专利名称：冰淇淋充填机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及包装机械，是一种对诸如冰淇淋奶油，鞋油等中等粘度物料进行定量供料的包装机械的改进。
对低粘度的流体物料及中，高粘度的粘稠物料，一般都用定量泵、管路和控制阀门等组成的定量灌注系统进行计量包装，计量时定量泵将物料定量吸入泵腔内，然后自泵腔排出而灌注入包装容器。对于活塞式定量泵，调节活塞在缸体内的行程大小，能调节其计量值。天津科学技术出版社1986年1月第一次出版的“自动包装机设计原理”介绍了多种液状物料的定量供料包装机械装置，如第101页上列举了一种为果酱、蕃茄酱等中等粘度物料灌装用的活塞式定量泵装置(见图1)，所用控制阀为圆柱滑阀。滑阀由阀芯03及阀体02组成，阀芯03上有月牙形阀槽。由控制凸轮轨道通过滚轮07驱使阀芯03在阀体02内往复运动。在阀芯03下降到最低位置时，连通贮料箱与定量泵的通道，当阀芯03上升到最高位置时，切断贮料箱与定量泵间通道，而将定量泵与灌注咀接通。活塞泵由装料凸轮作控制驱动，凸轮驱动活塞杆06，推动活塞04在缸体05中往复运动。两条凸轮廓线相配合，促使控制阀与定量泵协调完成计量吸料及灌装排料。同一资料第102页上还列举了一种为香脂类物料定量包装用的定量泵装置(见图3)，它由缸体09，锥阀010、组合活塞011、活塞杆012及挡圈014组成。缸体09上端与贮料斗08相接、下部有排料接管。组合活塞011由圆筒形活塞及花篮式底托组成，底托与活塞间固定连接成一体。圆筒活塞底的中心有锥孔，系为锥阀010的阀座。活塞杆012穿过组合活塞，锥阀010装于其顶端，底托套装在活塞杆上，相互间为滑动配合。挡圈014在花篮底托的下方，固定在活塞杆上，挡圈与底托间保持着必要的活动间隙，以实现锥阀的启闭。活塞杆012由传动装置驱动而推、拉着组合活塞011作上下往复运动，以进行吸料和排料。改变组合活塞的往复行程距离，可改变定量泵的计量值，这可由调节活塞杆05的工作行程来实现。由上两种装置之结构可见，其结构较为复杂，更是不易拆洗。现有技术中有一种习用之冰棒充填机(见图3)，活塞由传动系统驱动而在缸体中往复运动，活塞行程空间即为物料的计量容积。定量泵装置中的旋转控制阀在定量装料时交替启闭，当切断泵与灌注咀间通道和接通泵与贮料箱通道时则进料，反之则排料。这种结构的充填机适用于未加冷冻结冰之低粘度液体物料，不适用于其形状经过冻结、搅拌、膨胀后呈聚集体之粘胶状物料。又当前市场上对冰淇淋的塑型花样概要求多变，因此要求冰淇淋物料的冻结硬度加强，则更必须对现有装置作出较大改进。
本实用新型提出了一种适合冰淇淋定量吸，灌的冰淇淋充填机，使之具有强力吸排和便于对装置清洗，并使之能提供多种塑型花样冰淇淋产品，以满足市场所需。
在本实用新型的技术方案中，对控制阀和控制定量泵活塞行程的控制机构作了适合冰淇淋充填特点的改进。控制阀为一种旋转阀，该旋转控制阀的阀体上开有具有三个进出口的呈T型三通的通孔，处于垂直位置的长通孔从阀体上端面贯通到下端面，处于水平位置的短通孔贯通至一侧面，长通孔的上端通孔出口螺接有带有喇叭形出料口的贮料箱，下端通孔出口螺接活塞式定量泵的缸体；短通孔的通孔出口螺接有出料套筒。在阀体一侧壁上从短通孔转过90度的位置处向内水平方向开有一圆柱形阀腔，此阀腔穿过长通孔而抵达阀体另一侧内壁，致使在阀体内壁上形成一圆槽，而在该阀腔进口处的内壁上制有一圈环形嵌合槽。该旋转控制阀的阀芯为圆柱形，与阀体上通孔相应，在此阀芯的一端部(设为左侧端)也开有具有三个出口的呈T型三通状的通孔，处于垂直位置的长通孔从阀芯一侧贯通到另一侧，处于水平位置的短通孔也贯通一侧壁；阀芯另一端(设右侧端)的圆周侧壁上制有一环槽，其上可设置一密封圆环，在此一侧还延伸有一直径略小于阀芯外径的圆柱凸体，此凸体上可套设一U形固定环，并于该凸体端部周壁上设置有一呈垂直状的凸板，另于与此凸板呈90度位置的水平方向上设置有另一凸板，该两凸板能与控制动力传动系统动作的微动开关相接触；圆柱凸体的端面上装有与动力传动气缸之活塞杆相连接的连杆。