CN116198777A - 灌装充气保护系统及灌装充气保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种灌装充气保护系统及灌装充气保护方法。灌装充气保护系统包括：气幕生成装置，气幕生成装置上设有通孔、进气道、进气口和出气口；进气口与进气道相连通；出气口位于通孔的侧壁上，且与进气道相连通；第一供气管路，一端与保护气体源相连接，另一端与进气口相连接；针架，位于气幕生成装置的上方；充气针，一端固定于针架上，且与通孔对应设置；第二供气管路，一端与保护气体源相连接，另一端与充气针相连通。本发明的灌装充气保护系统，可以避免在灌装时物料与空气中的氧气接触，防止物料性能降低，增加封口后储存时间；灌装时流程时间短，用时较少，可以满足高速灌装的需求；无需真空系统，系统结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，特别是涉及一种灌装充气保护系统及灌装充气保护方法。
背景技术
在食品、医药包装机械领域中，对于许多使用充保护气体(譬如氮气)工艺的药剂品种来说，测量残余含氧量变得至关重要，这也已经成为通过药剂一致性评价的重要质量指标。因此许多药厂对注射剂残氧量指标提出了更高的要求，特别是针对脂肪乳、氨基酸等易氧化制剂，残氧量是影响其产品保质期的主要因素。若药剂中的残氧量达不到内控标准，则产品可能会因为残留的氧气影响产品的稳定性，严重的甚至会发生变质。
目前，普遍采用以下两种普遍的充保护气体做法：第一种做法是进行前充保护气体处理和后充保护气体处理，第二种做法是在灌装物料后进行持续的充保护气体保护直至压塞工位或抽真空充氮加塞。此上两种方法都未能做到灌装过程中充氮，而对于脂肪乳、氨基酸等易氧化药剂，在灌装时会与空气中氧气接触，有降低其药性的风险，且在封口后会减少其储存时间。此外，抽真空充氮加塞，需用先用机械式结构将物料瓶进行密封，然后抽出物料瓶内空气用单一气体(N2、CO2等)充入后灌装物料，此装置运行流程长，相对用时也长，无法满足高速灌装的需求；且抽真空充氮加塞需要真空系统才能完成工作，装置相对复杂。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种灌装充气保护系统及灌装充气保护方法，具有可以避免在灌装时物料与空气中的氧气接触，防止物料性能降低，增加封口后储存时间，灌装时流程时间短，用时较少，可以满足高速灌装的需求，无需真空系统，系统结构简单等优点。
为解决现有技术中的问题，第一方面，本发明提供一种灌装充气保护系统，包括：气幕生成装置，气幕生成装置上设有通孔、进气道、进气口和出气口；所述进气口与所述进气道相连通；所述出气口位于所述通孔的侧壁上，且与所述进气道相连通；
第一供气管路，一端与保护气体源相连接，另一端与所述进气口相连接；
针架，位于所述气幕生成装置的上方；
充气针，一端固定于所述针架上，且与所述通孔对应设置；
第二供气管路，一端与所述保护气体源相连接，另一端与所述充气针相连通。
可选地，所述通孔的数量为多个，多个所述通孔间隔排布；所述充气针的数量为多个；所述第二供气管路包括：
主供气管路，一端与所述保护气体源相连接；
分配管，与所述主供气管路远离所述保护气体源的一端相连通；
多个子供气管路，一端与所述分配管相连通，另一端与所述充气针一一对应连接。
可选地，灌装充气保护系统还包括：
第一压力传感器，位于所述第一供气管路上；
第一溢流阀，位于所述第一供气管路上，且位于所述第一压力传感器与所述气幕生成装置之间；
第一比例隔膜阀，位于所述第一供气管路上，且位于所述第一压力传感器与所述第一溢流阀之间；
第二压力传感器，位于所述主供气管路上；
第二溢流阀，位于所述主供气管路上，且位于所述第二压力传感器与所述分配管之间；
第二比例隔膜阀，位于所述主供气管路上，且位于所述第二压力传感器与所述第二溢流阀之间。
