灌封机氮气保护系统的制作方法

1.本发明涉及制药设备领域。具体地，本发明涉及一种灌封机氮气保护系统。


背景技术：

2.灌封机广泛应用于食品、制药包装机械行业中，其主要工序是沿输瓶轨道依次进行进瓶、前充氮、灌装药液、后充氮、拉丝封口、出瓶。由于多数产品工艺特性要求，必须满足2～3％(甚至更低)的残氧量指标，所以前后充氮工序在整个灌装环节中占有极其重要的地位。
3.参见图1，以现有的agf12灌封机为例，plc分两路分别控制进瓶装置和充气装置的工作。充氮正常的时候，电磁阀使供气通道处于气路状态，氮气经由电磁阀、转子流量计、充气器供应至安瓿瓶中，此时设备电控柜里面中间继电器会闪烁，用于指示充氮正常的状态。充氮系统出现故障时，电磁阀使供气通道处于闭路状态，中间继电器停止闪烁。操作人员观察到继电器停止闪烁后，手动操作plc系统，停止进瓶装置的运行。但是，中间继电器输出端触点流经电流偏大，容易损坏，而由于中间继电器在设备电控柜内部，操作人员常常无法及时监测到充氮系统的变化，由于plc本身并不会自行停止工作，此时进瓶装置的进瓶工序仍持续进行。由于没有氮气得以灌装，灌装的药液失去氮气的保护，其残氧量严重不合格，导致大批量的产品直接报废。
4.因此，目前的灌封机及灌封充氮系统仍有改进的空间。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出了一种改进的灌封机氮气保护系统和利用其实施灌封机灌封的方法，利用该系统可以确保当供氮装置发生故障而停止充氮时，进瓶装置可以自动停止进瓶，避免因操作人员未能及时发现而造成大批量的产品报废。
6.在解决现有技术问题的过程中，发明人曾经考虑过直接解决继电器不稳定、容易损坏的问题，并尝试了如下2套处理方案：
7.方案一：在电磁阀与转子流量计之间添加2个气动隔膜阀，中间继电器通过控制电磁阀开启，电磁阀再控制气动隔膜阀，来控制氮气的通断。此方案中流经中间继电器的电流会减小，可延长中间继电器的使用寿命，但是，气动隔膜阀也会出现损坏、故障，最终还是会产生由于人为观测不及时，停机不及时所导致的产品大量报废
8.方案二：变更控制线路，将中间继电器输入电源由交流变为直流，进而用性能稳定成熟的固态继电器取代中间继电器。但是，固态继电器只是相对稳定，仍旧无法保证一直不发生故障。而且，变更为固态继电器，需要改变整个系统的工艺参数，极大地增加了提供改造的难度和成本。发明人认为，仅仅针对中间继电器的改动始终无法解决现有技术的顽疾。因此，发明人进一步尝试从其他角度进行改进。
9.在本发明的一个方面，本发明提出了一种灌封机氮气保护系统。根据本发明的实
施例，所述系统包括：控制器；中间继电器，所述中间继电器与所述控制器相连；供气装置；电磁阀，所述电磁阀分别与所述中间继电器和供气装置相连；第一气路和第二气路，所述第一气路和第二气路并联地与所述电磁阀相连；所述第一气路中设置有充气器；所述充气器与所述电磁阀相连；所述第二气路中设置有相连的压力开关、所述控制器和进瓶装置，所述压力开关与所述电磁阀相连，所述压力开关适于根据压力状态反馈信号至控制器，当所述反馈信号反馈的是系统正常时，所述控制器用于控制所述进瓶装置正常工作；当所述反馈信号反馈的是系统异常时，所述控制器用于控制所述进瓶装置停止工作。
10.本发明的技术方案中，供氮装置供给的氮气经过电磁阀后分别通向两条气路，一条气路与现有系统相同，用于灌封机前后充氮，新增的另一条气路上设置与充气气路并联的压力开关，通过压力开关可以检测到通过其的气压。若满足预设的压力条件，则证明充氮气路的氮气供应正常，此时压力开关将反馈第一信号至plc控制系统(控制器)，plc控制系统控制进瓶装置进瓶。若不满足预设的压力条件，则证明充氮气路的氮气供应不正常，此时压力开关反馈第二信号至plc控制系统，plc控制系统控制进瓶装置停止进瓶。利用该系统即可以实现当供氮装置发生故障而停止充氮时，进瓶装置自动停止进瓶，避免因操作人员未能及时发现而造成产品浪费。
11.根据本发明的实施例，上述灌封机氮气保护系统还可以具有下列附加技术特征：
12.根据本发明的实施例，当流经所述压力开关的气压小于阈值时，所述反馈信号反馈的是系统异常；当流经所述压力开关的气压不小于阈值时，所述反馈信号反馈的是系统正常。
13.根据本发明的实施例，所述阈值为0.1～1.0mpa。
14.根据本发明的实施例，所述压力开关上设置有压力调节螺母。
15.根据本发明的实施例，当不需要氮气保护时，所述控制器用于控制所述进瓶装置正常工作。
16.根据本发明的实施例，所述充气器为充氮针；所述第一气路中进一步包括：转子流量计，所述转子流量计分别与所述电磁阀和充气器相连。
