一种伺服灌装阀及其灌装方法与流程

专利2022-06-30  48


本发明涉及液体灌装技术领域,尤其涉及一种伺服灌装阀及其灌装方法。



背景技术:

灌装阀是精准定量控制流量的开关型阀门。目前使用的灌装阀还存在如下的缺陷:(1)、灌装的过程中,由于灌装液的冲击力较大,在灌装的过程中容易造成容器瓶口处灌装液飞溅,造成容器灌装容积波动大,影响产品的质量;(2)、一次灌装完成之后,灌装液容易残留于灌装嘴的出口处,当灌装阀震动时,容易滴落到容器的外侧,造成容器污染,同时,影响灌装的质量,造成企业资源的浪费;(3)、目前使用的灌装阀的控制精度范围大都较大,对于灌装昂贵的溶液容易造成浪费,增加生产成本,同时,目前使用的灌装阀对于液体输入端的压力波动要求高,轻微的压力波动可对灌装造成较大的灌装误差。

因此,开发一种伺服灌装阀及其灌装方法,不但具有迫切的研究价值,也具有良好的经济效益和工业应用潜力,这正是本发明得以完成的动力所在和基础。



技术实现要素:

为了克服上述所指出的目前技术的缺陷,本发明人对此进行了深入研究,在付出了大量创造性劳动后,从而完成了本发明。

具体而言,本发明所要解决的技术问题是:提供一种伺服灌装阀,以解决目前使用的灌装阀灌装过程中容易造成飞溅,影响灌装质量的问题。

为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:

本发明提供了一种伺服灌装阀,包括带有若干根第一导柱的架体,所述架体的底部安装有第一控制阀体和第二控制阀体,且所述第一控制阀体和所述第二控制阀体之间连通;

所述第一控制阀体的底部连通有用于灌装液输入的输入腔体,所述第一控制阀体的内腔与所述输入腔体连接处滑动安装有用于控制灌装液流量的第一阀芯,所述第一阀芯的一端延伸至所述输入腔体的内腔,另一端延伸至所述第一控制阀体的外侧并安装有与所述第一导柱滑动配合的第一安装块,所述第一阀芯的另一端还螺纹连接有第一传动丝杠,所述第一传动丝杠穿过所述第一安装块上设置的通孔并与所述架体顶部安装的第一伺服电机的输出轴相连;

所述第二控制阀体的内腔排列安装有若干根第二阀芯,若干根所述第二阀芯的一端安装于所述第二控制阀体的顶部,另一端滑动套装有灌装嘴,所述灌装嘴安装于第二安装块上,所述第二安装块上设有若干根第二导柱,若干根所述第二导柱滑动穿过所述第二控制阀体和所述架体并连接有与所述第一导柱滑动配合的第三安装块,所述第三安装块的底部安装有中空的第一连接块,所述第一连接块上螺纹连接有第二传动丝杠,所述第二传动丝杠穿过所述第三安装块上设置的通孔并与所述架体顶部安装的第二伺服电机的输出轴相连。

作为一种改进的方案,所述第一阀芯由第一柱体和第二柱体组成,且所述第二柱体的直径尺寸大于所述第一柱体的直径尺寸;

所述第一柱体远离所述第二柱体的一端端部周圈锥型设置且延伸至所述输入腔体的内腔,另一端为直身设置;

所述第二柱体远离所述第一柱体的一端中空设置,且内腔安装有与所述第一传动丝杠螺纹连接的第二连接块,所述第二连接块螺栓安装于所述第一安装块的底部。

作为一种改进的方案,所述第一柱体与所述第一控制阀体的底部之间设有第一密封圈,所述第二柱体与所述第一控制阀体的顶部之间设有第二密封圈。

作为一种改进的方案,所述灌装嘴上排列设有若干与所述第二阀芯对应设置且滑动配合的灌装孔,所述灌装孔由第一型腔和第二型腔组成,且所述第一型腔的内孔孔径大于所述第二型腔的内孔孔径,所述第一型腔套装于所述第二阀芯上;

