一种瓶盖防转夹紧结构及旋转式浓稠饮品灌装机的制作方法

本发明涉及饮品灌装，尤其涉及一种瓶盖防转夹紧结构以及一种旋转式浓稠饮品灌装机。

背景技术：

1、在饮品市场，为了保证混合饮品的口感和营养价值，出现了一种具有单独的密闭空腔的瓶盖，其原理是将基础原料如浓缩液、益生菌、蜂蜜等填充到密闭空腔中，来实现对基础原料的储存保鲜，与瓶盖配套的饮料瓶内则装有用于与基础原料混合或对基础原料进行溶解的纯净水或基础溶液。在饮用前，通过旋转瓶盖打开瓶盖底部的开关结构，将密闭空腔底部打开，让基础原料掉落至饮料瓶内，充分摇匀后即可直接饮用。

2、这类瓶盖，瓶盖底部具有与饮料瓶密封旋紧的内螺纹孔，瓶盖顶部为与密闭空腔连通的灌装口，在灌装口处设置有外螺纹段，基础原料通过灌装口投入密闭空腔中，然后通过上部旋紧盖密封旋紧于外螺纹段上，将密闭空腔密封。

3、基础原料灌装及旋入上部旋紧盖的方式如果采用人工方式，主要有如下几大问题：一是灌装量无法精确保证；二是灌装损耗完全依赖工人的熟练度，容易出现基础原料外洒问题，不仅会污染工作环境，还会污染瓶盖上的外螺纹段；三是工作效率低下，人工成本高。因而基础原料灌装及旋入上部旋紧盖的方式趋于往自动化方向发展，然而，由于瓶盖本身为圆筒体形状，不存在饮料瓶瓶口上的唇边，因而在装夹过程中无法像饮料瓶装夹采用顶针顶于唇边上的方式来进行装夹，因而需要研发出一种用于装夹上述结构的瓶盖的瓶盖防转夹紧结构以及适用浓稠液体形式的基础原料灌装的旋转式浓稠饮品灌装机。

技术实现思路

1、针对现有技术中的不足，本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构简单、使用方便、装夹可靠且不易破坏瓶盖的瓶盖防转夹紧结构。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：所述的一种瓶盖防转夹紧结构，包括：固定板，在固定板上开设有上下贯穿的安装孔，在安装孔中固定安装有夹紧块，在夹紧块中设置有装夹孔，装夹孔由从上至下依次顺序排列的上部圆孔、中部圆锥孔、下部圆孔构成，且上部圆孔、中部圆锥孔、下部圆孔同轴线，中部圆锥孔的上端直径小于中部圆锥孔的下端直径，且上部圆孔与中部圆锥孔的上端圆弧光滑连接，下部圆孔与中部圆锥孔的下端圆弧光滑连接；

3、夹簧从装夹孔上方活动放入装夹孔中，在夹簧的顶面上向下开设有与瓶盖的外轮廓匹配的瓶盖容纳腔，夹簧的的外轮廓由上至下依次为：与上部圆孔匹配的上圆柱、与中部圆锥孔匹配的中部圆锥、与下部圆孔匹配的下圆柱；在夹簧的顶面上向下开设有若干槽口，各槽口环绕夹簧的轴线呈均匀间隔分布，且各槽口的槽底位于下圆柱上，各槽口贯穿夹簧的外侧壁及瓶盖容纳腔的内侧壁，通过各槽口分隔形成环绕夹簧的轴线呈均匀间隔分布的簧爪。瓶盖放入瓶盖容纳腔中后，通过向上顶夹簧以使各簧爪被迫向内靠拢收紧，将瓶盖夹紧。

4、进一步地，前述的一种瓶盖防转夹紧结构，其中，在夹簧的底面与夹簧的外侧壁之间切割有导向角；槽口的槽壁与瓶盖容纳腔的内侧壁圆弧光滑连接，槽口的槽壁与夹簧的外侧壁圆弧光滑连接；在夹簧的表面设置有一层防锈层。

