CN112546957A - 一种多组分精确可控灌装系统及方法 - Google Patents

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CN112546957A CN202011344338.0A CN202011344338A CN112546957A CN 112546957 A CN112546957 A CN 112546957A CN 202011344338 A CN202011344338 A CN 202011344338A CN 112546957 A CN112546957 A CN 112546957A
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石颉
申海锋
胡凯
贾国花
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Suzhou Xinrui Yirong Information Technology Co ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/80—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed
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    • B01F35/22—Control or regulation
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    • B01F35/22141—Speed of feeding of at least one component to be mixed

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Abstract

本申请提供一种多组分精确可控灌装系统，包括：灌装头，其包括壳体、空气吹扫口、出料喷头以及设置于壳体外壁的多个供料口；以及与供料口数量相同的供料组件，供料组件包括临时储料筒、活塞、丝杠机构和驱动机构，临时储料筒一端封闭、外壁分别设有进料口和出料口，活塞可滑动的设置于临时储料筒内，丝杠机构输出端连接活塞、输入端连接驱动机构，每一供料组件的出料口连接一供料口，通过驱动机构控制活塞在临时储料筒内的运动速度，改变每一供料组件出料口向供料口的供料速度。本申请的有益效果：灌装物料的混合比例可变换，满足多类产品物料灌装的需要；不会随着使用时间的增加导致误差增大，使用寿命长，灌装精度高。

