双氧水灌装系统及标定方法与流程

本发明涉及液体灌装技术领域，特别涉及一种双氧水灌装系统及标定方法。

背景技术：

化工生产过程中涉及液体产品量的计量控制。针对双氧水生产过程的要求，工艺所生产的双氧水作为一种产品需进行外供或买卖贸易结算。在双氧水外供计量中需要用专用双氧水灌装桶，通过一套自动计量及控制装置来实现。

定量包装技术主要需要解决的两个问题：测重计量和定量控制。测量计量分为静态测量和动态测量，在工业流水线生产物料都是动态变化的，因此采用实时测量。这样快速而准确的进行测量。

若采用称量灌装投入成本太高，因此需要设计出适合的、可靠的、经济的、定量包装控制系统，既要保障系统在各种恶劣的环境下长时间正常工作又能达到性能较高的包装精度定量包装系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低、可靠性高并具有较高的包装精度的双氧水灌装系统及其标定方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：双氧水灌装系统，它包括计量单元，所述的计量单元包括计量罐、浮子和标尺；根据灌装桶的质量确定计量罐的容积，所述的浮子设置在计量罐内，浮子与标尺相连并通过标尺调节浮子在计量罐中的位置以便改变某一段计量罐与浮子之间的容积。

作为优选方式，本发明还包括进料阀、出料阀、流量开关和控制系统，所述的进料阀、出料阀和流量开关均与控制系统电连接，所述的进料阀安装在与计量罐上部连通的管道上，所述的出料阀安装在与计量罐底部连通的管道上；所述的计量罐上设置有溢流口，溢流口处连接溢流管，流量开关安装在溢流管上。

作为优选方式，所述的标尺采用700mm×38mm×5mm不锈钢板制成，标尺底部与浮子固定，浮子的底边同溢流口下边平行以确定标尺的基准点。

作为优选方式，所述的标尺从基准点开始设置等间距的孔，每个孔的形状一致。

作为优选方式，所述的孔为圆孔，圆的孔径为直径5mm，圆与圆之间的距离为10mm。

作为优选方式，所述的浮子采用不锈钢管两边焊接封头制成，所述的不锈钢管的直径为38mm，长度为430mm，标尺两孔之间浮子占用的容积为0.019×0.019×3.14×0.01×1000＝0.011L。

作为优选方式，将双氧水的质量转换为纯水的质量，通过纯水来进行标定，并根据灌装桶的质量确定计量罐的容积，重量偏差在，标准灌装重量≤灌装桶每桶净重≤标准灌装重量+g范围内，其中g为偏差值。

作为优选方式，确定计量罐的容积，重量偏差在，标准灌装重量≤灌装桶每桶净重≤标准灌装重量+g范围内，其中g为定量包装商品净含量计量规则规定的允许短缺量，其具体步骤如下：

步骤一：确定要求量程最大量为：实际计量罐体积-(标准灌装重量+g)＝X，通过X÷Y确定Z，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，Z为需要调整的孔数，Z为X÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者Z为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至Z孔的位置做好标记为A，向计量罐内充液，直至纯水从溢流口溢出，充液完成；先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定；称量计量罐内的液体质量保证结果在标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤二：确定要求量程最小量为：实际计量罐体积-标准灌装重量＝F，通过F÷Y确定W，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，W为需调整孔数，W为F÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者W为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至W孔的位置做好标记为B,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，充液完成；先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定；称量计量罐内的液体质量保证结果在标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤三：将标尺锁定在C处，C为|A-B|/2+A后取整所得，做好标记C。

作为优选方式，系统进纯水，根据灌装桶的质量确定计量罐的容积，重量偏差在，标准灌装重量≤灌装桶每桶净重≤标准灌装重量+g范围内,其中g为定量包装商品净含量计量规则规定的允许短缺量；具体步骤为：

