CN201485254U - 一种卧式充填装置 - Google Patents

Abstract

一种卧式充填装置，包括机架、换向阀、物料容器、充填头、定量泵和活塞杆驱动机构；换向阀包括阀座、阀芯和阀芯位置切换机构，阀座上设有进料口、出料口和进出料口；定量泵的缸体与进出料口连通；定量泵的活塞杆与活塞杆驱动机构连接；充填头与出料口连通，其特征是：所述物料容器设于换向阀的上方，物料容器的底部设有物料出口，所述进料口设于换向阀阀座的顶部，物料出口与进料口连接。本实用新型物料流道较短，并且利用重力作用配合定量泵内产生的负压共同驱使物料容器中的物料流动，因此物料容器中的物料能够快速地流到换向阀、定量泵中，不会发生物料滞留在料管中的现象，从而使灌装量准确。本实用新型适合用于粘稠物料的充填。

Description

一种卧式充填装置

技术领域

本实用新型涉及包装物料的机械，具体地说，涉及一种用于物料充填的卧式充填装置。

背景技术

授权公告号为CN201089715Y的中国实用新型专利说明书公告了一种灌装装置，这种灌装装置包括机架、灌装换向阀、多个灌装活塞液缸和活塞杆驱动机构；活塞杆驱动机构安装在机架上，所有灌装活塞液缸的活塞杆均与活塞杆驱动机构连接；灌装换向阀设有多个，灌装换向阀数目与灌装活塞液缸相同且一一对应，灌装换向阀包括阀座、阀芯和阀芯位置切换机构，阀座固定安装在机架上，阀座上设有进液口、出液口和进出液口，阀芯设于阀座中且与阀芯位置切换机构传动连接，灌装活塞液缸的缸体固定安装在阀座上并与进出液口连通。灌装活塞液缸包括缸体、活塞和活塞杆。各阀座的进液口均与供料装置连通，出液口分别与一个充填头连通。

这种灌装装置的工作原理是：首先阀芯位置切换机构带动各阀芯同时转动，使各灌装换向阀的进液口和进出液口连通，同时阀芯将出液口封闭，然后活塞杆驱动机构使各灌装活塞液缸的活塞上升，此时供料装置中的液体物料经各灌装换向阀的进液口、进出液口进入对应的灌装活塞液缸的缸体；灌装活塞液缸的活塞上升到预定位置时停下来，此时灌装活塞液缸的缸体中的液体物料达到所要求的灌装量；然后阀芯位置切换机构带动各阀芯同时转动，使各灌装换向阀的出液口和进出液口连通，同时阀芯将进液口封闭，然后活塞杆驱动机构使各灌装活塞液缸的活塞下降，此时各灌装活塞液缸的缸体中的液体物料在灌装活塞液缸的活塞的驱动下，经对应的灌装换向阀的进出液口、出液口流出，经充填头灌装到包装容器中。

这种灌装装置适合液体物料的灌装。由于这种灌装装置的阀座的进液口通过较长的料管与供料装置连通，因此当灌装粘稠物料时，物料在料管中流动速度较慢，容易发生部分物料滞留在料管中的现象，导致灌装量不够准确。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适合用于粘稠物料充填的卧式充填装置，这种卧式充填装置灌装量准确度高。采用的技术方案如下：

一种卧式充填装置，包括机架、换向阀、物料容器、充填头、定量泵和活塞杆驱动机构；换向阀包括阀座、阀芯和阀芯位置切换机构，换向阀的阀座固定安装在机架上，换向阀的阀座上设有进料口、出料口和进出料口，换向阀的阀芯设于换向阀的阀座中且与阀芯位置切换机构传动连接；定量泵包括缸体、活塞和活塞杆，定量泵的缸体固定安装在机架上并与进出料口连通；活塞杆驱动机构安装在机架上，定量泵的活塞杆与活塞杆驱动机构连接；充填头与出料口连通，其特征是：所述物料容器设于换向阀的上方，物料容器的底部设有物料出口，所述进料口设于换向阀阀座的顶部，物料出口与进料口连接。