所述灌装嘴上还设有一个用于精确保证灌装量的补偿孔。

作为一种改进的方案,所述第二阀芯滑动套装于所述第一型腔的一端端部设有盲孔,所述盲孔的侧壁周圈排列有若干导流孔,所述第二阀芯上套装有用于实现所述第二阀芯与所述第一型腔之间密封的第三密封圈。

作为一种改进的方案,所述灌装嘴与所述第二控制阀体的底部之间设有第四密封圈。

本发明的另一目的在于提供一种伺服灌装阀的灌装方法,灌装时,将容器放置于所述灌装嘴的底部,包括如下阶段步骤:

灌装初始阶段:所述第一伺服电机运转并通过所述第一传动丝杠带动所述第一阀芯逐渐向上移动,所述第一阀芯的第一柱体锥型设置的一端与所述第一控制阀体之间形成缝隙并逐渐增大,灌装液通过缝隙流入到所述第一控制阀体内;

同时,所述第二伺服电机运转并通过所述第二传动丝杠带动所述灌装嘴逐渐向下移动并伸入到所述容器内,所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间形成缝隙并逐步增大,所述第一控制阀体内的灌装液进入到所述第二控制阀体内,并通过所述导流孔与所述灌装喷嘴之间的缝隙和补偿孔灌装到所述容器的内腔,所述容器的底部设有用于检测所述容器内灌装液体积的重力传感器,所述重力传感器电路连接控制器,所述控制器根据灌装初始阶段的灌装量控制所述第一伺服电机和所述第二伺服电机运行;

灌装末尾阶段:当所述容器内灌装液的体积接近所述容器的灌装设定值时,所述第一伺服电机逆向运转并通过所述第一传动丝杠带动所述第一阀芯逐渐向下移动,所述第一阀芯的第一柱体锥型设置的一端与所述第一控制阀体之间的缝隙逐渐减小,灌装液通过缝隙进入到所述第一控制阀体内的流量逐渐减小;

同时,所述第二伺服电机逆向运转并通过所述第二传动丝杠带动所述灌装嘴逐渐向上移动,所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间的缝隙逐渐减小;

当所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间通过第三密封圈封闭时,灌装液仅通过补偿孔灌装到所述容器的内腔;

当所述重力传感器检测到所述容器内灌装液的体积达到灌装末尾阶段设定的数值时,所述控制器控制所述第一伺服电机逆向运转并使所述第一阀芯与所述第一控制阀体之间封闭;

灌装补偿阶段:所述控制器控制所述第一伺服电机继续逆向运转并使所述第一阀芯继续逐渐向下移动,所述第一阀芯的第二柱体挤压所述第一控制阀体内的灌装液通过补偿孔灌装到容器内,使所述容器内的灌装量达到灌装设定值,完成一次灌装。

作为一种改进的方案,所述灌装补偿阶段的步骤还包括下述步骤:

灌装回流阶段:所述控制器控制所述第一伺服电机运转并通过所述第一传动丝杠带动所述第一阀芯上移一段行程,使补偿孔端口处残留的灌装液回流至补偿孔的内腔中;

所述控制器控制所述第二伺服电机运转并通过所述第二传动丝杠带动所述灌装嘴向下移动一段行程,使所述灌装嘴的第二型腔端口处残留的灌装液回流至第二型腔的内腔中。

作为一种改进的方案,所述控制器控制第一伺服电机逆向运转并使所述第一阀芯与所述第一控制阀体之间封闭时,所述第一阀芯的第一柱体的直身段伸入到所述输入腔体内并具有一段补偿回流的行程。

作为一种改进的方案,当所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间通过第三密封圈封闭时,所述灌装嘴的端口与第三密封圈之间具有一段补偿回流的行程。

采用了上述技术方案后,本发明的有益效果是:

通过在第一控制阀体和输入腔体连接处设置第一阀芯,第一阀芯由第一柱体和第二柱体组成,第一柱体端部锥型设置,在开启的过程中,灌装液通过第一柱体与第一控制阀体之间的缝隙进入,便于控制进入量,避免灌装液冲击力过大,保证灌装的准确性;

通过在第二控制阀体内设置第二阀芯,第二阀芯端部设置盲孔,盲孔侧壁周圈设置导流孔,灌装嘴滑动套装于第二阀芯上,并配合第三密封圈将导流孔封闭,当灌装时,灌装嘴在第二伺服电机的带动下向下移动,使灌装嘴与导流孔之间形成缝隙,灌装液通过缝隙灌装到容器内,通过此设计,改变了灌装液在第二控制阀体内的流动方向,使灌装嘴在灌装的过程中更加平缓,避免旋流和飞溅的产生,保证了灌装的质量,同时,由于在灌装的过程中,灌装嘴向下插入到容器内进行灌装,避免灌装液泄露到容器外侧,进一步保证了灌装的质量;

通过设置第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈,避免了伺服灌装阀内灌装液的泄露;

通过将第一阀芯的第二柱体的直径尺寸设置的大于第一柱体的直径尺寸,在灌装补偿阶段进行精确补偿时,通过重力传感器检测容器内缺少的体积量,计算第二柱体与第一柱体的体积差距,并将体积差距转换为第二柱体向下移动的距离,通过控制第二柱体的移动距离来实现精确的补偿,使精度波动范围减小,进而精确的保证灌装的质量,避免产生浪费;

同时,灌装补偿阶段,第二控制阀体内腔的灌装液与输入腔体内的灌装液通过第一阀芯完全隔离,所以第二控制阀体内腔的灌装液与输入腔体内的压力波动不存在关联性,由此可以做到输入腔体内的压力波动不影响灌装补偿阶段的精度,进而不影响灌装的精度,解决目前使用的灌装阀对于输入腔体的压力波动要求高,轻微的压力波动可对灌装造成较大的灌装误差的问题;

通过伺服灌装阀的灌装方法,当灌装完后,通过控制第一阀芯上移一段行程,使补偿孔端口处残留的灌装液回流至补偿孔的内腔中,通过控制灌装嘴向下移动一段行程,使灌装嘴的第二型腔端口处残留的灌装液回流至第二型腔的内腔中,有效避免了灌装完成后灌装液容易残留于灌装嘴处并在震动时掉落到容器外侧,造成容器污染,影响灌装的质量,造成企业资源浪费的问题。

综上,本发明通过上述技术方案,解决了目前使用的灌装阀灌装过程中容易造成飞溅,影响灌装质量的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图;

图2是本发明的剖视结构示意图;

图3是本发明中第一阀芯的剖视结构示意图;

图4是本发明中灌装嘴的剖视结构示意图;

图5是本发明中第二阀芯的结构示意图;

其中,在图中,各个数字标号分别指代如下的具体含义、元件和/或部件。

图中:1、架体,101、第一导柱,102、上安装板,103、下安装板,2、第一控制阀体,3、第二控制阀体,4、输入腔体,5、第一阀芯,501、第一柱体,502、第二柱体,6、第一安装块,7、第一传动丝杠,8、第一伺服电机,9、第二阀芯,901、盲孔,902、导流孔,10、灌装嘴,11、第二安装块,12、第二导柱,13、第三安装块,14、第一连接块,15、第二传动丝杠,16、第二伺服电机,17、第二连接块,18、第一密封圈,19、第二密封圈,20、灌装孔,2001、第一型腔,2002、第二型腔,21、补偿孔,22、第三密封圈,23、第四密封圈,24、容器,25、重力传感器,26、控制器,27、连接件,28、保护壳,29、端盖,30、限位块。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明,并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定,更非将本发明的保护范围局限于此。

