充料枪的控制方法与流程

1.本发明涉及灌装设备领域，特别是涉及一种充料枪的控制方法。


背景技术：

2.灌装设备在灌装的过程中，需要有充填枪完成对物料的最后灌装；由于充填枪需要通过控制阀开启和关闭，而控制阀采用的是长杆结构，使控制阀的阀杆在伸缩的过程中与密封件之间采用的是滑动密封，从而不仅有摩擦阻力，还由于控制阀在控制过程中，阀腔的压力和外部压力存在着压力差，这个压力差会使控制阀杆运动的过程中存在难度。


技术实现要素：

3.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种充料枪的控制方法，解决阀杆运动导致压力补偿腔体积增大而导致压力减小，进而导致密封管内外压差增大的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种充料枪的控制方法，包括：
5.在开启充料枪之前，获得充料枪的充料压力p1；
6.对压力补偿腔内的第一压力腔室充入第一分子数量的气体n1，使第一压力腔室内的压力p2达到至充料压力p1的1/2，此时密封管处于拉伸状态，并且对应第一压力腔室的体积为v1；
7.控制阀杆向下运动使阀口打开并开度增大至工作状态，该动作过程使密封管处于压缩状态，第一压力腔室的体积增大至v2，此时对压力补偿腔内充入第二分子数量的气体n2，使第一压力腔室的压力提升至充料压力p1的1/2；v1：v2＝n1：(n1+n2)；
8.打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料。
9.当完成充料后，关闭充料管路的阀门；
10.对充料管路吹气，使第二压力腔室的残余物料被吹净；
11.控制第一压力腔室的压力减小，再控制阀杆向上运动，使第一压力腔室在阀杆向上运动过程中的压力低于充料压力的1/2。
12.第一压力腔室和第二压力腔室之间的密封管优选采用波纹管；
13.可选择地，当所述密封管采用波纹管时，优选在波纹管的外凸的大环内角中设有内钢圈，在波纹管的内凹的小环外角中设有外钢圈。
14.体积参数v1、v2通过建模模拟出充料枪的工作状态，进而计算得到。
15.第一压力腔室的压力p2通过压力补偿腔的压力补偿口上设置的压力表获得。
16.本发明提供了一种充料枪的控制方法，包括：
17.控制阀杆向下运动，使阀口打开并控制阀口的开度增大；
18.打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料；
19.在打开充料管路的阀门的同时，向压力补偿腔内的第一压力腔室充压，使第一压
力腔室内的压力升高，并保持第一压力腔室和第二压力腔室之间的压力差在预设的范围内，例如
±
0.1mpa范围内；
20.调整第一压力腔室的压力与第二压力腔室的压力到平衡状态。
21.其中的充料枪，包括：
22.下直管，底部设有充填口；
23.三通腔，底部与所述下直管对接连通，侧壁上与充填管连通；
24.压力补偿腔，与所述三通腔连通连接；
25.阀杆，包括主杆和连杆，连杆连接在主杆的下端，主杆穿过所述三通腔和所述压力补偿腔，连杆位于下直管中；
26.阀头，连接在连杆的下端，并且阀头能够与下直管的充填口之间密封连接或打开；
27.其中，所述主杆与所述压力补偿腔的上端通过第一导向垫圈滑动密封连接；在所述压力补偿腔内设有可伸缩的密封管，并且密封管套接在主杆上，所述密封管的顶部与主杆的外壁固定且密封连接，所述密封管的底部被所述压力补偿腔和所述三通腔夹持密封连接，从而由所述密封管将所述压力补偿腔内空间分隔成了内外两个腔室：由所述主杆、所述连杆、所述下直管和所述密封管形成筒形的第一压力腔室，第一压力腔室作为工作腔室，由所述压力补偿腔的内壁、所述密封管、所述主杆以及所述第一导向垫圈形成筒形的第一压力腔室，第二压力腔室用于补偿工作腔室的压力。
28.在所述压力补偿腔上设有压力补偿口，当所述第一压力腔室的容积增大时，通过压力补偿口向第一压力腔室充压，以减小第一压力腔室与第二压力腔室的压力差。
29.所述压力补偿口设有压力阀，当主杆向下移动时，通过压力阀向压力补偿腔内充压。
