一种全自动塑化粉末灌装系统及其灌装方法与流程

本发明涉及粉体材料自动化加工及灌装，尤其涉及一种全自动塑化粉末灌装至壳体中并实现全自动输送的系统及其灌装方法。

背景技术：

1、在化工、医药、新材料等领域，塑化粉末（如pvc塑化粉、环氧树脂粉末、pp填充料等）作为重要的基础原料，其灌装环节的自动化水平直接关系到产品质量、生产效率与生产成本。

2、近年来，本领域已出现一些自动化灌装设备。例如：授权公告号为cn121553495b的中国发明专利公开了一种全自动塑化粉末灌装输送系统及其输送方法，包括灌装清理单元和水平输送单元，其中水平输送单元采用上下双层的第一输送线和第二输送线，并配合两端的升降装置实现循环载具的转运。该方案在一定程度上实现了自动化，但其输送线存在升降等待时间，成为节拍瓶颈；同时其螺口清理采用旋转刮刀或柔性刷头，难以彻底清除粘性膏状物料，且易损伤螺纹。

3、因此，包括cn121553495b专利在内的现有技术仍然存在以下技术问题：

4、1、粉末塑化环节效率低、均匀性差：现有塑化设备多为单面加热（如料仓外壁加热），热量从外向内传递，粉末受热不均，易导致塑化不完全或局部过塑化。尤其是实心螺旋叶片仅起推送作用，自身不发热，浪费了叶片表面的巨大换热面积；

5、2、输送线结构复杂或定位精度不足：直线式输送配合升降装置存在节拍瓶颈；现有部分环形输送线中的滚轮布置方式未能形成有效的上下夹持导向，在承载灌装冲击和高速过弯时易产生晃动或倾覆，影响灌装定位精度；

6、3、螺口清理不彻底：灌装后壳体螺口残留的膏状物料粘性大、冷却后硬度高，物理清理难以100%去除，且容易划伤螺纹表面，导致后续密封失效，废品率上升。

7、因此，亟需一种能够同时解决上述三个问题的全自动塑化粉末灌装系统及其灌装方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种全自动塑化粉末灌装系统及其灌装方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种全自动塑化粉末灌装系统，包括：

3、管式粉末塑化单元，包括：

4、旋转接头，具有一转子和一定子，所述定子上设有进油口一和出油口一，分别用于通入和导出循环热油；

5、加热管，为空心管状结构，其一端与所述旋转接头的转子固定连接，随所述转子同步旋转；

6、螺旋叶片，呈空心结构，围绕固定在所述加热管的管身外壁，所述螺旋叶片的内腔与所述加热管的内腔相互连通，形成供循环热油流通的封闭连续通道；

7、加热筒，套设在所述螺旋叶片外部，所述加热筒的筒身为双层中空夹套结构，其双层壁之间形成热油循环腔，所述加热筒筒身一端的侧壁设有进油口二，筒身另一端的侧壁设有出油口二，分别用于向所述热油循环腔通入和导出循环热油；所述加热筒一端的筒身侧壁还设置有一开口斜向上的进料口，用于供粉末进入所述加热管和所述加热筒之间的环形空间；所述加热筒另一端为出料口；

8、支撑架，固定连接在所述加热筒出料口的内壁上，所述加热管远离旋转接头的一端转动连接于所述支撑架，所述支撑架上设有供粉末塑化后的膏状物料通过的开口；

9、进油管，其一端固定连接于所述旋转接头定子的内部管路，另一端伸入所述加热管的内部；

10、液压马达，驱动所述旋转接头的转子、所述加热管及所述螺旋叶片同步旋转；

11、灌装单元，设置于所述管式粉末塑化单元的下游，与所述出料口连通，用于将粉末塑化后的膏状物料灌装入壳体中；

12、环形输送单元，包括一闭环的环形输送线，所述环形输送线上设有环形链条、环形导轨以及多个滑座，所述滑座的底部固定连接在所述环形链条上，所述滑座滑动设置在所述环形导轨上，所述滑座顶面固定连接有用于承载壳体的循环载具，所述滑座一侧面设置有多对滚轮，每对滚轮分别位于所述环形导轨的上下两侧，与所述环形导轨的上下导向面滚动接触，形成夹持式嵌合导向；

13、螺套拆除单元，设置于所述环形输送线的一侧，用于将灌装完成后壳体的螺口上预装的可拆卸螺套拆除。

14、进一步的，所述支撑架包括圆环，所述圆环中心设置有十字支撑架，所述圆环固定连接在所述加热筒的内壁，所述十字支撑架中心设有轴承与所述加热管的一端转动连接，所述十字支撑架与所述圆环间的扇形间隙构成所述出料口。