结合图1和图2所示,本发明提供一种伺服灌装阀,包括带有若干根第一导柱101的架体1,架体1包括上安装板102和下安装板103,上安装板102和下安装板103通过若干根第一导柱101连接,架体1的下安装板103上安装有第一控制阀体2和第二控制阀体3,且第一控制阀体2和第二控制阀体3之间通过管道连通;

第一控制阀体2的底部连通有用于灌装液输入的输入腔体4,输入腔体4的进口端螺栓连通灌装液输入管道,第一控制阀体2的内腔与输入腔体4连接处滑动安装有用于控制灌装液流量的第一阀芯5,第一阀芯5的一端延伸至输入腔体4的内腔,另一端延伸至第一控制阀体2的外侧并安装有与第一导柱101滑动配合的第一安装块6,第一阀芯5的另一端端部中空设置且螺纹连接有第一传动丝杠7,第一传动丝杠7穿过第一安装块6上设置的通孔并通过连接件27与架体1顶部上安装板102上安装的第一伺服电机8的输出轴相连,通过第一伺服电机8带动第一传动丝杠7转动,第一传动丝杠7与第一阀芯5之间螺纹连接,第一阀芯5安装于第一安装块6上,第一安装块6滑动安装于第一导柱101上,进而带动第一阀芯5沿第一导柱101上下移动,实现第一控制阀体2的开关;

第二控制阀体3的内腔顶部通过固定块排列安装有若干根第二阀芯9,若干根第二阀芯9的一端通过固定块安装于第二控制阀体3的顶部,另一端滑动套装有灌装嘴10,灌装嘴10螺栓安装于第二安装块11上,第二安装块11上安装有若干根第二导柱12,若干根第二导柱12滑动穿过第二控制阀体3和架体1的下安装板103并连接有与第一导柱101滑动配合的第三安装块13,第三安装块13的底部螺栓安装有中空的第一连接块14,第一连接块14的内腔螺纹连接有第二传动丝杠15,第二传动丝杠15穿过第三安装块13上设置的通孔并通过连接件27与架体1顶部上安装板102上安装的第二伺服电机16的输出轴相连,通过第二伺服电机16带动第二传动丝杠15转动,第二传动丝杠15与第三安装块13上的第一连接块14螺纹连接,第三安装块13滑动安装于第一导柱101上,进而带动第三安装块13沿第一导柱101上下移动,第三安装块13通过若干根第二导柱12与第二安装块11相连,灌装嘴10安装于第二安装块11上,进而带动灌装嘴10上下移动,通过灌装嘴10与第二阀芯9实现第二控制阀体3的开关。

本实施例中,结合图3所示,第一阀芯5由第一柱体501和第二柱体502组成,且第二柱体502的直径尺寸大于第一柱体501的直径尺寸,通过将第一阀芯5的第二柱体502的直径尺寸设置的大于第一柱体501的直径尺寸,在灌装补偿阶段进行精确补偿时,通过重力传感器25检测容器24内缺少的体积量,计算第二柱体502与第一柱体501的体积差距,并将体积差距转换为第二柱体502向下移动的距离,通过控制第二柱体502的移动距离来实现精确的补偿,进而精确的保证灌装的质量,避免产生浪费;

第一柱体501远离第二柱体502的一端端部周圈锥型设置且延伸至输入腔体4的内腔,另一端为直身设置,在开启的过程中,灌装液通过第一柱体501与第一控制阀体2之间的缝隙进入,便于控制进入量,避免灌装液冲击力过大,保证灌装的准确性;

第二柱体502远离第一柱体501的一端中空设置,且内腔螺纹安装有第二连接块17,第二连接块17通过螺栓安装于第一安装块6的底部,第二连接块17又与第一传动丝杠7螺纹连接,通过第一传动丝杠7的转动带动第一安装块6沿第一导柱101上下移动。

本实施例中,结合图2所示,第一柱体501与第一控制阀体2的底部之间设有第一密封圈18,第一密封圈18安装于第一控制阀体2底部的凹槽内,第二柱体502与第一控制阀体2的顶部之间设有第二密封圈19,第二密封圈19安装于第一控制阀体2顶部的凹槽内,通过设置第一密封圈18、第二密封圈19、第三密封圈22和第四密封圈23,避免了伺服灌装阀内灌装液的泄露。

