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液体灌装试验机及灌装试验方法

阅读：874发布：2023-03-01

专利汇可以提供液体灌装试验机及灌装试验方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及液体灌装试验机及灌装试验方法，主要包括吸液模块、灌装模块、液位跟踪模块以及伺服控制系统；吸液模块的计量泵活塞杆端连接一组滚珠丝杆螺母机构并能在伺服电机驱动下沿一边直线滑轨上下移动；灌装模块主要包括能够上下调节高度的灌装头；液位跟踪模块主要由位于灌装头下方的灌装瓶托盘以及液位检测装置构成，灌装瓶托盘通过另一组丝杠螺母机构由步进电机驱动并能够沿另一边直线滑轨上下移动，液位检测装置位于灌装瓶外围；灌装头与灌装瓶瓶口上下垂直相对；伺服控制系统主要包括PLC 控制器以及电机驱动器，各电机分别与各自的电机驱动器连接。本发明能够为各种灌装试验研究项目提供试验平台，自动化程度高，适用性强。，下面是液体灌装试验机及灌装试验方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.液体灌装试验机，其特征在于：主要包括吸液模块、灌装模块、液位跟踪模块以及伺服控制系统；吸液模块的计量泵活塞杆端连接一组滚珠丝杆螺母机构并能在伺服电机驱动下沿一边直线滑轨上下移动，计量泵分别安装有进口单向阀和出口单向阀，进口单向阀与储液箱相连，出口单向阀与灌装头相连；灌装模块主要包括能够上下调节高度的灌装头；
液位跟踪模块主要由位于灌装头下方的灌装瓶托盘以及液位检测装置构成，灌装瓶托盘通过另一组丝杠螺母机构由步进电机驱动并能够沿另一边直线滑轨上下移动，液位检测装置位于灌装瓶外围；灌装头与灌装瓶瓶口上下垂直相对；伺服控制系统由直流电源供电，主要包括PLC控制器以及电机驱动器，步进电机和伺服电机分别与各自的电机驱动器连接；
液位检测装置输出端与PLC控制器信号输入端连接，并将实时检测的灌装头与灌装瓶中液面距离反馈给PLC控制器；PLC控制器根据检测距离以及步进电机实时转速调整步进电机转速，使灌装头与灌装瓶液面间的距离始终保持为设定的液位跟踪距离。
2.根据权利要求1所述的液体灌装试验机，其特征在于：吸液模块中，伺服电机通过联轴器与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠上有第二螺母，第二螺母通过T型板与计量泵活塞杆连接，T型板与第二滑块连接，第二滑块能够沿第二直线导轨上下滑动。
3.根据权利要求1或2所述的液体灌装试验机，其特征在于：灌装模块中，水平横置的灌装头支撑板通过第一和第二松紧螺钉固定在竖直设置的灌装头调节杆上，并能通过松紧第一和第二松紧螺钉使灌装头支撑板沿灌装头调节杆上下滑动；灌装头通过波纹管与计量泵上的出口单向阀连接；灌装头竖直向下且与下方灌装瓶的瓶口中心上下对应。
