CN202297085U - 定量灌装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及灌装设备，尤其是一种液体饮料、药品进行分装的定量灌装机，包括灌装管、储液罐、灌装头、传送机构，灌装管上设置有电控灌装阀、流量计，设置有与各电控灌装阀、流量计相连的控制系统，通过灌装管连通灌装头和储液罐。采用电控灌装阀取代现有的机械式灌装阀，由控制系统根据流量计的监测信号控制灌装量，因此定量精度高；在完成一次灌装后，无需对量杯进行补液，因此灌装速度快；无需设置顶杆机构、量杯及其补液机构、托盘升降机构，因此结构简单、部件少，使用、维护方便；电控灌装阀、流量计可以直接替换，拆卸安装方便，仅对容器瓶和灌装头的对应关系有要求，因此维护、调校简单，设备利用率高。

Description

定量灌装机

技术领域

本实用新型涉及灌装设备，尤其是一种液体饮料、药品进行分装的定量灌装机。

背景技术

在液体饮料、药品分装中，均需要采用定量灌装机进行灌装。现有的定量灌装机为机械式结构，包括机架、储液罐、储液罐的液面控制装置、灌装管、灌装头、容器瓶的传送装置、安装在传送装置上的托盘、托盘升降机构、量杯、灌装阀、顶杆机构等。工作时，容器瓶放置在托盘上随传送装置步进并在各灌装位置与灌装头一一对应，然后容器瓶在托盘升降机构作用下随托盘上升并通过瓶口作用于顶杆机构，通过顶杆机构和灌装阀的机械联动打开灌装阀，液体由量杯经灌装管、灌装头流入容器瓶内直至量杯内的液体排空，从而实现定量灌装；灌装完后，容器瓶随托盘在托盘升降机构作用下复位、然后随传送装置步进，在容器瓶与顶杆机构脱离后，灌装阀复位关闭，量杯进行补液。量杯补液主要通过以下方式完成：一、采用敞口式量杯，完成灌注后随顶杆机构复位驱动一浮筒沉入储液罐内，进而改变液面高度使液体漫入量杯进行补液；二、采用敞口式量杯，完成灌注后随顶杆机构复位驱动量杯沉入储液罐液面以下，使液体漫入量杯进行补液；三、量杯采用加盖的敞口式量杯并设置在储液罐底部，完成灌注后随顶杆机构复位驱动量杯盖开启，使液体漫入量杯进行补液。

因此，现有定量灌装机定量的关键在于量杯、灌装的关键在于顶杆机构、灌装阀、补液机构的联动。因此，现有定量灌装机均存在以下问题：一、受量杯精度影响，受补液时流态、起泡等的影响，定量精度低；二、在完成一次灌装后，需要对量杯进行补液，因此灌装速度慢；三、顶杆机构、灌装阀、补液机构由于缺乏润滑手段，磨损大，灌装一定数量后需要进行维护，以避免出现关不严、顶杆卡住等问题的发生，维护费用高，设备利用率低；四、为避免磨损、锈蚀等对产品质量的影响，部件使用周期短；五、部件多、配合复杂，卫生、消毒要求严格，对顶杆机构高度、容器瓶高差、顶杆机构和容器瓶的对应关系要求严格，因此维护、调校繁琐。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便、维护费用低，且定量精度高、灌装速度快的定量灌装机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：定量灌装机，包括灌装管、储液罐、灌装头、传送机构，所述灌装管上设置有电控灌装阀、流量计，设置有与各电控灌装阀、流量计相连的控制系统，通过灌装管连通灌装头和储液罐。

进一步的，所述电控灌装阀采用电磁阀。

进一步的，所述灌装管上还设置有与控制系统相连的电控紧急关断阀。

进一步的，所述电控紧急关断阀采用电磁阀。

进一步的，所述电控灌装阀为常闭阀，所述电控紧急关断阀为常开阀。

进一步的，设置有用于保证灌装头对准容器瓶瓶口的灌装头位置调节机构。

进一步的，所述灌装头位置调节机构包括与控制系统相连的自动位置调节机构，设置有与控制系统相连的容器瓶位置传感器、灌装头位置传感器。

进一步的，所述传送机构采用转盘传送机构，所述自动位置调节机构包括调节盘、调节电机、调节盘和调节电机之间的传动机构，所述调节电机通过传动机构驱动调节盘自转；所述调节盘为圆形并经支柱同轴安装于转盘传送机构上方，各灌装头沿调节盘周向均布。

