CN110254839B - 一种试剂管自动旋转热封装置及其热封方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试剂管自动旋转热封装置及其热封方法。试剂管封口技术的完善能提高产品质量，增加生产效率。本发明包括上料板、分料机构、送料机构和自转加热机构；分料机构包括挡料板、分料齿轮、连接轴、空心轴、从动轮、直流减速电机一、主动轮、步进电机和封盖圆板；送料机构包括圆弧导板一、圆弧导板二和下料板；自转加热机构包括从动皮制轮、皮带、主动皮制轮、皮制轮轴、直流减速电机二、旋转片和热封口机构；热封口机构包括预热罩、冷却罩、火焰枪和氢氧机。本发明采用齿槽分送料，试剂管置于分料齿轮的齿槽中可以实现大批量试剂管自动封口；采用了试剂管自转机构，使得试剂管封口过程中能够受热均匀，防止炸裂，提高了封口质量。

Description

一种试剂管自动旋转热封装置及其热封方法

技术领域

本发明属于包装机械技术领域，涉及试剂管封口，具体涉及一种试剂管自动旋转热封装置及其热封方法。

背景技术

包装机械行业发展需要跟上时代的步伐，封口机作为包装机械里的一种，有着良好的发展前景。试剂管封口技术广泛应用于化学、生物领域，试剂管封口技术的完善能提高产品质量，增加生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种试剂管自动分料过程与试剂管封口相结合的自动热封口装置及其热封方法，以满足大批量试剂管自动封口的要求。

本发明一种试剂管自动旋转热封装置，包括上料板、分料机构、送料机构和自转加热机构；所述的上料板垂直固定在安装板的安装面上；安装板的安装面倾斜朝上设置，且与竖直面的夹角为10～15°；安装板固定在机架上。

所述的分料机构包括挡料板、分料齿轮、连接轴、空心轴和电机齿轮传动机构；所述的电机齿轮传递机构包括从动轮、直流减速电机一、主动轮、步进电机和封盖圆板。步进电机的底座固定在安装板的背面，步进电机的输出轴通过键连接主动轮；主动轮与从动轮啮合；分料齿轮通过深沟球轴承支承在空心轴上，并与从动轮固定；空心轴与安装板固定；分料齿轮设置在安装板的安装面那一侧；所述的分料齿轮设有沿周向均布的十个以上齿槽；直流减速电机一的底座固定在安装板的背面，直流减速电机一的输出轴依次穿过空心轴和安装板，并与封盖圆板通过联轴器连接；所述的封盖圆板固定在连接轴上，连接轴通过深沟球轴承支承在分料齿轮内；分料齿轮设置在封盖圆板和安装板之间；所述的挡料板垂直固定在安装板的安装面上，且挡料板与分料齿轮圆周面相对的面为弧形面；挡料板的弧形面与分料齿轮的齿顶之间设有间距，上料板与分料齿轮齿顶之间的间距小于挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距。

所述的送料机构包括圆弧导板一、圆弧导板二和下料板。圆弧导板一和圆弧导板二均套在分料齿轮外，且均与分料齿轮同轴设置；圆弧导板一和圆弧导板二沿分料齿轮轴向间距设置，且圆弧导板一比圆弧导板二靠近安装板；圆弧导板一和圆弧导板二均与安装板固定；圆弧导板一和圆弧导板二的一端均与下料板固定，另一端均与分料机构的挡料板接触；所述的下料板垂直于安装板的安装面设置；圆弧导板一与分料齿轮齿顶之间的间距、圆弧导板二与分料齿轮齿顶之间的间距、下料板与分料齿轮齿顶之间的间距均和挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距相等；分料机构的步进电机转向与下料板、上料板和挡料板依次排布的方向相同，直流减速电机一的转向与步进电机的转向相反；分料齿轮的转速大于封盖圆板的转速。