4.根据权利要求3所述的液体灌装试验机，其特征在于：液位跟踪模块中，步进电机通过联轴器与第一滚珠丝杠连接，第一滚珠丝杠上有第一螺母，第一螺母与L型托盘的竖直端连接，托盘竖直端还与第一滑块连接，第一滑块能够在第一直线导轨上下自由滑动带动托盘升降；托板水平端上表面的中心设置用于固定灌装瓶的夹块；所述液位检测装置为光电传感器，光电传感器通过光电传感器支架悬空设置在托盘上方的灌装瓶外围，光电传感器支架固定在支持架上。
5.根据权利要求1或2或4所述的液体灌装试验机，其特征在于：伺服控制系统还包括人机界面、空气开关、限位开关、电源开关；电源开关和空气开关分别与直流电源连接；
伺服电机驱动器和步进电机驱动器经导线与PLC控制器相连，伺服电机与伺服电机驱动器相连，步进电机与步进电机驱动器相连，人机界面与PLC控制器相连；在计量泵活塞杆端的上、下极限位置以及托板的下极限位置分别设置极限开关。
6.一种利用权利要求1-5之一所述液体灌装试验机的灌装试验方法，其特征在于按如下步骤进行：
（1）首先确定需要进行灌装试验的灌装瓶类型，并设定灌装头与灌装瓶瓶底的液位跟踪距离，然后手动调整灌装头高度；
（2）启动液体灌装试验机，检查系统并进行系统复位，然后选择并设置试验参数；所设置的参数为：标准灌装量、灌装瓶容量、灌装瓶直径、灌装头类型、液位跟踪距离、灌液时间、吸液时间，并设置伺服电机及步进电机的最大极限速度及灌液速度曲线；
（3）启动各功能模块，开始高速吸灌液过程；
启动吸液模块使吸液泵吸液：启动灌装模块将计量泵中的液体灌入灌装瓶中，并同时利用液位跟踪模块保持灌装头与液面的距离为液位跟踪距离：
通过PLC控制器驱动伺服电机驱动器，伺服电机正转带动活塞向上运动，液体从储液箱中流出，经由进口单向阀通过进液口流入计量泵，实现精确吸液；
吸液完毕后进行灌液，伺服电机反转使活塞向下运动，计量泵中的液体通过出口单向阀流入灌装头中，并通过灌装头灌入灌装瓶中，瓶中液面升高；
灌液同时，光电传感器实时检测灌装头出液口与液面距离，若检测距离超出液位跟踪距离，则将产生信号反馈至PLC控制器，PLC控制器根据检测结果及步进电机转速，实时调节步进电机转速从而带动灌装瓶竖直向下运动，直至灌装头出液口与液面距离回到液位跟踪距离；整个灌液过程中，步进电机始终会根据伺服电机转速、光电传感器检测结果调整转速，带动灌装瓶运动，以保证灌装头出液口与液面距离不变；
（4）灌液结束，取下灌装瓶，观察液起泡飞溅现象，通过称重式检测方法检测该次液体灌装试验的精度；
（5）重复步骤（1）-（4），通过灌装精度检测对比，得出不同粘度液体及灌装瓶对应的最佳灌装工艺参数及灌装头结构。
7.根据权利要求6所述的灌装试验方法，其特征在于：步骤（3）中， PLC控制器根据灌装瓶的灌装量判断所需灌装量是否大于标准灌装量L，若大于L，计量泵快速吸液标准灌装量L的容量后按照设定灌液速度曲线通过灌装头全部灌液进入灌装瓶中；
一次灌液结束后，PLC控制器再次判断灌装瓶中的剩余灌装量是否大于标准灌装量L，若大于标准灌装量L，重复该过程至最终剩余灌装量小于标准灌装量L；之后，PLC控制器根据最终剩余灌装量计算出计量泵活塞所需行程和吸液速度曲线，伺服电机根据吸液速度曲线转动，带动计量泵活塞走完该行程完成吸液过程，然后根据设定灌液速度曲线通过灌装头完成该次灌液过程。

