专利名称：一种多功能模块化灌装阀及灌装机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灌装阀，特别涉及一种多功能模块化灌装阀和灌装机。
背景技术：
目前常用的灌装机有用于灌装含气饮料的WF60/12灌装压盖机和D30-163易拉罐灌装机、用于灌装不含气饮料的XGP灌装机。这几种灌装机的灌装方法不一样，相互之间不能通用。例如WF60/12灌装机和D30-163灌装机不能用于灌装不含气饮料，而XGP灌装机同样不能用于灌装含气饮料。此外，WF60/12灌装机和D30-163灌装机的灌装液料虽然相同，但由于WF60/12灌装机的液料包装容器是玻璃瓶，灌装过程有预真空处理，而D30-163灌装机的液料包装容器是金属易拉罐，灌装过程不能采用预真空处理，否则金属易拉罐很容易发生变形，所以WF60/12灌装机和D30-163灌装机也不能互用。总之，这三种灌装机相互之间都不能通用，如果要将一款灌装机改装成另一款机的功能和效果，需要投入很大的人力和物力。
一般的啤酒厂都有易拉罐和玻璃瓶两种灌装机，这两种灌装机之间也不能互相通用，而易拉罐啤酒的需求量很小，所以经常易拉罐灌装机出现闲置状态，这对资源是一种极大的浪费。
此外，现在很多灌装机特别是啤酒灌装机多数是采用旋转式灌装，体积都比较庞大，运动规律比较复杂，要求运动速度较低，否则很容易出现爆瓶现象，所以灌装速度很慢。
而且，现在很多灌装机都是通过凸轮来控制灌装阀的运动，凸轮是这些灌装机中起主导作用的机构之一。但是，凸轮的设计和制造难度较大；而且每一种凸轮相对应的最大灌装量是固定的而且不能调节，如果实际灌装量超过其最大灌装量，则无法使用这种灌装机。这些都限制了灌装机的使用范围和效率。
所以，当前灌装机普遍存在工艺范围小，结构复杂，利用效率低、经常出现闲置现象等不足之处。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种适合灌装不同气、液饮料和非饮料、适用于灌装不同形状和材料以及不同瓶口的容器、适用于不同灌装量的多功能模块化灌装阀。
本发明的另一目的在于提供一种采用了所述多功能模块化灌装阀的灌装机。
本发明的目的通过下述技术方案实现一种多功能模块化灌装阀，包括上部9、中部6和下部5，上部与中部、中部与下部之间都设有密封圈14，而且通过螺栓4连接在一起，所述上部和下部的中间都设有一个直通的内孔，设在上部的内孔上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的弹簧11，下部安装有导液器2和导气管17；所述上部设置有进、出气阀10和气嘴12，进、出气阀10的一端与气嘴12相通，另一端通过阀体里面的气体流道和插在导气管17里的定位气管18相通，进、出气阀10的阀体上固定有电磁线圈7、以及用于固定电磁线圈7的卡簧8；所述中部设置有液阀15与进液口，液阀15的一端通过阀体里面的液体流道与进液口相通，另一端通过下部的内孔与导液器2相通；所述下部设置有预真空阀16与导气口，预真空阀16的一端与导气口相通，另一端与下部的内孔相通，预真空阀16的阀体上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的卡簧。
还包括压瓶头3，压瓶头3通过螺纹与下部5连接。
所述螺栓4可为内六角螺栓。
当预真空阀16与真空泵20相连时，起预真空作用；当预真空阀16与外部空气相连时，则起卸压作用。
压瓶头3、定位气管18、导液器2都是可以装卸的，针对不同的容器1可以采用不同的压瓶头3、或不同的定位气管18、或不同的导液器2，从而满足不同瓶型的灌装。压瓶头3对包装容器1起固定作用。如可以根据不同的容器瓶口来选择采用配套的压瓶头3，这些压瓶头在市场上都是公开销售的。如可以根据不同的灌装量来选择采用不同长度的定位气管18。定位气管18用于确定包装容器1内的液面高度，当包装容器1内的液体达到定位气管18时，包装容器1内的气体就不能通过定位气管18排出，随着液面的上升，包装容器1内的气体体积减小，压强增大，大到一定程度时，液体就不能再流进包装容器1内，此时气体体积不变，即液面高度不变。