如上所述阀芯装于阀腔中时，使阀芯底面顶在阀体内侧壁上之圆槽中，阀芯上长通孔的中心轴线与阀体上长通孔的中心轴线可相重合或相垂直，阀芯上短通孔的中心轴线与阀体上短通孔的中心轴线可相重合或相垂直。(起始装配位置使阀芯上短通孔位于阀体上短通孔的相反方向)。阀芯上环槽中的密封圆环与阀腔内径紧密配合，以防止泄漏；套设在圆柱凸体上的U形固定环嵌置在阀体的嵌合槽中，使阀芯稳固地装配在阀体中，阀芯可在阀腔中转动但不会脱出。
本实用新型中控制定量泵活塞行程的控制机构是一只装于活塞杆尾部的连接盒体和位于此连接盒体下方，装于支架上的一个触压杠杆。连接盒体之纵向截面呈形，即盒底比盒面长，盒面上从无侧壁的一端开始制有一段长槽，定量泵活塞杆之尾部能嵌入其中。为防止活塞杆从此长槽中脱出，于盒面上活塞杆连接处设置有一保险机构，此保险机构可以是拨动手柄，也可以是活动卡子。当要清洗时，打开保险机构即能把活塞杆尾部从长槽中移出。盒底长出部分的端部装有控制活塞下行位移限位的定量螺丝。连接盒体一侧还装有控制活塞上行位移限位的行程开关。定量螺丝的下方是触压杠杆的头部，杠杆的尾部设置有配重块，配重块的上方设置有微动开关。为把活塞杆稳妥地连接在连接盒体上，在活塞杆下端部制有两个凸盘，两凸盘间形成一圆环嵌槽，活塞杆就通过此嵌槽嵌装在连接盒体盒面的长槽中，并用保险机构锁住，使之不从长槽中脱出。连接盒体的盒底与动力传动系统气缸之活塞杆相连接。
为达到彻底清洗定量泵缸体的目的，特把缸体下端形成能使活塞通过的开口结构，使只要活塞向下移动相当距离，即能把活塞杆连带活塞从定量泵缸体中取出。
为防止冰淇淋物料在贮料箱中因吸热而降低冻化程度，在本设计中把贮料箱的箱体壁设计成三层式结构，中间一层为发泡剂凝固之发泡体，使贮料箱具有隔热之效果。贮料箱的出料口为喇叭形结构。
以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。
图1为现有技术中为果酱、蕃茄酱等中等粘度物料灌装用的活塞式定量泵装置。
图2为现有技术中为香脂类物料定量包装用的定量泵装置。
图3为现有技术中习用的冰棒充填机。
图4为本实用新型之部分立体分解图。
图5为图4所示之A-A剖示图。
图6为图5所示之右视图。
图7为图4所示之B-B剖示图。
图8为本实用新型之连接装置动作示意图。
图9为本实用新型之装置示意图。
本实用新型之实施侧见图4-图9。
请参阅图4，并结合图5所示。贮料箱11出料口为喇叭形结构，其箱壁为三层式，中间一层衬以发泡体110。旋转控制阀1由阀体10和阀芯15构成。阀体10上开有从上表面贯通至下表面的垂直通孔12和仅贯通一侧壁的水平通孔19，两者呈T型三通状结构，垂直通孔12的上方与贮料箱11的喇叭形出料口相螺接，下方与定量泵缸体13相螺接，水平通孔19出口处螺接有出料套筒190，冰淇淋L形出料管191螺接于此出料套筒上，出料管191的出口192为花样形结构，在使用中只要调换具有各种花样出口192的出料管191，即能得到各种花样的冰淇淋。再由图4见，阀体10一侧形成一圆孔14，该圆孔14并穿过垂直通孔12至阀体10另一侧的内壁，在内壁上形成一圆槽140，故在阀体10上形成一与阀芯15相配的阀腔。由图5见，在阀腔进口处制有一圆嵌合槽141。再见图4，阀芯15左侧开有贯通圆周壁的垂直长通孔150和水平通孔151，两者呈T型三通状结构。