CN113880028B - 一种离心瓶灌装机及其灌装方法 - Google Patents

Abstract

一种离心瓶灌装机及其灌装方法，属于液体灌装技术领域。在机架内设置有多个灌装台，其上设有置放离心瓶的托架，称重传感器分设于灌装台上，安装多个保护罩的固定梁两端通过升降装置连接机架，保护罩分别对应置于灌装台上方，夹管阀管路的各个分管路分别连接保护罩，控制器分别连接称重传感器、升降装置及各夹管阀，根据重量信号，在灌装时，通过控制器控制升降装置带动保护罩置于离心瓶瓶口上方，且保护罩沿其圆周设有的多个液体分流出口均伸入液体离心瓶的瓶口内；灌装完成后，控制升降装置带动保护罩上升离开灌装离心瓶瓶口，如此往复完成灌装。本发明可以自动精确灌装，且灌装瓶内的液体不易产生气泡，夹管阀管路可整体拆卸进行洗消和更换。

Description

一种离心瓶灌装机及其灌装方法

技术领域

本发明属于液体灌装技术领域，特别是涉及一种离心瓶灌装机，适合用于超洁净和具有较高生物风险的环境，实现了生物制品料液的快速灌装。

背景技术

现今国际和国内所有涉及离心分离的灌装机，都是离心管灌装机。离心瓶灌装机极为罕见。通常一般离心管指容量小于100mL的容器，离心瓶特指 1000-2000mL的大体积离心分离容器。

在生物制品生产过程中，绝大部分工艺在全密封的不锈钢容器和管路里完成。只有离心分离操作时，需要从密闭容器中将物料液体加注到离心瓶中，然后放置到离心机中进行分离，最后把离心处理后的上清液返回到密闭系统。所以在离心瓶灌装时的生物安全风险是整个过程中最高的环节。灌装机的安全防护和灌装的快速化，都是保证安全、降低风险的重要措施。同时在更换料液后，需要对灌装机的全部管路进行彻底的消洗或者更换，所以管路的设计必须满足这些要求。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种离心瓶灌装机及其灌装方法，在离心瓶灌装过程中确保在符合生物安全的条件下，对需要进行离心分离的物料液体进行快速灌装。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种离心瓶灌装机，包括机架、升降装置、夹管阀管路、灌装保护罩、称重传感器及控制器，在所述机架内设置有多个灌装台，其上设有置放灌装离心瓶的托架，每个灌装台上均设置有称重传感器，称量灌装的液体重量，在机架框架两侧设置升降装置，安装多个保护罩的固定梁两端连接在两侧的升降装置的伸缩杆上，随伸缩杆升降，所述保护罩分别对应设置于灌装台上方，夹管阀管路的各个分管路分别连接保护罩，控制器分别连接称重传感器、升降装置及夹管阀管路上的各个夹管阀，控制器根据称重传感器传递称得的重量信号，在灌装时，通过控制器控制升降装置带动保护罩置于离心瓶瓶口上方，且保护罩沿其圆周设有多个液体分流出口，均伸入液体离心瓶的瓶口内；在灌装完成后，控制升降装置带动保护罩上升离开灌装离心瓶瓶口，灌装后的离心瓶输送至下一工位，重新放置需要灌装的离心瓶。

进一步地，所述保护罩为筒状罩体，在保护罩顶部设置有连接器，在连接器置于保护罩的一端连接液体主管路，在保护罩内设置有与连接器另一端连接的分流器，所述连接器内设置与分流器相通的液体通道，所述分流器上沿其圆周均匀开有多个分流通道，所述多个分流通道出口置于保护罩内，并伸入液体灌装的离心瓶瓶口。

进一步地，所述多个分流通道均倾斜于液体通道设置，在分流器内整体呈锥形结构。

进一步地，所述分流器一端带有与连接器连接的外螺纹接头，另一端为伞状结构，沿伞状圆周开设多个分流通道，各分流通道的出口均置于分流器伞状外周。

进一步地，所述保护罩为筒状罩体，在保护罩顶部设置有连接器，在连接器置于保护罩的一端连接液体主管路，在保护罩内连接器端部设置分流接头或者沿连接器端部圆周均匀设置多个分流口，所述分流接头沿其圆周连接有多个分流管或每个分流口均连接分流管，所述多个分流管出口置于保护罩内，并伸入液体灌装的离心瓶瓶口；所述多个分流管均倾斜于液体通道设置，在保护罩内整体呈伞状结构。