进一步的，所述灌装头位置调节机构包括万向曲管，灌装头通过万向曲管固定安装。

本实用新型的有益效果是：采用电控灌装阀取代现有的机械式灌装阀，由控制系统根据流量计的监测信号控制灌装量，因此定量精度高，尤其是可通过控制系统根据各流量计监测信号进行对各容器瓶灌装量单独的计算控制；在完成一次灌装后，无需对量杯进行补液，因此灌装速度快；无需设置顶杆机构、量杯及其补液机构、托盘升降机构，因此结构简单、部件少，使用、维护方便；电控灌装阀、流量计可以直接替换，拆卸安装方便，仅对容器瓶和灌装头的对应关系有要求，因此维护、调校简单，设备利用率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示的定量灌装机，包括灌装管1、储液罐2、灌装头3、传送机构、机架8，所述灌装管1上设置有电控灌装阀4、流量计5，设置有与各电控灌装阀4、流量计5相连的控制系统6，通过灌装管1连通灌装头3和储液罐2。

储液罐2用于存储待灌装液体，在如图所示的实例中，采用现有的通过浮筒控制液面高度的自动补液储液罐2。采用电控灌装阀4取代现有的机械式灌装阀控制灌装管1的状态，由控制系统6根据流量计5的监测信号控制灌装量。具体的，在灌装时，流经流量计5的液体驱动流量计5的叶轮旋转，叶轮旋转切割磁力线产生高速脉冲信号，脉冲再发送到控制系统6，控制系统6对读取到的脉冲信号进行识别、计数，再经过逻辑运算后对灌装量进行计量，控制系统6按照设定的目标值控制电控灌装阀4的开闭动作，以数字方式实现对液体的体积定量灌装，因此定量精度高，尤其是可通过控制系统6根据各流量计5监测信号对各容器瓶10灌装量进行单独的计算控制。在完成一次灌装后，无需对量杯进行补液，因此灌装速度快。无需设置顶杆机构、量杯及其补液机构、托盘升降机构，因此结构简单、部件少，使用、维护方便；电控灌装阀4、流量计5可以直接替换，安装拆卸方便，仅对容器瓶10和灌装头3的对中关系有要求，因此维护、调校简单，设备利用率高。

上述电控灌装阀4可以采用气动阀，在如图所示的实例中，为了简化结构，所述电控灌装阀4采用电磁阀。

由于现有的机械式灌装阀，在容器瓶10脱离顶杆后会自动关闭，且灌装完后量杯为空，因此不会出现灌装完后仍有大量液体流出的异常；但上述灌装头3和储液罐2为直连，因此在电控灌装阀5故障时，存在灌装完后仍有大量液体流出的风险。因此进一步的，所述灌装管4上还设置有与控制系统6相连的电控紧急关断阀7。工作时，当控制系统6向电控灌装阀4发出关闭信号后，若仍接收到流量计5的监测信号，由控制系统6向电控紧急关断阀7发出关闭信号并发出异常的警报。同样的，在如图所示的实例中，所述电控紧急关断阀7采用电磁阀。

电控灌装阀4、电控紧急关断阀7可以采用常开阀或常闭阀。但最好的，所述电控灌装阀4为常闭阀，所述电控紧急关断阀7为常开阀，因此仅在异常时电控紧急关断阀7通电关断，仅在灌装时电控灌装阀5通电开启。

电控灌装阀4、流量计5在灌装管1上的前后位置可以是任意的。在如图所示的实例中，为了进一步提高定量精度，电控灌装阀4、流量计5相邻设置，且沿液体流动方向电控灌装阀4在后、流量计5在前，电控灌装阀4在后能有效保证电控灌装阀4和灌装头3之间灌装管1内的液体残留量恒定。

传统的定量灌装机，在托盘升降机构的作用下，灌装头3与容器瓶10瓶口相接触甚至插入容器瓶10内，并设置有喇叭口方便容器瓶瓶口套入并对准，因此不存在液体溅出等情况。本实用新型的定量灌装机，同样可以设置升降托盘的升降机构或伸缩灌装头3的伸缩机构；但为了进一步的加快灌装速度、简化结构、降低设备成本，在如图所示的实例中，灌装头3位于容器瓶10上方，因此灌装头3与容器瓶10并不接触，因此需要保证由灌装头3流出的液体束流同容器瓶10瓶口的对中性，进而避免液体溅出造成的浪费。为了方便灌装头3对准容器瓶10，设置有用于保证灌装头3对准容器瓶10瓶口的灌装头位置调节机构，在传送机构的步距波动时、安装调校时，通过灌装头位置调节机构对灌装头位置进行调节，保证液体顺利灌入容器瓶10。灌装头位置调节机构可以采用针对各灌装头3进行独立调节的机构，如将灌装头3分别安装在独立的由丝杆机构驱动的滑动平台上；也可以采用对各灌装头3进行整体调节的结构，如将各灌装头3均安装在沿传送带传送方向调节的平板上。灌装头位置调节机构可以采用手动位置调节机构、也可以采用自动位置调节机构。

