CN112607688A - 全自动一体式静态混合灌装机 - Google Patents

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Abstract

本发明的全自动一体式静态混合灌装机，包括A物料定量挤出装置、B物料定量挤出装置、静态混合装置、混合物料恒压储罐、灌装执行装置和下压装置；A物料定量挤出装置和B物料定量挤出装置均与下压装置铰接，在下压装置向下摆动一定角度后物料被定量挤出；A物料定量挤出装置和B物料定量挤出装置的出料口分别经单向阀与静态混合装置的输入口通过管路相连，静态混合装置的输出口经单向阀与混合物料恒压储罐的输入口通过管路相连；混合物料恒压储罐的输出口经单向阀与灌装执行装置的输入口通过管路相连。本发明的灌装机结构紧凑，占用生产空间小，可以实现高精度的物料配比，同时，自动化程度高，降低了工人的劳动强度并提高了灌装效率。

Description

全自动一体式静态混合灌装机
技术领域
本发明涉及气雾剂生产过程中的灌装技术，具体涉及全自动一体式静态混合灌装机。
背景技术
在气雾剂产品的生产包装中，需要将两种物料进行混合，再进行灌装封口。例如，在空气清新剂产品的生产包装中，需要对戊烷气体和凝胶液体进行混合，再进行灌装封口。以往的灌装机只能进行手动定量灌装；灌装前所需的戊烷气体与凝胶液体一般先在反应釡中手动调配混合完成或在静态混合管内手动定量调配混合完成。这种手动调配混合的方式控制精度低，质量得不到保证；而且手动定量灌装操作的生产方式，不仅工艺繁琐，操作麻烦，生产周期长，而且劳动强度高，浪费人力物力，从而影响灌装的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动一体式静态混合灌装机，用以克服现有的灌装技术存在的控制精度低、工艺繁琐、工作效率低等问题。本发明的全自动一体式静态混合灌装机结构紧凑，占用生产空间小，且控制精度高，可以实现高精度的物料配比，同时，自动化程度高，降低了工人的劳动强度并提高了灌装效率。
本发明的技术方案：全自动一体式静态混合灌装机，包括设于工作台面上的A物料定量挤出装置、B物料定量挤出装置、静态混合装置、混合物料恒压储罐、灌装执行装置和下压装置；所述下压装置包括立柱、下压横梁，以及往复运动执行元件；所述立柱固定于工作台面上；所述下压橫梁铰接于立柱上；所述往复运动执行元件的下端与工作台面铰接，上端与下压橫梁铰接，可以驱动下压横梁相对立柱摆动；所述A物料定量挤出装置和B物料定量挤出装置的上端均与下压橫梁铰接，下端均与工作台面铰接，在下压横梁向下摆动一定角度后物料被定量挤出；所述A物料定量挤出装置的进料口处设有A电磁截止阀，出料口经A单向阀与静态混合装置的其中一个输入口通过管路相连；所述B物料定量挤出装置的进料口处设有B电磁截止阀，出料口经B单向阀与静态混合装置的另一个输入口通过管路相连；所述静态混合装置的输出口经C单向阀与所述混合物料恒压储罐的输入口通过管路相连；所述混合物料恒压储罐的输出口经D单向阀与灌装执行装置上灌装头的输入口通过管路相连。
与现有技术相比，本申请的全自动一体式静态混合灌装机具有以下的优点：
(1)通过设置特定构造的A物料定量挤出装置、B物料定量挤出装置和下压装置，三个装置协同工作，可以精确控制两种物料的混合比例，控制精度高；
(2)调配、混合和灌装均直接在灌装机内完成，实现了调配、混合和灌装的一体化自动操作，占用的生产空间小，且操作简单，节省了人力物力，提高了生产效率。
作为优化，所述下压横梁包括主梁，主梁上设有与其通过滑动副联接并可由A电动丝杆驱动的滑块；所述A物料定量挤出装置的上端铰接于滑块上。由此，可以通过改变滑块的位置调节A物料定量挤出装置每次挤出的量，从而实现调节两种物料的混合比例，使得本发明的灌装机适用范围更广。滑块到位后，A电动丝杆停止动作，可以利用螺纹的自锁性能使滑块保持固定，结构简单，易于实施。
进一步，所述A物料定量挤出装置包括缸体，所述A物料定量挤出装置的进料口和出料口均设于缸体上，所述缸体内部设有A活塞；A活塞与A活塞杆的下端相连，可由A活塞杆推动沿缸体的轴向移动；所述A活塞杆的上端铰接于滑块上，所述缸体铰接于工作台面上。A物料定量挤出装置采用上述构造，易于实施，且可靠性高。
