气泵式烟草加香设备的制作方法

1.本发明属于流体检测及控制技术领域，涉及一种气泵式烟草加香设备。


背景技术：

2.目前对于制丝车间中烟叶、烟丝加香工序段，通常采用机械泵来完成相应的工序。然而，机械泵存在许多影响精度控制的因素，例如：机械泵加工精度与密闭性、驱动速度与阀门控制比例、综合工作效率等。其中，机械泵加料系统中机械结构复杂，使用的活动零件、密封区域、电气控制节点多而杂，容易引起设备故障。而且，在实际的比例控制过程中，机械泵控制响应的驱动电机转速、阀门开度和机械活动件的损耗及效能衰减随运行时间增加越来越严重。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种气泵式烟草加香设备，采用高压气体取代机械泵作为加注香精料液的动力源，通过检测气泵罐筒体内的液位并由控制器来控制整个加香过程，实现双罐交替加料，恒定的压力使装置能够输出稳定的矢量态控制，有效提高加料过程的精度控制，从而提高制丝产品质量。
4.为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种气泵式烟草加香设备，包括第一气泵罐、第二气泵罐、配方原液加注装置、高压气体输入装置、液体流量检测器、液体流量数字处理器、液体流量调节阀及控制器。第一气泵罐和第二气泵罐并排设置，安装于气泵罐支架上，两个气泵罐用于交替输送香精料液。第一气泵罐上设有第一超声波液位传感器，第二气泵罐上设有第二超声波液位传感器，超声波液位传感器用于检测罐体内液位高度，并将检测信号传至控制器。配方原液加注装置同时与第一气泵罐的顶部、第二气泵罐的顶部相连，高压气体输入装置同时与第一气泵罐的顶部、第二气泵罐的顶部相连，第一气泵罐的底部设有第一单向阀，第二气泵罐的底部设有第二单向阀。第一单向阀和第二单向阀同时与液体流量检测器相连，液体流量检测器将检测信号传至液体流量数字处理器并与液体流量调节阀相连，控制器接收不同的检测信号通过控制不同的阀门来完成加香工序。
5.优选地，配方原液加注装置包括配方原液罐、三通注液管、第一注液电磁阀及第二注液电磁阀，三通注液管将配方原液罐、第一气泵罐和第二气泵罐连通，第一注液电磁阀和第二注液电磁阀安装于三通注液管上，均由控制器控制，分别用于控制向第一气泵罐和第二气泵罐内加注香精料液。
6.优选地，三通注液管和第一气泵罐之间通过第一注液管接头连接，第一注液管接头固定于第一气泵罐的顶盖上；三通注液管和第二气泵罐之间通过第二注液管接头连接，第二注液管接头固定于第二气泵罐的顶盖上。
7.优选地，高压气体输入装置包括第一输气管、第一电磁阀、第二输气管、第二电磁阀及主气源减压阀，第一输气管将高压气源设备和第一气泵罐连通，第一电磁阀安装于第一输气管上；第二输气管将高压气源设备和第二气泵罐连通，第二电磁阀安装于第二输气
管上；第一电磁阀和第二电磁阀均为三通电磁阀，均由控制器控制，分别控制向第一气泵罐和第二气泵罐内输入高压气体。第一电磁阀的三接口分别连接高压气源设备、第一输气管和第一排气管，第二电磁阀的三接口分别连接高压气源设备、第二输气管和第二排气管。往气泵罐内加料时，三通电磁阀关闭，气泵罐内部、输气管路、排气管路和环境大气相通，形成无压状态并使得配方原液罐中的香精料液无碍注入气泵罐内。
8.优选地，第一输气管和第一气泵罐之间通过第一气管接头连接，第一气管接头固定于第一气泵罐的顶盖上；第二输气管和第二气泵罐之间通过第二气管接头连接，第二气管接头固定于第二气泵罐的顶盖上。
9.优选地，第一输气管和第二输气管的端部与主气源减压阀相连，主气源减压阀用于降低高压气体的压力，使高压气体具备适宜的压力。
10.优选地，三通承压软管将第一气泵罐、第二气泵罐和液体流量检测器连通，三通承压软管的其中两个管路分别连接第一单向阀和第二单向阀，另一个管路连接液体流量检测器。
11.优选地，气泵罐支架由两个套环、连接件、卡齿操作装置及底座构成，第一气泵罐和第二气泵罐分别卡于两个套环内，连接件固定于两个套环之间，卡齿操作装置固定于连接件和底座之间，且能够相对于底座转动，用于手动固定或移动套环及两个气泵罐，便于将两个气泵罐从套环上拆卸下来(或将两个气泵罐安装到套环上)。