15、进一步的，所述环形输送线两端呈圆弧过渡，所述圆弧过渡处的内侧分别设置有多个同轴安装的链轮，所述环形链条连接所述环形输送线同侧两端的所述链轮，一电机驱动所述链轮，并带动所述环形链条转动。

16、进一步的，所述螺套为一端带台阶的空心圆柱套筒，所述台阶顶部沿周向均匀分布有多道轴向开口槽，所述套筒外壁设有螺纹，与壳体螺口的内螺纹适配；所述螺套拆除单元包括拆除套筒，所述拆除套筒设有与所述螺套配合的卡合结构，用于在旋转时带动所述螺套从壳体上拆除，所述螺套上设有rfid标签。

17、进一步的，所述旋转接头的转子为一空心轴，所述旋转接头的定子为一接头壳体，所述空心轴通过轴承转动连接于所述接头壳体内，所述空心轴与所述接头壳体之间设有密封件。

18、进一步的，所述环形输送线的两侧还分别设置有限位条，所述限位条通过多个支架固定在所述环形输送单元的输送线机架上，所述限位条上设置有供壳体上、下环形输送单元的缺口一，及供灌装单元和螺套拆除单元工作的缺口二。

19、一种全自动塑化粉末灌装方法，采用如上所述的系统，包括以下步骤：

20、s1、在待灌装的空壳体的螺口上预装螺套，并将预装有螺套的空壳体放置于所述环形输送线上的循环载具上；

21、s2、同时，粉末从所述进料口进入所述加热管和所述加热筒之间的环形空间；

22、s3、循环热油同时通过所述旋转接头的进油口一进入所述加热管和所述螺旋叶片的内腔，并通过所述加热筒的进油口二进入所述加热筒的热油循环腔，对所述环形空间内的粉末进行三面同时加热，使其塑化为膏状物料；

23、s4、所述液压马达驱动所述旋转接头的转子带动所述加热管和所述螺旋叶片旋转，将塑化后的膏状物料沿所述加热管的轴向推送，经所加热筒的出料口进入下游的灌装单元；

24、s5、所述灌装单元将所述膏状物料灌装入所述预装有螺套的壳体中；

25、s6、灌装完成的壳体由所述循环载具承载，随所述环形链条的转动在所述环形输送线上循环移动至所述螺套拆除单元；

26、s7、所述螺套拆除单元拆除套筒的卡合结构卡入所述螺套，旋转带动所述螺套从壳体上拆除；

27、s8、拆除下的螺套经清洗后，被重新安装至下一个待灌装的空壳体上，循环使用。

28、进一步的，所述步骤s3中，进入所述加热管和所述螺旋叶片内腔的循环热油温度与进入所述加热筒的循环热油温度独立控制，以形成径向温度梯度。

29、进一步的，还包括步骤s9、控制系统记录每个螺套的使用次数，当使用次数达到预设的使用次数阈值时，自动将该螺套标记为报废并分拣出，不再重复使用。

30、与现有的技术相比，本发明优点在于：

31、1、三面同时加热，塑化效率提升50%以上：本发明的空心螺旋叶片与加热管连通通入循环热油，结合加热筒，实现对粉末的内侧（加热管外壁）、中间（螺旋叶片表面）、外侧（加热筒内壁）三面同时加热，有效加热面积是现有单面加热的3倍以上，旋转的螺旋叶片不断翻动膏状物料，形成强制对流传热，彻底消除了架桥和鼠洞现象；

32、2、滚轮上下嵌合导向，提升输送平稳性：滑座侧面竖直方向的多对滚轮与环形导轨上下两侧嵌合，形成夹持式导向，彻底消除了升降等待时间，提高了输送效率，同时提供更高的抗倾覆力矩，确保高速过弯时的稳定性；

33、3、预装螺套防护，从根本上解决螺口清理难题：颠覆“灌装后清理”的传统技术思维，采用灌装前预装螺套进行防护→灌装后拆除的全新方法，螺口残料率为0%，且螺纹无任何划伤。螺套可清洗后循环使用，环保经济；配合使用次数记录和报废机制，实现精细化管理；

34、4、协同效应：管式塑化单元保证连续、均匀的膏状物料供应；环形输送线保证高精度、高节拍的循环输送；螺套拆除单元保证螺口洁净。三者相互依存、相互促进，实现了从粉末到成品的全流程自动化闭环，解决了现有技术无法同时解决的“塑化不均匀+输送不平稳+螺口清理不彻底”的复合技术问题；

35、5、结构紧凑，占地面积小：管式塑化单元相比传统料仓式加热，体积减小60%以上；环形输送线相比双层直线输送+升降装置，整体布局更紧凑。