一种桶装水水桶清洗设备及水桶内壁清洗机的制作方法

本发明涉及桶装水生产领域中的桶装水水桶清洗设备及水桶内壁清洗机。

背景技术：

水桶外壁清洗、水桶内壁清洗是桶装水灌装过程中的重要环节，其基本的操作过程为，水桶先通过水桶外壁清洗机进行外壁清洗，然后再通过水桶内壁清洗机进行内壁清洗，最后再进行饮用水的灌装，水桶外壁清洗机、水桶内壁清洗机一起构成了桶装水水桶清洗设备。

现有的水桶内壁清洗机的工作原理如图1所示：其包括输送机构，输送机构包括前链轮、后链轮及绕在前链轮、后链轮上的输送链条，前链轮为由减速电机驱动的主动链轮，输送链条上设置有供相应水桶倒置的水桶座，倒置是颠倒放置的简写，水桶座具有t形的倒置腔，水桶的头部和肩部正好可以放置在倒置腔中。水桶座的下侧设置有喷口朝上的清洗喷头，水桶内壁清洗机还包括与清洗喷头相对应的水箱，通过水泵和水管将水箱和相对应的清洗喷头连接。

输送链条的前后两侧分别设置有可进行间歇重复动作的出桶翻瓶机构和进桶翻瓶机构，使用时，输送链条在减速电机的带动下步进式运动，每动作一点，水桶座上的水桶朝前移动一步，然后停下，进桶翻瓶机构将未清洗的水桶翻至输送链条的水桶座上，出桶翻瓶机构将清洗过的水桶由输送链条的水桶座上移走，进桶翻瓶机构、出桶翻瓶机构也是间隔动作，从而配合着输送链条的步进式操作，在输送链条停的时候，进桶翻瓶机构、出桶翻瓶机构就会动作，在进桶翻瓶机构、出桶翻瓶机构动作后，输送链条再动作，以此类推。现有的这种水桶内壁清洗机存在的问题在于：减速电机需要控制器精确的控制来才能实现输送链条每一步的精确步进距离，以使得水桶座移动到相应位置与进桶翻瓶机构和出桶翻瓶机构协调配合，对减速电机的精确控制一方面增加了设备成本，另外也造成设备运行不是特别牢靠，减速电机的控制误差会导致整个内壁清洗机无法正常运转，必须停机维护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水桶内壁清洗机，以解决现有技术中需要控制器实现输送链条精准的精确步进距离导致设备运行不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

水桶内壁清洗机，包括内壁清洗机机架，内壁清洗机机架上设置有前链轮和后链轮，前链轮为由动力机构驱动的主动链轮，前链轮、后链轮上缠绕有输送链条，输送链条上设置有供相应水桶倒置的水桶座，动力机构包括固定安装于前链轮的链轮轴上的棘轮，前链轮的链轮轴上同轴线转动装配有传动齿轮，传动齿轮上设置有至少一个用于与所述棘轮传动配合的棘爪，棘爪上连接有弹性复位件，动力机构还包括驱动缸，驱动缸的活塞杆上连接有与所述传动齿轮啮合传动的传动齿条。

所述传动齿条通过固定于所述驱动缸的活塞杆上而与所述活塞杆传动连接。

传动齿轮位于所述传动齿条的一侧，传动齿条的另外一侧设置有导向压轮，导向压轮转动装配于所述机架上，导向压轮的轮面上设有与所述传动齿条适配卡入并与传动齿条滚动配合的导向限位槽。

