CN112607073A - 高速包装机的液体灌装系统 - Google Patents

Abstract

一种高速包装机的液体灌装系统，包括驱动架、驱动单元、物料存放单元、多个灌装单元，驱动架包括支撑架和旋转架，其特征在于：所述高速包装机的液体灌装系统还包括电气滑环、多个物料定量分配单元，每个物料定量分配单元包括至少一个灌装控制泵阀；物料存放单元具有多个出料口，出料口、灌装控制泵阀、灌装单元三者的数目相同并且一一对应；电气滑环安装在支撑架底部。本发明对照现有技术的有益效果是，由于设有物料定量分配单元和电气滑环，能够大大减少气缸和电机的数量，因此极大地降低了产品的制造成本，同时大大地降低了产品的故障率；由于设有伺服电机，使得旋转架在不停转动的同时，每个物料定量分配单元能够自动实现控制物料的定量灌装。

Description

高速包装机的液体灌装系统

技术领域

本发明涉及一种包装机的灌装设备，更具体地说涉及高速包装机的液体灌装系统。

背景技术

随着社会的发展，经济的进步，人们生活水平的不断提高，人们的生活节奏也越来越快。为了节省用餐时间，很多人会选择方便面或自热饭盒等快餐类食品，它们携带方便，使用简单、快捷，极大地满足了人们生活快捷方式的需要。在添加快餐食品配送的酱料包等液体调料包进行调配后，这些快餐类食品会更加美味。

传统的液体灌装设备一般采用料桶和转动装置，料桶安装在转动装置上，料桶底部设有多个落料单元，转动装置带动料桶和所有落料单元进行转动，每个落料单元需要通过对应的气动电磁阀对料桶内的物料进行分配灌装。

但是，申请人发现，传统的物料分配装置的各个气动电磁阀都需要通过对应的信号线对其输送控制信号，然后通过气管控制气动电磁阀进行动作，所以当每个工位通过转动灌装时，由于气管与信号线不易布置，容易缠绕转动装置，从而经常出现信号线和气管相互缠绕在一起的现象。并且在灌装过程中，物料分配装置只能对物料进行间歇式灌装，即物料分配装置需要在停止转动时才能进行灌装工序，因此，大大降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的，是提供一种高速包装机的液体灌装系统，通过对高速包装机的液体灌装系统的结构进行改进，能够优化结构，有效地提高工作效率。采用的技术方案如下：

一种高速包装机的液体灌装系统，包括驱动架、驱动单元、物料存放单元、多个灌装单元，驱动架包括支撑架和旋转架，旋转架可转动地安装在支撑架上，所有灌装单元分别可升降地安装在旋转架上，驱动单元安装在支撑架上，并且驱动单元与旋转架连接并带动旋转架转动，物料存放单元设置在旋转架上，其特征在于：所述高速包装机的液体灌装系统还包括电气滑环、多个物料定量分配单元，多个物料定量分配单元分别安装在旋转架上，每个物料定量分配单元包括至少一个灌装控制泵阀；物料存放单元安装在所有灌装控制泵阀上，物料存放单元具有多个出料口，出料口、灌装控制泵阀、灌装单元三者的数目相同并且一一对应，相对应的出料口、灌装控制泵阀、灌装单元三者从上往下依次连接；电气滑环安装在支撑架底部，驱动单元与电气滑环的输出端连接并分别带动电气滑环的输出端与旋转架同步转动，电气滑环的输入端分别与外接电源和外接气源连接，电气滑环的输出端分别与各个物料定量分配单元电连接、气连接。驱动单元分别带动旋转架和电气滑环同步转动，旋转架分别带动所有物料定量分配单元和所有灌装单元转动，从而实现电气滑环的输出端、物料定量分配单元、灌装单元三者同步转动，进而有效避免了转动时，气管与电源线出现缠绕在一起的现象；当灌装单元插入包装容器后，外接电源和外接气源分别通过电气滑环向对应的物料定量分配单元供电、供气；通过物料定量分配单元与控制灌装单元配合，从物料存放单元内抽取物料，并送入灌装单元进行物料灌装。

