CN116443794A - 一种具有自检测功能的hf溶液灌装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了应用于溶液灌溉领域的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，本发明在灌装过程中，对应上阀室保持微电流输入，当锥形塞的防腐层发生破损现象，电流检测模块检测出对应微电流，并反馈至控制单元，控制双极电磁芯一侧磁力增大，另一侧磁力减小，进而对执行杆产生旋转力，执行杆的旋转使执行凸块转入未破损的锥形塞一侧，在执行杆的旋转完毕后，发生破损的上阀室断流，电流检测模块无法检测到微电流，控制单元控制双极电磁芯的磁极强度恢复，完成上阀室的快速更换动作，本发明能自主检测锥形塞运行损耗情况，并在损坏时自动更换，避免了HF溶液对锥形塞的持续腐蚀现象，有效维持了灌装系统的使用寿命。

Description

一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统

技术领域

本申请涉及溶液灌溉领域，特别涉及一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统。

背景技术

氢氟酸是氟化氢气体的水溶液，清澈，无色、发烟的腐蚀性液体，有剧烈刺激性气味，因为氢原子和氟原子间结合的能力相对较强，且水溶液中氟化氢分子间存在氢键，使得氢氟酸在水中不能完全电离，具有极强的腐蚀性，实验室一般用萤石（主要成分为氟化钙）和浓硫酸来制取，需要密封在瓶中，并保存于阴凉处。

由于氢氟酸具有较强的腐蚀性，在灌装系统中多采用塑料结构，但塑料构件存在强度低，脆性高的缺点，因此无法大范围使用，现有HF溶液灌装技术中，会采用金属结构的阀芯，并在外侧包覆耐腐结构进行保护，但由于阀芯频繁位移磨损，易发生耐腐结构破损的现象，如果无法及时检测出破损现象，HF溶液持续侵蚀金属阀芯，造成安全隐患，为此我们提出一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统来解决以上问题。

发明内容

本申请目的在于设计一种灌装系统，在灌装阀门内部组件发生破损时，能及时自检并不停机自主更换灌装系统，达到提升使用寿命，增加生产效率的目的，相比现有技术提供一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，通过包括沿竖直轴线滑动连接在机架上的灌装机构，机架顶部固定有驱动灌装机构整体下移的伸缩气缸，灌装机构包括灌装壳体，灌装壳体内滑动连接有执行杆，执行杆的顶部与灌装壳体间夹接固定有复位弹簧，执行杆的顶端通过供料软管连接外部供料机构，灌装壳体内壁固定有分流环，分流环上设有两个对称设置的环室，供料软管的输出端设有与环室相连通的通孔；

灌装壳体的中部设有两个对称设置的上阀室，上阀室内均设有与其相对应的锥形塞，锥形塞的一侧固定有推杆，执行杆上固定有与推杆相匹配的执行凸块，执行杆的内部在执行凸块位置设置有双极电磁芯，锥形塞内固定有永磁块和电流检测模块；

上阀室的输入端通过进料道与环室输出端连通设置，上阀室的输出端设有排料通道，灌装壳体的底部滑动连接有对接座，对接座与灌装壳体间夹接有张紧弹簧，对接座的顶部固定有与执行杆相对应的触发杆。

进一步的，电流检测模块、双极电磁芯均通过导线连接控制单元，两个锥形塞内的永磁块磁性相同，双极电磁芯靠近执行凸块一侧的磁性与永磁块磁性相异，另一侧的磁性与永磁块磁性相同。

