一种精确配气的气调包装机

1.一种精确配气的气调包装机，包括全置换式包装机，所述全置换式包装机包括真空室,其特征在于：所述真空室由真空罩和下模具形成，所述真空罩中设有上模具、切刀、导柱、弹簧和压模架，所述弹簧套设在所述导柱上，所述压模架与气缸连接，所述真空罩和所述气缸之间设有上顶板，所述上顶板上设有上抽充气管接口，所述下模具上设有下抽充气管接口。
2.如权利要求1所述的精确配气的气调包装机，其特征在于：所述真空罩与所述下模具之间设有热封薄膜。
3.如权利要求1或2所述的精确配气的气调包装机，其特征在于：所述上顶板上设有压力变送器。
4.如权利要求1或2所述的精确配气的气调包装机，其特征在于：所述真空罩上还设有压力变送器和气缸。
5.如权利要求1或2所述的精确配气的气调包装机，其特征在于：所述全置换式包装机与气体配气罐之间设有半导体制冷器。

一种精确配气的气调包装机\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种改进并完善气调包装机并实现精确配气的气调包装设备，属于农产品和食品包装机械领域。\n背景技术\n[0002] 目前，气调保鲜包装机一般为补偿式气调（冲洗式气调），相对气体置换率不高，且耗气量大，配气系统是基于压力配气方式，气体混合精度较差，甚至未起到气调保鲜作用而达不到延长农产品贮藏期的作用。现有的气调包装机专利主要是对包装装置、配气装置和充气装置结构进行改进，如“气调包装机交替配气装置”（公告号CN 2869545Y，专利号ZL200520047347）实用新型专利，对配气装置和方法进行了优化，交替配气实现连续供气，提高工作效率和配气质量。“盒装食品气调包装机的真空充气热切装置”（公告号CN 2612610Y，专利号ZL 032221790.0）实用新型专利及“置换式气调包装机”（公告号CN \n2617686Y，专利号ZL03222174.6）实用新型专利，两个专利均是对充抽气结构进行改进，实现先抽真空后再充入预配气体，前者由于将热封薄膜作为密封壁的一部分，不能将抽充压力设置过高，无法达到高置换率，而后者是将下膜腔，中间板通孔及密封板构成一密闭室，在抽充气过程中盒内外压力相等，可设置较高的抽气压力，可以相应地提高置换率，但其下膜腔和密封板都是运动部件，运动部件多而复杂，且对于密封的要求高，影响其密封可靠性，并且在加压过程中通过弹簧产生的压力容易引起压模和密封板变形而影响机器使用寿命，实用性不高。“气调保鲜盒装食品包装机的气体转换装置”（公告号CN 2774941Y，专利号ZL200520001088.5）实用新型专利，在结构上作了更优化的改进，在压模框中部设置了密封板和密封移动装置，在压模框下降连同薄膜一起压在下模板上时，压模框、密封板、下模板和密封室就共同构成一个密闭的空腔，在抽充气完成后，需要启动密封板移动装置将密封板向外拉出，同时需再次启动压模升降装置进行封膜，切断。其操作过程是在两个间断的过程中完成的，并不能实现连续抽充气热切封膜等一系列包装过程，操作过程较为复杂，生产效率低。另外，在移开密封板和压膜下降的过程中存在盒内气体逸出或空气混入，从而影响置换率和配气精度。“全自动连续盒式气调包装机”（公告号CN 201309611Y，专利号ZL200820185847.1）实用新型专利，将抽充气、封盒作业分别安排在两个工位上完成，即待包装盒在气体置换工位抽充气后打开气体置换模再进入到热封刀切工位进行热封刀切，虽然在一定程度上提高了包装生产速度，但待包装盒充气后从一个工位进入到下一个工作位仍可能存在空气混入或是无法控制配气量而使得充入的气体量过多而在热封包装后发生胀袋，置换率不高，且配气量不好控制，影响气调包装效果。