的装置还可以是扭力电机和扭转环。所述扭转环套设在油桶8上，可夹紧或放松油桶8。所述扭力电机推动所述扭转环沿油桶8的周向旋转，使油桶8的侧壁变形，桶高降低，从而排出桶内的自由空气。

进一步地，考虑油桶8所采用的材料的弹性不同，本系统还包括一恢复装置。所述恢复装置用于帮助油桶8恢复原状。例如，当促使油桶8变形的装置为气缸和推杆时，所述恢复装置为一对夹板，其与推杆5和支撑杆9错落设置，在封盖后，所述的一对夹板向油桶8的中轴线方向施压，以促使油桶8恢复原状。当促使油桶8变形的装置为扭力电机和扭转环时，所述恢复装置为与所述扭力电机和扭转环反向扭转的第二扭力电机和第二扭转环。一个简化的方案是，选用可正反双向输出扭力的扭力电机。

通过上述实施例，本领域技术人员可推知，实际上，所述具有弹性的容器并不需要该容器整体全部具有弹性，只需容器的受力位置具有弹性、可变形即可。进一步地，为了还能实现容器的扭转变形，所述容器具有弹性的部分可以是环绕容器一周的环状区域。

另外，本发明还提出了一种灌装方法，包括如下步骤：

S1、向容器中灌装液体。实际工作中，液体基本都在常温常压的状态下灌装，考虑到后期储运时环境温度和环境气压会发生改变，例如，液体可能凝结为固体、液体中溶解的气体可能析出，从而改变所述容器内空余空间的气压(或者说气体密度)。因此，在灌装液体时，所述液体不能完全充满容器，较优的，所述液体至多灌装至所述容器的容积的95％。

S2、施加外力，使所述容器变形，并保持所述容器的变形状态。施加外力，使所述容器变形的目的在于减小所述容器的容积，其实际起到的作用是将所述容器中当前所容纳的自由空气排出所述容器。理想状态是能够将所有所述自由空气全部排出容器外，而液体不溢出，这样可以在后续步骤中得到比较理想的容器内的真空环境。

S3、密封所述容器。维持步骤S2的状态，使用现有的封盖机对所述容器执行封盖操作，该封盖操作一般视作具有密封效果。

S4、释放所述外力，使所述容器恢复原始状态，即原始形状。此时，所述容器内的空余空间(即容器内除液体外的空间)，形成了一个近似真空的“类真空”状态。

通过上述步骤后，容器内预留了足够空间以容纳储运过程中析出的气体。

进一步地，步骤S2中，所述施加外力包括垂直于所述容器侧壁施压或沿所述容器轴向施压或扭转所述容器。

进一步地，步骤S4中，还包括：

S41、施加一用于促进所述容器恢复原始状态的辅助力。

上述的灌装方法及系统能够在灌装过程中为储运过程中可能析出、膨胀的气体预留了足够的空间，有效解决了油桶鼓胀的问题，获得客户赞誉，提升了公司形象。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种灌装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、向容器中灌装液体；

S2、施加外力，使所述容器变形，并保持所述容器的变形状态；

S3、密封所述容器；

S4、释放所述外力，使所述容器恢复原始状态。

2.如权利要求1所述的一种灌装方法，其特征在于，所述容器至少部分区域具有弹性。

3.如权利要求1或2所述的一种灌装方法，其特征在于，所述容器至少包括一沿所述容器周向设置的弹性环状区域。

4.如权利要求1所述的一种灌装方法，其特征在于，步骤S1中，所述液体至多灌装至所述容器的容积的95％。

5.如权利要求1所述的一种灌装方法，其特征在于，步骤S2中，所述施加外力包括垂直于所述容器侧壁施压或沿所述容器轴向施压或扭转所述容器。

6.如权利要求1所述的一种灌装方法，其特征在于，步骤S4中，还包括：

S41、施加一用于促进所述容器恢复原始状态的辅助力。

7.一种灌装系统，其特征在于，灌装液体后的容器通过容器变形排出所述容器内的气体，至少包括：排气装置和封盖机；

所述排气装置挤压和/或扭转所述容器，使所述容器容积减小；

所述封盖机在所述容器的容积减小时对所述容器执行封盖操作。

8.如权利要求7所述的一种灌装系统，其特征在于，还包括压力调节装置，所述压力调节装置与所述排气装置连接，调节所述排气装置的输出功率。

9.如权利要求7所述的一种灌装系统，其特征在于，所述排气装置包括气缸和推杆；

所述推杆在所述气缸的推动下，挤压所述容器的侧壁，以排出容器内气体。

10.如权利要求9所述的一种灌装系统，其特征在于，所述排气装置还包括一弹簧，所述弹簧与所述推杆连接，用于在所述封盖操作后使所述推杆回到初始位置。

11.如权利要求9所述的一种灌装系统，其特征在于，所述排气装置还包括一空气滤芯，所述空气滤芯过滤压缩空气中的水分和杂质，得到的纯净空气输入所述气缸。

12.如权利要求9所述的一种灌装系统，其特征在于，还包括一支撑杆，所述支撑杆与所述推杆分别设置于所述容器的两侧，所述支撑杆在所述推杆挤压所述容器时支撑所述容器。

13.如权利要求7所述的一种灌装系统，其特征在于，所述排气装置包括扭力电机和扭转环；

所述扭转环夹持所述容器，并在所述扭力电机的驱动下，扭转所述容器，以排出容器内气体。

14.如权利要求13所述的一种灌装系统，其特征在于，还包括一作用力与所述排气装置相反的恢复装置，所述恢复装置在所述封盖操作之后辅助所述容器恢复原始状态。

15.如权利要求7～14任一项所述的一种灌装系统，其特征在于，所述容器至少包括一沿所述容器周向设置的弹性环状区域。

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