專利名稱：一種液體灌裝機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種包裝設(shè)備，特別涉及一種灌裝機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，常見的液體灌裝機(jī)的結(jié)構(gòu)及控制方法主要有兩種第一種為單氣缸式儲液罐內(nèi)等高液面及回流控制方法；第二種為外置式雙氣缸控制每個灌裝頭，無需儲液罐液面恒定計量方式的控制方法。其中，第一種的單氣缸式儲液罐內(nèi)等高液面及回流控制方法如圖1所示，包括機(jī)架、報警燈、觸摸屏、進(jìn)液管、旁路儲液罐、旁路儲液罐浮動開關(guān)、衛(wèi)生級防爆泵、灌裝機(jī)儲液罐、氣缸、灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)、灌裝閥閥芯、溢流管口、溢流管、主傳動軸，其中進(jìn)液管與旁路儲液罐下端相連，旁路儲液罐浮動開關(guān)位于旁路儲液罐內(nèi)，旁路儲液罐的另一端通過回流管道、穿過機(jī)架上端、與灌裝機(jī)儲液罐上端相連，灌裝機(jī)儲液罐位于機(jī)架內(nèi)，旁路儲液罐與灌裝機(jī)儲液罐之間設(shè)置衛(wèi)生級防爆泵，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)設(shè)置左右兩組氣缸，并且還設(shè)置有灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)，灌裝機(jī)儲液罐兩側(cè)還設(shè)有透氣孔，灌裝機(jī)儲液罐下端左右兩邊各設(shè)置一個灌裝頭，氣缸的下端為灌裝閥閥芯，灌裝閥閥芯與灌裝頭相對應(yīng)，灌裝頭下方設(shè)置有托瓶盤，灌裝機(jī)儲液罐的下端中間設(shè)置溢流管口，溢流管一端與溢流管口相連，并穿過主傳動軸，另一端連接旁路儲液罐。另外，機(jī)架外側(cè)連接觸摸屏，觸摸屏上端連接報警燈。其工作原理為液體通過進(jìn)液管進(jìn)入旁路儲液罐，當(dāng)液面達(dá)到旁路儲液罐浮動開關(guān)的設(shè)定值后，衛(wèi)生級防爆泵開始運(yùn)轉(zhuǎn)，旁路儲液罐內(nèi)的液體隨之被送往灌裝機(jī)儲液罐。當(dāng)灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)的液面達(dá)到灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)的設(shè)定值后，灌裝機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，然后通過推動氣缸以向上的力F打開灌裝閥閥芯開始灌裝。若液體在灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)的高度超過溢流管口，會通過溢流管溢流入旁路儲液罐內(nèi)，再經(jīng)衛(wèi)生級防爆泵將多余溢流出來的液體抽回灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)，這樣往復(fù)循環(huán)達(dá)到儲液罐內(nèi)液面高度一致的目的；這種結(jié)構(gòu)的灌裝機(jī)，在灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)液體高度保持一致(壓強(qiáng)不變)，灌裝閥灌裝孔不變(灌裝孔面積不變)的情況下，由工控電腦利用如下程序方程達(dá)到計量目的1 sqrt (2gh) =V流速；(大氣壓下情況)sqrt為開根號，g為重力加速度，h儲液罐內(nèi)液體高度2 =V流速X S孔面積=Q流量；3 Q流量X T時間=V體積。由此3個方程可求出液體體積。這種計量方法對灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)液面高度的一致性要求特別嚴(yán)格，液面高度差 2-3mm的情況下計量精度就會偏差lmL，因此為保持液面一致，國內(nèi)國外都采用了回流裝置系統(tǒng)(即設(shè)置有旁路儲液罐及旁路儲液罐浮動開關(guān)、衛(wèi)生級防爆泵等)，因此計量誤差大、設(shè)備造價高、回流系統(tǒng)占地面積大，控制調(diào)試容易出故障，并出故障時液體會溢流到地面，回流系統(tǒng)回流管道長，接頭比較多，導(dǎo)致密封性差。