同时，由于要设置气体置换工位和热封刀切两个工位，需要多配置两个气缸，增加设备成本。此外，温度变化也是影响配气精度的主要因素之一，但目前气调包装机还没有考虑温度变化对配气精度及置换率影响的设计报道。\n实用新型内容\n[0003] 为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种全置换式换气结构，相较于补偿式换气能够连续性完成抽充、热封刀切作业，可极大提高气体置换率。\n[0004] 为达到上述实用新型目的,本实用新型的技术方案如下：一种精确配气的气调包装机，包括全置换式包装机，所述全置换式包装机包括真空室,所述真空室由真空罩和下模具形成，所述真空罩中设有上模具、切刀、导柱、弹簧和压模架，所述弹簧套设在所述导柱上，所述压模架与气缸连接，所述真空罩和所述气缸之间设有上顶板，所述上顶板上设有上抽充气管接口，所述下模具上设有下抽充气管接口。\n[0005] 根据本实用新型一个实施方式的精确配气的气调包装机，所述真空罩与所述下模具之间设有热封薄膜。\n[0006] 根据本实用新型一个实施方式的精确配气的气调包装机，所述上顶板上设有压力变送器。\n[0007] 根据本实用新型一个实施方式的精确配气的气调包装机，所述真空罩上还设有压力变送器和气缸。\n[0008] 根据本实用新型一个实施方式的精确配气的气调包装机，所述全置换式包装机与气体配气罐之间设有半导体制冷器。\n[0009] 由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：\n[0010] 1.当真空罩向下移动，与下模具密封组成一个真空室，上下同时进行抽气后同时充气，保持密封薄膜上下压力平衡，抽充气完成后上模具中热封装置下压进行热封包装盒，与此同时，切刀下移完成刀切。抽充气、热封刀切作业连续完成，气体置换充分，配气速率提高。\n[0011] 2.本实用新型采用半导体制冷系统对预制的保护性气体进行冷却，可避免由于环境温度变化，导致按体积配气时的误差，既可确保配气精度，保证准确的配气量，防止气体胀袋或配气量不足，又可对食品降温，提高保鲜效果。\n附图说明\n[0012] 图1是全置换式气调包装机气体置换装置的结构示意图。\n[0013] 图2是本实用新型压膜框下降将薄膜压紧在下模板上封切过程示意图。\n[0014] 图3是加入半导体制冷系统的设备原理图。\n具体实施方式\n[0015] 下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。\n[0016] 本实用新型的结构示意图如图1所示，包括上模组件、下模组件及机架，在上模具组件与下模具组件间是热封薄膜3，而上模具6、切刀7、导柱12、弹簧13及压模架14组成上模组件，压力变送器9检测压力大小，气缸10推动压模升降，下抽充气接口5和上抽充气接口11通过阀门分别与真空泵和充气装置相连接。上模具6通过气缸10作用向下运动时，下抽充气接口5和上抽充气管接口11在抽真空时段同时抽气，保证热封薄膜3的上下压差为零，当压力变送器9传输的数据达到设定的抽真空压力后，停止抽气，随即开始上下同时充气，这样不仅可以达到高置换率，同时可以减少抽充气时间。\n[0017] 本实用新型开始工作时，真空罩1下降与下模具4形成一个密封的真空室，同时上抽充气接口11和下抽充气接口5同时抽真空，当压力变送器9传输的压力值达到设定的抽真空压力值时，下抽气口5管路转换阀门至配气状态，充配预制好的保护性气体，当配气压力等于或略大于大气压力时，停止配气，同时，上抽充气口11接通空气直接回压，气缸10推动上模具6向下并将热封薄膜3压紧在下模具4上进行热封、切膜，具体过程如图2所示，待包装盒17送入工位后，调整推盒板16高度使得待包装盒17与下模具4顶面相平，当上模具1下压时，上下同时进行抽气后同时充气，保持薄膜3上下压力平衡，此时真空罩1与下模具4组成密封真空室，抽充气完成后切刀7向下移动切割热封薄膜，完成抽充气、热封刀切作业。