一种瓶装饮料生产用自动灌装装置及方法

技术领域

本发明涉及饮料灌装技术领域，更具体地说，它涉及一种瓶装饮料生产用自动灌装装置及方法。

背景技术

饮料是供人饮用的液体，果粒酸奶饮料是大多数人们所钟爱的一款饮料，果粒酸奶饮料主要是通过灌装机灌入饮料瓶中，然后进行封装售卖。

目前，市场上的灌装机功能单一，无法在灌装过程中将饮料中的果粒破碎成口感更加细腻的粒径大小，而且酸奶中的酸奶粘稠颗粒以及果粒容易沾附在灌装管道的内壁上，从而造成管道的堵塞以及饮料的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种瓶装饮料生产用自动灌装装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种瓶装饮料生产用自动灌装装置，包括灌装管道，所述灌装管道的顶端内部设置有智能破碎机构；

所述智能破碎机构包括安装架，所述灌装管道的顶端内壁之间设置有镂空的安装架，所述安装架的中心处固定安装有电机，所述电机的输出端固定套接有用于破碎饮料中果粒的旋转刀片，所述灌装管道的顶端一侧内壁嵌入安装有用于检测每秒通入饮料中果粒的平均直径：Xi的粒径传感器，所述灌装管道的顶端外部固定安装有与粒径传感器以及电机电性连接的控制器，所述控制器通过算法：Vi＝Xi/X＊f控制电机的转速。

优选地，所述旋转刀片的两个刀片外壁均设置有安装块，所述安装块的外端内部设置有空腔，所述空腔的内部水平滑动安装有T形滑柱，所述T形滑柱的内侧面与空腔的内侧壁之间水平固定连接有弹簧，所述T形滑柱的外侧端活动贯穿空腔的外侧壁，并固定连接有敲击块。

优选地，所述敲击块的外壁设置有耐磨层，所述灌装管道的内壁嵌入安装有与敲击块位置相适配的磨砂环。

优选地，所述灌装管道的底端四侧外壁中心对称设置有滑槽，所述滑槽的内部竖直滑动安装有滑块，所述滑块的外侧面设置有向外侧延伸的挡板，所述挡板的顶面固定连接有齿板，所述灌装管道的底端外壁固定套接有功能环，所述功能环靠近四个滑槽的四侧外壁均设置有一组安装臂，每组所述安装臂之间均转动连接有转轴，所述转轴的外壁固定套接有与相靠近的一块齿板啮合的半齿轮，所述半齿轮的外侧面固定连接有夹持臂，所述夹持臂的底端内侧面固定连接有用于夹持瓶口的夹持板，所述功能环的外壁设置有可供齿板向上通过的限位槽。

优选地，所述夹持臂的内壁嵌入安装有紫外灯，所述夹持板靠近灌装管道的内侧面嵌入安装有用于开启紫外灯的开关。

优选地，四个所述夹持臂的外壁之间包裹有橡胶膜，所述橡胶膜的外壁涂覆有遮光层。

优选地，所述滑块靠近灌装管道的一侧面设置有磁性涂层，所述灌装管道的底端内壁竖直滑动安装有能够刮除灌装管道灌装后底端内壁沾附的饮料颗粒的刮环，所述刮环的外壁嵌入安装有与滑块相适配的四块磁块，所述磁块的磁性与磁性涂层的磁性相反。

优选地，一种瓶装饮料生产用自动灌装方法，包括以下步骤：

S1：灌装管道的顶端外接灌装机的灌装头，生产线中，当饮料瓶被运输到灌装管道的正下方时，灌装机的灌装头带动灌装管道下移进入瓶口内部，从而开始灌装；

S2：饮料从灌装管道的顶端被灌入时，粒径传感器检测到每秒通入饮料中果粒的平均直径为Xi；

S3：粒径传感器将测得的数据反馈给控制器，控制器通过算法：Vi＝Xi/X＊f来控制电机的转速，其中，X为已知的标准果粒粒径，f为修正因子，f由现实中多次实验所得到的修正系数；

