CN116768133B - 一种用于饮料灌装装置的灌装组件 - Google Patents

Abstract

本发明属于饮料灌装技术领域，具体涉及一种用于饮料灌装装置的灌装组件，包括：壳体，所述壳体设有进液口和出液口；阀组，活动设置在所述壳体内；注液管，安装于所述出液口；抽吸管路，第一端位于所述注液管的外端管口处，第二端与负压源连通；第一联动机构，设置于所述注液管与所述阀组之间，所述第一联动机构被装配为当所述注液管向所述壳体内收缩时，能够通过所述第一联动机构带动所述阀组开启所述流道；第二联动机构，设置于所述抽吸管路与所述阀组之间，所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使所述阀组闭合所述流道。本发明降低了设备成本；防止滴液污染设备；实现了对液位的精准控制。

Description

一种用于饮料灌装装置的灌装组件

技术领域

本发明属于饮料灌装技术领域，具体涉及一种用于饮料灌装装置的灌装组件。

背景技术

现有灌装装置的灌装头一般采用气缸或电缸来驱动阀门开合，这种驱动方式虽然比较简单，但也存在明显的缺陷，其一是阀门开闭的时机是预先设定好的，而实际生产过程中阀门的流量可能存在一定波动，因此按照特定的时间间隔来控制阀门的开闭，有可能导致灌装量的不一致，现有技术中也有采用液位传感器来检测灌装量，并根据传感器信号来控制阀门开闭的方案，但这种方案一方面存在一定信号延迟，难以精确控制灌装量，另一方面液位传感器长期与饮料接触，而饮料中一般含有大量酸性物质和糖分，其粘附在传感器上会导致检测精度下降甚至失效，存在饮料溢出风险。另外，传统的灌装头与容器分离后存在滴液现象，容易对生产设备造成污染。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能精准控制灌装液位并避免滴液的用于饮料灌装装置的灌装组件。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于饮料灌装装置的灌装组件，包括：

壳体，所述壳体设有进液口和出液口，壳体内设有连通所述进液口和所述出液口的流道；

阀组，活动设置在所述壳体内，以开启或闭合所述流道；

注液管，安装于所述出液口，且所述注液管沿自身轴线方向与所述壳体活动连接；

抽吸管路，第一端位于所述注液管的外端管口处，第二端与负压源连通；

第一联动机构，设置于所述注液管与所述阀组之间，所述第一联动机构被装配为当所述注液管向所述壳体内收缩时，能够通过所述第一联动机构带动所述阀组开启所述流道；

第二联动机构，设置于所述抽吸管路与所述阀组之间，所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使所述阀组闭合所述流道。

在本发明的一可选实施例中，所述阀组包括同轴设置的第一阀芯和第二阀芯，所述第一阀芯和所述第二阀芯分别沿自身轴线方向活动设置在所述壳体内，所述壳体的内壁上分别设有与所述第一阀芯和所述第二阀芯配合的第一台阶部和第二台阶部，所述第一阀芯和所述第二阀芯与所述壳体之间分别设有第一弹性元件和第二弹性元件，所述第一弹性元件被配置为其弹力能够驱使所述第一阀芯抵触于所述第一台阶部，所述第二弹性元件被配置为其弹力能够驱使所述第二阀芯抵触于所述第二台阶部。

在本发明的一可选实施例中，所述第一联动机构包括所述注液管内端设置的顶杆，以及所述第一阀芯与所述第二阀芯之间设置的锁止机构，所述顶杆与所述第一阀芯的端面相抵触；所述锁止机构被配置为具有锁止工位和解锁工位，当所述锁止机构处于所述锁止工位时，所述第二阀芯能够随所述第一阀芯同步运动，且当所述锁止机构处于所述解锁工位时，所述第二阀芯能够沿自身轴向相对于所述第一阀芯自由移动。

在本发明的一可选实施例中，所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使处于所述锁止工位的所述锁止机构切换至所述解锁工位。