30.在所述三通腔的顶部还设有第二导向垫圈，所述第二导向垫圈上设有上下连通的孔隙，以连通密封管与三通腔。
31.所述密封管为波纹管结构，并且采用弹性橡胶材料制造。
32.所述主杆设有缩颈结构，即直径较大的第一段和直径较小的第二段，其中第一段与所述第一导向垫圈滑动连接第二段与第二导向垫圈滑动连接；所述密封管的上端连接在所述第一段，并且所述第二段位于所述密封管内。
33.所述密封管的上端设有锁紧环，使所述密封管与主杆之间锁紧固定；可选择地，所述主杆上设有环切的锁紧凹槽，以使锁紧环能够将密封管压入到锁紧凹槽中。
34.所述密封管的下端被所述压力补偿腔和所述三通腔夹持固定。
35.所述压力补偿腔的顶部设有第一顶板，底部设有第一底板，第一顶板的中孔上设有容纳第一导向垫圈的环形台阶面。
36.所述三通腔的顶部设有第二顶板，底部设有第二底板，第二顶板上设有容纳第二导向垫圈的通孔；其中，第一底板和第二顶板对接，并把密封管的底部夹持密封。
37.本发明提供的充料枪的控制方法，通过对压力补偿腔的压力进行补充调整以减小密封管内外的压力差，从而能够降低密封管因充填枪工作而承受的压力，延长密封管的使用寿命；并且能够根据压力补偿腔体积的变化而对压力补偿腔内的压力进行调整，从而适应阀杆的动作以实现对阀口的精确控制，降低因充料枪工作压力对控制阀的影响。
附图说明
38.图1为充填枪的立体结构示意图；
39.图2为充填枪的内部结构示意图；
40.图3为充填枪的局部剖视结构示意图；
41.图4为密封管的结构示意图。
42.图中：
43.10-下直管；
44.20-三通腔；21-第二顶板；22-第二底板；
45.30-压力补偿腔；31-第一导向垫圈；32-第二导向垫圈；33-空隙；35-压力补偿口；36-第一顶板；37-第一底板；
46.40-阀杆；41-主杆；42-连杆；
47.50-阀头；
48.60-充填管；
49.70-密封管；71-锁紧环；72-内钢圈；73-外钢圈；
50.80-弹簧。
具体实施方式
51.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
52.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
53.如图1-3所示，本发明提供的充料枪，包括：
54.下直管10，底部设有充填口；
55.三通腔20，底部与所述下直管10对接连通，侧壁上与充填管60连通；
56.压力补偿腔30，与所述三通腔20连通；膜片腔、三通腔20和下直管10对接形成；
57.阀杆40，包括主杆41和连杆42，连杆42连接在主杆41的下端，主杆41穿过所述三通腔20和所述压力补偿腔30，连杆42位于下直管10中；
58.阀头50，连接在连杆42的下端，并且阀头50能够与下直管10的充填口之间密封连接或打开；
59.其中，所述主杆41与所述压力补偿腔30的上端通过第一导向垫圈31滑动密封连接；在所述压力补偿腔30内设有可伸缩的密封管70，并且密封管70套接在主杆41上，所述密封管70的顶部与主杆41的外壁固定且密封连接，所述密封管70的底部被所述压力补偿腔30和所述三通腔夹持密封连接，从而由所述密封管将所述压力补偿腔内空间分隔成了内外两个腔室：由所述主杆41、所述连杆42、所述下直管10和所述密封管形成筒形的第一压力腔室，第一压力腔室作为工作腔室，由所述压力补偿腔30的内壁、所述密封管70、所述主杆41
以及所述第一导向垫圈31形成筒形的第二压力腔室，第二压力腔室用于补偿工作腔室的压力。
60.在所述压力补偿腔30上设有压力补偿口35，当所述第一压力腔室的容积增大时，通过压力补偿口向第一压力腔室充压，以减小第一压力腔室与第二压力腔室的压力差。
61.所述压力补偿口35设有压力阀，当主杆41向下移动时，通过压力阀向压力补偿腔30内充压。或者，通过压力阀向压力补偿腔30内充压和保压，防止气体外泄。例如，当工作腔室的最大工作压力为1mpa时，可以对压力补偿强30内充压0.5mpa，从而使密封管70在工作和非工作状态承受的压力都在