這種結(jié)構(gòu)的灌裝機(jī)存在以下缺點(diǎn)[0013]1)設(shè)備造價特別高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜(為保持液面一致，國內(nèi)國外都采用了回流裝置系統(tǒng)，即設(shè)置有旁路儲液罐及旁路儲液罐浮動開關(guān)、衛(wèi)生級防爆泵等)；2)灌裝容量誤差大灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)液面保持一致性要求特別嚴(yán)格，液面高度差 Imm的情況下灌裝精度就會偏差lmL，并且回轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)在工作中，儲液罐是一種圓周運(yùn)動，帶有向心力，所以難以控制液面高度保持一致性，導(dǎo)致灌裝計量誤差大；3)工控電腦控制點(diǎn)數(shù)多并且復(fù)雜，啟動頻繁容易損壞；4)液體在灌裝過程中密封性差，液體容易揮發(fā)降低濃度，安全性不高；5)如遇到機(jī)器調(diào)試不正常時，液體經(jīng)常溢流到地面；6)體積大占用空間。7)由于回轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，導(dǎo)致向心力比較大，儲液罐內(nèi)液面會形成“凹” 形，計量精度下降。第二種為外置式雙氣缸控制每個灌裝頭，無需儲液罐液面恒定計量方式的控制方法如圖2所示，主要由灌裝機(jī)儲液罐、液位浮動開關(guān)、儲液杯、進(jìn)液管、儲液杯進(jìn)液閥氣缸、 磁致伸縮液位傳感器、灌裝閥氣缸、灌裝閥體、灌裝閥芯、托瓶盤、機(jī)架、儲液杯進(jìn)液閥、進(jìn)液閥芯組成。其中進(jìn)液管與灌裝機(jī)儲液罐相連，液位浮動開關(guān)位于灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)，儲液杯通過進(jìn)液閥與灌裝機(jī)儲液罐相連，灌裝閥體與儲液杯相連。另外機(jī)架外側(cè)連接觸摸屏，觸摸屏上端連接報警器。其工作原理為灌裝液體通過進(jìn)液管進(jìn)入灌裝機(jī)儲液罐，當(dāng)灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)的液面高度達(dá)到浮動開關(guān)的設(shè)定值后關(guān)閉球閥，當(dāng)光電開關(guān)檢測到有玻瓶后，儲液杯進(jìn)液閥氣缸動作提起進(jìn)液閥芯，使其灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)的液體進(jìn)入到儲液杯內(nèi)，當(dāng)磁致伸縮液位傳感器給出的模擬量信號達(dá)到需要灌裝液體的體積高度時(模擬信號說明隨著液位的升高磁致傳感器給出4-20毫安或0-10V的模擬信號給工控電腦的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量模塊， 4-20mA對應(yīng)數(shù)字量模塊6400-32000，利用此數(shù)字量可計算出液位達(dá)到的高度)，儲液進(jìn)液閥氣缸關(guān)閉，使其每次灌裝的液面都保持一致(體積相同)。這種結(jié)構(gòu)的灌裝機(jī)，由工控電腦利用如下程序方程達(dá)到計量目的l:v 體積=S 杯 XHν體積為在觸摸屏上輸入的需要灌裝的液體體積；S杯為儲液杯面積；H為儲液杯內(nèi)液體高度2 :H= (AIW0-6400) Xh/32000-6400AIffO為磁致傳感器給出的信號轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量(6400-32000范圍之間)；h為磁致傳感器能夠檢測的液面高度的最大值；H為儲液杯內(nèi)液體高度3、綜合以上方程可得出ν 體積 /S 杯=(AIW0-6400) X h/32000-6400當(dāng)AIWO給出的信號達(dá)到方程中的數(shù)字，則進(jìn)液閥氣缸⑤關(guān)閉，阻斷進(jìn)入儲液杯③ 的液體，使其儲液杯③內(nèi)的液體體積等于需要灌裝的液體體積。