电磁线圈的通电和断电时间通过可编程控制器来控制，从而实现对出、出气阀10以及预真空阀16的开启和关闭时间。
设置在灌装阀上部的进、出气阀10是用于控制液缸19上面的气体与包装容器1里的气体的相通与相离。当固定在进、出气阀10上的那对电磁线圈7没电时，两电磁线圈没有力产生，则弹簧11处于被压缩状态，弹簧力使阀体压紧中部的进、出气孔，液缸19上面的气体与包装容器1里的气体不能相通；当电磁线圈7通电时，两电磁线圈7产生相互排斥的电磁力，电磁力大于弹簧力，使卡簧8进一步压缩达到力平衡，电磁力也带动进、出气阀10向上运动，阀尖与中部的气孔分开，此时，液缸19上面的气体与包装容器1里的气体相通。同理，设置在中部的液阀15用于控制液缸19里的液体与包装容器1里的的液体的相通与相离；当固定在进、出气阀10上的那对电磁线圈没电时，弹簧11处于被压缩状态，弹簧力使阀体压紧下部的内孔，则液缸与包装容器的液体不能相通；当电磁线圈通电时，两电磁线圈产生相互排斥的电磁力，电磁力大于弹簧力，使弹簧11进一步压缩达到力平衡，电磁力也带动液阀15向上运动，阀体与下部的内孔分开，则液缸里的液体与包装容器里的液体相通。同理，设置在下部预真空阀16用于控制真空泵20或大气与包装容器1里的气体相通与相离；当预真空阀16通过空气管26与真空泵20相连时可以对容器1抽真空，当预真空阀16与大气相连时可以对容器1卸压；当固定在预真空阀16上的那对电磁线圈没电时，两电磁线圈没有力产生，弹簧11处于被压缩状态，弹簧力使阀体压紧下部的侧孔，真空泵或大气与包装容器不能相通；当电磁线圈通电时，两电磁线圈产生相互排斥的电磁力，电磁力大于弹簧力，使弹簧11进一步压缩达到力平衡，电磁力也带动预真空阀16向侧边运动，阀体与侧孔分开，此时真空泵或大气与包装容器相通。
一种灌装机，采用上述多功能模块化灌装阀，所述灌装阀通过螺纹固定在灌装机头21的阀体连接套13上。
本发明的灌装机有两种，一种是直线型灌装机，另一种是回转型灌装机。回转型灌装机的灌装过程与直线型灌装机的灌装过程有点不同，回转型灌装机是连续灌装，而直线型灌装机是间歇式灌装。所述直线型灌装机的灌装过程是通过两工位来实现首先输送带23把一定数量的容器1输送到多功能模块化灌装阀下，此时输送带23停止运行即完成一个工位；然后通过多功能模块化灌装阀将液体灌入容器，灌装结束后即完成第二个工位；输送带23把灌装好液体的容器送走，并再把空容器送到多功能模块化灌装阀下进行灌装，如此依次循环。回转型灌装机的灌装过程是这样的，容器1通过输送装置送进旋转平台22，此时多功能模块化灌装阀下降，压瓶头3把容器1压住并对容器1进行灌装，容器1和多功能模块灌装阀一起旋转，通过多功能模块化灌装阀不停地将液体灌装到旋转平台22里的容器中，并且旋转平台22不断把已灌好液体的容器送出，同时不断把空容器送进。
本发明与现有技术相比具有如下优点和效果(1)灌装范围扩大，既适合含气液体也适合不含气液体。通过可编程控制器和电磁线圈，可以根据不同的液料来选择不同的灌装方法，如等压法灌装、常压法灌装、真空法灌装等。
(2)灌装不同液体之间的转换很简单，只需修改可编程控制器PLC的控制程序，无需进行硬件的改动，转换成本小。
(3)容器范围扩大。本灌装阀针对不同的瓶型如玻璃瓶和易拉罐设计了不同的配套压瓶头；而且灌装不同瓶型之间的更换也很简单，只需更换压瓶头即可，减少了现有一些灌装阀的闲置现象。
(4)提高了灌装速度。本灌装阀采用新的控制设备PLC取代原来的凸轮来控制机构的运动，从而简化了机构的结构、提高灌装的稳定性、进而提高灌装速度，既可实现超高速运动(＞72000瓶/小时)，也可实现低速运动。提高经济效益。
(5)本灌装阀既可以采用直线型灌装，也可以采用回转型灌装，运动规律简单，灌状速度快。
