臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置制造方法
【專利摘要】一種臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，包括儲(chǔ)液箱、三通換向閥、定容液壓缸、浮動(dòng)萬向連軸器、滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向桿、伺服電機(jī)、底座和氣缸，三通換向閥固定安裝在底座上，三通換向閥的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)由氣缸控制，儲(chǔ)液箱的底部出料口與三通換向閥的進(jìn)液口相通連；定容液壓缸固定安裝在三通換向閥與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間，定容液壓缸的出液端與三通換向閥的進(jìn)出液口相通連，定容液壓缸通過浮動(dòng)萬向連軸器與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接；導(dǎo)向桿固定在滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，灌裝計(jì)量精度高，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，在高度方向尺寸小，能大幅度降低灌裝機(jī)的高度。
【專利說明】臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
:
[0001]本實(shí)用新型屬于液體灌裝【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種灌裝機(jī)上液料精準(zhǔn)定量的充填
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
:
[0002]灌裝機(jī)是液體灌裝領(lǐng)域的常用設(shè)備，生產(chǎn)時(shí)按照灌裝瓶的容量進(jìn)行定量灌裝。現(xiàn)有的定量灌裝方法采用機(jī)械閥或流量計(jì)進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)和控制，機(jī)械閥灌裝是通過直接控制機(jī)械閥的開閉實(shí)現(xiàn)，空瓶進(jìn)入時(shí)打開機(jī)械閥，液體灌入瓶子內(nèi)，待灌滿后關(guān)閉機(jī)械閥完成灌裝。該灌裝方法屬定流量定時(shí)灌裝，其缺點(diǎn)是灌裝精度差，灌裝量波動(dòng)較大。另一種灌裝方法是在灌裝機(jī)上安裝流量計(jì)，通過控制流量計(jì)確定灌裝容量，當(dāng)空瓶進(jìn)入時(shí)打開流量計(jì)開始灌裝，在液體灌入瓶中的過程中通過流量計(jì)對(duì)注入的液體進(jìn)行流量檢測(cè)，待達(dá)到設(shè)定流量后，流量計(jì)關(guān)閉從而結(jié)束灌裝工作。該種方法精度較好，但流量計(jì)的成本較高，維護(hù)難度大，灌裝效率低。
[0003]為了精確灌裝和節(jié)省成本，人們研制了一種由氣缸驅(qū)動(dòng)液壓缸的立式定容液料充填裝置，灌裝容量的大小是通過可調(diào)節(jié)氣缸行程來實(shí)現(xiàn)的。這種灌裝充填裝置包括機(jī)架、三通換向閥、液壓缸和氣缸，氣缸安裝在機(jī)架上，液壓缸的活塞桿與氣缸的活塞桿直連；三通換向閥包括閥座、閥芯和閥芯切換機(jī)構(gòu)，閥座固定安裝在機(jī)架上，閥座上設(shè)有進(jìn)液口、出液口和進(jìn)出液口，閥芯設(shè)于閥座中且與閥芯切換機(jī)構(gòu)傳動(dòng)連接，液壓缸包括缸體、活塞和活塞桿，液壓缸的缸體固定安裝在閥座上，并與三通換向閥閥座的進(jìn)出液口連通，閥座的進(jìn)液口與供料裝置連通，出液口與充填頭連通。
[0004]這種灌裝裝置的工作原理是:首先由閥芯切換機(jī)構(gòu)帶動(dòng)三通換向閥的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，使各三通換向閥的進(jìn)液口和進(jìn)出液口連通，同時(shí)閥芯將出液口封閉，然后氣缸帶動(dòng)各液壓缸的活塞上升，此時(shí)供料裝置中的液體物料經(jīng)過三通換向閥的進(jìn)液口、進(jìn)出液口進(jìn)入液壓缸的缸體內(nèi)；液壓缸的活塞抽吸到預(yù)定位置時(shí)，此時(shí)液壓缸中吸入的液體物料達(dá)到所要求的灌裝量，然后閥芯切換機(jī)構(gòu)帶動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，使三通換向閥的出液口和進(jìn)出液口連通，同時(shí)將進(jìn)液口封閉，然后由氣缸的活塞帶動(dòng)液壓缸的活塞桿下降，此時(shí)存于液壓缸中的物料在活塞的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)對(duì)應(yīng)的三通換向閥的進(jìn)出液口和出液口流出，通過灌裝頭注入包裝容器中。
[0005]這種液體灌裝裝置中液壓缸的活塞桿是由氣缸來驅(qū)動(dòng)的，氣缸上的活塞桿行程通過調(diào)整螺母的位置來實(shí)現(xiàn)變換，氣缸的行程變化直接影響到液壓缸的行程，從而改變了液料的充填容量。
