一种基于同位器和虹吸原理的自动定量灌装装置

1.本发明属于定量灌装技术领域，涉及一种基于同位器和虹吸原理的自动定量灌装装置。


背景技术：

2.目前定量灌装设备大多使用高精度电子设备，设备笨重而且维护成本高，此外，传统定量灌装设备也很难满足任意改变定量体积的要求。虹吸定量也有一定的发展，但是目前大多数虹吸定量灌装装置结构复杂，且往往效率低，即只能对单个定量，并不能满足多通道定量灌装。目前大多数的定量灌装设备也需要手动控制，操作复杂，不能实现自动定量灌装，对目前的虹吸定量装置，其往往只能用于单一领域。


技术实现要素：

3.本发明克服了现有技术的不足，提出一种基于同位器和虹吸原理的自动定量灌装装置；以解决现有技术中定量灌装设备笨重而且维护成本高，虹吸定量装置复杂，效率低的问题。
4.为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
5.一种基于同位器和虹吸原理的自动定量灌装装置，包括储液罐，所述储液罐连接有输液管；所述储液罐的侧壁上连接有虹吸管排水装置；所述虹吸管排水装置包括第一管路、第二管路和第三管路，所述第一管路的一端伸入储液罐内，第一管路的另一端通过软连接与第二管路的一端相连接，第二管路的另一端为封闭结构；所述第三管路一端与第二管路相连接，第三管路的另一端为出水口；第三管路与第二管路相连接的一端与第二管路封闭端之间形成凹槽结构；所述第二管路通过弹簧与储液罐相连接，第二管路内滑动连接有密封球；弹簧在初始状态下第二管路的封闭端为上翘状态，当虹吸管排水装置内的液体将密封球推动至凹槽结构内，第二管路的封闭端被下压，液体从第三管路排出。
6.优选的，所述第一管路伸入储液罐内的一端为伸缩结构。
7.优选的，所述第三管路与第二管路的连接处设置有滤网。
8.优选的，所述第一管路、第二管路和第三管路的管径相等。
9.优选的，所述储液罐罐壁上均布有多个虹吸管排水装置。
10.优选的，所述储液罐底部设置有排水阀。
11.进一步的，所述输液管位于储液罐的顶部，输液管以恒定速度向储液罐输送液体本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：本发明通过特定的虹吸管排水装置的结构，通过密封球的移动，利用同位器和虹吸原理实现了自动定量灌装；本发明在实现自动定量灌装的同时大大简化设备的复杂程度；可以满足不同的定量需求以及多个领域的应用。
附图说明
12.图1是本发明所述自动定量灌装装置的剖视图。
13.图中标号：1-输液管；2-储液罐；3-弹簧；4-密封球；5-滤网；6-伸缩结构；7-排水阀；8-第一管路；9-第二管路；10-第三管路；11-软连接；12-凹槽结构。
具体实施方式
14.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
15.如图1所示，本实施例提供一种基于同位器和虹吸原理的自动定量灌装装置，包括圆柱形的储液罐2，储液罐2的顶部连接有输液管1；输液管1以恒定速度进行传输液体，将液体输送至储液罐2；储液罐2的侧壁上均匀布置连接有多个虹吸管排水装置。
16.虹吸管排水装置包括第一管路8、第二管路9和第三管路10；第一管路8、第二管路9和第三管路10的管径均相等。第一管路8贯穿在储液罐2的侧壁上并与侧壁固定连接；第一管路8的一端伸入储液罐2内作为进水端，第一管路8的另一端通过软连接11与第二管路9的一端相连接，第二管路9的另一端为封闭结构；第三管路10的顶端与第二管路9相连接，第三管路10的另一端为出水口；第三管路10的顶端与第二管路9封闭端之间形成凹槽结构12；第二管路9通过弹簧3与储液罐2相连接，第二管路9内滑动连接有密封球4；第三管路10与第二管路9的连接处设置有滤网5，防止密封球4进入第三管路10。
17.弹簧3在初始状态下第二管路9的封闭端为上翘状态，即第二管路9与储液罐2的下部侧壁之间为夹角为钝角；当虹吸管排水装置内的液体液位不断上升，水进入第二管路9，弹簧3在水的重力和密封球4重力的作用下会逐渐被拉长，第二管路9与储液罐2之间的夹角逐渐形成直角再形成锐角，将密封球4推动至凹槽结构12内，第二管路9的封闭端被下压，液体从第三管路10排出。
18.第一管路8伸入储液罐2内的一端为伸缩结构6。伸缩结构6为现有结构，即折叠型的拉伸管路，位于储液罐内部的虹吸管可调节高低，以此改变所需定量液体的体积；储液罐2底部设置有排水阀7。排水阀7可以在使用结束或需要更换定量液体时将之前的液体排出。
19.工作原理为：输液管1以恒定速度向储液罐2输送液体，储水罐2内的液面不断升高，虹吸管排水装置内也会逐渐被液体充满，由于第二管路9内的密封球4具有重量，因此储液罐2内部的液面高度开始时大于第一管路8内的液面高度，随着液体的不断输送，水进入第二管路9，密封球4的高度逐渐升高，弹簧3在密封球4和液体的重力的作用下开始伸长，导致第二管路9与储液罐2成锐角，密封球4移动至凹槽结构12内，此时由于同位器原理，虹吸管开始排水，当储液罐2中的液面低于虹吸管的高度时，虹吸现象开始生成，液面的高度开始下降，继续排水，当液面高度小于虹吸管内部高度时，虹吸停止，定量灌装结束，虹吸管液体排出，此时弹簧3不受液体重量的拉力而收缩，第二管路9与储液罐2成钝角，密封球4复位。输液管1仍然以一定速度向储液罐输送液体，液面逐渐升高，定量灌装开始，以此循环。
20.具体的，如图1所示，当液体达到h2（第一管路8顶端距离储液罐2底部的距离）高度
后，输液管1继续输送液体，虹吸管的顶部与储液罐的顶部的高度，h3为第一管路8顶端距离储液罐2顶部的距离。其中，x为密封球4的数量，m为单个密封球4的质量，d2为储液罐2的直径，ρ为液体的密度。由于密封球具有重量，储液罐中的液面要高于h2时，虹吸管的液面才会升高，随着储液罐2的液面不断升高，密封球4也不断升高，当密封球4的高度高于弹簧3与第二管路9的连接点时，弹簧3受到第二管路9的拉力变形，导致第二管路9下垂，密封球4下落到凹槽结构12内，此时由于储液罐的液面高度大于虹吸管的液面高度，由于同位器原理，液体开始由第三管路10排出，当储液罐2中的液面低于虹吸管的高度时，虹吸现象开始生成，由于输液管的输送速度小于所有虹吸管排出液体的速度之和，即。其中v为输液管传输液体速度，x为通道个数，g为重力加速度，h为虹吸管的作用水头（虹吸管进口端水面与出口端水面的高差），ζ为虹吸管的局部阻力系数，λ为虹吸管的沿程阻力系数，l为虹吸管长度，d1为虹吸管直径，所以液面的高度开始下降，当液面的高度小于h1（第一管路8伸入储液罐2内的一端端面与储液罐2底端的距离）后，虹吸现象停止，定量结束，输液管仍然以一定速度向储液罐输送液体，储液罐的液面大于h2后，推动密封球移动，同位器原理和虹吸原理虹吸，以此循环，可以达到不断的自动定量灌装。
21.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。