开盖装置、蒸煮设备及自动开盖控制方法 |
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| 申请号 | CN202410076803.9 | 申请日 | 2024-01-18 | 公开(公告)号 | CN117898450A | 公开(公告)日 | 2024-04-19 |
| 申请人 | 宁波长荣酿造设备有限公司; | 发明人 | 任博; 徐伟栋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及自动化生产技术领域，具体地涉及一种开盖装置、蒸煮设备及自动开盖控制方法。开盖装置，用于蒸煮锅的开闭，蒸煮锅包括锅盖和锅体，开盖装置包括 旋转机 构、保险机构和密封气囊，旋转机构能够带动锅盖进行旋转以与锅体分离或合体；保险机构具备伸缩部件，该伸缩部件响应于蒸煮锅的密封状态而伸缩，在伸长状态下与锅盖卡合；密封气囊设置在锅盖与锅体的接合 位置 ，利用通气或排气来切换密封状态，旋转机构与密封气囊联动。开盖装置可以机械化、自动化地控制锅盖的开启和关闭，提高蒸煮锅的工作效率和安全性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种开盖装置，用于蒸煮锅的开闭，所述蒸煮锅包括锅盖和锅体，其特征在于，所述开盖装置包括： |
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| 说明书全文 | 开盖装置、蒸煮设备及自动开盖控制方法技术领域[0001] 本发明涉及自动化生产技术领域，具体地涉及一种开盖装置、蒸煮设备及自动开盖控制方法。 背景技术[0002] 旋转蒸煮锅是调味品行业蒸煮原料的主要设备，旋转蒸煮锅的锅盖和锅体通过机械结构卡合固定，一般需要作业人员手动进行锅盖的开启和关闭。因为旋转蒸煮锅需要高温高压进行蒸煮加工，且旋转蒸煮锅的锅盖的重量极大，人工进行开启和关闭时，劳动强度大、效率低；再则，锅盖开启时高温的锅盖和锅体以及溢出的高温气体容易造成烫伤，人工作业安全性低。 发明内容[0003] 针对以上问题，本发明提供了一种开盖装置、蒸煮设备及自动开盖控制方法，开盖装置可以机械化、自动化地控制锅盖的开启和关闭，提高蒸煮锅的工作效率和安全性。 [0004] 在本发明的技术方案中，提供了一种开盖装置，用于蒸煮锅的开闭，蒸煮锅包括锅盖和锅体，开盖装置包括旋转机构、保险机构和密封气囊，旋转机构能够带动锅盖进行旋转以与锅体分离或合体；保险机构具备伸缩部件，该伸缩部件响应于蒸煮锅的密封状态而伸缩，在伸长状态下与锅盖卡合；密封气囊设置在锅盖与锅体的接合位置，利用通气或排气来切换密封状态，旋转机构与密封气囊联动。 [0005] 根据本发明的技术方案，开盖装置通过保险机构与锅盖卡合，将锅盖定位在预设位置，旋转机构同样移动至预设位置，从而旋转机构能够与锅盖卡合，进而带动锅盖旋转以与锅体分离或合体。密封气囊通气时，使锅盖与锅体的接合位置处于密封状态；密封气囊排气后，使锅盖与锅体的接合位置处于非密封状态。旋转机构与密封气囊联动，在锅盖开启前关闭后，锅盖与锅体之间始终能够保持密封，以进一步提高使用安全性。 [0006] 在本发明的技术方案中，旋转机构包括转盘以及设置在转盘下方的多个卡爪，各卡爪分别具有基部、从基部伸出的卡止部以及承接部，承接部设置在卡止部的下方。 [0007] 根据本发明的技术方案，卡爪伸出的卡止部和承接部分别与锅盖卡合并承接锅盖，使旋转机构能够带动锅盖旋转并实现对锅盖的抓取和放置动作。 [0008] 在本发明的技术方案中，开盖装置还包括控制机构，对旋转机构和密封气囊进行控制，以使在利用旋转机构带动锅盖旋转而与锅体合体之后，密封气囊通气规定时间，以及/或者，密封气囊排气规定时间后，利用旋转机构带动锅盖旋转而与锅体分离。 [0009] 根据本发明的技术方案，通过控制机构联动控制旋转机构和密封气囊，使得旋转机构带动锅盖和锅体合体后，密封气囊及时将锅盖和锅体进行密封；密封气囊排气后，旋转机构再带动锅盖旋转使其与锅体分离；从而保证在锅盖和锅体合体时，两者之间始终能够保持密封状态。 [0010] 优选地，在本发明的技术方案中，规定时间为3‑5秒。 [0011] 在本发明的技术方案中，控制机构对保险机构和密封气囊进行控制，以使伸缩部件与密封气囊联动。 [0012] 根据本发明的技术方案，保证旋转机构带动锅盖和锅体合体后，密封气囊及时充气密封并使得保险机构与密封气囊联动地将锅体定位；以及密封气囊放气完成后，保险机构与密封气囊联动地从锅体脱开，旋转机构再带动锅盖旋转与锅体分离；从而提高自动开关盖的效率和安全性。 [0013] 在本发明的技术方案中，开盖装置还包括升降机构和移动机构，旋转机构与升降机构固定，沿升降机构的高度方向移动；升降机构与移动机构固定，沿移动机构的长度方向移动。 [0014] 根据本发明的技术方案，旋转机构可以沿着升降机构的高度方向、移动机构的长度方向移动，来接近和远离锅体设置位置，带动锅盖进行开盖关盖动作。 [0015] 在本发明的技术方案中，还提供了一种蒸煮设备，包括蒸煮锅以及上述蒸煮锅的开盖装置。 [0016] 在本发明的技术方案中，蒸煮锅具备锅盖和锅体，在锅体设置有锅口槽，开盖装置的密封气囊设置于锅口槽且能够在通气状态下抵接于锅盖。 [0017] 根据本发明的技术方案，锅口槽内密封气囊在通气状态下，可以与锅盖抵接，即填充锅口槽内锅体和锅盖之间的缝隙，使锅体和锅盖实现密封。 [0018] 在本发明的技术方案中，蒸煮设备还包括锅体旋转机构和定位机构，锅体旋转机构带动锅体旋转；定位机构通过与锅体所具备的定位槽卡合而将锅体定位。 [0020] 在本发明的技术方案中，还提供了一种自动开盖控制方法，应用于上述蒸煮设备，包括：锅体定位步骤S1，锅体停止转动后，定位机构与锅体所具备的定位槽卡合而将锅体定位；锅盖定位步骤S2，开盖装置移动到锅体上方，与锅盖卡合；保险步骤S3，保险机构的伸缩部件收缩，与锅盖脱离；密封步骤S4，密封气囊放气达到预设时间；旋转开盖步骤S5，旋转机构带动锅盖旋转，以与锅体分离。 [0021] 在本发明的技术方案中，还提供了一种自动关盖控制方法，应用于上述蒸煮设备，包括：锅体定位步骤S6，锅体停止转动后，定位机构与锅体所具备的定位槽卡合而将锅体定位；锅盖定位步骤S7，开盖装置移动锅盖，使锅盖与锅体抵接；旋转关盖步骤S8，旋转机构带动锅盖旋转，以与锅体合体；密封步骤S9，密封气囊充气达到预设时间；保险步骤S10，保险机构的伸缩部件伸长，与锅盖卡合。附图说明 [0022] 图1是本发明的实施方式中提供的一种蒸煮设备的示意图。 [0023] 图2是本发明的实施方式中提供的一种蒸煮锅的正视图。 [0024] 图3是本发明的实施方式中提供的一种蒸煮锅的侧视图。 [0025] 图4是本发明的实施方式中提供的蒸煮锅和开盖装置的局部爆炸图。 [0026] 图5是本发明的实施方式中提供的锅盖和旋转机构的配合示意图。 [0027] 图6是本发明的实施方式中提供的锅盖和旋转机构的配合示意图。 [0028] 图7是本发明的实施方式中提供的卡爪收缩状态的示意图。 [0029] 图8是本发明的实施方式中提供的卡爪伸出状态的示意图。 [0030] 图9是本发明的实施方式中提供的蒸煮锅和开盖装置的局部图。 [0031] 图10是本发明的实施方式中提供的移动机构的俯视图。 [0032] 图11是本发明的实施方式中提供的移动机构的俯视图。 [0033] 图12是本发明的实施方式中提供的一种自动开盖控制方法的流程图。 [0034] 图13是本发明的实施方式中提供的一种自动关盖控制方法的流程图。 [0035] 附图标记说明：100‑蒸煮锅，101‑锅盖，1011‑保险槽，1012‑抵接槽，1013‑卡止槽，1014‑配合块，102‑锅体，1021‑定位槽，1022‑配合块，1023‑平台部，1024‑锅口槽，103‑锅体旋转机构，104‑定位机构，1‑开盖装置，2‑旋转机构，20‑转盘，21‑卡爪，210‑基部，211‑卡止部，212‑承接部，3‑保险机构，31‑伸缩部件，4‑密封气囊，5‑升降机构，6‑移动机构，61‑移动轨道，62‑移动滑块。 具体实施方式[0036] 下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明的保护范围。 [0037] 【蒸煮设备】 [0038] 图1是本发明的实施方式中提供的一种蒸煮设备的示意图。 [0039] 如图1所示，在本发明的实施方式中，提供了一种蒸煮设备，其包括蒸煮锅100和开盖装置1。蒸煮锅100通常用于酿造、食品、固态发酵等行业的食品原料蒸煮加工。开盖装置1用于进行蒸煮锅100的开闭。 [0040] 图2‑3是本发明的实施方式中提供的一种蒸煮锅的示意图。 [0041] 如图2‑3所示，在本实施方式中，蒸煮锅100设置为旋转式蒸煮锅，包括锅盖101和锅体102。蒸煮锅100作业时，锅体102旋转，带动内部的食材原料旋转翻动均匀受热，锅盖101与锅体102连接密封，使蒸煮锅100内部保持高温高压的作业环境。 [0042] 在本实施方式中，蒸煮设备还包括锅体旋转机构103和定位机构104。锅体旋转机构103用于带动锅体102旋转，进行蒸煮作业，锅体旋转机构103设置于锅体102两侧，具体可以设置为电机驱动的传动轴承，来驱动锅体102旋转。 [0043] 在本实施方式中，定位机构104设置有两个，分别配置于锅体102的两侧，分别通过与锅体102的两侧所具备的定位槽1021卡合而将锅体102定位。定位机构104包含伸缩结构，仅在定位槽1021与定位结构104位置对应时，伸缩结构可以伸长并卡入定位槽1021中。因此，定位机构104能够对锅体102进行限位，保证锅体102每次停止旋转时，停止在同一指定位置(使得定位槽1021与定位机构104位置对应的位置)，从而方便开盖装置1能够准确地定位到锅体102的位置而进行开盖关盖动作。 [0044] 在上述实施方式中以旋转式蒸煮锅为例进行说明，而在本发明的其他实施方式中，蒸煮锅100的类型、结构可根据实际情况进行调整，例如也可以是非旋转的普通高压蒸煮锅，在此不作限制。 [0045] 【开盖装置】 [0046] 图4是本发明的实施方式中提供的蒸煮锅100和开盖装置1的局部爆炸图。 [0047] 如图4所示，在本发明的实施方式中，开盖装置1包括旋转机构2、保险机构3和密封气囊4，旋转机构2能够带动锅盖101进行旋转以与锅体102分离或合体。 [0048] 图5‑6是本发明的实施方式中提供的锅盖和旋转机构的配合示意图。 [0049] 如图5‑6所示，在本发明的实施方式中，在锅盖101的上表面(与旋转机构2的抵接面)形成有圆形的抵接槽1012，抵接槽1012边沿形成有3个卡止槽1013。 [0050] 图7‑8是本发明的实施方式中提供的卡爪伸缩状态的示意图。 [0051] 如图7‑8所示，在本发明的实施方式中，旋转机构2包括转盘20以及设置在转盘20下方的3个卡爪21，每个卡爪21分别具有基部210、从基部210伸出的卡止部211以及承接部212，承接部212设置在卡止部211的下方。