一种无菌隔膜灌装机构

技术领域

本发明属于食品包装设备技术领域，具体涉及一种灌装定量精确度高，运行稳定性好，故障率低，维护便捷，食品卫生等级高的无菌隔膜灌装机构。

背景技术

液态食品在包装过程中的间隔式输送灌装，目前是通过气动活塞的往复推送来实现的。但是，现有普通结构的气动活塞，存在密封性能差，长时间反复推送的使用过程中易产生细屑，活塞筒体内部易受外界污染、达不到无菌状态等问题，严重影响液态食品的灌装质量，且食品卫生等级低。同时，现有气动活塞机构的运行故障率高，使用可靠性差，维护困难，降低了产品的生产效率。故有必要对现有液态食品包装用的灌装机构予以改进。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种灌装定量精确度高，运行稳定性好，故障率低，维护便捷，食品卫生等级高的无菌隔膜灌装机构。

本发明所采用的技术方案是：该无菌隔膜灌装机构包括基座，基座上设置有支撑架，其特征在于：所述支撑架上设置有灌装筒体，灌装筒体的内部活动设置有隔膜套筒，所述隔膜套筒的前端设置有前部隔膜套；所述灌装筒体的前端、前部隔膜套的前方，设置有灌装储液腔；所述灌装筒体的灌装储液腔的前部设置有灌装连接端头，灌装连接端头上分别设置有灌装入料口和灌装出料口；所述隔膜套筒的后端与设置在基座上的灌装驱动机构的驱动部相连。

所述隔膜套筒由中部筒体构成，中部筒体的两端分别设置有前部端盖和后部端盖，并且，所述后部端盖和前部端盖通过位于中部筒体内部的套筒芯杆相连。以利用前部端盖、后部端盖和套筒芯杆，来构成分体组装式的隔膜套筒，从而在减轻套筒整体重量的同时，方便装置的安装和维护。

所述中部筒体包括圆柱形筒节，圆柱形筒节的两端分别设置有圆锥形筒节，圆锥形筒节外端口的直径小于内端口的直径；所述圆柱形筒节和圆锥形筒节的中部贯穿设置有筒腔。以通过中部筒体中间宽、两端窄的结构，来利于隔膜套筒在灌装筒体内部的往复运动，并确保前部隔膜套随隔膜套筒运动过程中的顺畅性。

所述前部端盖由前端盖主体构成，前端盖主体的中部设置有芯杆前端连接孔，前端盖主体端侧设置的筒体压合凸缘与中部筒体端部边沿的端盖压合斜沿相连；所述后部端盖由后端盖主体构成，后端盖主体的中部设置有芯杆后端连接孔，后端盖主体端侧设置的筒体压合凸缘与中部筒体端部边沿的端盖压合斜沿相连。以利用端侧的筒体压合凸缘，分别将前部端盖和后部端盖压合在中部筒体两端开口处的端盖压合斜沿上，进而提升分体组装式隔膜套筒的边缘结合部位的顺滑性。

所述套筒芯杆由芯杆主体构成，芯杆主体的前端设置有前盖连接部，芯杆主体的后端设置有后盖连接部；并且，后盖连接部还设置有内螺纹连接孔，相应地，所述后部端盖的芯杆后端连接孔内，还设置有螺钉过孔；所述套筒芯杆的前盖连接部与前部端盖的芯杆前端连接孔相连，套筒芯杆的后盖连接部，则通过穿过螺钉过孔的芯杆固定螺钉，与后部端盖的芯杆后端连接孔相连。以通过两端分别与前部端盖的芯杆前端连接孔和后部端盖的芯杆后端连接孔相连的套筒芯杆，将分体组装式的隔膜套筒连接为一体，同时，增加了隔膜套筒的结构稳定性。

所述前部隔膜套包括筒状的前隔套主体，筒状前隔套主体的内部设置有套筒套接腔，所述隔膜套筒的前端伸入到前隔套主体的套筒套接腔内，且隔膜套筒前端与前隔套主体前端的前端盖连接部相连；所述前隔套主体的后端设置有向前隔套主体前端延伸的前隔套外翻段，所述前隔套外翻段的末端，则设置有用于与灌装筒体前端内侧相连的前隔套开口边沿。以利用前隔套开口边沿上设置的卡接凸缘，将前部隔膜套的开口端与灌装筒体的前端内侧相固定连接；并且，通过真空吸附、螺栓把固、一体浇注或热压成形等方式，把前隔套主体前端的前端盖连接部与隔膜套筒的前部端盖相连，进而使软质的前部隔膜套随着隔膜套筒往复运动，从而对灌装筒体前端的灌装储液腔内的液体食品进行收回吸料和推出灌装的动作。

