专利名称：针管式灌装机及其灌装方法
技术领域：
本发明涉及液体灌装设备领域技术，尤其是指一种针管式灌装机及其灌装方法。
背景技术：
灌装机乃一种用于将含气液体、不含气液体、膏状体各种装填物料灌装入瓶、罐、盒、桶或袋等各种包装容器中的机械设备，采用机械化灌装不仅可以提高劳动生产率，减少产品的损失，保证包装质量，而且可以减少生产环境与被装物料的相互污染。因此，目前灌装机已被广泛应用于医药、日化、食品及特殊行业工厂的自动化作业灌装生产。按灌装原理划分，灌装机包括有真空灌装机、常压灌装机、反压灌装机、负压灌装机或加压灌装机等。
然而，上述现有之灌装机虽可实现其灌装作业的基本功能，但是在实际使用时却发现其自身结构和使用性能上仍存在有诸多不足，未能达到最佳的使用效果和工作效能。其不足之处尤其体现在在灌装过程中，不能精确控制和改变液体的灌装速度，藉而极易产生泡沫现象，无法保证产品灌装品质。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种针管式灌装机及其灌装方法，其可控制和改变灌装过程中的灌装速度，依需要而实现慢灌和快灌相结合的灌装模式，有效减少灌装过程中的泡沫现象。 本发明的另一目的是提供一种针管式灌装机及其灌装方法，其具有更精确可靠之灌装定量能力。 为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案 —种针管式灌装机，包括有供液装置、连接于该供液装置可伸入瓶体内部的灌注针管和可密闭连通于该灌注针管外壁面与瓶口内壁面之间空隙的排气通路，于该排气通路中设置有可控制其排气速度的速度控制装置。 作为一种优选方案，所述供液装置为一储液罐，于该储液罐的下端设置有一灌装出口 ，于该灌装出口处设置有可封堵和打开该灌装出口的灌装控制阀。 作为一种优选方案，所述灌装控制阀包括有灌装阀气缸和灌装阀杆，灌装阀气缸设置于储液罐顶部，该灌装阀杆竖向穿入该储液罐延伸至灌装出口旁，灌装阀气缸带动该灌装阀杆上下移动而封堵或打开该灌装出口 。 作为一种优选方案，所述供液装置具有一灌装出口 ，于该灌装出口下方依次设置有针管固定座和罩瓶装置；其中，该针管固定座中设置有灌注流道和气流过道，该灌注针管安装于该针管固定座中，并通过该灌注流道连通于灌装出口 ；该罩瓶装置的瓶口罩套装于灌注针管外，瓶口罩的内壁面与灌注针管外壁面之间保持有通气间隙，由该通气间隙连通于该气流过道形成前述排气通路。 作为一种优选方案，所述灌注流道与气流过道之间通过一通气口连通，于该通气口处设置有一可封堵或打开该通气口的排空控制阀。
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作为一种优选方案，进一步包括一设置于供料装置下方的瓶体升降装置，该瓶体升降装置包括有气缸、活塞杆和瓶体托架，由该气缸驱动瓶体托架沿活塞杆上下直线移动。
作为一种优选方案，所述速度控制装置包括有一回气室，该回气室分别通过至少一主流孔和一节流孔连通于该排气通路，于该主流孔处设置有可封堵或打开该主流孔的速度控制阀。 作为一种优选方案，所述灌注针管为一电子液位探针，包括有均由导电体制成的
下液管和液位管，该液位管套装于下液管外的上部，于该液位管与下液管之间设置有绝缘
层，使液位管与下液管绝缘分开，并该下液管的下触点低于液位管的下触点。 —种针管式灌装方法，利用针管伸入瓶体内进行灌注，使瓶体内的空气自动向上
通过瓶口与针管之间的间隙排出，然后通过控制瓶口处空气之排出速度来控制针管的灌注速度。 作为一种优选方案，其通过针管的电子侦测来精确控制液体的灌注量。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要系利用一针管伸入瓶体内进行灌注，而使得瓶体内的空气可沿针管四周排出，然后利用速度控制装置以控制该空气之排出速度来实现对于灌注速度的有效控制，使灌注过程中的速度控制成为可能，从而可依需要而形成慢灌_快灌_慢灌等特殊灌注模式，既而可有效减少灌装过程中的泡沫现象，提升灌装品质。其次，通过将该针管设置为电子液位探针结构，而可更为精确地侦测和控制灌装量，改善灌装控制精度，有利于保证灌装之稳定可靠性。再者，通过设置排空控制阀而可将阀内或针管内的残液完全排出，避免浪费而更为环保。此外，本发明之针管式灌装机还具有方便清洗的优点。广泛适用于果汁、茶饮料、液态奶、蔬菜汁、运动饮料、矿泉水、矿物质水、含气饮料或啤酒等各种灌装介质的自动灌装，以及各种PET瓶或玻璃瓶的灌装作业。 为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明