卡爪21收缩时，承接部212沿轴向方向伸出的长度小于卡止部211沿轴向方向伸出的长度；卡爪21伸出时，承接部212沿轴向方向伸出的长度大于卡止部211沿轴向方向伸出的长度。 [0052] 在本实施方式中，旋转机构2的转盘20与抵接槽1012同轴设置，转盘20下方的3个卡爪21分别卡入在抵接槽1012边沿形成的3个卡止槽1013中。具体地，卡爪21抓取锅盖101时，旋转机构2整体沿高度方向H靠近锅盖101，卡爪21处于收缩状态，从基部210伸出的卡止部211抵入卡止槽1013中，卡止部211下方的承接部212处于抵接槽1012中；然后卡爪21进行伸长动作，卡止部211下方的承接部212处于卡止槽1013下方沿转盘20的轴向方向伸长，使承接部212沿轴向方向伸出的长度大于卡止部211沿轴向方向伸出的长度，承接部212卡入卡止槽1013下方；卡爪21的卡止部211和承接部212从上下两侧与卡止槽1013卡合固定，从而旋转机构2能够通过3个卡爪21抓取固定锅盖101，实现旋转机构2带动锅盖101旋转并实现对锅盖101的抓取和放置动作。 [0053] 在本发明的其他实施方式中，旋转机构2和锅盖101之间的连接固定结构还可以是铆合、夹爪等其他任何形式，在此不作限制。 [0054] 图9是本发明的实施方式中提供的蒸煮锅和开盖装置的局部图。 [0055] 如图4‑9所示，在本发明的实施方式中，蒸煮锅100的锅体102开口处有沿轴向方向向外凸起的多个配合块1022；锅盖101开口处有沿轴向方向向内凸起的多个配合块1014。关闭锅盖101时，旋转机构2带动锅盖101移动至锅体102上方，并使锅盖101的多个配合块1014与锅体102的多个配合块1022交错(锅盖101的多个配合块1014与锅体102的多个配合块1022在高度方向H上的投影无重叠部分)。然后旋转机构2带动锅盖101沿高度方向H下降，使锅盖101的多个配合块1014从锅体102的多个配合块102之间穿过，下降至锅盖101的多个配合块1014沿高度方向H完全超过锅体102的多个配合块102。接着旋转机构2带动旋转锅盖 101，使锅体102的配合块1022与锅盖101的配合块1014沿高度方向H对齐并抵接并相互卡合，限制锅体102与锅盖101进行沿高度方向H的相对运动，使锅体102与锅盖101锁止合体。 同样地，开启锅盖101时，将锅体102与锅盖101沿高度方向H分离，需要先旋转锅盖101，使锅体102的配合块1022与锅盖101的配合块1014沿高度方向H的投影无重叠部分。 [0056] 旋转机构2与密封气囊4联动，密封气囊4设置在锅盖101与锅体102的接合位置，利用通气或排气来切换锅盖101与锅体102之间的密封状态。 [0057] 具体地，在锅体102的开口处设置有锅口槽1024，锅口槽1024设置为环绕锅体102的开口处形成的环状凹槽。开盖装置1的密封气囊4设置于锅口槽1024内且能够在通气状态下抵接于锅盖101，从而填充锅口槽1024处锅体102和锅盖101之间的缝隙，使锅体102和锅盖101之间实现密封。 [0058] 在本实施方式中，旋转机构2旋转锅盖101使其与锅体102锁止合体后，密封气囊4充气，使锅盖101与锅体102之间密封；旋转机构2旋转锅盖101使其与锅体102分离前，密封气囊4放气，使锅盖101与锅体102之间密封状态解除，锅体102内的高压气体可以从配合块1022之间的缝隙放出。从而在提高开关盖效率的同时，保证蒸煮锅100高温高压作业的安全性。 [0059] 开盖装置1中的保险机构3可以锚定上述锅体102与锅盖101之间锁止合体的相对位置。