可选地，所述气幕生成装置内还设有均流板，所述均流板位于所述进气道与所述通孔之间；所述均流板上设有第一均流孔和第二均流孔，所述出气口经由所述第一均流孔或所述第二均流孔与所述进气道相连通。
可选地，所述第二均流孔位于所述第一均流孔的外侧，所述第二均流孔的直径为所述第一均流孔直径的1/2～5/6。
可选地，所述出气口为多个，多个所述出气口沿所述通孔的周向均匀间隔排布。
可选地，所述灌装充气保护系统还包括：
第一升降装置，与所述气幕生成装置相连接；
第二升降装置，与所述针架相连接。
可选地，所述充气针包括：
快装卡盘，固定于所述针架上，所述快装卡盘内具有充气通道，所述充气通道与所述第二供气管路相连通；
充气针头，一端插入至所述块状卡盘内，与所述充气通道相连通。
可选地，所述气幕生成装置包括：
主体结构，包括主体部和安装部，所述安装部与所述主体部一体连接，所述安装部上设有安装通孔；
密封垫，位于所述主体部的底部；
压板，位于所述密封垫的底部；
旋钮，位于所述压板的底部；所述通孔贯穿所述主体部、所述密封垫和所述压板。
第二方面，本发明还提供一种基于如第一方面中的所述灌装充气保护系统的灌装充气保护方法，包括：
将物料瓶置于灌装工位上；
调整所述气幕生成装置，使得所述物料瓶的瓶口位于所述通孔内，且所述出气口位于所述物料瓶的瓶口侧上方；
经由所述气幕生成装置提供保护气体，以于所述物料瓶的瓶口处形成气幕；
调整所述针架，使得所述充气针插入至所述物料瓶内，并经由所述充气针向所述物料瓶内充入所述保护气体，直至所述充气针插入至所述物料瓶的底部
如上所述，本发明的灌装充气保护系统及灌装充气保护方法，具有以下有益效果：
本发明的灌装充气保护系统中，通过设置所述气幕生成装置、所述第一供气管路、所述针架、所述充气针和所述第二供气管路，在本发明的灌装充气保护系统与灌装系统配合使用时，可以在灌装前所述借助气幕生成装置在物料瓶的瓶口处形成保护气体的气幕，并在灌装前借助所述充气针于所述物料瓶内通入保护气体，而后保持充气针位于物料瓶内开始灌装，可以避免在灌装时物料与空气中的氧气接触，防止物料性能降低，增加封口后储存时间；灌装时流程时间短，用时较少，可以满足高速灌装的需求；无需真空系统，系统结构简单。
附图说明
图1为本发明实施例一中提供的灌装充气保护系统的结构示意图。
图2为本发明实施例一中提供的灌装充气保护系统中的气幕生成装置的立体结构示意图。
图3为本发明实施例一中提供的灌装充气保护系统中的气幕生成装置的剖面立体结构示意图。
图4为本发明实施例一中提供的灌装充气保护系统中的气幕生成装置的局部截面结构示意图。
图5为本发明实施例一中提供的灌装充气保护系统中的充气针的截面结构示意图。
图6为本发明实施例二中提供的灌装充气保护系统中的灌装充气保护的流程图。
元件标号说明：10、气幕生成装置；101、通孔；102、进气道；103、进气口；104、出气口；105、均流板；1051、第一均流孔；1052、第二均流孔；106、主体结构；1061、主体部；1062、安装部；1063、安装通孔；107、密封垫；108、压板；109、旋钮；11、第一供气管路；111、第一压力传感器；112、第一溢流阀；113、第一比例隔膜阀；12、针架；13、充气针；131、快装卡盘；1311、充气通道；132、充气针头；133、定位凸块；134、密封圈安装槽；14、第二供气管路；141、主供气管路；142、分配管；143、子供气管路；144、第二压力传感器；145、第二溢流阀；146、第二比例隔膜阀；151、第一控制器；152、第二控制器；16、灌装工位；17、物料瓶。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
实施例一
请参阅图1至图4所示，本发明提供一种灌装充气保护系统，所述灌装充气保护系统包括：
气幕生成装置10，所述气幕生成装置10上设有通孔101、进气道102、进气口103和出气口104；所述进气口103与所述进气道102相连通；所述出气口104位于所述通孔101的侧壁上，且与所述进气道102相连通；
