CN117185223B - 一种用于物料包装的保压旋盖头及保压旋盖机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于物料包装的保压旋盖头及保压旋盖机构，涉及旋盖技术领域，包括保压罩、转轴、旋盖头和压力传感器，保压罩具有贯通上下端的内腔，转轴部分从保压罩的顶端穿设进保压罩内，与保压罩之间通过旋转密封件转动且密封连接，旋转密封件在内腔中分隔出位于内腔下部的保压腔，旋盖头位于保压腔内且与转轴底端固定连接，保压腔的腔壁上开设有充气孔，压力传感器能够检测保压腔内的气压，使旋盖头能够对罐体进行保压旋盖，避免旋盖过程中罐体内的气体泄露。

Description

一种用于物料包装的保压旋盖头及保压旋盖机构

技术领域

本发明涉及旋盖技术领域，具体涉及一种用于物料包装的保压旋盖头及保压旋盖机构。

背景技术

随着工业技术的发展，传统化工行业正向更高要求程度发展，常规化工领域中半自动生产设备正逐步被全自动生产设备所代替，随着自动化生产线的应用，有不同温度物罐体装、常温罐装，伴热罐装。常用的罐装方式为常温罐装，常温罐装操作简单，伴热罐装难度高，需考虑罐装后物料冷却包材收缩瘪掉，目前，通常充气管先向罐内充压氮气，充完后再通过旋盖机构将罐盖旋紧在罐口，然而，在旋紧罐盖的过程中，氮气会从罐口溢出，导致后续罐内的气压达不到预设值，为此，急需一款自动保压旋盖设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种保压旋盖头及保压旋盖机构，解决现有技术中在旋盖过程中氮气溢出，致使后期罐内气压不足的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种保压旋盖头，包括保压罩、转轴、旋盖头和压力传感器，所述保压罩具有贯通上下端的内腔，所述转轴部分从所述保压罩的顶端穿设进所述保压罩内，与所述保压罩之间通过旋转密封件转动且密封连接，所述旋转密封件在所述内腔中分隔出位于所述内腔下部的保压腔，所述旋盖头位于所述保压腔内且与所述转轴底端固定连接，所述保压腔的腔壁上开设有充气孔，所述压力传感器能够检测所述保压腔内的气压。

作为本发明进一步的方案：所述旋转密封件包括间隔设于所述保压罩和所述转轴之间第一轴承和旋转密封圈，所述第一轴承固定安装在所述保压罩内，所述转轴通过键与所述第一轴承连接且能够相对所述保压罩做轴向运动；所述旋转密封圈包括固定安装在所述保压罩内的壳环、将所述壳环与所述保压罩之间密封的第一密封圈以及将所述转轴与所述壳环之间密封连接的密封环，当所述转轴相对所述保压罩转动时，所述转轴带动所述密封环相对所述壳环转动；当所述转轴相对所述保压罩轴向移动时，所述转轴相对所述密封环轴向滑动。

作为本发明进一步的方案：所述密封环包括环状主体以及位于所述环状主体内圈中的若干圈裙边，各所述裙边沿所述环状主体轴向间隔设置，均紧密套设在所述转轴上。

作为本发明进一步的方案：所述转轴与所述第一轴承之间的键为导向平键或花键。

作为本发明进一步的方案：所述保压罩由位于上部的金属部和位于下部的橡胶部拼接而成。

一种保压旋盖机构，包括上述的所述的保压旋盖头，还包括：

第一升降装置，用于驱动所述保压罩和所述转轴同步沿所述转轴轴向移动；

第二升降装置，用于驱动所述转轴相对所述保压罩沿所述转轴轴向移动；

旋转驱动装置，用于驱动所述转轴相对所述保压罩旋转。

作为本发明进一步的方案：还包括固定支架和活动支架，所述固定支架和所述活动支架之间通过所述第一升降装置连接；所述固定支架顶部安装有第一齿轮和第一电机，所述第一齿轮转动连接在固定支架上，所述第一电机通过第二齿轮驱动所述第一齿轮旋转，第一齿轮、第二齿轮和第一电机共同构成所述旋转驱动装置；所述转轴穿设所述第一齿轮，与所述第一齿轮同步转动且能够沿所述转轴轴向上相对所述第一齿轮移动；所述保压罩安装在所述活动支架上，所述活动支架顶部固定安装有导向杆，第二升降装置固定安装在所述导向杆且与所述述转轴连接；所述第一升降装置能够驱动所述活动支架沿所述转轴轴向相对所述固定支架移动，使所述保压罩和所述转轴跟随所述活动支架同步移动，所述第二升降装置驱动所述转轴相对所述保压罩沿自身轴向移动。

