一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构的制作方法

本发明涉及食品灌氮设备技术领域，具体涉及一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构。

背景技术：

薯片是目前十分流行的一种休闲食品，一般采用圆筒罐装。在薯片包装生产过程中，在已放入薯片的薯片筒封口前，一般都要向薯片筒内充入氮入等保护气体，以保证薯片等被封食品的存放质量。目前一般采用充气室对薯片筒内进行充氮，充气室是一个相对密闭的空间，充气室内设置有向充气室内排入氮气的充氮机，薯片筒进入充气室后，薯片筒会在充气室内被没有针对性的充填氮气。充气室虽然可以达到充氮的目的，但是仍存在以下缺点：（1）充气室结构复杂，价格高，充气室在使用过程中氮气是持续性开放的，充填氮气时没有针对性，导致氮气耗气量大，氮气利用率低，提高了企业的使用成本；（2）充填后的薯片筒内的残氧量高，从而降低了对薯片等被封食品的防氧化效果。

目前人们设计出了旋转式真空灌氮机，通过有针对性地对单个薯片筒先抽真空后充氮，从而达到减少氮气耗气量、提高氮气利用率、提高充氮效果、降低充填后薯片筒内的残氧量、提高防氧化效果的目的。旋转式真空灌氮机的结构包括：机架，在机架上设置有轴承座，在轴承座中竖向活动支承有中空的主轴，主轴由主轴驱动机构驱动转动，主轴的上端固定设置有环座，在环座的底部沿周向设置有若干个能容纳薯片筒的密封套，各密封套能随主轴转动而循环经过闭套工位、抽真空工位、充氮工位及开套工位，在每个密封套的正下方分别对应设置有一个用于放置薯片筒的托台，托台能在闭套工位上升封闭对应密封套并使密封套保持封闭状态经过抽真空工位及充氮工位、并能在开套工位下降打开对应密封套；在机架上设置有能利用真空泵对经过抽真空工位的密封套内部进行抽真空操作、并能利用充氮机对经过充氮工位的密封套内部进行充氮操作的抽真空充氮机构。抽真空充氮机构是旋转式真空灌氮机的重要组成部分，其结构优劣决定了旋转式真空灌氮机是否能达到减少氮气耗气量、提高氮气利用率、提高充氮效果、降低充填后薯片筒内的残氧量、提高防氧化效果的目的。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能减少氮气耗气量并提高氮气利用率的旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，包括：固定设置于主轴上端并且底部沿周向安装有若干密封套的环座，在环座的内部设置有环形的真空腔，环座底部的每个密封套分别通过一条抽真空通路连通真空腔，在每条抽真空通路处分别设置有一个能通断该通路的真空阀，真空阀在真空阀驱动机构的控制下能在密封套经过抽真空工位时打开真空阀、并能在密封套经过闭套工位、充氮工位及开套工位时关闭真空阀，在主轴内活动支承有中空的真空管，在真空管的下端设置有能与真空泵相连接的第一旋转接头，真空管的上端与环座的真空腔相连通，工作时真空泵能通过第一旋转接头、真空管、真空腔及抽真空通路对经过抽真空工位的密封套内部进行抽真空操作；在环座的内部设置有与真空腔相对独立的氮气腔，在环座的侧壁上设置有与氮气腔相连通的氮气腔进口，环座底部的每个密封套分别通过一条充氮通路连通氮气腔，在每条充氮通路处分别设置有一个能通断该通路的充氮阀，充氮阀在充氮阀驱动机构的控制下能在密封套经过充氮工位时打开充氮阀、并能在密封套经过闭套工位、抽真空工位及开套工位时关闭充氮阀，在主轴的顶部固定设置有连接座，在连接座的外壁上设置有进氮口与出氮口，在连接座中设置有连通进氮口与出氮口的进氮通道，在连接座的外部套装有能将进氮口与充氮机相连通的第二旋转接头，所述出氮口通过氮气连接管与环座侧壁的氮气腔进口相连通，工作时充氮机能通过第二旋转接头、进氮口、进氮通道、出氮口、氮气连接管、氮气腔进口、氮气腔及充氮通路对经过充氮工位的密封套内部进行充氮操作。