Description

一种多组分精确可控灌装系统及方法
技术领域
本申请涉及自动化生产设备技术领域，尤其涉及一种多组分精确可控灌装系统及方法。
背景技术
工业生产中，许多对产品绝缘，防爆，外防护等级等有特殊要求，生产厂家在产品的生产过程中会使用浇封的生产工艺产品达到相应的技术要求。浇封工艺多采用人工浇灌，少数实现自动灌装的设备也采用的是重量检测方法或流量检测，这些方法在设备使用初期有着良好的性能，但随着使用时间的增长灌装物料在管道中的粘滞会造成较大的误差且短时无法扩展或更换灌装配方。
发明内容
有鉴于此，为了解决现有的灌装设备长时间使用精度降低、无法更换配方的问题，本申请的实施例提供了一种多组分精确可控灌装系统及方法。
本申请的实施例提供一种多组分精确可控灌装系统，包括：
灌装头，其包括中空的壳体、设置于所述壳体上端的空气吹扫口、设置于所述壳体下端的出料喷头以及设置于所述壳体外壁的多个供料口；
以及与所述供料口数量相同的供料组件，每一所述供料组件包括临时储料筒、活塞、丝杠机构和驱动机构，所述临时储料筒一端封闭、外壁分别设有进料口和出料口，所述活塞可滑动的设置于所述临时储料筒内，所述丝杠机构输出端连接所述活塞、输入端连接所述驱动机构，每一所述供料组件的出料口连接一所述供料口，通过所述驱动机构控制所述活塞在所述临时储料筒内的运动速度，改变每一所述供料组件出料口向所述供料口的供料速度。
进一步地，所述驱动机构为具有控制器的步进电机，所述控制器用以控制所述步进电机的进给速度。
进一步地，所述丝杠机构包括U形支撑板、活动板、丝杆和两定位杆，所述支撑板固定设置，所述活动板滑动设置于所述支撑板上，所述定位杆两端分别固定于所述支撑板的两端，所述丝杆两端分别贯穿所述支撑板两端且中部与所述活动板螺纹连接，所述丝杠一端连接所述驱动机构，所述活动板连接所述活塞的活塞杆。
进一步地，所述进料口和所述出料口均靠近所述临时储料筒封闭一端，所述进料口和所述出料口分别设置所述临时储料筒相对两侧的外壁上。
进一步地，所述壳体为中空圆柱体，所有供料口均匀分布于所述壳体的外壁上。
进一步地，所述供料口的数量为八个，均分为四组，每组两所述供料口排列为所述壳体的一母线，四组所述供料口排列成的四母线均分所述壳体外壁。
进一步地，还包括用于封堵所述供料口的堵头。
本申请的实施例还提供了上述多组分精确可控灌装系统的灌装方法，包括以下步骤：
S1确定预灌装混合物料中各类物料的种类和混合比例；
S2向每一所述供料组件的临时储料筒内输入一种物料，控制每一所述供料组件的驱动机构的进给速度，各所述供料组件的出料口出料速度的比例与预灌装混合物料的各类物料的混合比例相同。
进一步地，还包括S3，设置注料量为M，所述壳体内部容积为m，在注料量达到M-m后所有驱动机构停止进给。
本申请的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本申请的一种多组分精确可控灌装系统及方法，可单独控制每一供料组件的出料速度，进而通过调节各个供料组件出料速度之间的比例，来确定各类物料的混合比例，对灌装过程进行精确控制，灌装物料的混合比例可根据实际使用需要变换，即可更换灌装配方满足多类产品物料灌装的需要；另外通过驱动机构精确控制供料组件的出料速度，不会随着使用时间的增加导致误差增大，实用寿命长，灌装精度高。
附图说明
图1是本申请一种多组分精确可控灌装系统灌装头1的示意图；
图2是本申请一种多组分精确可控灌装系统供料组件2的示意图。
图中：1-灌装头、2-供料组件、3-壳体、4-空气吹扫口、5-出料喷头、6-供料口、7-临时储料筒、8-驱动机构、9-支撑板、10-活动板、11-丝杆、12-定位杆、13-进料口、14-出料口、15-活塞。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地描述。
请参考图1和2，本申请的实施例提供了一种多组分精确可控灌装系统，包括灌装头1和多个供料组件2。
请参考图1，具体的，所述灌装头1包括中空的壳体3、设置于所述壳体3上端的空气吹扫口4、设置于所述壳体3下端的出料喷头5以及设置于所述壳体3外壁的多个供料口6。所述壳体3为中空圆柱体，其内部用于临时存储待向外部灌装的混合物料。所述空气吹扫口4为管状接头，用于连接外部气源，向所述壳体3内部通入高压空气。所述出料喷头5位于所述壳体3的底部，受高压空气作用所述壳体内的混合物料通过所述出料喷头5喷出。
每一所述供料口6用以输入一种物料，所述供料口6的数量应根据实际灌装物料的配方进行确定，所述供料口6的数量与物料的种类相同。一般的所有供料口6均匀分布于所述壳体3的外壁上，以使由所述供料口6进入的物料可均匀混合。本实施例中所述供料口6的数量为八个，均分为四组，每组两所述供料口6排列为所述壳体3的一母线，四组所述供料口6排列成的四母线均分所述壳体3外壁。
请参考图2，所述供料组件2的作用是向所述壳体3内部输入各类物料，因此所述供料组件2的数量与供料口6的数量是相同的。具体的，每一所述供料组件2包括临时储料筒7、活塞15、丝杠机构和驱动机构8，所述临时储料筒7一端封闭、外壁分别设有进料口13和出料口14，所述进料口13和所述出料口14均靠近所述临时储料筒7封闭一端，所述进料口13和所述出料口14分别设置所述临时储料筒7相对两侧的外壁上，二者互不影响。这里可以在所述进料口13与所述出料口14处均设置单向阀，所述进料口13连接原料筒，所述原料筒内物料由所述进料口13输入所述临时储料筒7内。所述活塞15可滑动的设置于所述临时储料筒7内，所述丝杠机构输出端连接所述活塞15、输入端连接所述驱动机构8。所述临时储料筒7作为所述活塞15的活塞缸，受所述驱动机构8的驱动作用，所述丝杠机构传动推动所述活塞15，挤压所述临时储料筒7内物料由所述出料口14排出。
每一所述供料组件2的出料口14连接一所述供料口6，即所述临时储料筒7内物料受挤压作用由所述出料口14排出经由所述供料口6进入所述壳体3内。这里所述出料口14与所述供料口6均为管状接头，可以较好的实现配合连接。