這種結(jié)構(gòu)的灌裝機(jī)存在以下缺點(diǎn)1)設(shè)備造價極高；2)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，氣缸與氣動電磁閥數(shù)量比本次實用新型的灌裝機(jī)多1倍，每個灌裝頭必須配置2個氣缸與氣動電磁閥，另外每個灌裝頭還要配一支磁致伸縮液位傳感器；3)工控電腦控制點(diǎn)數(shù)非常多，啟動頻繁容易損壞。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的在于針對上述存在的問題，提供一種加工簡單、生產(chǎn)成本低而且工控電腦輸出點(diǎn)數(shù)少、響應(yīng)時間快、灌裝精度更高的液體灌裝機(jī)。本實用新型單氣缸內(nèi)置式恒定液面杯控制方法，主要取消了原有方法一的旁路儲液罐及回流系統(tǒng)和原有方法二的儲液杯進(jìn)液閥氣缸、磁致伸縮液位傳感器，僅采用灌裝機(jī)儲液罐與恒定液面杯，讓灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)的液面設(shè)計成高于恒定液面杯的形式，所采用的技術(shù)方案為—種液體灌裝機(jī)，包括機(jī)架、進(jìn)液管和灌裝機(jī)儲液罐，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)設(shè)置有灌裝機(jī)浮動開關(guān)，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)設(shè)置有恒定液面杯體，進(jìn)液管穿過機(jī)架上端直接與灌裝機(jī)儲液罐上端連接，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)還設(shè)置有灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)和氣缸，每個灌裝頭對應(yīng)一個氣缸，每個氣缸下端為灌裝閥閥芯，每個氣缸的活塞桿和灌裝閥閥芯分別位于同一恒定液面杯體內(nèi)，活塞桿從恒定液面杯體上端穿過，恒定液面杯體上設(shè)置有進(jìn)液口、灌裝前通氣管和灌裝進(jìn)行中通氣管，在活塞桿上設(shè)置有與進(jìn)液口、灌裝前通氣管和灌裝進(jìn)行中通氣管相對應(yīng)的密封墊、灌裝前通氣管密封墊和灌裝進(jìn)行中通氣管密封墊。作為優(yōu)選機(jī)架外側(cè)連接觸摸屏，觸摸屏上端連接報警燈具體工作原理如下如圖3，灌裝液體通過進(jìn)液管進(jìn)入到儲液罐內(nèi)，當(dāng)儲液罐內(nèi)的液體高度達(dá)到液位浮動開關(guān)的設(shè)定值后關(guān)閉球閥，當(dāng)光電開關(guān)檢測到有玻瓶后，再由工控電腦推動氣缸以向上的力同時提起灌裝閥閥芯、進(jìn)液口密封墊、灌裝前進(jìn)氣管密封墊和灌裝進(jìn)行中進(jìn)氣管密封墊，使其在灌裝的同時切斷儲液罐進(jìn)入恒定液面杯體與灌裝前進(jìn)氣管內(nèi)的液體，也打開了灌裝進(jìn)行中進(jìn)氣管(如圖4)，需要提起氣缸的灌裝時間由如下兩種程序方程獲得。方法一 1:V=KX sqrt (2gh)；(大氣壓下情況)V為流速、K為流量系數(shù)、sqrt為開根號，g為重力加速度，h為液面高度；2 dq流量變化量=(dV)流速變化量X s閥孔面積；3 杯體內(nèi)液體體積變化量(dv) = (dq)流量變化量X (dt)時間變化量；4 杯體內(nèi)液體體積變化量(dv) =等高液面杯內(nèi)液體高度變化量(dh)XS液面杯面積。綜合以上4方程可得出微分方程(dh) / (dt) =KXsqrt (2gh) X s 閥孔面積 /S 容器面積再利用此微分方程列出積分方程.(dt)= / (dh) XS 容 / KXsqrt(2gh) Xs 閥孔面積/為積分區(qū)間W，H]。利用列出的積分方程用于設(shè)置工控電腦PID積分方程運(yùn)算，以此達(dá)到在觸摸屏上輸入不同體積(dv)時，工控電腦自動計算出需要控制氣缸推動灌裝閥閥芯的灌裝時間 (dt),以此達(dá)到精確控制灌裝量的目的。