一种隔膜灌装系统的制作方法

1.本实用新型属于食品包装设备技术领域，具体涉及一种灌装定量精确度高，方便观察罐体的内部情况，提升生产安全性，运行稳定性好，故障率低，利于生产过程的自动化控制，可有效防止污染，食品卫生等级高，实用性强的隔膜灌装系统。


背景技术：

2.液态食品包装设备的储料罐的罐体上，一般设置有进料管路、出料管路和清洗管路。现有管路的布置方式比较复杂，维护不便；复杂交错的管路，不利于生产过程的自动化控制，且由于罐体上需要设置较多的开孔，从而也不利于防止污染的控制。另外，目前液态食品在包装过程中所采用的间隔式输送灌装方式，是通过气动活塞的往复推送来实现的。但是，现有普通结构的气动活塞，存在密封性能差，长时间反复推送的使用过程中易产生细屑等问题，严重影响液态食品的灌装质量，且食品卫生等级低。同时，现有气动活塞机构的运行故障率高，使用可靠性差，维护困难，降低了产品的生产效率。并且，现有的传统储料罐，大多采用整体封闭的结构形式，在食品的生产过程中，完全观察不到罐体内部的情况，无法随时发现潜在风险，导致废品率的升高，增加了生产成本。故有必要对现有食品包装设备的灌装系统进行改进。


技术实现要素：

3.本实用新型就是针对上述问题，提供一种灌装定量精确度高，方便观察罐体的内部情况，提升生产安全性，运行稳定性好，故障率低，利于生产过程的自动化控制，可有效防止污染，食品卫生等级高，实用性强的隔膜灌装系统。
4.本实用新型所采用的技术方案是：该隔膜灌装系统包括灌装储料罐，其特征在于：所述灌装储料罐上分别设置有进料口和出料口，且进料口通过管路与输料连接口相连；灌装储料罐的下方设置有至少一组隔膜灌装机构，所述出料口通过送料管路与隔膜灌装机构的灌装入料接口相连，灌装入料接口与送料管路之间，设置有输料隔膜单向阀；同时，隔膜灌装机构的灌装出料接口，通过灌装管路与灌装管支撑架上固定设置的灌装立管的上端相连，灌装立管的下端设置有灌装胶嘴；并且，所述灌装出料接口与灌装管路之间，还设置有灌料隔膜单向阀。
5.所述灌装储料罐包括储料罐体，储料罐体的下侧设置有支撑固定架，所述进料口和出料口分别设置在储料罐体的下部，进料口通过输料管道与输料连接口相连，并且，所述输料连接口还通过三通接头与清洗管路的一端相连，清洗管路的另一端与储料罐体上部的清洗进液口相连，清洗进液口与储料罐体内部设置的旋转洗吹球相连；同时，所述输料连接口与输料管道的入料端之间，设置有输料开闭阀，清洗进液口与清洗管路的端部之间，设置有清洗进口开闭阀；储料罐体下方的清洗出液口，通过三通接头与进料口和输料管道的出料端相连，且清洗出液口与进料口之间设置有清洗出口开闭阀。
6.所述输料开闭阀、清洗进口开闭阀和清洗出口开闭阀的结构相同，均由开闭阀阀
体构成，开闭阀阀体上分别设置有开闭阀入口和开闭阀出口；所述开闭阀阀体的内部，设置有用于连通开闭阀入口和开闭阀出口的开闭阀阀腔；所述开闭阀阀腔内还插接设置有伸缩阀杆，伸缩阀杆位于开闭阀阀体的开闭阀阀腔内部的前端，设置有用于开启和封闭开闭阀阀腔的开闭阀阀芯，伸缩阀杆位于开闭阀阀体外部的后端，则与阀杆驱动气缸的气缸伸缩杆相连；所述阀杆驱动气缸通过气缸连接架与开闭阀阀体可拆卸式连接，且开闭阀阀体与气缸连接架的端部之间，设置有连接卡箍。以通过阀杆驱动气缸带动伸缩阀杆运动，进而利用开闭阀阀芯将开闭阀阀腔开启或封闭；并通过气缸连接架将阀杆驱动气缸和开闭阀阀体连接成一体，且使阀杆驱动气缸的气缸伸缩杆与伸缩阀杆在气缸连接架内部的中空结构内相连接，从而提升整个装置的结构紧凑程度。
7.所述储料罐体的上侧，设置有常压通气孔，常压通气孔通过带有过滤装置的洁净通气管路与大气相通。以便于储料罐体内部液体物料的顺畅流动。
8.所述储料罐体的两端部，分别设置有透明可视端板。以方便观察储料罐体的内部情况，可随时发现风险，有效提升生产安全性。
