CN113509565A - 一种用于箱体流转的杀菌装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于箱体流转的杀菌装置，包括由若干传动辊构成的杀菌通道，所述杀菌通道传送路径上的一处围设有上杀菌灯、下杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯，所述杀菌装置还包括PLC，所述上杀菌灯连接有高度调节机构，所述杀菌通道的输入端分别设有与上杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯对应的第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器；所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别检测待杀菌物到上杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯的距离，并将检测数据传回PLC，由PLC控制各个杀菌灯的闪烁开关、闪烁频率和闪烁能量大小。本发明针对不同大小的待杀菌物，在做到全面、均匀杀菌的前提下还能使杀菌的能耗输出降至较低水准。

Description

一种用于箱体流转的杀菌装置
技术领域
本发明涉及一种杀菌装置，特别是一种用于箱体流转的杀菌装置。
背景技术
随着新冠肺炎的盛行，对于杀菌装置的需求日益增大，在箱体流转过程中，例如冷链食品在输送过程中，需要对其进行全面的杀菌以防止细菌、病毒的传播，目前很多杀菌装置普遍都是一键开关式的定频、定量的杀菌装置，考虑到现在杀菌装置使用的条件和要求均更为严格，对于不同大小的待杀菌物，杀菌装置无法做出相应的调整，使用时就会存在过度杀菌浪费能量或者杀菌不到位的情况，尤其当杀菌装置需要连续地、高强度、高负荷使用时，其能量浪费是较为严重的，使用寿命上也很难经得住考验。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种用于箱体流转的杀菌装置。本发明针对不同大小的待杀菌物，在做到全面、均匀杀菌的前提下还能使杀菌的能耗输出降至较低水准。
本发明的技术方案：一种用于箱体流转的杀菌装置，包括由若干传动辊构成的杀菌通道，所述杀菌通道传送路径上的一处围设有上杀菌灯、下杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯，所述杀菌装置还包括PLC，所述上杀菌灯连接有高度调节机构，所述杀菌通道的输入端分别设有与上杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯对应的第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器；所述第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器分别检测待杀菌物到上杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯的距离，并将检测数据传回PLC，由PLC控制各个杀菌灯的闪烁开关、闪烁频率和闪烁能量大小。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：在杀菌通道上设置由上杀菌灯、下杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯围成的杀菌区域，首先在杀菌通道的输入端检测待杀菌物的大小，随后通过调整上杀菌灯高度以适配待杀菌物大小，做到杀菌粗调节，最终再通过PLC控制各个杀菌灯的闪烁开关时机、闪烁频率大小和闪烁能量大小做到杀菌精调节，在做到全面、均匀杀菌的前提下使杀菌的能耗输出降至较低水准，适合长时间、高强度、高负荷的使用场合。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述上杀菌灯包括呈长方体结构的上灯箱，所述上灯箱底面的两个对角处分别连接一个高度调节机构。