12.优选地，卡齿操作装置包括移动齿条、固定齿板、转板及把手结构，移动齿条固定于连接件的底部，且位于固定齿板和转板之间，移动齿条和固定齿板通过多个齿嵌合固定，移动齿条和转板之间可滑动式连接，转板可转动地固定于底座上，把手结构固定于转板上并与固定齿板连接。转动转板能够改变套环的角度，从而使两个气泵罐在安装或拆卸时能够避开其上方零部件，在空间上提高拆装的便利性。通过推动把手结构将移动齿条和固定齿板分离，从而将移动齿条沿转板移动，便于对两个气泵罐进行安装或拆卸。
13.优选地，把手结构包括把手本体、推杆、压缩弹簧及受力板，推杆穿过受力板、转板及移动齿条，其一端安装把手本体，其另一端与固定齿板相连，压缩弹簧套设于推杆上，始终处于压缩状态，用于将固定齿板复位。人工推动把手本体，推杆将固定齿板脱离移动齿条，压缩弹簧被进一步压缩。人工松开把手本体，压缩弹簧使固定齿板复位。
14.本发明提供的气泵式烟草加香设备具有以下有益效果：
15.1、通过两个超声波液位传感器分别检测两个气泵罐内部液位，通过液体流量监测器和液体流量数字处理器检测空管信号和实际液体流量信号，由控制器根据检测信号控制响应相应的阀门动作，利用高压气体注推香精料液，实现双罐交替加香，大大提高加料精度控制，提高制丝产品质量。
16.2、气泵罐及其连接部件为可活动式，在安装或拆卸气泵罐的过程中，能够有效避开气泵罐筒体上方的管路或其他零部件，使整个拆装过程省时省力。
附图说明
17.图1和图2为本发明的结构示意图；
18.图3为本发明中第一气泵罐、第二气泵罐及气泵罐支架的装配图；
19.图4和图5为本发明中气泵罐支架的结构示意图；
20.图6为本发明中气泵罐支架的爆炸图。
21.主要元件符号说明：
22.1第一气泵罐
23.11第一注液管接头；12第一气管接头；13第一超声波液位传感器；14第一单向阀
24.2第二气泵罐
25.21第二注液管接头；22第二气管接头；23第二超声波液位传感器；24第二单向阀
26.3配方原液加注装置
27.31配方原液罐；32三通注液管；33第一注液电磁阀；34第二注液电磁阀；
28.4高压气体输入装置
29.41第一输气管；42第一电磁阀；43第二输气管；44第二电磁阀；45主气源减压阀
30.5液体流量检测器
31.6液体流量数字处理器
32.7液体流量调节阀
33.8气泵罐支架
34.81第一套环；
35.82第二套环
36.83连接件
37.84卡齿操作装置
38.841移动齿条；8411长齿条；8412底部连接件；8413梯形滑块
39.842固定齿板；
40.843转板；8431梯形凹槽；8432长形安装孔；8433销轴
41.844把手结构；8441把手本体；8442推杆；8443压缩弹簧；8444受力板；8445凸块；8446卡环
42.85底座
43.851限位板
44.9三通承压软管
45.10输料管
具体实施方式
46.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明提供的气泵式烟草加香设备的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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
48.如图1和图2所示，本发明提供一种气泵式烟草加香设备，包括第一气泵罐1、第二
气泵罐2、配方原液加注装置3、高压气体输入装置4、液体流量检测器5、液体流量数字处理器6、液体流量调节阀7及控制器。第一气泵罐1和第二气泵罐2并排设置，安装于气泵罐支架8上。
49.配方原液加注装置3包括配方原液罐31、三通注液管32、第一注液电磁阀33及第二注液电磁阀34。配方原液罐31内装有香精料液，三通注液管32将配方原液罐31、第一气泵罐1和第二气泵罐2连通，其中，三通注液管32的顶端和配方原液罐31连通，分叉的两端分别和第一气泵罐1、第二气泵罐2连通。第一注液电磁阀33和第二注液电磁阀34分别安装于三通注液管32上的两个分叉管上，均由控制器控制，分别用于控制向第一气泵罐1和第二气泵罐2内加注香精料液。
50.如图1、图2和图3所示，三通注液管32的分叉管的一端通过第一注液管接头11与第一气泵罐1相连，第一注液管接头11固定于第一气泵罐1的顶盖上；三通注液管32的分叉管的另一端通过第二注液管接头21与第二气泵罐2相连，第二注液管接头21固定于第二气泵罐2的顶盖上。