步骤一：确定要求量程最大量为：实际计量罐体积-(标准灌装重量+g)＝X，通过X÷Y确定Z，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，Z为需要调整的孔数，Z为X÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者Z为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至Z孔的位置做好标记为A，打开进料阀,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐充液完成，此时将标志位置1，标志位在之前一直为0；控制系统输出信号自动关进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，控制系统输出信号打开出料阀，纯水流进称量容器中，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定，称量结果：标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤二：确定要求量程最小量为：实际计量罐体积-标准灌装重量＝F，通过F÷Y确定W，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，W为需调整孔数，W为F÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者W为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至W孔的位置做好标记为B,打开进料阀，向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐充液完成，此时将标志位置1，标志位在之前一直为0；控制系统输出信号自动关进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，控制系统输出信号打开出料阀，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定，称量结果:标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤三：将标尺锁定在C处，C为|A-B|/2+A后取整所得，做好标记C。

作为优选方式，在纯水标定后，还设置了双氧水标定，具体步骤为：系统进双氧水，打开进料阀，向计量罐充液，直至双氧水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐充液完成，此时将标志位置1，标志位在之前一直为0。控制系统输出信号自动关进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，控制系统输出信号打开出料阀，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定；称量结果:标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g，其中g为定量包装商品净含量计量规则规定的允许短缺量；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内。

本发明的有益效果是：

(1)此容积式灌装技术安全、可靠性高、操作简单、易于维护，既保障系统在各种恶劣的环境下长时间正常工作又能达到性能较高的包装精度定量包装系统。

(2)成本低、速度快、安装方便。

(3)可防人工接触双氧水造成伤害。

(4)实用性强，可实用于多种不同的液体。

(5)操作更稳定，易于自动化控制。

附图说明

图1为本发明计量罐的实施例结构示意图；

图2为本发明标尺和浮子的实施例结构示意图；

图3为本发明的结构示意图；

图4为本发明组成的双氧水定量包装系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1～图4所示，双氧水灌装系统，它包括计量单元，所述的计量单元包括计量罐、浮子和标尺；根据灌装桶的质量确定计量罐的容积，所述的浮子设置在计量罐内，浮子与标尺相连并通过标尺调节浮子在计量罐中的位置以便改变某一段计量罐与浮子之间的容积。

优选地，本发明还包括进料阀、出料阀、流量开关和控制系统，所述的进料阀、出料阀和流量开关均与控制系统电连接，所述的进料阀安装在与计量罐上部连通的管道上，所述的出料阀安装在与计量罐底部连通的管道上；所述的计量罐上设置有溢流口，溢流口处连接溢流管，流量开关安装在溢流管上。

优选地，所述的标尺采用700mm×38mm×5mm不锈钢板制成，标尺底部与浮子固定，浮子的底边同溢流口下边平行以确定标尺的基准点。

优选地，所述的标尺从基准点开始设置等间距的孔，每个孔的形状一致。

优选地，所述的孔为圆孔，圆的孔径为直径5mm，圆与圆之间的距离为10mm。

优选地，所述的浮子采用不锈钢管两边焊接封头制成，所述的不锈钢管的直径为38mm，长度为430mm，标尺两孔之间浮子占用的容积为0.019×0.019×3.14×0.01×1000＝0.011L。

优选地，将双氧水的质量转换为纯水的质量，通过纯水来进行标定，并根据灌装桶的质量确定计量罐的容积，重量偏差在，标准灌装重量≤灌装桶每桶净重≤标准灌装重量+g范围内，其中g为偏差值。

优选地，确定计量罐的容积，重量偏差在，标准灌装重量≤灌装桶每桶净重≤标准灌装重量+g范围内，其中g为定量包装商品净含量计量规则规定的允许短缺量，目前实行的是JJF1070-2005定量包装商品净含量计量规则，其规定的允许短缺量是标准灌装重量的1％。g也可以是一个随着标准灌装重量变化的值，比如标准灌装重量的1％或者0.5％。标定的具体步骤如下：