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述左杀菌灯包括呈长方体结构的左灯箱，所述右杀菌灯包括呈长方体结构的右灯箱，所述左灯箱和右灯箱平行设置，两者之间的距离大于所述上灯箱的长度。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述下杀菌灯包括呈长方体结构的下灯箱，所述下灯箱内设有向上开放的内凹，所述内凹中均布有若干向下凹的反光罩，若干所述反光罩中均设有条状的灯管，相邻反光罩之间设有反光板，所述反光板位于传动辊的正下方，所述反光板将其两侧反光罩内灯管所释放的部分光线反射至其正上方的传动辊表面。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，每个灯管均位于相邻两个传动辊之间间隙的正下方，通过反光罩与反光板的配合，每个灯管释放的光线一部分从其正上方的间隙或与其正上方间隙相邻的两个间隙射出至传动辊上方，另一部分射至与其相邻的两个反光板正上方的传动辊表面。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述反光板中部向上弯折形成有左斜面和右斜面，所述左斜面和所述右斜面的端部分别与反光板两侧的反光罩端部相接。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述反光罩的反光横截面呈抛物线状。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述杀菌通道的输入端还设有光电传感器，所述上杀菌灯、下杀菌灯、左杀菌灯和右杀菌灯均包括若干根灯管，若干根灯管沿传送方向排布成若干个环形的灯组，当光电传感器检测到待杀菌物通过时，由PLC控制离待杀菌物最近的灯组打开闪烁，随着待杀菌物的传送，PLC控制若干个灯组按当前与待杀菌物距离由近至远的次序依次打开闪烁，每个灯组的闪烁频率和闪烁能量随着待杀菌物与对应灯组之间距离的缩小而逐步减小。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，所述PLC根据待杀菌物在传动辊上的传送速度来控制若干个灯组依次打开闪烁的时机。
前述的一种用于箱体流转的杀菌装置中，随着待杀菌物远离最早打开闪烁的灯组，PLC控制若干个灯组按当前与待杀菌物距离由远至近的次序依次关闭闪烁。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是下杀菌灯的结构示意图；
图3是传动辊与下杀菌灯灯管之间的位置关系示意图；
图4是传动辊与下杀菌灯灯管之间位置关系另一视角的示意图；
图5是杀菌物品处于位置1时的示意图；
图6是杀菌物品处于位置2时的示意图；
图7是杀菌物品处于位置3时的示意图；
图8是杀菌物品处于位置4时的示意图；
图9是杀菌物品处于位置5时的示意图；
图10是杀菌物品处于位置6时的示意图；
图11是杀菌物品处于位置7时的示意图；
图12是本发明的电气原理图。
附图标记：1-传动辊，2-杀菌通道，3-上杀菌灯，4-下杀菌灯，5-左杀菌灯，6-右杀菌灯，7-高度调节机构，8-第一位移传感器，9-第二位移传感器，10-第三位移传感器，11-光电传感器，41-内凹，42-反光罩，43-灯管，44-反光板，441-左斜面，442-右斜面。
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：一种用于箱体流转的杀菌装置，结构如图1至图4所示，包括由若干传动辊1构成的杀菌通道2，所述杀菌通道2传送路径上的一处围设有上杀菌灯3、下杀菌灯4、左杀菌灯5和右杀菌灯6，所述杀菌装置还包括PLC，所述上杀菌灯3连接有高度调节机构7，所述杀菌通道2的输入端分别设有与上杀菌灯3、左杀菌灯5和右杀菌灯6对应的第一位移传感器8、第二位移传感器9和第三位移传感器10；所述第一位移传感器8、第二位移传感器9和第三位移传感器10分别检测待杀菌物到上杀菌灯3、左杀菌灯5和右杀菌灯6的距离，并将检测数据传回PLC，由PLC控制各个杀菌灯的闪烁开关、闪烁频率和闪烁能量大小。