通常，定量泵沿水平方向设置，进出料口设于换向阀阀座的侧面；出料口设于换向阀阀座的侧面。

本实用新型可进行一路或多路灌装。进行一路灌装时，换向阀、定量泵和充填头均设有一个；进行多路灌装时，换向阀、定量泵和充填头相应地设有多个，物料容器的底部设有多个物料出口，换向阀、定量泵、充填头和物料出口数量相同并且一一对应，所有定量泵的活塞杆均与活塞杆驱动机构连接。

优选上述物料容器上安装有搅拌电机和搅拌器，搅拌电机固定在物料容器的外壁上，搅拌器设于物料容器中并与搅拌电机的转轴传动连接。在搅拌电机的驱动下，搅拌器对物料容器中的物料进行搅拌，使物料均匀。

优选充填头上设有开关阀门，开关阀门的阀座上设有两个开口，开关阀门的阀芯内设有物料通道。该开关阀门可在下述两个状态之间进行切换：在其中一个状态，开关阀门阀芯内的物料通道将开关阀门阀座上的两个开口连通，物料能够从充填头流出(此时换向阀的出料口与进出料口连通，进料口关闭)；在另一个状态，开关阀门阀芯内的物料通道与开关阀门阀座上的两个开口相互错开，开关阀门关闭，物料不能从充填头流出(此时换向阀的进料口与进出料口连通，出料口关闭)。该开关阀门的作用是在灌装完物料时关闭，防止物料滴漏。为了确保开关阀门与换向阀同步动作，优选开关阀门的阀芯和阀座通过回转面配合，换向阀的阀芯和阀座通过回转面配合，开关阀门的阀芯通过一连杆与换向阀的阀芯连接，连杆的一端与开关阀门阀芯上偏离转轴的位置铰接，连杆的另一端与换向阀阀芯上偏离转轴的位置铰接，这样，在阀芯位置切换机构的驱动下，换向阀的阀芯转动，同时换向阀的阀芯通过连杆带动开关阀门的阀芯转动，使开关阀门与换向阀的状态同步切换。上述阀芯位置切换机构可采用一个双行程气缸，双行程气缸的缸体安装在机架上，双行程气缸的活塞杆与连杆、换向阀阀芯上偏离转轴的位置或者开关阀门阀芯上偏离转轴的位置连接；当双行程气缸的活塞杆按第一种行程往复移动时，换向阀在“进料口与进出料口连通，出料口关闭”和“出料口与进出料口连通，进料口关闭”两种状态之间切换，进行物料灌装；当双行程气缸的活塞杆按第二种行程移动时，能够使换向阀的进料口、出料口和进出料口三者连通，此时可对充填装置进行CIP清洗。

为了便于充填装置的清洗、消毒，在定量泵的缸体上安装有清洗液管，清洗液管与定量泵的缸体连通。需要清洗时，切换换向阀的阀芯的位置，使换向阀的进料口、出料口和进出料口三者连通，并使开关阀门打开，此时物料容器、定量泵和充填头连通，然后自清洗液管通入清洗液，即可对定量泵、换向阀、物料容器、充填头等部位进行CIP清洗(Cleaning In Place)。

在一种具体方案中，上述活塞杆驱动机构包括活塞杆驱动气缸，活塞杆驱动气缸与定量泵相平行，活塞杆驱动气缸的缸体固定安装在机架上，活塞杆驱动气缸的活塞杆与定量泵的活塞杆连接。在多路灌装的情况下，各定量泵的活塞杆均与一活塞杆安装板连接，活塞杆驱动气缸的活塞杆与活塞杆安装板连接。

另外，机架上通常还设有导向机构和限位机构，导向机构用于引导活塞杆驱动气缸的活塞杆沿一定方向移动，限位机构用于限定活塞杆驱动气缸活塞杆的行程。由于导向机构和限位机构均可采用本领域的现有技术，因此在此不作详细描述。

另外，上述活塞杆驱动机构也可采用其它驱动机构，如液压缸、螺旋传动(由螺杆和螺母组成，其中螺杆(或螺母)由动力装置带动，螺母(或螺杆)与定量泵的活塞杆连接)，由于这些均为本领域常用的技术手段，因此在此不作更详细的描述。

