RU2624897C2

RU2624897C2 - Device for bottling

Info

Publication number: RU2624897C2
Application number: RU2014144734A
Authority: RU
Inventors: Сяодун ЧЖЭН
Original assignee: Шанхай Тоффлон Сайенс Энд Текнолоджи Ко., Лтд.
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-07-13
Publication date: 2017-07-07
Also published as: CN103303507A; RU2014144734A; CN103303507B; DE112013000804T5; DE112013000804B4; WO2014194550A1

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: invention provides a device for bottling, comprising a diaphragm valve with a metal membrane, the quick coupler, drive rod, drive shaft, a mounting plate, a fixed base and a fixed connection. Diaphragm valve is fixed detachably on the adapter, the adapter is connected to a fixed connection to releasably drive rod disposed within the adapter and fixed connection. The end of the drive shaft includes a fixed connection for connection with the drive rod and drive mechanism starts the drive shaft to move the drive rod in the forward or reverse direction. When the driving rod moves forward end thereof is a metal backs the membrane of the membrane valve for closing it, and when the actuating rod moves in the reverse direction, the diaphragm valve metal diaphragm returns to its original position under the action of its own elastic forces, opening the valve.

EFFECT: filling plant has a simple structure, is convenient for assembly and disassembly, provides high accuracy of filling is excellent for filling a dose of 0,1 ml to 20 ml without having to replace the equipment, and provides complete filling of the field insulation of the details of the drive mechanism.

5 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к установке для розлива, используемой в линиях наполнения, и относится к упаковочному оборудованию для пищевой, медицинской и косметической продукции.This invention relates to a filling machine used in filling lines, and relates to packaging equipment for food, medical and cosmetic products.

Уровень техникиState of the art

В существующих наполнительных установках обычно применяются поршневое заполнение, заполнение с помощью перистальтического насоса, а также заполнение по технологии время-давление (дозирование на основании времени подачи и давления в дозирующем трубопроводе). Например, в патентной заявке Китая CN №200720110152, «Плунжерное устройство количественного наполнения» описывается плунжерное устройство наполнения, содержащее шаговый двигатель, зафиксированный внутри каркаса, и поворотный стол, приводимый в движение шаговым двигателем с помощью приводного механизма. При этом поворотный стол имеет нижний вертлюжный блок с регулировкой положения, который соединен с поршнем. Поворотный стол вращается, заставляя поршень двигаться прямолинейно вперед-назад. Корпус поршня зафиксирован на раме; поршень соединен с подающей линией и линией налива соответственно с помощью тройника. Линия налива соединена с подающим соплом. Разливаемый материал попадает в камеру поршня из подающей линии через нижний обратный клапан тройника. Когда поршень движется вверх, материал в камере поршня выдавливается через верхний обратный клапан тройника к подающему соплу через линию налива. Шаговым двигателем и поршнем управляют электронные схемы.In existing filling systems, piston filling, filling with a peristaltic pump, and time-pressure filling (dosing based on the feed time and pressure in the metering pipe) are usually used. For example, China Patent Application CN No. 200720110152, "Plunger for quantitative filling" describes a plunger filling device comprising a stepper motor fixed inside the frame and a rotary table driven by a stepper motor using a drive mechanism. In this case, the rotary table has a lower swivel unit with position adjustment, which is connected to the piston. The turntable rotates, causing the piston to move linearly back and forth. The piston body is fixed on the frame; the piston is connected to the supply line and the filling line, respectively, using a tee. The filling line is connected to the feed nozzle. The material to be poured enters the piston chamber from the feed line through the lower tee check valve. When the piston moves up, the material in the piston chamber is squeezed out through the upper check valve of the tee to the feed nozzle through the filling line. The stepper motor and piston are controlled by electronic circuits.

