CN203428057U

CN203428057U - 膏体灌装中准确定量控制系统

Info

Publication number: CN203428057U
Application number: CN201320545430.2U
Authority: CN
Inventors: 浦敏; 黄振华; 唐军; 郭卫华
Original assignee: Vertical Daytime Co Ltd
Current assignee: Vertical Daytime Co Ltd
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2023-09-03

Abstract

本实用新型公开了膏体灌装中准确定量控制系统，包括灌装机、设置在进料管道上的压力变送器、恒温管道和控制单元；本实用新型利用压力变送器监测进料管道的膏体瞬时压力，并将该压力反馈至控制单元中，控制单元根据接收到的膏体压力参数，采用PID伺服调节方式，不断地修正系统内设定的灌装机的灌装电机的速度，实现偏移趋势自动控制，从而更准确地控制灌装的容积，避免了传统的灌装机设定了灌装电机和阀门驱动电机的速度即进行灌装，出现灌装容量不准确时，已经比生产滞后十多瓶的灌装容量，从而导致生产浪费、生产效率降低，成本增加的问题。本实用新型通过PID控制，不断修正系统的电机速度，作动态的调节，更及时地调节灌装系统的灌装容量。

Description

膏体灌装中准确定量控制系统

技术领域

本实用新型属于定量灌装技术领域，具体涉及一种膏体灌装中准确定量控制系统。

背景技术

流体定量灌装，在日化行业中极为常见，一般而言，膏体粘度在500CP以下时，定量灌装基本上能准确定量，但高粘度的膏体的流动性较差，膏体含有高饱和蒸气压力的成分或生成物，在高速灌装中，容易产生蒸气泡，形成空洞，从而影响了灌装的容量以及产品的质量。

传统的灌装方法在灌装机中设定灌装速度，即进行膏体的灌装，在完成封尾、剪尾工序后再进行重量测试，而此时，已经与灌装机灌装时产生有10多瓶的距离了，导致质量监控滞后，影响生产的效率，次品率高，浪费物料和人力资源。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种定量准确、监控及时的膏体灌装中准确定量控制系统。

为了解决上述问题，本实用新型按以下技术方案予以实现的：

本实用新型所述膏体灌装中准确定量控制系统，包括灌装机、设置在进料管道上的压力变送器和控制单元；

所述灌装机包括储料装置和用于调节灌装容量的机械调节机构；

所述压力变送器，用于测试膏体在进料管道内的瞬时压力，并将测试到的压力数据反馈至控制单元；

所述控制单元接收到压力变送器传输的压力参数，对压力参数进行处理，根据压力数据调节灌装机的机械调节机构，从而更准确地控制灌装容量。

进一步地，所述进料管道内设置有确保管道内膏体粘度稳定的恒温管道，所述恒温管道内设置有温度调节装置，所述温度调节装置与控制单元连接。

进一步地，膏体灌装中准确定量控制系统还设置有重量测试装置，用于测试定量容积腔灌装后的重量，所述重量测试装置将测试到的产品重量反馈至控制单元，控制单元根据产品重量参数进一步对灌装机的灌装量进行调控。

进一步地，所述灌装机的储料装置上设置有补料装置，用于补充灌装机的储料装置的膏体量，所述补料装置与控制单元连接。

本实用新型所述膏体灌装中准确定量控制方法，包括以下步骤：

（1）根据膏体粘度和定量容积腔的容量在控制单元上设定灌装机阀门驱动电机的速度和灌装电机的速度，灌装机阀门驱动电机通过凸轮控制进料阀门的开启时间，所述灌装电机的速度控制膏体流动的速度；