进一步地，所述保护罩为一体结构，包括筒状罩体、连接器和分流部分，在筒状罩体顶部为连接器，在筒状罩体内为分流部分，所述连接器内开有液体流道，其端部连接液体主管路，所述分流部分为带有多个与所述液体流道相通的分流通道，多个分流通道出口置于保护罩内，并伸入液体灌装的离心瓶瓶口。

进一步地，所述分流部分为带有锥形空腔的锥体结构，所述锥形空腔内沿圆周设置多个筋板，相邻筋板间形成所述分流通道；所述筋板沿锥体斜面方向的长度小于分流通道的长度，筋板两端均置于分流通道内。

进一步地，所述分流通道或分流管为4-8个。

进一步地，所述夹管阀管路包括主管路、分管路、主管路夹管阀、旁路夹管阀及各个分管路夹管阀，所述主管路夹管阀设置在主管路上，旁路夹管阀通过管路连接主管路，与主管路夹管阀并联设置，主管路连接各个分管路，每个分管路上分别设置分管路夹管阀，各个分管路分别连接保护罩的液体主管路，其中，旁路夹管阀为高精度四线夹管阀，分管路夹管阀为四线高速夹管阀。

本发明离心瓶灌装机的灌装方法，所述控制器根据离心瓶的称重传感器传递称得的重量信号，确定是否打开各个夹管阀，在需要灌装时同时打开各个分管路夹管阀、旁路夹管阀及主管路夹管阀，同时控制升降装置带动保护罩置于离心瓶瓶口上方，并且保护罩的液体分流出口伸入液体离心瓶的瓶口，开始灌装，当重量信号满足预设要求时，关闭达到快速灌装重量预设值的分管路夹管阀，所有分路夹管阀关闭后，关闭主管路夹管阀，同时开启所有分管路夹管阀，进行精密灌装，关闭达到最终灌装重量的各个分管路夹管阀，所有分管路夹管阀关闭后，关闭旁路夹管阀，灌装完成，并控制升降装置带动保护罩上升离开灌装离心瓶瓶口，灌装后的离心瓶输送至下一工位，重新放置需要灌装的离心瓶，如此往复循环灌装。

本发明的有益效果为：

1.本发明的离心瓶灌装机，通过在各个灌装台上的托架上分别设置称重传感器，分别检测灌装过程中离心瓶的重量，安装多个保护罩的固定梁通过升降装置连接在机架两侧，带动保护罩升降，灌装液体通过夹管阀管路连接保护罩，可以实现分管路的精密控制，在灌装时，保护罩的液体分流出口伸入液体离心瓶的瓶口内，并沿保护罩圆周灌液；通过控制器控制各个夹管阀打开或关闭，完成自动精确灌装；通过控制器控制循环往复灌装。夹管阀管路的各个夹管阀阀体不接触物料液体，管路可以完整无损地从设备装置上取下进行洗消和更换，所以非常适合生物制品等生物安全要求严格的环境。

2.本发明适合生产洁净车间紧凑的层流环境。本发明的夹管阀管路的主管路采用大口径夹管阀，旁路夹管阀为高精度四线夹管阀，各个分管路的夹管阀采用四线高速夹管阀，开闭速度从传统的秒级提升为毫秒级，且整体夹管阀管路可拆卸，便于清洗；主管路的大口径夹管阀实现了快速灌装，旁路管路的设置实现了精密灌装。

3.本发明采用可编程控制器(PLC)控制，设有触摸屏(HMI)和启动/停止/紧急断电按钮，停止按钮兼容完成提示蜂鸣器清除，报警提示蜂鸣器清除等功能。触摸屏(HMI)具有实时称重显示、快速加注终点选择、最终加注重量选择、报警显示、手动选择任意离心瓶组合加注(对应残液灌装情况)功能，数据存储等功能。

4.本发明采用的保护罩具有防泡沫功能，其顶部为锥形，下部为圆筒形构成的罩体结构，在保护罩锥形顶部设置有连接器，液体主管路伸入所述连接器，置于保护罩内的端部设置分流器，在所述分流器上沿圆周均匀设置有多个呈伞状布置的分流管，或者，连接器上开有连接液体主管路的通道，置于保护罩内的端部设置分流器，所述分流器沿圆周均匀开有多个呈伞状布置的分流通道，保证各个分流管流出的液体灌装在保护罩下方的离心瓶内。该保护罩是具有环境保护功能的灌装头，在离心瓶灌装过程中起到加注防护的作用，并对易产生气泡的物料液体的泡沫进行抑制，确保在符合生物安全的条件下，对需要进行离心分离的物料液体进行快速灌装。