所述棘爪有两个，两个棘爪沿周向均匀间隔布置于所述棘轮的外周。

传动齿轮上固定有与弹性复位件个数对应的导向套，弹性复位件包括导向移动装配于对应导向套中顶杆，顶杆与导线套之间设置有弹簧，顶杆顶在棘爪背向所述棘轮的一侧。

所述驱动缸为气缸。

内壁清洗机机架上于输送链条的前侧设置有间歇动作的出桶翻瓶机构。

内壁清洗机机架上于输送链条的后侧设置有间歇动作的进桶翻瓶机构。

一种桶装水水桶清洗设备，包括水桶内壁清洗机，水桶内壁清洗机包括内壁清洗机机架，内壁清洗机机架上设置有前链轮和后链轮，前链轮为由动力机构驱动的主动链轮，前链轮、后链轮上缠绕有输送链条，输送链条上设置有供相应水桶倒置的水桶座，动力机构包括固定安装于前链轮的链轮轴上的棘轮，前链轮的链轮轴上同轴线转动装配有传动齿轮，传动齿轮上设置有至少一个用于与所述棘轮传动配合的棘爪，棘爪上连接有弹性复位件，动力机构还包括驱动缸，驱动缸的活塞杆上连接有与所述传动齿轮啮合传动的传动齿条。

所述传动齿条通过固定于所述驱动缸的活塞杆上而与所述活塞杆传动连接。

传动齿轮位于所述传动齿条的一侧，传动齿条的另外一侧设置有导向压轮，导向压轮转动装配于所述机架上，导向压轮的轮面上设有与所述传动齿条适配卡入并与传动齿条滚动配合的导向限位槽。

所述棘爪有两个，两个棘爪沿周向均匀间隔布置于所述棘轮的外周。

传动齿轮上固定有与弹性复位件个数对应的导向套，弹性复位件包括导向移动装配于对应导向套中顶杆，顶杆与导线套之间设置有弹簧，顶杆顶在棘爪背向所述棘轮的一侧。

所述驱动缸为气缸。

内壁清洗机机架上于输送链条的前侧设置有间歇动作的出桶翻瓶机构。

内壁清洗机机架上于输送链条的后侧设置有间歇动作的进桶翻瓶机构。

本发明的有益效果为：本发明中，驱动缸的活塞杆动作，活塞杆带动齿条动作，齿条带动传动齿轮转动，传动齿轮上的棘爪驱动棘轮转动，进而实现带动前链轮动作，带动输送链条的步进式移动，输送链条的每一次步进距离由驱动缸的活塞行程决定，通过活塞行程来确定输送链条、水桶座的每一次步进距离，不需要复杂的控制，设备运行起来更加稳定。

附图说明

图1是本发明中桶装水清洗设备的一个实施例中水桶内壁清洗机的结构示意图；

图2是图1中输送链条、水桶座和水桶的配合示意图；

图3是图1中纯水水箱、消毒水箱与支撑梁的配合示意图；

图4是本发明中水桶内壁清洗机的水路系统图；

图5是图1中驱动缸、传动齿轮、棘爪和棘轮的配合示意图；

图6是图5中前链轮轴与传动齿轮及传动齿轮与齿条的配合示意图；

图7是图1中进桶翻瓶机构的结构示意图；

图8是本发明中桶装水清洗设备的一个实施例中水桶外壁清洗机的结构示意图；

图9是图8中边毛刷、中心毛刷和底部毛刷的配合示意图；

图10是图8中拨桶星轮与护板的配合示意图。

具体实施方式

一种桶装水清洗设备的实施例如图1~10所示：水桶内壁清洗机和水桶外壁清洗机，水桶内壁清洗机包括内壁清洗机机架28，内壁清洗机机架上转动装配有转动轴线沿左右方向延伸的前链轮26和后链轮44，本实施例中，前链轮有两个，后链轮有两个，两个前链轮左右间隔布置且通过前链轮轴55同轴传动连接，两个后链轮左右间隔布置且通过后链轮轴同轴传动连接。前链轮和对应的后链轮上绕有输送链条46，两个输送链条上固定有多根沿前后方向间隔布置的横臂54，每根横臂上均设有四个沿左右方向间隔布置的水桶座45，水桶座45具有t形的倒置腔。

