TWI755655B

TWI755655B - 填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備及其填充方法

Info

Publication number: TWI755655B
Application number: TW108143745A
Authority: TW
Inventors: 陳忠明
Original assignee: 凱馺國際股份有限公司
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2022-02-21
Also published as: TW202120859A

Abstract

一種填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備及其填充方法，該填充設備包含有一主架體、一氣體壓縮模組、一加壓馬達、一管線模組、一鋼瓶固定模組、一控制模組所構成；本發明採用半自動的填充設備為待填充鋼瓶填入二氧化碳，操作人員只需要將待填充鋼瓶組裝於鋼瓶固定模組，啟動該控制模組，即可由氣體壓縮模組與加壓馬達作用下形成壓縮的二氧化碳，利用該管線模組為待填充鋼瓶填入二氧化碳，據此，本發明讓操作人員能同時管控填裝作業進行，增加效率。

Description

填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備及其填充方法

本發明與氣體填充技術有關，特別是指一種填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備及其填充方法。

按，氣泡水機已經是家中常見的設備，透過氣泡水機產生的氣泡水具有消脂、促進消化，且氣泡的口感更能取代市售的汽水、可樂、沙士等具有糖分的飲料。

氣泡水機能產生氣泡主要是運用安裝在機體上的鋼瓶，該鋼瓶內部充填食品級的二氧化碳氣體，將其加壓注入汽水瓶中，即可獲得氣泡水。

可以理解到鋼瓶內的氣體是會被消耗用盡，使用者必須更換充滿二氧化碳氣體的鋼瓶(即是新瓶)，才能繼續使用氣泡水機。

也因此不少業者看中鋼瓶的商機，紛紛投入鋼瓶填充氣體的相關行業。

目前的氣體鋼瓶填充技術可以參閱以下的網頁：https：//reurl.cc/24aAnr或者https：//reurl.cc/W4bYpx都有相關影片與技術的說明，在此就不多加贅述。

但是從習用技術觀察，習用技術有下列待改善部分：

1.習用技術基本上都是以手控操作，操作人員必須不斷的進行旋緊/旋鬆連接閥的動作，動作相當繁瑣與浪費時間。

2.習用技術以主要鋼瓶的壓力差將二氧化碳灌入待填充鋼瓶；但是當主要鋼瓶內的二氧化碳逐漸用畢後，兩端的壓力差自然會達到平衡，也因壓力平衡導致填充二氧化碳的時間拉長，相當沒有效率。

3.待填充鋼瓶內難免會有殘留一些未使用完的二氧化碳，若以習用技術來填充二氧化碳，會有食安上的疑慮。

4.待充填鋼瓶在上機後沒有檢測結構或是檢測機制，若填充不恰當或者待填充鋼瓶結構破損，則可能會產生鋼瓶爆炸的工安問題。

如何改善習用技術的缺失，乃相關業者積極解決之課題。

本發明的主要目的即在於提供一種填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備，採用半自動的填充設備為待填充鋼瓶填入二氧化碳，操作人員只需要將待填充鋼瓶組裝於填充設備上，即可由填充設備為待填充鋼瓶填入二氧化碳，讓操作人員能同時管控填裝作業進行，增加效率。

本發明的次要目的即在於提供一種填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備，該填充設備具有加壓模組，在填充作業的過程中，保持填充二氧化碳的速率，維持填裝二氧化碳的效率。

本發明的又一目的即在於提供一種運用填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備的填充方法，大幅度改善習用技術生產時間冗長的缺失。

本發明的再一目的即在於提供一種運用填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備的填充方法，在待填充鋼瓶在充填氣體前利用瓶內壓力檢測該待填充鋼瓶的結構性。

緣此，本發明之填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備，其結構包含有：一主架體(1)、一氣體壓縮模組(2)、一加壓馬達(3)、一管線模組(4)、一鋼瓶固定模組(5)、一控制模組(6)所構成；

前述的主架體(1)設有多個安裝部(11)，該管線模組(4)、該鋼瓶固定模組(5)與該控制模組(6)設置於該安裝部(11)；

所述的氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)連接，該氣體壓縮模組(2)與一供應二氧化碳的氣體供應端(7)連接，藉由該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)將二氧化碳壓縮後，利用該管線模組(4)將氣體加以傳輸；

所述的管線模組(4)安裝於該主架體(1)的安裝部(11)，該管線模組(4)分別與該氣體壓縮模組(2)、該鋼瓶固定模組(5)連接，該管線模組(4)將壓縮過的二氧化碳引導至該鋼瓶固定模組(5)，並對至少一待填充鋼瓶(8)充填二氧化碳，該管線模組(4)更包含有一壓力計(42)，所述的壓力計(42)用於偵測該管線模組(4)及該待填充鋼瓶(8)的壓力值；