在本发明的一可选实施例中，所述锁止机构包括与所述第一阀芯固接的导管，所述导管与所述第二阀芯上设置的导孔构成滑动配合，所述导孔靠近所述第一阀芯的一端设有沉槽部，所述导管的侧壁上设有径向通孔，所述径向通孔内设有球形限位体，所述导管内设有限位柱，所述限位柱沿所述导管的轴向活动设置，所述限位柱包括第一区段和第二区段，其中第一区段的直径大于所述第二区段的直径，当所述第一区段与所述球形限位体接触时，能够使所述球形限位体凸出于所述导管的外表面，此时部分所述球形限位体被收容于所述沉槽部内，以阻止所述第二阀芯向所述第一阀芯靠近，当所述第二区段与所述球形限位体接触时，所述球形限位体能够收缩于所述导管的外表面内侧，此时所述第二阀芯能够相对于所述第一阀芯自由运动。

在本发明的一可选实施例中，所述第二联动机构包括气囊支架和碟形气囊，所述气囊支架与所述导管的上端固定连接，所述碟形气囊的其中一侧气囊壁与所述气囊支架固定连接，另一侧气囊壁与所述限位柱固定连接；所述碟形气囊在常态下，所述限位柱的第一区段与所述球形限位体接触，且所述碟形气囊收缩时能够带动所述限位柱运动，并使所述第二区段与所述球形限位体接触；所述碟形气囊通过一根支管与所述抽吸管路连通。

在本发明的一可选实施例中，所述碟形气囊内设有第三弹性元件。

在本发明的一可选实施例中，所述壳体的第一端设有锥套，所述锥套与所述壳体螺纹连接，所述锥套远离所述壳体的一端设有延伸管，所述注液管滑动设置在所述延伸管内。

在本发明的一可选实施例中，所述抽吸管路的部分管段位于所述注液管内部，所述抽吸管路通过所述锥套上设置的过孔穿引至所述锥套外部，且抽吸管路与过孔之间密封连接。

在本发明的一可选实施例中，所述顶杆上设有第一径向凸部；所述注液管位于所述壳体外侧的区域设有第二径向凸部，所述第二径向凸部上设有排气孔；所述注液管的外端面相对于所述注液管的轴线倾斜设置，且所述抽吸管路的第一端位于所述注液管的外端面上距离所述壳体最远的区域。

本发明的技术效果在于：本发明的第一联动机构能够利用灌装容器的上推动作将阀组开启，实现自动注液，省去了独立的阀组驱动元件，降低了设备成本；本发明的抽吸管路能够对注液管上残留的液体进行抽吸，防止滴液污染设备；本发明的第二联动机构利用抽吸管路被堵塞时的负压状态来驱动阀组运动，当灌装容器内的液位高于抽吸管路的第一端时，能够自动将阀组关闭，实现了对液位的精准控制。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的用于饮料灌装装置的灌装组件的立体图；

图2是图1的I局部放大图；

图3是本发明的实施例所提供的用于饮料灌装装置的灌装组件的另一视角的立体图；

图4是本发明的实施例所提供的用于饮料灌装装置的灌装组件的俯视图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是图5的II局部放大图；

