专利名称：一种气液双路充料头、灌装系统及其方法
技术领域：
本发明涉及灌装设备领域，尤其涉及一种气液双路充料头、灌装系统及其方法。
背景技术：
目前在石油化工、医药、染料、油漆等领域，对与空气接触就会发生氧化反应的液态物料，其计量灌装大多采用手工方式，首先用胶管充填隔离气体(一般为惰性气体，如氮气)，然后再插入另一根胶管灌装液态物料，灌装完后，将胶管拿出来，由于胶管内还会有残存的液态物料，取出过程中会出现滴漏的问题，而且采用两条胶管分别灌装，效率低，延长 了灌装时间，惰性气体外泄后，液态物料挥发到工作间，污染环境，危害工人身体健康。因此，现有技术有待于完善和发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节省灌装时间，安全性高的一种气液双路充料头、灌装系统及其方法。本发明的技术方案如下
一种气液双路充料头，其中，包括一用于灌装液态物料的充料管，一用于灌装气体的充气管，所述充气管套嵌在所述充料管内，所述充料管上设置进料口和出料口，所述充气管上设置进气口和出气口，所述出料口与所述出气口同侧设置。所述的气液双路充料头，其中，所述充气管比所述充料管长，所述充气管的进气口位于所述充料管的上方，所述充气管的出气口位于出料口下方，所述充料管的上端与所述充气管密封连接。所述的气液双路充料头，其中，所述充气管的末端设置用于封堵所述出料口的密封圈，所述密封圈的外径大于所述出料口的外径。所述的气液双路充料头，其中，还包括一用于控制所述充气管升降的气缸，以及一用于固定所述气缸的气缸支架，所述气缸支架一端与所述充料管固定，另一端与所述气缸固定，所述气缸的活塞杆连接所述充气管。所述的气液双路充料头，其中，还包括一导向套，所述导向套固定在所述气缸支架上，所述充气管设置在所述导向套内。所述的气液双路充料头，其中，所述充料管包括一联接三通和一直筒，所述联接三通的第一端连接所述直筒的上端，第二端连接所述气缸支架，第三端为进料口，所述直筒的下端为出料口。所述的气液双路充料头，其中，还包括延长管，所述延长管一端与所述充气管连通，另一端连接所述气缸，所述延长管上设置一开口孔。所述的气液双路充料头，其中，所述气缸与所述充气管位于同一轴线上。一种采用所述气液双路充料头的灌装系统，其中，包括，
一用于将所述液态物料输送到充料管的水泵；一用于升降所述气液双路充料头的升降机；
一用于压缩惰性气体的第一空压机；
一用于压缩空气的第二空压机；
一用于控制所述水泵、第一空压机和第二空压机的控制器；
所述水泵与所述进料口连通，所述升降机连接所述充料管，所述第一空压机与所述充气管的进气口连通，所述第二空压机与所述气缸连接，所述控制器与所述水泵、升降机、第一空压机和第二空压机连接。一种采用所述灌装系统的灌装方法，用于将液态物料灌装到物料桶，其中，包括如下步骤
A，通过升降机将所述气液双路充料头插入物料桶内；
B，通过第一空压机压缩惰性气体，使充气管向物料桶内填充惰性气体，将物料桶内的空气排出；
C，停止充气，通过水泵将液态物料从充料管输送至物料桶内；
D，停止输送液态物料，通过第二空压机作用于气缸，从而上拉充气管，将密封圈堵住充料管的出料口，防止物料管滴漏；
E，通过升降机抽出所述气液双路充料头，灌装完毕。本发明公开了一种气液双路充料头、灌装系统及其方法，所述气液双路充料头采用独特的双路一体设计，只须向物料箱插入充料管，即可实现充气和充液的功能。而且充气管出气口外围的密封圈设计，解决了液态物料灌装后出现的滴漏问题。在发明的产品可应用于全自动计量灌装线，从而使工人在爆炸性气体环境中工作时，减少灌装工序和时间，提高安全性，而且不会污染环境。
图I为本发明气液双路充料头的原理示意图。图2为本发明气液双路充料头较佳实施例的立体图。图3为图2中A-A的剖视图。图4为本发明灌装系统的原理示意图。