进一步，所述主梁上设有用于锁定滑块的锁紧螺钉。从而可以防止在灌装机长时间工作后，出现滑块发生位移的现象，使得设备可靠性更高。
作为优化，所述B物料定量挤出装置包括小缸体和大缸体，大缸体套设于小缸体外形成滑动配合；所述B物料定量挤出装置的进料口和出料口均从小缸体的底部引出；所述小缸体内设有B活塞，B活塞与B丝杆通过螺旋副联接；所述B丝杆可由设于大缸体顶部的B电机驱动作转动，从而可以驱动B活塞在小缸体内移动。B物料定量挤出装置采用上述构造，可以通过调节B活塞在小缸体中的位置，实现调节B物料定量挤出装置每次挤出的量，实现调节两种物料的混合比例，使得本发明的灌装机适用范围更广。
作为优化，所述混合物料恒压储罐包括C缸体，所述混合物料恒压储罐的进料口和出料口均从C缸体的底部引出；所述C缸体的内部设有C活塞，所述C活塞与C丝杆通过螺旋副联接；所述C丝杆可由设于C缸体顶部的C电机驱动作转动，从而可以驱动C活塞在C缸体内移动；所述C缸体还设有用于检测C丝杆轴向载荷的轴向力传感器。混合物料恒压储罐采用上述构造，C电机可以根据轴向力传感器的数据调整C活塞的位置，使C缸体内的物料保持在设定的压力范围内，从而保证从灌装头出来的混合物料以符合工艺要求的流量流入灌装瓶(气雾剂罐)中。
作为优化，所述灌装执行装置还包括支撑柱，支撑柱上设有可由D电动丝杆驱动作升降的安装座，安装座上设有升降驱动元件；所述灌装头与升降驱动元件相连可由升降驱动元件驱动作升降。从而，可以根据灌装瓶的高度调节灌装头的垂直高度，适用不同规格的灌装瓶。进一步的，所述升降驱动元件可以为气缸。
作为优化，所述静态混合装置包括混合筒，混合筒的入口端设有入口法兰，出口端设有出口法兰；所述混合筒内部设有一组堆叠排列的碗状混合单元，各碗状混合单元上均设有多个物料通道；一组碗状混合单元中包含多种型号，不同型号的碗状混合单元间的差异在于物料通道的尺寸、数量及分布位置。发明人摸索发现，静态混合装置内部设置上述特定的混合单元，混合效果好。
作为优化，所述往复运动执行元件可以为气缸。
附图说明
图1是本发明的全自动一体式静态混合灌装机的结构示意图；
图2是本发明的全自动一体式静态混合灌装机的结构示意图；
图3是图1的全自动一体式静态混合灌装机的主视图；
图4是图1的全自动一体式静态混合灌装机的右视图；
图5是本发明中的静态混合装置的横向剖面示意图；
图6是本发明中的A物料定量挤出装置的结构原理图；
图7是本发明中的B物料定量挤出装置的结构原理图；
图8是本发明中的混合物料恒压储罐的结构原理图。
附图中的标记为：1-A物料定量挤出装置，101-缸体，102-A活塞，103-A活塞杆；2-B物料定量挤出装置，201-小缸体，202-大缸体，203-B活塞，204-B丝杆，205-B电机；3-静态混合装置，301-混合筒，302-碗状混合单元、3021-物料通道，303-入口法兰，304-出口法兰；4-混合物料恒压储罐，401-C缸体，402-C活塞，403-C丝杆，404-C电机，405-轴向力传感器；5-灌装执行装置，501-灌装头，502-支撑柱，503-安装座，504-升降驱动元件，505-D电动丝杆；6-下压装置，601-立柱，602-下压横梁、6021-主梁、6022-滑块、锁紧螺钉6023、6024-A电动丝杆，603-往复运动执行元件；7-A电磁截止阀；8-A单向阀；9-B电磁截止阀；10-B单向阀；11-C单向阀；12-D单向阀；13-灌装瓶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例：