图7是本发明的实施例所提供的用于饮料灌装装置的灌装组件另一状态的剖视图；

图8是本发明的实施例所提供的用于饮料灌装装置的灌装组件又一状态的剖视图；

图9是图8的III局部放大图；

图10是本发明的实施例所提供的阀组的爆炸图；

附图标记说明：

10、壳体；101、进液口；11、锥套；12、注液管；121、顶杆；122、第一径向凸部；123、第二径向凸部；124、排气孔；13、第一台阶部；14、第二台阶部；20、第一阀芯；21、第一弹性元件；22、导管；221、径向通孔；23、限位柱；231、第一区段；232、第二区段；24、球形限位体；30、第二阀芯；31、第二弹性元件；32、沉槽部；40、气囊支架；41、碟形气囊；42、第三弹性元件；43、支管；50、抽吸管路。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1-图10所示，本发明的实施例提供的用于饮料灌装装置的灌装组件适用于瓶装饮料的灌装，灌装组件安装在灌装机的出液端，灌装组件的上游设有必要的储液罐、灌装泵等设备，还可以在灌装组件与灌装泵之间设置溢流阀，溢流阀连接回流管，当本发明的灌装组件关闭时，物料能够通过溢流阀回流至储液罐内，一方面能够防止灌装泵过载，另一方面回流的物料能够对储液罐内的物料进行搅拌。在具体实施例中，本发明的灌装组件例如可以采用螺纹连接的方式与上游管道实现可拆卸式连接，以便于更换不同口径的灌装组件。

以下结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

请参阅图1、3、5、7、8所示，本发明的实施例提供的用于饮料灌装装置的灌装组件包括壳体10、阀组、注液管12、抽吸管路50、第一联动机构和第二联动机构：

请参阅图1、2所示，所述壳体10设有进液口101和出液口，壳体10内设有连通所述进液口101和所述出液口的流道；在具体实施例中，壳体10例如可以是圆筒状，壳体10优选以竖直姿态安装于灌装装置，其中壳体10的进液口101位于壳体10的侧壁上，壳体10的出液口位于壳体10的底部，进液口101可以设置一截连接管，连接管上设置螺纹，以便与上游管道连接。应当理解，由于壳体10内设有一些凸伸结构，因此为了便于加工，壳体10可以是由多节管体拼接而成的，各节管体之间例如可以采用法兰连接或焊接方式连为一体。

请参阅图5、7、8、10所示，阀组活动设置在所述壳体10内，以开启或闭合所述流道；在具体实施例中，所述阀组例如可以包括同轴设置的第一阀芯20和第二阀芯30，所述第一阀芯20和所述第二阀芯30分别沿自身轴线方向活动设置在所述壳体10内，所述壳体10的内壁上分别设有与所述第一阀芯20和所述第二阀芯30配合的第一台阶部13和第二台阶部14，所述第一阀芯20和所述第二阀芯与所述壳体10之间分别设有第一弹性元件21和第二弹性元件31，所述第一弹性元件21被配置为其弹力能够驱使所述第一阀芯20抵触于所述第一台阶部13，所述第二弹性元件31被配置为其弹力能够驱使所述第二阀芯30抵触于所述第二台阶部14。需要说明的是，第一阀芯20和第二阀芯30中任意一者闭合，都能够切断流道，而第一阀芯20和第二阀芯30必须同时开启，才能够使流道导通。

注液管12安装于所述出液口，且所述注液管12沿自身轴线方向与所述壳体10活动连接，进一步的，所述注液管12位于所述壳体10外侧的区域设有第二径向凸部123，所述第二径向凸部123上设有排气孔124；注液管12用于在灌装过程中插入到灌装容器内部；灌装容器在上料时一般存在一个上推的动作，本发明将注液管12设置为活动式结构，当灌装容器上推时，瓶口能够抵在第二径向凸部123上，同时带动注液管12上行，然后再利用本发明的第一联动机构实现阀组的开启，省去了阀组本身的驱动元件，降低了设备成本。

请参阅图2、5、7、8所示，抽吸管路50的第一端位于所述注液管12的外端管口处，第二端与负压源连通；应当理解，抽吸管路50一方面能够在注液管12离开灌装容器时，对注液管12上附着的液体进行抽吸，防止滴液对设备造成污染，另一方面也能够作为感应液位的装置，当抽吸管路50的第一端被封堵时，则说明当前容器内的液面已经达到预设灌装高度，此时可以结合第二联动机构使阀组自动关闭，进而实现灌装液位的精准控制。