优选的，在本实施例中所述丝杠机构位于所述驱动机构8和所述临时储料筒7之间，所述驱动机构8为具有控制器的步进电机，所述控制器用以控制所述步进电机8的进给速度(转动速度)，所述丝杠机构包括U形支撑板9、活动板10、丝杆11和两定位杆12，所述支撑板9固定设置，所述活动板10滑动设置于所述支撑板9上，所述定位杆12两端分别固定于所述支撑板9的两端，所述丝杆11两端分别贯穿所述支撑板9两端且中部与所述活动板10螺纹连接，所述丝杠11一端连接所述驱动机构8，所述活动板10垂直固定连接所述活塞15的活塞杆。所述驱动机构8驱动所述丝杆11旋转进而使所述活动板10沿着所述支撑板9滑动，所述活动板10推动所述活塞15运动，挤压所述临时储料筒7内的物料，使物料由所述出料口14排出。
通过所述驱动机构8控制所述活塞15在所述临时储料筒7内的运动速度，可以改变每一所述供料组件2出料口14向所述供料口6的供料速度。假设所述步进电机的转速设定为A rpm,所述丝杆螺距为B mm，所述临时储料桶7的截面积为C，则每分钟每一所述供料组件2的出料量为ABC。所述控制器自动记录所述步进电机进给，实现对临时储料桶7中储料的补充。
另外多组分精确可控灌装系统还包括用于封堵所述供料口6的堵头，在所述供料口6的数量多于灌装物料的种类时，可使用所述堵头将不使用的供料口6堵住。
本申请的实施例还提供了上述多组分精确可控灌装系统的灌装方法，包括以下步骤：
S1确定预灌装混合物料中各类物料的种类和混合比例；如灌装混合物料由三种物料(X、Y、Z)组成，三种物料配比分别为X:Y:Z＝1:2:3。
S2选择三个供料口6供使用，堵住其他所有供料口6，向三个供料口6对应的三所述供料组件2的临时储料筒7内分别输入三种物料X、Y、Z，通过控制器调节每一所述供料组件2的驱动机构8的进给速度，使输出三种物料X、Y、Z的三述供料组件2的驱动机构8的进给速度比为1:2:3，即保证各所述供料组件2的出料口14出料速度的比例与预灌装混合物料的各类物料的混合比例相同，由于本实施例中各供料组件2的临时储料筒7的截面积相同、各供料组件2的丝杆11的螺距相同，因此各供料组件2的驱动机构8的进给速度之间比例与出料口14的出料速度比例相同，此时进入所述壳体3内部的物料配比X:Y:Z＝1:2:3，达到预灌装混合物料中各类物料混合比例。
S3为防止冷固型混合料在注料等待时在所述壳体3内部凝固堵塞所述出料喷头5。假设设置注料量为M ml，所述壳体3内部容积的体积为m ml，各供料组件2的控制器在总体给料量达到(M-m)ml后控制步进电机停止，通过压缩空气将所述壳体3内部剩余的m ml混合物料吹出，实现准确供料的同时对所述出料喷头5内部进行吹扫防止所述出料喷头5堵塞。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于，包括：
灌装头，其包括中空的壳体、设置于所述壳体上端的空气吹扫口、设置于所述壳体下端的出料喷头以及设置于所述壳体外壁的多个供料口；
以及与所述供料口数量相同的供料组件，每一所述供料组件包括临时储料筒、活塞、丝杠机构和驱动机构，所述临时储料筒一端封闭、外壁分别设有进料口和出料口，所述活塞可滑动的设置于所述临时储料筒内，所述丝杠机构输出端连接所述活塞、输入端连接所述驱动机构，每一所述供料组件的出料口连接一所述供料口，通过所述驱动机构控制所述活塞在所述临时储料筒内的运动速度，改变每一所述供料组件出料口向所述供料口的供料速度。
2.如权利要求1所述的一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于：所述驱动机构为具有控制器的步进电机，所述控制器用以控制所述步进电机的进给速度。
3.如权利要求1所述的一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于：所述丝杠机构包括U形支撑板、活动板、丝杆和两定位杆，所述支撑板固定设置，所述活动板滑动设置于所述支撑板上，所述定位杆两端分别固定于所述支撑板的两端，所述丝杆两端分别贯穿所述支撑板两端且中部与所述活动板螺纹连接，所述丝杆一端连接所述驱动机构，所述活动板连接所述活塞的活塞杆。
4.如权利要求1所述的一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于：所述进料口和所述出料口均靠近所述临时储料筒封闭一端，所述进料口和所述出料口分别设置所述临时储料筒相对两侧的外壁上。
5.如权利要求1所述的一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于：所述壳体为中空圆柱体，所有供料口均匀分布于所述壳体的外壁上。
6.如权利要求5所述的一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于：所述供料口的数量为八个，均分为四组，每组两所述供料口排列为所述壳体的一母线，四组所述供料口排列成的四母线均分所述壳体外壁。
7.如权利要求1所述的一种多组分精确可控灌装系统，其特征在于：还包括用于封堵所述供料口的堵头。
8.如权利要求1～7中任意一项所述一种多组分精确可控灌装系统的灌装方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1确定预灌装混合物料中各类物料的种类和混合比例；
S2向每一所述供料组件的临时储料筒内输入一种物料，控制每一所述供料组件的驱动机构的进给速度，各所述供料组件的出料口出料速度的比例与预灌装混合物料的各类物料的混合比例相同。
9.如权利要求8所述的一种多组分精确可控的灌装方法，其特征在于：还包括S3，设置注料量为M，所述壳体内部容积为m，在注料量达到M-m后所有驱动机构停止进给。
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