图1是本发明之实施例的整体结构示图，图中瓶体处于下降位置图2是图1的另一工作状态示转，图中瓶体上升至准备灌装位置图3是本发明之实施例中电子液位探针的放大结构示图；图4是本发明之实施例中慢灌模式时的结构放大示图；图5是本发明之实施例中快灌模式时的结构放大示图；图6是本发明之实施例中排空处理时的结构放大示图。附图标识说明10、储液罐 11、灌装出口20 、灌装控制阀 21 、灌装阀气缸22、灌装阀杆30、瓶体升降装置31、气缸32、活塞杆 33、瓶体托架40、罩瓶装置 41、滑杆
42、瓶口罩401、通气间隙50、针管固定座51、灌注流道52、气流过道53、通气口60、灌注针管61、下液管62、液位管63、绝缘层64、导电杆70、速度控制装置71、主流孔72、节流孔73、回气室74、速度控制阀80、排空控制阀9Q、瓶体91、瓶口
具体实施例方式
请参照图1至图3所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括储液罐10、灌装控制阀20、瓶体升降装置30、罩瓶装置40、针管固定座50，灌注针管60、速度控制装置70和排空控制阀80。 其中，该储液罐10作为一种供液装置用于储存需要被灌装入瓶体90内的各种水、果汁、饮料或可乐等灌注液，于该储液罐10的下端设置有一灌装出口 11。
该灌装控制阀20用于按设定之程序定时封堵和打开前述灌装出口 11，以控制灌装出口 11的通断时间，进而达到控制灌装量的目的。本实施例中的灌装控制阀20系为一气动式灌装阀，其包括有设置于储液罐10顶部的灌装阀气缸21和竖向穿入该储液罐10的灌装阀杆22，该灌装阀杆22的下端部延伸至灌装出口 11旁，利用该灌装气缸21控制该灌装阀杆22的上下移动，以使得该灌装阀杆22的下端部实现对灌装出口 11的封堵和打开，从而控制该灌装出口 11的开合。 该针管固定座50固装于该灌装出口 11的下方，于该针管固定座50内分别设置有一灌注流道51和一气流过道52。其中，该灌注流道51用于导流灌注液，灌注流道51的上端与灌装出口 11连通，灌注流道51的下端与灌注针管60连通；该气流过道52用于导流瓶体90排出的空气，气流过道52的上端与该速度控制装置70连通，气流过道52的下端连通瓶体90，气流过道52的中部设置有一连通该灌注流道51的通气口 53，于该通气口 53处设置有该可封堵和打开该通气口 53的排空控制阀80。 该灌注针管60为一中空管体，其设置于前述灌装出口 11的下方，用于伸入瓶体90内部而将灌注液直接灌到瓶体90的底部，保证灌注的稳定性的精确度。灌注针管60的上端固装于前述针管固定座50的灌注流道51中，通过该灌注流道51连通于灌装出口 ll，灌注针管60的下端朝向瓶体90并可被伸入瓶体90中。本实施例中的灌注针管60系一特制之电子液位探针，如图3所示，为本实施之灌注针管60的具体结构，该灌注针管60具体包括有均由金属材料等导电体制成的下液管61和液位管62，该液位管62套装于下液管62外的上部，及于该液位管62与下液管61之间设置有绝缘层63，以使液位管62与下液管61绝缘分开，并使下液管61的下触点低于液位管62的下触点。其中，该位于外层的液位管62通过一弹性导电杆64连接于控制电路中，该液位管62则通过导线连接于控制电路中，如此以利用该下液管61和液位管62分别作为开关的两极，而当液体同时覆盖住下液管61与液位管62时，该两极被液体导通而使开关处于合上状态，从而可起到触发控制电路的作用，而达到 侦测的目的。 该瓶体升降装置30设置于储液罐10的下方，用于实现瓶体90的升降，控制瓶体 90的工作高度，使前述灌注针管60可插伸入瓶体90内较深的位置进行灌注，同时亦用于 自动更换瓶体90以实现快速批量灌装的功效。瓶体升降装置30包括有气缸31、活塞杆32 和瓶体托架33，由该气缸31驱动瓶体托架33沿活塞杆32上下直线移动，利用该瓶体托架 32的上下滑动来带动瓶体90的升降。 该罩瓶装置40包括有一滑杆41和一瓶口罩42，该瓶口罩42固装于滑杆41的下 端随滑杆41同步上下移动，该瓶口罩42利用其竖向延伸的贯穿孔套装于前述灌装针管60 外并被夹紧于针管固定座50与瓶口 91之间，且该瓶口罩42的贯穿孔大于灌装针管60，而 使瓶口罩42内壁面与灌注针管60外壁面之间形成有环形通气间隙401，于瓶口罩42的上 端面和下端面均设置有橡胶密封圈，使得该瓶口 91内壁面与灌注针管60外壁面之间的空 隙通过该通气间隙401而可与前述气流过道52密闭连通形成一排气通路。