作为优选，上杀菌灯3包括呈长方体结构的上灯箱，所述上灯箱底面的两个对角处分别连接一个高度调节机构7，高度调节机构7为步进电动推杆，受PLC控制，两个步进电动推杆同步伸长或缩短使上杀菌灯3稳定升降。
作为优选，左杀菌灯5包括呈长方体结构的左灯箱，所述右杀菌灯6包括呈长方体结构的右灯箱，所述左灯箱和右灯箱平行设置，两者之间的距离大于所述上灯箱的长度，使得上杀菌灯3可以降至低于左杀菌灯5与右杀菌灯6的顶部以下部位，做到对小型待杀菌物的有效杀菌。
作为优选，下杀菌灯4包括呈长方体结构的下灯箱，所述下灯箱内设有向上开放的内凹41，所述内凹41中均布有若干向下凹的反光罩42，若干所述反光罩42中均设有条状的灯管43，相邻反光罩42之间设有反光板44，所述反光板44位于传动辊1的正下方，所述反光板44将其两侧反光罩42内灯管43所释放的部分光线反射至其正上方的传动辊1表面。
对于待杀菌物，因置放于传动辊1上进行移动，所以对于杀菌难度最大的是待杀菌物的底部，不光有传动辊1的遮挡，同时也会因传动辊1受污染而导致待杀菌物再次受污染，所以本发明设计的下杀菌灯4中，各个灯管43之间布置了特殊角度设计的反光板44，因为常规的杀菌灯一般设计成垂直均匀出光，即能量在杀菌灯设计的出光口处为最强，两侧会弱不少，当在相邻灯管43的中间加入特殊设计的反光板44后，可成倍增强照射于传动辊1上的能量，从而在对待杀菌物杀菌的同时，对传动辊1也不断地杀菌，从而保证待杀菌物不会有再次受污染的风险，保证待杀菌物底面杀菌的均匀性和杀菌率。
作为优选，每个灯管43均位于相邻两个传动辊1之间间隙的正下方，通过反光罩42与反光板44的配合，每个灯管43释放的光线一部分从其正上方的间隙或与其正上方间隙相邻的两个间隙射出至传动辊1上方，另一部分射至与其相邻的两个反光板44正上方的传动辊1表面，由于传动辊1之间的间隙是出光口，本发明设计的每个灯管43可从三个间隙出光，中间间隙为最强，两侧较弱，但两侧间隙下方也有对应的灯管43，总体出光是均匀的，本发明摒弃了更远距离的间隙出光，有效避免了能量的浪费，每个灯管43释放的杀菌光线除了从三个间隙出光以外，其余均直接或经反光板44、反光罩42的反射后投射至传动辊1上，对传动辊1进行成倍的杀菌光线投射，很好地实现杀菌。
作为优选，反光板44中部向上弯折形成有左斜面441和右斜面442，所述左斜面441和所述右斜面442的端部分别与反光板44两侧的反光罩42端部相接，做到杀菌光的全反射，有效避免了能量的浪费。
作为优选，反光罩42的反光横截面呈抛物线状，反光罩42本身能很好地反射杀菌光线，抛物线状的反光横截面可以有效避免杀菌光线因多次反射造成的能量损失。
作为优选，反光板44为镜面铝板。
作为优选，杀菌通道2的输入端还设有光电传感器11，所述上杀菌灯3、下杀菌灯4、左杀菌灯5和右杀菌灯6均包括若干根灯管43，若干根灯管43沿传送方向排布成若干个环形的灯组，当光电传感器11检测到待杀菌物通过时，由PLC控制离待杀菌物最近的灯组打开闪烁，随着待杀菌物的传送，PLC控制若干个灯组按当前与待杀菌物距离由近至远的次序依次打开闪烁，每个灯组的闪烁频率和闪烁能量随着待杀菌物与对应灯组之间距离的缩小而逐步减小，每个灯组精细化分工，其闪烁的开关，闪烁的频率和闪烁的能量均根据待杀菌物位置的实时变化而变化，做到节能、高效地杀菌。
作为优选，PLC根据待杀菌物在传动辊1上的传送速度来控制若干个灯组依次打开闪烁的时机，从待杀菌物的传送速度和之前测得的待杀菌物尺寸，可以精准地获得待杀菌物上各个区域运动到的位置，从而精准控制各个灯组的响应，控制准确性高。
作为优选，随着待杀菌物远离最早打开闪烁的灯组，PLC控制若干个灯组按当前与待杀菌物距离由远至近的次序依次关闭闪烁，做到节能、高效地杀菌。
作为优选，灯组的数目为四组。