所述的自转加热机构包括从动皮制轮、皮带、主动皮制轮、皮制轮轴、联轴器、直流减速电机二、旋转片和热封口机构。所述的旋转片固定在分料机构的封盖圆板上；旋转片的中心轴线与分料齿轮的中心轴线以及直流减速电机一的输出轴中心轴线均同轴设置，且垂直于安装板的安装面；旋转片的外圆柱面与分料齿轮的齿槽槽底相切；直流减速电机二的底座固定在安装板的背面，直流减速电机二的输出轴与皮制轮轴通过联轴器连接；皮制轮轴与圆弧导板一构成转动副，主动皮制轮固定在皮制轮轴上；所述的从动皮制轮与圆弧导板一构成转动副，并与主动皮制轮通过皮带连接；皮带与分料齿轮齿顶之间的最小间距小于挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距；皮带与步进电机的转向相同；所述的热封口机构包括预热罩、冷却罩、火焰枪和氢氧机；所述的预热罩和冷却罩均固定在送料机构的圆弧导板二上，且预热罩至冷却罩的方向与步进电机转向相同；沿分料齿轮径向上，预热罩和冷却罩的内部空间均与圆弧导板二和分料齿轮齿顶之间的空间对齐设置；所述火焰枪的枪头设置在预热罩和冷却罩之间；沿分料齿轮周向上，皮带与分料齿轮齿顶之间最小间距的位置位于预热罩和火焰枪的枪头之间；火焰枪连接氢氧机的喷口。

进一步，两个深沟球轴承中，一个深沟球轴承的内、外圈均通过卡簧轴向限位，另一个深沟球轴承的内、外圈分别通过分料齿轮的轴肩和连接轴的轴肩轴向限位。

进一步，六个螺栓沿周向等距分布，每个螺栓均依次穿过安装板、圆弧导板一和圆弧导板二与一个螺母连接。

进一步，火焰枪的枪头与预热罩的间距小于与冷却罩的间距。

该试剂管自动旋转热封装置的热封方法，具体如下：

将试剂管横置并堆放于上料板和挡料板之间，试剂管管口远离安装板设置；步进电机驱动主动轮，主动轮带动从动轮和分料齿轮转动；由于安装板的安装面倾斜朝上设置，试剂管在重力作用下自动落入分料齿轮位于上料板和挡料板之间的各个齿槽内，且试剂管底端贴紧安装板，从而完成分料；试剂管落入分料齿轮的齿槽后随分料齿轮绕分料齿轮的中心轴线公转，分料齿轮的某个齿槽转向挡料板时，堆叠在该齿槽上方的试剂管被阻挡，保证分料齿轮的各个齿槽只带一个试剂管进入圆弧导板一与分料齿轮齿顶之间的间距内；圆弧导板一和圆弧导板二防止试剂管随分料齿轮公转过程中在重力作用下脱落；挡料板的弧形面防止试剂管碰撞而损坏。

试剂管随分料齿轮转至预热罩时，由于火焰枪枪头喷出的火焰余温已经将预热罩加热至200～300℃，预热罩实现试剂管管口预热；刚通过预热罩的试剂管在皮带和旋转片的反向摩擦力作用下自转，同时火焰枪枪头喷出的火焰直接对刚通过预热罩的试剂管管口进行热封口。

试剂管热封口后，随分料齿轮转至冷却罩时，由于火焰枪枪头火焰余温已经将冷却罩加热至高于空气温度，冷却罩实现试剂管均匀冷却，防止试剂管温度骤变而破裂；待试剂管随分料齿轮转至下料板位置时，由于试剂管失去圆弧导板一和圆弧导板二的限位，在重力作用下落至下料板上，完成落料。

进一步，直流减速电机一通过联轴器带动封盖圆板转动，从而使得旋转片相对分料齿轮反向转动；直流减速电机二的动力经联轴器、皮制轮轴和主动皮制轮带动皮带转动，使得皮带与旋转片的转向相反。