较优的方案，所有的物料定量分配单元沿旋转架的周向依次均匀分布。

较优的方案，所述灌装控制泵阀的数量为两个，所述物料定量分配单元还包括定位座、齿条传动机构、滚轮、控制机构；所述支撑架顶端设有凸轮，凸轮顶面设有滑槽；定位座安装在旋转架上，两个灌装控制泵阀安装在定位座顶面；齿条传动机构可滑动地安装在定位座顶面并且位于两个灌装控制泵阀之间，齿条传动机构的输出端分别与两个灌装控制泵阀连接；滚轮安装在齿条传动机构的输入端上，滚轮位于滑槽内并且滚轮的外侧壁与滑槽的内侧壁滚动接触，控制机构安装在定位座底面，控制机构通过接收外接电源、外接气源，进而控制两个灌装单元动作。旋转架转动并带动物料定量分配单元转动，滚轮沿凸轮上的滑槽运动，从而带动齿条传动机构沿定位座径向运动；当齿条传动机构向外运动时，物料存放单元的出料口与灌装控制泵阀的物料存放腔接通，物料被抽取到灌装控制泵阀的物料存放腔内；当齿条传动机构向内运动时，灌装控制泵阀与灌装单元接通，物料被灌装单元向外压出、灌装。

更优的方案，所述控制机构包括四个电磁阀，所有电磁阀均安装在定位座底面，每个灌装单元分别与两个电磁阀连接，电气滑环与各电磁阀分别电连接、气连接。电磁阀通电、通气后控制对应的灌装单元动作，使得灌装单元能够对物料进行推送。

更优的方案，所述齿条传动机构的输入端为齿条，齿条传动机构的输出端为两个齿轮，齿条可滑动地安装在定位座上，两个齿轮的转轴分别连接两个灌装控制泵阀并与齿条相互啮合，滚轮可转动地安装在齿条的前端，并且滚轮可沿滑槽滚动地设置在滑槽内；当滚轮带动齿条向后滑动时，齿条带动齿轮转动，齿轮带动灌装控制泵阀的阀芯转动，使得灌装控制泵阀管道接通，灌装单元抽取物料存放单元内的物料；当滚轮带动齿条向前滑动时，齿条带动齿轮反转，齿轮带动灌装控制泵阀的阀芯反向转动，使得灌装控制泵阀管道断开，使得物料无法通过灌装控制泵阀。

更优的方案，所有电磁阀的气路采用串联的方式依次连接，再与电气滑环输出端气连接。

较优的方案，所述电气滑环的输入端为固定座，电气滑环的输出端为旋转座；固定座安装在支撑架底部，旋转座可转动地安装在固定座上并且与驱动单元连接；固定座设有进线端和多个进气孔；进气孔连接外接气源，进线端连接外接电源；旋转座设有出线端和多个出气孔；出线端与进线端电连接，进线端与对应的电磁阀电连接；进气孔与出气孔两者的数目相同并且一一对应，进气孔与对应的出气孔连通，进气孔通过气管与电磁阀连接。

较优的方案，所述灌装单元包括灌装泵、两个气缸，灌装泵具有灌装口、进料端和吸料端，灌装泵与灌装控制泵阀连接，两个气缸分别安装在进料端和吸料端上，两个气缸分别与对应的两个电磁阀连接。当灌装泵与灌装控制泵阀的内腔连通时，物料通过罐装口压出灌装泵进行灌装，电磁阀通电后接通供气管道，对进料端上的气缸供气，进料端上的气缸动作，灌装单元将灌装泵内的残余物料推压到容器内；然后，吸料端的气缸动作，将残留在活塞上的物料拖尾吸回到灌装泵内，防止物料滴漏，进入下个工装工位。

更优的方案，所述支撑架具有中空的内腔，旋转座上的气管穿过支撑架的内腔并与对应的电磁阀连接；旋转座上的所有信号线都穿过支撑架的内腔并与对应的电磁阀电连接。

较优的方案，所述驱动单元包括伺服电机、传动轴、第一齿轮传动组、第二齿轮传动组和皮带传动机构；伺服电机和传动轴分别安装在支撑架顶部，伺服电机的输出端通过第一齿轮传动组与传动轴的底端连接，旋转架通过第二齿轮传动组与传动轴的顶端连接；电气滑环的旋转座通过皮带传动机构与传动轴的中部连接；当伺服电机转动时，伺服电机带动传动轴转动，传动轴分别带动旋转架、电气滑环的旋转座同步转动。

更优的方案，所述皮带传动机构包括大同步带轮、小同步带轮、皮带和连接座，连接座安装在电气滑环的旋转座上，大同步带轮安装在连接座顶面，小同步带轮安装在旋转轴的中部，大同步带轮通过皮带与小同步带轮传动连接，从而带动电气滑环转动。