5、进一步地，前述的一种瓶盖防转夹紧结构，其中，夹紧块固定于安装孔中的固定安装结构为：在夹紧块上设置有向外凸出的凸块，安装孔由上至下依次为：上安装孔和下安装孔，上安装孔的直径大于下安装孔的直径，且上安装孔与下安装孔之间形成供凸块搁置的搁置平台，在夹紧块上套装有盖板，盖板与固定板顶面固定连接，将凸块限制在上安装孔中。

6、传统旋转式浓稠饮品灌装机通常包括：装夹座、旋转饮品缸、固定于机座上的底座、固定于机座上的安装座；装夹座通过旋转装置安装于底座上，且装夹座能通过旋转装置绕自身轴线转动；在装夹座上安装有若干装夹结构，各装夹结构环绕装夹座的轴线呈均匀间隔分布；旋转饮品缸固定安装于装夹座上，在旋转饮品缸的外侧壁上沿环向均匀间隔分布有若干柱塞式灌装头，各柱塞式灌装头的饮品吸入口与旋转饮品缸的内腔连通，各柱塞式灌装头与各装夹结构一一对应；在安装座上固定安装有安装架，在安装架上固定安装有第一上部环状端面凸轮和第二上部环状端面凸轮；每个柱塞式灌装头的柱塞上均设置有连接杆，在连接杆上安装有上部滚轮，上部滚轮滚动夹持在第一上部环状端面凸轮和第二上部环状端面凸轮之间，此时，第一上部环状端面凸轮和第二上部环状端面凸轮之间的环形空隙即为上部滚轮的运动区域；在安装座上设置有使柱塞式灌装头开阀的开阀机构；在安装座上设置有使柱塞式灌装头关阀的关阀机构。

7、本发明所述的一种旋转式浓稠饮品灌装机则是在传统旋转式浓稠饮品灌装机上应用上述瓶盖防转夹紧结构，瓶盖防转夹紧结构通过固定板固定于装夹座上，在安装座上固定安装有第一下部环状端面凸轮和第二下部环状端面凸轮，瓶盖防转夹紧结构中的夹簧底部固定连接有连接轴，在连接轴底部安装有下部滚轮，下部滚轮滚动夹持在第一下部环状端面凸轮和第二下部环状端面凸轮之间，此时第一下部环状端面凸轮和第二下部环状端面凸轮之间的环形间隙即为下部滚轮的运动区域；在连接轴上活动套装有导向套筒，在导向套筒上固定设置有支撑板，支撑板固定于装夹座上。

8、进一步地，前述的一种旋转式浓稠饮品灌装机，其中，柱塞式灌装头的结构包括：上部壳体，柱塞活动穿插于上部壳体的空腔中；在上部壳体的侧壁上开设有长槽，固定于柱塞上的连接杆穿过长槽后伸出上部壳体外；在柱塞上设置有至少一个密封槽，在各密封槽中嵌装有与上部壳体的空腔壁密封接触的密封圈，且柱塞上下运动时密封圈所在位置始终位于长槽的下方；

9、在上部壳体底部安装有下部壳体，下部壳体具有竖向空腔和横向空腔，竖向空腔和横向空腔垂直贯穿；在横向空腔的外端处向内开设有限位槽，在下部壳体的外端面上固定设置有限位盖；阀杆穿插于横向空腔中，将竖向空腔分隔成上部竖向空腔和下部竖向空腔，上部竖向空腔与处于柱塞下方的上部壳体的空腔连通；在阀杆上设置有外凸的限位轴肩，限位轴肩位于限位槽中，阀杆的外端穿过限位盖上的通孔后伸出限位盖外，在阀杆上套装有弹簧，弹簧一端抵压于限位盖的内侧壁上，弹簧另一端抵压于限位轴肩上，以使限位轴肩抵于限位槽上；此时，若阀杆不受外力，则阀杆在弹簧的弹力下会维持所在状态而不会出现转动现象，阀杆只有受到外部转动力迫使阀杆发生转动，此时才会产生开阀与关阀的切换。

10、在阀杆的内端面上开设有第一通孔，在阀杆外壁上向内斜向开设有斜向孔，斜向孔与第一通孔连通，斜向孔与第一通孔共同构成柱塞式灌装头的饮品吸入口，阀杆旋转至某一设定角度时饮品吸入口与上部竖向空腔连通；

