一种纳米吸能材料的灌装系统及其工艺方法

技术领域

本发明属于液体材料灌装领域，涉及一种纳米吸能材料的灌装系统及其工艺方法。

背景技术

纳米吸能材料作为一种新型的吸能材料，其能量吸收密度可达到30J/g以上，是传统吸能材料的几十倍乃至几百倍以上。纳米吸能材料常规状态为均匀的可流动液体，为了充分利用纳米吸能材料的吸能优势，其制成品的吸能结构尤为关键。基于科学性设计与模拟计算，纳米吸能材料主要灌装于球形结构的封装模块中。

目前现有的纳米吸能材料灌装工艺主要是通过人工注射完成。这样生产模式生产效率低下，人工劳动强度高，产品质量不稳定，不适用于大规模的批量化生产。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种纳米吸能材料的灌装系统，包括灌装机，灌装机上接有排气管，灌装机通过排气管接入真空泵；灌装机上还接有输料管，灌装机通过输料管外接储料罐，灌装机和储料罐之间的输料管上设有气动隔膜泵，气动隔膜泵通过压缩空气管回接至灌装机；其中，灌装机上设有控制器、注液针头和注液启动按钮，真空泵、注液针头和注液启动按钮分别与控制器电连接，注液针头上还设有推杆。

优选地，注液针头和注液启动按钮均设有若干个，一个注液针头和与一个注液启动按钮对应连接。

优选地，注液针头的直径为2～4mm。

优选地，真空泵外接冷却塔。

优选地，压缩空气管还外接于动力站。

优选地，注液启动按钮为磁感应球阀。

优选地，控制器为PLC液晶触摸控制器。

本发明公开了基于上述一种纳米吸能材料的灌装系统的工艺方法，包括以下步骤：

①将纳米吸能材料送至灌装机内；②将球形封装模块插至灌装机的注射针上，打开注液启动按钮，进行自动排气和定量灌装；③灌装结束后，灌装机进行推杆动作，将球形封装模块下落，完成纳米吸能材料的灌装。

优选地，步骤①中，先将纳米吸能材料储存于储料罐中，然后利用气动隔膜泵将纳米吸能材料输送至灌装机内

优选地，步骤②中，通过操作者佩戴铁质工件，与磁感应球阀产生磁感应控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种纳米吸能材料的灌装系统，利用灌装机实现自动化灌装操作代替人工注射的灌装模式；通过设置真空泵，能够将待灌装的球形封装模块先抽真空、后注射灌装纳米吸能材料；通过在灌装机和储料罐之间的输料管上设置气动隔膜泵，能够输送不同粘度的纳米吸能材料流体，输送过程流畅顺利；通过将灌装机外接储料罐，能够将纳米吸能材料存储，同时无需人工反复制备输送物料，节省人力；此外，通过控制器用于设置灌装参数，结合注液针头和注液启动按钮，能够实现使用机械装置的纳米吸能材料灌装操作；通过将真空泵、注液针头和注液启动按钮分别与控制器电连接，能够实现真空泵抽气动作时间和针头灌装流体时间自动化控制；通过推杆能够将灌装完成的球形封装模块推下，无需人工拉拔，完成灌装过程。因此，本发明所述纳米吸能材料的灌装工艺系统，结构设计合理，克服了传统手动注射灌装纳米吸能材料的不足，提供一种灌装效率高且安全可靠的灌装系统，所述灌装系统不仅能提高生产效率，而且能够降低人工劳动强度，提高最终所得灌装产品质量品质，可用于大批量的生产需求。

进一步地，通过将注液针头和注液启动按钮均对应连接且设有若干个，能够实现多个待灌装的球形封装模块的同时自动灌装，提高了灌装效率，利于规模化应用。

进一步地，通过将注液针头的直径设置为合理的直径范围，能够满足纳米吸能材料的密度和粘度对工艺系统的要求，在保证灌装效率的同时，提高灌装产品的质量。

进一步地，通过将控制器设置为PLC液晶触摸控制器，能够在方便操作的同时，实现记录每个注液针头的灌装数量；通过将注液启动按钮设置为磁感应零件，能够通过用铁或其他磁感应物件，感应实现推杆动作。

进一步地，通过将真空泵外接冷却塔，用以真空泵降温，能够实现真空泵的长时间循环利用。

进一步地，通过在压缩空气管上引出支路外接于动力站，能够通过公司的配套设施提供服务，节约资源。

本发明还公开了上述一种纳米吸能材料的灌装系统的工艺方法，所述工艺方法通过利用控制器，并结合将球形封装模块插至灌装机的注射针上，实现自动排气和定量灌装；通过推杆动作的使用，能够将球形封装模块在灌装结束后自动下落进行收集，完成纳米吸能材料的灌装。因此，本发明所述的一种纳米吸能材料的灌装系统的工艺方法，实现了基于自动化操作的灌装方式，在提高灌装效率的同时、降低人力投入，能够在工业规模化生产中使用。