说明书全文

液体灌装试验机及灌装试验方法

技术领域

[0001] 本发明涉及液体灌装技术领域，具体地说是一种用于多项液体灌装试验研究的平台及试验方法。

背景技术

[0002] 目前，在液体灌装设备研究方面，国外的制造水平相对较高，已经实现高速、多用、高精度的功能。而国内液体灌装技术与国际先进水平还有很大差距，主要表现在一下几个方面：1、目前普遍采用的气动控制液体灌装机生产效率低、能耗高、稳定性和可靠性差；2、技术水平低，技术更新速度慢，新技术、新工艺、新材料应用少；3、满足特殊要求设备少，自主研发的高端全自动液体灌装机很少。其主要原因就是自主开发能力不足，我国食品和包装机械主要还是仿制、测绘，稍加国产化改进。4、结构上，传统的灌装机采用“头动瓶定”灌装方式，即在灌装过程中，随瓶中液面上升，灌装头随之上升，以保证灌装头到液面距离恒定。这种方法能在一定程度上避免喷溅起泡，但在灌装头升降过程中，因加速度变化，喷溅液柱产生冲击力，致使瓶中液面波动，同时易使灌装头尾部产生拉丝或滴漏现象。

[0003] 此外，对于液体灌装的试验研究，目前工作开展的比较少。经检索，国内还没有研发类似的液体灌装试验机。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是：针对上述不足，提供一种液体灌装试验机及灌装试验方法，为各种灌装试验研究项目提供试验平台，自动化程度高，适用性强。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：液体灌装试验机，其特征在于：主要包括吸液模块、灌装模块、液位跟踪模块以及伺服控制系统；吸液模块的计量泵活塞杆端连接一组滚珠丝杆螺母机构并能在伺服电机驱动下沿一边直线滑轨上下移动，计量泵分别安装有进口单向阀和出口单向阀，进口单向阀与储液箱相连，出口单向阀与灌装头相连；灌装模块主要包括能够上下调节高度的灌装头；液位跟踪模块主要由位于灌装头下方的灌装瓶托盘以及液位检测装置构成，灌装瓶托盘通过另一组丝杠螺母机构由步进电机驱动并能够沿另一边直线滑轨上下移动，液位检测装置位于灌装瓶外围；灌装头与灌装瓶瓶口上下垂直相对；伺服控制系统由直流电源供电，主要包括PLC控制器以及电机驱动器，步进电机和伺服电机分别与各自的电机驱动器连接；液位检测装置输出端与PLC控制器信号输入端连接，并将实时检测的灌装头与灌装瓶中液面距离反馈给PLC控制器；PLC控制器根据检测距离以及步进电机实时转速调整步进电机转速，使灌装头与灌装瓶液面间的距离始终保持为设定的液位跟踪距离。

[0006] 按上述技术方案，吸液模块中，伺服电机通过联轴器与第二滚珠丝杠连接，第二滚珠丝杠上有第二螺母，第二螺母通过T型板与计量泵活塞杆连接，T型板与第二滑块连接，第二滑块能够沿第二直线导轨上下滑动。

[0007] 按上述技术方案，灌装模块中，水平横置的灌装头支撑板通过第一和第二松紧螺钉固定在竖直设置的灌装头调节杆上，并能通过松紧第一和第二松紧螺钉使灌装头支撑板沿灌装头调节杆上下滑动；灌装头通过波纹管与计量泵上的出口单向阀连接；灌装头竖直向下且与下方灌装瓶的瓶口中心上下对应。

[0008] 按上述技术方案，液位跟踪模块中，步进电机通过联轴器与第一滚珠丝杠连接，第一滚珠丝杠上有第一螺母，第一螺母与L型托盘的竖直端连接，托盘竖直端还与第一滑块连接，第一滑块能够在第一直线导轨上下自由滑动带动托盘升降；托板水平端上表面的中心设置用于固定灌装瓶的夹块；所述液位检测装置为光电传感器，光电传感器通过光电传感器支架悬空设置在托盘上方的灌装瓶外围，光电传感器支架固定在支持架上。

[0009] 按上述技术方案：伺服控制系统还包括人机界面、空气开关、限位开关、电源开关；电源开关和空气开关分别与直流电源连接；伺服电机驱动器和步进电机驱动器经导线与PLC控制器相连，伺服电机与伺服电机驱动器相连，步进电机与步进电机驱动器相连，人机界面与PLC控制器相连；在计量泵活塞杆端的上、下极限位置以及托板的下极限位置分别设置极限开关。