±
0.5mpa以内，以此可以大幅度提高密封管70的使用寿命。
62.压力补偿腔30内部充入的气体优选为氮气。
63.特别地：本实施例中，在阀杆40向下运动打开阀口，使充料枪工作时，对压力补偿腔30充压，使第一压力腔室的压力大于第二压力腔室的压力，或者使第一压力腔室和第二压力腔室的压力差保持在0.1mpa以内，从而使阀杆向下移动控制阀口的开度更省力也更准确，可以克服工作压力对阀杆密封管和的反作用。
64.在所述三通腔20的顶部还设有第二导向垫圈32，所述第二导向垫圈32上设有上下连通的孔隙33，以连通密封管70与三通腔20。
65.所述密封管70为波纹管结构，并且采用弹性橡胶材料制造。优选在波纹管的外凸的大环内角中设有内钢圈72，在波纹管的内凹的小环外角中设有外钢圈73，内钢圈72可以提高密封管70承受外侧压力的能力而减小变形，外钢圈73可以提高密封管70承受内侧压力的能力，而减小变形。内钢圈72和外钢圈73可以使密封管70在承受压力的情况下减小变形，从而不会与主杆41、压力补偿腔30内壁接触摩擦。
66.所述主杆41设有缩颈结构，即直径较大的第一段和直径较小的第二段，其中第一段与所述第一导向垫圈31滑动连接第二段与第二导向垫圈32滑动连接；所述密封管70的上端连接在所述第一段，并且所述第二段位于所述密封管70内。
67.所述密封管70的上端设有锁紧环71，使所述密封管70与主杆41之间锁紧固定；可选择地，所述主杆41上设有环切的锁紧凹槽，以使锁紧环能够将密封管压入到锁紧凹槽中，当密封管70内外的压力时，可以保证密封效果。
68.所述密封管70的下端被所述压力补偿腔30和所述三通腔20夹持固定。
69.所述压力补偿腔30的顶部设有第一顶板36，底部设有第一底板37，第一顶板36的中孔上设有容纳第一导向垫圈31的环形台阶面。其中弹簧80套接在压力补偿腔30顶部的主杆41外部，并且弹簧80的底部压在第一导向垫圈31上，从而可以对第一导向线圈31进行限位。
70.所述三通腔20的顶部设有第二顶板21，底部设有第二底板22，第二顶板21上设有容纳第二导向垫圈32的通孔；其中，第一底板37和第二顶板21对接，并把密封管70的底部夹持密封，通过第一底板和第二顶板夹持的方式将密封管夹持密封，可以使密封管的密封效果更好，并且可以保持密封管在承受压力时底部固定不动。
71.本发明提供的充料枪，设置压力补偿腔30，并在其内设置可伸缩的密封管70，密封管70的上端与主杆41密封连接，下端与压力补偿腔30的内壁密封连接，从而使主杆41在向下移动控制阀头50时，密封管70的上端随着主杆41同步运动，而不会产生滑动摩擦，同时通过压力补偿口减小密封管70内外的压力差，从而能够降低密封管70因充填枪工作而承受的
压力，延长密封管70的使用寿命；此外，由于密封管70的上端与主杆41连接部位的两侧压力差减小，也降低了物料进入到压力补偿腔30内的可能。
72.本实施例还提供一种充料枪的控制方法，包括：
73.在开启充料枪之前，获得充料枪的充料压力p1；
74.对压力补偿腔内的第一压力腔室充入第一分子数量的气体n1，使第一压力腔室内的压力p2达到至充料压力p1的1/2，此时密封管处于拉伸状态，并且对应第一压力腔室的体积为v1；相应地，应确保密封管的承压能力超过充料压力p1的1/2；
75.控制阀杆向下运动使阀口打开并开度增大至工作状态，该动作过程使密封管处于压缩状态(本实施例中的压缩状态和伸缩状态是相对于两种状态而言；即拉伸状态的密封管长度大于压缩状态的密封管长度；事实上，都可以采用拉伸状态或都可以采用压缩状态，只是拉伸或压缩的幅度不同)，第一压力腔室的体积增大至v2，此时对压力补偿腔内充入第二分子数量的气体n2，使第一压力腔室的压力提升至充料压力p1的1/2；v1：v2＝n1：(n1+n2)，由于实际操作过程中不可能达到理想状态，所以对于该公式的实际应用误差在10％范围内均是允许的；本步骤的目的是维持第一压力腔室的压力状态在充料压力p1的1/2，从而能够确保密封管承受的压力在
±
p1/2之间，使密封管的承受压力幅度降低了一半；