阀芯15右侧圆周壁上制有环槽152，其中嵌装密封环153；在此一侧延伸有一圆柱凸体16，U形固定环17可套于其上；圆柱凸体16右侧上方设置有一呈垂直状的凸板160，并与此凸板相差90度的位置设置有另一凸板161，由图6见，在此凸板附近水平位置处对称地设置有微动开关60、62；圆柱凸体16的端面上连接有连杆18，该连杆与动力传动气缸4的活塞杆40相铰连，活塞杆40的上下位移即能带动阀芯15在阀体10中作90度来回转动(此也可见图6)。上述旋转控制阀装配时，把阀芯15塞入阀体10的阀腔中，使阀芯15底面顶在阀体10的圆槽140中，并使阀芯上的水平通孔151与阀体上的水平通孔19相对应安装，又把套在阀芯圆柱凸体16上的U形固定环17的两端凸体170嵌入阀体的嵌合槽141中，这就把阀芯15稳固地装配在阀体中了。
由图5见，定量泵缸体13为两端开口结构。活塞130上嵌装有密封圈131。活塞杆下端部制有两个凸盘133、134、两凸盘间形成一圆环嵌槽135，这样的活塞杆端部连接于如图4所示的连接盒体20的盒面上。
图4中2为控制定量泵活塞行程的控制机构，由连接盒体20和触压杠杆3构成。连接盒体20的盒底24比盒面要长出一截(相当于把盒体切去一部分盒面和侧壁)，盒面上从截断面起开有一段沟槽，活塞杆132就通过其端部的凸盘间形成的嵌槽135嵌入其中；盒底24的端部装有一个定量螺丝25，其下底部可与触压杠杆3之杠杆30的头部相触压。杠杆30通过其支点300铰接在支架上，其尾部设置有配重块31，配重块的上部能与微动开关6相接触。平时使杠杆30的头部稍向上斜，当定量螺丝25下移并触压使杠杆头向下时，杠杆30便绕支点300摆动，配重块31翘起而碰触微动开关。本实施例中装于连接盒体20上的保险机构是一种形的固定把手23，其一端具有较重之圆杆230，此把手23套穿在固定于盒面上的套筒22中。这样的固定把手，当把它转动至位于连接盒体的形门口21时，则就挡住了活塞132，使之无法脱离形门口，又因圆杆230较重，故不易使固定把手23因振动而弹回原位。由图见，连接盒体20一侧连接有V形杆26，此V形杆的上部装有一只微动开关61。
图6表示出阀芯15端部之连杆18与传动系统之气缸活塞杆40及气缸4的连接状态，并表出带动阀芯15作90度之转动状态。阀芯15的转动，装置其上的凸板160和161能分别碰触微动开关62和60，以控制定量泵作相应动作。
图7所示为阀芯15转动至使定量泵缸体与阀体10之水平通孔19和出料管191相通，定量泵活塞130下移至最低位置，在动力传动系统气缸5的作用下活塞130开始上移排料之状态。
图8所示为连接盒体20与触压杠杆3之装配关系和动作状态。
图9表示出本实施例之装配位置及动力来源。由图见，在外壳体7一侧连接有空气管70，由空气管70进入之空气通至一三点结合器71，它可将空气滤清，空气再由一脚踏方式之开关72控制送入一方向阀门73，以便将所需之空气压力送至各气缸使用。本实施例之外壳体能配合连接盒体20之V形杆26，藉由V形杆两端得以顶靠外壳体7，以限制气缸5之活塞杆50上下移动时之转动，确保装置之稳定性。
如上所述之冰淇淋充填机其工作状态是，当气缸5使活塞130下移时，冰淇淋物料即由贮料箱11之出料口进入阀体10垂直通孔12上部进口部分，再由阀芯15垂直通孔150进入阀体10垂直通孔12下部出口部分，直至定量泵缸体13内，由于活塞130采取垂直式抽取物料，故抽取甚为顺畅。当活塞130下移到一设定位置时，定量螺丝25碰触并压迫杠杆30之头部，使另一端之配重块31向上倾斜而触及一微动开关6，该开关6将使气缸4动作，其中的活塞杆40下移，此时阀芯15即逆时针转动90度，使得上方凸板160触及一微动开关60，该开关又使气缸5控制活塞杆50上移，亦即使活塞130上移而作出料之动作。由于阀芯15转动后使其水平通孔151向下，而原来呈垂直状的垂直通孔150改呈水平状，使得通孔150与阀体10一侧之水平通孔19相通，得以使物料经由阀体水平通孔19、出料套筒190，从出料管191之出料口192成型排灌。另当活塞130上移至设定位置时，连接盒体20一侧之V形杆26将触及一微动开关61，该开关将使气缸4动作而令活塞杆40上移，即使阀芯15顺转而回复原位，同时凸板161将触及另一微动开关62，该微动开关又将令气缸5动作而使活塞130下移。由此循环上述动作即达到连续排供冰淇淋的目的。