前链轮26为由动力机构驱动的主动链轮，本实施例中的动力机构包括竖向布置的驱动缸25，本实施例中驱动缸为驱动气缸，驱动气缸的活塞杆上固定有传动齿条27，前链轮轴55上同轴固定有棘轮52，前链轮轴55上还转动装配有传动齿轮50，传动齿轮上转动装配有棘爪51，棘爪51上连接有弹性复位件，本实施例中棘爪51有两个，两个棘爪沿圆周方向均匀分布，传动齿轮上固定有与棘爪个数相对应的导向套75，弹性复位件包括导向移动装配于对应导向套中的顶杆76，顶杆76与导向套75之间设置有弹簧74，顶杆顶在棘爪背向棘轮的一侧。机架上于传动齿轮的相对侧转动装配有与齿条背侧导向配合的导向压轮53，导向压轮的轮面上设有与传动齿条适配卡入并与传动齿条滚动配合的导向限位槽。机架的后侧还设置有进桶翻瓶机构和输送方向沿左右方向延伸的水桶输入输送机，进桶翻瓶机构包括水桶翻转架及与水桶翻转架相连的可将水桶由竖直姿态翻转至水平姿态的翻转气缸38，水桶翻转架包括侧臂70和和底臂71，侧臂和底臂构成l形结构，水桶翻转架上设置有与底臂相连的上水桶推送气缸72，在上水桶推送气缸72的带动下，底臂71可沿侧臂70的长度方向往复移动，进桶翻瓶机构还包括弧形推杆40及驱动弧形推杆转动以实现推动水桶的下水桶推送气缸39。机架的后侧设置有出桶翻瓶机构，出桶翻瓶机构与进桶翻瓶机构类似，只不过出桶翻瓶机构的弧形推杆将水桶推至对应的输送机上。其基本的工作过程是，下水桶推送气缸动作可以带动弧形推杆转动，弧形推杆的上端顶推水桶输入输送机上的水桶，使水桶输入输送机上的水桶平移至水桶翻转架的底臂上，然后翻转气缸动作，将水桶翻转至水平姿态，此时上水桶推送气缸动作，底臂带着水桶水平朝前推送，直至水桶的水桶口插入到输送链条上的水桶座中。驱动气缸的活塞杆伸出，传动齿条带动传动齿轮转动，传动齿轮上的棘爪带动棘轮逆时针方向转动，从而实现带动前链轮轴的转动，整个输送链条就循环走动一步，下一个横臂将走到能与水平桶相对应的位置，驱动气缸的活塞杆缩回，传动齿轮顺时针方向转动，此时棘爪不能带动棘轮转动，棘爪会越过一个个的棘轮齿，发出磕碰磕碰的声音。通过驱动气缸实现输送链条的步进式操作，这样就能通过气缸的活塞杆行程控制输送链条每一步的精准移动距离，可以把水桶座准确的移动至和进桶翻瓶机构和出桶翻瓶机构对应位置处，驱动气缸自身的活塞杆行程决定了输送链条的步进距离，不需要涉及复杂的控制，相比相应技术中通过电机的精确控制来实现步进动作而言，操作更加可靠，不易出现什么问题。

内壁清洗机机架上还设左右喷口朝上的用于朝水桶内喷水的消毒喷嘴和纯水喷嘴49，本实施例中消毒喷嘴包括前后布置的酸洗喷嘴47和碱洗喷嘴48，也就是说喷嘴共有三类，分别为碱洗喷嘴、酸洗喷嘴和纯水喷嘴，各类喷嘴由后至前排布。每类喷嘴均排布成沿前后方向布置的四排结构，每一排均包括四个喷嘴，分别对应四个水桶。机架上于消毒喷嘴和纯水喷嘴的下侧设置有承接槽29，承接槽的槽底设置有隔挡32，隔挡32为沿左右方向延伸的横梁结构，隔挡将承接槽分隔成前后布置的纯水承接空间30和消毒水承接空间，因为本实施例中消毒操作时分为碱洗操作和酸洗操作，因此消毒水承接空间也被二级隔挡35分隔成酸洗液承接空间33和碱洗液承接空间37，二级隔挡也为沿左右方向延伸的横梁结构。