具体实施例方式本发明提供了一种气液双路充料头、灌装系统及其方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图I所示，为本发明一种气液双路充料头的原理示意图，包括一用于灌装液态物料的充料管20，一用于灌装气体的充气管10，所述充气管10套嵌在所述充料管20内，所述充料管20上设置进料口 22和出料口 23，所述充气管上设置进气口 11和出气口 12，所述出料口 23和所述出气口 12同侧。更具体地，所述充料管20的上端与所述充气管10密封 设置，如图I所示，包括一密封盖21，所述密封盖21仅仅是用作密封的效果，也可以和所述充料管20 —体设计，这样当液态物料从进料口 22输入时，不会从其他地方溢出，本发明的气液双路充料头用于向物料桶中灌装液态物料，在实际使用过程中，将所述充料管尽量做成与物料桶的桶口大小相适配，这样可提高灌装的效率。所述气液双路充料头(以下简称“充料头”)的工作原理如下当充料管20插入到物料桶底部，先通过充气管11向物料桶内充惰性气体，当惰性气体将物料桶内的空气排出时，此时不需要像传统的工艺再换胶管，而是直接通过充料管向物料桶填充液态物料，由于优选是将充料管20的口径与物料桶的桶口大小相当，所以物料桶内的惰性气体不会那么容易向外扩散，减少了空气污染，当液态物料充到预定的容量时，停止灌装，直接将充料头抽出物料桶即可。在整个灌装过程中，仅需插入一次的动作，即可完成原来需要二次动作的工作，而且比现有技术的灌装方式更安全，也更高效率。如图I所示，本发明的充料头，优选的方案是将所述充气管10设计得比所述充料管20长，所述充气管10的进气口 11设置在所述充料管20的上方，所述充气管10的出气口 12设置在所述充料管20的出料口 23下方，所述充料管20的上端与所述充气管10密封连接。这样设计的好处在于，灌装气体与灌装液态物料的双路通道均相互独立，互不干扰，而且密封设计使得在灌装液态物料的时候，不会从别处挥发。减少成本浪费，以及防止空气污染。如图2所示，所述充气管10还可根据实际需要增加一延长管41，当然，不增加延长管12也是可以的，只要充气管10的长度足够即可。所述延长管41 一端与所述充气管连通，另一端连接所述气缸30的活塞杆31，所述延长管上设置一开口孔作为充气管的进气口11。请一并参阅图书，所述充料管20可由直筒43和联接三通42连接组成，具体地，所述联接三通42的第一端15连接所述直筒43的上端，第二端14连接所述气缸支架40，第三端为进料口 22，所述直筒43的下端与出料口 23连通，也可直接作为出料口。当然，所述充料管20并不仅限于这种形式，只要能达到相同的作用即可。为了更好地达到密封效果，本发明的充料头还包括一密封垫，所述密封垫设置在所述联接三通的第二端14与所述气缸支架40之间。所述密封垫为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。如图2和图3所示，为本发明较佳实施例的立体图和剖视图，优选方案是增加了防滴露设计，即在所述充气管10的出气口 12的外围还设置一用于封堵所述出料口 23的密封圈16 (结合图3理解，图3为图2中A-A的剖视图)，所述密封圈16的外径大于所述出料口23的外径。具体地，所述出气口 12的外侧设置一类椭圆形的防滴露头，所述防滴露头包括第一凸环17、第二凸环18以及设置在第一凸环17和第二凸环18之间的密封圈16，所述第一凸环17和第二凸环18主要用于固定所述密封圈16，不至于当充气管10上拉时，密封圈16被出料口 23顶出。所述密封圈16可为橡胶材质。这样当将所述充气管10向上拉动时，所述的密封圈16就会将所述出料口 23封堵，从而使得在充完液态物料后，在取出充料头的过程中不会出现滴露的问题，减少成本浪费，以及防止空气污染。