在活塞杆驱动机构的驱动下，定量泵的活塞移动(在多路灌装的情况下，各定量泵的活塞同步移动)，各路灌装的灌装量由定量泵的活塞的行程决定，因此只要确保定量泵的活塞的行程准确，即可确保各路灌装的灌装量准确度。

本实用新型物料容器设于换向阀的上方，并且物料容器的物料出口直接连接换向阀的进料口，由于物料流道较短，并且利用重力作用配合定量泵内产生的负压共同驱使物料容器中的物料流动，因此物料容器中的物料能够快速地流到换向阀、定量泵中，不会发生物料滞留在料管中的现象，从而使灌装量准确。本实用新型适合用于粘稠物料(如熔化的巧克力，浆料)的充填；适用于各种包装容器，尤其是铝盒。

附图说明

附图是本实用新型优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

如附图所示，这种卧式充填装置包括机架1、换向阀2、物料容器3、充填头4、定量泵5和活塞杆驱动机构。

换向阀2包括阀座21、阀芯22和阀芯位置切换机构，阀座21固定安装在机架1上，阀座21上设有进料口23、出料口24和进出料口25，阀芯22设于阀座21中且与阀芯位置切换机构传动连接；进料口23设于阀座21的顶部，进出料口25设于阀座21的侧面；出料口24设于阀座21的侧面。

物料容器3设于换向阀2的上方，物料容器3的底部设有物料出口6，物料出口6与进料口23连接。物料容器3上安装有搅拌电机7和搅拌器8，搅拌电机7固定在物料容器3的外壁上，搅拌器8设于物料容器3中并与搅拌电机7的转轴传动连接。

定量泵5沿水平方向设置，定量泵5包括缸体51、活塞52和活塞杆53，定量泵5的缸体51固定安装在机架1上并与进出料口25连通。定量泵5的缸体51上安装有清洗液管9，清洗液管9与定量泵5的缸体51连通。

活塞杆驱动机构包括活塞杆驱动气缸10，活塞杆驱动气缸10与定量泵5相平行，活塞杆驱动气缸10的缸体101固定安装在机架1上，活塞杆驱动气缸10的活塞杆102与定量泵5的活塞杆53连接。另外，机架1上还可设有导向机构和限位机构，导向机构用于引导活塞杆驱动气缸10的活塞杆102沿一定方向移动，限位机构用于限定活塞杆驱动气缸10的活塞杆102的行程。由于导向机构和限位机构均可采用本领域的现有技术，因此在此不作详细描述。

充填头4与出料口24连通。充填头4上设有开关阀门11，开关阀门11的阀座111上设有两个开口112，开关阀门11的阀芯113内设有物料通道114。

开关阀门11的阀芯113和阀座111通过回转面配合，换向阀2的阀芯22和阀座21通过回转面配合，开关阀门11的阀芯113通过一连杆12与换向阀2的阀芯22连接，连杆12的一端与开关阀门11阀芯113上偏离转轴的位置铰接，连杆12的另一端与换向阀2阀芯22上偏离转轴的位置铰接。

阀芯位置切换机构采用一个双行程气缸，双行程气缸的缸体安装在机架上，双行程气缸的活塞杆与连杆12、换向阀阀芯22上偏离转轴的位置或者开关阀门阀芯113上偏离转轴的位置连接。

本实施例可设置为一路或多路灌装。设置为一路灌装时，换向阀2、定量泵5和充填头4均设有一个；设置为多路灌装时，换向阀2、定量泵5和充填头4相应地设有多个，物料容器3的底部设有多个物料出口6，换向阀2、定量泵5、充填头4和物料出口6数量相同并且一一对应，各定量泵5的活塞杆53均与一活塞杆安装板连接，活塞杆驱动气缸10的活塞杆102与活塞杆安装板连接。

下面简述一下本充填装置的工作原理：

在初始位置，在阀芯位置切换机构(双行程气缸的活塞杆)的作用下，切换换向阀2的阀芯22的位置，换向阀2的进料口23与进出料口25连通，出料口24关闭，此时定量泵5的缸体51与物料容器3的物料出口6连通；同时开关阀门11的阀芯113内的物料通道114与开关阀门11的阀座111上的两个开口112相互错开，开关阀门11关闭；