所述第一齿轮传动组、第二齿轮传动组和皮带传动机构三者的传动比相同。

较优的方案，所述物料存放单元沿周向设有液体收集槽。当液体收集槽内盛装高温液体时，物料存放单元内的物料能够持续保温；当液体收集槽与废水排出管连接时，设备在工作过程中产生的废水排送到液体收集槽内，再对废水进行回收处理。

本发明对照现有技术的有益效果是，由于设有物料定量分配单元和电气滑环，能够大大减少气缸和电机的数量，因此极大地降低了产品的制造成本，同时大大地降低了产品的故障率；由于设有伺服电机，使得旋转架在不停转动的同时，每个物料定量分配单元能够自动实现控制物料的定量灌装。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体图；

图2是本发明实施例1去掉第一齿轮组的仰视立体图；

图3是图2的剖视图；

图4是本发明实施例1去掉驱动架、物料存放单元、驱动单元的结构示意图；

图5是本发明实施例1灌装控制泵阀的剖视图。

具体实施方式

实施例1

如图1-5所示（为了便于看清产品的结构，图2、3去掉第一齿轮组），本实施例中的一种高速包装机的液体灌装系统，包括驱动架1、驱动单元2、物料存放单元3、22个灌装单元4、电气滑环5、11个物料定量分配单元6，驱动架1包括支撑架101和旋转架102，旋转架102可转动地安装在支撑架101上，所有灌装单元4分别可升降地安装在旋转架102上，驱动单元2安装在支撑架101上，并且驱动单元2与旋转架102连接并带动旋转架102转动；11个物料定量分配单元6分别安装在旋转架102上，所有物料定量分配单元6沿旋转架102的周向依次均匀分布；电气滑环5安装在支撑架101底部，驱动单元2与电气滑环5的输出端连接并分别带动电气滑环5的输出端和旋转架102同步转动，电气滑环5的输入端分别与外接电源和外接气源连接，电气滑环5的输出端分别与各个物料定量分配单元6连接。

每个物料定量分配单元6包括定位座601、齿条传动机构602、滚轮603、控制机构604和两个灌装控制泵阀605；所述支撑架101顶端设有凸轮102，凸轮102顶面设有滑槽1021；定位座601安装在旋转架102上，两个灌装控制泵阀605安装在定位座601顶面；齿条传动机构602可滑动地安装在定位座601顶面并且位于两个灌装控制泵阀605之间，齿条传动机构602的输出端与两个灌装控制泵阀605连接；滚轮603安装在齿条传动机构602的输入端上，滚轮603位于滑槽1021内并且滚轮603的外侧壁与滑槽1021的内侧壁滚动接触，所述控制机构604包括四个电磁阀6041，所有电磁阀6041均安装在定位座601底面，电气滑环5分别与各电磁阀6041电连接、气连接，电磁阀6041通电后控制对应的灌装单元4动作。

物料存放单元3具有分别与22个灌装控制泵阀605、22个灌装单元4对应的22个出料口301，物料存放单元3安装在所有灌装控制泵阀605上；相对应的出料口301、灌装控制泵阀605、灌装单元4三者从上往下依次连接。

所述灌装控制泵阀605具有物料存放腔6051。

所述齿条传动机构602的输入端为齿条6021，齿条传动机构602的输出端为两个齿轮6022，齿条6021可滑动地安装在定位座601上，两个齿轮6022的转轴分别连接两个灌装控制泵阀605并与齿条6021相互啮合，滚轮603可转动地安装在齿条6021前端，并且滚轮603可沿滑槽1021滚动地设置在滑槽1021内；当滚轮603带动齿条6021向外滑动时，齿条6021带动齿轮6022转动，齿轮6022带动灌装控制泵阀605的阀芯转动，使得灌装控制泵阀605的物料存放腔6051于物料存放单元的出料口接通，灌装控制泵阀605将物料存放单元3内的物料抽取至灌装控制泵阀605的物料存放腔6051内；当滚轮603带动齿条6021向内滑动时，齿条6021带动齿轮6022反转，齿轮6022带动灌装控制泵阀605的阀芯反向转动，使得灌装控制泵阀605的物料存放腔6051与灌装单元4接通，物料通过灌装单元4向外压出、灌装。