S4：控制器根据灌入饮料中果粒粒径大小控制电机实时改变旋转刀片的转速，将果粒进行均匀破碎，使最后灌入饮料瓶中的饮料口感更加细腻。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过挡板受到瓶口壁的向上挤压，从而使齿板向上滑动，借助齿板与半齿轮的啮合关系，齿板带转半齿轮，从而带动夹持臂向内侧转动，当灌装管道伸入瓶内适当深度时，四个夹持臂底端设置的夹持板恰好夹住瓶口外壁，从而防止在灌装过程中饮料瓶发生倾倒的情况，保证灌装工作的顺利进行；

2、本发明通过夹持板与瓶口壁相接触，夹持板嵌入设置的开关受到挤压而开启夹持臂内壁设置的紫外灯，紫外灯能够在灌装过程中对瓶口进行照射消毒，保证饮料的安全卫生；

3、本发明通过在四个夹持臂外壁之间包裹具有高弹性的橡胶膜，当夹持臂靠近灌装管道时，则橡胶膜在弹力作用下包裹住瓶口，配合橡胶膜外壁涂覆的遮光层能够大大减少紫外光的泄露，保证消毒工作的安全进行；

4、本发明通过粒径传感器检测到每秒通入饮料中果粒的平均直径，并将测得的数据反馈给控制器，控制器通过算法：Vi＝Xi/X＊f来控制电机的转速，电机控制旋转刀片转动，从而将果粒破碎，提高饮料的口感；

5、本发明通过旋转刀片的旋转使T形滑柱克服弹簧的弹力做离心运动而伸出，从而带动敲击块与磨砂环摩擦生热，从而提高灌装管道内部温度，使饮料中稠状的固体溶解并与果粒更好地融合，提高饮料的口感，并且由于电机转速一直在变化，敲击块还会间歇地敲击灌装管道的内壁，从而减少饮料在灌装管道内壁的沾附；

6、本发明通过设置磁块，使刮环与外部的滑块磁性连接，当灌装完毕且灌装管道被灌装机抽出饮料瓶内部时，刮环跟着滑块下移，从而将灌装管道底部内壁沾附的少量果粒刮入饮料瓶中，减少饮料的浪费。

附图说明

图1为本发明的一种瓶装饮料生产用自动灌装装置的正视剖视图；

图2为本发明的图1中A的放大图；

图3为本发明的图1中B的放大图；

图4为本发明的图1中C的放大图；

图5为本发明的图1中D的放大图；

图6为本发明的功能环的俯视图；

图7为本发明的功能环与橡胶膜的连接图；

图8为本发明的安装架的俯视图；

图9为本发明的一种瓶装饮料生产用自动灌装方法的流程图。

图中：1、灌装管道；11、磨砂环；12、粒径传感器；13、控制器；14、滑槽；141、滑块；142、挡板；143、齿板；2、安装架；21、电机；22、旋转刀片；23、安装块；231、空腔；24、T形滑柱；241、敲击块；25、弹簧；3、功能环；31、安装臂；32、限位槽；4、转轴；41、半齿轮；42、夹持臂；421、紫外灯；422、橡胶膜；423、遮光层；43、夹持板；431、开关；5、刮环；51、磁块。

具体实施方式

参照图1至图9对本发明一种瓶装饮料生产用自动灌装装置及方法实施例做进一步说明。

一种瓶装饮料生产用自动灌装装置，包括包括灌装管道1，所述灌装管道1的顶端内部设置有智能破碎机构；

所述智能破碎机构包括安装架2，所述灌装管道1的顶端内壁之间设置有镂空的安装架2，所述安装架2的中心处固定安装有电机21，所述电机21的输出端固定套接有用于破碎饮料中果粒的旋转刀片22，所述灌装管道1的顶端一侧内壁嵌入安装有用于检测每秒通入饮料中果粒的平均直径：Xi的粒径传感器12，所述灌装管道1的顶端外部固定安装有与粒径传感器12以及电机21电性连接的控制器13，所述控制器13通过算法：Vi＝Xi/X＊f控制电机21的转速。