17.根据本发明的实施例，所述系统进一步包括：操作屏，所述操作屏与所述控制器相连。
18.在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述灌封机氮气保护系统实施灌封机灌封的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：所述控制器控制所述中间继电器，使所述电磁阀开启，所述供气装置供给的气体可通过所述电磁阀分别流入第一气路和第二气路；当所述压力开关反馈系统正常的信号至所述控制器时，所述控制器控制所述进瓶装置正常工作，将瓶体靠近所述充气器，流入所述充气器中的气体对所述瓶体进行灌封；当所述压力开关反馈系统异常的信号至所述控制器时，所述控制器控制所述进瓶装置停止工作。由此，利用根据本发明实施例的方法可以实现当供氮装置发生故障而停止充氮时，进瓶装置自动停止进瓶，避免因操作人员未能及时发现而造成产品浪费。
19.根据本发明的实施例，当所述压力开关反馈系统异常的信号至所述控制器时，所述控制器进一步控制所述中间继电器，使所述电磁阀关闭。
20.根据本发明的实施例，当不需要氮气保护时，所述控制器控制所述进瓶装置正常工作。
21.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
22.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
23.图1显示了现有技术灌封机氮气保护系统的系统示意图。
24.图2显示了根据本发明一个实施例的灌封机氮气保护系统的系统示意图。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.本发明提出了灌封机氮气保护系统和利用其实施灌封机灌封的方法，下面将分别对其进行详细描述。
28.灌封机氮气保护系统
29.在本发明的一个方面，本发明提出了一种灌封机氮气保护系统。根据本发明的实施例，参见图2，该系统包括：控制器100、中间继电器200、供气装置300、电磁阀400、第一气路p1和第二气路p2，第一气路p1中设置有充气器500，第二气路p2中设置有相连的压力开关600、控制器100和进瓶装置700。下面将分别对各部件进行详细描述。
30.根据本发明的实施例，中间继电器200与控制器100相连，电磁阀分别与中间继电器200和供气装置300相连。由此，控制器可以通过控制中间继电器，以控制电磁阀打开或关闭。当电磁阀打开时，供气装置供给的气体可以流经电磁阀，进入第一气路和第二气路；当电磁阀关闭时，供气装置供给的气体无法通过电磁阀。
31.根据本发明的实施例，第一气路p1和第二气路p2并联地与电磁阀400相连。由此，由供气装置供给的气体可以分别通入第一气路和第二气路中。
32.根据本发明的实施例，压力开关600与电磁阀400相连，压力开关600适于根据压力状态反馈信号至控制器，当反馈信号反馈的是系统正常时，控制器100用于控制进瓶装置700正常工作；当反馈信号反馈的是系统异常时，控制器100用于控制进瓶装置700停止工作。通过压力开关可以检测到通过其的气压。若满足预设的压力条件，则证明充氮气路的氮气供应正常，此时压力开关将反馈第一信号至plc控制系统(控制器)，plc控制系统控制进瓶装置进瓶。若不满足预设的压力条件，则证明充氮气路的氮气供应不正常，此时压力开关反馈第二信号至plc控制系统，plc控制系统控制进瓶装置停止进瓶。利用该系统即可以实现当供氮装置发生故障而停止充氮时，进瓶装置自动停止进瓶，避免因操作人员未能及时发现而造成产品浪费。
33.根据本发明的实施例，当流经压力开关600的气压小于阈值时，反馈信号反馈的是
系统异常；当流经压力开关600的气压不小于阈值时，反馈信号反馈的是系统正常。具体地，阈值为0.1～1.0mpa。由此，当压力开关检测到的压力低于设定阈值，则表明供气供应故障，停止供给氮气或者氮气量过小，此时，需停止进瓶。若压力开关检测到的压力大于等于设定阈值，则表明供气供应正常，可以进瓶并通入氮气。当压力开关检测到的压力为0.1mp时，对应的氮气量为0.1mp；当压力开关检测到的压力为1.0mp时，对应的氮气量为1.0mp。需要注意的是，这里的阈值为0.1～1.0mpa范围内的任意值，可根据灌封机供氮装置的供气量大小来任意设置，只要在0.1mpa～1.0mpa范围内即可。