参考图7，保险机构3固定于锅体102一侧形成的平台部1023上，保险机构3具备伸缩部件31，伸缩部件31在伸长状态下能够与锅盖101上的保险槽1011卡合；换言之，伸缩部件31与锅盖101上的保险槽1011卡合时，能够限制锅体102与锅盖101进行沿周向方向的相对转动。 [0060] 在本实施方式中，该伸缩部件31响应于蒸煮锅100的密封状态而伸缩，旋转机构2旋转锅盖101使其与锅体102锁止合体后，密封气囊4充气，使锅盖101与锅体102之间密封，然后保险机构3的伸缩部件31伸出，保证蒸煮锅100密封后锅盖101与锅体102之间无相对转动。密封气囊4放气前，使保险机构3的伸缩部件31先收回，保证密封气囊4放气完成后，旋转机构2即可旋转锅盖101使其与锅体102分离。从而进一步地提高蒸煮锅100的开关盖的效率和安全性。 [0061] 在本发明的实施方式中，开盖装置1还包括控制机构(未示出)，对旋转机构2、保险机构3和密封气囊4进行控制，以使保险机构3的伸缩部件31与密封气囊4的充放气实现上述联动控制。 [0062] 控制机构控制实现：在利用旋转机构2带动锅盖101旋转而与锅体102合体之后，密封气囊4通气规定时间，以及/或者，密封气囊4排气规定时间后，再利用旋转机构2带动锅盖101旋转而与锅体102分离。从而保证在锅盖101与锅体102合体时，两者之间始终能够保持密封状态。 [0063] 优选地，在本发明的实施方式中，上述密封气囊4通气/排气的规定时间为3‑5秒。3‑5秒的时间足以使密封气囊4充满气或放完气，以使锅盖101与锅体102合体后，密封气囊4通气足够时间保证密封效果；以及，以使锅盖101与锅体102分离前，密封气囊4放气足够时间避免密封气囊4内气体残留，影响下次开关盖动作时的充放气。 [0064] 图10‑11是本发明的实施方式中提供的移动机构的示意图。 [0065] 如图5‑6和10‑11所示，在本发明的实施方式中，开盖装置1还包括升降机构5和移动机构6。 [0066] 升降机构5设置为2个升降气缸，旋转机构2的两端分别与设置于两侧的升降气缸固定，2个升降气缸同时沿高度方向H伸缩，带动旋转机构2沿高度方向H移动。通过升降机构5使得与旋转机构2连接的锅盖101，在靠近/远离锅体102沿高度方向H即垂直于锅盖101和锅体102抵接面的方向上下移动。相较于人工开关盖的动作，可以大大减少甚至避免开关盖时锅盖101和锅体102之间的摩擦磕碰，从而提高设备的使用安全性、延长使用寿命。 [0067] 移动机构6设置为移动轨道61以及可沿移动轨道61的长度方向L往复滑动的移动滑块62。升降机构5与移动机构6中的移动滑块62固定，可跟随移动滑块62沿移动机构6的长度方向L移动。 [0069] 本实施方式中，锅体102设置在移动轨道61的一端(图8、9中右端)，锅盖101可放置在移动轨道61的另一端(图9右端)，移动机构6带动锅盖101可沿着移动轨道61的长度方向L移动，辅助实现锅盖101与锅体102的合体/分离。 [0070] 值得一提的是，在本发明的其他实施方式中，带动锅盖101进行升降移动的机构还可以设置为气缸、导轨、链条、滚轮等一种或多种结构结合的方式来实现，或者设计为统一的三轴移动结构等，在此不作限制。 [0071] 【自动控制方法】 [0072] 图12是本发明的实施方式中提供的一种自动开盖控制方法的流程图。 [0073] 如图12所示，在本发明的实施方式中，还提供了一种自动开盖控制方法，应用于上述蒸煮设备，包括：锅体定位步骤S1，锅体停止转动后，定位机构与锅体所具备的定位槽卡合而将锅体定位；锅盖定位步骤S2，开盖装置移动到锅体上方，与锅盖卡合；保险步骤S3，保险机构的伸缩部件收缩，与锅盖脱离；密封步骤S4，密封气囊放气达到预设时间；旋转开盖步骤S5，旋转机构带动锅盖旋转，以与锅体分离。 [0074] 在本实施方式中，根据上述自动开盖控制方法，当蒸煮设备作业完成，需要开盖时，控制机构执行以下流程。 [0075] 首先，控制锅体102停止旋转，并使锅体102上的定位槽1021与定位机构104位置对应，定位机构104的伸缩结构伸长并卡入定位槽1021中，完成锅体102定位。从而保证后续开盖步骤进行时，锅体102始终保持在规定位置，又因为蒸煮设备作业过程中，锅盖101和锅体102始终由保险机构3固定二者之间的相对位置，即与锅体102合体的锅盖101能够保持在规定位置，以便开盖装置1定位靠近。 [0076] 接着，开盖装置1中的升降机构5沿移动机构6的长度方向L移动，将旋转机构2移动至锅体102上方；旋转机构2沿升降机构5的高度方向H下降；旋转机构2内的卡爪21伸出，与锅盖101固定；期间，可以通过位置传感器、距离传感器等反馈控制开盖装置1的移动、升降、旋转、卡合等动作是否到位。 [0077] 然后，在旋转机构2带动锅盖101旋转之前，先控制保险机构3的伸缩部件31收回，接着控制密封气囊4排气，延时3s；以保证锅盖101和锅体102之间能够无阻碍地进行相对转动。 [0078] 最后，旋转机构2带动锅盖101旋转与锅体102分离，旋转机构2沿升降机构5的高度方向H上升，再沿移动机构6的长度方向L移动，收回锅盖101。 [0079] 图13是本发明的实施方式中提供的一种自动关盖控制方法的流程图。 [0080] 如图13所示，在本发明的实施方式中，还提供了一种自动关盖控制方法，应用于上述蒸煮设备，包括：锅体定位步骤S6，锅体停止转动后，定位机构与锅体所具备的定位槽卡合而将锅体定位；锅盖定位步骤S7，开盖装置移动锅盖，使锅盖与锅体抵接；旋转关盖步骤S8，旋转机构带动锅盖旋转，以与锅体合体；密封步骤S9，密封气囊充气达到预设时间；保险步骤S10，保险机构的伸缩部件伸长，与锅盖卡合。 [0081] 在本实施方式中，根据上述自动开盖控制方法，当蒸煮设备开始作业前，需要关盖时，控制机构执行以下流程。 [0082] 首先，控制锅体102停止旋转，并使锅体102上的定位槽1021与定位机构104位置对应，定位机构104的伸缩结构伸长并卡入定位槽1021中，完成锅体102定位。从而保证后续关盖步骤进行时，锅体102始终保持在规定位置，以便开盖装置1带动锅盖101定位靠近。 [0083] 接着，开盖装置1中的升降机构5沿移动机构6的长度方向L移动，将携带锅盖101的旋转机构2移动至锅体102上方；旋转机构2沿升降机构5的高度方向H下降，使锅盖101与锅体102抵接；旋转机构2带动锅盖101旋转，使锅盖101与锅体102合体。 [0084] 在锅盖101与锅体102合体之后，先控制密封气囊4通气，延时3s，保证锅盖101和锅体102之间密封后，控制设置于锅体102上的保险机构3的伸缩部件31伸长，与锅盖101上的保险槽1015卡合，对锅盖101和锅体102的相对位置进行限定，以保证锅盖101和锅体102之间不会再进行相对转动。 [0085] 最后，旋转机构2内的卡爪21收回，与锅盖101脱离。旋转机构2沿升降机构5的高度方向H上升，再沿沿移动机构6的长度方向L移动，收回旋转机构2。 [0086] 至此，已经结合附图描述了本发明的技术方案。但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于上述具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围。 |
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