51.如图1和图2所示，高压气体输入装置4包括第一输气管41、第一电磁阀42、第二输气管43、第二电磁阀44及主气源减压阀45。第一输气管41将高压气源设备(未示出)和第一气泵罐1连通，第一电磁阀42安装于第一输气管41上；第二输气管43将高压气源设备和第二气泵罐2连通，第二电磁阀44安装于第二输气管43上。第一电磁阀42和第二电磁阀44均为三通电磁阀，均由控制器控制，分别控制向第一气泵罐1和第二气泵罐2内输入高压气体。
52.如图1、图2和图3所示，第一输气管41的一端通过第一气管接头12与第一气泵罐1相连，第一气管接头12固定于第一气泵罐1的顶盖上，第一输气管41的另一端与主气源减压阀45相连。第二输气管43的一端通过第二气管接头22与第二气泵罐2相连，第二气管接头22固定于第二气泵罐2的顶盖上，第二输气管43的另一端与主气源减压阀45相连。主气源减压阀45用于降低高压气体的压力，使高压气体具备适宜的压力。
53.第一气泵罐1的顶盖上还设有第一超声波液位传感器13，第一超声波液位传感器13用于检测第一气泵罐1内的液位高度，并将检测信号传至控制器。第二气泵罐2的顶盖上还设有第二超声波液位传感器23，第二超声波液位传感器23用于检测第二气泵罐2内的液位高度，并将检测信号传至控制器。
54.如图1和图2所示，第一气泵罐1的底部设有单向阀安装孔，于该位置处安装有第一单向阀14，第二气泵罐2的底部设有单向阀安装孔，于该位置处安装有第二单向阀24。第一单向阀14和第二单向阀24由控制器控制，用于控制输送香精料液，防止香精料液在高压气体作用下反流。
55.三通承压软管9将第一气泵罐1、第二气泵罐2和液体流量检测器5连通，三通承压软管9的其中两个管路分别连接第一单向阀14和第二单向阀15，另一个管路连接液体流量检测器5。液体流量检测器5通过输料管10与液体流量调节阀7相连，液体流量数字处理器6固定于液体流量检测器5上，两者配套安装。液体流量监测器5用于检测管路中的液体量，将检测信号传至液体流量数字处理器6进行数据处理，再将数据传至控制器。
56.如图3、图4、图5和图6所示，气泵罐支架8由第一套环81、第二套环82、连接件83、卡齿操作装置84及底座85构成。第一套环81和第二套环82的结构相同，均为倒锥形结构，连接件83固定于第一套环81和第二套环82之间，通过焊接的方式固定。与两个套环的结构相适
应，第一气泵罐1和第二气泵罐2结构相同，均为中空倒锥体结构，第一气泵罐1和第二气泵罐2分别卡于第一套环81和第二套环82内。罐体和其顶盖之间通过密封锁环固定，密封锁环为圆形卡扣式锁环，便于罐体和顶盖之间拆卸或安装。在一种优选的实施方式中，罐体和顶盖之间设有密封胶圈，用于提高气泵罐工作时的密封性。
57.卡齿操作装置84包括移动齿条841、固定齿板842、转板843及把手结构844。移动齿条841由两个长齿条8411及底部连接杆8412构成，两个长齿条8411相互平行设置，与底部连接杆8412焊接固定。每个长齿条8411上均设有梯形滑块8413，梯形滑块8413和长齿条8411通过模具一体成型，或者焊接固定。
58.两个长齿条8411的顶部通过螺栓固定于连接件83的底部，移动齿条841位于固定齿板842和转板843之间。移动齿条841和固定齿板842通过多个齿嵌合固定，移动齿条841和转板843之间可滑动式连接。转板843上设有两个与梯形滑块8413相配合的梯形凹槽8431，其中部设有长形安装孔8432。两个梯形滑块8413卡入两个梯形凹槽8431内，实现移动齿条841和转板843之间的可滑动式连接。转板843的底部通过销轴8433安装于底座85上，使得转板843受外力可转动。底座85的顶部设有限位板851，限位板851和底座85通过模具一体成型，或者焊接固定，限位板851对转板843的转动起到限位作用，防止转板843过度转动。
59.把手结构844包括把手本体8441、推杆8442、压缩弹簧8443及受力板8444。受力板8444上设有凸块8445，凸块8445卡入转板843上的长形安装孔8432内，受力板8444通过两个螺栓固定于转板843上。推杆8442设有两个，相互平行设置，两个推杆8442穿过受力板8444上的凸块8445、转板843及移动齿条841。推杆8442的一端安装把手本体8441，其另一端与固定齿板842通过两个螺栓相连。推杆8442上设有卡环8446，压缩弹簧8443套设于推杆8442上，压缩弹簧8443的一端压紧卡环8446，其另一端压紧受力板8444，始终处于压缩状态。