所述灌装筒体内部活动设置的隔膜套筒的后端，设置有后部隔膜套，所述灌装筒体的后端、后部隔膜套的后方，设置有驱动隔离腔。以利用隔膜套筒后端设置的后部隔膜套，在灌装筒体后端的空间内形成驱动隔离腔，从而有效避免长时间的使用过程中，灌装驱动机构一侧的灰尘和杂物沉积进入到灌装筒体内，影响隔膜套筒的正常动作。

所述后部隔膜套包括筒状的后隔套主体，筒状后隔套主体的内部设置有套筒套接腔，所述隔膜套筒的后端伸入到后隔套主体的套筒套接腔内，并且，隔膜套筒后端与后隔套主体前端的后端盖连接部相连；所述后隔套主体的后端设置有向后隔套主体前端延伸的后隔套外翻段，所述后隔套外翻段的末端，设置有用于与灌装筒体后端内侧相连的后隔套开口边沿。以利用后隔套开口边沿上设置的卡接凸缘，将后部隔膜套的开口端与灌装筒体的后端内侧相固定连接；同时，通过螺栓把固、真空吸附、一体浇注或热压成形等方式，把后隔套主体前端的后端盖连接部与隔膜套筒的后部端盖相连，进而使软质的后部隔膜套跟随着隔膜套筒一同往复动作，有效封闭灌装筒体后端的驱动隔离腔。

所述隔膜套筒两端的前部隔膜套和后部隔膜套，将灌装筒体内腔的中部围合构成了真空空间，所述真空空间通过灌装筒体筒壁上设置的真空连接口与真空发生装置相连。以利用真空泵等真空发生装置，经由灌装筒体筒壁上的真空连接口，将灌装筒体内、前部隔膜套和后部隔膜套之间的内腔空间，抽成负压状态的真空空间，进而便于前部隔膜套和后部隔膜套与隔膜套筒外壁和灌装筒体内壁的紧密贴合，提升灌装量的精确程度。

所述位于灌装筒体内部的真空空间里的隔膜套筒的筒壁上，设置有若干组筒体真空通孔。以通过隔膜套筒筒壁上的筒体真空通孔，来使前部隔膜套和后部隔膜套之间所形成的真空空间内的负压，更加的均匀和恒定，确保隔膜套筒两端的隔膜套的贴合效果。

本发明的有益效果：由于本发明采用其上设置有支撑架的基座，基座支撑架上设置有灌装筒体，灌装筒体的内部活动设置有隔膜套筒，隔膜套筒的前端设置有前部隔膜套；灌装筒体的前端、前部隔膜套的前方设置有灌装储液腔；灌装筒体的灌装储液腔的前部设置有灌装连接端头，灌装连接端头上分别设置有灌装入料口和灌装出料口；隔膜套筒后端与灌装驱动机构驱动部相连的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，灌装定量精确度高，机构的运行稳定性好，故障率低，能够有效提升生产效率，维护方便、快捷，灌装产品质量好，食品卫生等级高。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的内部结构剖视图（隔膜套筒处于推出灌装状态）。

图3是图2中的隔膜套筒的一种结构示意图。

图4是图3的内部结构剖视图。

图5是图3中的中部筒体的一种结构示意图。

图6是图3中的前部端盖的一种结构示意图。

图7是图6的内部结构剖视图。

图8是图3中的后部端盖的一种结构示意图。

图9是图8的内部结构剖视图。

图10是图4中的套筒芯杆的一种结构示意图。

图11是图2中的前部隔膜套的一种结构示意图。

图12是图11的内部结构剖视图。

图13是图2中的后部隔膜套的一种结构示意图。

图14是图13的内部结构剖视图。

图15是图2中灌装驱动机构的伸缩杆带动隔膜套筒收回吸料的一种使用状态示意图。

图16是图15中的伸缩杆推动隔膜套筒伸出灌装的一种使用状态示意图。

图中序号说明：1基座、2支撑架、3灌装筒体、4真空连接口、5灌装连接端头、6灌装出料口、7灌装入料口、8灌装驱动机构、9可视窗口、10伸缩杆、11隔膜筒连接盘、12隔膜套筒、13前部隔膜套、14后部隔膜套、15真空空间、16灌装储液腔、17驱动隔离腔、18前隔套开口边沿、19后隔套开口边沿、20中部筒体、21前部端盖、22后部端盖、23筒体真空通孔、24前端盖真空通孔、25定位凹槽、26套筒芯杆、27芯杆固定螺钉、28圆柱形筒节、29圆锥形筒节、30筒腔、31端盖压合斜沿、32前端盖主体、33芯杆前端连接孔、34筒体压合凸缘、35后端盖主体、36芯杆后端连接孔、37连接盘安装孔、38螺钉过孔、39芯杆主体、40前盖连接部、41后盖连接部、42内螺纹连接孔、43前隔套主体、44前端盖连接部、45前隔套外翻段、46套筒套接腔、47卡接凸缘、48后隔套主体、49后隔套外翻段、50后端盖连接部。