步骤一：确定要求量程最大量为：实际计量罐体积-(标准灌装重量+g)＝X，通过X÷Y确定Z，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，Z为需要调整的孔数，Z为X÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者Z为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至Z孔的位置做好标记为A，向计量罐内充液，直至纯水从溢流口溢出，充液完成；先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定；称量计量罐内的液体质量保证结果在标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤二：确定要求量程最小量为：实际计量罐体积-标准灌装重量＝F，通过F÷Y确定W，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，W为需调整孔数，W为F÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者W为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至W孔的位置做好标记为B,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，充液完成；先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定；称量计量罐内的液体质量保证结果在标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤三：将标尺锁定在C处，C为|A-B|/2+A后取整所得，做好标记C。

优选地，系统进纯水，根据灌装桶的质量确定计量罐的容积，重量偏差在，标准灌装重量≤灌装桶每桶净重≤标准灌装重量+g范围内,其中g为定量包装商品净含量计量规则规定的允许短缺量；具体步骤为：

步骤一：确定要求量程最大量为：实际计量罐体积-(标准灌装重量+g)＝X，通过X÷Y确定Z，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，Z为需要调整的孔数，Z为X÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者Z为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至Z孔的位置做好标记为A，打开进料阀,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐充液完成，此时将标志位置1，标志位在之前一直为0；控制系统输出信号自动关进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，控制系统输出信号打开出料阀，纯水流进称量容器中，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定，称量结果：标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤二：确定要求量程最小量为：实际计量罐体积-标准灌装重量＝F，通过F÷Y确定W，其中Y为标尺两孔之间浮子占用的容积，W为需调整孔数，W为F÷Y的结果经过四舍五入得到的整数或者W为X÷Y的结果去掉小数后得到的整数；从标尺零刻度至W孔的位置做好标记为B,打开进料阀，向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐充液完成，此时将标志位置1，标志位在之前一直为0；控制系统输出信号自动关进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，控制系统输出信号打开出料阀，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定，称量结果:标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g范围内；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内；

步骤三：将标尺锁定在C处，C为|A-B|/2+A后取整所得，做好标记C。

优选地，在纯水标定后，还设置了双氧水标定，具体步骤为：系统进双氧水，打开进料阀，向计量罐充液，直至双氧水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐充液完成，此时将标志位置1，标志位在之前一直为0。控制系统输出信号自动关进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，控制系统输出信号打开出料阀，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定；称量结果:标准灌装重量≤每桶净重≤标准灌装重量+g，其中g为定量包装商品净含量计量规则规定的允许短缺量；如果称量结果不在上述范围，重新确定Z孔及标记A，确定方法是根据称量结果上调或下浮一个孔位，直至称量结果落在上述范围内。

下面以25公斤灌装桶为例：

1、计量罐容积的制作：采用Φ210mm×800mm(长)不锈钢管+Φ210mm×90mm(高)圆锥形底部(或漏斗形底部)，确定溢流口和进料口位置、确定体积筒的体积控制在23.4±0.1L内，所述的计量罐上还设置有方形标尺口，所述标尺口的高290mm，宽75mm，内部形状与标尺外形相配合以便标尺能在其内进行上下调节，如图1所示。

2、标尺和浮子的制作：

2.1从标尺基准点(即标尺零刻度)的开始,两圆心间距为10mm钻孔、孔径为Φ5mm、共69个孔；制作成标尺。如图2标尺采用695mm(长)×38mm(宽)×5mm(厚)不锈钢板，通过溢流口确定标尺的基准点(浮子的底边同溢流口下边平行)如图3所示。

2.2浮子采用Φ38mm(长度为205、140mm)不锈钢管两边焊接封头。

通过插销调整标尺孔位置，应用浮子浸泡在水中占用体积大小来计量，用电子台秤(标准砝码)来进行标定。控制系统可以是PLC或DCS或程序调节控制器等控制系统，控制系统控制进口切断阀进料，电磁阀控制放料阀开或关。实现流量报警、连锁等安全保护功能等。下面是标定过程：

1.双氧水计量罐、管道、阀门检查完后。

2.调节标尺(零刻度已确定做好标记)清洗干净。

3.纯水清洗设备及管线,直至洗水无色，清澈透明无悬浮物为止。

4.产品配制槽装纯水，启动产品灌装泵将纯水送入双氧水计量罐，进料切断阀全开，观察每一个计量罐顶部有无冒料现象，若有冒料，迅速关闭进料阀；若无冒料，则观察溢流口视镜有水流出时，关闭进料阀。