9.所述隔膜灌装机构包括连接基座，连接基座上设置有灌装筒体，灌装筒体的内部活动设置有隔膜套筒，所述隔膜套筒的前端设置有前部隔膜套；所述灌装筒体的前端、前部隔膜套的前方，设置有灌装储液腔；所述灌装筒体的灌装储液腔的前部设置有灌装连接端头，灌装连接端头上分别设置有灌装入料接口和灌装出料接口；所述隔膜套筒的后端与设置在连接基座上的灌装驱动机构的驱动部相连。
10.所述前部隔膜套包括筒状的前隔套主体，筒状前隔套主体的内部设置有套筒套接腔，所述隔膜套筒的前端伸入到前隔套主体的套筒套接腔内，且隔膜套筒前端与前隔套主体前端的前端盖连接部相连；所述前隔套主体的后端设置有向前隔套主体前端延伸的前隔套外翻段，所述前隔套外翻段的末端，则设置有用于与灌装筒体前端内侧相连的前隔套开口边沿。以利用前隔套开口边沿上设置的卡接凸缘，将前部隔膜套的开口端与灌装筒体的前端内侧相固定连接；并且，通过真空吸附、螺栓把固、一体浇注或热压成形等方式，把前隔套主体前端的前端盖连接部与隔膜套筒的前部端盖相连，进而使软质的前部隔膜套随着隔膜套筒往复运动，从而对灌装筒体前端的灌装储液腔内的液体食品进行收回吸料和推出灌装的动作。
11.所述灌装筒体内部活动设置的隔膜套筒的后端，设置有后部隔膜套，所述灌装筒体的后端、后部隔膜套的后方，设置有驱动隔离腔。以利用隔膜套筒后端设置的后部隔膜套，在灌装筒体后端的空间内形成驱动隔离腔，从而有效避免长时间的使用过程中，灌装驱动机构一侧的灰尘和杂物沉积进入到灌装筒体内，影响隔膜套筒的正常动作。
12.所述后部隔膜套包括筒状的后隔套主体，筒状后隔套主体的内部设置有套筒套接腔，所述隔膜套筒的后端伸入到后隔套主体的套筒套接腔内，并且，隔膜套筒后端与后隔套主体前端的后端盖连接部相连；所述后隔套主体的后端设置有向后隔套主体前端延伸的后隔套外翻段，所述后隔套外翻段的末端，设置有用于与灌装筒体后端内侧相连的后隔套开口边沿。以利用后隔套开口边沿上设置的卡接凸缘，将后部隔膜套的开口端与灌装筒体的后端内侧相固定连接；同时，通过螺栓把固、真空吸附、一体浇注或热压成形等方式，把后隔套主体前端的后端盖连接部与隔膜套筒的后部端盖相连，进而使软质的后部隔膜套跟随着隔膜套筒一同往复动作，有效封闭灌装筒体后端的驱动隔离腔。
13.所述隔膜套筒两端的前部隔膜套和后部隔膜套，将灌装筒体内腔的中部围合构成了真空空间，所述真空空间通过灌装筒体筒壁上设置的真空连接口与真空发生装置相连；且所述真空空间里的隔膜套筒的筒壁上，设置有若干组筒体真空通孔。以利用真空泵等真空发生装置，经由灌装筒体筒壁上的真空连接口，将灌装筒体内、前部隔膜套和后部隔膜套之间的内腔空间，抽成负压状态的真空空间，进而便于前部隔膜套和后部隔膜套与隔膜套筒外壁和灌装筒体内壁的紧密贴合，提升灌装量的精确程度；并通过隔膜套筒筒壁上的筒体真空通孔，来使前部隔膜套和后部隔膜套之间所形成的真空空间内的负压，更加的均匀和恒定，确保隔膜套筒两端的隔膜套的贴合效果。
14.本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用其上分别设置有进料口和出料口的灌装储料罐，进料口通过管路与输料连接口相连；灌装储料罐的下方设置有至少一组隔膜灌装机构，出料口通过送料管路与隔膜灌装机构的灌装入料接口相连，灌装入料接口与送料管路之间，设置有输料隔膜单向阀；隔膜灌装机构的灌装出料接口，通过灌装管路与灌装管支撑架上固定设置的灌装立管的上端相连，灌装立管的下端设置有灌装胶嘴；灌装出料接口与灌装管路之间设置灌料隔膜单向阀的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，灌装定量精确度高，方便观察罐体的内部情况，能够有效提升生产安全性，运行稳定性好，故障率低；且利于生产过程的自动化控制，可有效防止污染，食品卫生等级高，实用性强。