进一步的，锥形塞为导电材质，锥形塞的外侧包覆有防HF溶液的防腐层。

进一步的，复位弹簧为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧具有驱使执行杆下移的弹力。

进一步的，执行凸块为自下而上半径逐步增大的半圆柱形结构，复位弹簧在自由状态下，锥形塞的推杆端部与执行凸块的最大半径处相抵触。

进一步的，分流环的环室开口处设置在其环形内侧，环室的开口边侧与执行杆外壁相抵触形成密封结构。

进一步的，对接座的底部设有与待灌装瓶体开口相匹配的开口，张紧弹簧具有驱使对接座下移远离灌装壳体底部的弹力。

进一步的，灌装壳体的底部还设有下阀室，执行杆的底部固定有与下阀室相匹配的下阀体。

进一步的，排料通道的输出端均与下阀体的输入端相连通，下阀体的输出端与对接座的输入端相连通。

进一步的，下阀体的一侧固定有封堵块，封堵块与执行凸块分别位于执行杆轴线的两侧，执行杆上移至最大行程时，下阀室呈开启状，此时封堵块封堵另一侧排料通道输出端。

相比于现有技术，本申请的优点在于：

（1）本发明通过带有推杆、永磁块、电流检测模块的锥形塞与带有灌装壳体、进料道、上阀室、排料通道、下阀室的灌装机构间的相互配合，在实际使用过程中，通过伸缩气缸驱动灌装机构整体下移，使对接座抵触在待灌装的容器开口处，随着伸缩气缸的持续施压，对接座克服张紧弹簧的弹力上移，带动触发杆顶出执行杆，执行杆在上移过程中，执行凸块逐步失去对其一侧推杆的挤压力，此时利用双极电磁芯对永磁块的磁吸力，锥形塞发生靠近执行杆为位移，进而使对应的上阀室由闭合状呈开启状，达到灌装的目的，而另一侧的锥形塞利用双极电磁芯对永磁块的磁斥力，始终保持闭合状态。

（2）在灌装过程中，对应上阀室保持微电流输入，当锥形塞在持续使用时，其表层的防腐层发生破损现象，电流检测模块检测出对应上阀室内微电流，并反馈至控制单元，此时控制单元发出警报并控制双极电磁芯一侧磁力增大，另一侧磁力减小，进而对执行杆产生旋转力，一方面使供料软管的输出端转接至另一侧的环室内，使发生破损现象的上阀室断流，另一侧的上阀室进行供料动作，另一方面，执行杆的旋转使执行凸块转入未破损的锥形塞一侧，在执行杆的旋转完毕后，发生破损的上阀室断流，电流检测模块无法检测到微电流，反馈至控制单元，由控制单元控制双极电磁芯的磁极强度恢复，完成上阀室的快速更换动作，本发明能自主检测锥形塞运行损耗情况，并在损坏时自动更换，避免了HF溶液对锥形塞的持续腐蚀现象，有效维持了灌装系统的使用寿命。

（3）通过带有下阀室的灌装壳体与带有封堵块的下阀体间的相互配合，当伸缩气缸驱动灌装机构整体下移时，对接座受压上移带动执行杆上移，一方面使上阀室开启，另一方面同步带动下阀室开启，使本灌装系统具有双重防护性，能有效避免HF溶液灌装泄漏产生危害，同时通过封堵块的设计，当下阀体上移时，对应上阀室开启后，HF溶液从一侧的排料通道排出，此时另一侧的排料通道输出端会被封堵块堵塞，进而能有效防止下阀室内的HF溶液在灌装过程中通过另一侧的排料通道进行回流，从而有效避免了灌装精度不准的现象发生。

附图说明

图1为本申请的正面结构示意图；

图2为本申请的侧面结构示意图；

图3为本申请的剖面结构示意图；

图4为图3中A部的放大结构示意图；

图5为本申请中提出的灌装壳体及其内部组件的爆炸结构示意；

图6为本申请中提出的执行杆及其组件的结构示意；

图7为本申请中提出的分流环及其内部环室的分布示意图；

图8为本申请中提出的灌装壳体的剖面结构示意图；

图9为本申请中提出的锥形塞闭合时的HF溶液流向示意图；

图10为本申请中提出的锥形塞开启前后的HF溶液流向对比示意图；

图11为本申请中提出的双极电磁芯带动执行杆旋转的前后对比示意图。

图中标号说明：

机架1、伸缩气缸2、灌装机构3、灌装壳体31、进料道32、上阀室33、排料通道34、下阀室35、对接座4、张紧弹簧41、触发杆42、复位弹簧5、供料软管6、执行杆7、执行凸块71、下阀体72、封堵块73、双极电磁芯74、锥形塞8、推杆81、永磁块82、电流检测模块83、分流环9、环室91。

具体实施方式

实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

实施例

本发明提供了一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，请参阅图1-11，包括沿竖直轴线滑动连接在机架1上的灌装机构3，机架1顶部固定有驱动灌装机构3整体下移的伸缩气缸2，灌装机构3包括灌装壳体31，灌装壳体31内滑动连接有执行杆7，执行杆7的顶部与灌装壳体31间夹接固定有复位弹簧5，执行杆7的顶端通过供料软管6连接外部供料机构，灌装壳体31内壁固定有分流环9，分流环9上设有两个对称设置的环室91，供料软管6的输出端设有与环室91相连通的通孔；

