TWI744115B

TWI744115B - 高精度液體配方自動調配機及其配給裝置

Info

Publication number: TWI744115B
Application number: TW109141600A
Authority: TW
Inventors: 江明益
Original assignee: 柏泰食品興業股份有限公司
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2021-10-21
Also published as: TW202220903A

Abstract

一種高精度液體配方自動調配機及其配給裝置，包括有一機台、一輸送裝置、與複數個液料配給裝置與一中控主機，各該液料配給裝置係分別填裝不同成分的液料，並依照該中控主機所設定比例、份量與成分來調配出的高精度液體配方。

Description

高精度液體配方自動調配機及其配給裝置

本發明是有關一種高精度液體配方自動調配機及其配給裝置，係一透過可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller)來完成自動化運作的液體配方調配機，該調配機尤可調配出具有高精度配方，以作為研發、調配液體配方之用途。

習知技術中，實驗室進行配方的調製均以人工用移液器(pipette)去混合出溶液，由於人工操作以及感知上的差異，加上各種外在因素影響，每一個配方的原料變因就達數十種以上，且牽涉不同濃度的添加，變量更為複雜，僅試驗一個配方就非常耗時費力，其研發成本更由為可觀。

且實驗室進行的配方時常有高精度之需求，因此，自主研發一台自動化研發設備，盼預期將達到「精度誤差於1%內，出液量最小0.1ml」的目標，並能一次自動化的調配30種以上的原料，以大幅改善調配所需要的人力與時間成本，降低產業中研發單位的成本，其中，另要克服難以達到高精度需求的問題在於原料揮發、輸送管路變形、黏稠度，本案將克服此技術問題，使自動化機台具備高精度的實驗品質，如此為本發明高精度液體配方自動調配機及其配給裝置之解決方案。

本發明之高精度液體配方自動調配機，包括有一機台、一輸送裝置、與複數個液料配給裝置與一中控主機，該機台具有一工作平台，該工作平台上裝設有一承載架，該承載架上又開設有複數個入料孔；該輸送裝置具有一對應在各該入料孔下方位移的輸送台，該輸送台內具有一位移驅動器，該輸送台上具有複數個沿著位移方向直線排列的定位區與複數個位移感測元件，而各該位移感測元件係對應的裝設在各該定位區旁；各該液料配給裝置皆係裝設在該承載架上，並且對應在該入料孔旁，該液料配給裝置具有一底座，該底座內裝設有一蠕動幫浦與一電子控制元件，該蠕動幫浦與該電子控制元件電性連接，該底座外側又裝設有一用於填裝配方液料的液料瓶，該液料瓶內固設有一汲取管，該汲取管的另一端係設為出料管口，該出料管口則繞至該液料瓶外並通過該蠕動幫浦再朝向該入料孔下方；該中控主機係裝設在該機台上，該中控主機係分別與各該位移感測元件與各該電子控制元件連結；其中，各該液料配給裝置係分別填裝不同成分的液料，而各該定位區分別供一配方杯置放，透過該位移驅動器帶動該輸送台一路通過該入料孔下方，當各該配方杯通過指定的該液料配給裝置時，該液料配給裝置可將該液料瓶內的液料透過該蠕動幫浦擠壓該汲取管來汲取而出，並由該出料管口滴入該配方杯內，依此，各該配方杯依序通過每個指定的該液料配給裝置後，便可調配出依照該中控主機設定比例、份量與成分的高精度液體配方。

於一較佳實施例中，該工作平台上裝設有一附載架。

於一較佳實施例中，該定位區係設為開孔或是凹槽。

於一較佳實施例中，該位移驅動器係為滑軌、滾輪或磁吸等方式來帶動該輸送台進行線性的位移。

於一較佳實施例中，該底座外裝設有一導引塊，該導引塊用於固定該出料管口朝向該入料孔下方。

於一較佳實施例中，該中控主機係以無線或有線的方式分別與各該位移感測元件與各該電子控制元件連結。

於一較佳實施例中，該中控主機接設有一顯示器。

本發明之高精度液體配給裝置，包括有一液料配給裝置，該液料配給裝置具有一底座，該底座內裝設有一蠕動幫浦與一電子控制元件，該蠕動幫浦與該電子控制元件電性連接，該底座外側裝設有一液料瓶，該液料瓶係用於填裝配方的液料，又具有一使用鐵氟龍或鐵氟龍的複合材料製成的汲取管，該汲取管的一端係固定於該液料瓶內，另一端則係設計為尖頭的出料管口，該出料管口則繞至該液料瓶外並通過該蠕動幫浦，再繞至該底座外；該液料配給裝置係可設置複數個，各該液料配給裝置係分別填裝不同成分的液料並直線的排列在一調配機上，以便於在該調配機上製作高精度液體配方，由於該出料管口設計為尖頭，進而降低該出料管口的表面張力，讓該液料可更順直的滴落，同時避免該液料殘留於該出料管口處，而該汲取管使用鐵氟龍或鐵氟龍的複合材料，其較矽膠有更強的變形阻抗性，可避免瞬間壓力產生的變形，讓滴量更穩定、精準。