(6)本灌装阀由于采用了可编程控制器和电磁线圈，从而缩小了整机体积、减小了力的行程，控制时效性强，反应迅速，精度高；同时，由于每个阀门都有独立的控制系统，不受其他阀门的影响，便于管理。
图1为多功能模块化灌装阀的结构图。
图2是直线型灌装机的示意图。
图3是回转型灌装机的示意图。
(1容器；2导液器；3压瓶头；4内六角螺栓；5下部；6中部；7电磁线圈；8卡簧；9上部；10进、出气阀；11弹簧；12气嘴；13阀体连接套；14密封圈；15液阀；16预真空阀；17导气管；18定位气管；19液缸；20真空泵；21罐装机头；22旋转平台；23输送带；24CO2气管；25液体管；26空气管)具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1多功能模块化灌装阀，包括上部9、中部6和下部5。上部与中部、中部与下部之间都设有密封圈14，密封圈用于防止液体和气体发生泄露，而且上部与中部、中部与下部之间通过内六角螺栓4连接在一起。所述上部和下部的中间都设有一个直通的内孔，设在上部的内孔上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的弹簧11。下部安装有导液器2和导气管17，导液器2是活动的、可自由装卸的，可以根据不同的灌装要求选择不同的导液器2。
所述上部设置有进、出气阀10和气嘴12，进、出气阀10的一端通过插在气嘴12里的CO2气管24与液缸19上面的气体相通，另一端通过阀体里面的流道和插在导气管17里的定位气管18与容器1中的气体相通，定位气管18是活动的、可自由装卸的，可以根据不同的灌装量要求选择不同的定位气管18。进、出气阀10的阀体上固定有电磁线圈7、以及用于固定电磁线圈7的卡簧8。
所述中部设置有液阀15，液阀15的一端通过液体流道和插在进液口的液体管25与液缸19里面的液体相通，另一端通过下部的内孔、导液器2与容器1相通。
所述下部设置有预真空阀16，预真空阀16的一端通过插在导气口的空气管26与真空泵20连接，另一端通过下部的内孔与容器1相连，预真空阀16的阀体上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的卡簧。下部5通过螺纹与压瓶头3连接。压瓶头3是活动的、可自由装卸的，可以根据不同的容器瓶口来选择不同的压瓶头3。
当预真空阀16与真空泵20相连时，起预真空作用；当预真空阀16与外部空气相连时，则起卸压作用。电磁线圈的通电和断电时间通过可编程控制器来控制，从而实现对出、出气阀10以及预真空阀16的开启和关闭时间。
然后将这种多功能模块化灌装阀通过螺纹固定在灌装机头21的阀体连接套13上。
实施例1用本灌装阀进行常压法灌装，主要用于灌装低粘度不含气的液料，如矿泉水，白酒，酱油，药水等(1)首先，用可编程控制器来调节常压法灌装的程序，控制各阀门的通电和断电时间。此时，进、出气阀10，液阀15，预真空阀16都处于关闭状态；(2)将充满空气的容器1的瓶口压进灌装阀的压瓶头3上，进、出气阀10和液阀15通电打开，预真空阀16一直不通电处于关闭状态，不含气液料靠自身重量流进容器1并把容器1内的空气通过定位气管18经进、出气阀10排出；(3)当容器1内液料液面到达定位气管18高度时，空气不能排出，容器1内气体压强增大，阻止液体的进入；(4)停止给进、出气阀10和液阀15通电，进、出气阀10和液阀15关闭。灌装结束。