进一步地，前述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，其中：在每个密封套与环座之间分别设置有一个下固定座，每个密封套的上口被上方对应的下固定座封闭，在每个下固定座中均设置有一条连通下方对应密封套上口的第一抽真空通道，在环座中设置有将第一抽真空通道及真空腔相对应连通的第二抽真空通道，相对应的第一抽真空通道与第二抽真空通道共同形成将对应密封套内部与真空腔相连通的抽真空通路，用于通断对应抽真空通路的真空阀设置于对应的下固定座中，真空阀通过通断第一抽真空通道而通断对应的抽真空通路。

进一步地，前述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，其中：真空管与环座的真空腔之间的具体连接结构包括：在环座的侧壁上设置有与真空腔相连通的真空腔进口，在真空管的上端设置有封闭真空管上管口的密封头，在密封头的内部设置有连通真空管内部的密封腔，在密封头的侧壁上设置有连通密封腔的通孔，通孔通过抽真空连接管与环座侧壁的真空腔进口相连通，工作时，真空泵能通过第一旋转接头、真空管、密封头内的密封腔、密封头侧壁的通孔、抽真空连接管、真空腔进口、真空腔、第二抽真空通道及第一抽真空通道对经过抽真空工位的密封套内部进行抽真空操作。

进一步地，前述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，其中：真空阀驱动机构的结构包括：在每个真空阀的阀杆上分别垂直固定有一根第一摆杆，在每根第一摆杆的外端分别活动支承有第一滚轮，在抽真空工位入口处的机架设置有能与第一滚轮相接触配合的真空阀开阀凸轮，真空阀开阀凸轮的凸轮曲面形状能确保第一滚轮随主轴转动而沿真空阀开阀凸轮的凸轮曲面移动时，第一滚轮能通过对应的第一摆杆带动对应真空阀的阀杆转动，从而使真空阀的阀芯转动而打开抽真空通路；在抽空真工位出口处的机架上设置有真空阀关阀凸轮，真空阀关阀凸轮的凸轮曲面形状能确保第一滚轮随主轴转动而沿真空阀关阀凸轮的凸轮曲面移动时，第一滚轮能通过对应的第一摆杆带动对应真空阀的阀杆反向转动，从而使真空阀的阀芯反向转动而关闭抽真空通路。

进一步地，前述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，其中：在每个下固定座的上方分别设置有一个安装于环座顶部的上固定座，在每个上固定座中均设置有连通氮气腔的第一充氮通道，在每个下固定座中均设置有连通对应密封套上口的第二充氮通道，在环座中设置有将对应的第一充氮通道与第二充氮通道相连通的第三充氮通道，第一充氮通道、第三充氮通道及第二充氮通道共同形成将密封套内部与氮气腔相连通的充氮通路，用于通断对应充氮通路的充氮阀设置于对应的上固定座中，充氮阀通过通断第一充氮通道而通断充氮通路。

进一步地，前述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，其中：充氮阀驱动机构的结构包括：在每个充氮阀的阀杆上分别垂直固定有一根第二摆杆，在每根第二摆杆的外端分别活动支承有第二滚轮，在充氮工位入口处的机架设置有能与第二滚轮相接触配合的充氮阀开阀凸轮，充氮阀开阀凸轮的凸轮曲面形状能确保第二滚轮随主轴转动而沿充氮阀开阀凸轮的凸轮曲面移动时，第二滚轮能通过对应的第二摆杆带动对应充氮阀的阀杆转动，从而使充氮阀的阀芯转动而打开充氮通路；在充氮工位出口处的机架上设置有充氮阀关阀凸轮，充氮阀关阀凸轮的凸轮曲面形状能确保第二滚轮随主轴转动而沿充氮阀关阀凸轮的凸轮曲面移动时，第二滚轮能通过对应的第二摆杆带动对应充氮阀的阀杆反向转动，从而使充氮阀的阀芯反向转动而关闭充氮通路。

进一步地，前述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，其中：第二旋转接头的具体结构包括：通过轴承活动密封套装在连接座外部的第二旋转接头本体，在与连接座相接触的第二旋转接头本体的内壁上设置有一圈与连接座的进氮口对应连通的环形槽，在第二旋转接头本体的外壁上设置有能将充氮机与环形槽相连通的氮气进口。