5.本发明所述保护罩的分流管为4-8个，使主管路的液体形成分流，快速灌装的同时，可以抑制易产生气泡的物料液体的泡沫。

6.本发明灌装机还设置了水平仪，用于灌装机安装调试，保证灌装台的水平度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明实施例1的保护罩剖视结构示意图。

图3是图2的仰视示意图。

图4是本发明实施例2的保护罩剖视结构示意图。

图5是图4另一剖视示意图。

图6是本发明实施例3的保护罩剖视结构示意图。

图7是图6的仰视示意图。

图8是图1中夹管阀管路结构示意图。

图中：1.机架，2.升降装置，3.夹管阀管路，31.主管路，32.分管路，33. 主管路夹管阀，34.旁路夹管阀，35.分管路夹管阀，4.触摸屏，5.蜂鸣器，6. 打印机，7.保护罩，71.罩体，72.连接器，721.液体流道，722.内螺纹孔， 723.接头，724.环形槽，73.分流器，731.分流通道，732.外螺纹接头，74.分流部分，741.筋板，75.分流接头，76.分流管，8.固定梁，9.离心瓶，10.托架，11.脚垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：如图1所示，本发明一种离心瓶灌装机，包括机架1、升降装置2、夹管阀管路3、灌装保护罩7、称重传感器及控制器，在所述机架1内设置有多个灌装台，每个灌装台上均设置有称重传感器，其上设置用于置放灌装离心瓶9及其瓶盖的托架10，称量灌装的液体重量，在机架1框架两侧设置升降装置2，安装多个保护罩7的固定梁8两端连接在两侧的升降装置2的伸缩杆上，随伸缩杆升降，所述保护罩7分别对应设置于灌装台10上方，夹管阀管路3的各个分管路分别连接保护罩，控制器分别连接称重传感器、升降装置 2及夹管阀管路3上的各个夹管阀，控制器根据称重传感器传递称得的重量信号，在灌装时，通过控制器控制升降装置2带动保护罩7置于离心瓶9瓶口上方，并且保护罩7沿其圆周设有多个液体分流出口，均伸入液体离心瓶9的瓶口内；根据称重传感器传递称得的重量信号，在灌装完成后，控制器控制关闭各个夹管阀，并控制升降装置2带动保护罩7上升离开灌装离心瓶9瓶口，灌装后的离心瓶9输送至下一工位，重新放置需要灌装的离心瓶。

进一步地，如图2所示，本例所述保护罩7为筒状罩体，在保护罩罩体71顶部设置有连接器72，在连接器72置于罩体7外的一端连接液体主管路，在罩体 71内设置有与连接器72另一端连接的分流器73，所述连接器72内设置与分流器 73相通的液体通道721，所述分流器73上沿其圆周均匀开有多个分流通道731，所述多个分流通道731出口置于保护罩1内，并伸入液体灌装的离心瓶9瓶口。

进一步地，所述多个分流通道731均倾斜于液体通道721设置，在分流器73 内整体呈锥体结构。

进一步地，所述分流器73一端带有与连接器2连接的外螺纹接头732，用于与连接器72上开有的内螺纹孔722配合连接，另一端为伞状结构，沿伞状圆周开设多个分流通道731，各分流通道731的出口均置于分流器73伞状外周。

本例所述分流通道731设置为8个，也可以设置4-8个，均匀分流。所述连接器72上带有连接液体主管路的接头723，且连接器72带有与夹持部件配合的环形槽724，与分流器73连接端开有与分流器外螺纹接头732配合连接的内螺纹孔722。

如图7所示，所述夹管阀管路3包括主管路31、分管路32、主管路夹管阀33、旁路夹管阀34及各个分管路夹管阀35，所述主管路夹管阀33设置在主管路31上，旁路夹管阀34通过管路连接主管路31，与主管路夹管阀33并联设置，主管路31连接各个分管路32，每个分管路32上分别设置分管路夹管阀35，各个分管路32分别连接保护罩7的液体主管路。本例旁路管路的管径小于主管路管径，采用大口径主管路夹管阀33和旁路高精密度夹管阀34，实现主管路快递灌装和旁路的精密灌装，并实现了±0.1％的高精度灌装；本例采用6路分管路，分管路夹管阀35为加注停止阀，采用四线高速夹管阀，开闭速度从传统的秒级提升为毫秒级。整个夹管阀管路3为可拆卸式，所有夹管阀均为电动开口夹管阀，便于精密控制和拆装冲洗。