附图说明
15.图1是本实用新型的一种结构示意图。
16.图2是图1的a向视图。
17.图3是图2中的灌装储料罐的一种结构示意图。
18.图4是图3的b向视图。
19.图5是图4中的的输料开闭阀（清洗进口开闭阀或清洗出口开闭阀）的一种结构示意图。
20.图6是图5的内部结构剖视图。
21.图7是图2中的隔膜灌装机构的一种结构示意图。
22.图8是图7的内部结构剖视图。
23.图中序号说明：1灌装储料罐、2输料连接口、3进料口、4出料口、5送料管路、6输料隔膜单向阀、7隔膜灌装机构、8灌料隔膜单向阀、9灌装管路、10灌装立管、11灌装胶嘴、12灌装管支撑架、13储料罐体、14支撑固定架、15输料管道、16输料开闭阀、17清洗管路、18清洗进口开闭阀、19清洗进液口、20清洗出液口、21清洗出口开闭阀、22常压通气孔、23液位液温计、24透明可视端板、25旋转洗吹球、26开闭阀阀体、27开闭阀入口、28开闭阀出口、29气缸连接架、30连接卡箍、31伸缩阀杆、32阀杆驱动气缸、33开闭阀阀腔、34开闭阀阀芯、35灌装筒体、36真空连接口、37灌装连接端头、38灌装出料接口、39灌装入料接口、40灌装驱动机构、41连接基座、42伸缩杆、43隔膜筒连接盘、44隔膜套筒、45前部隔膜套、46后部隔膜套、47真空空间、48灌装储液腔、49驱动隔离腔、50前隔套开口边沿、51后隔套开口边沿。
具体实施方式
24.根据图1～8详细说明本实用新型的具体结构。该隔膜灌装系统包括灌装储料罐1，
灌装储料罐1由圆筒状的储料罐体13构成，水平布置的储料罐体13的下侧，设置有四组支撑固定架14。储料罐体13的下部，还分别设置有一组进料口3和两组出料口4；并且，进料口3通过输料管道15与输料连接口2相连，输料连接口2与供料管路相连。为了便于储料罐体13内部液体物料的顺畅流动，储料罐体13的上侧设置有常压通气孔22，常压通气孔22通过带有过滤装置的洁净通气管路与大气相通。储料罐体13的两端部，分别设置有透明可视端板24，进而方便观察储料罐体13的内部情况，并可随时发现风险，有效提升生产安全性。储料罐体13的下侧，设置有用于监测罐体内部温度和液位的液位液温计23，从而实时掌控储料罐体13内部的温度和液位数值，有利于生产过程的自动化控制。
25.灌装储料罐1的输料连接口2还通过三通接头与清洗管路17的一端相连，清洗管路17的另一端则与储料罐体13上部的清洗进液口19相连；且清洗进液口19与储料罐体13内部竖向布置的旋转洗吹球25相连。同时，输料连接口2与输料管道15的入料端之间，设置有输料开闭阀16，清洗进液口19与清洗管路17的端部之间，设置有清洗进口开闭阀18；储料罐体13下方的清洗出液口20，通过三通接头与进料口3和输料管道15的出料端相连，且清洗出液口20与进料口3之间设置有清洗出口开闭阀21。
26.输料开闭阀16、清洗进口开闭阀18和清洗出口开闭阀21的结构相同，均由开闭阀阀体26构成，开闭阀阀体26上分别设置有开闭阀入口27和开闭阀出口28；开闭阀阀体26的内部，设置有用于连通开闭阀入口27和开闭阀出口28的开闭阀阀腔33。开闭阀阀体26的开闭阀阀腔33内，还插接设置有伸缩阀杆31，伸缩阀杆31位于开闭阀阀体26的开闭阀阀腔33内部的前端，设置有用于开启和封闭开闭阀阀腔33的开闭阀阀芯34；伸缩阀杆31位于开闭阀阀体26外部的后端，则与阀杆驱动气缸32的气缸伸缩杆42相连。阀杆驱动气缸32通过气缸连接架29与开闭阀阀体26可拆卸式连接。从而，通过阀杆驱动气缸32带动伸缩阀杆31运动，以利用开闭阀阀芯34将开闭阀阀腔33开启或封闭；并通过气缸连接架29将阀杆驱动气缸32和开闭阀阀体26连接成一体，且使阀杆驱动气缸32的气缸伸缩杆42与伸缩阀杆31在气缸连接架29内部的中空结构内相连接，以提升整个装置的结构紧凑程度。