灌装壳体31的中部设有两个对称设置的上阀室33，上阀室33内均设有与其相对应的锥形塞8，锥形塞8的一侧固定有推杆81，执行杆7上固定有与推杆81相匹配的执行凸块71，执行杆7的内部在执行凸块71位置设置有双极电磁芯74，锥形塞8内固定有永磁块82和电流检测模块83；

上阀室33的输入端通过进料道32与环室91输出端连通设置，上阀室33的输出端设有排料通道34，灌装壳体31的底部滑动连接有对接座4，对接座4与灌装壳体31间夹接有张紧弹簧41，对接座4的顶部固定有与执行杆7相对应的触发杆42。

进一步的，在本实施例中，电流检测模块83、双极电磁芯74均通过导线连接控制单元，两个锥形塞8内的永磁块82磁性相同，双极电磁芯74靠近执行凸块71一侧的磁性与永磁块82磁性相异，另一侧的磁性与永磁块82磁性相同，锥形塞8为导电材质，锥形塞8的外侧包覆有防HF溶液的防腐层。

防腐层是指涂敷在金属表面上使之与周围介质隔离，以控制管道腐蚀的一种覆盖层。

在其中一个具体实施方式中，所述防腐层包含三层，第一层涂在金属表面的底漆，用以增强金属与主要涂料的粘结力，第二层是环氧树脂涂层，第三层是包扎带，用以保持一定的机械强度，减少长期灌装过程中液体流动带来的影响，以此来提高防腐效果。

在其中一个具体实施方式中，所述防腐层包含三层，第一层涂在金属表面的底漆，用以增强金属与主要涂料的粘结力，第二层是聚烯烃涂层，第三层是包扎带，用以保持一定的机械强度，减少长期灌装过程中液体流动带来的影响，以此来提高防腐效果。

其中，复位弹簧5为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧5具有驱使执行杆7下移的弹力，执行凸块71为自下而上半径逐步增大的半圆柱形结构，复位弹簧5在自由状态下，锥形塞8的推杆81端部与执行凸块71的最大半径处相抵触。

需要说明的是，分流环9的环室91开口处设置在其环形内侧，环室91的开口边侧与执行杆7外壁相抵触形成密封结构，对接座4的底部设有与待灌装瓶体开口相匹配的开口，张紧弹簧41具有驱使对接座4下移远离灌装壳体31底部的弹力。

本发明通过带有推杆81、永磁块82、电流检测模块83的锥形塞8与带有灌装壳体31、进料道32、上阀室33、排料通道34、下阀室35的灌装机构3间的相互配合，在实际使用过程中，通过伸缩气缸2驱动灌装机构3整体下移，使对接座4抵触在待灌装的容器开口处，随着伸缩气缸2的持续施压，对接座4克服张紧弹簧41的弹力上移，带动触发杆42顶出执行杆7，执行杆7在上移过程中，执行凸块71逐步失去对其一侧推杆81的挤压力，此时利用双极电磁芯74对永磁块82的磁吸力，锥形塞8靠近执行杆7产生位移，进而使对应的上阀室33由闭合状呈开启状，达到灌装的目的，而另一侧的锥形塞8利用双极电磁芯74对永磁块82的磁斥力，始终保持闭合状态；

在灌装过程中，对应上阀室33保持微电流输入，当锥形塞8在持续使用时，其表层的防腐层发生破损现象，电流检测模块83检测出对应上阀室33内微电流，并反馈至控制单元，此时控制单元发出警报并控制双极电磁芯74一侧磁力增大，另一侧磁力减小，进而对执行杆7产生旋转力，一方面使供料软管6的输出端转接至另一侧的环室91内，使发生破损现象的上阀室33断流，另一侧的上阀室33进行供料动作，另一方面，执行杆7的旋转使执行凸块71转入未破损的锥形塞8一侧，在执行杆7的旋转完毕后，发生破损的上阀室33断流，电流检测模块83无法检测到微电流，反馈至控制单元，由控制单元控制双极电磁芯74的磁极强度恢复，完成上阀室33的快速更换动作，本发明能自主检测锥形塞8运行损耗情况，并在损坏时自动更换，避免了HF溶液对锥形塞8的持续腐蚀现象，有效维持了灌装系统的使用寿命。