第一供气管路11，所述第一供气管路11的一端与保护气体源(未示出)相连接，另一端与所述进气口103相连接；
针架12，所述针架12位于所述气幕生成装置10的上方；
充气针13，所述充气针13的一端固定于所述针架12上，且与所述通孔101对应设置；
第二供气管路14，所述第二供气管路14的一端与所述保护气体源相连接，另一端与所述充气针13相连通。
本发明的灌装充气保护系统中，通过设置所述气幕生成装置10、所述第一供气管路11、所述针架12、所述充气针13和所述第二供气管路14，在本发明的灌装充气保护系统与灌装系统配合使用时，可以在灌装前借助所述气幕生成装置10在物料瓶的瓶口处形成保护气体的气幕，并在灌装前借助所述充气针13于所述物料瓶内通入保护气体，而后保持充气针13位于物料瓶内开始灌装，可以避免在灌装时物料与空气中的氧气接触，防止物料性能降低，增加封口后储存时间；灌装时流程时间短，用时较少，可以满足高速灌装的需求；无需真空系统，系统结构简单。
作为示例，请结合图2至图4继续参阅图1，所述通孔101的数量为多个，多个所述通孔101间隔排布；所述充气针13的数量为多个；所述第二供气管路14可以包括：
主供气管路141，所述主供气管路141的一端与所述保护气体源相连接；
分配管142，所述分配管142与所述主供气管路141远离所述保护气体源的一端相连通；
多个子供气管路143，所述子供气管路143的一端与所述分配管142相连通，另一端与所述充气针13一一对应连接。
作为示例，所述通孔101的数量、所述充气针13的数量和所述子供气管路143的数量相同，所述充气针13和所述子供气管路143一一对应连接，并与所述通孔101一一对应设置。
作为示例，请继续参阅图1，所述灌装充气保护系统还可以包括：
第一压力传感器111，所述第一压力传感器111位于所述第一供气管路11上；
第一溢流阀112，所述第一溢流阀112位于所述第一供气管路11上，且位于所述第一压力传感器111与所述气幕生成装置10之间；
第一比例隔膜阀113，所述第一比例隔膜阀113位于所述第一供气管路11上，且位于所述第一压力传感器111与所述第一溢流阀112之间；
第二压力传感器144，所述第二压力传感器144位于所述主供气管路141上；
第二溢流阀145，所述第二溢流阀145位于所述主供气管路141上，且位于所述第二压力传感器144与所述分配管142之间；
第二比例隔膜阀146，所述第二比例隔膜阀146位于所述主供气管路141上，且位于所述第二压力传感器144与所述第二溢流阀145之间。
作为示例，所述第一比例隔膜阀113和所述第二比例隔膜阀146均类似于开关，且能调节开合大小；所述第一溢流阀112的作用为防止所述第一比例隔膜阀113的开启或关闭时瞬时压力过大，导致灌装时物料飞溅；所述第二溢流阀145的作用为防止所述第二比例隔膜阀146的开启或关闭时瞬时压力过大，导致灌装时物料飞溅。
作为示例，请参阅图3，所述气幕生成装置10内还设有均流板105，所述均流板105位于所述进气道102与所述通孔101之间；所述均流板105上设有第一均流孔1051和第二均流孔1052，所述出气口104经由所述第一均流孔1051或所述第二均流孔1052与所述进气道102相连通。
作为示例，所述第二均流孔1052位于所述第一均流孔1051的外侧，所述第二均流孔1052的直径为所述第一均流孔1051直径的1/2～5/6。
具体的，所述第二均流孔1052的直径可以为所述第一均流孔1051直径的1/2、2/3或5/6等等。
一个所述均流板105上的所述第一均流孔1051分给所述通孔101的所述出气口104一半的流量，在中间位置的所述出气口104能完整的分到一个所述第一均流孔1051的流量，但是如果没有所述第二均流孔1052，最边上的所述通孔101的所述出气口104只能分到一半流量，无法满足使用；而如果所述第一均流孔1051的直径与所述第二均流孔1052的直径相等，那位于最边上的所述通孔101的所述出气口104分得的流量将大于位于中间位置的所述通孔101的所述出气口104的流量，故所述第二均流孔1052的直径为所述第一均流孔1051直径的2/3左右为最佳。