27.开闭阀阀体26与气缸连接架29的端部之间设置有连接卡箍30，连接卡箍30由两组对称布置的半圆卡固环构成，半圆卡固环的内侧分别设置有法兰卡槽。两组半圆卡固环的一端通过铰接转动轴相铰接，两组半圆卡固环的另一端，则通过其端部带有闭合锁固螺母的闭合连接转杆活动相连；进而利用相互闭合的两组半圆卡固环内侧的法兰卡槽，将开闭阀阀体26和气缸连接架29结合位置处的连接法兰卡固连接，以形成各个开闭阀与阀杆驱动气缸32的气缸连接架29的灵活连接，便于安装、拆卸和维护。
28.灌装储料罐1的下方，设置有两组横向水平布置的隔膜灌装机构7。隔膜灌装机构7包括连接基座41，连接基座41上设置有横向布置的灌装筒体35；灌装筒体35的内部活动设置有可伸缩的隔膜套筒44。隔膜套筒44由中空结构的中部筒体构成，中部筒体的两端开口处，分别设置有前部端盖和后部端盖。隔膜套筒44的中部筒体包括圆柱形筒节，圆柱形筒节的两端分别设置有圆锥形筒节，圆锥形筒节外端口的直径小于内端口的直径；且中部的圆柱形筒节和两端的圆锥形筒节的中部，贯穿设置有筒腔。从而，通过中部筒体中间宽、两端窄的结构，来利于隔膜套筒44在灌装筒体35内部的往复运动，并确保前部隔膜套45和后部隔膜套46随隔膜套筒44运动过程中的顺畅性。
29.隔膜套筒44的后部端盖的外侧还设置有隔膜筒连接盘43，隔膜筒连接盘43通过连
接螺栓、安装在后部端盖的连接盘安装孔内；同时，隔膜筒连接盘43也将后部隔膜套46的后端盖连接部压固在后部端盖上。并且，隔膜套筒44后部端盖上的隔膜筒连接盘43，还与横向设置在连接基座41上的灌装驱动机构40（例如：可以是电动推杆或气缸）的伸缩杆42前端相连接。
30.隔膜套筒44的前端、灌装筒体35前部内侧，设置有软质的前部隔膜套45。前部隔膜套45由无菌硅胶制成的筒状前隔套主体构成，筒状前隔套主体的内部设置有套筒套接腔；隔膜套筒44的前端伸入到前隔套主体的套筒套接腔内，且隔膜套筒44前端的前部端盖与前隔套主体前端的前端盖连接部相连接。前隔套主体的后端设置有向前隔套主体前端延伸的前隔套外翻段，前隔套外翻段的末端，则设置有用于与灌装筒体35前端内侧相连接的前隔套开口边沿50，前隔套开口边沿50通过其上设置的卡接凸缘，卡接在灌装筒体35前端与灌装连接端头37后端之间的结合部位。
31.灌装筒体35的前端、前部隔膜套45的前方，设置有用于暂存吸料的灌装储液腔48。灌装筒体35的灌装储液腔48的前部设置有灌装连接端头37，灌装连接端头37上分别设置有灌装入料接口39和灌装出料接口38；灌装连接端头37的侧壁上还设置有可视窗口。进而利用前隔套开口边沿50上设置的卡接凸缘，将前部隔膜套45的开口端与灌装筒体35的前端内侧相固定连接，并通过真空吸附、螺栓把固、一体浇注或热压成形等方式，把前隔套主体前端的前端盖连接部与隔膜套筒44的前部端盖相连接，从而使软质的前部隔膜套45随着隔膜套筒44往复运动，对灌装筒体35前端的灌装储液腔48内的液体食品进行收回吸料和推出灌装的动作。
32.灌装筒体35内部活动设置的隔膜套筒44的后端，还设置有软质的后部隔膜套46。后部隔膜套46包括无菌硅胶制成的筒状后隔套主体，筒状后隔套主体的内部设置有套筒套接腔，隔膜套筒44的后端伸入到后隔套主体的套筒套接腔内；并且，隔膜套筒44后端的后部端盖与后隔套主体前端的后端盖连接部相连接。后隔套主体的后端设置有向后隔套主体前端延伸的后隔套外翻段，后隔套外翻段的末端，设置有用于与灌装筒体35后端内侧相连接的后隔套开口边沿51，后隔套开口边沿51通过其上设置的卡接凸缘，卡接在灌装筒体35后端与支撑架前侧之间的结合部位。灌装筒体35的后端、后部隔膜套46的后方，设置有驱动隔离腔49；进而利用后隔套开口边沿51上设置的卡接凸缘，将后部隔膜套46的开口端与灌装筒体35的后端内侧相固定连接。同时，通过螺栓把固、真空吸附、一体浇注或热压成形等方式，把后隔套主体前端的后端盖连接部与隔膜套筒44的后部端盖相连接，以使软质的后部隔膜套46跟随着隔膜套筒44一同往复动作，有效封闭由后部隔膜套46在灌装筒体35后端空间内形成的驱动隔离腔49，有效避免长时间的使用过程中，灌装驱动机构40一侧的灰尘和杂物沉积进入到灌装筒体35内、影响隔膜套筒44的正常动作。