通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：能实现在密封套转动过程中对经过抽真空工位的密封套进行抽真空操作并对经过充氮工位的密封套进行充氮操作，氮气耗气量小，氮气利用率高，充填后的薯片筒内的残氧量低，提高了对薯片等被封食品的防氧化效果，降低了企业的使用成本，使用与维修方便。

附图说明

图1是本发明所述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构的结构示意图。

图2为图1中所示的a部位的放大示意图。

图3为图1中所示的c部位的放大示意图。

图4为图1俯视方向中真空阀开阀凸轮、真空阀关阀凸轮、充氮阀开阀凸轮、充氮阀关阀凸轮之间的相互位置关系示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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、以及特定的方位构造和操作，困此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”等的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个该特征。在本发明的描述中，附非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1、图2、图3、图4所示，所述的一种旋转式真空灌氮机中的抽真空充氮机构，包括：机架1，在机架1上设置有轴承座2，在轴承座2中竖向活动支承有中空的主轴3，主轴3由主轴驱动机构驱动转动，主轴3的上端固定设置有环座4，在环座4的底部沿周向设置有若干个能容纳薯片筒5的密封套6，各密封套6能随主轴3转动而循环经过闭套工位、抽真空工位、充氮工位及开套工位，在本实施例中，能实现在密封套6转动过程中对经过抽真空工位的密封套6进行抽真空操作的抽真空结构具体包括：在环座4的内部设置有环形的真空腔7，环座4底部的每个密封套6分别通过一条抽真空通路连通真空腔7，在每条抽真空通路处分别设置有一个能通断该通路的真空阀8，在本实施例中，在每个密封套6与环座4之间分别设置有一个下固定座9，每个密封套6的上口被上方对应的下固定座9封闭，在每个下固定座9中均设置有一条连通下方对应密封套上口的第一抽真空通道10，在环座4中设置有将第一抽真空通道10及真空腔7相对应连通的第二抽真空通道11，相对应的第一抽真空通道10与第二抽真空通道11共同形成将对应密封套6内部与真空腔7相连通的抽真空通路，用于通断对应抽真空通路的真空阀8设置于对应的下固定座9中，真空阀8通过通断第一抽真空通道10而通断对应的抽真空通路；真空阀8在真空阀驱动机构的控制下能在密封套6经过抽真空工位时打开真空阀、并能在密封套6经过闭套工位、充氮工位及开套工位时关闭真空阀8，在主轴3内活动支承有中空的真空管12，在真空管12的下端设置有能与真空泵相连接的第一旋转接头13，真空管12的上端与环座4的真空腔7相连通；在本实施例中，真空管12与环座4的真空腔7之间的具体连接结构包括：在环座4的侧壁上设置有与真空腔7相连通的真空腔进口14，在真空管12的上端设置有封闭真空管12上管口的密封头15，在密封头15的内部设置有连通真空管13内部的密封腔16，在密封头15的侧壁上设置有连通密封腔16的通孔17，通孔17通过抽真空连接管18与环座4侧壁的真空腔进口14相连通；工作时真空泵能通过第一旋转接头13、真空管12、密封头15内的密封腔16、密封头15侧壁的通孔17、抽真空连接管18、环座4侧壁上的真空腔进口14、环座4中的真空腔7、环座4中的第二抽真空通道11、以及下固定座9中的第一抽真空通道10对转动经过抽真空工位的密封套内部进行抽真空操作；

在本实施例中，真空阀驱动机构的结构包括：在每个真空阀8的阀杆上分别垂直固定有一根第一摆杆19，在每根第一摆杆19的外端分别活动支承有第一滚轮20，在抽真空工位入口处的机架1设置有能与第一滚轮20相接触配合的真空阀开阀凸轮21，真空阀开阀凸轮21的凸轮曲面形状能确保第一滚轮20随主轴3转动而沿真空阀开阀凸轮的凸轮曲面移动时，第一滚轮20能通过对应的第一摆杆19带动对应真空阀8的阀杆转动，从而使真空阀8的阀芯转动而打开抽真空通路；在抽空真工位出口处的机架1上设置有真空阀关阀凸轮22，真空阀关阀凸轮22的凸轮曲面形状能确保第一滚轮20随主轴3转动而沿真空阀关阀凸轮22的凸轮曲面移动时，第一滚轮20能通过对应的第一摆杆19带动对应真空阀8的阀杆反向转动，从而使真空阀8的阀芯反向转动而关闭抽真空通路；上述真空阀驱动机构结构简单，采用机械式结构驱动真空阀关阀或开阀，不涉及任何电气设备，安装维修简单方便，使用安全性高，造价相对低廉；