11、在阀杆外壁上设置有当阀杆旋转至某一设定角度时能连通上部竖向空腔和下部竖向空腔的连接通孔，连接通孔与饮品吸入口互不连通，且饮品吸入口和连接通孔不能同时与上部竖向空腔连通；

12、在下部壳体底部安装有带第一单向阀的注射头；

13、开阀机构的结构包括：开阀气缸，开阀气缸固定于机座上，在开阀气缸的伸出杆上安装有开阀滚轮；在阀杆上固定安装有羊角板，开阀气缸的伸出杆向外伸出设定距离时，开阀滚轮所处位置使得经过开阀滚轮的柱塞式灌装头上的羊角板旋转至连接通孔连通上部竖向空腔和下部竖向空腔；

14、关阀机构的结构包括：在机座上固定设置有关阀滚轮，关阀滚轮所处位置使得经过关阀滚轮的柱塞式灌装头上的羊角板旋转至饮品吸入口与上部竖向空腔连通。

15、进一步地，前述的一种旋转式浓稠饮品灌装机，其中，在阀杆上固定套装有由pek材质制成的保护套筒。pek具有耐高温、抗疲劳性、耐腐蚀性和自润滑性，能够保证阀杆在开阀和关阀中更加顺畅地切换。

16、进一步地，前述的一种旋转式浓稠饮品灌装机，其中，旋转装置的结构包括：固定安装于底座上的旋转支撑筒体，旋转轴通过轴承组支撑于旋转支撑筒体的内腔中，旋转轴顶部伸出旋转支撑筒体外后与装夹座固定连接，旋转轴由固定于底座上的驱动电机驱动转动；

17、在旋转支撑筒体上设置有为轴承组中的对应轴承进行注油的注油嘴，各注油嘴位于对应轴承的上方，在旋转支撑筒体上设置有供轴承组中的对应轴承中的润滑油输出的润滑油输出接头，各润滑油输出接头位于对应轴承的下方。通常每隔一定时间，往各注油嘴中通入润滑油，当有润滑油从对应润滑油输出接头溢出时则代表润滑油已经充满对应轴承内了，这样设置能够保证轴承润滑充足，提高轴承动件运动的顺畅性，延长轴承的使用寿命。

18、进一步地，前述的一种旋转式浓稠饮品灌装机，其中，在旋转支撑筒体的内侧壁上开设有环形空腔，在位于环形空腔上方及下方的旋转支撑筒体与旋转轴之间均设置有密封圈结构；在旋转支撑筒体上设置有与环形空腔连通的注气接头，在旋转轴中开设有若干与环形空腔连通的气体通道，各气体通道与各柱塞式灌装头一一对应，各气体通道通过各自对应的气管与固定于对应柱塞式灌装头处的气体喷头连接，在每根气管上均设置有第二单向阀，在灌装时第二单向阀处于关阀状态，从而防止浓稠饮品进入到气管中。

19、进一步地，前述的一种旋转式浓稠饮品灌装机，其中，在开阀机构处的安装座上固定安装有光电开关与反射板，旋转至开阀机构处的瓶盖防转夹紧结构中的瓶盖所处位置位于光电开关与反射板之间；

20、还设置有plc控制器，光电开关、开阀气缸的气路系统的控制件均与plc控制器信号连通。

21、当任一瓶盖防转夹紧结构旋转至开阀机构处时，如果该瓶盖防转夹紧结构中没有瓶盖，那么就没有瓶盖遮挡于光电开关与反射板之间，此时光电开关能接收反射回来的光，光电开关将信号反馈给plc控制器，plc控制器控制开阀气缸的气路系统的控制件，使开阀气缸的伸出杆不向外伸出，此时，经过开阀机构处的柱塞式灌装头上的羊角板不会被开阀气缸上的开阀滚轮拨动，此时柱塞式灌装头中的阀杆不会转动，依然处于饮品吸入口与上部竖向空腔连通状态。