60.本发明提供的气泵式烟草加香设备的工作过程及原理：
61.批次生产开始，控制器将第一注液电磁阀33和第二注液电磁阀34同时打开，配方原液罐31内的香精料液在重力作用下由配方原液罐31的底部经三通注液管32注入第一气泵罐1和第二气泵罐2内。当第一超声波液位传感器13检测到第一气泵罐1内的液位升高至距离第一气泵罐1顶盖60mm的位置时，将该检测信号传至控制器，控制器将第一注液电磁阀33关闭，第一气泵罐1完成加料工序。同理，当第二超声波液位传感器23检测到第二气泵罐2内的液位升高至距离第二气泵罐2顶盖60mm的位置时，将该检测信号传至控制器，控制器将第二注液电磁阀34关闭，第二气泵罐2完成加料工序。上述第一气泵罐1和第二气泵罐2的预填料工序同时进行，最高液面和顶盖之间有高度为60mm的空间作为气体的恒压室，这样可避免高压气管接触液体产生大量气泡进入液体流量检测器管路后，出现流量检测异常和空管状态。
62.控制器接收到上述第一超声波液位传感器13和第二超声波液位传感器23的检测信号后，将第一注液电磁阀33和第二注液电磁阀34关闭。然后，控制器将第一电磁阀42和第一单向阀14打开，同时将液体流量调节阀7的开度开至40％。高压气源设备内的高压气体经主气源减压阀45减压，经第一输气管41输入第一气泵罐1内，对第一气泵罐1内的液体施压，推动液体流入三通承压软管9内。当与三通承压软管9相连的流体流量检测器5检测到空管信号消失并且检测到实际液体流量信号时，将该检测信号传至液体流量数字处理器6进行处理，处理后的数据传至控制器，此时控制器立即关闭液体流量调节阀7，至此完成预填料
工序。
63.控制器根据批次物料总重量、香精料液总重量、电子秤设定流量换算出当前批次生产使用的香精料液加料流量比例。根据电子秤实时来料流量对比香精料液加料比例最终计算出实时的料液流量比例信号。液体流量调节阀7的数字处理器同时接收控制器送入料液流量比例信号，对应液体流量数字处理器6送入的实时流量数字信号计算出液体流量调节阀7的阀门实际开度百分比。
64.加料执行时，第一电磁阀42保持打开状态，液体流量调节阀7控制开度迅速开启执行加料。当第一超声波液位传感器13检测到第一气泵罐1内的液位下降至距离第二气泵罐2底部50mm的位置时，控制器将第二电磁阀44打开。高压气源设备内的高压气体经主气源减压阀45减压，经第二输气管43输入第二气泵罐2内，对第二气泵罐2内的液体施压，推动液体流入三通承压软管9内。在此过程中，第一气泵罐1和第二气泵罐2同时加料，直至当第一超声波液位传感器13检测到第一气泵罐1内的液位下降至距离第一气泵罐1底部30mm的位置时，控制器将第一电磁阀42的输气阀门关闭，排气阀门打开排压，同时将第一注液电磁阀33打开进行料液加注。
65.第一气泵罐1和第二气泵罐2如上述加料过程交替连续供料。
66.当任意一个超声波液位传感器检测到对应气泵罐内的液位没有达到距离顶盖60mm且持续120秒时，控制器将会判定为加料结束。将第一注液电磁阀33和第二注液电磁阀34关闭，保证第一电磁阀42和第二电磁阀42均为开启状态，液体流量调节阀7继续保持生产设定开度，直到液体流量检测器5检测到空管信号，经液体流量数字处理器6处理，控制器计时10秒后关闭第一电磁阀42、第二电磁阀42和液体流量调节阀7，完成排空工序。
67.上述整个控制过程由本领域技术人员编写程序输入控制器，从而完成整个加香工序。
68.如需对气泵罐检修或者更换时，先将其顶盖上的各管路拆卸，人工推动把手本体8441，将固定齿板842和移动齿条841分离，移动齿条841下移，使得连接件83、第一套环81、第二套环82及第一气泵罐1、第二气泵罐2同步下移，顶盖与其上方的各管路等零部件之间产生距离。然后，松开把手本体8441，固定齿板842复位重新与移动齿条841嵌合固定。在销轴8433的作用下，人工可将两个气泵罐转动一定角度，从而完全避开其上方的零部件。此时，能够很方便地对两个气泵罐进行检修，或者将两个气泵罐从两个套环内拔出更换。当检修或更换完毕，如上反向操作即可将两个气泵罐安装于两个套环内并恢复至原来的安装位置。
69.需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，不能一次限定本发明的实施范围。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。