本例所述离心瓶灌装机的灌装方法，具体为：所述控制器根据离心瓶的称重传感器传递称得的重量信号，确定是否打开各个夹管阀，在需要灌装时同时打开各个分管路夹管阀、旁路夹管阀及主管路夹管阀，同时控制升降装置带动保护罩置于离心瓶瓶口上方，并且保护罩的液体分流出口伸入液体离心瓶的瓶口，开始灌装，当重量信号满足预设要求时，关闭达到快速灌装重量预设值的分管路夹管阀，所有分路夹管阀关闭后，关闭主管路夹管阀，同时开启所有分管路夹管阀，进行精密灌装，关闭达到最终灌装重量的各个分管路夹管阀，所有分管路夹管阀关闭后，关闭旁路夹管阀，灌装完成，并控制升降装置带动保护罩上升离开灌装离心瓶9瓶口，人工拧紧瓶盖，灌装后的离心瓶输送至下一工位，重新放置需要灌装的离心瓶，如此往复循环灌装。

本例所述升降装置2采用电动推杆(为现有外购件)，固定端设置于机架1 两侧框架上，伸缩杆端连接安装保护罩7的固定梁8，通过伸缩杆伸缩带动固定梁8及其上的保护罩7进行升降运动，电动推杆由控制器控制其伸缩运动。

本例控制器采用可编程控制器(PLC)控制，其上分别连接设置在灌装机上的触摸屏4和启动/停止/紧急断电按钮、报警蜂鸣器5、打印机6，停止按钮兼容完成提示蜂鸣器清除，报警提示蜂鸣器清除等功能；触摸屏(HMI)具有实时称重显示、快速加注终点选择、最终加注重量选择、报警显示、手动选择任意离心瓶组合(1-6个及序号)加注(对应残液灌装)功能，数据存储等功能。在灌装机放置离心瓶的平台上还设置有水平仪，用于灌装机安装调试。采用本发明的离心瓶灌装机确保生物安全和快速灌装。

本发明的离心瓶9与瓶盖都放在离心瓶托架10上，其托架10上分别带有放置离心瓶9及瓶盖的凹槽，所述凹槽分别与离心瓶9底部和瓶盖相应，并留有空隙，便于拿取，同时称重离心瓶9和瓶盖，灌装后便于拧紧瓶盖，能够确保全部批次灌装的离心瓶重量严格一致，所述称重传感器设置在放置离心瓶的灌装台上，以称量离心瓶的实时重量。

采用本发明灌装机灌装后的离心瓶在离心机转头放置时可以排列为任意位置，极大地满足了生产操作过程中的便利性。

所述称重传感器通过数字变送器连接显示屏，数字变送器为现有外购件，用于将称重传感器检测的模拟信号转变成数字信号进行显示。

实施例2：如图3、图4所示，与实施例1不同的是：本例所述保护罩7为一体结构，包括筒状罩体71、连接器72和分流部分74，在筒状罩体71顶部为连接器72，在筒状罩体71内为分流部分74，所述连接器72内开有液体流道721，其端部连接液体主管路，所述分流部分74为带有多个与所述液体流道721相通的分流通道731，多个分流通道731出口置于保护罩7内，并伸入液体灌装的离心瓶9瓶口。

进一步地，所述分流部分74为带有锥形空腔的锥体结构，所述锥形空腔内沿圆周设置多个筋板741，相邻筋板741间形成所述分流通道731。

进一步地，所述筋板741沿锥体斜面方向的长度小于分流通道731的长度，筋板741两端均置于分流通道731内。

进一步地，本例所述分流通道731为6个，或者为4-8个，均匀分流。本例所述连接器72上带有连接液体主管路的接头723，且连接器72带有与夹持部件配合的环形槽724。

实施例3：如图5、图6所示，与实施例1不同的是：本例所述保护罩7为筒状罩体71，在保护罩罩体71顶部设置有连接器72，在连接器72置于保护罩罩体 71的一端连接液体主管路，在保护罩7罩体71内设置有与连接器72另一端连接的分流接头75，所述分流接头75沿其圆周连接有多个分流管76，所述多个分流管76出口置于保护罩7罩体71内，并伸入液体灌装的离心瓶9瓶口。

本例也可以不采用分流接头75，而是在保护罩1内的连接器72端部沿圆周均匀设置多个分流口，其上分别连接分流管76，其中分流口及分流管76的数量相同，均可以设置为4-8个。