22、当任一瓶盖防转夹紧结构旋转至开阀机构处时，如果该瓶盖防转夹紧结构中有瓶盖，那么瓶盖会遮挡于光电开关与反射板之间，此时光电开关无法接收反射回来的光，光电开关将信号反馈给plc控制器，plc控制器控制开阀气缸的气路系统的控制件，使开阀气缸的伸出杆向外伸出，此时，经过开阀机构处的柱塞式灌装头上的羊角板就被开阀气缸上的开阀滚轮拨动转动，迫使柱塞式灌装头中的阀杆转动至连接通孔连通上部竖向空腔和下部竖向空腔状态。

23、进一步地，前述的一种旋转式浓稠饮品灌装机，其中，在旋转饮品缸内安装有对旋转饮品缸内的浓稠饮品进行加热的加热装置；

24、加热装置的结构包括：加热桶，在旋转饮品缸顶部开设有与旋转饮品缸的内腔连通的敞开口，加热桶通过轴承座和密封结构安装于敞开口处，且加热桶伸入到旋转饮品缸内，加热桶通过防转板固定于机座上；

25、在加热桶上设置有对加热桶内的液体进行加热的加热棒；在加热桶上设置有对加热桶内的液体的温度进行测量的第一热电偶；在加热桶上的进水管上安装有第一液位浮球阀，第一液位浮球阀上的第一液位浮球浮于加热桶中的液体中；

26、在旋转饮品缸上设置有对旋转饮品缸内的浓稠饮品的温度进行测量的第二热电偶；在旋转饮品缸的浓稠饮品进料管上安装有第二液位浮球阀，第二液位浮球阀上的第二液位浮球浮于旋转饮品缸内的浓稠饮品中；

27、还设置有plc控制器，加热棒的启闭控制件、第一热电偶、第二热电偶均与plc控制器信号连通。

28、本发明的有益效果是：

29、（1）瓶盖防转夹紧结构整体结构简单，制造加工方便，使用及维护成本低，使用也十分方便，只需往上顶住夹簧即可对位于夹簧内的瓶盖进行收紧，瓶盖装夹可靠，不会出现松动问题，且不易破坏瓶盖，下拉夹簧即可松开瓶盖，轻松取出瓶盖，适用于针对具有密闭空腔的瓶盖进行灌装基础原料的灌装机上对瓶盖的装夹，也适用于针对具有密闭空腔的瓶盖进行旋盖密封密闭空腔的旋盖机上对瓶盖的装夹；

30、（2）注射头上设置第一单向阀，当柱塞式灌装头灌装完成后，通过对应的第一单向阀关阀起到一级防滴作用；气管上设置第二单向阀，当柱塞式灌装头正在进行灌装时对应的第二单向阀处于关阀状态，从而防止浓稠饮品进入到气管中；在柱塞式灌装头灌装完成后，对应的第二单向阀开阀，注气接头接入气体，朝向对应的注射头吹气，将对应的第一单向阀下部残留饮品加速吹落至瓶盖的密闭空腔中，既能防止第一单向阀下部残留饮品滴落到瓶盖外的环境中，造成污染，又能保证每个瓶盖的密闭空腔中灌入的饮品克重基本一致；

31、（3）通过光电开关与反射板配合检测经过开阀机构处的瓶盖防转夹紧结构中是否装夹有瓶盖，只有当经过开阀机构处的瓶盖防转夹紧结构中存在瓶盖才会触发开阀机构工作，使对应柱塞式灌装头开阀灌装，这样设置既能防止污染周围环境，造成不必要的停机保洁，又能减少浪费，降低成本；

32、（4）加热桶和饮品缸上均设置有热电偶实时监测温度，并通过plc控制器进行控制，从而保证饮品缸中的浓稠液体一直保持在最佳灌装温度，提高灌装效率及灌装质量；

33、（5）通过第一液位浮球阀上的第一液位浮球实时监测加热桶内的液位，当水位下降至某一设定值时就会自动补水，防止发生干烧现象；通过第二液位浮球阀上的第二液位浮球实时监测旋转饮品缸内的液位，当浓稠饮品液位下降至某一设定值时就会自动补充饮品，避免饮品缸因缺浓稠饮品而影响灌装生产。