本实施例中,结合图4所示,灌装嘴10上排列设有若干与第二阀芯9对应设置且滑动配合的灌装孔20,灌装孔20由第一型腔2001和第二型腔2002组成,且第一型腔2001的内孔孔径大于第二型腔2002的内孔孔径,第一型腔2001的开口处设有锥型的导入端,方便与第三密封圈22配合进行密封,第一型腔2001套装于第二阀芯9上;

灌装嘴10上还设有一个用于精确保证灌装量的补偿孔21,通过重力传感器25检测容器24内缺少的体积量,计算第二柱体502与第一柱体501的体积差距,并将体积差距转换为第二柱体502向下移动的距离,通过控制第二柱体502的移动距离使第一控制阀体2内的灌装液通过补偿孔21灌装到容器24内进行精确补偿,进而精确的保证灌装的质量,避免产生浪费。

本实施例中,结合图5所示,第二阀芯9滑动套装于第一型腔2001的一端端部设有盲孔901,盲孔901的侧壁周圈排列有若干导流孔902,第二阀芯9上套装有用于实现第二阀芯9与第一型腔2001之间密封的第三密封圈22,通过在第二控制阀体3内设置第二阀芯9,第二阀芯9端部设置盲孔901,盲孔901侧壁周圈设置导流孔902,灌装嘴10滑动套装于第二阀芯9上,并配合第三密封圈22将导流孔902封闭,当灌装时,灌装嘴10在第二伺服电机16的带动下向下移动,使灌装嘴10与导流孔902之间形成缝隙,灌装液通过缝隙灌装到容器24内,通过此设计,改变了灌装液在第二控制阀体3内的流动方向,使灌装嘴10在灌装的过程中更加平缓,避免旋流和飞溅的产生,保证了灌装的质量,同时,由于在灌装的过程中,灌装嘴10向下插入到容器24内进行灌装,避免灌装液泄露到容器24外侧,进一步保证了灌装的质量。

本实施例中,结合图2所示,灌装嘴10与第二控制阀体3的底部之间设有第四密封圈23,第四密封圈23安装于第二控制阀体3底部的凹槽内。

本实施例中,结合图2所示,架体1的周圈还包裹有保护壳28,伺服灌装阀的上下的两端螺栓安装有端盖29,上安装板102的底部通过连接杆螺栓连接有用于限制第一安装块6和第三安装块13行程的限位块30。

结合图1和图2所示,本发明还提供了伺服灌装阀的灌装方法,灌装时,将容器24放置于灌装嘴10的底部,包括如下阶段步骤:

灌装初始阶段:第一伺服电机8运转并通过第一传动丝杠7带动第一阀芯5逐渐向上移动,第一阀芯5的第一柱体501锥型设置的一端与第一控制阀体2之间形成缝隙并逐渐增大,灌装液通过缝隙流入到第一控制阀体2内;

同时,第二伺服电机16运转并通过第二传动丝杠15带动灌装嘴10逐渐向下移动并伸入到容器24内,灌装嘴10与第二阀芯9的导流孔902之间形成缝隙并逐步增大,第一控制阀体2内的灌装液进入到第二控制阀体3内,并通过导流孔902与灌装喷嘴之间的缝隙和补偿孔21灌装到容器24的内腔,容器24的底部设有用于检测容器24内灌装液体积的重力传感器25,重力传感器25电路连接控制器26,控制器26根据灌装初始阶段的灌装量控制第一伺服电机8和第二伺服电机16运行,第二伺服电机16与第一伺服电机8之间联动运行,控制器26采用的是plc控制器26,plc控制器26和重力传感器25为日常生活所常见的,且属于本技术领域内技术人员公知常识,在此不再赘述;