作为本发明进一步的方案：所述活动支架包括相对设置的上支撑板和下支撑板，所述下支撑板上开设有纠偏孔，所述保压罩顶端固定安装有纠偏座，所述纠偏座下部与所述纠偏孔间隙配合，所述纠偏座上部设于所述上支撑板和所述下支撑板之间，且所述纠偏座上部与所述上支撑板之间通过弹性件连接，所述转轴包括上轴和下轴，所述上轴和所述下轴之间通过万向节连接。

作为本发明进一步的方案：所述纠偏座下部具有向下减缩的外锥壁，所述纠偏孔为锥形孔，所述外锥壁与所述锥形孔的孔壁之间间隙配合。

作为本发明进一步的方案：所述第二升降装置的活动端固定安装有一安装板，所述转轴顶端固定安装在所述安装板上，所述安装板上固定安装有与所述导向杆滑动配合的滑套，所述导向杆轴向与所述转轴轴向平行。

本发明的有益效果：本申请通过设置保压罩，使转轴通过旋转密封件与保压罩旋转密封连接，使转轴能够带着旋盖头相对保压罩旋转和轴向运动的同时在保压罩内形成保压腔，旋盖作业时，保压腔与罐腔连通对罐腔进行保压，旋盖头在保压腔内进行旋盖工作，避免了旋盖过程中罐腔内气体的泄露。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明中保压旋盖头整体结构示意图；

图2是本发明中保压旋盖头的剖面图；

图3是本发明中保压旋盖机构的整体结构示意图；

图4是本发明中保压旋盖机构的整体另一视角的结构示意图；

图5是本发明中保压旋盖机构的剖面图；

图6是图5中A处结构放大图。

图中：10、保压旋盖头；101、保压罩；1011、保压腔；1012、充气孔；1013、金属部；1014、橡胶部；1015、出气孔；1016、沿边部；102、转轴；1021、上轴；1022、下轴；1023、万向节；103、旋转密封件；1031、第一轴承；1032、旋转密封圈；1033、壳环；1034、第一密封圈；1035、密封环；1036、环状主体；1037、裙边；104、旋盖头；105、压力传感器；11、第一升降装置；12、第二升降装置；13、旋转驱动装置；131、第一齿轮；132、第二齿轮；133、第一电机；134、第二轴承；14、固定支架；15、活动支架；151、上支撑板；1511、第二避让孔；152、下支撑板；1521、纠偏孔；16、导向杆；17、弧形板；18、安装板；19、滑套；20、纠偏座；201、纠偏座上部；2011、台阶孔；202、纠偏座下部；203、第一避让孔；21、弹性件；22、限位杆；23、弹簧安装座；24、推动气缸；25、止挡板；

300、罐盖。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。本发明关于“左”、“右”、“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”等方向上的描述均是基于附图所示的方位或位置的关系定义的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所述的结构必须以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2所示，本发明为一种用于物料包装的保压旋盖头10，用于对物料包装的罐体进行旋盖，包括保压罩101、转轴102、旋盖头104和压力传感器105。

保压罩101具有贯通上下端的内腔，转轴102部分从保压罩101的顶端穿设进保压罩101内，与保压罩101之间通过旋转密封件103转动且密封连接，旋转密封件103在内腔中分隔出位于内腔下部的保压腔1011，旋盖头104位于保压腔1011内且与转轴102底端固定连接，旋盖头104与保压腔1011腔壁之间间隙配合。保压腔1011的腔壁上开设有充气孔1012，使外界的充气装置（未图示）可通过充气孔1012向保压腔1011内充气。压力传感器105能够检测保压腔1011内的气压。

使用时，先将保压罩101从上方抵压在罐体（未图示）顶面且罩住罐体的罐口，保压罩101与罐体之间密封连接，然后从充气孔1012向保压腔1011内通入气体（如氮气等惰性气体），使气体通过罐口进入罐腔内，压力传感器105实时检测保压腔1011内的气压，由于保压腔1011与罐腔之间贯通，由此，压力传感器105检测到的气压也就为罐腔内的气压。当压力传感器105检测的气压值达到预设的罐腔内的气压值后，转轴102带着旋盖头104以及位于旋盖头104上的罐盖300相对保压罩101同步沿转轴102轴向下降，将罐盖300盖在罐口上，之后，转轴102带动旋盖头104和罐盖300相对保压罩101旋转，将罐盖300旋紧在罐口内，对罐口进行密封，在整个旋盖过程中，罐腔内的气压可始终保持在预设值，避免在旋盖过程中导致罐腔内的气体向外界泄露导致后续罐腔内气压不足。