请参阅图5、7、8所示，第一联动机构设置于所述注液管12与所述阀组之间，所述第一联动机构被装配为当所述注液管12向所述壳体10内收缩时，能够通过所述第一联动机构带动所述阀组开启所述流道；第二联动机构设置于所述抽吸管路50与所述阀组之间，所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路50的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使所述阀组闭合所述流道。

本发明的第一联动机构能够利用灌装容器的上推动作将阀组开启，实现自动注液，省去了独立的阀组驱动元件，降低了设备成本；本发明的抽吸管路50能够对注液管12上残留的液体进行抽吸，防止滴液污染设备；本发明的第二联动机构利用抽吸管路50被堵塞时的负压状态来驱动阀组运动，当灌装容器内的液位高于抽吸管路50的第一端时，能够自动将阀组关闭，实现了对液位的精准控制。

请参阅图5、7、8所示，在本发明的一可选实施例中，所述第一联动机构包括所述注液管12内端设置的顶杆121，以及所述第一阀芯20与所述第二阀芯30之间设置的锁止机构，所述顶杆121与所述第一阀芯20的端面相抵触；所述锁止机构被配置为具有锁止工位和解锁工位，当所述锁止机构处于所述锁止工位时，所述第二阀芯30能够随所述第一阀芯20同步运动，且当所述锁止机构处于所述解锁工位时，所述第二阀芯30能够沿自身轴向相对于所述第一阀芯20自由移动。

请参阅图6、9、10所示，在一具体实施例中，所述锁止机构包括与所述第一阀芯20固接的导管22，所述导管22与所述第二阀芯30上设置的导孔构成滑动配合，所述导孔靠近所述第一阀芯20的一端设有沉槽部32，所述导管22的侧壁上设有径向通孔221，所述径向通孔221内设有球形限位体24，所述导管22内设有限位柱23，所述限位柱23沿所述导管22的轴向活动设置，所述限位柱23包括第一区段231和第二区段232，其中第一区段231的直径大于所述第二区段232的直径，当所述第一区段231与所述球形限位体24接触时，能够使所述球形限位体24凸出于所述导管22的外表面，此时部分所述球形限位体24被收容于所述沉槽部32内，以阻止所述第二阀芯30向所述第一阀芯20靠近，当所述第二区段232与所述球形限位体24接触时，所述球形限位体24能够收缩于所述导管22的外表面内侧，此时所述第二阀芯30能够相对于所述第一阀芯20自由运动。

请参阅图5、7、8所示，在本发明的一可选实施例中，所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路50的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使处于所述锁止工位的所述锁止机构切换至所述解锁工位。具体的，所述第二联动机构包括气囊支架40和碟形气囊41，所述气囊支架40与所述导管22的上端固定连接，所述碟形气囊41的其中一侧气囊壁与所述气囊支架40固定连接，另一侧气囊壁与所述限位柱23固定连接；所述碟形气囊41在常态下，所述限位柱23的第一区段231与所述球形限位体24接触，且所述碟形气囊41收缩时能够带动所述限位柱23运动，并使所述第二区段232与所述球形限位体24接触；所述碟形气囊41通过一根支管43与所述抽吸管路50连通；所述碟形气囊41内设有第三弹性元件42。

以下结合一次灌装过程对上述第一联动机构和第二联动机构的工作原理进行详细说明：

以图5所示为初始状态，机械手将饮料瓶套设在注液管12上，并向上推移一段距离，此时第一阀芯20因受到顶杆121作用而上行，与此同时，由于锁止机构处于图6所示状态，因此第一阀芯20会推动第二阀芯30同步上行，进而使第一阀芯20和第二阀芯30同时开启，如图7所示；此时物料被注入饮料瓶内，此过程中，抽吸管路50的上端始终与负压源连通，然由于抽吸管路50的下端即第一端与大气连通，因此碟形气囊41内的负压较小，无法带动限位柱23上行；当饮料瓶内的液位高于抽吸管路50的第一端时，物料会被吸入抽吸管路50内，并在抽吸管路50内形成一定高度的液柱，这将导致碟形气囊41内的负压增强，并开始收缩，此时碟形气囊41带动限位柱23上行，使限位柱23的第二区段232与球形限位体24平齐，球形限位体24内侧失去支撑，进而在沉槽的挤压下缩回导管22内，如图9所示；此时第二阀芯30在第二弹性元件31的作用下闭合，如图8所示，进而停止注液；当饮料瓶从注液管12上抽离后，第一阀芯20首先复位，与此同时，抽吸管路50再次与大气连通，碟形气囊41膨胀至初始状态，限位柱23将球形限位体24挤推至第二阀芯30的沉槽内，整个灌装组件回到初始状态。

