液體物料灌裝控制裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于醫(yī)藥、食品、化工等領域的液體灌裝設備，具體涉及一種可以實現(xiàn)液體帶壓灌裝和自流灌裝交替的液體物料灌裝控制裝置。
【背景技術】
[0002]目前整個灌裝包裝領域的液體定量灌裝設備，一般采用帶壓灌裝和自流灌裝兩種灌裝方式。所謂帶壓灌裝，管道直接和灌裝頭相連接，物料通過供料泵直接輸送至灌裝頭，因此帶壓灌裝可以保證快速的灌裝速度，但是由于供料壓力的波動，特別是對于多個灌裝頭的設備來說，當在某個灌裝頭關閉后，會引起管道壓力波動，導致其他灌裝頭的流量無規(guī)律性波動，嚴重影響了設備的灌裝精度。所謂自流灌裝，物料先通過管道輸送到料箱中，然后料箱通過管道與灌裝頭連接，灌裝壓力主要取決于物料的密度和灌裝時料箱內(nèi)物料液位的高度，針對多個灌裝頭的設備來說，當灌裝頭關閉后，所產(chǎn)生的壓力波動會反饋到料箱內(nèi)，由于料箱的容積足夠大，使得壓力波動引起的料位波動較小可以忽略，因而料箱充當了壓力波動的吸容器，保證了物料壓力和流量的基本穩(wěn)定，因此自流灌裝解決了帶壓灌裝的壓力波動導致灌裝精度不好控制的缺點，但自流灌裝的灌裝速度低，且采用的料箱一般體積大，不易清洗，容易造成物料污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種可以實現(xiàn)液體帶壓灌裝和自流灌裝交替的控制裝置，該灌裝控制裝置結合了帶壓灌裝速度快和自流灌裝精度容易控制的優(yōu)點，即提高了灌裝速度，又保證了灌裝精度。
[0004]本發(fā)明是一種液體物料灌裝控制裝置，其中:包括灌裝頭、進料管和儲料缸；進料管中間裝有進料閥，進料管一端與灌裝頭連接，另一端輸入需要灌裝的物料，進料閥控制物料在進料管中的流通和截斷；在法蘭和進料閥之間的位置，進料管上設有一個支路，此支路與儲料缸通過螺紋管連接；儲料缸包含氣腔和料腔兩個腔，它們通過活塞密封隔離，氣腔通過氣管和控制閥連接，料腔與進料管相通；控制閥導入或者截斷工業(yè)儀表風氣或者大氣。
[0005]如上所述的一種液體物料灌裝控制裝置，其中:控制閥包括兩個氣孔:第一氣孔和第二氣孔，這兩個氣孔分別連通工業(yè)儀表風氣或者大氣；控制閥通過控制氣管與第一氣孔和第二氣孔兩個氣孔的連通和截斷，控制氣腔和工業(yè)儀表風氣或者大氣相連通以及氣腔自身密閉。
[0006]一種液體物料灌裝控制方法，其中，使用如權利要求1或者2所述的液體物料灌裝控制裝置灌裝物料，并且，包括如下步驟:
[0007]步驟S1、灌裝頭處于關閉狀態(tài)，控制閥控制氣腔和大氣連通，進料閥導通，帶壓的物料通過進料閥進入料腔中，并推動活塞向氣腔縮小的方向移動，料腔增大，氣腔縮小，物料將儲料缸充滿，然后控制閥控制氣腔自身密閉；
[0008]步驟S2、灌裝頭打開，進行大流量灌裝，帶壓物料流入桶、罐等包裝物中；
[0009]步驟S3、判斷大流量是否灌裝完畢，如果完畢，進行步驟S4 ；
[0010]步驟S4、進料閥關閉，進行小流量灌裝，控制閥控制氣腔和大氣或者穩(wěn)定的工業(yè)儀表風氣導通，物料由重力或/和工業(yè)儀表風氣壓力推動，由料腔，經(jīng)灌裝頭，流入桶、罐等包裝物中；
[0011]步驟S5、判斷小流量是否灌裝完畢，如果完畢，進行步驟S6 ；
[0012]步驟S6、當灌裝過程完畢后，灌裝頭關閉。