該氣體壓縮模組(2)包含有一控制二氧化碳流動的電磁閥(21)，該控制模組(6)與該電磁閥(21)連接，進而控制二氧化碳流入該管路模組(4)；

所述的鋼瓶固定模組(5)與該管線模組(4)連接，該鋼瓶固定模組(5)至少包含固定該待填充鋼瓶(8)之連接閥(51)，藉由該連接閥(51)將二氧化碳注入該待填充鋼瓶(8)；該管線模組(4)更包含有一抽氣單元(41)，前述的抽氣單元(41)與該連接閥(51)連接，用於將該待填充鋼瓶(8)內的殘留氣體抽出保持待填充鋼瓶(8)內部空間；

所述的控制模組(6)電性連接於該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)，並加以控制該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)啟閉功能，該控制模組(61)更包含有一操控部(61)，藉由該操控部(61)電性控制該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)，進而對該待填充鋼瓶(8)進行二氧化碳填充作業；該控制模組(6)的操控部(61)具有一顯示面板(62)，所述的控制模組(6)依據該待填充鋼瓶(8)的體積設定不同的注入二氧化碳流量。

在本發明的實施例中，該鋼瓶固定模組(5)更包含有一秤重器(52)，前述的秤重器(52)與該控制模組(6)電性連接，藉由設定該秤重器(52)的預定重量，控制填充二氧化碳作業進行或結束。

在本發明的實施例中，該連接閥(51)更設有一流量計(53)，所述的流量計(53)用於統計出流入該待填充鋼瓶(8)的二氧化碳重量，又該流量計(53)與該控制模組(6)電性連接，依據流量計(53)的數據控制填充二氧化碳作業進行或結束。

在本發明的實施例中，鋼瓶固定模組(5)係以直立的方式設置於該主架體(1)。

在本發明的實施例中，鋼瓶固定模組(5)係以橫躺的方式設置於該主架體(1)。

在本發明的實施例中，鋼瓶固定模組(5)更包含有一輔助推進單元(54)，所述的輔助推進單元(54)推動該待填充鋼瓶(8)朝著該連接閥(51)推進，並將該待填充鋼瓶(8)與該連接閥(51)連接；前述的輔助推進單元(54)係透過手輪推進一螺桿，由該螺桿推動該待填充鋼瓶(8)朝著該連接閥(51)推進；或者輔助推進單元(54)是由一步進馬達帶動該待填充鋼瓶(8)朝著該連接閥(51)推進。

在本發明的實施例中，連接閥(51)設有內螺紋部，前述的待填充鋼瓶(8)具有一連接的瓶口(81)，所述的瓶口(81)具有外螺紋部，藉由螺合的方式將該待填充鋼瓶(8)連接於該連接閥(51)。

在本發明的實施例中，該管路模組(4)更包含有一壓力偵測模組(43)，所述的壓力偵測模組(43)用於偵測該待填充鋼瓶(8)的內壓，進而判斷出有無結構破損的情況。

運用前述的填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備之填充方法，其包含有：

一架設流程，將該待填充鋼瓶(8)組裝於該鋼瓶固定模組(5)之連接閥(51)，使得該待填充鋼瓶(8)與該管路模組(4)呈導通狀態；

一抽真空流程，將二氧化碳注入該待填充鋼瓶(8)，等待數秒後對其瓶內空間透過該抽氣單元(41)抽真空，將殘存氣體抽出；

一填充二氧化碳流程，該控制模組(6)依據設定填充量透過該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)產生的壓縮二氧化碳經由該管線模組(4)注入該待填充鋼瓶(8)；

一管控流程，藉由感測模組偵測該待填充鋼瓶(8)注入的二氧化碳容量；

一完成流程，透過該控制模組(6)產生聲音或光影提示，告知操作人員以完成填充作業。

在前述的實施例中，其中，該抽真空流程，更利用一壓力偵測模組(43)在二氧化碳注入該待填充鋼瓶(8)時，檢測該待填充鋼瓶(8)有無結構破裂的情況。

透過上述之結構，本發明可以提供的功效簡述如下：

1.本發明將目前的填充設備加以整合、系統化，操作人員只要將待填充鋼瓶(8)放在該鋼瓶固定模組(5)，藉由該輔助推進單元(54)將待填充鋼瓶(8)加以固定，並且進行二氧化碳填充作業，如此一來能達到一人同時管理多部設備，大幅提升生產量。

2.本發明配合壓力偵測模組(43)在填充二氧化碳前先檢測待填充鋼瓶的結構性，保護操作人員安全。

3.本發明能透過秤重器(52)或者流量計(53)以計量的方式填充該待填充鋼瓶(8)，如此一來大幅提升產品質量，讓每一次填充二氧化碳的容量確實、準確。

4.本發明採用一鍵控制的技術，操作人員只要管理要填充的待填充鋼瓶(8)容量，即可為該待填充鋼瓶(8)填充二氧化碳，免除習用技術不經準、不確實的填充方式，嚴格控管品質。