作为示例，所述出气口104为多个，多个所述出气口104沿所述通孔101的周向均匀间隔排布。
作为示例，如图4所示，所述出气口104可以相较于水平面(所述气幕生成装置10的上表面或下表面)向下倾斜预设的角度α。具体的，角度α的具体数值可以根据实际需要进行设置，此处不做具体限定。
作为示例，所述灌装充气保护系统还可以包括：
第一升降装置(未标示出)，所述第一升降装置与所述气幕生成装置10相连接；
第二升降装置(未示出)，所述第二升降装置与所述针架12相连接。
作为示例，所述第一升降装置可以用于控制所述气幕生成装置10的升降；具体的，所述第一升降装置可以包括第一升降机构(未示出)和第一控制器151，所述第一控制器151与所述第一升降机构相连接并控制所述第一升降机构升降。所述第二升降装置可以用于控制所述针架12的升降；具体的，所述第二升降装置可以包括第二升降机构(未示出)和第二控制器152，所述第二控制器152与所述第二升降机构相连接并控制所述第二升降机构升降。所述第一控制器151和所述第二控制器152均可以为驱动电机等等。
作为示例，请参阅图5，所述充气针13可以包括：
快装卡盘131，所述快装卡盘131固定于所述针架12上，所述快装卡盘131内具有充气通道1311，所述充气通道1311与所述第二供气管路14相连通；
充气针头132，所述充气针头132的一端插入至所述块状卡盘131内，与所述充气通道1311相连通。
作为示例，所述充气针13的顶部还可以设有定位凸块133和密封圈安装槽134，所述密封圈安装槽134可以位于所述定位凸块133的外围。
作为示例，请参阅图2至图4，所述气幕生成装置10可以包括：
主体结构106，所述主体结构106可以包括主体部1061和安装部1062，所述安装部1062与所述主体部1061一体连接，所述安装部1062上设有安装通孔1063；
密封垫107，所述密封垫107位于所述主体部1061的底部；
压板108，所述压板108位于所述密封垫107的底部；
旋钮109，所述旋钮109位于所述压板108的底部；所述通孔101贯穿所述主体部1061、所述密封垫107和所述压板108。
具体的，请继续参阅图1，所述气幕生成装置10可以位于灌装工位16上，所述灌装工位16上可以在灌装时放置物料瓶17。
作为示例，所述气幕生成装置10可以包括但不仅限于氮气气幕生成装置10。当然，在其他示例中，所述气幕生成装置10还可以根据实际需要为惰性气体气幕。
实施例二
请结合图1至图5参阅图6，本发明还提供一种基于如实施例一中所述的灌装充气保护系统的灌装充气保护方法，包括：
S10：将物料瓶17置于灌装工位16上；
S20：调整所述气幕生成装置10，使得所述物料瓶17的瓶口位于所述通孔101内，且所述出气口104位于所述物料瓶17的瓶口侧上方；
S30：经由所述气幕生成装置10提供保护气体，以于所述物料瓶17的瓶口处形成气幕；
S40：调整所述针架12，使得所述充气针13插入至所述物料瓶17内，并经由所述充气针13向所述物料瓶17内充入所述保护气体，直至所述充气针13插入至所述物料瓶17的底部。
作为示例，步骤S20中，可以基于所述第一升降装置调整所述气幕生成装置10，使得所述气幕生成装置10设于所述物料瓶17的瓶口上方合适位置，确保所述出气口104喷出的气幕能够覆盖所述物料瓶17的瓶口的高度。
作为示例，步骤S30中，可以开启所述第一比例隔膜阀113，经由所述进气口103向所述气幕生成装置10内通入保护气体；当所述第一比例隔膜阀113开启至合适位置，所述第一压力传感器111检测到设置的压力，该压力下所述出气口101形成的气幕能够均匀的覆盖所述物料瓶17的瓶口，所述气幕能够使所述物料瓶17内部与外部空气隔绝。