进一步地，所述多个分流管76均倾斜于液体通道721设置，在保护罩7内整体呈伞状结构。

本例所述分流管76为6个，也可以设置成4-8个，均匀分流。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离心瓶灌装机，其特征在于：包括机架、升降装置、夹管阀管路、灌装保护罩、称重传感器及控制器，在所述机架内设置有多个灌装台，每个灌装台上均设置有称重传感器，其上设置置放灌装离心瓶的托架，离心瓶与瓶盖都放在离心瓶托架上，同时称重离心瓶和瓶盖，称量灌装的液体重量，在机架框架两侧设置升降装置，安装多个保护罩的固定梁两端连接在两侧的升降装置的伸缩杆上，随伸缩杆升降，所述保护罩分别对应设置于灌装台上方，所述夹管阀管路为可拆卸结构，夹管阀管路的各个分管路分别连接保护罩，控制器分别连接称重传感器、升降装置及夹管阀管路上的各个夹管阀，控制器根据称重传感器传递称得的重量信号，在灌装时，通过控制器控制升降装置带动保护罩置于离心瓶瓶口上方，且保护罩沿其圆周设有多个液体分流出口，均伸入液体离心瓶的瓶口内，并沿保护罩圆周灌液；在灌装完成后，控制升降装置带动保护罩上升离开灌装离心瓶瓶口，灌装后的离心瓶输送至下一工位，重新放置需要灌装的离心瓶；

所述保护罩为筒状罩体，在保护罩顶部设置有连接器，在连接器置于保护罩的一端连接液体主管路，在保护罩内设置有与连接器另一端连接的分流器，所述连接器内设置与分流器相通的液体通道，所述分流器上沿其圆周均匀开有多个分流通道，所述多个分流通道出口置于保护罩内，并伸入液体灌装的离心瓶瓶口。

2.根据权利要求1所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述多个分流通道均倾斜于液体通道设置，在分流器内整体呈锥形结构。

3.根据权利要求1所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述分流器一端带有与连接器连接的外螺纹接头，另一端为伞状结构，沿伞状圆周开设多个分流通道，各分流通道的出口均置于分流器伞状外周。

4.根据权利要求1所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述保护罩结构替换为：保护罩为筒状罩体，在保护罩顶部设置有连接器，在连接器置于保护罩的一端连接液体主管路，在保护罩内连接器端部设置分流接头或者沿连接器端部圆周均匀设置多个分流口，所述分流接头沿其圆周连接有多个分流管或每个分流口均连接分流管，所述多个分流管出口置于保护罩内，并伸入液体灌装的离心瓶瓶口；所述多个分流管均倾斜于液体通道设置，在保护罩内整体呈伞状结构。

5.根据权利要求1所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述保护罩结构替换为：保护罩为一体结构，包括筒状罩体、连接器和分流部分，在筒状罩体顶部为连接器，在筒状罩体内为分流部分，所述连接器内开有液体流道，其端部连接液体主管路，所述分流部分为带有多个与所述液体流道相通的分流通道，多个分流通道出口置于保护罩内，并伸入液体灌装的离心瓶瓶口。

6.根据权利要求5所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述分流部分为带有锥形空腔的锥体结构，所述锥形空腔内沿圆周设置多个筋板，相邻筋板间形成所述分流通道；所述筋板沿锥体斜面方向的长度小于分流通道的长度，筋板两端均置于分流通道内。

7.根据权利要求2-6任一项所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述分流通道或分流管为4-8个。

8.根据权利要求1所述离心瓶灌装机，其特征在于：所述夹管阀管路包括主管路、分管路、主管路夹管阀、旁路夹管阀及各个分管路夹管阀，所述主管路夹管阀设置在主管路上，旁路夹管阀通过管路连接主管路，与主管路夹管阀并联设置，主管路连接各个分管路，每个分管路上分别设置分管路夹管阀，各个分管路分别连接保护罩的液体主管路，其中，旁路夹管阀为高精度四线夹管阀，分管路夹管阀为四线高速夹管阀。

9.如权利要求1所述离心瓶灌装机的灌装方法，其特征在于：所述控制器根据离心瓶的称重传感器传递称得的重量信号，确定是否打开各个夹管阀，在需要灌装时同时打开各个分管路夹管阀、旁路夹管阀及主管路夹管阀，同时控制升降装置带动保护罩置于离心瓶瓶口上方，并且保护罩的液体分流出口伸入液体离心瓶的瓶口，开始灌装，当重量信号满足预设要求时，关闭达到快速灌装重量预设值的分管路夹管阀，所有分路夹管阀关闭后，关闭主管路夹管阀，同时开启所有分管路夹管阀，进行精密灌装，关闭达到最终灌装重量的各个分管路夹管阀，所有分管路夹管阀关闭后，关闭旁路夹管阀，灌装完成，并控制升降装置带动保护罩上升离开灌装离心瓶瓶口，灌装后的离心瓶输送至下一工位，重新放置需要灌装的离心瓶，如此往复循环灌装。