В патентной заявке Китая CN №200510043602, «Высокоскоростная разливочная машина для жидкой фармацевтической продукции» описана разливочная машина для розлива жидких лекарственных препаратов с помощью перистальтического насоса и используется в фармацевтической промышленности. Разливочная машина содержит направляющий диск, транспортировочную дорожку для бутылок, червячный транспортер, червячный транспортер закупоривания пробкой и механизм закупоривания. Связанные с транспортером закупоривания пробкой резиновые разливочные трубки соединены с перистальтическим насосом, при этом разливочная машина имеет от 4 до 40 резиновых разливочных трубок, расположенных на специальной опоре, где заливочное отверстие каждой резиновой трубки соответствует положению заполняемой бутылки. Опора резиновых трубок соединена с возвратно-поступательным устройством, ход которого соответствует ходу транспортера бутылок. Бутылки на направляющем диске, транспортировочной дорожке, червячном транспортере, транспортере пробок и в механизме закупоривания расположены в два параллельных ряда.China Patent Application CN No. 200510043602, “High Speed Liquid Pharmaceutical Liquid Filling Machine” describes a liquid pharmaceutical filling machine using a peristaltic pump and is used in the pharmaceutical industry. The filling machine comprises a guide disc, a bottle transport path, a worm conveyor, a worm conveyor, a plug plug and a plug mechanism. The rubber filling tubes connected to the cork clogging conveyor are connected to a peristaltic pump, and the filling machine has 4 to 40 rubber filling tubes located on a special support, where the filling hole of each rubber tube corresponds to the position of the bottle being filled. The support of the rubber tubes is connected to a reciprocating device, the course of which corresponds to the course of the bottle conveyor. The bottles on the guide disc, transport path, worm conveyor, cork conveyor and clogging mechanism are arranged in two parallel rows.

В патентной заявке Китая CN №201120420551, «Наполнительная система», описывается устройство наполнения с дозированием по принципу время-давление. Устройство содержит пневматический наполнительный клапан, баллон постоянного давления, клапан переключения и автоматический контроллер, при этом пневматический наполнительный клапан связан с баллоном постоянного давления через первую линию, а с наполнительным контейнером через вторую линию. Клапан переключения электрически соединен с пневматическим наполнительным клапаном и автоматическим контроллером, связанным с пневматическим наполнительным клапаном через третью линию, а с источником сжатого газа через четвертую линию. Система количественного наполнения по принципу время-давление также включает в себя вакуумный насос, который связан с клапаном переключения через пятую линию.CN Patent Application No. 201120420551, “Filling System”, describes a time-pressure dosing filling device. The device comprises a pneumatic filling valve, a constant pressure cylinder, a switching valve and an automatic controller, wherein the pneumatic filling valve is connected to the constant pressure cylinder through the first line and to the filling container through the second line. The switching valve is electrically connected to a pneumatic filling valve and an automatic controller connected to the pneumatic filling valve through a third line, and to a source of compressed gas through a fourth line. The time-pressure quantitative filling system also includes a vacuum pump which is connected to a switching valve through a fifth line.

Описанные три способа наполнения имеют свои недостатки, в частности при поршневом наполнении не может быть произведена очистка на месте (Cleaning-In-Place, CIP). Процесс наполнений перистальтическим насосом очень дорогой и сложный при наполнении множества емкостей. Технология наполнения по принципу время-давление характеризуется низкой точностью при наполнении с малой дозировкой, при этом устройство розлива не может обеспечить совместимость между режимами очистки с разборкой (Cleaning-Out-Of-Place, СОР) и очистки на месте (CIP). При этом три способа наполнения имеют ограничения по объему наполнителя, и могут применяться только при наполнении с малой дозировкой, из-за чего при выходе за установленные пределы необходима замена соответствующего оборудования.The described three filling methods have their drawbacks, in particular when the piston filling cannot be performed on-site cleaning (Cleaning-In-Place, CIP). The process of filling with a peristaltic pump is very expensive and difficult when filling many containers. Time-pressure filling technology is characterized by low accuracy when filling at a low dosage, while the filling device cannot provide compatibility between cleaning-disassembling (Cleaning-Out-Of-Place, СOP) and on-site cleaning (CIP) modes. At the same time, three filling methods have limitations on the volume of the filler, and can only be used when filling with a low dosage, which is why when you go beyond the set limits, it is necessary to replace the corresponding equipment.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение совместимости устройства наполнения, работающего по принципу время-давление, с системами COP/CIP, а также возможность обеспечивать дозировку от 0,1 мл до 20 мл без замены какого-либо оборудования и полную изоляцию области наполнения от деталей привода.The technical result of the claimed invention is to ensure compatibility of the filling device, working on the principle of time-pressure, with COP / CIP systems, as well as the ability to provide a dosage of from 0.1 ml to 20 ml without replacing any equipment and the complete isolation of the filling area from drive parts .