实施例2用本灌装阀进行等压法灌装，主要用于灌装啤酒、可乐、雪碧、汽水等含气液体(1)首先，用可编程控制器调来调节等压法灌装的程序，控制各阀门的通电和断电时间。此时，进、出气阀10，液阀15，预真空阀16都处于关闭状态；(2)将充满空气的容器1的瓶口压进灌装阀的压瓶头3上，先将预真空阀16通电打开，真空泵把瓶内的空气抽出；然后停止给预真空阀16通电，预真空阀16关闭；(3)进、出气阀10通电打开，因为瓶内的气压低，所以液缸(它是一种装待灌液体的容器，如果是灌啤酒的话，就叫酒缸)里的二氧化碳气体通过进、出气阀10进入瓶内，直至与液缸里的二氧化碳气体压力达到平衡；(4)液阀15通电开启，此时含气液体进入容器1内，容器1内的二氧化碳气体又通过进、出气阀10排到液缸里；(5)当容器1内液料液面到达定位气管18高度时，空气不能排出，容器1内气体压强增大，阻止液体的进入；(6)停止给进、出气阀10和液阀15通电，进、出气阀10和液阀15关闭；然后给预真空阀16通电开启，容器1内的高压气体通过预真空阀16排出容器1外；再停止给预真空阀16通电，预真空阀16关闭。灌装结束。
实施例3用本灌装阀进行真空法灌装，主要用于灌装香槟等具有芬香气味的液体。而用真空法灌装可以减少香味的散发(1)首先，用可编程控制器调来调节真空法灌装的程序，控制各阀门的通电和断电时间。此时，进、出气阀10，液阀15，预真空阀16都处于关闭状态；(2)将充满空气的容器1的瓶口压进灌装阀的压瓶头3上，先将预真空阀16通电打开，真空泵把瓶内的空气抽出，达到所需真空度后停止给预真空阀16通电，预真空阀16关闭；(3)进、出气阀10和液阀15通电打开，液体进入容器1，容器1内的气体通过定位气管18排出；(4)当容器1内液料液面到达定位气管18高度时，空气不能排出，容器1内气体压强增大，阻止液体的进入；(5)停止给进、出气阀10和液阀15通电，进、出气阀10和液阀15关闭。灌装结束。
权利要求
1.一种多功能模块化灌装阀，其特征在于包括上部、中部和下部，上部与中部、中部与下部之间都设有密封圈，而且通过螺栓连接在一起，所述上部和下部的中间都设有一个直通的内孔，设在上部的内孔上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的弹簧，下部安装有导液器和导气管；所述上部设置有进、出气阀和气嘴，进、出气阀的一端与气嘴相通，另一端通过阀体里面的气体流道和插在导气管里的定位气管相通，进、出气阀的阀体上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的卡簧；所述中部设置有液阀与进液口，液阀的一端通过阀体里面的液体流道与进液口相通，另一端通过下部的内孔与导液器相通；所述下部设置有预真空阀与导气口，预真空阀的一端与导气口相通，另一端与下部的内孔相通，预真空阀的阀体上固定有电磁线圈、以及用于固定电磁线圈的卡簧。
2.根据权利要求1所述的多功能模块化灌装阀，其特征在于还包括压瓶头，压瓶头通过螺纹与下部连接。
3.根据权利要求1或2所述的多功能模块化灌装阀，其特征在于所述螺栓为内六角螺栓。
4.根据权利要求1或2所述的多功能模块化灌装阀，其特征在于所述压瓶头是可装卸的压瓶头。
5.根据权利要求1或2所述的多功能模块化灌装阀，其特征在于所述定位气管是可装卸的定位气管。
6.根据权利要求1或2所述的多功能模块化灌装阀，其特征在于所述导液器是可装卸的导液器。
7.根据权利要求1或2所述的多功能模块化灌装阀，其特征在于所述电磁线圈的通电和断电时间是通过可编程控制器来控制。
8.一种灌装机，其特征在于采用权利要求1～7任一项所述的多功能模块化灌装阀，所述灌装阀通过螺纹固定在灌装机头的阀体连接套上。
全文摘要
本发明公开了一种多功能模块化灌装阀以及采用了多功能灌装阀的灌装机。该灌装阀包括上部、中部和下部，上部设置有进、出气阀，中部设置有液阀，下部设置有预真空阀。本发明适合灌装含气液体和不含气液体，可满足等压法灌装、常压法灌装、真空法灌装等，而且满足不同形状的容器结构和不同材料的容器；机构运动简单，即可实现超高速运动(＞72000瓶/小时)，也可实现低速运动，满足任意产量的灌装功能，而且可以实现直线型和回转型灌装。
文档编号B67C3/02GK1962397SQ20061012347
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月10日 优先权日2006年11月10日
发明者邹湘军, 黄远明 申请人:华南农业大学