参见图1至图4，全自动一体式静态混合灌装机，包括设于工作台面上的A物料定量挤出装置1、B物料定量挤出装置2、静态混合装置3、混合物料恒压储罐4、灌装执行装置5和下压装置6；所述下压装置6包括立柱601、下压横梁602，以及往复运动执行元件603；所述立柱601固定于工作台面上；所述下压橫梁602铰接于立柱601上；所述往复运动执行元件603(本实施例中，往复运动执行元件603为气缸)的下端与工作台面铰接，上端与下压橫梁602铰接，可以驱动下压横梁602相对立柱601摆动；所述A物料定量挤出装置1和B物料定量挤出装置2的上端均与下压橫梁602铰接，下端均与工作台面铰接，在下压横梁602向下摆动一定角度后物料被定量挤出(A物料定量挤出装置1和B物料定量挤出装置2中物料同时被定量挤出)；所述A物料定量挤出装置1的进料口处设有A电磁截止阀7，出料口经A单向阀8与静态混合装置3的其中一个输入口通过管路相连；所述B物料定量挤出装置2的进料口处设有B电磁截止阀9，出料口经B单向阀10与静态混合装置3的另一个输入口通过管路相连；所述静态混合装置3的输出口经C单向阀11与所述混合物料恒压储罐4的输入口通过管路相连；所述混合物料恒压储罐4的输出口经D单向阀12与灌装执行装置5上灌装头501的输入口通过管路相连。
本实施例中，所述下压横梁602包括主梁6021，主梁6021上设有与其通过滑动副联接并可由A电动丝杆6024驱动的滑块6022；所述A物料定量挤出装置1的上端铰接于滑块6022上。由此，可以通过改变滑块6022的位置调节A物料定量挤出装置1每次挤出的量，从而实现调节两种物料的混合比例，使得本发明的灌装机适用范围更广。滑块6022到位后，A电动丝杆6024停止动作，可以利用螺纹的自锁性能使滑块6022保持固定，结构简单，易于实施。
参见图6，本实施例中，所述A物料定量挤出装置1包括缸体101，所述A物料定量挤出装置1的进料口和出料口均设于缸体101上，所述缸体101内部设有A活塞102，A活塞102与A活塞杆103的下端相连可由A活塞杆103推动沿缸体1的轴向移动；所述A活塞杆103的上端铰接于滑块6022上，所述缸体101铰接于工作台面上。A物料定量挤出装置1采用上述构造，易于实施，且可靠性高。
本实施例中，所述主梁6021上设有用于锁定滑块6022的锁紧螺钉6023。从而可以防止在灌装机长时间工作后，出现滑块6022发生位移的现象，使得设备可靠性更高。
参见图7，本实施例中，所述B物料定量挤出装置2包括小缸体201和大缸体202，大缸体202套设于小缸体201外形成滑动配合；所述B物料定量挤出装置2的进料口和出料口均设于小缸体201底部；所述小缸体201内设有B活塞203，B活塞203与B丝杆204通过螺旋副联接；所述B丝杆204可由设于大缸体202顶部的B电机205驱动作转动，从而可以驱动B活塞203在小缸体201内移动。B物料定量挤出装置2采用上述构造，可以通过调节B活塞203在小缸体201中的位置，实现调节B物料定量挤出装置2每次挤出的量，实现调节两种物料的混合比例，使得本发明的灌装机适用范围更广。
参见图8，本实施例中，所述混合物料恒压储罐4包括C缸体401，所述混合物料恒压储罐4的进料口和出料口均从C缸体401的底部引出；所述C缸体401的内部设有C活塞402，所述C活塞402与C丝杆403通过螺旋副联接；所述C丝杆403可由设于C缸体401顶部的C电机404驱动作转动，从而可以驱动C活塞402在C缸体401内移动；所述C缸体401还设有用于检测C丝杆403轴向载荷的轴向力传感器405。混合物料恒压储罐4采用上述构造，C电机404根据轴向力传感器405的数据调整C活塞402的位置，使C缸体401内的物料保持在设定的压力范围内，从而保证从灌装头501出来的混合物料以符合工艺要求的流量流入灌装瓶13(气雾剂罐)中。
本实施例中，所述灌装执行装置5还包括支撑柱502，支撑柱502上设有可由D电动丝杆505驱动作升降的安装座503，安装座503上设有升降驱动元件504；所述灌装头501与升降驱动元件504相连可由升降驱动元件504驱动作升降。从而可以根据灌装瓶13的高度调节灌装头501的垂直高度，适用不同规格的灌装瓶13。进一步的，所述升降驱动元件504为气缸。
本实施例中，参见图5，所述静态混合装置3包括混合筒301，混合筒301的入口端设有入口法兰303，出口端设有出口法兰304；所述混合筒301内部设有一组堆叠排列的碗状混合单元302，各碗状混合单元302上均设有多个物料通道3021；一组碗状混合单元302中包含多种型号，不同型号的碗状混合单元302间的差异在于物料通道3021的尺寸、数量及分布位置。发明人摸索发现，静态混合装置内部设置上述特定的混合单元，混合效果好。