(1)‧‧‧主架體

(11)‧‧‧安裝部

(2)‧‧‧氣體壓縮模組

(21)‧‧‧電磁閥

(3)‧‧‧加壓馬達

(4)‧‧‧管線模組

(41)‧‧‧抽氣單元

(42)‧‧‧壓力計

(43)‧‧‧壓力偵測模組

(5)‧‧‧鋼瓶固定模組

(51)‧‧‧連接閥

(52)‧‧‧秤重器

(53)‧‧‧流量計

(54)‧‧‧輔助推進單元

(6)‧‧‧控制模組

(61)‧‧‧操控部

(62)‧‧‧顯示面板

(7)‧‧‧氣體供應端

(8)‧‧‧待填充鋼瓶

(81)‧‧‧瓶口

(91)‧‧‧送料設備

(92)‧‧‧取料設備

(93)‧‧‧輸送帶設備

第一圖係本發明之結構示意圖。

第二圖係該主架體的結構圖。

第三圖係本發明鋼瓶固定模組與待填充鋼瓶的結合示意圖。

第四圖係本發明第二實施例的結構圖。

第五圖係本發明之鋼瓶固定模組以直立的方式固定鋼瓶。

第六圖係本發明之鋼瓶固定模組以橫躺的方式固定鋼瓶。

第七圖係該輔助推進單元的結構圖(一)。

第八圖係該輔助推進單元的結構圖(二)。

第九圖係該連接閥與該瓶口的連接方式。

第十圖係控制模組設定容量的示意圖。

第十一圖係本發明之填充方法流程圖。

第十二圖係本發明運用在全自動化生產線之系統圖。

請參閱第一至四圖，本發明之填充氣泡水機鋼瓶之氣體填充設備及其填充方法主要包含有：一主架體(1)、一氣體壓縮模組(2)、一加壓馬達(3)、一管線模組(4)、一鋼瓶固定模組(5)、一控制模組(6)所構成。

請參閱第一、四圖，前述的主架體(1)設有多個安裝部(11)，該管線模組(4)、該鋼瓶固定模組(5)與該控制模組(6)設置於該安裝部(11)；請參閱第四圖，在本實施例中，若該主架體(1)的空間充足，則該該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)可選擇性組裝在該主架體(1)。

如第一至四圖所示，所述的氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)連接，該氣體壓縮模組(2)與一供應二氧化碳的氣體供應端(7)連接，藉由該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)將二氧化碳壓縮後，利用該管線模組(4)將氣體加以傳輸；所述的管線模組(4)安裝於該主架體(1)的安裝部(11)，該管線模組(4)分別與該氣體壓縮模組(2)、該鋼瓶固定模組(5)連接，該管線模組(4)將壓縮過的二氧化碳引導至該鋼瓶固定模組(5)，並對至少一待填充鋼瓶(8)充填二氧化碳。

請參閱第一、三圖，所述的鋼瓶固定模組(5)與該管線模組(4) 連接，該鋼瓶固定模組(5)至少包含固定該待填充鋼瓶(8)之連接閥(51)，藉由該連接閥(51)將二氧化碳注入該待填充鋼瓶(8)。再者，該管線模組(4)更包含有一壓力計(42)，所述的壓力計(42)用於偵測該管線模組(4)及該待填充鋼瓶(8)的壓力值。

運用上述的實施例的概念，請參閱第五圖，該鋼瓶固定模組(5)係以直立的方式設置於該主架體(1)；如第六圖所示該鋼瓶固定模組(5)係以橫躺的方式設置於該主架體(1)。據此，生產廠商能依據工廠環境選擇適合的機種，以便於填充作業進行。

如第一、四圖所示，所述的控制模組(6)電性連接於該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)，並加以控制該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)啟閉功能，該控制模組(61)更包含有一操控部(61)，藉由該操控部(61)電性控制該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)，進而對該待填充鋼瓶(8)進行二氧化碳填充作業；該控制模組(6)的操控部(61)具有一顯示面板(62)，所述的顯示面板(62)提供設定數據、光影提示功能，所述的控制模組(6)依據該待填充鋼瓶(8)的體積設定不同的注入二氧化碳流量。

依據上述的結構，本發明的填裝方法與結構使用的方式如下：

1.請參閱第一或四、十圖所示，一架設流程：將該待填充鋼瓶(8)安裝於該鋼瓶固定模組(5)，使得該待填充鋼瓶(8)與該管路模組(4)呈導通狀態；其中，為了避免該待填充鋼瓶(8)在充填時脫離，所以該鋼瓶固定模組(5)更包含有一輔助推進單元(54)，所述的輔助推進單元(54)推動該待填充鋼瓶(8)朝著該連接閥(51)推進，並將該待填充鋼瓶(8)與該連接閥(51)連接；如第七圖所示，該輔助推進單元(54)係透過手輪推進一螺桿，由該螺桿推動該待填充鋼瓶(8)朝著該連接閥(51)推進。或者如第八圖所示，該輔助推進單元(54)是由一步進馬達帶動該待填充鋼瓶(8)朝著該連接閥(51)推進。