[0010] 一种利用上述液体灌装试验机的灌装试验方法，其特征在于按如下步骤进行：（1）首先确定需要进行灌装试验的灌装瓶类型，并设定灌装头与灌装瓶瓶底的液位跟踪距离，然后手动调整灌装头高度；
（2）启动液体灌装试验机，检查系统并进行系统复位，然后选择并设置试验参数；所设置的参数为：标准灌装量、灌装瓶容量、灌装瓶直径、灌装头类型、液位跟踪距离、灌液时间、吸液时间，并设置伺服电机及步进电机的最大极限速度及灌液速度曲线；
（3）启动各功能模块，开始高速吸灌液过程；
启动吸液模块使吸液泵吸液：启动灌装模块将计量泵中的液体灌入灌装瓶中，并同时利用液位跟踪模块保持灌装头与液面的距离为液位跟踪距离：
通过PLC控制器驱动伺服电机驱动器，伺服电机正转带动活塞向上运动，液体从储液箱中流出，经由进口单向阀通过进液口流入计量泵，实现精确吸液；
吸液完毕后进行灌液，伺服电机反转使活塞向下运动，计量泵中的液体通过出口单向阀流入灌装头中，并通过灌装头灌入灌装瓶中，瓶中液面升高；
灌液同时，光电传感器实时检测灌装头出液口与液面距离，若检测距离超出液位跟踪距离，则将产生信号反馈至PLC控制器，PLC控制器根据检测结果及步进电机转速，实时调节步进电机转速从而带动灌装瓶竖直向下运动，直至灌装头出液口与液面距离回到液位跟踪距离；整个灌液过程中，步进电机始终会根据伺服电机转速、光电传感器检测结果调整转速，带动灌装瓶运动，以保证灌装头出液口与液面距离不变；
（4）灌液结束，取下灌装瓶，观察液起泡飞溅现象，通过称重式检测方法检测该次液体灌装试验的精度；
（5）重复步骤（1）-（4），通过灌装精度检测对比，得出不同粘度液体及灌装瓶对应的最佳灌装工艺参数及灌装头结构。

[0011] 按上述技术方案，步骤（3）中， PLC控制器根据灌装瓶的灌装量判断所需灌装量是否大于标准灌装量L，若大于L，计量泵快速吸液标准灌装量L的容量后按照设定灌液速度曲线通过灌装头全部灌液进入灌装瓶中；一次灌液结束后，PLC控制器再次判断灌装瓶中的剩余灌装量是否大于标准灌装量L，若大于标准灌装量L，重复该过程至最终剩余灌装量小于标准灌装量L；之后，PLC控制器根据最终剩余灌装量计算出计量泵活塞所需行程和吸液速度曲线，伺服电机根据吸液速度曲线转动，带动计量泵活塞走完该行程完成吸液过程，然后根据设定灌液速度曲线通过灌装头完成该次灌液过程。

[0012] 针对不同灌装粘度液体及灌装量范围，可通过一系列试验进行相关的灌装工艺参数优化。该发明适用灌装液体粘度范围：1.14 mPa·s（水）—100mPa·s（食用油）；灌装量范围：10—2000ml；灌装工艺参数：最优灌装曲线，最优液位跟踪距离。针对不同灌装液体及灌装量，该发明可对加速灌液、匀速灌液和减速灌液三个阶段进行量化试验，得到该液体的最优灌装曲线，以保证灌装精度及灌装效率；同时，该发明可试验得到最优液位跟踪距离，最大限度减少灌装过程中的飞溅、起泡和滴漏现象。

[0013] 针对不同灌装粘度液体及灌装量，在确定了最优灌装速度曲线和最优液位跟踪距离后下，可通过一系列试验进行相关的灌装头结构参数的优化。灌装头结构优化参数优化范围：管径：2—12mm;管长：30—250mm;内壁粗糙度：Ra1.6—Ra6.3;出液口形状：直口、斜口、内敛口、外张口，其中斜口、内敛口、外张口倾斜角以15°为梯段，在15°—75°范围内阶梯变化。通过试验得到最优灌装工艺参数及灌装头结构参数后，该发明的灌装精度可达到3‰，平均灌装速度250ml/s,且防飞溅、起泡、滴漏效果良好。