[0006]在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，由于氣源供氣壓力不穩(wěn)定，氣缸運(yùn)行的行程精度低，極易造成灌裝計(jì)量不準(zhǔn)確，精度降低，不能滿足高精度灌裝要求。另外，當(dāng)需要更換液料的充填容量時(shí)，需要手工調(diào)整氣缸上的調(diào)節(jié)螺母來改變氣缸的行程，且需要多次反復(fù)調(diào)整才能達(dá)到要求，這樣既耽誤了生產(chǎn)又浪費(fèi)了物料，在實(shí)際生產(chǎn)中相當(dāng)麻煩。由于液壓缸的活塞桿與氣缸活塞之間為剛性連接，而在安裝過程中很難保證液壓缸的活塞桿與氣缸的活塞桿同軸共線，即使安裝時(shí)能保證，使用一段時(shí)間后兩者間仍會(huì)產(chǎn)生偏差，既增加了運(yùn)行阻力，又會(huì)加速液壓缸內(nèi)孔的單邊磨損，從而導(dǎo)致液體回流，直接影響灌裝精度，降低液壓缸的使用壽命。而且這種液體灌裝機(jī)的高度方向尺寸大，灌裝機(jī)整體高，搬運(yùn)困難。
實(shí)用新型內(nèi)容:
[0007]為了克服上述灌裝裝置的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，灌裝計(jì)量精度高，穩(wěn)定性好，使用壽命長(zhǎng)，在高度方向尺寸小，能大幅度降低灌裝機(jī)的高度。
[0008]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，其特征是:包括儲(chǔ)液箱、三通換向閥、定容液壓缸、浮動(dòng)萬向連軸器、滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向桿、伺服電機(jī)、底座和氣缸，三通換向閥包括閥座、轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯和閥芯切換連桿，閥座固定安裝在底座上，在閥座上設(shè)有進(jìn)液口、出液口和進(jìn)出液口，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯安裝在閥座中，并由氣缸控制，儲(chǔ)液箱的底部出料口與閥座上的進(jìn)液口相通連；定容液壓缸包括定容缸體、活塞、活塞桿和缸體固定塊，定容缸體水平地固定安裝在三通換向閥與缸體固定塊之間，定容缸體的出液端與三通換向閥的進(jìn)出液口相通連，缸體固定塊固定安裝在底座上，活塞固定安裝在活塞桿上，活塞設(shè)置在定容缸體內(nèi)，活塞桿的外露端通過浮動(dòng)萬向連軸器與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的導(dǎo)向螺母塊連接；滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括前支撐座、導(dǎo)向螺母塊、絲桿和后支撐座，前支撐座和后支撐座間隔固定安裝在底座上，絲桿的兩端通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承固定安裝在前支撐座和后支撐座之間，導(dǎo)向螺母塊旋接在絲桿上，導(dǎo)向螺母塊可自由滑動(dòng)地套裝在兩根導(dǎo)向桿上，兩根導(dǎo)向桿固定在前支撐座和后支撐座之間，兩根導(dǎo)向桿對(duì)稱分布在絲桿的兩側(cè)，導(dǎo)向桿與導(dǎo)向螺母塊之間為間隙配合，絲桿由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步，伺服電機(jī)固定安裝在底座上，伺服電機(jī)的輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿固定連接。
[0011]進(jìn)一步，氣缸控制轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯結(jié)構(gòu)為，閥芯切換連桿的一端與轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯固定連接，另一端與氣缸的活塞桿鉸連接。
[0012]進(jìn)一步，兩個(gè)導(dǎo)向桿設(shè)置在導(dǎo)向螺母塊的對(duì)角線上。
[0013]本實(shí)用新型的灌裝過程為:將待灌裝液料存于儲(chǔ)液箱中，通過控制氣缸動(dòng)作，氣缸的活塞桿帶動(dòng)閥芯切換連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而迫使轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)換向，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)至進(jìn)液口與進(jìn)出液口相通的狀態(tài)，出液口處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)儲(chǔ)液箱與定容液壓缸相通，根據(jù)需要灌裝的容量、螺桿的螺距計(jì)算好伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，然后使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)向螺母塊跟隨絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)向右作直線移動(dòng)，由于定容液壓缸的活塞桿與導(dǎo)向螺母塊通過浮動(dòng)萬向連軸器固定連接，因此儲(chǔ)液箱內(nèi)的液體被抽入定容缸體內(nèi)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)到預(yù)定圈數(shù)即抽入規(guī)定容量的物料后，伺服電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)將定容液壓缸內(nèi)存有的液體壓入待灌裝瓶體內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)氣缸做伸展動(dòng)作，由氣缸的活塞桿帶動(dòng)閥芯切換連桿轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯，將轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)至進(jìn)出液口與出液口相通的狀態(tài)，此時(shí)進(jìn)液口處于關(guān)閉的狀態(tài)，即定容液壓缸與出液口相通，開啟伺服電機(jī)開始反轉(zhuǎn)，使導(dǎo)向螺母塊向左移動(dòng)，從而推動(dòng)定容液壓缸的活塞桿將待灌裝的液體從定容液壓缸體內(nèi)的液體壓出，通過出料管灌入待灌裝的瓶體內(nèi)。