2.請參閱第九圖，在上述的實施例中，除了可利用輔助推進單元(54)將該待填充鋼瓶(8)拘束其位置外，也能以下列方式實施該連接閥(51)設有內螺紋部，前述的待填充鋼瓶(8)具有一連接的瓶口(81)，所述的瓶口(81)具有外螺紋部，藉由螺合的方式將該待填充鋼瓶(8)連接於該連接閥(51)。

3.如第五、六、十圖所示，一抽真空流程，等待數秒後對其瓶內空間透過該抽氣單元(41)抽真空，將殘存氣體抽出；值得一提的是在本步驟中更利用該壓力偵測模組(43)在二氧化碳注入該待填充鋼瓶(8)時，檢測該待填充鋼瓶(8)有無結構破裂的情況。

4.如第十、十一圖所示，一填充二氧化碳流程，控制模組(6)依據設定填充量透過該氣體壓縮模組(2)與該加壓馬達(3)產生的壓縮二氧化碳經由該管線模組(4)注入該待填充鋼瓶(8)；在本步驟中所述的控制模組(6)依據該待填充鋼瓶(8)的體積設定不同的注入二氧化碳流量，舉例而言若是0.6公升的待填充鋼瓶(8)其需要填入420公克的二氧化碳；若是1.2公升的待填充鋼瓶(8)其需要填入840公克的二氧化碳。

5.如第十圖所示，一管控流程藉由感測模組偵測該待填充鋼瓶(8)注入的二氧化碳容量；而本發明可以運用下列兩種方式測定待填充鋼瓶(8)有無到達設定值，第一種是如第六圖所示的結構，在該鋼瓶固定模組(5)更包含有一秤重器(52)，前述的秤重器(52)與該控制模組(6)電性連接，藉由設定該秤重器(52)的預定重量，控制填充二氧化碳作業進行或結束；第二種是如第五圖所示的結構，該連接閥(51)更設有一流量計(53)，所述的流量計(53)用於統計出流入該待填充鋼瓶(8)的二氧化碳重量，又該流量計(53)與該控制模組(6)電性連接，依據流量計(53)的數據控制填充二氧化碳作業進行或結束。以上兩種實施例都是本發明可以運用的方式，且填充的數據相當精確，因此能準確的控管二氧化碳的容量。

6.如第十圖所示，一完成流程，透過該控制模組(6)產生聲音或光影提示，告知操作人員以完成填充作業。

7.由上述1~6點可得知本發明將目前的填充設備加以整合、系統化，操作人員只要將待填充鋼瓶(8)放在該鋼瓶固定模組(5)，藉由該輔助推進單元(54)將待填充鋼瓶(8)加以固定，並且進行二氧化碳填充作業，如此一來能達到一人同時管理多部設備，大幅提升生產量。

8.如第十二圖所示，本發明進一步能運用在一全自動生產線，基本上的配置包含有第三圖之氣泡水機用鋼瓶之二氧化碳填充設備，至少一送料設備(91)、至少一取料設備(92)、至少一輸送帶設備(93)，前述的送料設備(91)、該取料設備(92)、該輸送帶設備(93)皆與該控制模組(6)連接，並受到該控制模組(6)的操作下，進行上料、下料、輸送等作業，詳言之：啟動後，控制模組(6)命令該送料設備(91)係將待填充鋼瓶(8)放入該鋼瓶固定模組(5)，接續該控制模組命令氣體壓縮模組(2)及該加壓馬達(3)動作對該待填充鋼瓶(8)進行二氧化碳填充；當充滿氣體後由該取料設備(92)將鋼瓶取下放入該輸送帶設備(93)；進一步該輸送帶設備(93)也設置一秤重計(圖未繪出)，由於在填充氣體的過程中該秤重計(52)重量會因充氣動作而有些許誤差，藉由該輸送帶設備(93)所設置的秤重計，以靜態量測的方式測量鋼瓶整體重量，確保重量確實無誤，提高品質之目的。其中，該送料設備(91)與該取料設備(92)可選用機械手臂、或者整合視覺模組的機械手、或者閘門開關都是本發明可以運用的方式。

綜上所述，本發明構成結構均未曾見於諸書刊或公開使用，誠符合發明專利申請要件，懇請鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。

需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施立即所運用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生之功能仍未超出說明書及圖式所涵蓋之精神時，均應在本發明之範圍內，合予陳明。