该速度控制装置70连接于前述气流过道52的上端，用于控制液体之灌装速度。其 控制原理是，由于液体在被注入瓶体90内时，瓶体90内的气体会被自动向上经由该排气通 路排出，因此，该速度控制装置70系通过控制该气体的排出速度而实现对液体之灌注速度 的控制。如图4所示，本实施例之速度控制装置70中，分别设置有一主流孔71和一节流孔 72，且该主流孔71和节流孔72分别连通于一回气室73与该排气通路之间，其中，速度控制 装置70的速度控制阀74仅封堵和打开该主流孔71与回气室73的连通，该节流孔72与回 气室73为常连通状态。利用该速度控制阀74对于主流孔71的封堵和打开可控制单位时 间内气流的通过量，进而实现对于气体之排出速度的控制。 使用时，本实施例之灌装过程可实现慢灌或快灌及其结合的多种灌装模式，现以 常用之一种慢灌_快灌_慢灌之灌装模式为例进行详细说明，具体工作过程和原理如下
开始灌装之前，首先需要于储液罐IO灌入足够量的灌装液，此时，如图2，该灌装 控制阀20控制该灌装阀杆22向下封堵于灌装出口 11上，关闭灌装出口 11没有灌装液流 出，该排空控制阀80亦封堵住通气口 53。并且，由该瓶体升降装置30将瓶体90上升至连 接于灌装出口 11位置，同时该瓶口罩42被夹紧于瓶口 91与针管固定座50之间，灌装针管 60伸入瓶体90内，瓶体90内腔通过灌装针管60和灌注流道51连通该灌装出口 ll，瓶体 内腔另外亦通过瓶口罩42的通气间隙401、气流过道52密闭连通于速度控制装置70。
开始灌装时，首先进入慢灌模式，如图4所示，由该灌装控制阀20打开灌装出口 ll，使储液罐10中的灌注液经由灌注流道52和灌注针管60内部径直流入瓶体90的内底 部。随着瓶体90内部灌注液的增多，瓶体90内的空气则经由通气间隙401和气流过道52 排向速度控制装置70的回气室73。由于在此慢灌模式下，该速度控制装置70的速度控制 阀74封堵住主流孔71而仅打开节流孔72，因此，气流仅能通过狭窄的节流孔72排入回气 室73中，排气压力较大使气流速度受到限制而速度较慢，进而减慢液体流入瓶体90内的速 度，形成慢灌功效。 当瓶体90内之液体的液位升高至接触到下液管61时，进入如图5所示的快灌模 式，此时，该速度控制装置70的速度控制阀74打开主流孔71，使瓶体90内的气体可同时通 过节流孔72和主流孔71流向回气室73，而增大了流道宽度，同时亦减小了排气压力而加快
6了气体的排出速度，进而加快液体注入瓶体内的速度，形成快灌功效。 当瓶体内之液体的液位升高至接触到液位管62时，再次进入如图4所示的慢灌模 式，此时，该速度控制装置70的速度控制阀74再次关闭主流孔71而仅打开节流孔72，使瓶 体90内的气体仅可通过节流孔72流向回气室73，排气压力较大使气流速度受到限制而速 度减慢，进而减慢液体流入瓶体90内的速度，形成慢灌功效。同时，由于液体同时接触该下 液管61和液位管62导通而关上电子液位探针开关，控制电路被触发而进行倒计时。
当倒计时结束时，该第二次慢灌模式亦被结束，此时，由该灌装控制阀20关闭灌 装出口 ll而结束整个灌装过程。其中，该倒计时的时间系依不同瓶体大小而可按程式设 置。 此外，在灌装出口 11被关闭后，由于该灌注流道51和灌装针管60内通常仍残留
有许多的灌注液，因此，在完全退出瓶体90之前需要进行排空处理，即在瓶体90和瓶口罩
42下移一小段距离时，如图6，需要通过该排空控制阀80打开通气口 53，使通气口 53通过
气流过道52与外界大气连通而利用大气压将残余灌注液吹入瓶体90内。 综上所述，本发明的设计重点在于，主要系利用一针管伸入瓶体内进行灌注，而使
得瓶体内的空气可沿针管四周排出，然后利用速度控制装置以控制该空气之排出速度来实
