一种批量快速无级调整灌装阀流速的系统与方法与流程

1.本发明涉及液态食品灌装生产技术领域，具体涉及一种批量快速无级调整灌装阀流速的系统与方法。


背景技术：

2.目前各种饮料、啤酒灌装生产线上的灌装机，基本采用两类灌装技术：机械阀灌装技术，以控制液面来保证灌装容量；另一种是定容灌装技术，通过直接计量容量或重量来保证灌装容量，后面的技术有逐渐取代前面技术的趋势。
3.当通过灌装阀将各类液态物料(比如饮料、啤酒)灌入瓶中时，为了使灌装过程稳定以便于计量，必须控制灌装阀的流速。现有技术普遍采用两种办法控制每个阀的灌装流速，一是通过改变流道面积的方法，控制进入灌装阀内液态物料的速度；二是当液态物料灌入瓶中时，瓶内原有的气体会流出，用控制这个气体流出的速度的办法来控制灌装速度。通常也是改变其流道面积的办法，来控制流速。因此对于一台制作好的灌装机，要改变其流速，只能改变其上述两个通道的面积，但改变通道面积的方法，费时费力。其他方法，比如改变灌装缸液面高度的办法，来改变灌装流速，往往受结构限制，效果非常有限。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种批量快速无级调整灌装阀流速的系统与方法，实现灌装过程中所要达到的批量、快速和无级调整灌装阀流速的目的。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种批量快速无级调整灌装阀流速的系统，包括用于存储灌装液体的高位罐、用于分配灌装液体的环形分配管和与高位罐以及环形分配管相连的中央分配器，中央分配器用于将灌装系统所需各种介质和液态物料引入回转；
7.所述高位罐与环形分配管之间连接有用于控制灌装流速的比例调节阀；
8.所述环形分配管上连通有若干组呈环形阵列分布的灌装阀，灌装阀用于向瓶子内灌装液体。
9.作为本发明进一步的方案：所述高位罐底部分别设置有用于补充进液的进料管和用于排液的出料管，出料管与比例调节阀相连。
10.作为本发明进一步的方案：所述高位罐上端设置有用于补充气体的进气管。
11.作为本发明进一步的方案：所述高位罐上设置有用于测量其内部液位高度的罐体液位计。
12.作为本发明进一步的方案：所述灌装阀与环形分配管之间设置有流量计，流量计用于设定对应灌装阀的灌装液体流速控制灌装速度。
13.作为本发明进一步的方案：所述环形分配管上设置有用于测量其内液体液位高度的分配管液位开关。
14.作为本发明进一步的方案：所述环形分配管上连接有慢速排气阀，慢速排气阀用
于在环形分配管内充满液体前将管内空气排出。
15.作为本发明进一步的方案：所述环形分配管上连接有气体补充阀，气体补充阀用于向环形分配管内填充气体使管内液体全部排出。
16.作为本发明进一步的方案：一种批量快速无级调整灌装阀流速的方法，该方法具体包括以下步骤：
17.步骤一：通过进料管向高位罐内添加需要灌装的液体，并根据罐体液位计对高位罐内液体容量进行获取；
18.步骤二：通过进气管向高位罐内添加气体，对高位罐中的灌装液体加压，开启出料管上设置的比例调节阀，高位罐中的灌装液体流入到环形分配管中；
19.步骤三：环形分配管向多个灌装阀中充入灌装液体，灌装阀向瓶子内进行液体灌装，通过流量计调节灌装阀的灌装液体流速。
20.本发明的有益效果：
21.(1)通过设置气体补充阀，在灌装生产结束前将气体填充环形分配管内物料流出的空间，保证物料能够全部灌入瓶中，减少浪费。
22.(2)根据不同的物料要求的不同灌装速度，通过改变流量计的设定值，就可以实现一台灌装机适应不同的灌装工艺，在合理的区间内，能够实现灌装阀速度的无级调整。
23.(3)根据液态物料的不可压缩性，当比例调节阀根据灌装阀上流量计的设定流速值进行pid调节时，能够快速、批量地调整灌装阀的速度。
附图说明
24.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
25.图1是本发明系统的结构示意图。