具体的，内腔呈变径阶梯孔状，包括从内腔上端至下端依次设置的第一孔段、第二孔段和第三孔段。旋转密封件103包括间隔设于保压罩101和转轴102之间第一轴承1031和旋转密封圈1032。第一轴承1031嵌固在第一孔段内，且第一轴承1031底部的边沿通过螺栓固定连接在第一孔段的底端面。转轴102通过键与第一轴承1031连接，使转轴102能够相对保压罩101旋转的同时能够相对保压罩101做轴向运动。优选的，转轴102与第一轴承1031之间的键为导向平键或花键。

旋转密封圈1032包括壳环1033、第一密封圈1034和密封环1035，壳环1033嵌固在第二孔段内，且壳环1033底部的边沿通过螺栓固定连接在第二孔段的底端面。第一密封圈1034安装在壳环1033与第二孔段的孔壁之间，将两者之间密封。壳环1033内设有环形嵌槽，密封环1035嵌装在环形嵌槽内且可相对壳环1033旋转，密封环1035紧密套设在转轴102上，将壳环1033与转轴102之间密封连接。当转轴102相对保压罩101转动时，转轴102带动密封环1035相对壳环1033转动；当转轴102相对保压罩101轴向移动时，转轴102相对密封环1035轴向滑动。优选的，壳环1033内安装有两个密封环1035。

进一步的，密封环1035包括环状主体1036以及位于环状主体1036内圈中的若干圈裙边1037，环状主体1036嵌装在壳环1033的嵌槽内，各裙边1037沿环状主体1036轴向间隔设置，均紧密套设在转轴102上，提高密封环1035与转轴102之间密封性的同时减小密封环1035与转轴102的接触面积，降低转轴102相对密封环1035轴向滑动时所需克服的摩擦力。

在一实施例中，为保证保压罩101抵接罐体后与罐体之间的密封性，保压罩101由位于上部的金属部1013和位于下部的橡胶部1014拼接而成。金属部1013采用硬质金属制作而成，以保证保压罩101的结构强度，充气孔1012开设在金属部1013上。密封部采用橡胶等密封材料制作而成，使保压罩101抵压在罐体上后，可直接与罐体之间密封连接，避免气体从保压罩101与罐体之间泄露。进一步的，金属部1013与橡胶部1014之间以及橡胶部1014底部均设有密封圈，进一步提高金属部1013与橡胶部1014之间以及橡胶部1014与罐体之间的密封性。

在一实施例中，压力传感器105设于保压罩101外侧，与保压罩101之间通过气管连接，此时，保压罩101上开有与气管连接的出气孔1015。

请参阅图3-5所示，本申请还公开一种保压旋盖机构，能够实现自动保压旋盖，包括上述的保压旋盖头10，还包括用于驱动保压罩101和转轴102同步沿转轴102轴向移动的第一升降装置11、驱动转轴102相对保压罩101沿转轴102轴向移动的第二升降装置12以及用于驱动转轴102相对保压罩101旋转的旋转驱动装置13。

具体的，保压旋盖机构还包括固定支架14和活动支架15，固定支架14和活动支架15之间通过第一升降装置11连接，优选的，第一升降装置11采用三轴气缸，三轴气缸的缸体固定连接在活动支架15的侧面，三轴气缸的气缸轴与固定支架14的底端固定连接，第一升降装置11能够带动活动支架15相对固定支架14上下运动。

旋转驱动装置13包括第一齿轮131、第二齿轮132和第一电机133，第一齿轮131通过第二轴承134转动连接在固定支架14顶部，第一电机133位于第一齿轮131一侧，通过螺栓固定安装在固定支架14顶部，第二齿轮132固定安装在第一电机133的电机轴上，且与第一齿轮131啮合，使第一电机133可通过第二齿轮132驱动第一齿轮131旋转。转轴102穿设第一齿轮131和第二轴承134，与第一齿轮131和/或第二轴承134的内圈之间通过导向平键连接或花键连接,使第一齿轮131能够带动转轴102转动，且转轴102能够相对第一齿轮131沿自身轴向移动。

保压罩101安装在活动支架15上，活动支架15的顶部固定安装有导向杆16，第二升降装置12将导向杆16和转轴102连接，第二升降装置12能够驱动转轴102相对保压罩101沿自身轴向移动。具体的，导向杆16设有两根，两根导向杆16分别位于转轴102两侧，且各导向杆16的轴向与转轴102的轴向平行。两根导向杆16顶端之间通过弧形板17连接。转轴102的顶端固定安装有一安装板18，安装板18位于弧形板17下方，安装板18的两端安装有与两导向杆16分别滑动配合的滑套19，第二升降装置12采用气缸，第二升降装置12的缸体固定安装在弧形板17上，第二升降装置12的气缸轴固定连接安装板18的顶面。