由上结构见，本实用新型从贮料箱，旋转控制阀和定量泵呈垂直安装，其物料通道形成一垂直管道，贮料箱之出料口又呈喇叭形结构，在其出口处可产生较大压力，并且，定量泵用气动控制，抽吸力较大。因此，该结构特别适用于如冰淇淋等类有一定冻化聚集力或中，高粘度物料的灌注。其二是，旋转控制阀与贮料箱、定量泵缸体，出料套筒等均以螺接方式结合，阀芯与阀体间用弹性固定环定位固定，并且定量泵缸体下部为开口结构，其活塞杆与连接盒间用嵌槽连接，故组、部件装拆容易，清洗方便，可确保食品卫生要求，加之因动力及控制都用气压机件，机器就不怕冲水清洗，更无漏电之虑。其三是，本实用新型可配置多种花样形出口的出料管，就有利于根据需要立即调换出料管而供给所需花样的冰淇淋，故本冰淇淋充填机很适合于门市使用。
权利要求1.一种冰淇淋充填机，由贮料箱、活塞式定量泵、旋转控制阀和动力传动系统构成，旋转控制阀上端与贮料箱相接，其阀芯受传动系统驱动作交替启闭，其特征在于<1>旋转控制阀阀体10上开有呈T型三通状的通孔，其处于垂直位置的垂直通孔12之上端通孔出口与贮料箱11螺接，下端通孔出口与定量泵缸体13直接螺接，处于水平位置的水平通孔19的通孔出口与出料套筒190相螺接，出料套筒190中螺接L型出料管191，旋转控制阀阀芯15上相应于阀体10上通孔位置也开有呈T型三通状的通孔150和151、阀芯15一端延伸出一圆柱凸体16，并在其端部圆周壁上垂直设置有一能与控制动力传动系统动作的微动开关接触的凸板160，并在此凸板160转过90度的水平方向上设置有另一块凸板161，圆柱凸体16的端面上装有与动力传动气缸之活塞杆40相连的连杆18；<2>活塞式定量泵缸体13下端形成能使活塞130通过的开口结构，与活塞130相连的活塞杆132之下端部制有两个凸盘133和134，两凸盘间形成一圆环嵌槽135，该活塞杆132通过凸盘圆环嵌槽135与连接盒体20相连接；<3>所说连接盒体20其纵向截面呈字形，盒面上制有一段活塞杆132能嵌入其中的长槽，并在盒面上活塞杆132连接处设置有一个防止活塞杆132脱出的保险机构，由形固定把手23和固定在盒面上的套筒22构成，固定把手23穿设在套筒22中，盒底24长出部分的端部装有控制活塞下行位移限位的定量螺丝25，连接盒体20的侧壁上还连接有一控制活塞上行位移限位的能与控制动力传动系统动作的微动开关接触的V形杆26；连接盒体20通过盒低24与动力传动气缸5之活塞杆50相连接；<4>连接盒体20下方设置有触压杠杆3，其杠杆30通过其支点300铰连在支架上，该杠杆30之头部能与定量螺丝25相接触，其尾部设置有配重块31，配重块31之上方设置有微动开关6。
2.根据权利要求1所述的冰淇淋充填机，其特征在于贮料箱11的出料口为喇叭形结构，箱体壁为三层式结构，中间一层110为发泡剂凝固之发泡体。
3.根据权利要求1或2所述的冰淇淋充填机，其特征是L形出料管191其末端出口192为花样形结构。
专利摘要本实用新型是一种对诸如冰淇淋奶油等中等粘度物料进行定量供料的充填机，其主要特点是物料灌注通道呈一垂直管道，机件均以螺接或卡槽结构相连接，动力来源及自动控制都用气压机件，故充填物料时抽灌、排料力强，机件拆装及清洗都较容易，则容易符合食品卫生要求。本冰淇淋充填机特别适合于门市使用。
文档编号A23G9/00GK2070546SQ902014
公开日1991年2月6日 申请日期1990年2月7日 优先权日1990年2月7日
发明者李明堂 申请人:李明堂