[0052]方法二對每個灌裝頭進(jìn)行2秒和5秒的實際測量，把2秒時實際灌裝量記為(ML2)，把5 秒時實際測量記為(ML5)，把在觸摸屏上輸入的目標(biāo)灌裝量記為(ML目)，再由以下方程達(dá)到計量目的；ML 目 _ML2=MLXML5-ML2=MLYMLXX3000=XX/MLY=YY+2000=T于是有〔(ML目-ML2) X 3000/ (ML5-ML2)〕+2000=T通過此程序方程也可達(dá)到在觸摸屏上輸入不同體積(ML目)時，工控電腦自動計算出需要控制氣缸推動灌裝閥閥芯的灌裝時間(T)，以此達(dá)到精確控制灌裝量的目的。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是1)計量灌裝精度高；2)灌裝機(jī)加工簡單，工控電腦輸出點(diǎn)少，比第一種單氣缸式儲液罐內(nèi)等高液面及回流控制方法方法精確；3)這種計量方法的灌裝機(jī)每臺比第二種灌裝機(jī)造價成本降低1/2以上；3)經(jīng)久耐用，控制液面簡單化，提高了可靠性；4)無需回流控制，省電，維修簡單；5)密封性好，安全，液體在灌裝過程中不易揮發(fā)；6)液體在灌裝開始時灌裝速度快，但隨著杯內(nèi)液體高度的下降灌裝速度也會下降，從而使液體入瓶所產(chǎn)生的氣泡減少，不僅提高灌裝精度而且灌裝速度反而更快；7)該實用新型運(yùn)用廣泛，可用于回轉(zhuǎn)式、排式等不含氣體的液體灌裝機(jī)。

圖1是本實用新型背景技術(shù)灌裝機(jī)第一種方法示意圖；圖2是本實用新型背景技術(shù)灌裝機(jī)第二種方法示意圖圖3是本實用新型實施灌裝前的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型實施灌裝進(jìn)行中的使用狀態(tài)圖。圖1中標(biāo)記1為機(jī)架；2為進(jìn)液管；3為旁路儲液罐；4為旁路儲液罐浮動開關(guān)；5 為衛(wèi)生級防爆泵；6為灌裝機(jī)儲液罐；7為氣缸；8為灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)；9為灌裝閥閥芯；10為溢流管口 ；11為溢流管；12為主傳動軸；13為透氣孔；14為恒定液面杯體，15為進(jìn)液口 ；16為進(jìn)液口密封墊；17為灌裝前通氣管；18為報警燈；19為觸摸屏；20為回流管道；21為托瓶盤；22為灌裝頭；A為旁路儲液罐內(nèi)液面高度；B為背景技術(shù)的灌裝機(jī)內(nèi)液面高度；C為實施例1中灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)液面高度；D為杯體內(nèi)液面高度；E為實施例1中杯體上端內(nèi)側(cè)到灌裝機(jī)儲液罐的液面距離；圖2中標(biāo)記1為灌裝機(jī)儲液罐、2為液位浮動開關(guān)、3為儲液杯、4為進(jìn)液管、5為儲液杯進(jìn)液閥氣缸、6為磁致伸縮液位傳感器、7為灌裝閥氣缸、8為灌裝閥體、9為灌裝閥芯、 10為托瓶盤、11為機(jī)架、12為儲液杯進(jìn)液閥、13為進(jìn)液閥芯；[0076]圖3和圖4中標(biāo)記1為機(jī)架、2為進(jìn)液管，3為灌裝前進(jìn)氣管密封墊圈、4為灌裝進(jìn)行中進(jìn)氣管密封墊圈、5為進(jìn)液球閥、6為灌裝機(jī)儲液罐，7為氣缸，8為灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)，9為灌裝閥閥芯，10為灌裝進(jìn)行中通氣管、12為主傳動軸，13為透氣孔，14為恒定液面杯體，15為進(jìn)液口，16為進(jìn)液口密封墊，17為灌裝前通氣管，18為報警燈，19為觸摸屏，21為托瓶盤，22為灌裝頭。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。實施例1 如圖3所示，一種液體灌裝機(jī)，包括機(jī)架1、進(jìn)液管2，灌裝前進(jìn)氣管密封墊圈3、灌裝進(jìn)行中進(jìn)氣管密封墊圈4、進(jìn)液球閥5、灌裝機(jī)儲液罐6，氣缸7，灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)8， 灌裝閥閥芯9，灌裝進(jìn)行中通氣管10、主傳動軸12，透氣孔13，恒定液面杯體14，進(jìn)液口 15， 