作为示例，步骤S40中，通过所述第二升降装置将所述针架12带动所述充气针13下降，在所述充气针13插入至所述物料瓶17的瓶口处内部时，当所述第二比例隔膜阀146开启至最大，此时所述充气针13内处于高压状态，可以快速置换出所述物料瓶17内的空气，直至所述充气针13插入至所述物料瓶17的瓶底后，即将所述物料瓶17内的空气可以全部置换出去。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种灌装充气保护系统，其特征在于，包括：
气幕生成装置，气幕生成装置上设有通孔、进气道、进气口和出气口；所述进气口与所述进气道相连通；所述出气口位于所述通孔的侧壁上，且与所述进气道相连通；
第一供气管路，一端与保护气体源相连接，另一端与所述进气口相连接；
针架，位于所述气幕生成装置的上方；
充气针，一端固定于所述针架上，且与所述通孔对应设置；
第二供气管路，一端与所述保护气体源相连接，另一端与所述充气针相连通。
2.根据权利要求1所述的灌装充气保护系统，其特征在于，所述通孔的数量为多个，多个所述通孔间隔排布；所述充气针的数量为多个；所述第二供气管路包括：
主供气管路，一端与所述保护气体源相连接；
分配管，与所述主供气管路远离所述保护气体源的一端相连通；
多个子供气管路，一端与所述分配管相连通，另一端与所述充气针一一对应连接。
3.根据权利要求2所述的灌装充气保护系统，其特征在于，还包括：
第一压力传感器，位于所述第一供气管路上；
第一溢流阀，位于所述第一供气管路上，且位于所述第一压力传感器与所述气幕生成装置之间；
第一比例隔膜阀，位于所述第一供气管路上，且位于所述第一压力传感器与所述第一溢流阀之间；
第二压力传感器，位于所述主供气管路上；
第二溢流阀，位于所述主供气管路上，且位于所述第二压力传感器与所述分配管之间；
第二比例隔膜阀，位于所述主供气管路上，且位于所述第二压力传感器与所述第二溢流阀之间。
4.根据权利要求2所述的灌装充气保护系统，其特征在于，所述气幕生成装置内还设有均流板，所述均流板位于所述进气道与所述通孔之间；所述均流板上设有第一均流孔和第二均流孔，所述出气口经由所述第一均流孔或所述第二均流孔与所述进气道相连通。
5.根据权利要求4所述的灌装充气保护系统，其特征在于，所述第二均流孔位于所述第一均流孔的外侧，所述第二均流孔的直径为所述第一均流孔直径的1/2～5/6。
6.根据权利要求1所述的灌装充气保护系统，其特征在于，所述出气口为多个，多个所述出气口沿所述通孔的周向均匀间隔排布。
7.根据权利要求1所述的灌装充气保护系统，其特征在于，还包括：
第一升降装置，与所述气幕生成装置相连接；
第二升降装置，与所述针架相连接。
8.根据权利要求1所述的灌装充气保护系统，其特征在于，所述充气针包括：
快装卡盘，固定于所述针架上，所述快装卡盘内具有充气通道，所述充气通道与所述第二供气管路相连通；
充气针头，一端插入至所述块状卡盘内，与所述充气通道相连通。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的灌装充气保护系统，其特征在于，所述气幕生成装置包括：
主体结构，包括主体部和安装部，所述安装部与所述主体部一体连接，所述安装部上设有安装通孔；
密封垫，位于所述主体部的底部；
压板，位于所述密封垫的底部；
旋钮，位于所述压板的底部；所述通孔贯穿所述主体部、所述密封垫和所述压板。
10.一种基于如权利要求1至9中任一项所述的灌装充气保护系统的灌装充气保护方法，其特征在于，包括：
将物料瓶置于灌装工位上；
调整所述气幕生成装置，使得所述物料瓶的瓶口位于所述通孔内，且所述出气口位于所述物料瓶的瓶口侧上方；
经由所述气幕生成装置提供保护气体，以于所述物料瓶的瓶口处形成气幕；
调整所述针架，使得所述充气针插入至所述物料瓶内，并经由所述充气针向所述物料瓶内充入所述保护气体，直至所述充气针插入至所述物料瓶的底部。
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