本发明的全自动一体式静态混合灌装机进行工作时，还需要配备控制系统。在本实施例中，控制系统为PLC控制器；PLC控制器的通讯口基于MODBUS协议分别与A电动丝杆6024驱动器的RS485通讯口、B电机205驱动器的RS485通讯口、C电机404驱动器的RS485通讯口以及D电动丝杆505驱动器的RS485通讯口相连接，采用组网控制。
工作原理：
首先将灌装瓶13放置于灌装头5的下方，并在灌装瓶13瓶口处放置阀门(可以采用机械手完成)；在PLC控制器内设置好A物料和B物料混合比例，以及灌装瓶13的容积与高度等相关参数；
参数设置完毕后，PLC控制器控制A电动丝杆6024、B电机205和D电动丝杆505打开，根据设置好的参数执行相关的操作；A电动丝杆6024驱动A物料定量挤出装置1内部的A活塞杆103运动，调节A物料定量挤出装置1的容积；B电机205驱动B物料定量挤出装置2内部的B丝杆204运动，调节B物料定量挤出装置2的容积；D电动丝杆505驱动安装座503升降，根据设置好的灌装瓶13的高度调节灌装头501的高度；
设置完毕后，进行灌装工作；具体过程如下，
I、PLC控制器控制A电磁截止阀7和B电磁截止阀9打开，A物料和B物料分别从各自的进料口进入A物料定量挤出装置1和B物料定量挤出装置2内；
II、PLC控制器控制A单向阀8和B单向阀10打开，同时控制往复运动执行元件603运动，往复运动执行元件603驱动下压横梁602相对立柱601摆动，A物料定量挤出装置1和B物料定量挤出装置2内的物料被定量挤出，A物料和B物料分别经A单向阀8和B单向阀10输入到静态混合装置3内；
III、两种物料在静态混合装置3内混合均匀后，PLC控制器控制C单向阀11和D单向阀12打开，混合物料经C单向阀11输入到混合物料恒压储罐4内；同时轴向力传感器405实时检测C丝杆403的轴向载荷，PLC控制器根据轴向力传感器405的数据控制C电机404工作调整C活塞402的位置，使混合物料恒压储罐4内的物料保持在设定的压力范围内；
IV、混合物料恒压储罐4内的混合物料经D单向阀12进入灌装头501内，同时PLC控制器控制升降驱动元件504运动，升降驱动元件504将灌装头501压入灌装瓶13瓶口的阀门内，使混合物料以恒定压力从灌装头501内挤出并灌入其下方的灌装瓶13内，灌装完成。
作为本发明灌装机的一个具体应用案例，工作时，A物料定量挤出装置1定量挤出戊烷气体，B物料定量挤出装置2中定量挤出凝胶液体，戊烷气体和凝胶液体混合后被灌入气雾剂罐中，获得空气清新剂产品。当然，需要指出的是，本发明的灌装机并不限于在上述案例中的应用。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (10)

1.全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：包括设于工作台面上的A物料定量挤出装置(1)、B物料定量挤出装置(2)、静态混合装置(3)、混合物料恒压储罐(4)、灌装执行装置(5)和下压装置(6)；
所述下压装置(6)包括立柱(601)、下压横梁(602)，以及往复运动执行元件(603)；所述立柱(601)固定于工作台面上；所述下压橫梁(602)铰接于立柱(601)上；所述往复运动执行元件(603)的下端与工作台面铰接，上端与下压橫梁(602)铰接，可以驱动下压横梁(602)相对立柱(601)摆动；
所述A物料定量挤出装置(1)和B物料定量挤出装置(2)的上端均与下压橫梁(602)铰接，下端均与工作台面铰接，在下压横梁(602)向下摆动一定角度后物料被定量挤出；所述A物料定量挤出装置(1)的进料口处设有A电磁截止阀(7)，出料口经A单向阀(8)与静态混合装置(3)的其中一个输入口通过管路相连；所述B物料定量挤出装置(2)的进料口处设有B电磁截止阀(9)，出料口经B单向阀(10)与静态混合装置(3)的另一个输入口通过管路相连；所述静态混合装置(3)的输出口经C单向阀(11)与所述混合物料恒压储罐(4)的输入口通过管路相连；所述混合物料恒压储罐(4)的输出口经D单向阀(12)与灌装执行装置(5)上灌装头(501)的输入口通过管路相连。