本发明具有的有益效果：

1.本发明采用齿槽分送料，试剂管置于分料齿轮的齿槽中可以实现大批量试剂管自动封口，大大节约了劳动力。

2.本发明采用了氢氧机加热，氢氧机采用的是电解水技术，通电从水中提取氢、氧气体，其中氢气作为燃料，氧气用于助燃，可以取代乙炔、煤气、液化气等含碳气体，具有热值高、火焰集中、安全环保，生产效率高、节能便捷等优点，具有良好的经济效益。

3.本发明采用了试剂管自转机构，利用皮带传动原理，用电机驱动皮带传动并略微挤压试剂管，给试剂管提供一个摩擦力，同时减速电机带动旋转片转动给试剂管提供一个相反的摩擦力，两力作用下能让试剂管稳定自转，使得试剂管封口过程中能够受热均匀，防止炸裂，提高了封口质量。

4.本发明使用了预热罩，利用金属导热原理，火焰余热通过预热罩对试剂管进行预热，充分利用了能源的同时也提高了试剂管封口质量。

5.本发明使用了冷却罩，利用金属导热原理，火焰余热加热冷却罩，冷却罩实现试剂管均匀冷却，防止试剂管温度骤变而破裂。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的侧视立体图；

图3为本发明中分料机构的结构示意图；

图4为图3的局部剖视图；

图5为本发明中送料机构的结构立体图；

图6为本发明中自转加热机构的结构立体图；

图7为本发明中氢氧机和火焰枪的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步说明。

如图1和图2所示，一种试剂管自动旋转热封装置，包括上料板2、分料机构3、送料机构4和自转加热机构5；机架上固定有安装板1，安装板1的安装面倾斜朝上设置，且与竖直面的夹角为10～15°；由于安装板1上所安装的装置较多，质量较大，所以安装板1有一个向后倾斜的角度，能够将整个装置的重心控制在中间位置，同时也可以防止玻璃管底部未紧靠安装板1从而使管口过于高发生与针口碰撞的现象。上料板2垂直固定在安装板1的安装面上。

如图3和图4所示，分料机构3包括挡料板6、分料齿轮8、连接轴15、空心轴17和电机齿轮传动机构；电机齿轮传递机构包括从动轮9、直流减速电机一10、主动轮11、步进电机12和封盖圆板16。步进电机12的底座固定在安装板1的背面，步进电机12的输出轴通过键连接主动轮11，给主动轮提供动力；主动轮与从动轮9啮合；分料齿轮8通过深沟球轴承14支承在空心轴17上，并与从动轮9通过螺钉连接固定；空心轴17与安装板1固定；分料齿轮设置在安装板1的安装面那一侧；分料齿轮设有沿周向均布的十个以上齿槽；直流减速电机一10的底座固定在安装板1的背面，直流减速电机一的输出轴依次穿过空心轴17和安装板1，并与封盖圆板16通过联轴器28连接；封盖圆板16固定在连接轴15上，连接轴15通过深沟球轴承14支承在分料齿轮8内；分料齿轮8设置在封盖圆板16和安装板1之间；两个深沟球轴承14中，一个深沟球轴承14的内、外圈均通过卡簧轴向限位，另一个深沟球轴承14的内、外圈分别通过分料齿轮8的轴肩和连接轴15的轴肩轴向限位；挡料板6垂直固定在安装板1的安装面上，且挡料板与分料齿轮8圆周面相对的面为弧形面；挡料板的弧形面与分料齿轮的齿顶之间设有间距，该间距仅可通过一根试剂管，可防止试剂管撞击而破裂。上料板2与分料齿轮齿顶之间的间距小于挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距。