作为本发明的一种实施例，如图1、图2和图8所示，所述旋转刀片22的两个刀片外壁均设置有安装块23，所述安装块23的外端内部设置有空腔231，所述空腔231的内部水平滑动安装有T形滑柱24，所述T形滑柱24的内侧面与空腔231的内侧壁之间水平固定连接有弹簧25，所述T形滑柱24的外侧端活动贯穿空腔231的外侧壁，并固定连接有敲击块241，所述敲击块241的外壁设置有耐磨层，所述灌装管道1的内壁嵌入安装有与敲击块241位置相适配的磨砂环11。

工作时，旋转刀片22旋转时，T形滑柱24克服弹簧25的弹力做离心运动而伸出，从而带动敲击块241与磨砂环11摩擦生热，从而提高灌装管道1内部温度，使饮料中稠状的固体溶解并与果粒更好地融合，提高饮料的口感，并且由于电机21转速一直在变化，敲击块241还会间歇地敲击灌装管道1的内壁，从而减少饮料在灌装管道1内壁的沾附。

作为本发明的一种实施例，如图1、图3和图6所示，所述灌装管道1的底端四侧外壁中心对称设置有滑槽14，所述滑槽14的内部竖直滑动安装有滑块141，所述滑块141的外侧面设置有向外侧延伸的挡板142，所述挡板142的顶面固定连接有齿板143，所述灌装管道1的底端外壁固定套接有功能环3，所述功能环3靠近四个滑槽14的四侧外壁均设置有一组安装臂31，每组所述安装臂31之间均转动连接有转轴4，所述转轴4的外壁固定套接有与相靠近的一块齿板143啮合的半齿轮41，所述半齿轮41的外侧面固定连接有夹持臂42，所述夹持臂42的底端内侧面固定连接有用于夹持瓶口的夹持板43，所述功能环3的外壁设置有可供齿板143向上通过的限位槽32。

工作时，灌装机的灌装头带动灌装管道1下移进入瓶口内部，从而开始灌装，灌装管道1下移进入饮料瓶内部的过程中，向外延伸设置的挡板142受到瓶口壁的阻挡而被向上挤压，从而使滑块141以及齿板143向上滑动，而灌装管道1的底端则慢慢进入饮料瓶中，齿板143由于与半齿轮41啮合，因此其在上移的过程中会带转半齿轮41，从而带动夹持臂42向内侧转动，当灌装管道1伸入瓶内适当深度时，四个夹持臂42底端设置的夹持板43恰好夹住瓶口外壁，从而防止在灌装过程中饮料瓶发生倾倒的情况，保证灌装工作的顺利进行。

作为本发明的一种实施例，如图1、图5和图7所示，所述夹持臂42的内壁嵌入安装有紫外灯421，所述夹持板43靠近灌装管道1的内侧面嵌入安装有用于开启紫外灯421的开关431，四个所述夹持臂42的外壁之间包裹有橡胶膜422，所述橡胶膜422的外壁涂覆有遮光层423。

工作时，当夹持板43与瓶口壁相接触时，夹持板43嵌入设置的开关431受到挤压而开启夹持臂42内壁设置的紫外灯421，紫外灯421能够在灌装过程中对瓶口进行照射消毒，保证饮料的安全卫生，其中四个夹持臂42外壁之间包裹的橡胶膜422具有高弹性，此前由于滑块141本身的重量而使夹持臂42向外撑起橡胶膜422，此时夹持臂42靠近灌装管道1则橡胶膜422在弹力作用下包裹住瓶口，配合橡胶膜422外壁涂覆的遮光层423能够大大减少紫外光的泄露，保证消毒工作的安全进行。

作为本发明的一种实施例，如图1和图4所示，所述滑块141靠近灌装管道1的一侧面设置有磁性涂层，所述灌装管道1的底端内壁竖直滑动安装有能够刮除灌装管道1灌装后底端内壁沾附的饮料颗粒的刮环5，所述刮环5的外壁嵌入安装有与滑块141相适配的四块磁块51，所述磁块51的磁性与磁性涂层的磁性相反。