2.根据权利要求1所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述下压横梁(602)包括主梁(6021)，主梁(6021)上设有与其通过滑动副联接并可由A电动丝杆(6024)驱动的滑块(6022)；所述A物料定量挤出装置(1)的上端铰接于滑块(6022)上。
3.根据权利要求2所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述A物料定量挤出装置(1)包括缸体(101)，所述A物料定量挤出装置(1)的进料口和出料口均设于缸体(101)上，所述缸体(101)内部设有A活塞(102)，A活塞(102)与A活塞杆(103)的下端相连可由A活塞杆(103)推动沿缸体(1)的轴向移动；所述A活塞杆(103)的上端铰接于滑块(6022)上，所述缸体(101)铰接于工作台面上。
4.根据权利要求2所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述主梁(6021)上设有用于锁定滑块(6022)的锁紧螺钉(6023)。
5.根据权利要求1所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述B物料定量挤出装置(2)包括小缸体(201)和大缸体(202)，大缸体(202)套设于小缸体(201)外形成滑动配合；所述B物料定量挤出装置(2)的进料口和出料口均设于小缸体(1)底部；所述小缸体(201)内设有B活塞(203)，B活塞(203)与B丝杆(204)通过螺旋副联接；所述B丝杆(204)可由设于大缸体(202)顶部的B电机(205)驱动作转动，从而可以驱动B活塞(203)在小缸体(201)内移动。
6.根据权利要求1所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述混合物料恒压储罐(4)包括C缸体(401)，所述混合物料恒压储罐(4)的进料口和出料口均从C缸体(401)的底部引出；所述C缸体(401)的内部设有C活塞(402)，所述C活塞(402)C缸体(401)与C丝杆(403)通过螺旋副联接；所述C丝杆(403)可由设于C缸体(401)顶部的C电机驱动作转动，从而可以驱动C活塞(402)在C缸体(401)内移动；所述C缸体(401)还设有用于驱动C丝杆(403)轴向载荷的轴向力传感器(404)。
7.根据权利要求1所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述灌装执行装置(5)还包括支撑柱(502)，支撑柱(502)上设有可由D电动丝杆(505)驱动作升降的安装座(503)，安装座(503)上设有升降驱动元件(504)；所述灌装头(501)与升降驱动元件(504)相连可由升降驱动元件(504)驱动作升降。
8.根据权利要求7所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述升降驱动元件(504)为气缸。
9.根据权利要求1所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述静态混合装置(3)包括混合筒(301)，混合筒(301)的入口端设有入口法兰(303)，出口端设有出口法兰(304)；所述混合筒(301)内部设有一组堆叠排列的碗状混合单元(302)，各碗状混合单元(302)上均设有多个物料通道(3021)；一组碗状混合单元(302)中包含多种型号，不同型号的碗状混合单元(302)间的差异在于物料通道(3021)的尺寸、数量及分布位置。
10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的全自动一体式静态混合灌装机，其特征在于：所述往复运动执行元件(603)为气缸。
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