灌装末尾阶段:当容器24内灌装液的体积接近容器24的灌装设定值时,第一伺服电机8逆向运转并通过第一传动丝杠7带动第一阀芯5逐渐向下移动,第一阀芯5的第一柱体501锥型设置的一端与第一控制阀体2之间的缝隙逐渐减小,灌装液通过缝隙进入到第一控制阀体2内的流量逐渐减小;

同时,第二伺服电机16逆向运转并通过第二传动丝杠15带动灌装嘴10逐渐向上移动,灌装嘴10与第二阀芯9的导流孔902之间的缝隙逐渐减小,第二伺服电机16与第一伺服电机8之间联动运行;

当灌装嘴10与第二阀芯9的导流孔902之间通过第三密封圈22封闭时,灌装液仅通过补偿孔21灌装到容器24的内腔;

当重力传感器25检测到容器24内灌装液的体积达到灌装末尾阶段设定的数值时,控制器26控制第一伺服电机8逆向运转并使第一阀芯5与第一控制阀体2之间封闭;

灌装补偿阶段:通过重力传感器25检测容器24内缺少的体积量,计算第二柱体502与第一柱体501的体积差距,并将体积差距转换为第二柱体502向下移动的距离,控制器26控制第一伺服电机8继续逆向运转并使第一阀芯5继续逐渐向下移动,第一阀芯5的第二柱体502挤压第一控制阀体2内的灌装液通过补偿孔21灌装到容器24内,使容器24内的灌装量达到灌装设定值,完成一次灌装;

灌装补偿阶段步骤,第二控制阀体3内腔的灌装液与输入腔体4内的灌装液通过第一阀芯5完全隔离,所以第二控制阀体3内腔的灌装液与输入腔体4内的压力波动不存在关联性,由此可以做到输入腔体4内的压力波动不影响灌装补偿阶段的精度,进而不影响灌装的精度,解决目前使用的灌装阀对于输入腔体4的压力波动要求高,轻微的压力波动可对灌装造成较大的灌装误差的问题。

本实施例中,结合图2所示,灌装补偿阶段的步骤还包括下述步骤:

灌装回流阶段:控制器26控制第一伺服电机8运转并通过第一传动丝杠7带动第一阀芯5上移一段行程,使补偿孔21端口处残留的灌装液回流至补偿孔21的内腔中;

控制器26控制第二伺服电机16运转并通过第二传动丝杠15带动灌装嘴10向下移动一段行程,使灌装嘴10的第二型腔2002端口处残留的灌装液回流至第二型腔2002的内腔中,通过控制第一阀芯5上移一段行程,使补偿孔21端口处残留的灌装液回流至补偿孔21的内腔中,通过控制灌装嘴10向下移动一段行程,使灌装嘴10的第二型腔2002端口处残留的灌装液回流至第二型腔2002的内腔中,有效避免了灌装完成后灌装液容易残留于灌装嘴10处并在震动时掉落到容器24外侧,造成容器24污染,影响灌装的质量,造成企业资源浪费的问题。

本实施例中,结合图2所示,控制器26控制第一伺服电机8逆向运转并使第一阀芯5与第一控制阀体2之间封闭时,第一阀芯5的第一柱体501的直身段伸入到输入腔体4内并具有一段补偿回流的行程,通过在第一阀芯5的第一柱体501的直身段伸入到输入腔体4内设置补偿回流的行程,避免第一阀芯5上移补偿孔21回流时,第一阀芯5的第一柱体501的锥型设置的一端出现缝隙,造成灌装液进入,影响灌装质量。

本实施例中,结合图2所示,当灌装嘴10与第二阀芯9的导流孔902之间通过第三密封圈22封闭时,灌装嘴10的端口与第三密封圈22之间具有一段补偿回流的行程,通过在灌装嘴10的端口与第三密封圈22之间设置补偿回流的行程,避免灌装嘴10下移灌装孔20回流时,灌装嘴10与第二阀芯9的导流孔902之间出现缝隙,造成灌装液滴入到容器24内,影响灌装质量。