请参阅图1、3、5、7、8所示，在本发明的一可选实施例中，所述壳体10的第一端设有锥套11，所述锥套11与所述壳体10螺纹连接，所述锥套11远离所述壳体10的一端设有延伸管，所述注液管12滑动设置在所述延伸管内，便于根据生产需求更换不同口径的注液管12。所述顶杆121上设有第一径向凸部122；能够防止注液管12从锥套11上脱落，所述注液管12的外端面相对于所述注液管12的轴线倾斜设置，且所述抽吸管路50的第一端位于所述注液管12的外端面上距离所述壳体10最远的区域，能够使注液管12内残留的液体汇集于一处，并方便抽吸管路50进行抽吸。

请参阅图5、7、8所示，在本发明的一可选实施例中，所述抽吸管路50的部分管段位于所述注液管12内部，所述抽吸管路50通过所述锥套11上设置的过孔穿引至所述锥套11外部，且抽吸管路50与过孔之间密封连接，这样能够避免抽吸管路50与瓶口之间发生干涉，避免抽吸管路50受到挤压。

综上所述，本发明的第一联动机构能够利用灌装容器的上推动作将阀组开启，实现自动注液，省去了独立的阀组驱动元件，降低了设备成本；本发明的抽吸管路50能够对注液管12上残留的液体进行抽吸，防止滴液污染设备；本发明的第二联动机构利用抽吸管路50被堵塞时的负压状态来驱动阀组运动，当灌装容器内的液位高于抽吸管路50的第一端时，能够自动将阀组关闭，实现了对液位的精准控制。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种用于饮料灌装装置的灌装组件，其特征在于，包括：

壳体（10），所述壳体（10）设有进液口（101）和出液口，壳体（10）内设有连通所述进液口（101）和所述出液口的流道；

阀组，活动设置在所述壳体（10）内，以开启或闭合所述流道，所述阀组包括同轴设置的第一阀芯（20）和第二阀芯（30），所述第一阀芯（20）和所述第二阀芯（30）分别沿自身轴线方向活动设置在所述壳体（10）内；

注液管（12），安装于所述出液口，且所述注液管（12）沿自身轴线方向与所述壳体（10）活动连接；

抽吸管路（50），第一端位于所述注液管（12）的外端管口处，第二端与负压源连通；

第一联动机构，设置于所述注液管（12）与所述阀组之间，所述第一联动机构被装配为当所述注液管（12）向所述壳体（10）内收缩时，能够通过所述第一联动机构带动所述阀组开启所述流道；

第二联动机构，设置于所述抽吸管路（50）与所述阀组之间，所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路（50）的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使所述阀组闭合所述流道；

所述第一联动机构包括所述注液管（12）内端设置的顶杆（121），以及所述第一阀芯（20）与所述第二阀芯（30）之间设置的锁止机构，所述顶杆（121）与所述第一阀芯（20）的端面相抵触；所述锁止机构被配置为具有锁止工位和解锁工位，当所述锁止机构处于所述锁止工位时，所述第二阀芯（30）能够随所述第一阀芯（20）同步运动，且当所述锁止机构处于所述解锁工位时，所述第二阀芯（30）能够沿自身轴向相对于所述第一阀芯（20）自由移动；