以下模拟一次待杀菌物的杀菌过程：待杀菌物为具有6个面的长方体箱体物品，分别记为A、B、C、D、E、F面，四组灯组记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组，每组灯组中各个灯管43同步动作，以下为物品移动到的7个位置时的灯管43动作情况，见图5至图11，电气原理图见图12，其中，第一位移传感器8、第二位移传感器9和第三位移传感器10分别为距离传感器上、左、右，光电传感器11为到位传感器，分别与PLC控制系统相连，PLC控制系统还连接产线速度检测传感器，四个灯组均分别连接一个充电机模块、储能模块和触发模块，每个储能模块分别给各灯组的1、2、3、4号灯管供电。
首先从理论上分析，因杀菌通道2方向上无法布置杀菌灯，所以物品的E、F面是杀菌的薄弱点，当物品通过杀菌通道2上均匀闪灯处时，常规杀菌装置已验证了这一点，所以必须从改变频率、能量等方法来补偿以达到长方体物品6个面的杀菌均匀性。
当杀菌物品处于位置1时，如图5，图中为了线条的清晰，仅示意地画出每个灯组中一个灯管43的出射光线，灯组Ⅰ开启闪烁，闪烁频率较常规频率加快，并且闪烁能量较常规能量加大，为求E面能够更多的接收能量，灯组Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ不闪烁，因能提供给物品的能量相对有限，所以关闭以求节能，当杀菌物品由位置1行进至位置2过程中，根据传送速度可计算确定物品位置，如图6，灯组Ⅱ开启，闪烁频率较常规逐步加快，并且闪烁能量较常规也逐步加大，为求E面能够有更多的能量接收，同时灯组Ⅰ频率和能量逐步返回常规值。当杀菌物品由位置2行进至位置3过程中，灯组Ⅲ、灯组Ⅳ依次开启，闪烁频率较常规逐步加快，并且闪烁能量较常规也逐步加大，为求E面能够有更多的能量接收，同时灯组Ⅰ、灯组Ⅱ频率和能量逐步返回常规值。当杀菌物品处于位置4时，如图8，灯组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均以常规频率和低能量(较常规)闪烁，因E、F面在此位置无法照射到，另外四面在整个行进杀菌过程能量足够。当杀菌物品由位置4行进至位置5过程时，同理为了让F面能够有更多的能量接收，灯组Ⅰ闪烁频率较常规逐步加快，并且闪烁能量较常规也逐步加大，为求F面能够有更多的能量接收，同时在杀菌物品由位置5行进至位置7过程中，灯组Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ逐步能量减弱并关闭。以上物品在进入杀菌通道2前至离开杀菌通道2后的整个过程，通过灯组能量调整、频率调整、适时启闭来达到长方体物品6面的均匀杀菌。
这里的常规频率、常规能量需要根据待杀菌物的大小进行调整，本发明的作用对象(待杀菌物)为冷链食品的外包装箱体，一般情况下，同一批冷链食品的外包装箱体尺寸是相同的，无需改变常规频率、常规能量的大小，但当待杀菌物尺寸改变时，则需对常规频率、常规能量进行调整，每次调整好的常规频率、常规能量可看作是一个基础值，加大和减小能量、频率是基于这个基础值而言。
在本实施例中：
上杀菌灯3每根灯管的基础闪灯能量为Q基(已知)，每根灯管的实时闪灯能量为Qn，杀菌物品距离灯管的最大距离为Smax(已知)，杀菌物品距离灯管的最小距离为Smin(已知)，杀菌物品距离灯管的实时距离为Sn，产线的运行速度为v，到位传感器检测杀菌物品到位后的时间为t，每根灯管的实时闪灯频率为fn，每根灯管的基础闪灯频率为f基(已知)，各灯管沿杀菌物品传送方向由1记到n，相邻两根灯管之间的距离为d(已知)，则：Sn＝Smin+|v×t-(n-1)×d|；Qn＝Q基×Smax/Sn；fn＝f基×Smax/Sn。
左右杀菌灯每根灯管的实时闪灯频率为fm，每根灯管距离物品表面的基础距离为m(已知)，每根灯管距离物品表面的实时距离为p，左右杀菌灯每根灯管的实时闪灯能量为Qm，基础闪灯能量为Qp(已知)，则：Qm＝(p/m)×(Qp×Smax/Sn)。