[0013]本發(fā)明提出的液體物料灌裝控制裝置，不僅提高了灌裝過程的速度和精度，而且從結構上取消了料箱，使得設備操作流程不再有清洗料箱這一步驟，簡化了灌裝工藝流程，減少了物料浪費。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明所提出的液體物料灌裝控制裝置的結構示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明所提出的液體物料灌裝控制裝置的工作流程圖。
[0016]其中，1、灌裝頭，2、活塞，3、儲料缸，4、螺紋管，5、法蘭，6、進料管，7、進料閥，8、氣管，9、控制閥，A、氣腔，B、料腔，P1、控制閥第一氣孔，P2、控制閥第二氣孔。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
[0018]目前液體定量灌裝設備，為了滿足灌裝速度和灌裝精度的雙重要求，大多采用雙速灌裝的模式:首先采用大流量高速灌裝，當灌裝量達到要求灌裝量前關閉大流量灌裝，切換到小流量灌裝，達到高速度、高精度的要求。因此，本發(fā)明的思路是:結合上述方式的特點，當灌裝設備在大流量灌裝時，采用帶壓灌裝，以提高灌裝速度，在小流量灌裝時，轉換成自流灌裝或者與自流灌裝相類似的穩(wěn)壓灌裝，以保證灌裝精度。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明所提出的液體物料灌裝控制裝置包括灌裝頭1、進料管6和儲料缸3。進料管6中間裝有進料閥7，與灌裝頭I和儲料缸通過法蘭5連接，與儲料缸3通過螺紋管4連接。進料閥7的通斷可以控制物料在進料管6中的流通和截斷。儲料缸3包含氣腔A和料腔B兩個腔，它們通過活塞2密封隔離，氣腔A通過氣管8和控制閥9連接，料腔B與進料管6連接。控制閥9有Pl和P2兩個氣孔，這兩個氣孔可以連通工業(yè)儀表風氣或者大氣。控制閥9通過控制氣管8與Pl和P2兩個氣孔的連通和截斷，可以控制氣腔A和工業(yè)儀表風氣或者大氣相連通以及氣腔A自身密閉。灌裝時，物料如圖1所示的箭頭方向流動，灌裝頭I控制是否向桶、罐等包裝物中填充物料。
[0020]先打開進料閥對儲料缸進行填充，儲料缸填充完畢后，打開灌裝頭進行大流量灌裝，當灌裝量達到小流量設定值時，關閉進料閥，儲料缸的氣孔通大氣或者正壓恒定的儀表風氣，進行小流量灌裝，直到灌裝完畢。
[0021]圖2是本發(fā)明所提出的液體物料灌裝控制裝置的工作流程圖。開始的時候，灌裝頭I是關閉的。在步驟SI中，控制閥9控制氣腔A和大氣連通，進料閥7導通，帶壓的物料通過進料閥7進入料腔B中，并推動活塞2向氣腔A縮小的方向移動，料腔B增大，氣腔A縮小，物料將儲料缸3充滿，然后控制閥9控制氣腔A自身密閉。在步驟S2中，灌裝頭I打開，帶壓物料如圖1箭頭所示的方向，流入桶、罐等包裝物中，這時灌裝過程是帶壓灌裝，物料由壓力推動，流動速度快，可以實現(xiàn)大流量快速灌裝，提高灌裝速度。在步驟S3中，控制系統(tǒng)可以根據(jù)重量或者液位等，判斷大流量是否灌裝完畢，大流量的灌裝量一般是整個灌裝量的95% -99%。在步驟S4中，進料閥7關閉，控制閥9控制氣腔A和大氣或者穩(wěn)定的工業(yè)儀表風氣導通，物料由重力或/和穩(wěn)定的壓力推動，由料腔B，經(jīng)灌裝頭1，流入桶、罐等包裝物中，物料流速緩慢，灌裝過程由帶壓灌裝轉換成了自流灌裝或者與自流灌裝相類似的穩(wěn)壓灌裝，以便保證灌裝精度。在步驟S5和S6中，當灌裝過程完畢后，灌裝頭關閉，然后控制流程跳轉到步驟SI，這樣又可以進行下一次灌裝。