[0014] 由此，本发明的液体灌装试验机改进了灌装工艺，与传统的“头动瓶定”不同，其采用了“头定瓶动”的液位跟踪设计思想，在确定灌装瓶类型和灌装头种类后，固定灌装头，通过移动灌装瓶来始终保持灌装头出液口与灌装瓶中的液面距离始终不变，避免了在灌液过程中产生拉丝、滴液现象。本发明的伺服控制系统采用的是PLC控制器，以利于实现上位计算机进行示教编程。本发明的灌装头支撑板与灌装头调节杆相连，通过松紧螺钉，滑动灌装头支撑板至合适位置，可按试验要求对灌装头进行高度调节或更换灌装头，然后紧固螺钉灌装头使快速更换固定，使灌装头出液口与瓶底达到预设距离值，同时满足灌装头与瓶口垂直要求，方便灌装头高度调节、快速跟换、快速固定。吸液模块和液位跟踪模块均采用滚珠丝杠与直线导轨相配合的方式传动，传动平稳，精度高。试验时，只需根据试验要求，在人机交互界面上输入并选择相应的试验参数，系统机会自动生成相应PLC控制程序，试验效率高，适用性强。具有很高的工程指导价值及市场使用价值。

[0015] 本发明可为以下几个方向提供试验研究：灌液速度曲线对灌装精度、速度的影响；灌装头出液口距液面的距离对飞溅、起泡现象的影响；不同内径、长度、内壁粗糙度、出液口形状的灌装头灌液时内部的流体形态，及其对灌装精度、速度、飞溅起泡和滴漏的影响。

[0016] 附图说明:下面结合附图和各实施例对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明液体灌装试验机的结构示意图（主视图）；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的B-B剖视图；
图4是图1的俯视图（去掉顶板后）；
图5是本发明的工作流程图。

[0017] 附图标记对应如下：支持架1、第一滑块2、托盘3、夹块4、第一直线导轨5、光电传感器支持架6、第一螺母7、第一滚珠丝杠8、步进电机9、急停开关10、直流电源11、步进电机驱动器12、可编程控制器13、电源开关14、伺服电机驱动器15、空气开关16、人机界面17、第一松紧螺钉18、第二松紧螺钉19、灌装头支撑板20、灌装头调节杆21、第二螺母22、第二滚珠丝杠23、伺服电机24、第二滑块25 、T型板26、第二直线导轨27、计量泵28、储液箱
29、进口单向阀30、出口单向阀31、波纹管32。

[0018] 具体实施方式：下面结合附图对发明进一步说明：
根据本发明实施的液体灌装试验机，主要包括吸液模块、灌装模块、液位跟踪模块以及伺服控制系统四部分组成。

[0019] 吸液模块：伺服电机24通过联轴器与第二滚珠丝杠23连接，第二滚珠丝杠23上有第二螺母22，第二螺母22通过T型板26与计量泵28活塞杆连接，T型板26与第二滑块25连接，第二滑块25可以在第二直线导轨27上下滑动，保证活塞杆与第二直线导轨27平行，精度高；计量泵28分别安装有进口单向阀30和出口单向阀31，进口单向阀30与储液箱
29相连，出口单向阀31通过管路与灌装头相连。伺服电机24通过联轴器带动第二滚珠丝杠23转动，将第二滚珠丝杠23的旋转运动转化为第二螺母22的竖直运动，带动活塞上下运动。伺服电机24正转，活塞向上运动，液体从储液箱29中流出，经由进口单向阀30通过进液口流入计量泵28，实现精确吸液过程；伺服电机24反转，活塞向下运动，液体通过出液口经由出口单向阀31流出计量泵28，流入灌装头后实现灌液功能。同时，第二螺母22通过T型板26与第二滑块固连，第二直线导轨起到导向支撑作用，减小了运动传递过程的阻力，使得吸液灌液过程能更加顺利地进行。本实施例中计量泵28为适合灌装10—550ml液体的柱塞式计量泵。