作为本发明一种可能的具体实施方案，优选的，灌装壳体31的底部还设有下阀室35，执行杆7的底部固定有与下阀室35相匹配的下阀体72，排料通道34的输出端均与下阀体72的输入端相连通，下阀体72的输出端与对接座4的输入端相连通，下阀体72的一侧固定有封堵块73，封堵块73与执行凸块71分别位于执行杆7轴线的两侧，执行杆7上移至最大行程时，下阀室35呈开启状，此时封堵块73封堵另一侧排料通道34输出端。

通过带有下阀室35的灌装壳体31与带有封堵块73的下阀体72间的相互配合，当伸缩气缸2驱动灌装机构3整体下移时，对接座4受压上移带动执行杆7上移，一方面使上阀室33开启，另一方面同步带动下阀室35开启，使本灌装系统具有双重防护性，能有效避免HF溶液灌装泄漏产生危害，同时通过封堵块73的设计，当下阀体72上移时，对应上阀室33开启后，HF溶液从一侧的排料通道34排出，此时另一侧的排料通道34输出端会被封堵块73堵塞，进而能有效防止下阀室35内的HF溶液在灌装过程中通过另一侧的排料通道34进行回流，从而有效避免了灌装精度不准的现象发生。

以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。

Claims (9)

1.一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，包括沿竖直轴线滑动连接在机架（1）上的灌装机构（3），所述机架（1）顶部固定有驱动灌装机构（3）整体下移的伸缩气缸（2），其特征在于，所述灌装机构（3）包括灌装壳体（31），所述灌装壳体（31）内滑动连接有执行杆（7），所述执行杆（7）的顶部与灌装壳体（31）间夹接固定有复位弹簧（5），所述执行杆（7）的顶端通过供料软管（6）连接外部供料机构，所述灌装壳体（31）内壁固定有分流环（9），所述分流环（9）上设有两个对称设置的环室（91），所述供料软管（6）的输出端设有与环室（91）相连通的通孔；

所述灌装壳体（31）的中部设有两个对称设置的上阀室（33），所述上阀室（33）内均设有与其相对应的锥形塞（8），所述锥形塞（8）的一侧固定有推杆（81），所述执行杆（7）上固定有与推杆（81）相匹配的执行凸块（71），所述执行杆（7）的内部在执行凸块（71）位置设置有双极电磁芯（74），所述锥形塞（8）内固定有永磁块（82）和电流检测模块（83）。

2.根据权利要求1所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述上阀室（33）的输入端通过进料道（32）与环室（91）输出端连通设置，所述上阀室（33）的输出端设有排料通道（34），所述灌装壳体（31）的底部滑动连接有对接座（4），所述对接座（4）与灌装壳体（31）间夹接有张紧弹簧（41），所述对接座（4）的顶部固定有与执行杆（7）相对应的触发杆（42）。

3.根据权利要求1所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述电流检测模块（83）和双极电磁芯（74）均通过导线连接控制单元。

4.根据权利要求3所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，两个锥形塞（8）内的永磁块（82）磁性相同，所述双极电磁芯（74）靠近执行凸块（71）一侧的磁性与永磁块（82）磁性相异，另一侧的磁性与永磁块（82）磁性相同。

5.根据权利要求4所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述锥形塞（8）为导电材质，所述锥形塞（8）的外侧包覆有防HF溶液的防腐层。

6.根据权利要求1所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述复位弹簧（5）为高强度抗疲劳弹簧结构，所述复位弹簧（5）具有驱使执行杆（7）下移的弹力。

7.根据权利要求4所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述执行凸块（71）为自下而上半径逐步增大的半圆柱形结构，所述复位弹簧（5）在自由状态下，所述锥形塞（8）的推杆（81）端部与执行凸块（71）的最大半径处相抵触。

8.根据权利要求1所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述分流环（9）的环室（91）开口处设置在其环形内侧，所述环室（91）的开口边侧与执行杆（7）外壁相抵触形成密封结构。

9.根据权利要求2所述的一种具有自检测功能的HF溶液灌装系统，其特征在于，所述对接座（4）的底部设有与待灌装瓶体开口相匹配的开口，所述张紧弹簧（41）具有驱使对接座（4）下移远离灌装壳体（31）底部的弹力。