物品运行到杀菌通道2输入端后，PLC控制系统根据第一位移传感器8检测的物品上表面距离灯管的距离S1，设定距离为S2，通过步进电动推杆控制上杀菌灯3向上或向下移动，设位移为S，向上为负，向下为正，则：S＝S2-S1。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于箱体流转的杀菌装置，包括由若干传动辊(1)构成的杀菌通道(2)，所述杀菌通道(2)传送路径上的一处围设有上杀菌灯(3)、下杀菌灯(4)、左杀菌灯(5)和右杀菌灯(6)，其特征在于：所述杀菌装置还包括PLC，所述上杀菌灯(3)连接有高度调节机构(7)，所述杀菌通道(2)的输入端分别设有与上杀菌灯(3)、左杀菌灯(5)和右杀菌灯(6)对应的第一位移传感器(8)、第二位移传感器(9)和第三位移传感器(10)；所述第一位移传感器(8)、第二位移传感器(9)和第三位移传感器(10)分别检测待杀菌物到上杀菌灯(3)、左杀菌灯(5)和右杀菌灯(6)的距离，并将检测数据传回PLC，由PLC控制各个杀菌灯的闪烁开关、闪烁频率和闪烁能量大小。
2.根据权利要求1所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述上杀菌灯(3)包括呈长方体结构的上灯箱，所述上灯箱底面的两个对角处分别连接一个高度调节机构(7)。
3.根据权利要求2所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述左杀菌灯(5)包括呈长方体结构的左灯箱，所述右杀菌灯(6)包括呈长方体结构的右灯箱，所述左灯箱和右灯箱平行设置，两者之间的距离大于所述上灯箱的长度。
4.根据权利要求1所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述下杀菌灯(4)包括呈长方体结构的下灯箱，所述下灯箱内设有向上开放的内凹(41)，所述内凹(41)中均布有若干向下凹的反光罩(42)，若干所述反光罩(42)中均设有条状的灯管(43)，相邻反光罩(42)之间设有反光板(44)，所述反光板(44)位于传动辊(1)的正下方，所述反光板(44)将其两侧反光罩(42)内灯管(43)所释放的部分光线反射至其正上方的传动辊(1)表面。
5.根据权利要求4所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：每个灯管(43)均位于相邻两个传动辊(1)之间间隙的正下方，通过反光罩(42)与反光板(44)的配合，每个灯管(43)释放的光线一部分从其正上方的间隙或与其正上方间隙相邻的两个间隙射出至传动辊(1)上方，另一部分射至与其相邻的两个反光板(44)正上方的传动辊(1)表面。
6.根据权利要求4或5所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述反光板(44)中部向上弯折形成有左斜面(441)和右斜面(442)，所述左斜面(441)和所述右斜面(442)的端部分别与反光板(44)两侧的反光罩(42)端部相接。
7.根据权利要求4或5所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述反光罩(42)的反光横截面呈抛物线状。
8.根据权利要求1所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述杀菌通道(2)的输入端还设有光电传感器(11)，所述上杀菌灯(3)、下杀菌灯(4)、左杀菌灯(5)和右杀菌灯(6)均包括若干根灯管(43)，若干根灯管(43)沿传送方向排布成若干个环形的灯组，当光电传感器(11)检测到待杀菌物通过时，由PLC控制离待杀菌物最近的灯组打开闪烁，随着待杀菌物的传送，PLC控制若干个灯组按当前与待杀菌物距离由近至远的次序依次打开闪烁，每个灯组的闪烁频率和闪烁能量随着待杀菌物与对应灯组之间距离的缩小而逐步减小。
9.根据权利要求8所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：所述PLC根据待杀菌物在传动辊(1)上的传送速度来控制若干个灯组依次打开闪烁的时机。
10.根据权利要求8或9所述的一种用于箱体流转的杀菌装置，其特征在于：随着待杀菌物远离最早打开闪烁的灯组，PLC控制若干个灯组按当前与待杀菌物距离由远至近的次序依次关闭闪烁。
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