最好的，所述灌装头位置调节机构包括与控制系统6相连的自动位置调节机构，设置有与控制系统6相连的容器瓶位置传感器、灌装头位置传感器。由于定量灌装机各灌装头3、各容器瓶10托盘的位置均能通过制作、安装精度进行保证，各灌装头3与对应的容器瓶10通常为整体偏移，尤其是传送机构的步距波动时，因此为了简化结构最好采用对各灌装头3进行整体调节的机构。同时，在传送机构的步距波动时，通过实时调节能保证灌装生产的连续进行，减少停机时间，提高设备利用率。

在如图所示的实例中，所述传送机构采用转盘传送机构9，所述自动位置调节机构包括调节盘11、调节电机12、调节盘11和调节电机12之间的传动机构，所述调节电机12通过传动机构驱动调节盘11自转；所述调节盘11为圆形并经支柱12同轴安装于转盘传送机构9上方，各灌装头3沿调节盘11周向均布。在如图所示的实例中，调节盘11和支柱12转动配合，调节电机12安装在支柱12上；为了保证定位精度，传动机构包括安装在调节电机12主轴上的小齿、同轴安装在调节盘11上的齿圈14、小齿和齿圈14之间的减速齿。为了简化结构的同时保证监测精度，在如图所示的实例中，容器瓶位置传感器、灌装头位置传感器均采用红外位置传感器，且仅各设置一个；两红外位置传感器分别对设置在转盘传送机构9、调节盘11上的特征点进行监测，各特征点的设置位置分别与各容器瓶10托盘、调节盘11上各灌装头3安装位置相对应。

为了方便在安装时对灌装头3位置进行调校，尤其是单独拆装某灌装头3时的调校，最好同时设置针对各灌装头3进行手动独立调节的机构。在如图所示的实例中，所述灌装头位置调节机构包括万向曲管13，灌装头3通过万向曲管13固定安装。万向曲管13呈节状，节与节之间球头铰接，由各节的内孔连通形成管孔，因此使用时通过弯曲万向曲管13可以任意调节灌装头3的喷射方向、位置、高低，因此能方便在灌装前维护、安装时的调校，方便对各类方瓶、圆瓶、异型瓶进行灌装。可以直接通过万向曲管13连通灌装管1和灌装头3，为了方便使用，在如图所示的实例中，灌装管1包括一段套在万向曲管13管孔内的软管，灌装头3固定在万向曲管13上并与软管相连，灌装头3通过万向曲管13固定在调节盘11上。

在如图所示的实例中，控制系统6采用可编程控制器。在集成化包装生产线中，控制系统6也可以采用中控电脑。

Claims (9)

1.定量灌装机，包括灌装管(1)、储液罐(2)、灌装头(3)、传送机构，其特征在于：所述灌装管(1)上设置有电控灌装阀(4)、流量计(5)，设置有与各电控灌装阀(4)、流量计(5)相连的控制系统(6)，通过灌装管(1)连通灌装头(3)和储液罐(2)。

2.如权利要求1所述的定量灌装机，其特征在于：所述电控灌装阀(4)采用电磁阀。

3.如权利要求1或2所述的定量灌装机，其特征在于：所述灌装管(4)上还设置有与控制系统(6)相连的电控紧急关断阀(7)。

4.如权利要求3所述的定量灌装机，其特征在于：所述电控紧急关断阀(7)采用电磁阀。

5.如权利要求3所述的定量灌装机，其特征在于：所述电控灌装阀(4)为常闭阀，所述电控紧急关断阀(7)为常开阀。

6.如权利要求1所述的定量灌装机，其特征在于：设置有用于保证灌装头(3)对准容器瓶(10)瓶口的灌装头位置调节机构。

7.如权利要求6所述的定量灌装机，其特征在于：所述灌装头位置调节机构包括与控制系统(6)相连的自动位置调节机构，设置有与控制系统(6)相连的容器瓶位置传感器、灌装头位置传感器。

8.如权利要求7所述的定量灌装机，其特征在于：所述传送机构采用转盘传送机构(9)，所述自动位置调节机构包括调节盘(11)、调节电机(12)、调节盘(11)和调节电机(12)之间的传动机构，所述调节电机(12)通过传动机构驱动调节盘(11)自转；所述调节盘(11)为圆形并经支柱(12)同轴安装于转盘传送机构(9)上方，各灌装头(3)沿调节盘(11)周向均布。

9.如权利要求6、7或8所述的定量灌装机，其特征在于：所述灌装头位置调节机构包括万向曲管(13)，灌装头(3)通过万向曲管(13)固定安装。

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