具体实施方式

根据图1～16详细说明本发明的具体结构。该无菌隔膜灌装机构包括其上设置有支撑架2的基座1，基座1的支撑架2上设置有横向布置的灌装筒体3；灌装筒体3的内部活动设置有可伸缩的隔膜套筒12。隔膜套筒12由中空结构的中部筒体20构成，中部筒体20的两端开口处，分别设置有前部端盖21和后部端盖22。隔膜套筒12的中部筒体20包括圆柱形筒节28，圆柱形筒节28的两端分别设置有圆锥形筒节29，圆锥形筒节29外端口的直径小于内端口的直径；且中部的圆柱形筒节28和两端的圆锥形筒节29的中部，贯穿设置有筒腔30。从而，通过中部筒体20中间宽、两端窄的结构，来利于隔膜套筒12在灌装筒体3内部的往复运动，并确保前部隔膜套13和后部隔膜套14随隔膜套筒12运动过程中的顺畅性。

隔膜套筒12上、朝向灌装连接端头5一侧的前部端盖21，由前端盖主体32构成，前端盖主体32的中部设置有芯杆前端连接孔33，前端盖主体32端侧设置的筒体压合凸缘34与中部筒体20前端部边沿的端盖压合斜沿31相连接。并且，前部端盖21的前端盖主体32上，还设置有用于将前部隔膜套13的前端盖连接部44，定位、吸附在前部端盖21上的定位凹槽25和前端盖真空通孔24。隔膜套筒12的后部端盖22由后端盖主体35构成，后端盖主体35的中部设置有芯杆后端连接孔36，后端盖主体35端侧设置的筒体压合凸缘34与中部筒体20后端部边沿的端盖压合斜沿31相连接；以利用端侧的筒体压合凸缘34，分别将前部端盖21和后部端盖22压合在中部筒体20两端开口处的端盖压合斜沿31上，提升分体组装式隔膜套筒12的边缘结合部位的顺滑性，有效减少前部隔膜套13和后部隔膜套14在随隔膜套筒12运动过程中的摩擦损耗。

并且，后部端盖22和前部端盖21通过位于中部筒体20筒腔30内部的套筒芯杆26相连接。套筒芯杆26由芯杆主体39构成，芯杆主体39的前端设置有前盖连接部40，芯杆主体39的后端则设置有后盖连接部41。同时，芯杆主体39的后盖连接部41，还设置有内螺纹连接孔42；相应地，后部端盖22的芯杆后端连接孔36内，设置有螺钉过孔38。套筒芯杆26的前盖连接部40与前部端盖21的芯杆前端连接孔33相连接，套筒芯杆26的后盖连接部41，通过穿过螺钉过孔38的芯杆固定螺钉27，与后部端盖22的芯杆后端连接孔36相连接。以通过两端分别与前部端盖21的芯杆前端连接孔33和后部端盖22的芯杆后端连接孔36相连接的套筒芯杆26，将分体组装式的隔膜套筒12连接为一体，并在减轻套筒整体重量的同时，增加了隔膜套筒12的结构稳定性，且方便装置的安装和维护。

隔膜套筒12的后部端盖22的外侧还设置有隔膜筒连接盘11，隔膜筒连接盘11通过连接螺栓、安装在后部端盖22的连接盘安装孔37内；同时，隔膜筒连接盘11也将后部隔膜套14的后端盖连接部50压固在后部端盖22上。并且，隔膜套筒12后部端盖22上的隔膜筒连接盘11，还与横向设置在基座1上的灌装驱动机构8（例如：可以是电动推杆或气缸）的伸缩杆10前端相连接。

隔膜套筒12的前端、灌装筒体3前部内侧，设置有软质的前部隔膜套13。前部隔膜套13由无菌硅胶制成的筒状前隔套主体43构成，筒状前隔套主体43的内部设置有套筒套接腔46；隔膜套筒12的前端伸入到前隔套主体43的套筒套接腔46内，且隔膜套筒12前端的前部端盖21与前隔套主体43前端的前端盖连接部44相连接。前隔套主体43的后端设置有向前隔套主体43前端延伸的前隔套外翻段45，前隔套外翻段45的末端，则设置有用于与灌装筒体3前端内侧相连接的前隔套开口边沿18，前隔套开口边沿18通过其上设置的卡接凸缘47，卡接在灌装筒体3前端与灌装连接端头5后端之间的结合部位。