所述第二联动机构被装配为当所述抽吸管路（50）的第一端被堵塞时，所述第二联动机构能够驱使处于所述锁止工位的所述锁止机构切换至所述解锁工位；

所述锁止机构包括与所述第一阀芯（20）固接的导管（22），所述导管（22）与所述第二阀芯（30）上设置的导孔构成滑动配合，所述导孔靠近所述第一阀芯（20）的一端设有沉槽部（32），所述导管（22）的侧壁上设有径向通孔（221），所述径向通孔（221）内设有球形限位体（24），所述导管（22）内设有限位柱（23），所述限位柱（23）沿所述导管（22）的轴向活动设置，所述限位柱（23）包括第一区段（231）和第二区段（232），其中第一区段（231）的直径大于所述第二区段（232）的直径，当所述第一区段（231）与所述球形限位体（24）接触时，能够使所述球形限位体（24）凸出于所述导管（22）的外表面，此时部分所述球形限位体（24）被收容于所述沉槽部（32）内，以阻止所述第二阀芯（30）向所述第一阀芯（20）靠近，当所述第二区段（232）与所述球形限位体（24）接触时，所述球形限位体（24）能够收缩于所述导管（22）的外表面内侧，此时所述第二阀芯（30）能够相对于所述第一阀芯（20）自由运动；

所述第二联动机构包括气囊支架（40）和碟形气囊（41），所述气囊支架（40）与所述导管（22）的上端固定连接，所述碟形气囊（41）的其中一侧气囊壁与所述气囊支架（40）固定连接，另一侧气囊壁与所述限位柱（23）固定连接；所述碟形气囊（41）在常态下，所述限位柱（23）的第一区段（231）与所述球形限位体（24）接触，且所述碟形气囊（41）收缩时能够带动所述限位柱（23）运动，并使所述第二区段（232）与所述球形限位体（24）接触；所述碟形气囊（41）通过一根支管（43）与所述抽吸管路（50）连通。

2.根据权利要求1所述的用于饮料灌装装置的灌装组件，其特征在于，所述壳体（10）的内壁上分别设有与所述第一阀芯（20）和所述第二阀芯（30）配合的第一台阶部（13）和第二台阶部（14），所述第一阀芯（20）和所述第二阀芯（30）与所述壳体（10）之间分别设有第一弹性元件（21）和第二弹性元件（31），所述第一弹性元件（21）被配置为其弹力能够驱使所述第一阀芯（20）抵触于所述第一台阶部（13），所述第二弹性元件（31）被配置为其弹力能够驱使所述第二阀芯（30）抵触于所述第二台阶部（14）。

3.根据权利要求2所述的用于饮料灌装装置的灌装组件，其特征在于，所述碟形气囊（41）内设有第三弹性元件（42）。

4.根据权利要求1所述的用于饮料灌装装置的灌装组件，其特征在于，所述壳体（10）的第一端设有锥套（11），所述锥套（11）与所述壳体（10）螺纹连接，所述锥套（11）远离所述壳体（10）的一端设有延伸管，所述注液管（12）滑动设置在所述延伸管内。

5.根据权利要求4所述的用于饮料灌装装置的灌装组件，其特征在于，所述抽吸管路（50）的部分管段位于所述注液管（12）内部，所述抽吸管路（50）通过所述锥套（11）上设置的过孔穿引至所述锥套（11）外部，且抽吸管路（50）与过孔之间密封连接。

6.根据权利要求1所述的用于饮料灌装装置的灌装组件，其特征在于，所述顶杆（121）上设有第一径向凸部（122）；所述注液管（12）位于所述壳体（10）外侧的区域设有第二径向凸部（123），所述第二径向凸部（123）上设有排气孔（124）；所述注液管（12）的外端面相对于所述注液管（12）的轴线倾斜设置，且所述抽吸管路（50）的第一端位于所述注液管（12）的外端面上距离所述壳体（10）最远的区域。