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，通過控制程序設(shè)定伺服電機(jī)、三通換向閥和氣缸的順序動(dòng)作要求，使定容液壓缸依次完成從液料箱中抽吸液料、然后再將抽入的液料定量壓入瓶體中的步驟，在此過程中三通換向閥在氣缸的操控下實(shí)現(xiàn)換向，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)向及轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)決定了灌裝容量，當(dāng)需要變換灌裝規(guī)格時(shí)，只要重新設(shè)定伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)即可，氣缸只作為控制三通換向閥的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯換向轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力，其行程存有一定誤差不會(huì)影響灌裝的計(jì)量精度，將兩根導(dǎo)向桿對(duì)稱分布在螺桿的兩側(cè)，能降低導(dǎo)向螺母塊的滑移阻力，降低能耗，將定容液壓缸的活塞桿與導(dǎo)向螺母塊通過浮動(dòng)萬向連軸器相連接，能從結(jié)構(gòu)上消除定容液壓缸單邊磨損缺陷，進(jìn)一步降低運(yùn)行阻力，提高灌裝精度，進(jìn)一步提高運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，能延長(zhǎng)定容液壓缸的使用壽命。采用臥式分布，能大幅度降低灌裝機(jī)的高度。用伺服電機(jī)和滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來定容，避免了氣缸驅(qū)動(dòng)所帶來的氣量不穩(wěn)定和氣缸精度低所導(dǎo)致的計(jì)量不準(zhǔn)確以及精度低的缺點(diǎn)，而且需要調(diào)整灌裝容量時(shí)，直接調(diào)整省去了人工調(diào)整螺母的繁瑣工序，只需要調(diào)整伺服電機(jī)的參數(shù)就可以很方便的調(diào)整每次填充的容量，達(dá)到了可以在線調(diào)整充填計(jì)量的效果，生產(chǎn)方便。導(dǎo)向桿的設(shè)置可以確保絲桿移動(dòng)時(shí)方向不會(huì)改變，導(dǎo)向桿套裝在導(dǎo)向螺母塊的對(duì)角線上，更好的確保絲桿水平移動(dòng)。定容液壓缸與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間通過浮動(dòng)萬向連軸器連接，定容液壓缸的活塞桿與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向螺母塊無需平行，即便有偏差也不會(huì)導(dǎo)致灌裝不精準(zhǔn)，不會(huì)造成磨損，使用壽命長(zhǎng)，減少成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為液壓缸吸液時(shí)閥芯翻轉(zhuǎn)板的狀態(tài)示意圖；
[0016]圖3為液壓缸出液時(shí)閥芯翻轉(zhuǎn)板的狀態(tài)示意圖；
[0017]圖4為閥座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為三通換向閥的工作原理圖，其中三通換向閥有兩種工作狀態(tài)，A為三通換向閥在液壓缸吸液時(shí)的狀態(tài)示意圖，B為三通換向閥在液壓缸出液時(shí)的狀態(tài)示意圖；
[0019]圖中:1_儲(chǔ)液箱；2_三通換向閥；3_定容液壓缸；4_浮動(dòng)萬向連軸器；5_滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；6_導(dǎo)向桿；7_伺服電機(jī)；8-底座；9-氣缸；21_閥座；22_轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯；23_閥芯切換連桿；24_進(jìn)液口 ；25_出液口 ；26_進(jìn)出液口 ；31_定容缸體；32_活塞；33_活塞桿；34-缸體固定塊；51_前支撐座；52_導(dǎo)向螺母塊；53_絲桿；54_后支撐座。

【具體實(shí)施方式】
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[0020]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案:
[0021]—種臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置,如圖1?圖5所示,包括儲(chǔ)液箱1、三通換向閥