76.打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料，此时第二压力腔室内部的压力为p1，被第一压力腔室的p2抵消之后，密封管只承受p1/2的压力，也就是说不关是工作状态还是非工作状态，密封管都只承受p1/2的压力(只是压力的方向不同)。
77.当完成充料后，关闭充料管路的阀门；
78.对充料管路吹气，使第二压力腔室的残余物料被吹净；
79.控制第一压力腔室的压力减小，再控制阀杆向上运动，使第一压力腔室在阀杆向上运动过程中的压力低于充料压力的1/2。
80.第一压力腔室和第二压力腔室之间的密封管优选采用波纹管；
81.可选择地，当所述密封管采用波纹管时，优选在波纹管的外凸的大环内角中设有内钢圈，在波纹管的内凹的小环外角中设有外钢圈。
82.体积参数v1、v2通过建模模拟出充料枪的工作状态，进而计算得到。
83.第一压力腔室的压力p2通过压力补偿腔的压力补偿口上设置的压力表获得。
84.本发明提供的充料枪的控制方法，采用对第一压力腔室预充压+保压的方式，通过对压力补偿腔的压力进行补充调整以减小密封管内外的压力差，从而能够降低密封管因充填枪工作而承受的压力，延长密封管的使用寿命；并且能够根据压力补偿腔体积的变化而对压力补偿腔内的压力进行调整，从而适应阀杆的动作以实现对阀口的精确控制，降低因充料枪工作压力对控制阀的影响。
85.本发明提供了一种充料枪的控制方法，包括：
86.控制阀杆向下运动，使阀口打开并控制阀口的开度增大；
87.打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料；
88.在打开充料管路的阀门的同时，向压力补偿腔内的第一压力腔室充压，使第一压力腔室内的压力升高，并保持第一压力腔室和第二压力腔室之间的压力差在预设的范围
内，例如
±
0.1mpa范围内；
89.调整第一压力腔室的压力与第二压力腔室的压力到平衡状态。
90.本发明提供的充料枪的控制方法，通过对第一压力腔室实时补压的方式减小密封管内外两侧的压力差，通过对压力补偿腔的压力进行补充调整以减小密封管内外的压力差，从而能够降低密封管因充填枪工作而承受的压力，延长密封管的使用寿命；并且能够根据压力补偿腔体积的变化而对压力补偿腔内的压力进行调整，从而适应阀杆的动作以实现对阀口的精确控制，降低因充料枪工作压力对控制阀的影响。
91.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
92.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种充料枪的控制方法，包括：在开启充料枪之前，获得充料枪的充料压力p1；对压力补偿腔内的第一压力腔室充入第一分子数量的气体n1，使第一压力腔室内的压力p2达到至充料压力p1的1/2，此时密封管处于拉伸状态，并且对应第一压力腔室的体积为v1；控制阀杆向下运动使阀口打开并开度增大至工作状态，该动作过程使密封管处于压缩状态，第一压力腔室的体积增大至v2，此时对压力补偿腔内充入第二分子数量的气体n2，使第一压力腔室的压力提升至充料压力p1的1/2；v1：v2＝n1：(n1+n2)；打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料。2.一种充料枪的控制方法，包括：控制阀杆向下运动，使阀口打开并控制阀口的开度增大；打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料；在打开充料管路的阀门的同时，向压力补偿腔内的第一压力腔室充压，使第一压力腔室内的压力升高，并保持第一压力腔室和第二压力腔室之间的压力差在预设的范围内，例如
±