在本实施例中，能实现在密封套6转动过程中对经过充氮工位的密封套6进行充氮操作的充氮结构具体包括：在环座4的内部设置有与真空腔7相对独立的氮气腔23，在环座4的侧壁上设置有与氮气腔23相连通的氮气腔进口24，环座4底部的每个密封套6分别通过一条充氮通路连通氮气腔23，在每条充氮通路处分别设置有一个能通断该通路的充氮阀25，充氮阀25在充氮阀驱动机构的控制下能在密封套6经过充氮工位时打开充氮阀25、并能在密封套6经过闭套工位、抽真空工位及开套工位时关闭充氮阀25，在本实施例中，在每个下固定座9的上方分别设置有一个安装于环座4顶部的上固定座26，在每个上固定座26中均设置有连通氮气腔23的第一充氮通道27，在每个下固定座9中均设置有连通对应密封套6上口的第二充氮通道28，在环座4中设置有将对应的第一充氮通道27与第二充氮通道28相连通的第三充氮通道29，第一充氮通道27、第三充氮通道29及第二充氮通道28共同形成将密封套6内部与氮气腔23相连通的充氮通路，用于通断对应充氮通路的充氮阀25设置于对应的上固定座26中，充氮阀25通过通断第一充氮通道27而通断充氮通路；在主轴3的顶部固定设置有连接座30，在连接座30的外壁上设置有进氮口31与出氮口32，在连接座30中设置有连通进氮口31与出氮口32的进氮通道33，在连接座30的外部套装有能将进氮口31与充氮机相连通的第二旋转接头34，所述出氮口32通过氮气连接管33与环座4侧壁的氮气腔进口24相连通；在本实施例中，第二旋转接头34的具体结构包括：通过轴承36活动密封套装在连接座30外部的第二旋转接头本体，在与连接座30相接触的第二旋转接头本体的内壁上设置有一圈与连接座30的进氮口31对应连通的环形槽37，在第二旋转接头本体的外壁上设置有能将充氮机与环形槽37相连通的氮气进口38；工作时充氮机能通过第二旋转接头34的氮气进口38、第二旋转接头34的环形槽37、连接座30的进氮口31、连接座30的进氮通道33、连接座30的出氮口32、氮气连接管35、环座4侧壁的氮气腔进口24、环座4中的氮气腔23、上固定座26中的第一充氮通道27、环座4中的第三充氮通道29、以及下固定座9中的第二充氮通道28对转动经过充氮工位的密封套6内部进行充氮操作；

在本实施例中，充氮阀驱动机构的结构包括：在每个充氮阀25的阀杆上分别垂直固定有一根第二摆杆39，在每根第二摆杆39的外端分别活动支承有第二滚轮40，在充氮工位入口处的机架1设置有能与第二滚轮40相接触配合的充氮阀开阀凸轮41，充氮阀开阀凸轮41的凸轮曲面形状能确保第二滚轮40随主轴3转动而沿充氮阀开阀凸轮40的凸轮曲面移动时，第二滚轮40能通过对应的第二摆杆39带动对应充氮阀25的阀杆转动，从而使充氮阀25的阀芯转动而打开充氮通路；在充氮工位出口处的机架1上设置有充氮阀关阀凸轮42，充氮阀关阀凸轮42的凸轮曲面形状能确保第二滚轮40随主轴3转动而沿充氮阀关阀凸轮42的凸轮曲面移动时，第二滚轮40能通过对应的第二摆杆39带动对应充氮阀25的阀杆反向转动，从而使充氮阀25的阀芯反向转动而关闭充氮通路，上述充氮阀驱动机构结构简单，采用机械式结构驱动充氮阀关阀或开阀，不涉及任何电气设备，安装维修简单方便，使用安全性高，造价相对低廉；