5.等待出口视镜有水流出，开启各计量罐底部放料电磁阀将纯水放入双氧水桶内并称重，并作好记录。

6.系统进纯水，根据每桶纯水净重分别与23.149Kg(25公斤双氧水对应的纯水质量)、23.380Kg(25公斤双氧水对应的纯水质量*(1+1％))(量程范围)的差值(正或负)，从计量罐顶部调节插销标尺(向下或上)位置，调节该计量罐内纯水重量，用电子台秤(标准砝码)来进行标定直至为23.149Kg≤每桶净重≤23.380Kg，此时标尺所处位置允许量程范围(标尺与该计量罐为一一对应关系，作好量程范围记号，标定完毕。

7.系统进双氧水，对计量罐进行标定、调节标尺，方法同上，达到要求，标定完毕。

需要补充的是，系统进纯水，通过计算得出罐子的容积为23.45L重量偏差在，23.149Kg≤每桶净重≤23.380Kg范围内，要求量程最大量为23.45-23.380＝0.07，0.07÷0.011＝6.3(约等于6孔)。从标尺零刻度至6孔的位置做好标记为A，打开进料阀FV-101阀,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐(1－10)充液完成。PLC(或DCS)输出信号自动关FV-101进料阀；流量开关检测到无流量时PLC(或DCS)输出信号打开DSVa101出料阀(先标第一条线第一计量罐此时DSVa102-110为关闭状态)，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定。称量结果为23.21Kg。

要求量程最小量为23.45-23.149＝0.301，0.301÷0.011＝27.4(约等于27孔)从标尺零刻度至27孔的位置做好标记为B,打开进料阀FV-101阀,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐(1－10)充液完成。PLC(或DCS)输出信号自动关FV-101进料阀；流量开关检测到无流量时PLC(或DCS)输出信号打开DSVa101出料阀(先标第一条线第一计量罐此时DSVa102-110为关闭状态)，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定。称量结果为23.18Kg。

将标尺锁定在最大A和最小B的中间C位置第17个孔。

开始进纯水，打开进料阀FV-101阀,向计量罐充液，直至纯水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐(1－10)充液完成。PLC(或DCS)输出信号自动关FV-101进料阀；流量开关检测到无流量时PLC(或DCS)输出信号打开DSVa101出料阀(先标第一条线第一计量罐此时DSVa102-110为关闭状态)，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定。称量结果为23.18Kg(符合要求)。

开始进双氧水，打开进料阀FV-101阀,向计量罐充液，直至双氧水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐(1－10)充液完成。PLC(或DCS)输出信号自动关FV-101进料阀；流量开关检测到无流量时PLC(或DCS)输出信号打开DSVa101出料阀(先标第一条线第一计量罐此时DSVa102-110为关闭状态)，先用标准砝码用校电子台秤，再用电子台秤来进行标定。称量结果为25.03Kg(符合要求)。

注：若不在误差范围内上下调整标尺重新称量，每个计量罐以相同的方法标定。

本发明进行系统投运时，系统分为四条灌装线(如图4所示的双氧水定量包装系统)，每条线10个计量罐、2台球阀、1个/罐(二位三通电磁阀)、1个流量开关、1台气动切断阀；先将最上面的左侧球阀打开，分别在PLC触摸屏(或DCS)上启动，灌装第一条线,先关闭DSVa101-110出料阀，打开进料阀FV-101阀,向计量罐充液，直至双氧水从溢流口溢出，流量开关检测到有流量后则计量罐(1－10)充液完成。PLC(或DCS)输出信号自动关FV-101进料阀；流量开关检测到无流量且标志位为1时，PLC(或DCS)输出信号自动打开DSVa101-110出料阀，完成第一条线灌装。第二、三、四条灌装线同理。四条灌装线可以在PLC(或DCS)上设置同时工作或独立工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。