（2）灌装机的灌装电机工作，向定量容积腔灌装膏体；

（3）通过设置在定量容积腔的进料管道内的压力变送器监测膏体的瞬时压力；

（4）压力变送器将测量到定量容积腔的进料管道内膏体各个状态时的压力传输到控制单元；

（5）控制单元接收到膏体压力，不断地修正控制单元内设定的灌装机的灌装电机的速度，从而准确地控制灌装的容积。

进一步地，所述步骤（3）中压力变送器测试到的每次灌装时流体压力分为四个阶段，分别是：

第一阶段压力：膏体开始进入定量容积腔的瞬间压力，膏体由静止状态转入流动状态，根据流体力学的原理伯努利方程，此时的流体压力有向下的倾向；

第二阶段压力：在膏体进入定体积容积腔过程中，膏体有一段平衡流动的时间，此时的压力比较平稳，但根据流体力学的原理，此时的压力参数平稳但偏低；

第三阶段压力：在膏体停止流动瞬间，膏体在惯性作用下，必定会产生流体液击作用，此时监测到的压力必定有向上的倾向；

第四阶段压力：膏体在进料停止后就静止了，此时压力由储料装置储料量决定；

将测试到的四个阶段的压力参数输送至控制单元时，利用同步时间参数对压力数据进行分段处理。

进一步地，所述控制单元根据测试到的各个阶段的压力数据，对系统的各个部位进行调控；

所述控制单元根据第一阶段的压力参数，如果该阶段的压力参数与停止进料时相比，超出了预先设定的压力差，则显示有可能膏体内出现气泡，此时应降低灌装机的灌装电机的速度，以保证灌装产品的质量。

所述控制单元根据第二阶段的压力参数，可作为产品在进料管道温度的间接参照，压力偏低，表明温度偏低，阻力大，因此，可根据该压力参数调节进料管内恒温管道的温度。

如果第三阶段的压力参数过高，表明灌装机阀门关闭时缓冲可能有故障或者机器调试不适当，应提醒维修人员检测灌装机的阀门工作状态。

所述控制单元根据第四阶段的压力参数，监测储料装置的储料量，同时根据储料装置的储料量控制补料装置是否需要补料或停止补料给储料装置。

进一步地，所述控制单元根据重量测试装置测试到的定量容积腔灌装后的重量数据，通过PID伺服控制，实现偏移趋势自动控制，进一步修正灌装机的灌装电机的速度，使灌装容量更准确。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过测试灌装机定量灌装定量容积腔时一个循环的四个阶段的压力参数，并将该四组压力参数区分并加以利用，不同阶段的压力参数对应着灌装机的各部位的工作状态，根据各阶段的压力参数，通过计量其压力差、阻力和进料时间，准确控制灌装机每次的灌装容积。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是实现本实用新型使用的系统原理图；

其中：1-补料装置；2-储料装置，3-恒温管道，4-压力变送器，5-机械调节机构，6-定量容积腔，7-重量测试装置，8-控制单元。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，实现本实用新型所述的膏体灌装中准确定量控制方法的系统，包括灌装机、设置在灌装机前端的补料装置1和控制单元8，所述灌装机包括储料装置2和机械调节机构5，所述控制单元包括PLC控制器，采用PID伺服调节方式对灌装机进行调控，从而控制灌装机灌装膏状产品的容量，所述机械调节机构5包括有控制阀门开启时间的阀门驱动电机，所述驱动电机通过控制凸轮，从而控制阀门开启的时间；所述控制膏体流动速度的灌装电机，所述灌装电机为伺服电机。

所述控制单元上设置有存贮器，所述灌装机的储料装置2与定量容积腔6之间的进料管道上设置有恒温管道3和压力变送器4，所述压力变送器4将测试到的膏体压力传输至控制单元8，所述控制单元8根据接收到的压力参数，分别对恒温管道3和补料装置1进行调节。

所述系统末端还设置有重量测量装置7，所述重量测量装置7与控制单元8连接，将测量得到产品的重量及时反馈至控制单元8上，控制单元8根据产品的重量，再次调整灌装机每次灌装的容积。