Для достижения указанного эффекта предложено устройство наполнения, которое содержит мембранный клапан с металлической мембраной, быстросъемный переходник, приводной стержень, приводной вал, установочную пластину, неподвижное основание и неподвижное соединение. При этом неподвижное основание и неподвижное соединение зафиксированы на установочной пластине, мембранный клапан зафиксирован на переходнике с возможностью снятия, переходник соединен с неподвижным соединением с возможностью снятия. Приводной стержень расположен внутри переходника и неподвижного соединения, а конец приводного вала входит в неподвижное соединение для соединения с приводным стержнем. Приводной механизм приводит в движение приводной вал для перемещения приводного стержня вперед или назад. Когда приводной стержень перемещается вперед, его конец подпирает металлическую мембрану мембранного клапана и клапан закрывается. Когда приводной стержень движется назад, металлическая мембрана мембранного клапана возвращается в исходное положение под действием собственных упругих сил, открывая клапан. Открывание мембранного клапана контролируется за счет регулировки величины заднего хода приводного стержня.To achieve this effect, a filling device is proposed that comprises a membrane valve with a metal membrane, a quick-detachable adapter, a drive shaft, a drive shaft, a mounting plate, a fixed base and a fixed connection. In this case, the fixed base and the fixed connection are fixed on the mounting plate, the membrane valve is fixed on the adapter with the possibility of removal, the adapter is connected to the fixed connection with the possibility of removal. The drive rod is located inside the adapter and the fixed connection, and the end of the drive shaft enters the fixed connection for connection with the drive rod. The drive mechanism drives the drive shaft to move the drive rod forward or backward. When the drive rod moves forward, its end props against the metal membrane of the diaphragm valve and the valve closes. When the actuating rod moves back, the metal membrane of the membrane valve returns to its original position under the action of its own elastic forces, opening the valve. The opening of the diaphragm valve is controlled by adjusting the amount of reverse gear of the drive rod.

Предпочтительно на стыковочной поверхности переходника и неподвижного соединения расположено уплотнительное кольцо. Первое изолирующее уплотнительное кольцо расположено на стыковочной поверхности неподвижного соединения и неподвижного основания, а второе изолирующее уплотнительное кольцо расположено на посадочной поверхности неподвижного основания и каркаса. На внутренней стенке неподвижного соединения выполнен кольцевой паз динамического уплотнения, в котором расположено кольцевое динамическое уплотнение, надетое на приводной вал.Preferably, an o-ring is located on the interface of the adapter and the fixed connection. The first insulating sealing ring is located on the connecting surface of the fixed connection and the fixed base, and the second insulating sealing ring is located on the seating surface of the fixed base and frame. An annular groove of the dynamic seal is made on the inner wall of the fixed joint, in which an annular dynamic seal is placed on the drive shaft.

Предпочтительно приводной механизм представляет собой серводвигатель с выходным валом, соединенным с винтом с помощью высокоточного соединения, а винт приводит в движение в прямом и обратном направлении приводной вал.Preferably, the drive mechanism is a servomotor with an output shaft connected to the screw by means of a high-precision connection, and the screw drives the drive shaft in the forward and reverse directions.

Предпочтительно металлическая мембрана в мембранном клапане выполнена из металла с высокой износостойкостью и упругостью.Preferably, the metal membrane in the membrane valve is made of metal with high wear resistance and elasticity.