具体地，通过气缸30实现充气管10的升降，以及一用于固定所述气缸30的气缸支架40，所述气缸支架40 —端与所述充料管20固定连接，另一端与所述气缸30固定连接，所述气缸30的活塞杆31连接所述充气管10，这样，当活塞杆31上下升降时，由于气缸支架40与所述充料管20固定连接，可通过气缸动作使得充气管10相对充料管20发生相对移动，即实现升降的效果，当然，为了使得充气管10的升降更平稳，所述气缸30与所述充气管10位于同一轴线上。、
本发明的充料头，优选方案还包括一导向套，具体可包括上导向套19和下导向套13，所述上导向套19和下导向套13分别位于所述密封盖21的上下两侧，所述导向套用于使得充气管10上下升降时更加平稳，从而使得出气口的密封圈16能准确地封堵所述出料口 23，而不至于发生偏移失效，所述导向套固定在所述气缸支架40上，所述充气管10设置在所述导向套内。本发明的充料头，结构简单，且能同时实现气液双路的灌装，还可以解决液态物料滴漏的问题，可应用于强腐蚀、剧毒、易燃、易爆的液态物料的灌装。如图4所示，本发明还公开了一种采用上述气液双路充料头的灌装系统，其中，包括，一用于将所述液态物料58输送到充料管20的水泵55 用于升降所述气缸支架的升降机51 ;—用于压缩惰性气体的第一空压机54 用于压缩空气的第二空压机53 ;—用于控制所述水泵、第一空压机和第二空压机的控制器50 ;所述水泵55与所述进料口 22连通，所述升降机51通过一连接件52通过所述气缸支架40连接所述充料管20，所述第一空压机54与所述充气管10的进气口 11连通，所述第二空压机53与所述气缸30连接，所述控 制器50与所述水泵55、升降机51、第一空压机54和第二空压机53连接。当物料桶56移到指定位置时，所述控制器50控制所述升降机51，使充料头插入到物料桶的桶口 57，并到达桶底附近；然后所述控制器50控制所述第一空压机54通过充气管10向桶里灌装隋性气体，将桶内的空气排出桶外，由于物料桶56的容积是一定的，所以控制器50使第一空压机54充气的时间是可以计算出来的。然后所述控制器50控制所述水泵55将水槽59内的液态物料58输送到充料管20的进料口 22，根据灌装需要，控制水泵55的运行时间，当完成充液后，所述控制器50控制所述第二空压机53向所述气缸30喷气，使得所述气缸30的活塞杆上拉，由于所述气缸30通过气缸支架40与所述充料管20固定连接，而且所述活塞杆与充气杆10连接，所以活塞杆的上拉会将充气杆10也上拉，由于所述充气管10的出气口12外侧设置了用于封堵出料口 23的密封圈16，所以充气杆10上拉即可将所述出料口 23封堵，从而避免液物料滴漏。最后控制器50控制所述升降机51将所述充料头抽出物料桶56。在本发明的灌装系统中，所述升降机51、水泵55、第一空压机54和第二空压机53的工作原理为公知技术，在此不再赘述。通过本发明的灌装系统，可实现自动灌装，效率高，且可最大限度保护工人安全。另外，结合如图4所示，本发明还公开了一种采用所述灌装系统的灌装方法，用于将液态物料灌装到物料桶，包括如下步骤
第一步，通过升降机51将所述气液双路充料头插入物料桶56内；
第二步，通过第一空压机54压缩惰性气体，使充气管10向物料桶56内填充惰性气体，将物料桶56内的空气排出；
第三步，停止充气，通过水泵55将液态物料58从充料管20输送至物料桶56内；第四步，停止输送液态物料，通过第二空压机53作用于气缸30，从而上拉充气管10，将密封圈16堵住充料管20的出料口 23，防止充料管20滴漏；