所有电磁阀6041的气路采用串联的方式依次连接，再与电气滑环5输出端的气管连接。

所述电气滑环5的输入端为固定座501，电气滑环5的输出端为旋转座502；固定座501安装在支撑架101底部，旋转座502可转动地安装在固定座501上并且与驱动单元2连接；固定座501设有进线端5011和进气孔5012；进气孔5012连接外接气源，进线端5011连接外接电源；旋转座502设有出线端5021、出气孔5022；出线端5021与进线端5011电连接，进线端5011与对应的电磁阀6041电连接；进气孔5012与出气孔5022连通，进气孔5012与电磁阀6041连接。

所述灌装单元4包括灌装泵401（本实施例的灌装泵401为柱塞泵）、两个气缸402，灌装泵401具有灌装口、进料端和吸料端，灌装泵401与灌装控制泵阀605连接，两个气缸402分别安装在进料端和吸料端上，两个气缸402分别与对应的两个电磁阀6041连通。当灌装泵401与灌装控制泵阀605的内腔连通时，物料通过罐装口压出灌装泵进行灌装，电磁阀6041通电后接通供气管道，对进料端上的气缸402供气，进料端上的气缸402动作，灌装单元将灌装泵401内的残余物料推压到容器内；然后，吸料端的气缸动作，将残留在灌装泵401活塞杆上的物料拖尾吸回到灌装泵内，防止物料滴漏，进入下个工装工位。

所述支撑架101具有中空的内腔1011，旋转座502上的气管穿过支撑架101的内腔1011并与电磁阀6041连通；旋转座502上的所有导电线都穿过支撑架101的内腔1011并与对应的电磁阀6041电连接。

所述驱动单元2包括伺服电机201、传动轴202、第一齿轮传动组203、第二齿轮传动组204和皮带传动机构205；伺服电机201和传动轴202分别安装在支撑架101顶部，伺服电机201的输出端通过第一齿轮传动组203与传动轴202的底端连接，旋转架102通过第二齿轮传动组204与传动轴202的顶端连接；电气滑环5的旋转座502通过皮带传动机构205与传动轴202的中部连接；当伺服电机201转动时，伺服电机201带动传动轴202转动，传动轴202分别带动旋转架102、电气滑环5的旋转座502同步转动。

所述皮带传动机构205包括大同步带轮2051、小同步带轮2052、皮带2053和连接座2054，连接座2054安装在电气滑环5的旋转座502上，大同步带轮2051安装在连接座2054顶面，小同步带轮2052安装在旋转轴的中部，大同步带轮2051通过皮带2053与小同步带轮2052传动连接，从而带动电气滑环5转动。

第一齿轮传动组203、第二齿轮传动组204和皮带传动机构205三者的传动比相同。

所述物料存放单元3沿周向设有液体收集槽302。当液体收集槽302内盛装高温液体，使得物料存放单元内3的物料能够持续保温；当液体收集槽302于废水排除管连接时，可将设备在工作过程中产生的废水排送到液体收集槽302内，再对废水进行回收处理。

下面结合图1-5介绍一下工作过程：

首先，伺服电机201工作，带动传动轴202转动，传动轴202分别带动电气滑环5的旋转座502和旋转架102两者同步转动，旋转架102带动物料定量分配单元6转动，使得滚轮603沿凸轮102上的滑槽1021运动，从而带动齿条传动机构602沿定位座601径向运动；当齿条传动机构602向外运动时，物料存放单元3的出料口301与灌装控制泵阀605的物料存放腔6051接通，物料被抽取到灌装控制泵阀605的物料存放腔6051内；当齿条传动机构602向内运动时，灌装控制泵阀605的物料存放腔6051与灌装单元4接通，物料通过灌装单元4向外压出、灌装。

通过驱动单元2分别带动旋转架102和电气滑环5同步转动，从而实现电气滑环5的输出端、物料定量分配单元6、灌装单元4三者同步转动，进而能够最大限度地避免气管与信号线出现缠绕、堵塞、折断等现象，确保大量的灌装单元能够正常运行，相互之间不会干扰、影响。