Предпочтительно мембранный клапан выполнен из жаростойкого материала.Preferably, the diaphragm valve is made of heat resistant material.

Преимущества изобретения заключаются в следующем.The advantages of the invention are as follows.

1. Приводной вал закрывает мембранный клапан, подпирая приводным стержнем металлическую мембрану мембранного клапана. Когда необходимо открыть клапан, приводной стержень не прикладывает больше никакого усилия и перемещается в обратном направлении на некоторое расстояние, после чего металлическая мембрана открывается под действием собственных упругих сил. Задний ход приводного стержня соответствует расстоянию, необходимому для открывания мембранного клапана, и этот задний ход часть можно точно отрегулировать для открывания мембранного клапана.1. The drive shaft closes the diaphragm valve, supporting the metal membrane of the diaphragm valve with the drive rod. When it is necessary to open the valve, the drive rod does not exert any more force and moves in the opposite direction by a certain distance, after which the metal membrane opens under the action of its own elastic forces. The reverse stroke of the drive rod corresponds to the distance required to open the diaphragm valve, and this reverse part can be precisely adjusted to open the diaphragm valve.

2. Неподвижное соединение и переходник в установке можно быстро собрать и разобрать с помощью обычного зажима, что обеспечивает удобство при техобслуживании, совместимость с системами CIP/COP, а также уменьшает риски при очистке наполнительной машины.2. The fixed connection and adapter in the installation can be quickly assembled and disassembled using a conventional clamp, which provides ease of maintenance, compatibility with CIP / COP systems, and also reduces the risks of cleaning the filling machine.

3. В устройстве использован замкнутый процесс, который может полностью исключить прямое и вторичное загрязнение, обеспечить полную изоляцию при сборке, демонтаже и замене мембранного клапана, а также соответствие требованиям надлежащей производственной практики (GMP).3. The device uses a closed process that can completely eliminate direct and secondary contamination, ensure complete isolation during assembly, disassembly and replacement of the membrane valve, as well as compliance with the requirements of good manufacturing practice (GMP).

4. Поскольку диапазон расстояний регулировки приводного стержня очень большой, наполнительная установка с мембранным клапаном должного размера может обеспечить универсальное наполнение с большой дозировкой.4. Since the adjustment range of the drive shaft is very large, a filling unit with a proper diaphragm valve can provide universal filling with a large dosage.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Фиг. 1 представлен вид устройства по изобретению в разрезе.In FIG. 1 is a sectional view of the device of the invention.

На Фиг. 2 изображена структурная схема одного варианта осуществления изобретения.In FIG. 2 is a block diagram of one embodiment of the invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Для ясности понимания изобретение описано более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи и предпочтительные варианты осуществления.For clarity of understanding, the invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments.

Как изображено на Фиг. 1 и Фиг. 2, наполнительная установка включает в себя мембранный клапан 13 с металлической мембраной. В данном варианте мембранный клапан 13 является жаростойким (выдерживает температуру до 150°С), и полностью соответствует требованиям технологии CIP, а металлическая мембрана имеет высокую износостойкость и упругость. Наполнительная установка также включает в себя переходник 4, приводной стержень 3, приводной вал 5, установочную пластину 6, неподвижное основание 1 и неподвижное соединение 2.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the filling unit includes a diaphragm valve 13 with a metal membrane. In this embodiment, the membrane valve 13 is heat-resistant (can withstand temperatures up to 150 ° C), and fully complies with the requirements of the CIP technology, and the metal membrane has high wear resistance and elasticity. The filling installation also includes an adapter 4, a drive rod 3, a drive shaft 5, a mounting plate 6, a fixed base 1 and a fixed connection 2.