旋盖时，第一升降装置11驱动活动支架15沿转轴102轴向相对固定支架14向下移动，使活动支架15带动保压罩101、转轴102、导向杆16和第二升降装置12同步向下移动，直至保压罩101底端抵接在罐体顶面罩住罐口，外界充气装置通过充气孔1012向保压腔1011和罐体内充气，当气压达到预设值后，停止进气。之后，第二升降装置12驱动安装板18沿导向杆16滑动向下滑动，带动转轴102、旋盖头104和罐盖300同步相对保压罩101向下移动，直至罐盖300盖在罐口上；第一电机133通过第二齿轮132驱动第一齿轮131旋转，使第一齿轮131带动转轴102同步旋转，进而使转轴102带动旋盖头104和罐盖300同步相对保压罩101旋转，将罐盖300旋紧在罐口中。旋紧罐盖300后，第二升降装置12带动转轴102和旋盖头104抬升，当旋盖头104被抬升至设定高度后，第一升降机构通过带动活动支架15相对固定支架14抬升，使活动支架15带动第二升降装置12、转轴102和保压罩101同步抬升。为检验罐盖300是否旋紧，保压罩101被抬起十秒后，第一升降机构再次带着保压罩101压紧在罐体上罩住罐口，向保压腔1011内充入设定流量的气体，当压力传感器105检测保压腔1011内的气压为设定值时，说明罐盖300以被旋紧，第一升降机构再抬起保压罩101，保压旋盖流程结束；当压力传感器105检测保压腔1011内的气压不足设定值时，压力传感器105报警，工作人员操作保压旋盖机构重新旋盖。

请参阅图3-6所示，为使旋盖头104与罐口之间沿垂直于罐口轴向方向上有些许错位时依旧能够进行旋盖作业，在一实施例中，活动支架15包括相对设置的上支撑板151和下支撑板152，上支撑板151上开设第二避让孔1511，下支撑板152上开设有纠偏孔1521。保压罩101顶端固定安装有纠偏座20，纠偏座上部201设于上支撑板151和下支撑板152之间，与上支撑板151之间通过弹性件21连接，纠偏座下部202通过螺栓固定连接保压罩101，且纠偏座下部202与纠偏孔1521间隙配合，使保压罩101能够通过纠偏座20和弹性件21与活动支架15活动连接，纠偏座20内开设有与第二避让孔1511同轴设置的第一避让孔203。

转轴102包括上轴1021和下轴1022，上轴1021和下轴1022之间通过万向节1023连接，使第一齿轮131旋转时对上轴1021产生的旋转动力可传递至下轴1022上，且允许上轴1021和下轴1022之间有一定的角度变化。其中，万向节1023设于上支撑板151和下支撑板152之间，上轴1021与第二避让孔1511间隙配合，且上轴1021底端与万向节1023顶端连接。下轴1022与第一避让孔203间隙配合，且下轴1022顶端与万向节1023底端连接，下轴1022中部通过旋转密封件103与保压罩101之间密封转动连接，第一齿轮131通过带动上轴1021旋转，使上轴1021通过万向节1023带动下轴1022相对保压罩101旋转。

旋盖时，下轴1022、保压罩101和纠偏座20相对活动支架15和上轴1021倾斜。

在一实施例中，为提高纠偏座20与活动支架15之间连接的稳定性，纠偏座上部201呈圆盘状，纠偏座上部201具有绕第一避让孔203间隔均匀设置的三个台阶孔2011，上支撑板151和下支撑板152之间设有三根限位杆22，三根限位杆22分别穿设三个台阶孔2011且与对应的台阶孔2011之间间隙配合，避免干涉纠偏座20相对活动支架15偏斜。弹性件21采用弹簧，与限位杆22一一对应设置，各限位杆22上部设有弹簧安装座23，弹性件21套设在对应的限位杆22上，且弹性件21的上端固定连接弹簧安装座23，弹簧的下端固定连接在对应台阶孔2011内的台阶面上。使纠偏座20通过弹簧与活动支架15活动连接。纠偏座下部202具有朝向保压罩101减缩的外锥壁，纠偏孔1521为锥形孔，外锥壁与锥形孔的孔壁之间间隙配合，提高结构的美观度。