第五步，通过升降机51抽出所述气液双路充料头，灌装完毕。本发明的灌装方法中具体的工作原理请参见上述的气液双路充料头与灌装系统的表述。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利 要求的保护范围。
权利要求
1.一种气液双路充料头，其特征在于，包括一用于灌装液态物料的充料管，一用于灌装气体的充气管，所述充气管套嵌在所述充料管内，所述充料管上设置进料口和出料口，所述充气管上设置进气口和出气口，所述出料口与所述出气口同侧设置。
2.如权利要求I所述的气液双路充料头，其特征在于，所述充气管比所述充料管长，所述充气管的进气口位于所述充料管的上方，所述充气管的出气口位于出料口下方，所述充料管的上端与所述充气管密封连接。
3.如权利要求2所述的气液双路充料头，其特征在于，所述充气管的末端设置用于封堵所述出料口的密封圈，所述密封圈的外径大于所述出料口的外径。
4.如权利要求3所述的气液双路充料头，其特征在于，还包括一用于控制所述充气管升降的气缸，以及一用于固定所述气缸的气缸支架，所述气缸支架一端与所述充料管固定，另一端与所述气缸固定，所述气缸的活塞杆连接所述充气管。
5.如权利要求4所述的气液双路充料头，其特征在于，还包括一导向套，所述导向套固定在所述气缸支架上，所述充气管设置在所述导向套内。
6.如权利要求4所述的气液双路充料头，其特征在于，所述充料管包括一联接三通和一直筒，所述联接三通的第一端连接所述直筒的上端，第二端连接所述气缸支架，第三端为进料口，所述直筒的下端为出料口。
7.如权利要求4所述的气液双路充料头，其特征在于，还包括延长管，所述延长管一端与所述充气管连通，另一端连接所述气缸，所述延长管上设置一开口孔。
8.如权利要求4所述的气液双路充料头，其特征在于，所述气缸与所述充气管位于同一轴线上。
9.一种采用如权利要求4所述气液双路充料头的灌装系统，其特征在于，包括， 一用于将所述液态物料输送到充料管的水泵； 一用于升降所述气液双路充料头的升降机； 一用于压缩惰性气体的第一空压机； 一用于压缩空气的第二空压机； 一用于控制所述水泵、第一空压机和第二空压机的控制器； 所述水泵与所述进料口连通，所述升降机连接所述充料管，所述第一空压机与所述充气管的进气口连通，所述第二空压机与所述气缸连接，所述控制器与所述水泵、升降机、第一空压机和第二空压机连接。
10.一种采用如权利要求9所述灌装系统的灌装方法，用于将液态物料灌装到物料桶，其特征在于，包括如下步骤 A，通过升降机将所述气液双路充料头插入物料桶内； B,通过第一空压机压缩惰性气体，使充气管向物料桶内填充惰性气体，将物料桶内的空气排出； C，停止充气，通过水泵将液态物料从充料管输送至物料桶内； D，停止输送液态物料，通过第二空压机作用于气缸，从而上拉充气管，将密封圈堵住充料管的出料口，防止充料管滴漏； E，通过升降机抽出所述气液双路充料头，灌装完毕。
全文摘要
本发明公开了一种气液双路充料头、灌装系统及其方法，其中所述气液双路充料头，包括一用于灌装液态物料的充料管，一用于灌装气体的充气管，所述充气管套嵌在所述充料管内，所述充料管上设置进料口和出料口，所述充气管上设置进气口和出气口，所述出料口和所述出气口同侧。所述气液双路充料头采用独特的双路一体设计，只须向物料箱插入充料管，即可实现充气和充液的功能。而且充气管出气口外围的密封圈设计，解决了液态物料灌装后出现的滴漏问题。在发明的产品可应用于全自动计量灌装线，从而使工人在爆炸性气体环境中工作时，减少灌装工序和时间，提高安全性，而且不会污染环境。
文档编号B67C3/32GK102674225SQ20121015489
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者姜有锐, 曹景龙, 金英淑, 霍箭东 申请人:长春北方仪器设备有限公司