Установочная пластина 6 зафиксирована на нижней опорной пластине 27, над которой расположен пыльник 21. Между нижней опорной пластиной 27 и пыльником 21 расположен винт 26, с которым соединен выходной вал серводвигателя 23 с помощью высокоточного соединения 25. Серводвигатель 23 обеспечивает высокоточное вращение и закреплен на переходном фланце 24. Серводвигатель 23 приводит в движение винт 26 для вращения приводного вала 5 в прямом и обратном направлении. Неподвижное основание 1 и неподвижный переходник 2 зафиксированы на установочной пластине 6. Первое изолирующее уплотнительное кольцо 11 расположено на стыковочной поверхности неподвижного соединения 2 и неподвижного основания 1. На стыковочной поверхности неподвижного основания 1 и каркаса выполнен кольцевой паз уплотнительного кольца, в котором расположено второе изолирующее уплотнительное кольцо 12 для обеспечения уплотнения между неподвижным основанием 1 и каркасом. Переходник 4 соединен с концом неподвижного соединения 2, причем переходник 4 и неподвижное соединение 2 могут быть собраны и разобраны с помощью стандартного зажима. На стыковочной поверхности переходника 4 и неподвижного соединения 2 расположено уплотнительное кольцо 14. Мембранный клапан 13 неподвижно соединен с переходником 4 для работы в режиме CIP. Если мембранный клапан 13 снять с переходника 4 с помощью стандартного зажима, установка будет доступна для работы в режиме СОР.The mounting plate 6 is fixed on the lower support plate 27, over which the boot 21 is located. Between the lower support plate 27 and the boot 21 there is a screw 26 to which the output shaft of the servomotor 23 is connected using a high-precision connection 25. The servomotor 23 provides high-precision rotation and is mounted on the transition flange 24. The servomotor 23 drives the screw 26 to rotate the drive shaft 5 in the forward and reverse directions. The fixed base 1 and the fixed adapter 2 are fixed on the mounting plate 6. The first insulating sealing ring 11 is located on the connecting surface of the fixed connection 2 and the fixed base 1. On the connecting surface of the fixed base 1 and the frame there is an annular groove of the sealing ring in which the second insulating sealing is located ring 12 to provide a seal between the fixed base 1 and the frame. The adapter 4 is connected to the end of the fixed connection 2, and the adapter 4 and the fixed connection 2 can be assembled and disassembled using a standard clamp. On the connecting surface of the adapter 4 and the fixed connection 2 there is a sealing ring 14. The diaphragm valve 13 is fixedly connected to the adapter 4 for operation in CIP mode. If the diaphragm valve 13 is removed from the adapter 4 using a standard clamp, the installation will be available for operation in the COP mode.

Приводной стержень 3 расположен внутри переходника 4 и неподвижного соединения 2. Конец приводного вала 5 входит в неподвижное соединение 2 для соединения с приводным стержнем 3. На внутренней стенке неподвижного соединения расположен кольцевой паз 15 динамического уплотнения, в котором расположено кольцевое динамическое уплотнение, надетое на приводной вал 5. Приводной механизм приводит в движение приводной вал 5 для перемещения приводного стержня 3 в прямом или обратном направлении. Когда приводной стержень перемещается вперед, его конец упирается в металлическую мембрану мембранного клапана 13, закрывая клапан 13. Когда необходимо открыть мембранный клапан 13, к приводному стержню 3 не прикладывается никакая сила, и он перемещается обратно на некоторое расстояние. В это время металлическая мембрана мембранного клапана 13 восстанавливает свое положение за счет собственных упругих сил. Задний ход приводного стержня 3 открывает мембранный клапан 13. Поскольку серводвигатель 23 может обеспечить точную регулировку, открывание мембранного клапана 13 можно точно отрегулировать.The drive rod 3 is located inside the adapter 4 and the fixed connection 2. The end of the drive shaft 5 enters the fixed connection 2 for connection with the drive rod 3. On the inner wall of the fixed connection is an annular groove 15 of the dynamic seal, in which there is an annular dynamic seal worn on the drive shaft 5. The drive mechanism drives the drive shaft 5 to move the drive rod 3 in the forward or reverse direction. When the drive rod moves forward, its end abuts against the metal membrane of the diaphragm valve 13, closing the valve 13. When it is necessary to open the diaphragm valve 13, no force is applied to the drive rod 3 and it moves back a certain distance. At this time, the metal membrane of the membrane valve 13 restores its position due to its own elastic forces. Reversing the actuating rod 3 opens the diaphragm valve 13. Since the servomotor 23 can provide fine adjustment, the opening of the diaphragm valve 13 can be precisely adjusted.