0.1mpa范围内；调整第一压力腔室的压力与第二压力腔室的压力到平衡状态。3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，当完成充料后，关闭充料管路的阀门；对充料管路吹气，使第二压力腔室的残余物料被吹净；控制第一压力腔室的压力减小，再控制阀杆向上运动，使第一压力腔室在阀杆向上运动过程中的压力低于充料压力的1/2。4.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，第一压力腔室和第二压力腔室之间的密封管优选采用波纹管；可选择地，当所述密封管采用波纹管时，优选在波纹管的外凸的大环内角中设有内钢圈，在波纹管的内凹的小环外角中设有外钢圈。5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，体积参数v1、v2通过建模模拟出充料枪的工作状态，进而计算得到。第一压力腔室的压力p2通过压力补偿腔的压力补偿口上设置的压力表获得。6.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，充料枪包括：下直管，底部设有充填口；三通腔，底部与所述下直管对接连通，侧壁上与充填管连通；压力补偿腔，与所述三通腔连接；阀杆，包括主杆和连杆，连杆连接在主杆的下端，主杆穿过所述三通腔和所述压力补偿腔，连杆位于下直管中；阀头，连接在连杆的下端，并且阀头能够与下直管的充填口之间密封连接或打开；其中，所述主杆与所述压力补偿腔的上端通过第一导向垫圈滑动密封连接；在所述压
力补偿腔内设有可伸缩的密封管，并且密封管套接在主杆上，所述密封管的顶部与主杆的外壁固定且密封连接，所述密封管的底部被所述压力补偿腔和所述三通腔夹持密封连接，从而由所述密封管将所述压力补偿腔内空间分隔成了内外两个腔室：由所述主杆、所述连杆、所述下直管和所述密封管形成筒形的第一压力腔室，第一压力腔室作为工作腔室，由所述压力补偿腔的内壁、所述密封管、所述主杆以及所述第一导向垫圈形成筒形的第二压力腔室，第二压力腔室用于补偿工作腔室的压力。7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，在所述三通腔的顶部还设有第二导向垫圈，所述第二导向垫圈上设有上下连通的孔隙，以连通密封管与三通腔。8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述主杆设有缩颈结构，即直径较大的第一段和直径较小的第二段，其中第一段与所述第一导向垫圈滑动连接第二段与第二导向垫圈滑动连接；所述密封管的上端连接在所述第一段，并且所述第二段位于所述密封管内。9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述密封管的上端设有锁紧环，使所述密封管与主杆之间锁紧固定；可选择地，所述主杆上设有环切的锁紧凹槽，以使锁紧环能够将密封管压入到锁紧凹槽中。所述密封管的下端被所述压力补偿腔和所述三通腔夹持固定。10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述压力补偿腔的顶部设有第一顶板，底部设有第一底板，第一顶板的中孔上设有容纳第一导向垫圈的环形台阶面。所述三通腔的顶部设有第二顶板，底部设有第二底板，第二顶板上设有容纳第二导向垫圈的通孔；其中，第一底板和第二顶板对接，并把密封管的底部夹持密封。

技术总结
本发明公开种充料枪的控制方法，包括：在开启充料枪之前，获得充料枪的充料压力P1；对压力补偿腔内的第一压力腔室充入第一分子数量的气体n1，使第一压力腔室内的压力P2达到至充料压力P1的1/2，此时密封管处于拉伸状态，并且对应第一压力腔室的体积为V1；控制阀杆向下运动使阀口打开并开度增大至工作状态；打开充料管路的阀门，使第二压力腔室与充料管路连通，以使物料进入到第二压力腔室并通过阀口充料。本发明提供的充料枪的控制方法，通过对压力补偿腔的压力进行补充调整以减小密封管内外的压力差，从而能够降低密封管因充填枪工作而承受的压力，延长密封管的使用寿命。延长密封管的使用寿命。延长密封管的使用寿命。


技术研发人员：张飞宇 刘洋 张鹏 王忠鹏 王庆旭 徐宏伟
受保护的技术使用者：展一智能科技（东台）有限公司
技术研发日：2023.07.22
技术公布日：2023/10/7