工作时，设置的刮环5在滑块141上移的过程中，由于刮环5的外壁设置有与滑块141磁性吸附的磁块51，所以刮环5会跟着滑块141一起上移，当灌装完毕且灌装管道1被灌装机抽出饮料瓶内部时，刮环5又会跟着滑块141一起在重力的作用下下移，从而将灌装管道1底部内壁沾附的少量果粒刮入饮料瓶中，减少饮料的浪费。

一种瓶装饮料生产用自动灌装方法，包括以下步骤：

S1：灌装管道1的顶端外接灌装机的灌装头，生产线中，当饮料瓶被运输到灌装管道1的正下方时，灌装机的灌装头带动灌装管道1下移进入瓶口内部，从而开始灌装；

S2：饮料从灌装管道1的顶端被灌入时，粒径传感器12检测到每秒通入饮料中果粒的平均直径为Xi；

S3：粒径传感器12将测得的数据反馈给控制器13，控制器13通过算法：Vi＝Xi/X＊f来控制电机21的转速，其中，X为已知的标准果粒粒径，f为修正因子，f由现实中多次实验所得到的修正系数；

S4：控制器13根据灌入饮料中果粒粒径大小控制电机21实时改变旋转刀片22的转速，将果粒进行均匀破碎，使最后灌入饮料瓶中的饮料口感更加细腻。

工作原理：灌装管道1的顶端外接灌装机的灌装头，生产线中，当饮料瓶被运输到灌装管道1的正下方时，灌装机的灌装头带动灌装管道1下移进入瓶口内部，从而开始灌装，灌装管道1下移进入饮料瓶内部的过程中，向外延伸设置的挡板142受到瓶口壁的阻挡而被向上挤压，从而使滑块141以及齿板143向上滑动，而灌装管道1的底端则慢慢进入饮料瓶中，齿板143由于与半齿轮41啮合，因此其在上移的过程中会带转半齿轮41，从而带动夹持臂42向内侧转动，当灌装管道1伸入瓶内适当深度时，四个夹持臂42底端设置的夹持板43恰好夹住瓶口外壁，从而防止在灌装过程中饮料瓶发生倾倒的情况，保证灌装工作的顺利进行；

当夹持板43与瓶口壁相接触时，夹持板43嵌入设置的开关431受到挤压而开启夹持臂42内壁设置的紫外灯421，紫外灯421能够在灌装过程中对瓶口进行照射消毒，保证饮料的安全卫生，其中四个夹持臂42外壁之间包裹的橡胶膜422具有高弹性，此前由于滑块141本身的重量而使夹持臂42向外撑起橡胶膜422，此时夹持臂42靠近灌装管道1则橡胶膜422在弹力作用下包裹住瓶口，配合橡胶膜422外壁涂覆的遮光层423能够大大减少紫外光的泄露，保证消毒工作的安全进行；

饮料从灌装管道1的顶端灌入，灌装管道1内部设置的粒径传感器12检测到每秒通入饮料中果粒的平均直径为Xi，粒径传感器12将测得的数据反馈给控制器13，控制器13通过算法：Vi＝Xi/X＊f来控制电机21的转速，其中，X为通过实验检测得到口感最细腻的饮料果粒粒径平均值，Vi为电机21的实时转速，f为修正因子，f由现实中多次实验所得到的修正系数，当Xi和X的比值越大，电机21的转速越快，从而控制旋转刀片22的转速越快，旋转刀片22能够将果粒破碎，提高饮料的口感；

旋转刀片22旋转时，T形滑柱24克服弹簧25的弹力做离心运动而伸出，从而带动敲击块241与磨砂环11摩擦生热，从而提高灌装管道1内部温度，使饮料中稠状的固体溶解并与果粒更好地融合，提高饮料的口感，并且由于电机21转速一直在变化，敲击块241还会间歇地敲击灌装管道1的内壁，从而减少饮料在灌装管道1内壁的沾附；

设置的刮环5在滑块141上移的过程中，由于刮环5的外壁设置有与滑块141磁性吸附的磁块51，所以刮环5会跟着滑块141一起上移，当灌装完毕且灌装管道1被灌装机抽出饮料瓶内部时，刮环5又会跟着滑块141一起在重力的作用下下移，从而将灌装管道1底部内壁沾附的少量果粒刮入饮料瓶中，减少饮料的浪费。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。