综上可得,本发明通过上述实施例,解决了目前使用的灌装阀灌装过程中容易造成飞溅,影响灌装质量的问题。

应当理解,这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外,也应理解,在阅读了本发明的技术内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型,所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。


技术特征:

1.一种伺服灌装阀,其特征在于:包括带有若干根第一导柱的架体,所述架体的底部安装有第一控制阀体和第二控制阀体,且所述第一控制阀体和所述第二控制阀体之间连通;

所述第一控制阀体的底部连通有用于灌装液输入的输入腔体,所述第一控制阀体的内腔与所述输入腔体连接处滑动安装有用于控制灌装液流量的第一阀芯,所述第一阀芯的一端延伸至所述输入腔体的内腔,另一端延伸至所述第一控制阀体的外侧并安装有与所述第一导柱滑动配合的第一安装块,所述第一阀芯的另一端还螺纹连接有第一传动丝杠,所述第一传动丝杠穿过所述第一安装块上设置的通孔并与所述架体顶部安装的第一伺服电机的输出轴相连;

所述第二控制阀体的内腔排列安装有若干根第二阀芯,若干根所述第二阀芯的一端安装于所述第二控制阀体的顶部,另一端滑动套装有灌装嘴,所述灌装嘴安装于第二安装块上,所述第二安装块上设有若干根第二导柱,若干根所述第二导柱滑动穿过所述第二控制阀体和所述架体并连接有与所述第一导柱滑动配合的第三安装块,所述第三安装块的底部安装有中空的第一连接块,所述第一连接块上螺纹连接有第二传动丝杠,所述第二传动丝杠穿过所述第三安装块上设置的通孔并与所述架体顶部安装的第二伺服电机的输出轴相连。

2.如权利要求1所述的一种伺服灌装阀,其特征在于:所述第一阀芯由第一柱体和第二柱体组成,且所述第二柱体的直径尺寸大于所述第一柱体的直径尺寸;

所述第一柱体远离所述第二柱体的一端端部周圈锥型设置且延伸至所述输入腔体的内腔,另一端为直身设置;

所述第二柱体远离所述第一柱体的一端中空设置,且内腔安装有与所述第一传动丝杠螺纹连接的第二连接块,所述第二连接块螺栓安装于所述第一安装块的底部。

3.如权利要求2所述的一种伺服灌装阀,其特征在于:所述第一柱体与所述第一控制阀体的底部之间设有第一密封圈,所述第二柱体与所述第一控制阀体的顶部之间设有第二密封圈。

4.如权利要求1所述的一种伺服灌装阀,其特征在于:所述灌装嘴上排列设有若干与所述第二阀芯对应设置且滑动配合的灌装孔,所述灌装孔由第一型腔和第二型腔组成,且所述第一型腔的内孔孔径大于所述第二型腔的内孔孔径,所述第一型腔套装于所述第二阀芯上;

所述灌装嘴上还设有一个用于精确保证灌装量的补偿孔。

5.如权利要求4所述的一种伺服灌装阀,其特征在于:所述第二阀芯滑动套装于所述第一型腔的一端端部设有盲孔,所述盲孔的侧壁周圈排列有若干导流孔,所述第二阀芯上套装有用于实现所述第二阀芯与所述第一型腔之间密封的第三密封圈。

6.如权利要求5所述的一种伺服灌装阀,其特征在于:所述灌装嘴与所述第二控制阀体的底部之间设有第四密封圈。

7.如权利要求1-6任一项所述的伺服灌装阀的灌装方法,其特征在于:灌装时,将容器放置于所述灌装嘴的底部,包括如下阶段步骤:

灌装初始阶段:所述第一伺服电机运转并通过所述第一传动丝杠带动所述第一阀芯逐渐向上移动,所述第一阀芯的第一柱体锥型设置的一端与所述第一控制阀体之间形成缝隙并逐渐增大,灌装液通过缝隙流入到所述第一控制阀体内;