如图5所示，送料机构4包括圆弧导板一18、圆弧导板二19和下料板20。圆弧导板一18和圆弧导板二19均套在分料齿轮外，且均与分料齿轮同轴设置；圆弧导板一18和圆弧导板二19沿分料齿轮轴向间距设置，且圆弧导板一18比圆弧导板二19靠近安装板1；六个螺栓沿周向等距分布，每个螺栓均依次穿过安装板1、圆弧导板一18和圆弧导板二19与一个螺母连接；圆弧导板一18和圆弧导板二19的一端均与下料板20固定，另一端均与分料机构3的挡料板6接触；下料板20垂直于安装板1的安装面设置；圆弧导板一18与分料齿轮齿顶之间的间距、圆弧导板二19与分料齿轮齿顶之间的间距、下料板20与分料齿轮齿顶之间的间距均和挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距相等，仅可通过一根试剂管，这样可防止试剂管公转过程中在重力作用下脱离齿槽，当试剂管顺利完成封口后，又能在重力作用下通过下料板落下，完成整个送料过程。分料机构3的步进电机12转向与下料板20、上料板2和挡料板6依次排布的方向相同，直流减速电机一10的转向与步进电机12的转向相反；分料齿轮8的转速大于封盖圆板16的转速。

如图4和6所示，自转加热机构5包括从动皮制轮24、皮带25、主动皮制轮26、皮制轮轴27、联轴器28、直流减速电机二29、旋转片13和热封口机构。旋转片13固定在分料机构3的封盖圆板16上；旋转片13的中心轴线与分料齿轮8的中心轴线以及直流减速电机一10的输出轴中心轴线均同轴设置，且垂直于安装板1的安装面；旋转片13的外圆柱面与分料齿轮8的齿槽槽底相切；直流减速电机二29的底座固定在安装板1的背面，直流减速电机二29的输出轴与皮制轮轴27通过联轴器28连接；皮制轮轴27与圆弧导板一18构成转动副，主动皮制轮26固定在皮制轮轴27上；从动皮制轮24与圆弧导板一18构成转动副，并与主动皮制轮26通过皮带25连接；皮带25与分料齿轮齿顶之间的最小间距小于挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距；皮带25与步进电机12的转向相同；如图6和7所示，热封口机构包括预热罩21、冷却罩22、火焰枪23和氢氧机30；预热罩21和冷却罩22均固定在送料机构4的圆弧导板二19上，且预热罩21至冷却罩22的方向与步进电机12转向相同；沿分料齿轮径向上，预热罩21和冷却罩22的内部空间均与圆弧导板二19和分料齿轮齿顶之间的空间对齐设置；火焰枪23的枪头靠近预热罩21设置；沿分料齿轮周向上，皮带25与分料齿轮齿顶之间最小间距的位置位于预热罩21和火焰枪23的枪头之间；氢氧机通过电解水技术获得氢气作为燃料，火焰枪23连接氢氧机30，并在预热罩21与冷却罩22之间对试剂管喷火进行加热封口。

该试剂管自动旋转热封装置的热封方法，具体如下：

将试剂管7横置并堆放于上料板2和挡料板6之间，试剂管管口远离安装板1设置；步进电机12驱动主动轮11，主动轮带动从动轮9和分料齿轮8转动；由于安装板1的安装面倾斜朝上设置，试剂管7在重力作用下自动落入分料齿轮8位于上料板2和挡料板6之间的各个齿槽内，且试剂管底端贴紧安装板1，从而完成分料；试剂管落入分料齿轮8的齿槽后随分料齿轮绕分料齿轮的中心轴线公转，分料齿轮8的某个齿槽转向挡料板6时，堆叠在该齿槽上方的试剂管被阻挡，保证分料齿轮8的各个齿槽只带一个试剂管进入圆弧导板一18与分料齿轮齿顶之间的间距内；圆弧导板一18和圆弧导板二19防止试剂管随分料齿轮公转过程中在重力作用下脱落；挡料板6的弧形面防止试剂管碰撞而损坏。