灌装筒体3的前端、前部隔膜套13的前方，设置有用于暂存吸料的灌装储液腔16。灌装筒体3的灌装储液腔16的前部设置有灌装连接端头5，灌装连接端头5上分别设置有灌装入料口7和灌装出料口6；灌装连接端头5的侧壁上还设置有可视窗口9。进而利用前隔套开口边沿18上设置的卡接凸缘47，将前部隔膜套13的开口端与灌装筒体3的前端内侧相固定连接，并通过真空吸附、螺栓把固、一体浇注或热压成形等方式，把前隔套主体43前端的前端盖连接部44与隔膜套筒12的前部端盖21相连接，从而使软质的前部隔膜套13随着隔膜套筒12往复运动，对灌装筒体3前端的灌装储液腔16内的液体食品进行收回吸料和推出灌装的动作。

灌装筒体3内部活动设置的隔膜套筒12的后端，还设置有软质的后部隔膜套14。后部隔膜套14包括无菌硅胶制成的筒状后隔套主体48，筒状后隔套主体48的内部设置有套筒套接腔46，隔膜套筒12的后端伸入到后隔套主体48的套筒套接腔46内；并且，隔膜套筒12后端的后部端盖22与后隔套主体48前端的后端盖连接部50相连接。后隔套主体48的后端设置有向后隔套主体48前端延伸的后隔套外翻段49，后隔套外翻段49的末端，设置有用于与灌装筒体3后端内侧相连接的后隔套开口边沿19，后隔套开口边沿19通过其上设置的卡接凸缘47，卡接在灌装筒体3后端与支撑架2前侧之间的结合部位。灌装筒体3的后端、后部隔膜套14的后方，设置有驱动隔离腔17；进而利用后隔套开口边沿19上设置的卡接凸缘47，将后部隔膜套14的开口端与灌装筒体3的后端内侧相固定连接。同时，通过螺栓把固、真空吸附、一体浇注或热压成形等方式，把后隔套主体48前端的后端盖连接部50与隔膜套筒12的后部端盖22相连接，以使软质的后部隔膜套14跟随着隔膜套筒12一同往复动作，有效封闭由后部隔膜套14在灌装筒体3后端空间内形成的驱动隔离腔17，有效避免长时间的使用过程中，灌装驱动机构8一侧的灰尘和杂物沉积进入到灌装筒体3内、影响隔膜套筒12的正常动作。

位于灌装筒体3内部、隔膜套筒12两端的前部隔膜套13和后部隔膜套14，将灌装筒体3内腔的中部围合构成了一个封闭的真空空间15；真空空间15通过灌装筒体3筒壁上设置的真空连接口4与真空泵等真空发生装置相连。以利用真空发生装置经由灌装筒体3筒壁上的真空连接口4，将灌装筒体3内、前部隔膜套13和后部隔膜套14之间的内腔空间，抽成负压状态的真空空间15，进而便于前部隔膜套13和后部隔膜套14与隔膜套筒12外壁和灌装筒体3内壁的紧密贴合，提升灌装量的精确程度。能够理解的是，根据具体的使用需要，为了确保隔膜套筒12两端的前部隔膜套13和后部隔膜套14的贴合效果，位于灌装筒体3内部真空空间15里的隔膜套筒12的中部筒体20的筒壁上，设置有若干组筒体真空通孔23；进而通过隔膜套筒12筒壁上的筒体真空通孔23，来使前部隔膜套13和后部隔膜套14之间所形成的真空空间15内的负压，更加的均匀和恒定。

该无菌隔膜灌装机构使用时，首先，液态食品经由开启的灌装入料口7进入到灌装连接端头5内，且灌装出料口6暂时处于关闭状态。然后，灌装驱动机构8的伸缩杆10收回，以带动灌装筒体3内部的隔膜套筒12以及其前端的前部隔膜套13、一同向后移动，进而将从灌装入料口7进入的液态食品，定量吸入到灌装筒体3前端的灌装储液腔16内（如图15所示）。之后，开启灌装出料口6，并关闭灌装入料口7，再将灌装驱动机构8的伸缩杆10向前伸出，从而驱使隔膜套筒12以及其前端的前部隔膜套13向前移动，以推送出灌装储液腔16内、定量的液体食品（如图16所示）。随后，定量的液体食品通过灌装出料口6进入灌装输送管路，进行后序的液态食品包装作业。