附图说明

图1为本发明纳米吸能材料的灌装系统的工艺方法流程示意图；

图2为本发明纳米吸能材料的灌装系统的设备布置简图；

图3为本发明中灌装机的结构示意图。

其中：1-储料罐，2-气动隔膜泵，3-灌装机，4-真空泵，5-冷却塔，6-压缩空气管，7-输料管，8-排气管，9-PLC液晶触摸控制器，10-注液针头，11-注液启动按钮。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，可知本发明公开的一种纳米吸能材料的灌装系统，包括灌装机3，灌装机3上接有输料管7，灌装机3通过输料管7外接储料罐1，灌装机3和储料罐1之间的输料管7上设有气动隔膜泵2，气动隔膜泵2通过压缩空气管6回接至灌装机3，压缩空气管6还外接于动力站；灌装机3上还接有排气管8，灌装机3通过排气管8接入真空泵4，真空泵4外接冷却塔5，主要用以真空泵4降温。

参见图2可知，灌装机3上还设有控制器、注液针头10和注液启动按钮，注液针头10和注液启动按钮11均设有若干个，一个注液针头10和与一个注液启动按钮11对应连接；真空泵4、注液针头10和注液启动按钮11分别与控制器电连接，灌装机3外接电源。

其中，灌装机3上还设有推杆等，推杆位于注液针头10上部，当完成灌装时，将罐装好的球形封装模块推下，实现推杆动作，完成灌装过程。

具体地，注液针头10的直径为2～4mm。

具体地，控制器为PLC液晶触摸控制器9，PLC液晶触摸控制器9记录灌装数量，每个注液针头10灌装数量。

具体地，注液启动按钮11为磁感应球阀

具体地，输料管7为PU气动管，所述PU气动管管体光滑柔韧、质量稳定，可以耐高压、耐气候性、耐磨损、耐绕曲、弹性高，同时长度可控，不受设备间具体限制。

具体地，所述储料罐1为不锈钢材质。

具体地，所气动隔膜泵2规格为2～7kg/cm

具体地，所述灌装机3尺寸为180*60*150㎝。

本发明上述纳米吸能材料的灌装系统，其工艺方法参见图1可知，具体工艺方法的流程为：

1)将纳米吸能材料储存于储料罐1；

2)利用气动隔膜泵2将纳米吸能材料输送至灌装机3内；

3)将检测好的球形封装模块插至灌装机3上的注射针上，触摸注液启动按钮11；

4)注液启动按钮11启动后，灌装机3会根据设定好的参数进行自动排气、定量灌装；

5)灌装完成后，灌装机3进行推杆动作，便于球形封装模块下落；收集后进行称重质量检验；

6)灌装好的良品球形封装模块贴上合格标签，进行包装。

所述纳米吸能材料的灌装工艺具体工艺流程如图1所示。

所述备球(球形封装模块)过程完成后需人工检测，筛选不良球体，防止出现漏液、漏气现象。

结合图2，所述工艺方法的流程中的备料过程，主要是将纳米吸能材料储备至储料罐1。所述储料罐1规格为1立方米，可直接储备1釜纳米吸能材料，用于后续灌装。所述纳米吸能材料已完成性能检测并符合要求。

结合图2，所述材料输送管道7输送的纳米吸能材料用气动隔膜泵2带动。

结合图2，所述灌装机3接入真空泵4，对针头插入的球形封装模块进行真空处理。

所述PLC液晶触摸控制器9主要用于设置灌装参数；设置参数包括：真空泵4抽气动作时间、针头灌装流体时间、灌装完成后推杆动作时间。

所述定量灌装，主要通过设定罐装时间来确定。所述定量灌装需通过注液启动按钮11来触摸实现，所述触摸为人工手指上套有顶针，为铁制工件，实现磁感应控制。

所述灌装完成后的球形封装模块需进行称重质量检验，其主要是灌装量检验，确保灌装质量。所述合格产品进行贴标工作，将合格品与不合格品进行分类规整。合格品进行包装作业。所述灌装工艺，通过设备自动化配合人工生产，完成球形封装模块的灌装工艺流程。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

作为本发明的一种具体实施方式，纳米吸能材料由纳米多孔材料、盐类、添加剂和功能液体组成，从材料制备完成后建立自动化系统，完成材料灌装，最终形成球形封装模块制成品。

所述具体实施例：所述纳米吸能材料的密度为1.25g/cm

所述纳米吸能材料的灌装系统及其工艺流程是设备自动化配合人工生产，在保障产品灌装精度、灌装质量的同时，可实现大规模工业化生产，提高生产效率。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。