[0020] 灌装模块：水平横置的灌装头支撑板20通过第一和第二松紧螺钉18、19固定在竖直设置的灌装头调节杆21上，并能通过松紧第一和第二松紧螺钉18、19，使灌装头支撑板20沿灌装头调节杆21上下滑动而调节灌装头的高低，从而使灌装头出液口与灌装瓶的瓶底达到预设距离值，可实现灌装头快速更换固定功能，同时满足灌装头与瓶口垂直要求；灌装头通过波纹管32与计量泵28上的出口单向阀31连接；灌装头竖直向下且与下方灌装瓶的瓶口中心上下对应。

[0021] 液位跟踪模块：步进电机9通过联轴器与第一滚珠丝杠8连接，第一滚珠丝杠8上有第一螺母7，第一螺母7与L型托盘3的竖直端连接，托盘3竖直端还与第一滑块2连接，第一滑块2能够在第一直线导轨5上下自由滑动带动托盘3升降；托板3水平端上表面的中心设置用于固定灌装瓶的夹块4，灌装瓶位于夹块4中；光电传感器通过光电传感器支架6悬空设置在托盘3的上方的灌装瓶外围，用于检测灌装瓶中的液位，光电传感器支架6固定在支持架1上；工作时，步进电机9带动第一滚珠丝杠8转动，将第一滚珠丝杠的旋转运动转化为第一螺母7的竖直运动，第一螺母带动托盘、进而实现灌装瓶的竖直上下运动，保证灌装头出液口与灌装瓶中的液面始终保持在预设的距离。同时，第一滑块2通过托盘与第一螺母连接，起导向和支撑作用，保证灌装瓶竖直运动能够顺利进行。

[0022] 伺服控制系统：主要包括可编程控制器（PLC系统）13、直流电源11、伺服电机驱动器15和步进电机驱动器12、人机界面17、空气开关16、电源开关14；由电源开关14控制系统启停，伺服电机驱动器15和步进电机驱动器12经导线与可编程控制器13相连，伺服电机24与伺服电机驱动器15相连，步进电机9与步进电机驱动器12相连，人机界面17与可编程控制器13相连，空气开关14与直流电源11相连；人机界面的主要作用是输入工作命令、设置参数等进而控制系统的动作，方便用户读取信息，了解系统的工作状态；此外，在计量泵活塞杆端的上、下极限位置分别设置极限开关，当计量泵活塞缸运动到上、下极限位置时，T型板将触发极限开关，PLC控制伺服电机停止运转；在托板3的下极限位置设置极限开关，当托盘运动到下极限位置时，极限开关被触发，PLC控制步进电机停止转动，从而避免事故的发生。同时设置急停开关10，在系统出现故障致使机器处于危险状态时切断电源,停止设备运转,以保护人身和设备的安全。

[0023] 本发明的工作过程按如下步骤进行：（1）首先确定需要进行灌装试验的灌装瓶类型，并设定灌装头与灌装瓶瓶底的液位跟踪距离，然后手动调整灌装头高度：
在确定灌装瓶类型后，将灌装瓶放置在托盘上，根据灌装瓶高度，通过松紧第一和第二松紧螺钉18、19，滑动灌装头支撑板20，手动调节灌装头至合适位置，使灌装头出液口与瓶底达到液位跟踪距离；
（2）启动液体灌装试验机，检查系统并进行系统复位，然后选择并设置试验参数：
在人机界面17上按下进入键，若人机界面17显示PLC故障，PLC13报警并停止工作；
检查排除故障后，按下复位键，PLC13调用复位程序，伺服电机和步进电机分别带动计量泵活塞和托盘至初始位置；
复位完毕后，选择自动工作状态，由人工输入灌装瓶容量、灌装头类型、液位跟踪距离、灌液时间、吸液时间，并设置伺服电机及步进电机的最大极限速度及灌液速度曲线。