於一較佳實施例中，該底座外側裝設有一固定元件，該固定元件係用於將該液料瓶固定於該底座上，該固定元件係設有兩個，並且對應的裝設在該液料瓶的兩側，各該固定元件上進一步設置有二個長型的調整孔，各該調整孔供螺絲穿入再鎖固於該底座上，並且透過調整螺絲於各該調整孔的位置，可加大或縮小各該固定元件之間的空間，藉此用來搭配不同容量的該液料瓶。

於一較佳實施例中，該底座外裝設有一導引塊，該導引塊用於固定該出料管口朝向下方。

於一較佳實施例中，所述的高精度係設定在最小出液量為0.1ml，誤差值於1%內，精度達0.1mole。

1:機台

11:工作平台

12:承載架

121:入料孔

13:附載架

2:輸送裝置

21:輸送台

211:位移驅動器

22:定位區

23:位移感測元件

3:液料配給裝置

31:底座

32:蠕動幫浦

33:電子控制元件

34:固定元件

341:調整孔

35:液料瓶

36:汲取管

361:出料管口

37:導引塊

4:中控主機

41:顯示器

5:配方杯

A:液料

B:液體配方

[第1圖]係本發明調配機之整體結構立體分解示意圖。

[第2圖]係本發明調配機之整體結構平面示意圖。

[第3圖]係本發明調配機之整體結構剖面示意圖。

[第4圖]係本發明調配機之液料配給裝置立體分解示意圖。

[第5圖]係本發明調配機之液料配給裝置結構平面示意圖。

[第6圖]係本發明調配機之實施調配作動示意圖。

[第7A圖]係本發明調配機之液料配給裝置配置較大的液料瓶平面示意圖。

[第7B圖]係本發明調配機之液料配給裝置配置較小的液料瓶平面示意圖。

[第8圖]係本發明調配機之液料配給裝置配置更大的液料瓶平面示意圖。

[第9圖]係本發明調配機之實施校正或清洗作動示意圖。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本創作說明書之內容所揭示用於描述結構位置的「上」之用語，係指結構的任一表面位置，並非俗稱具有方向性的「上方」或「上面」。用於描述結構位置的「上方」、「下方」之用語，係指常規使用下結構位置的方向性。

本創作說明書之內容所揭示用於描述結構組合關係的「固設」、「裝設」或「設置」之用語，係指使用螺紋、卡榫、扣具、釘子、黏著劑或高週波任一方式結合，使得多個結構在組合後不會輕易的分離或掉落，但不限制為組合後不可分離者。

本創作說明書之內容所揭示用於描述結構組合關係的「連結」、或「電性連接」之用語，係指使用電線、電路板、網路線或無線網路任一方式進行通電或網路通訊的結合。

請參閱第1~5圖，分別為本發明高精度液體配方自動調配機及其配給裝置的立體示意圖以及內部結構剖面示意圖，如圖中所示，其結構配置至少包含一機台1、一輸送裝置2、與複數個液料配給裝置3與一中控主機4；其中，該機台1，具有一工作平台11，該工作平台11上裝設有一承載架12與一附載架13，該承載架12上又開設有一複數個入料孔121；其中，該輸送裝置2，具有一可對應在各該入料孔121下方位移的輸送台21，該輸送台21內具有一位移驅動器211，該輸送台21上具有複數個沿著位移方向直線排列的定位區22與複數個位移感測元件23，該定位區22是可設為開孔或是凹槽，而各該位移感測元件23係對應的裝設在各該定位區22旁；其中，各該液料配給裝置3係平均的裝設在該承載架12上，並且對應在該入料孔121旁，該液料配給裝置3具有一底座31，該底座31內裝設有一蠕動幫浦32與一電子控制元件33，該蠕動幫浦32與該電子控制元件33電性連接，該底座31外側又裝設有一固定元件34與一液料瓶35，該固定元件34係用於將該液料瓶35固定於該底座31上，該液料瓶35係用於填裝配方的液料A，又具有一汲取管36，該汲取管36的一端係固定於該液料瓶35內，另一端係設為出料管口361，該出料管口361則繞至該液料瓶35外並依序通過該固定元件34與該蠕動幫浦32，再繞至該底座31外，該底座31外並裝設有一導引塊37，該導引塊37用於固定該出料管口361朝向該入料孔121下方；該中控主機4係裝設在該機台1上，該中控主機4係以無線或有線的方式分別與各該位移感測元件23與各該電子控制元件33連結，該中控主機4更接設有一顯示器41以利於使用者觀看以及點選操作。