接着，活塞杆驱动气缸10的活塞杆102收缩，带动定量泵5的活塞杆53和活塞52移动，物料容器3中的物料通过物料出口6、进料口23、进出料口25进入定量泵5的缸体51；

随后，在阀芯位置切换机构的作用下，切换换向阀2的阀芯22的位置，换向阀2的出料口24与进出料口25连通，进料口23关闭，此时定量泵5的缸体51与充填头4连通；同时开关阀门11的阀芯113内的物料通道114将开关阀门11的阀座111上的两个开口112连通；

接着，活塞杆驱动气缸10的活塞杆102伸出，使定量泵5的活塞杆53和活塞52朝向换向阀2移动，活塞52推动物料，缸体51中的物料经充填头4流出，进入包装容器，从而完成一次充填过程。

整个灌装过程中，在搅拌电机7的驱动下，搅拌器8对物料容器3中的物料进行搅拌，使物料均匀。

当需要对充填装置进行CIP清洗时，在阀芯位置切换机构(双行程气缸的活塞杆)的作用下，切换换向阀2的阀芯22的位置，使换向阀2的进料口23、出料口24和进出料口25三者连通，并使开关阀门11打开，此时物料容器3、定量泵5和充填头4连通，然后自清洗液管9通入清洗液，即可对定量泵5、换向阀2、物料容器3、充填头4等部位进行CIP清洗。

另外，上述活塞杆驱动机构也可采用其它驱动机构，如液压缸、螺旋传动(由螺杆和螺母组成，其中螺杆(或螺母)由动力装置带动，螺母(或螺杆)与定量泵的活塞杆连接)，由于这些均为本领域常用的技术手段，因此在此不作更详细的描述。阀芯位置切换机构也可采用其它驱动机构，具体可参考授权公告号为CN201089715Y的中国实用新型专利说明书，在此不作详细描述。

Claims (6)

1.一种卧式充填装置，包括机架、换向阀、物料容器、充填头、定量泵和活塞杆驱动机构；换向阀包括阀座、阀芯和阀芯位置切换机构，换向阀的阀座固定安装在机架上，换向阀的阀座上设有进料口、出料口和进出料口，换向阀的阀芯设于换向阀的阀座中且与阀芯位置切换机构传动连接；定量泵包括缸体、活塞和活塞杆，定量泵的缸体固定安装在机架上并与进出料口连通；活塞杆驱动机构安装在机架上，定量泵的活塞杆与活塞杆驱动机构连接；充填头与出料口连通，其特征是：所述物料容器设于换向阀的上方，物料容器的底部设有物料出口，所述进料口设于换向阀阀座的顶部，物料出口与进料口连接。

2.根据权利要求1所述的卧式充填装置，其特征是：所述物料容器上安装有搅拌电机和搅拌器，搅拌电机固定在物料容器的外壁上，搅拌器设于物料容器中并与搅拌电机的转轴传动连接。

3.根据权利要求1所述的卧式充填装置，其特征是：所述充填头上设有开关阀门，开关阀门的阀座上设有两个开口，开关阀门的阀芯内设有物料通道。

4.根据权利要求3所述的卧式充填装置，其特征是：所述开关阀门的阀芯和阀座通过回转面配合，换向阀的阀芯和阀座通过回转面配合，开关阀门的阀芯通过一连杆与换向阀的阀芯连接，连杆的一端与开关阀门阀芯上偏离转轴的位置铰接，连杆的另一端与换向阀阀芯上偏离转轴的位置铰接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的卧式充填装置，其特征是：所述定量泵的缸体上安装有清洗液管，清洗液管与定量泵的缸体连通。

6.根据权利要求1-4任一项所述的卧式充填装置，其特征是：所述活塞杆驱动机构包括活塞杆驱动气缸，活塞杆驱动气缸与定量泵相平行，活塞杆驱动气缸的缸体固定安装在机架上，活塞杆驱动气缸的活塞杆与定量泵的活塞杆连接。

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