[0024] （3）返回人机界面主界面，按下自动开关启，开始高速吸灌液过程。

[0025] 启动吸液模块使吸液泵吸液：启动灌装模块将计量泵中的液体灌入灌装瓶中，并同时利用液位跟踪模块保持灌装头与液面的距离为液位跟踪距离：通过PLC系统13驱动伺服电机驱动器，伺服电机24正转，活塞向上运动，液体从储液箱29中流出，经由进口单向阀30通过进液口流入计量泵28，实现精确吸液；
吸液完毕后进行灌液，伺服电机24反转使活塞向下运动，计量泵中的液体通过出口单向阀31流入灌装头中，并通过灌装头灌入灌装瓶中，瓶中液面升高；
灌液同时，光电传感器实时检测灌装头出液口与液面距离，若检测距离超出液位跟踪距离，则将产生信号反馈至PLC系统13，PLC系统13根据检测结果及步进电机转速，实时调节步进电机9转速从而带动灌装瓶竖直向下运动，直至灌装头出液口与液面距离回到液位跟踪距离；整个灌液过程中，步进电机始终会根据伺服电机转速、光电传感器信号配合以合适的转速，带动灌装瓶运动，以保证灌装头出液口与液面距离不变。

[0026] （4）灌液结束，取下灌装瓶，观察液起泡飞溅现象，通过称重式检测方法检测该次液体灌装试验的精度。

[0027] （5）重复步骤（1）-（4），通过灌装精度检测对比，得出不同粘度液体及灌装瓶对应的最佳灌装工艺参数及灌装头结构。

[0028] 上述的步骤（3）中，根据灌装瓶类型设定标准灌装量L为500ml， PLC系统13根据灌装瓶的灌装量判断所需灌装量是否大于500ml，若大于500ml,计量泵快速吸液500ml后按照设定灌液速度曲线通过灌装头灌液500ml进入灌装瓶中；一次灌液结束后，系统再次判断灌装瓶中的剩余灌装量是否大于500ml，若大于
500ml，重复该过程至最终剩余灌装量小于500ml，系统根据最终剩余灌装量计算出计量泵活塞所需行程和吸液速度曲线，伺服电机根据吸液速度曲线转动，带动计量泵活塞走完该行程完成吸液过程，然后根据设定灌液速度曲线通过灌装头完成该次灌液过程。

[0029] 针对不同灌装粘度液体及灌装量范围，可通过一系列试验进行相关的灌装工艺参数优化。该发明适用灌装液体粘度范围：1.14 mPa·s（水）—100mPa·s（食用油）；灌装量范围：10—2000ml；灌装工艺参数：最优灌装曲线，最优液位跟踪距离。针对不同灌装液体及灌装量，该发明可对加速灌液、匀速灌液和减速灌液三个阶段进行量化试验，得到该液体的最优灌装曲线，以保证灌装精度及灌装效率；同时，该发明可试验得到最优液位跟踪距离，最大限度减少灌装过程中的飞溅、起泡和滴漏现象。

[0030] 针对不同灌装粘度液体及灌装量，在确定了最优灌装速度曲线和最优液位跟踪距离后下，可通过一系列试验进行相关的灌装头结构参数的优化。灌装头结构优化参数优化范围：管径：2—12mm;管长：30—250mm;内壁粗糙度：Ra1.6—Ra6.3;出液口形状：直口、斜口、内敛口、外张口，其中斜口、内敛口、外张口倾斜角以15°为梯段，在15°—75°范围内阶梯变化。通过试验得到最优灌装工艺参数及灌装头结构参数后，该发明的灌装精度可达到3‰，平均灌装速度250ml/s,且防飞溅、起泡、滴漏效果良好。

[0031] 由此，本发明的液体灌装试验机改进了灌装工艺，与传统的“头动瓶定”不同，其采用了“头定瓶动”的液位跟踪设计思想，在确定灌装瓶类型后，固定灌装头，移动灌装瓶来始终保持灌装头出液口与灌装瓶中的液面的距离不变，避免了在灌液过程中产生拉丝、滴液现象。本发明由于采用上述结构，结构新颖、自动化程度高、工作效率高、安全可靠、使用寿命长、用户投资少，适用范围广。

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液体灌装试验机及灌装试验方法

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