В представленном варианте мембранный клапан 13 можно быстро отсоединить для совместимости с системами CIP/COP и уменьшения риска при чистке наполнительной машины. Пыльник 21 может защитить детали привода.In the illustrated embodiment, the diaphragm valve 13 can be quickly disconnected to be compatible with CIP / COP systems and to reduce the risk of cleaning the filling machine. Bellow 21 can protect drive parts.

В представленном варианте все детали соответствуют закрытому процессу, благодаря чему область приводного механизма может быть полностью изолирована от области наполнения, что может полностью исключить прямое и вторичное загрязнение. Поскольку предусмотрен паз 15 уплотнения подвижного соединения, добавление кольцевого уплотнения подвижного соединения может полностью исключить прямое и вторичное загрязнение при монтаже, демонтаже и замене мембранного клапана 13, а также обеспечить соответствие требованиям надлежащей производственной практики. Поскольку расстояние регулировки приводного стержня 3 очень большое, наполнительная установка с мембранным клапаном должного размера может обеспечить универсальное наполнение с большой дозировкой (от 0,1 до 20 мл).In the presented embodiment, all the details correspond to a closed process, so that the area of the drive mechanism can be completely isolated from the filling area, which can completely eliminate direct and secondary pollution. Since a groove 15 is provided for sealing the movable joint, the addition of an annular seal of the movable joint can completely eliminate direct and secondary contamination during installation, dismantling and replacement of the diaphragm valve 13, and also ensure compliance with good manufacturing practice. Since the adjustment distance of the drive rod 3 is very large, a filling unit with a proper diaphragm valve can provide universal filling with a large dosage (from 0.1 to 20 ml).

Claims

1. The device for filling, which contains a membrane valve (13) with a metal membrane, a quick coupler adapter (4), a drive rod (3), a drive shaft (5), a mounting plate (6), a fixed base (1) and a fixed connection ( 2), moreover, the fixed base (1) and the fixed connection (2) are fixed on the mounting plate (6), the membrane valve (13) is fixed on the adapter (4) with the possibility of removal, the adapter (4) is connected to the fixed connection (2) with removable, the drive rod (3) is located inside the junction the base (4) and the fixed connection (2), the end of the drive shaft (5) enters the fixed connection (2) for connection with the drive rod (3), the drive mechanism drives the drive shaft (5) to move the drive rod (3) forward or backward, and when the drive rod (3) moves forward, its end props the metal membrane of the membrane valve (13) to close it, and when the drive rod (3) moves back, the metal membrane of the membrane valve (13) returns to its original position position in action m own elastic force, opening the valve (13), wherein the opening of the diaphragm valve (13) is controlled by adjusting the reverse drive rod (3).

2. The filling device according to claim 1, in which the sealing ring (14) is located on the connecting surface of the adapter (4) and the fixed connection (2), on the connecting surface of the fixed connection (2) and the fixed base (1) there is a first insulating sealing the ring (11), and on the landing surface of the fixed base (1) and the frame there is a second insulating sealing ring (12); an annular groove (15) of the dynamic seal is made on the inner wall of the fixed joint (2), in which an annular dynamic seal is placed on the drive shaft (5).

3. The filling device according to claim 1, wherein the drive mechanism includes a servo motor (23) with an output shaft connected to the screw (26) by means of a high-precision connection (25), the screw (26) driving the drive shaft (5) ) in the forward and reverse directions.

4. A filling device according to claim 1, wherein the metal membrane in the membrane valve (13) is made of metal with high wear resistance and elasticity.

5. The filling device according to claim 1, wherein the membrane valve (13) is a heat-resistant membrane valve.