内壁清洗机机架上于承接槽的下侧设置有支撑梁56，支撑梁的偏右侧固定安装有由后至前依次设置有碱洗消毒水箱36、酸洗消毒水箱34和纯水水箱31，各水箱上均连接有水泵和水管，通过水泵和水管将对应水箱中的液体泵送至对应的喷嘴。碱洗消毒水箱的上端右侧和酸洗消毒水箱的上端右侧均设置有消毒水承接口57，纯水水箱的上端右侧设置有纯水承接口58。酸洗液承接空间、碱洗液承接空间相对应的承接槽的槽底均设置有消毒水回流口80，各消毒水回流口分别与对应消毒水箱的消毒水承接口相对应，纯水承接空间对应的承接槽的槽底设置有与纯水承接口相对应的纯水回流口77。机架上还设置有沿前后方向延伸的排水主管59，纯水水箱、各消毒水箱的底部分别设置有与排水主管相连的排水支管，各排水支管上均设有开关阀。纯水水箱、各消毒水箱的上端分别设置有与排水主管相连的溢流管63。内壁清洗机还包括原料水箱60，原料水箱上连接有送水主管61，各水箱分别通过送水支管62与送水主管相连，在送水主管上设置有送水水泵，各送水支管上均设置有阀门。

使用时，循环链条在驱动气缸的带动下，步进式的移动，从而带动水桶由后之前的步进式移动，碱洗喷嘴、酸洗喷嘴和纯水喷嘴分别向水桶内部喷水水流来对水桶完成酸洗、碱洗和纯水洗操作，各清洗步骤后的清洗液分别流入对应的承接空间中，然后经对应的回流口流回对应的水箱中，循环利用，在水箱液位过高时，可以通过溢流管将多余的液体由排水主管排出；在需要向水箱中添加水或进行冲洗时，通过送水主管向对应水箱添加水，各水箱的承接口均位于机架的偏右侧，则是为了添加药剂方便，比如当碱洗消毒水箱、酸洗消毒水箱中添加至合适的水后，通过消毒水承接口向碱洗消毒水箱中添加碱液向酸洗消毒水中添加酸添加酸液，由于消毒水承接口偏向一侧，因此操作人员可以方便的进行添加操作。在本发明的其它实施例中：在进行纯水清洗之前，也可以仅进行酸洗或碱洗的消毒操作；隔挡、二级隔挡还可以是挡板结构；驱动缸也可以是一个液压缸；弹性复位件还可以是与棘爪相连的迫使棘爪压在棘轮上的扭簧；棘爪也可以只有一个。

水桶外壁清洗机的结构如图8~10所示：包括外壁清洗机机架，外壁清洗机机架包括框架（图中未示出）和设置于框架上的上层板1和下层板7，框架由横梁、竖梁焊接而成，上层板1、下层板7将机架分隔成上层空间、中层空间和下层空间。桶装水水桶外壁清洗机还包括竖向并列布置的主轴16和拨桶星轮轴19，主轴16、拨桶星轮轴19的上下两端分别通过转动轴承转动装配于上层板1和下层板7上，其中主轴的上端由上层板上侧穿出，主轴的下端由下层板的下侧穿出，上层板的上侧安装有驱动机构，驱动机构包括电机和无级变速器，无级变速器的动力输出端与主轴16的上端相连。上层板上还通过滚珠式离合器转动装配有竖向布置的惰轮轴17，惰轮轴17的上端由上侧板上侧穿出，主轴的上端通过传动机构与惰轮轴17上端传动连接，本实施例中的传动机构为链传动机构，其包括固定于惰轮轴上的惰轮轴链轮和固定于主轴上的主轴链轮，惰轮轴链轮与主轴链轮通过链条传动连接。