34.根据本发明的实施例，压力开关600上设置有压力调节螺母。本发明采用的压力开关只输出二个信号—开和关，传给plc控制系统的信号就是1和0，其中开对应1，关对应0。本发明选用的是常闭型压力开关，常态(导通状态)下为1。假如生产需要最低流量为流量计显示刻度30时，可通过转子流量计旋钮把转子定位在30处，再通过调节压力开关上的调节螺丝，使之为开和关的切换点。即从1变为0，大于30时为0，小于30时为1。在生产中由于生产需求氮气并不是一直供气，而是在一个循环周期内供一次气。所以前端有电磁阀控制氮气的通断，其为原厂设置并无调整。由于氮气的通断，压力开关就会在时间周期内在1和0中切换。给plc的信号为0和1的脉冲信号，写入plc程序的逻辑关系就是，生产中当1大于5秒时，停绞龙，屏上显示报警信息。此处5秒时间可以在plc中修改，按生产需求。由此，通过调节此压力调节螺母确定氮气最低阈值，当进入氮气压力低于此阈值时，压力开关将信号传递给plc，进而由plc控制进瓶装置停止运行。
35.根据本发明的实施例，当不需要氮气保护时，控制器用于控制进瓶装置正常工作。由于某些药品的封装无需充氮保护，因此，通过在plc控制系统中进一步的预设程序，操作人员还可以从充氮保护模式切换至无氮气保护模式程序，即，不论压力开关反馈的信号是系统正常还是异常，进瓶装置均正常进瓶。由此，可以根据生产的实际需要，实现充氮保护模式和无氮气保护模式的自由切换，扩大了系统的应用范围。
36.根据本发明的实施例，所述充气器为充氮针。由此，以便于准确地将氮气灌注到瓶体内。
37.根据本发明的实施例，所述第一气路中进一步包括：转子流量计，转子流量计分别与电磁阀和充气器相连。转子流量计中设置有转子，当测量流体的流量时，被测流体从转子流量计的锥形管下端流入，流体的流动冲击着转子，并对它产生一个作用力，当流量足够大时，产生的作用力将转子托起。通过转子流量计调节旋钮，通过刻度控制需要的流量。
38.根据本发明的实施例，该系统进一步包括：操作屏，该操作屏与控制器100相连。由此，当压力开关检测到的压力低于阈值，可以在操作屏上红灯常亮，并且示出“请检查氮气”的警示语，有助于工作人员及时查看。
39.利用灌封机氮气保护系统实施灌封机灌封的方法
40.在本发明的另一方面，本发明提出了一种利用前面所述灌封机氮气保护系统实施灌封机灌封的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：控制器控制中间继电器，使电磁阀开启，供气装置供给的气体可通过电磁阀分别流入第一气路和第二气路；当压力开关反馈系统正常的信号至控制器时，控制器控制进瓶装置正常工作，将瓶体靠近充气器，流入充气器中的气体对瓶体进行灌封；当压力开关反馈系统异常的信号至控制器时，控制器控制进瓶装置停止工作。
41.供氮装置供给的氮气经过电磁阀后分别通向两条气路，一条气路用于灌封机前后充氮，另一条气路上设置与充气气路并联的压力开关，通过压力开关可以检测到通过其的气压。若满足预设的压力条件，则证明充氮气路的氮气供应正常，此时压力开关将反馈第一信号至plc控制系统(控制器)，plc控制系统控制进瓶装置进瓶。若不满足预设的压力条件，则证明充氮气路的氮气供应不正常，此时压力开关反馈第二信号至plc控制系统，plc控制系统控制进瓶装置停止进瓶。利用该系统即可以实现当供氮装置发生故障而停止充氮时，进瓶装置自动停止进瓶，避免因操作人员未能及时发现而造成产品浪费。
42.根据本发明的实施例，当压力开关反馈系统异常的信号至控制器时，控制器进一步控制中间继电器，使电磁阀关闭。由此，以阻断第一气路和第二气路。
43.根据本发明的实施例，当不需要氮气保护时，控制器控制进瓶装置正常工作。由此，当不需要氮气保护时，不论供氮装置是否供给氮气，进瓶装置均可正常进瓶。由此，可以根据生产的实际需要，实现充氮保护模式和无氮气保护模式的自由切换，扩大了系统的应用范围。
44.下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
45.实施例1
46.参见图2，由供氮装置供给氮气，转子流量计显示的通气量为12l/min，压力开关反馈为常开信号，高于设定阈值0.2mpa，plc控制系统自动控制进瓶装置进瓶，实现灌装。
47.将供氮装置关闭，转子流量计显示的通气量为0，压力开关反馈为常闭信号，低于设定阈值0.2mpa，plc控制系统于5秒后停止进瓶装置进瓶。
48.可以看出，利用本发明的系统可以实现自动灌封瓶体的目的，尤其是在供氮装置不工作(故障)时，可以自动停止进瓶，避免因操作人员未能及时发现而造成产品浪费。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。