实施例2

本实施例中的高速包装机的液体灌装系统与实施例1的区别在于：

所述电气滑环5的固定座设有多个进气孔5012，进气孔5012与电磁阀6041的数目相同，进气孔5012分别与对应的出气孔5022连通，出气孔5022通过气管分别与对应的电磁阀6041连通。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速包装机的液体灌装系统，包括驱动架、驱动单元、物料存放单元、多个灌装单元，驱动架包括支撑架和旋转架，旋转架可转动地安装在支撑架上，所有灌装单元分别可升降地安装在旋转架上，驱动单元安装在支撑架上，并且驱动单元与旋转架连接并带动旋转架转动，物料存放单元设置在旋转架上，其特征在于：所述高速包装机的液体灌装系统还包括电气滑环、多个物料定量分配单元，多个物料定量分配单元分别安装在旋转架上，每个物料定量分配单元包括至少一个灌装控制泵阀；物料存放单元安装在所有灌装控制泵阀上，物料存放单元具有多个出料口，出料口、灌装控制泵阀、灌装单元三者的数目相同并且一一对应，相对应的出料口、灌装控制泵阀、灌装单元三者从上往下依次连接；电气滑环安装在支撑架底部，驱动单元与电气滑环的输出端连接并分别带动电气滑环的输出端与旋转架同步转动，电气滑环的输入端分别与外接电源和外接气源连接，电气滑环的输出端分别与各个物料定量分配单元电连接、气连接。

2.如权利要求1所述的液体灌装系统，其特征在于：所有的物料定量分配单元沿旋转架的周向依次均匀分布。

3.如权利要求1所述的液体灌装系统，其特征在于：所述灌装控制泵阀的数量为两个，所述物料定量分配单元还包括定位座、齿条传动机构、滚轮、控制机构；所述支撑架顶端设有凸轮，凸轮顶面设有滑槽；定位座安装在旋转架上，两个灌装控制泵阀安装在定位座顶面；齿条传动机构可滑动地安装在定位座顶面并且位于两个灌装控制泵阀之间，齿条传动机构的输出端分别与两个灌装控制泵阀连接；滚轮安装在齿条传动机构的输入端上，滚轮位于滑槽内并且滚轮的外侧壁与滑槽的内侧壁滚动接触，控制机构安装在定位座底面，控制机构通过接收外接电源、外接气源，进而控制两个灌装单元动作。

4.如权利要求3所述的液体灌装系统，其特征在于：所述控制机构包括四个电磁阀，所有电磁阀均安装在定位座底面，每个灌装单元分别与两个电磁阀连接，电气滑环与各电磁阀分别电连接、气连接。

5.如权利要求4所述的液体灌装系统，其特征在于：所有电磁阀的气路采用串联的方式依次连接，再与电气滑环输出端气连接。

6.如权利要求5所述的液体灌装系统，其特征在于：所述电气滑环的输入端为固定座，电气滑环的输出端为旋转座；固定座安装在支撑架底部，旋转座可转动地安装在固定座上并且与驱动单元连接；固定座设有进线端和多个进气孔；进气孔连接外接气源，进线端连接外接电源；旋转座设有出线端和多个出气孔；出线端与进线端电连接，进线端与对应的电磁阀电连接；进气孔与出气孔两者的数目相同并且一一对应，进气孔与对应的出气孔连通，进气孔通过气管与电磁阀连接。

7.如权利要求6所述的液体灌装系统，其特征在于：所述灌装单元包括灌装泵、两个气缸，灌装泵具有灌装口、进料端和吸料端，灌装泵与灌装控制泵阀连接，两个气缸分别安装在进料端和吸料端上，两个气缸分别与对应的两个电磁阀连接。

8.如权利要求7所述的液体灌装系统，其特征在于：所述支撑架具有中空的内腔，旋转座上的气管穿过支撑架的内腔并与对应的电磁阀连接；旋转座上的所有信号线都穿过支撑架的内腔并与对应的电磁阀电连接。

9.如权利要求1所述的液体灌装系统，其特征在于：所述驱动单元包括伺服电机、传动轴、第一齿轮传动组、第二齿轮传动组和皮带传动机构；伺服电机和传动轴分别安装在支撑架顶部，伺服电机的输出端通过第一齿轮传动组与传动轴的底端连接，旋转架通过第二齿轮传动组与传动轴的顶端连接；电气滑环的旋转座通过皮带传动机构与传动轴的中部连接；当伺服电机转动时，伺服电机带动传动轴转动，传动轴分别带动旋转架、电气滑环的旋转座同步转动。

10.如权利要求1所述的液体灌装系统，其特征在于：所述物料存放单元沿周向设有液体收集槽。

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