工作时，先将第一旋转接头13连接真空泵，并将氮气进口38连接充氮机；接着启动减速电机56，减速电机56通过主动齿轮57与从动齿轮55相互啮合而驱动主轴3转动，主轴3带动内部放置有待充氮薯片筒5的密封套6依次循环经过闭套工位、抽真空工位、充氮工位及开套工位，当密封套6转动经过闭套工位、抽真空工位及充氮工位时，密封套6为封闭状态，此时密封套内部为相对封闭的工作腔室，当密封套6转动经过开套工位时，密封套6的底部会打开，使已完成充氮的薯片筒可以从密封套6内取出；

从闭套工位移出的密封套6继续随主轴3转动进入抽真空工位前，该密封套6上对应的真空阀8上的第一滚轮20会先经过真空阀开阀凸轮21，在第一滚轮20沿真空阀开阀凸轮21的凸轮曲面移动的过程中，第一滚轮20能通过对应的第一摆杆19带动对应真空阀8的阀杆转动，从而使真空阀8的阀芯转动而打开第一抽真空通道10，此时充氮阀25为关闭状态；随着密封套6继续转动进入抽真空工位后，此时真空泵能通过第一旋转接头13、真空管12、密封头15内的密封腔16、密封头15侧壁的通孔17、抽真空连接管18、环座4侧壁上的真空腔进口14、环座4中的真空腔7、环座4中的第二抽真空通道11、以及下固定座9中的第一抽真空通道10对转动经过抽真空工位的密封套内部进行抽真空操作，进而对薯片筒5的内部进行抽真空，使薯片筒5内部的真空度达到预设值；当密封套6随主轴3继续转动移出抽真空工位后，该密封套6上对应的真空阀8上的第一滚轮20会接着经过真空阀关阀凸轮22，在第一滚轮20沿真空阀关阀凸轮22的凸轮曲面移动的过程中，第一滚轮20能通过对应的第一摆杆19带动对应真空阀8的阀杆反向转动，从而使真空阀8的阀芯反向转动而关闭第一抽真空通道10,从而停止对移出抽真空工位的密封套6内部及薯片筒5内部的抽真空；

从抽真空工位移出的密封套6继续随主轴3转动进入充氮工位前，该密封套6上对应的充氮阀25上的第二滚轮40会先经过充氮阀开阀凸轮41，在第二滚轮40沿充氮阀开阀凸轮41的凸轮曲面移动的过程中，第二滚轮40能通过对应的第二摆杆39带动对应充氮阀25的阀杆转动，从而使充氮阀25的阀芯转动而打开第一充氮通道27,此时真空阀8为关闭状态；随着密封套6继续转动进入充氮工位后，此时充氮机能第二旋转接头34的氮气进口38、第二旋转接头34的环形槽37、连接座30的进氮口31、连接座30的进氮通道33、连接座30的出氮口32、氮气连接管35、环座4侧壁的氮气腔进口24、环座4中的氮气腔23、上固定座26中的第一充氮通道27、环座4中的第三充氮通道29、以及下固定座9中的第二充氮通道28对转动经过充氮工位的密封套6内部进行充氮操作，进而向薯片筒5的内部进行灌充氮气，使薯片筒5内部的氮气浓度达到预设值；当密封套6随主轴3继续转动移出充氮工位后，该密封套6上对应的充氮阀25上的第二滚轮39会接着经过充氮阀关阀凸轮42，在第二滚轮40沿充氮阀关阀凸轮42的凸轮曲面移动的过程中，第二滚轮40能通过对应的第二摆杆39带动对应充氮阀25的阀杆反向转动，从而使充氮阀25的阀芯反向转动而关闭第一充氮通道27,从而停止对移出充氮工位的密封套6内部及薯片筒5内部的充氮。

本发明的优点是：能实现在密封套转动过程中对经过抽真空工位的密封套进行抽真空操作并对经过充氮工位的密封套进行充氮操作，氮气耗气量小，氮气利用率高，充填后的薯片筒内的残氧量低，提高了对薯片等被封食品的防氧化效果，降低了企业的使用成本，使用与维修方便。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。