[0022]上面對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施例，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種液體物料灌裝控制裝置，其特征在于:包括灌裝頭(I)、進料管(6)和儲料缸(3);進料管￠)中間裝有進料閥(7)，進料管(6) —端與灌裝頭(I)連接，另一端輸入需要灌裝的物料，進料閥(7)控制物料在進料管￠)中的流通和截斷；在法蘭(5)和進料閥(7)之間的位置，進料管(6)上設有一個支路，此支路與儲料缸(3)通過螺紋管(4)連接；儲料缸(3)包含氣腔(A)和料腔(B)兩個腔，它們通過活塞(2)密封隔離，氣腔(A)通過氣管(8)和控制閥(9)連接，料腔⑶與進料管(6)相通；控制閥(9)導入或者截斷工業(yè)儀表風氣或者大氣。2.如權利要求去I所述的一種液體物料灌裝控制裝置，其特征在于:控制閥(9)包括兩個氣孔:第一氣孔(PD和第二氣孔(P2)，這兩個氣孔分別連通工業(yè)儀表風氣或者大氣；控制閥(9)通過控制氣管(8)與第一氣孔(Pl)和第二氣孔(P2)兩個氣孔的連通和截斷，控制氣腔(A)和工業(yè)儀表風氣或者大氣相連通以及氣腔(A)自身密閉。3.一種液體物料灌裝控制方法，其特征在于，使用如權利要求1或者2所述的液體物料灌裝控制裝置灌裝物料，并且，包括如下步驟: 步驟S1、灌裝頭(I)處于關閉狀態(tài)，控制閥(9)控制氣腔(A)和大氣連通，進料閥(7)導通，帶壓的物料通過進料閥(7)進入料腔(B)中，并推動活塞(2)向氣腔(A)縮小的方向移動，料腔⑶增大，氣腔㈧縮小，物料將儲料缸⑶充滿，然后控制閥(9)控制氣腔(A)自身密閉； 步驟S2、灌裝頭(I)打開，進行大流量灌裝，帶壓物料流入桶、罐等包裝物中； 步驟S3、判斷大流量是否灌裝完畢，如果完畢，進行步驟S4 ； 步驟S4、進料閥(7)關閉，進行小流量灌裝，控制閥(9)控制氣腔㈧和大氣或者穩(wěn)定的工業(yè)儀表風氣導通，物料由重力或/和工業(yè)儀表風氣壓力推動，由料腔(B)，經(jīng)灌裝頭(I)，流入桶、罐等包裝物中； 步驟S5、判斷小流量是否灌裝完畢，如果完畢，進行步驟S6 ； 步驟S6、當灌裝過程完畢后，灌裝頭(I)關閉。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液體物料灌裝控制裝置及方法。包括灌裝頭(1)、進料管(6)和儲料缸(3)；進料管(6)中間裝有進料閥(7)，進料管(6)一端與灌裝頭(1)連接，另一端輸入需要灌裝的物料，進料閥(7)控制物料在進料管(6)中的流通和截斷；在法蘭(5)和進料閥(7)之間的位置，進料管(6)上設有一個支路，此支路與儲料缸(3)通過螺紋管(4)連接；儲料缸(3)包含氣腔(A)和料腔(B)兩個腔，它們通過活塞(2)密封隔離，氣腔(A)通過氣管(8)和控制閥(9)連接，料腔(B)與進料管(6)相通；控制閥(9)導入或者截斷工業(yè)儀表風氣或者大氣。本發(fā)明提高了灌裝過程的速度和精度，而且簡化了灌裝工藝流程，減少了物料浪費。
【IPC分類】B67C3/28
【公開號】CN105217552
【申請?zhí)枴緾N201410317481
【發(fā)明人】李紅果, 葉岷, 崔巖, 石卓棟, 化北
【申請人】北京航天斯達新技術裝備公司, 北京強度環(huán)境研究所, 中國運載火箭技術研究院
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2014年7月4日