同时,所述第二伺服电机运转并通过所述第二传动丝杠带动所述灌装嘴逐渐向下移动并伸入到所述容器内,所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间形成缝隙并逐步增大,所述第一控制阀体内的灌装液进入到所述第二控制阀体内,并通过所述导流孔与所述灌装喷嘴之间的缝隙和补偿孔灌装到所述容器的内腔,所述容器的底部设有用于检测所述容器内灌装液体积的重力传感器,所述重力传感器电路连接控制器,所述控制器根据灌装初始阶段的灌装量控制所述第一伺服电机和所述第二伺服电机运行;

灌装末尾阶段:当所述容器内灌装液的体积接近所述容器的灌装设定值时,所述第一伺服电机逆向运转并通过所述第一传动丝杠带动所述第一阀芯逐渐向下移动,所述第一阀芯的第一柱体锥型设置的一端与所述第一控制阀体之间的缝隙逐渐减小,灌装液通过缝隙进入到所述第一控制阀体内的流量逐渐减小;

同时,所述第二伺服电机逆向运转并通过所述第二传动丝杠带动所述灌装嘴逐渐向上移动,所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间的缝隙逐渐减小;

当所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间通过第三密封圈封闭时,灌装液仅通过补偿孔灌装到所述容器的内腔;

当所述重力传感器检测到所述容器内灌装液的体积达到灌装末尾阶段设定的数值时,所述控制器控制所述第一伺服电机逆向运转并使所述第一阀芯与所述第一控制阀体之间封闭;

灌装补偿阶段:所述控制器控制所述第一伺服电机继续逆向运转并使所述第一阀芯继续逐渐向下移动,所述第一阀芯的第二柱体挤压所述第一控制阀体内的灌装液通过补偿孔灌装到容器内,使所述容器内的灌装量达到灌装设定值,完成一次灌装。

8.如权利要求7所述的伺服灌装阀的灌装方法,其特征在于:所述灌装补偿阶段的步骤还包括下述步骤:

灌装回流阶段:所述控制器控制所述第一伺服电机运转并通过所述第一传动丝杠带动所述第一阀芯上移一段行程,使补偿孔端口处残留的灌装液回流至补偿孔的内腔中;

所述控制器控制所述第二伺服电机运转并通过所述第二传动丝杠带动所述灌装嘴向下移动一段行程,使所述灌装嘴的第二型腔端口处残留的灌装液回流至第二型腔的内腔中。

9.如权利要求8所述的伺服灌装阀的灌装方法,其特征在于:所述控制器控制第一伺服电机逆向运转并使所述第一阀芯与所述第一控制阀体之间封闭时,所述第一阀芯的第一柱体的直身段伸入到所述输入腔体内并具有一段补偿回流的行程。

10.如权利要求8所述的伺服灌装阀的灌装方法,其特征在于:当所述灌装嘴与所述第二阀芯的导流孔之间通过第三密封圈封闭时,所述灌装嘴的端口与第三密封圈之间具有一段补偿回流的行程。

技术总结
本发明涉及液体灌装技术领域,提供了一种伺服灌装阀及其灌装方法,伺服灌装阀包括第一控制阀体和第二控制阀体;第一控制阀体连通输入腔体,第一控制阀体的内腔设有第一阀芯,第一阀芯的端部设有第一安装块和第一传动丝杠,第一传动丝杠与第一伺服电机相连;第二控制阀体的内腔设有第二阀芯,第二阀芯的端部设有灌装嘴,灌装嘴设于第二安装块上,第二安装块通过第二导柱连接第三安装块,第三安装块上设有第一连接块,第一连接块螺纹连接第二传动丝杠,第二传动丝杠与第二伺服电机相连。本发明解决了目前使用的灌装阀灌装过程中容易造成飞溅,影响灌装质量的问题。

技术研发人员:史雪奎;陈军安
受保护的技术使用者:史雪奎
技术研发日:2020.01.09
技术公布日:2020.06.05

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