试剂管随分料齿轮转至预热罩时，由于火焰枪23枪头喷出的火焰余温已经将预热罩加热至200～300℃，预热罩实现试剂管管口预热，使试剂管管口各处均匀受热，提高了封口质量；刚通过预热罩的试剂管在皮带25和旋转片13的反向摩擦力作用下自转，同时火焰枪23枪头喷出的火焰直接对刚通过预热罩的试剂管管口进行热封口；试剂管自转使其在热封口过程中受热均匀，防止炸裂。其中，直流减速电机一10通过联轴器带动封盖圆板16转动，从而使得旋转片13相对分料齿轮8反向转动；直流减速电机二29的动力经联轴器28、皮制轮轴27和主动皮制轮26带动皮带25转动，使得皮带25与旋转片13的转向相反。

试剂管热封口后，随分料齿轮转至冷却罩时，由于火焰枪23枪头火焰余温已经将冷却罩加热至高于空气温度(冷却罩温度为200～100℃)，冷却罩实现试剂管均匀冷却，防止试剂管温度骤变而破裂；待试剂管随分料齿轮转至下料板20位置时，由于试剂管失去圆弧导板一18和圆弧导板二19的限位，在重力作用下落至下料板上，完成落料。本实施例中，分料齿轮的齿槽数为60，每转动一圈可完成60根试剂管封口，因此可实现试剂管大批量自动旋转热封口。

Claims (6)

1.一种试剂管自动旋转热封装置，包括上料板、分料机构、送料机构和自转加热机构，其特征在于：所述的上料板垂直固定在安装板的安装面上；安装板的安装面倾斜朝上设置，且与竖直面的夹角为10～15°；安装板固定在机架上；

所述的分料机构包括挡料板、分料齿轮、连接轴、空心轴和电机齿轮传动机构；所述的电机齿轮传递机构包括从动轮、直流减速电机一、主动轮、步进电机和封盖圆板；步进电机的底座固定在安装板的背面，步进电机的输出轴通过键连接主动轮；主动轮与从动轮啮合；分料齿轮通过深沟球轴承支承在空心轴上，且分料齿轮与从动轮固定；空心轴与安装板固定；分料齿轮设置在安装板的安装面那一侧；所述的分料齿轮设有沿周向均布的十个以上齿槽；直流减速电机一的底座固定在安装板的背面，直流减速电机一的输出轴依次穿过空心轴和安装板，并与封盖圆板通过联轴器连接；所述的封盖圆板固定在连接轴上，连接轴通过深沟球轴承支承在分料齿轮内；分料齿轮设置在封盖圆板和安装板之间；所述的挡料板垂直固定在安装板的安装面上，且挡料板与分料齿轮圆周面相对的面为弧形面；挡料板的弧形面与分料齿轮的齿顶之间设有间距，上料板与分料齿轮齿顶之间的间距小于挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距；

所述的送料机构包括圆弧导板一、圆弧导板二和下料板；圆弧导板一和圆弧导板二均套在分料齿轮外，且均与分料齿轮同轴设置；圆弧导板一和圆弧导板二沿分料齿轮的轴向间距设置，且圆弧导板一比圆弧导板二靠近安装板；圆弧导板一和圆弧导板二均与安装板固定；圆弧导板一和圆弧导板二的一端均与下料板固定，另一端均与分料机构的挡料板接触；所述的下料板垂直于安装板的安装面设置；圆弧导板一与分料齿轮齿顶之间的间距、圆弧导板二与分料齿轮齿顶之间的间距、下料板与分料齿轮齿顶之间的间距均和挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距相等；分料机构的步进电机转向与下料板、上料板和挡料板依次排布的方向相反，直流减速电机一的转向与步进电机的转向相反；分料齿轮的转速大于封盖圆板的转速；

