[发明专利]膏体灌装中准确定量控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于定量灌装技术领域，具体涉及一种膏体灌装中准确定量控制系统及其控制方法。

背景技术

流体定量灌装，在日化行业中极为常见，一般而言，膏体粘度在500CP以下时，定量灌装基本上能准确定量，但高粘度的膏体的流动性较差，膏体含有高饱和蒸气压力的成分或生成物，在高速灌装中，容易产生蒸气泡，形成空洞，从而影响了灌装的容量以及产品的质量。

传统的灌装方法在灌装机中设定灌装速度，即进行膏体的灌装，在完成封尾、剪尾工序后再进行重量测试，而此时，已经与灌装机灌装时产生有10多瓶的距离了，导致质量监控滞后，影响生产的效率，次品率高，浪费物料和人力资源。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种定量准确、监控及时的膏体灌装中准确定量控制系统及其控制方法。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

本发明所述膏体灌装中准确定量控制系统，包括灌装机、设置在进料管道上的压力变送器和控制单元；

所述灌装机包括储料装置和用于调节灌装容量的机械调节机构；

所述压力变送器，用于测试膏体在进料管道内的瞬时压力，并将测试到的压力数据反馈至控制单元；

所述控制单元接收到压力变送器传输的压力参数，对压力参数进行处理，根据压力数据调节灌装机的机械调节机构，从而更准确地控制灌装容量。

进一步地，所述进料管道内设置有确保管道内膏体粘度稳定的恒温管道，所述恒温管道内设置有温度调节装置，所述温度调节装置与控制单元连接。

进一步地，膏体灌装中准确定量控制系统还设置有重量测试装置，用于测试定量容积腔灌装后的重量，所述重量测试装置将测试到的产品重量反馈至控制单元，控制单元根据产品重量参数进一步对灌装机的灌装量进行调控。

进一步地，所述灌装机的储料装置上设置有补料装置，用于补充灌装机的储料装置的膏体量，所述补料装置与控制单元连接。

本发明所述膏体灌装中准确定量控制方法，包括以下步骤：

（1）根据膏体粘度和定量容积腔的容量在控制单元上设定灌装机阀门驱动电机的速度和灌装电机的速度，灌装机阀门驱动电机通过凸轮控制进料阀门的开启时间，所述灌装电机的速度控制膏体流动的速度；

（2）灌装机的灌装电机工作，向定量容积腔灌装膏体；

（3）通过设置在定量容积腔的进料管道内的压力变送器监测膏体的瞬时压力；

（4）压力变送器将测量到定量容积腔的进料管道内膏体各个状态时的压力传输到控制单元；

（5）控制单元接收到膏体压力，不断地修正控制单元内设定的灌装机的灌装电机的速度，从而准确地控制灌装的容积。

进一步地，所述步骤（3）中压力变送器测试到的每次灌装时流体压力分为四个阶段，分别是：

第一阶段压力：膏体开始进入定量容积腔的瞬间压力，膏体由静止状态转入流动状态，根据流体力学的原理伯努利方程，此时的流体压力有向下的倾向；

第二阶段压力：在膏体进入定体积容积腔过程中，膏体有一段平衡流动的时间，此时的压力比较平稳，但根据流体力学的原理，此时的压力参数平稳但偏低；

第三阶段压力：在膏体停止流动瞬间，膏体在惯性作用下，必定会产生流体液击作用，此时监测到的压力必定有向上的倾向；

第四阶段压力：膏体在进料停止后就静止了，此时压力由储料装置储料量决定；

将测试到的四个阶段的压力参数输送至控制单元时，利用同步时间参数对压力数据进行分段处理。

进一步地，所述控制单元根据测试到的各个阶段的压力数据，对系统的各个部位进行调控；

所述控制单元根据第一阶段的压力参数，如果该阶段的压力参数与停止进料时相比，超出了预先设定的压力差，则显示有可能膏体内出现气泡，此时应降低灌装机的灌装电机的速度，以保证灌装产品的质量。

所述控制单元根据第二阶段的压力参数，可作为产品在进料管道温度的间接参照，压力偏低，表明温度偏低，阻力大，因此，可根据该压力参数调节进料管内恒温管道的温度。

如果第三阶段的压力参数过高，表明灌装机阀门关闭时缓冲可能有故障或者机器调试不适当，应提醒维修人员检测灌装机的阀门工作状态。

所述控制单元根据第四阶段的压力参数，监测储料装置的储料量，同时根据储料装置的储料量控制补料装置是否需要补料或停止补料给储料装置。