本發明之高精度液體配方自動調配機及其配給裝置，以下為調配機的使用操作說明，請參閱第1~4、6圖，在本實施例中，該承載架12上裝設有三十個該液料配給裝置3(兩兩相對分為兩排，每排十五個)，各該液料配給裝置3係分別填裝不同成分的液料A，該液料A係可為液態香精、香水原料、液態藥劑、酒精或飲品，使用者可預先將各該液料的品項於該中控主機4進行編列，再設定其調配組合的比例、份量與成分，而該輸送台21上設有五個該定位區22，且係為凹槽狀，以供五個配方杯5置放，透過該位移驅動器211帶動該輸送台21一路通過該入料孔121下方，當各該配方杯5通過指定的該液料配給裝置3時，該液料配給裝置3可將該液料瓶35內的液料A透過該蠕動幫浦32擠壓該汲取管36來汲取而出，並由該出料管口361滴入該配方杯5內，依此，各該配方杯5依序通過每個指定的該液料配給裝置3後，便可調配出依照設定比例、份量與成分的液體配方B；請參閱第1~3圖，該位移驅動器211所使用的驅動技術係可為滑軌、滾輪或磁吸等方式來帶動該輸送台21進行線性的位移，由於此類的線性位移技術常見於各種生產線作為輸送用途，亦不直接影響本發明技術，故不針對技術本身或結構組成加以贅述；請參閱第1~4、6圖，各該位移感測元件23係用於讓該中控主機4偵測位移之距離，假設各該出料管口361的間距是77mm，每當該位移感測元件23單次的位移量達到77mm，該中控主機4便可判斷該定位區22上的該配方杯5已位移達到下一個該出料管口361，當設定的成分分別在第1、2、4、7這四個位置的該液料配給裝置3，該中控主機4便可令該位移驅動器211分別在位移量達0mm((1-1)x77)、77mm((2-1)x77)、231mm((4-1)x77)與462mm((7-1)x77)的這四個位置停止，並添加設定的成分；請參閱第4~5圖，所述的高精度係設定在最小出液量為0.1ml，其中誤差值於1%內，精度達0.1mole，為了達到高精度的液體供給，在每次的該液料A滴定後，該蠕動幫浦32會自動的反轉，以將該汲取管36內的該液料A倒吸回去，同時也將該出料管口361設計為尖頭，進而降低該出料管口361的表面張力，讓該液料A可更順直的滴落，同時避免該液料A殘留於該出料管口361處，而該汲取管36係使用鐵氟龍(Polytetrafluoroethylene，PTFE)或鐵氟龍的複合材料，其較矽膠有更強的變形阻抗性，可避免瞬間壓力產生的變形，讓滴量更穩定、精準，而出液量的多寡是透過於該中控主機4設定，讓該電子控制元件33可依照設定內容來指示該蠕動幫浦32運轉，達成出液量之控制；請參閱第7A、7B圖，該固定元件34係設有兩個，並且對應的裝設在該液料瓶35的兩側，且各該固定元件34上可進一步設置有二個長型的調整孔341，各該調整孔341可供螺絲穿入再鎖固於該底座31上(圖中省略螺絲)，並且透過調整螺絲於各該調整孔341的位置，可加大或縮小各該固定元件34之間的空間，藉此用來搭配不同容量的該液料瓶35；請參閱第1、4、5、6、8圖，該液料配給裝置3可設計有不同大小的單位，圖中分別為1個與4個單位量的該液料配給裝置3，較常使用或是常作為基底等液量較大的該液料A係可放置在較大的該液料配給裝置3，亦即，使用者係可任意的將該液料配給裝置3由該承載架12上取下，不論是進行補充或替換其他的該液料A；請參閱第4、5、9圖，因為該液料配給裝置3在長時間使用後可能因各種原因產生的精度偏差，因此需要進行重新的校正與定位，而該液料瓶35內亦可替換成清洗液，並讓清洗液於該液料瓶35內與該汲取管36內流通洗淨，達到清洗之目的，所述之校正定位與清洗的動作，除了可直接在該承載架12上進行之外，單一個該液料配給裝置3亦可在該附載架13另外進行。

上述之實施例揭露，僅是本發明部分較佳的實施例選擇，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內所做的均等變化或潤飾，仍屬本發明涵蓋之範圍，而本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。