所述的自转加热机构包括从动皮制轮、皮带、主动皮制轮、皮制轮轴、联轴器、直流减速电机二、旋转片和热封口机构；所述的旋转片固定在分料机构的封盖圆板上；旋转片的中心轴线与分料齿轮的中心轴线以及直流减速电机一的输出轴中心轴线均同轴设置，且垂直于安装板的安装面；旋转片的外圆柱面与分料齿轮的齿槽槽底相切；直流减速电机二的底座固定在安装板的背面，直流减速电机二的输出轴与皮制轮轴通过联轴器连接；皮制轮轴与圆弧导板一构成转动副，主动皮制轮固定在皮制轮轴上；所述的从动皮制轮与圆弧导板一构成转动副，并与主动皮制轮通过皮带连接；皮带与分料齿轮齿顶之间的最小间距小于挡料板的弧形面与分料齿轮齿顶之间的间距；皮带与旋转片的转向相同；所述的热封口机构包括预热罩、冷却罩、火焰枪和氢氧机；所述的预热罩和冷却罩均固定在送料机构的圆弧导板二上，且预热罩至冷却罩的方向与步进电机转向相同；沿分料齿轮径向上，预热罩和冷却罩的内部空间均与圆弧导板二和分料齿轮齿顶之间的空间对齐设置；所述火焰枪的枪头设置在预热罩和冷却罩之间；沿分料齿轮周向上，皮带与分料齿轮齿顶之间最小间距的位置位于预热罩和火焰枪的枪头之间；火焰枪连接氢氧机的喷口。

2.根据权利要求1所述的一种试剂管自动旋转热封装置，其特征在于：两个深沟球轴承中，空心轴上的深沟球轴承的内、外圈均通过卡簧轴向限位，另一个深沟球轴承的内、外圈分别通过分料齿轮的轴肩和连接轴的轴肩轴向限位。

3.根据权利要求1所述的一种试剂管自动旋转热封装置，其特征在于：六个螺栓沿周向等距分布，每个螺栓均依次穿过安装板、圆弧导板一和圆弧导板二与一个螺母连接。

4.根据权利要求1所述的一种试剂管自动旋转热封装置，其特征在于：火焰枪的枪头与预热罩的间距小于与冷却罩的间距。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种试剂管自动旋转热封装置的热封方法，其特征在于：该方法具体如下：

将试剂管横置并堆放于上料板和挡料板之间，试剂管管口远离安装板设置；步进电机驱动主动轮，主动轮带动从动轮和分料齿轮转动；由于安装板的安装面倾斜朝上设置，试剂管在重力作用下自动落入分料齿轮位于上料板和挡料板之间的各个齿槽内，且试剂管底端贴紧安装板，从而完成分料；试剂管落入分料齿轮的齿槽后随分料齿轮绕分料齿轮的中心轴线公转，分料齿轮的某个齿槽转向挡料板时，堆叠在该齿槽上方的试剂管被阻挡，保证分料齿轮的各个齿槽只带一个试剂管进入圆弧导板一与分料齿轮齿顶之间的间距内；圆弧导板一和圆弧导板二防止试剂管随分料齿轮公转过程中在重力作用下脱落；挡料板的弧形面防止试剂管碰撞而损坏；

试剂管随分料齿轮转至预热罩时，由于火焰枪枪头喷出的火焰余温已经将预热罩加热至200～300℃，预热罩实现试剂管管口预热；刚通过预热罩的试剂管在皮带和旋转片的反向摩擦力作用下自转，同时火焰枪枪头喷出的火焰直接对刚通过预热罩的试剂管管口进行热封口；

试剂管热封口后，随分料齿轮转至冷却罩时，由于火焰枪枪头火焰余温已经将冷却罩加热至高于空气温度，冷却罩实现试剂管均匀冷却，防止试剂管温度骤变而破裂；待试剂管随分料齿轮转至下料板位置时，由于试剂管失去圆弧导板一和圆弧导板二的限位，在重力作用下落至下料板上，完成落料。

6.根据权利要求5所述的一种试剂管自动旋转热封装置的热封方法，其特征在于：直流减速电机一通过联轴器带动封盖圆板转动，从而使得旋转片与分料齿轮同向转动；直流减速电机二的动力经联轴器、皮制轮轴和主动皮制轮带动皮带转动，使得皮带与旋转片的转向相同。

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