進(jìn)液口密封墊16，灌裝前通氣管17，報警燈18，觸摸屏19，托瓶盤21和灌裝頭22，其中，進(jìn)液管2穿過機(jī)架1上端直接與灌裝機(jī)儲液罐6上端連接，灌裝機(jī)儲液罐6內(nèi)設(shè)置有灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)8和多組氣缸7，每組氣缸7下端為灌裝閥閥芯9，每組氣缸7的活塞桿和灌裝閥閥芯9分別位于恒定液面杯體14內(nèi)，活塞桿從恒定液面杯體14上端穿過，恒定液面杯體14上設(shè)置有進(jìn)液口 15、灌裝前通氣管17和灌裝進(jìn)行中通氣管10，在活塞桿上套設(shè)有與進(jìn)液口 15、灌裝前通氣管17和灌裝進(jìn)行中通氣管10相對應(yīng)的進(jìn)液口密封墊16、灌裝前通氣管密封墊3和灌裝進(jìn)行中通氣管密封墊4 ；機(jī)架1外側(cè)連接觸摸屏19，觸摸屏19上端連接報警燈18 ； 在灌裝時(如圖4)，進(jìn)液管2將液體輸入灌裝機(jī)儲液罐6后流入恒定液面杯體14， 使恒定液面杯體14注滿并且使灌裝機(jī)儲液罐6內(nèi)液面高度高于恒定液面杯體14，當(dāng)灌裝機(jī)儲液罐6內(nèi)液面高度達(dá)到灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)8的設(shè)置高度后關(guān)閉進(jìn)液球閥5，當(dāng)光電開關(guān)檢測到有玻瓶后，再由工控電腦推動氣缸以向上的力同時提起灌裝閥閥芯9、進(jìn)液口密封墊16、灌裝前進(jìn)氣管密封墊3和灌裝進(jìn)行中進(jìn)氣管密封墊4，使其在灌裝的同時切斷儲液罐 6進(jìn)入恒定液面杯14與灌裝前進(jìn)氣管17內(nèi)的液體，也打開了灌裝進(jìn)行中進(jìn)氣管10。
權(quán)利要求1.一種液體灌裝機(jī)，包括機(jī)架、進(jìn)液管和灌裝機(jī)儲液罐，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)設(shè)置有灌裝機(jī)浮動開關(guān)，其特征在于灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)設(shè)置有恒定液面杯體，進(jìn)液管穿過機(jī)架上端直接與灌裝機(jī)儲液罐上端連接，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)還設(shè)置有灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)和氣缸，每個灌裝頭對應(yīng)一個氣缸，每個氣缸下端為灌裝閥閥芯，每個氣缸的活塞桿和灌裝閥閥芯分別位于同一恒定液面杯體內(nèi)，活塞桿從恒定液面杯體上端穿過，恒定液面杯體上設(shè)置有進(jìn)液口、 灌裝前通氣管和灌裝進(jìn)行中通氣管，在活塞桿上設(shè)置有與進(jìn)液口、灌裝前通氣管和灌裝進(jìn)行中通氣管相對應(yīng)的密封墊、灌裝前通氣管密封墊和灌裝進(jìn)行中通氣管密封墊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述液體灌裝機(jī)，其特征在于機(jī)架外側(cè)連接觸摸屏，觸摸屏上端連接報警燈。
專利摘要本實用新型公開了一種液體灌裝機(jī)，屬于灌裝設(shè)備領(lǐng)域，包括進(jìn)液管和灌裝機(jī)儲液罐其中，進(jìn)液管穿過機(jī)架上端直接與灌裝機(jī)儲液罐上端連接，灌裝機(jī)儲液罐內(nèi)設(shè)置有灌裝機(jī)儲液罐浮動開關(guān)和多組氣缸，本實用新型為單氣缸控制每個灌裝頭，無需儲液罐內(nèi)液面等高計量方式，采用恒定液面杯式穩(wěn)定液面，每個灌裝頭僅需一支氣缸，計量灌裝精度高；灌裝機(jī)加工簡單，工控電腦輸出點(diǎn)少，可降低成本1/2以上；經(jīng)久耐用，控制液面簡單化，提高了可靠性；無需回流控制，省電，維修簡單；密封性好，安全，液體在灌裝過程中不易揮發(fā)；不僅提高灌裝精度而且灌裝速度反而更快；可廣泛用于回轉(zhuǎn)式、排式等不含氣體的液體灌裝機(jī)。
文檔編號B67C3/00GK202116268SQ20112017353
公開日2012年1月18日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者古華貴 申請人:瀘州江旭機(jī)械制造有限責(zé)任公司