惰轮轴的下端固定有惰轮15，拨桶星轮轴的上端固定有与惰轮啮合传动的拨桶从动齿轮18，拨桶星轮轴的中部固定有拨桶星轮20，拨桶星轮包括两个上下间隔布置的拨桶星轮板，拨桶星轮上绕周向分布有四个拨桶凹部24，拨桶星轮的下侧设置有输送带23，机架上设置有与拨桶星轮配合使用的护板22，护板起着对水桶导向的作用。主轴上同轴线转动装配有边毛刷支架14，边毛刷支架包括与惰轮啮合传动的主轴从动齿轮2，边毛刷支架还包括位于主轴从动齿轮2下侧的边毛刷支架安装板3，边毛刷支架安装板上转动装配有四个沿主轴圆周方向间隔布置的边毛刷轴5，边毛刷轴上固定有边毛刷21，边毛刷支架上固定有与主轴同轴线设置的边毛刷主动齿轮13和中心毛刷12，边毛刷安装板上转动装配有与各边毛刷从动齿轮一一对应的边毛刷中间齿轮6，边毛刷中间齿轮6与边毛刷主动齿轮13和对应边毛刷从动齿轮4咬合传动。

下层板7上转动装配有四个沿主轴周向间隔布置底部齿轮轴10，底部齿轮轴10的下端由下层板下侧穿出，主轴下端通过一级齿轮传动副与底部齿轮轴传动连接，一级齿轮传动副包括固定于主轴下端的底部毛刷主动齿轮8和固定于底部齿轮轴下端的底部毛刷从动齿轮9，底部毛刷主动齿轮与底部毛刷从动齿轮啮合传动，底部齿轮轴的上端固定有底部毛刷11。本发明中的各齿轮均采用mc901尼龙材料制成。

桶装水外壁清洗机还包括位于上层板、下层板之间的喷淋装置，机架上于下层板的下侧设置有向所述喷淋装置供水的水泵、电热器和废水回收箱，所述下层板上设置有与所述废水回收箱相通的废水回收口。在本发明的其它实施例中：传动机构还可以是齿轮传动机构或带传动机构，当然主轴与惰轮轴之间也可以不是传动连接关系，比如说通过两个电机分别对主轴和惰轮轴驱动；驱动机构也可以为液压马达或气动马达式的驱动机构。

使用时，驱动机构的动力经主轴传入，主轴的转动带动底部齿轮轴转动，从而带动四个底部毛刷自转，实现对水桶的底部清洗；主轴同时通过传动机构带动惰轮轴转动，惰轮轴的动力经拨桶从动齿轮带动拨桶星轮轴转动，拨桶星轮轴通过拨桶星轮将输送带上的水桶一个一个的送入到相邻两个边毛刷之间；惰轮轴的动力同时经主轴从动齿轮带动边毛刷支架转动，从而实现带动边毛刷绕主轴公转，边毛刷支架带动边毛刷主动齿轮和中心毛刷转动，边毛刷主动齿轮通过边毛刷中间齿轮带动对应边毛刷从动齿轮转动，当水桶内侧与中心毛刷接触时，水桶外侧的最大直径处是位于边毛刷外侧的，因此边毛刷可以拨着水桶绕主轴做弧形运动，边毛刷对水桶外壁、中心毛刷对水桶外壁、水桶尖部和水桶口处进行清洗，由于边毛刷中间齿轮的存在，边毛刷和中心毛刷的转动方向一致，边毛刷将水桶挤向中心毛刷，不易卡桶，而且可以提高清洗速度。惰轮轴的存在不仅保证了拨桶星轮与中心毛刷的转动方向一致，而且还可以减小主轴从动齿轮的结构尺寸，降低主轴从动齿轮的制作成本；驱动机构位于上层空间内，不会受到水的影响，整个机架分为三层结构，布局合理，结构紧凑；护板采用尼龙材料，可以降低护板与水桶的摩擦，不伤桶起到保护桶的作用，另一方面可以防止倒桶，使桶可以通过拨桶星轮顺利的拨到相邻两个边毛刷之间，改善了设备容易倒桶、卡桶的问题；各齿轮均采用mc901尼龙材料，该材料强度高，能承受较大负荷，耐磨性、自润滑性好，噪音低、减震、防水性能较好。经试验，在600桶/小时5加仑桶装水灌装设备流水线生产中，可以可靠高效的运行。