2、定容液壓缸3、浮動(dòng)萬向連軸器4、滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5、導(dǎo)向桿6、伺服電機(jī)7、底座8和氣缸9，三通換向閥2由閥座21、轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯22和閥芯切換連桿23組成，閥座21固定安裝在底座8上，在閥座21上設(shè)有進(jìn)液口 24、出液口 25和進(jìn)出液口 26，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯22安裝在閥座21中，閥芯切換連桿23的一端與轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯22固定連接，另一端與氣缸9的活塞桿鉸連接，儲(chǔ)液箱I的底部出料口與閥座21上的進(jìn)液口 24相通連；定容液壓缸3由定容缸體31、活塞32、活塞桿33和缸體固定塊34組成，定容缸體31水平地固定安裝在三通換向閥2與缸體固定塊34之間，定容缸體31的出液端與三通換向閥2的進(jìn)出液口 26相通連，缸體固定塊34固定安裝在底座8上，活塞32固定安裝在活塞桿33上，活塞32設(shè)置在定容缸體31內(nèi)，活塞桿33的外露端通過浮動(dòng)萬向連軸器4與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5中的導(dǎo)向螺母塊52連接；滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5由前支撐座51、導(dǎo)向螺母塊52、絲桿53和后支撐座54組成，前支撐座51和后支撐座54間隔固定安裝在底座8上，絲桿53的兩端通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承固定安裝在前支撐座51和后支撐座54之間，導(dǎo)向螺母塊52旋接在絲桿53上，導(dǎo)向螺母塊52可自由滑動(dòng)地套裝在兩根導(dǎo)向桿6上，兩根導(dǎo)向桿6固定在前支撐座51和后支撐座54之間，兩根導(dǎo)向桿6設(shè)置在導(dǎo)向螺母塊52的對(duì)角線上，導(dǎo)向桿6與導(dǎo)向螺母塊52之間為間隙配合，絲桿53由伺服電機(jī)7驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)7固定安裝在底座8上，伺服電機(jī)7的輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿53固定連接。
【權(quán)利要求】
1.一種臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，其特征是:包括儲(chǔ)液箱(I)、三通換向閥(2)、定容液壓缸(3)、浮動(dòng)萬向連軸器(4)、滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)、導(dǎo)向桿￠)、伺服電機(jī)(7)、底座(8)和氣缸(9)，三通換向閥(2)包括閥座(21)、轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(22)和閥芯切換連桿(23)，閥座(21)固定安裝在底座⑶上，在閥座(21)上設(shè)有進(jìn)液口(24)、出液口(25)和進(jìn)出液口(26)，轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(22)安裝在閥座(21)中，并由氣缸(9)控制，儲(chǔ)液箱⑴的底部出料口與閥座(21)上的進(jìn)液口(24)相通連；定容液壓缸(3)包括定容缸體(31)、活塞(32)、活塞桿(33)和缸體固定塊(34)，定容缸體(31)水平地固定安裝在三通換向閥(2)與缸體固定塊(34)之間，定容缸體(31)的出液端與三通換向閥(2)的進(jìn)出液口(26)相通連，缸體固定塊(34)固定安裝在底座(8)上，活塞(32)固定安裝在活塞桿(33)上，活塞(32)設(shè)置在定容缸體(31)內(nèi)，活塞桿(33)的外露端通過浮動(dòng)萬向連軸器(4)與滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)中的導(dǎo)向螺母塊(52)連接；滾珠絲桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(5)包括前支撐座(51)、導(dǎo)向螺母塊(52)、絲桿(53)和后支撐座(54)，前支撐座(51)和后支撐座(54)間隔固定安裝在底座(8)上，絲桿(53)的兩端通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承固定安裝在前支撐座(51)和后支撐座(54)之間，導(dǎo)向螺母塊(52)旋接在絲桿(53)上，導(dǎo)向螺母塊(52)可自由滑動(dòng)地套裝在兩根導(dǎo)向桿(6)上，兩根導(dǎo)向桿出)固定在前支撐座(51)和后支撐座(54)之間，兩根導(dǎo)向桿(6)對(duì)稱分布在絲桿(53)的兩側(cè)，導(dǎo)向桿(6)與導(dǎo)向螺母塊(52)之間為間隙配合，絲桿(53)由伺服電機(jī)(7)驅(qū)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，其特征是:伺服電機(jī)(7)固定安裝在底座(8)上，伺服電機(jī)(7)的輸出軸通過聯(lián)軸器與絲桿(53)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，其特征是:氣缸(9)控制轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(22)結(jié)構(gòu)為，閥芯切換連桿(23)的一端與轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯(22)固定連接，另一端與氣缸(9)的活塞桿鉸連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述臥式液料精準(zhǔn)定量充填裝置，其特征是:兩個(gè)導(dǎo)向桿(6)設(shè)置在導(dǎo)向螺母塊(52)的對(duì)角線上。
【文檔編號(hào)】B67C3/16GK203946879SQ201420427309
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】丁國(guó)俊 申請(qǐng)人:金壇新光機(jī)械制造廠