33.位于灌装筒体35内部、隔膜套筒44两端的前部隔膜套45和后部隔膜套46，将灌装筒体35内腔的中部围合构成了一个封闭的真空空间47；真空空间47通过灌装筒体35筒壁上设置的真空连接口36与真空泵等真空发生装置相连。以利用真空发生装置经由灌装筒体35筒壁上的真空连接口36，将灌装筒体35内、前部隔膜套45和后部隔膜套46之间的内腔空间，抽成负压状态的真空空间47，进而便于前部隔膜套45和后部隔膜套46与隔膜套筒44外壁和灌装筒体35内壁的紧密贴合，提升灌装量的精确程度。能够理解的是，根据具体的使用需要，为了确保隔膜套筒44两端的前部隔膜套45和后部隔膜套46的贴合效果，位于灌装筒体
35内部真空空间47里的隔膜套筒44的中部筒体的筒壁上，设置有若干组筒体真空通孔；进而通过隔膜套筒44筒壁上的筒体真空通孔，来使前部隔膜套45和后部隔膜套46之间所形成的真空空间47内的负压，更加的均匀和恒定。
34.灌装储料罐1的出料口4，分别通过送料管路5与相应的隔膜灌装机构7的灌装入料接口39相连，灌装入料接口39与送料管路5之间，设置有用于控制单、双通道输送物料的输料隔膜单向阀6。同时，隔膜灌装机构7的灌装出料接口38，通过灌装管路9与灌装管支撑架12上、固定设置的灌装立管10的上端相连；灌装立管10的下端，则设置有灌装胶嘴11。灌装出料接口38与灌装管路9之间，还设置有用于控制单、双通道灌装物料的灌料隔膜单向阀8。输料隔膜单向阀6和灌料隔膜单向阀8的响应速度快，且隔绝物料的密封性能好。
35.该隔膜灌装系统在正常的生产使用过程中，首先，输料开闭阀16开启，且清洗进口开闭阀18和清洗出口开闭阀21均处于关闭状态；供料管路内的液体物料通过输料连接口2进入到输料管道15，并经由进料口3进入到储料罐体13内。然后，灌装储料罐1内储存的液体物料再从储料罐体13下部的出料口4，输送到送料管路5内，并根据单、双通道输送物料的生产需要，开启相应送料管路5上的输料隔膜单向阀6。随后，液体物料经由开启的灌装入料接口39进入到灌装连接端头37内，且灌装出料接口38暂时处于关闭状态（灌料隔膜单向阀8关闭）。然后，灌装驱动机构40的伸缩杆42收回，以带动灌装筒体35内部的隔膜套筒44以及其前端的前部隔膜套45、一同向后移动，进而将从灌装入料接口39进入的液体物料，定量吸入到灌装筒体35前端的灌装储液腔48内。之后，开启灌装出料接口38（灌料隔膜单向阀8开启），并关闭灌装入料接口39（输料隔膜单向阀6关闭），再将灌装驱动机构40的伸缩杆42向前伸出，从而驱使隔膜套筒44以及其前端的前部隔膜套45向前移动，以推送出灌装储液腔48内、定量的液体物料。随后，定量的液体物料通过灌装管路9进入到灌装立管10内，并经由灌装胶嘴11连续、均匀地流入到包装纸盒内；再进行后序的包装作业。
36.当根据生产需要，灌装储料罐1的储料罐体13内腔需要进行清洗的时候，关闭输料开闭阀16，并同时开启清洗进口开闭阀18和清洗出口开闭阀21，以及相应管路上的输料隔膜单向阀6和灌料隔膜单向阀8。随后，通过与供料管路相连的输料连接口2、向清洗管路17内灌注高温冲洗液，高温冲洗液经过清洗进液口19处设置的旋转洗吹球25、旋转溅射到储料罐体13的内壁上，实现对储料罐体13内腔的清洗；且清洗后的冲洗液，经由与储料罐体13下部的进料口3相连的清洗出液口20，从送料管路5和灌装管路9流出。