在一实施例中，为避免保压腔1011中的气压过大而将保压罩101顶起，保压罩101外侧具有呈环状的沿边部1016，保压罩101一侧设有止挡板25以及用于推动止挡板25移动的推动气缸24，止挡板25上开设有与保压罩101外径适配的槽口，推动气缸24能够将止挡板25推至沿边部1016上方，使止挡板25对保压罩101向上方移动的路径阻断，避免保压罩101在气压的作用下弹起导致罐体内气体泄露，优选的，推动气缸24固定安装在活动支架15的底部。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种保压旋盖机构，其特征在于，包括用于物料包装的保压旋盖头，所述保压旋盖头包括保压罩、转轴、旋盖头和压力传感器，所述保压罩具有贯通上下端的内腔，所述转轴部分从所述保压罩的顶端穿设进所述保压罩内，与所述保压罩之间通过旋转密封件转动且密封连接，所述旋转密封件在所述内腔中分隔出位于所述内腔下部的保压腔，所述旋盖头位于所述保压腔内且与所述转轴底端固定连接，所述保压腔的腔壁上开设有充气孔，所述压力传感器能够检测所述保压腔内的气压；

所述保压旋盖机构还包括：

第一升降装置，用于驱动所述保压罩和所述转轴同步沿所述转轴轴向移动；

第二升降装置，用于驱动所述转轴相对所述保压罩沿所述转轴轴向移动；

旋转驱动装置，用于驱动所述转轴相对所述保压罩旋转；

固定支架和活动支架，所述固定支架和所述活动支架之间通过所述第一升降装置连接；所述固定支架顶部安装有第一齿轮和第一电机，所述第一齿轮转动连接在固定支架上，所述第一电机通过第二齿轮驱动所述第一齿轮旋转，第一齿轮、第二齿轮和第一电机共同构成所述旋转驱动装置；所述转轴穿设所述第一齿轮，与所述第一齿轮同步转动且能够沿所述转轴轴向上相对所述第一齿轮移动；所述保压罩安装在所述活动支架上，所述活动支架顶部固定安装有导向杆，第二升降装置固定安装在所述导向杆且与所述转轴连接；所述第一升降装置能够驱动所述活动支架沿所述转轴轴向相对所述固定支架移动，使所述保压罩和所述转轴跟随所述活动支架同步移动，所述第二升降装置驱动所述转轴相对所述保压罩沿自身轴向移动；

所述活动支架包括相对设置的上支撑板和下支撑板，所述下支撑板上开设有纠偏孔，所述保压罩顶端固定安装有纠偏座，所述纠偏座下部与所述纠偏孔间隙配合，所述纠偏座上部设于所述上支撑板和所述下支撑板之间，且所述纠偏座上部与所述上支撑板之间通过弹性件连接，所述转轴包括上轴和下轴，所述上轴和所述下轴之间通过万向节连接。

2.根据权利要求1所述的一种保压旋盖机构,其特征在于，所述纠偏座下部具有向下减缩的外锥壁，所述纠偏孔为锥形孔，所述外锥壁与所述锥形孔的孔壁之间间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种保压旋盖机构,其特征在于，所述第二升降装置的活动端固定安装有一安装板，所述转轴顶端固定安装在所述安装板上，所述安装板上固定安装有与所述导向杆滑动配合的滑套，所述导向杆轴向与所述转轴轴向平行。

4.根据权利要求1所述的一种保压旋盖机构,其特征在于，所述旋转密封件包括间隔设于所述保压罩和所述转轴之间第一轴承和旋转密封圈，所述第一轴承固定安装在所述保压罩内，所述转轴通过键与所述第一轴承连接且能够相对所述保压罩做轴向运动；所述旋转密封圈包括固定安装在所述保压罩内的壳环、将所述壳环与所述保压罩之间密封的第一密封圈以及将所述转轴与所述壳环之间密封连接的密封环，当所述转轴相对所述保压罩转动时，所述转轴带动所述密封环相对所述壳环转动；当所述转轴相对所述保压罩轴向移动时，所述转轴相对所述密封环轴向滑动。

5.根据权利要求4所述的一种保压旋盖机构,其特征在于，所述密封环包括环状主体以及位于所述环状主体内圈中的若干圈裙边，各所述裙边沿所述环状主体轴向间隔设置，均紧密套设在所述转轴上。

6.根据权利要求4所述的一种保压旋盖机构,其特征在于，所述转轴与所述第一轴承之间的键为导向平键或花键。

7.根据权利要求1所述的一种保压旋盖机构,其特征在于，所述保压罩由位于上部的金属部和位于下部的橡胶部拼接而成。