现对于灌注速度的有效控制，使灌注过程中的速度控制成为可能，从而可依需要而形成慢
灌_快灌_慢灌等的特殊灌注模式，既而可有效减少灌装过程中的泡沫现象，提升灌装品
质。其次，通过将该针管设置为电子液位探针结构，而可更为精确地侦测和控制灌装量，改
善灌装控制精度，有利于保证灌装之稳定可靠性。再者，通过设置排空控制阀而可将阀内或
针管内的残液完全排出，避免浪费而更为环保。此外，本发明之针管式灌装机还具有方便清
洗的优点。广泛适用于果汁、茶饮料、液态奶、蔬菜汁、运动饮料、矿泉水、矿物质水、含气饮
料或啤酒等各种灌装介质的自动灌装，以及各种PET瓶或玻璃瓶的灌装作业。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，
故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍
属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
一种针管式灌装机，其特征在于包括有供液装置、连接于该供液装置可伸入瓶体内部的灌注针管和可密闭连通于该灌注针管外壁面与瓶口内壁面之间空隙的排气通路，于该排气通路中设置有可控制其排气速度的速度控制装置。
2. 根据权利要求l所述的针管式灌装机，其特征在于所述供液装置为一储液罐，于该 储液罐的下端设置有一灌装出口 ，于该灌装出口处设置有可封堵和打开该灌装出口的灌装 控制阀。
3. 根据权利要求2所述的针管式灌装机，其特征在于所述灌装控制阀包括有灌装阀 气缸和灌装阀杆，灌装阀气缸设置于储液罐顶部，该灌装阀杆竖向穿入该储液罐延伸至灌 装出口旁，灌装阀气缸带动该灌装阀杆上下移动而封堵或打开该灌装出口 。
4. 根据权利要求1所述的针管式灌装机，其特征在于所述供液装置具有一灌装出口， 于该灌装出口下方依次设置有针管固定座和罩瓶装置；其中，该针管固定座中设置有灌注 流道和气流过道，该灌注针管安装于该针管固定座中，并通过该灌注流道连通于灌装出口 ； 该罩瓶装置的瓶口罩套装于灌注针管外，瓶口罩的内壁面与灌注针管外壁面之间保持有通 气间隙，由该通气间隙连通于该气流过道形成前述排气通路。
5. 根据权利要求4所述的针管式灌装机，其特征在于所述灌注流道与气流过道之间 通过一通气口连通，于该通气口处设置有一可封堵或打开该通气口的排空控制阀。
6. 根据权利要求1所述的针管式灌装机，其特征在于进一步包括一设置于供料装置 下方的瓶体升降装置，该瓶体升降装置包括有气缸、活塞杆和瓶体托架，由该气缸驱动瓶体 托架沿活塞杆上下直线移动。
7. 根据权利要求1所述的针管式灌装机，其特征在于所述速度控制装置包括有一回 气室，该回气室分别通过至少一主流孔和一节流孔连通于该排气通路，于该主流孔处设置 有可封堵或打开该主流孔的速度控制阀。
8. 根据权利要求1所述的针管式灌装机，其特征在于所述灌注针管为一电子液位探 针，包括有均由导电体制成的下液管和液位管，该液位管套装于下液管外的上部，于该液位 管与下液管之间设置有绝缘层，使液位管与下液管绝缘分开，并该下液管的下触点低于液 位管的下触点。
9. 一种针管式灌装方法，其特征在于利用针管伸入瓶体内进行灌注，使瓶体内的空 气自动向上通过瓶口与针管之间的间隙排出，然后通过控制瓶口处空气之排出速度来控制 针管的灌注速度。
10. 根据权利要求9所述的针管式灌装方法，其特征在于其通过针管的电子侦测来精 确控制液体的灌注量。
全文摘要
本发明公开一种针管式灌装机及其灌装方法，包括有供液装置、连接于该供液装置并可伸入瓶体内部的灌注针管和可密闭连通于该灌注针管外壁面与瓶口内壁面之间空隙的排气通路，于该排气通路中设置有可控制其排气速度的速度控制装置。其利用该针管伸入瓶体内进行灌注，而使得瓶体内的空气可沿针管四周排出，然后利用速度控制装置以控制该空气之排出速度来实现对于灌注速度的有效控制，使灌注过程中的速度控制成为可能，从而可依需要而形成慢灌-快灌-慢灌等特殊灌注模式，既而可有效减少灌装过程中的泡沫现象，提升灌装品质。
文档编号B67C3/28GK101734594SQ20091026148
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者宋俊杰, 杨恢光, 程文杰 申请人:广州达意隆包装机械股份有限公司