26.图中：2、高位罐；3、灌装阀；4、比例调节阀；5、流量计；6、环形分配管；7、慢速排气阀；8、中央分配器；9、分配管液位开关；10、气体补充阀；11、进料管；12、出料管；13、进气管；14、罐体液位计。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本实施例仅以含气饮料灌装为例，其它如不含气液态物料，其实现方式，与本实施例类似。具有一定基础的技术人员，可以以此类推，实现灌装过程中所要达到的批量、快速和无级调整灌装阀流速的目的。同时，图1所展示的是回转灌装机，其原理可直接应用于直线式灌装机。
29.请参阅图1所示，本发明为一种批量快速无级调整灌装阀流速的系统，该系统由以下单元组成：
30.高位罐2用于储存待灌装的液态物料，其上部空间为co2气体，下部空间为液态物料。液态物料的液面高度是保持当比例调节阀4处于全开情况下，灌装机在全速运行下，每
个灌装阀3达到最高流速；高位罐2底部分别设置有用于补充进液的进料管11和用于排液的出料管12，出料管12与比例调节阀4相连；所述高位罐2上端设置有用于补充气体的进气管13以及用于测量其内部液位高度的罐体液位计14。
31.灌装阀3呈圆周形均匀分布在灌装机上，每个灌装阀3配备一只流量计5，可以是电磁、质量或其他容积式流量计，流量计5用以计量灌装的量，由待灌装的容器决定，当达到规定计量的量时，灌装阀3停止灌装。这个量除以灌装时间，即为灌装流速。
32.比例调节阀4，用以批量同步调整所有灌装阀3的灌装流速，以满足灌装特定液态物料的要求。
33.环形分配管6用以将灌装液态物料分配到每只灌装阀3，在灌装过程中其内部充满灌装液态物料。
34.慢速排气阀7，用于当液态物料从高位罐2进入环形分配管6时，慢速排出其内原有的co2气体，使液态物料充满整个环形分配管6。
35.中央分配器8用以将灌装机所需要的各种介质和液态物料，引入回转的灌装机。
36.本实施例还提供一种批量快速无级调整灌装阀流速的方法，该方法具体的步骤为：
37.步骤一：通过进料管11向高位罐2内添加需要灌装的液体，并根据罐体液位计14对高位罐2内液体容量进行获取，前处理过来的物料，先进入高位罐2，并在高位罐中维持一个恒定液位高度，这个高度与环形分配管6有一个高度差h1，且与灌装阀3瓶口高度差(h1+h2)，形成这个高度差，当比例调节阀4全开时，提供灌装机全速运行时，此状态为灌装阀3的最大流速；
38.步骤二：通过进气管13向高位罐2内添加气体，对高位罐2中的灌装液体加压，开启出料管12上设置的比例调节阀4，高位罐2中的灌装液体流入到环形分配管6中；在开始生产时，其中的物料从高位罐2引入，引入时，为防止快速进料造成物料搅动过大，由慢速排气阀7控制排气速度，以控制环形分配管6的进料速度，便于稳定进料；当进料高度达到环管高处的分配管液位开关9时，慢速排气阀7关闭，此时环形分配管6中充满液态物料；
39.步骤三：环形分配管6向多个灌装阀3中充入灌装液体，灌装阀3向瓶子内进行液体灌装，通过流量计5调节灌装阀3的灌装液体流速；
40.由于液态物料的不可压缩性，当比例调节阀4根据灌装阀3上的流量计5设定流速值进行pid调节时，能够快速、批量地调整灌装阀3的速度。
41.而且，根据不同的物料要求的不同灌装速度，通过改变流量计5的设定值，就可以实现一台灌装机适应不同的灌装工艺，在合理的区间内，能够实现灌装阀3速度的无级调整。
42.刚开始生产时，由于瓶子是依次进入灌装机的，少量瓶子进入时，其灌装流速会增加，这不同稳定生产时，在灌装机上同时灌装的数量是一定的。通过设定程序，让比例调节阀4的开度，依据瓶子的进入数量逐步打开，至正常生产的开度，此时的开度是根据流量计5的流速值控制的。
43.同理，当即将结束生产时，生产线会停止瓶子进入灌装机，而随着瓶子依次出灌装机，正在灌装的瓶子会不断减少，这时，就要逐步减小比例调节阀4的开度，这也可以由程序设定。以达到即将结束生产时，每个灌装阀3的流速还是符合工艺要求。
44.在即将结束生产前，为了彻底将环形分配管6内的物料灌装到瓶子中，可以由气体补充阀门10打开，将co2气体填充环形分配管6内物料流出的空间，保证物料能够全部灌入瓶中，减少浪费。
45.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。