本实用新型所述膏体灌装中准确定量控制方法为：

1）根据膏体粘度和定量容积腔的容量在控制单元上设定灌装机阀门驱动电机的速度，从而控制进料阀门开启的时间，设定灌装伺服电机的速度，从而更准确地控制灌装容量；

2）灌装机阀门开启，灌装机的灌装电机向定量容积腔内灌装膏体。

3）压力变送器测试定量容积腔的进料管道内的膏体的瞬时压力，并且将测试到的压力传输至控制单元，进行储存。

4）控制单元根据压力变送器监测到的膏体的压力，通过PID伺服控制器来控制灌装机的灌装电机的速度。

5）系统设置了重量测试装置，用于测量定量容积腔灌装膏体后的重量，重量测试装置将测量到的产品重量反馈到控制单元中，控制单元处理重量参数，再次调节灌装机的灌装电机的速度，通过双重检测，更准确地控制灌装机的灌装容积。

6）所述压力变送器测试到膏体每个灌装循环的瞬时压力分为四个阶段，分别是：

第一阶段压力：膏体开始进入定量容积腔的瞬间，膏体由静止状态转入流动状态，根据流体力学的原理伯努利方程，此时的流体压力有向下的倾向；

第二阶段压力：在膏体进入定体积容积腔过程中，膏体有一段平稳流动的时间，此时的压力比较平稳，但根据流体力学的原理，此时的压力参数平稳但偏低；

压力变送器将上述每个循环中四个阶段的压力参数传输到控制单元，并对各个阶段的压力数据进行分段处理，针对四个阶段的压力数据分别来控制灌装机的各个部位，从而达到准确控制灌装的容积。

7）第一阶段的压力数据，根据流体力学原理：流体速度越大，压力越小，所以该阶段压力参数反映的是膏状产品的速度，如果压力差超出了预先设定的值，则显示产品内可能会出现气泡，此时应该降低灌装机灌装电机的速度，以保证灌装产品的质量。

8）第二阶段的压力数据，反映的是膏体的阻力，膏体的粘度高，流动内阻力就大，而膏体的粘度跟温度有一定的关系，因此可根据第二阶段的压力差来控制进料管道的温度，如果第二阶段的压力参数偏低，表明阻力大，应提高进料管道的温度，可以加大恒温管道内热水的流量，或者是提高恒温管道内热水的温度。

9）第三阶段的压力数据，反映的是灌装机停止灌装膏体的响应速度，如果第三阶段的压力参数过高，表明灌装机的阀门关闭时缓冲可能有故障，此时维修人员应该要根据该参数检查灌装机的阀门工作状况。

10）第四阶段的压力数据，此时膏体已静止，如果压力参数过低或过高，表示灌装机的储料装置的储料量不正常，控制单元可根据第四阶段的压力参数，来控制补料装置是否需要向储料装置补充膏体或者停止补充膏体。

本实施例所述采用膏体灌装中准确定量控制系统及其控制方法的其它结构参见现有技术。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，故凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种膏体灌装中准确定量控制系统，其特征在于:包括灌装机、设置在进料管道上的压力变送器和控制单元；

2.根据权利要求1所述膏体灌装中准确定量控制系统，其特征在于：所述进料管道内设置有确保管道内膏体粘度稳定的恒温管道，所述恒温管道内设置有温度调节装置，所述温度调节装置与控制单元连接。

3.根据权利要求1所述膏体灌装中准确定量控制系统，其特征在于：膏体灌装中准确定量控制系统还设置有重量测试装置，用于测试定量容积腔灌装后的重量，所述重量测试装置将测试到的产品重量反馈至控制单元，控制单元根据产品重量参数进一步对灌装机的灌装量进行调控。

4.根据权利要求1所述膏体灌装中准确定量控制系统，其特征在于：所述灌装机的储料装置上设置有补料装置，用于补充灌装机的储料装置的膏体量，所述补料装置与控制单元连接。