\n[0018] 本实用新型加入了半导体冷却系统，保证配气精度不受外界环境和自身温度波动的影响，并同时能对食品进行冷却，在图3中采用小型半导体制冷器37，对混合保鲜气体进行预冷至0-4O℃（根据不同包装产品要求，可调节其充入的冷却保鲜气体温度），配气混合器由储气罐经半导体冷却系统冷却后配送到包装盒内。图3中打开第二电磁阀312，开启真空泵310对真空室及配气管路进行抽真空，当达到设定压力值后，第二关闭电磁阀312和真空泵310，开始进行充气，气钢瓶31经调压阀32调节到一至的压力后，再经气体电磁阀314调节，通过连接管件313与气体混合气罐39、气体配气罐38相连，在气体配气罐38和包装机35间的气体管路上增加一段半导体冷却器装置37，对配送气体进行冷却，即当气体在气体配气罐39中配置好并储存于气体配气罐38中，接着，在配送到待包装盒34内前经过半导体制冷器37冷端冷却到略低于产品所需温度，以避免由于环境温度变化，导致按体积配气时的误差，即可确保配气精度，保证准确的配气量，防止气体胀袋或是配气量不足，此外，还可对食品降温，可以保证产品在包装过程处于低温带，更好地保存产品，提高保鲜效果。\n[0019] 由上所述，本实用新型一方面提供了一种全置换结构式气调包装机，设置一个独立密闭真空室，抽充气和封盒作业在一道工序中完成，本实用新型设计的上下抽充气口，抽充气时间短，抽充气和封盒作业连续进行，包装盒内气体置换率高。\n[0020] 另外，本实用新型可以改善因外界环境因素引发的配气精度差的状况，保证气调包装机的配气精度，在配气瓶输送预制气体至配气室间的管路中进行气体冷却，采用半导体制冷系统，对输送过程中预制的气体进行冷却，以避免由于环境温度变化，导致按体积配气时的误差。即可确保配气精度，又可对食品降温，提高保鲜效果。图3所示气钢瓶31内的高压气体经调压阀32调节至一样的压力，再通过连接管件313与气体混合气罐39、气体配气罐38相连，经过半导体制冷器37冷却预制气体输送管路并打开充气阀配送到待包装盒\n34内，当充气压力达到设定压力值时，压力开关控制充气阀关闭，当压力开关压力未至设定压力时，压力开关自动联接启动。制冷系统功率的设计计算主要是依据配气流量和冷却气体温度差。考虑到冷却气体在管路壁的热量损失等，实际设计的制冷器比计算的最大冷量高25%。若系统所需的冷量比设计的冷量低时，可通过调节配气量和增大流速的方法进行调整。通过配气流量和气体冷却温差计算制冷系统的制冷功率如下：\n[0021] ①配气质量流量m.=p*3.1415d2*v,以32#号配气管径计算，即d=32mm，一般气调气体包括CO2（比热Cp=0.2017KJ/(Kg.k),密度p=1.9640g/m3）,N2（比热Cp=0.2487KJ/(Kg.k),密度p=1.25g/m3）,O2（比热Cp=0.2196KJ/(Kg.k),密度p=1.4270g/m3）三种气体，混合气体因配制百分比不同，其物性也不同，这里简化处理，以Cp=0.2487KJ/(Kg.k)，密度p=1.9640g/m3,流速v=0.006m/s进行计算,所得配气质量流量m.=0.0035m3/s。\n[0022] ②热电对冷端制冷量q0=Cp*m*(tx-tz),tx气钢瓶出口气体温度，设为\n300K(270C),tz一送至待包装盒中气体温度，设为273K(00C),计算所得制冷量Q0。\n[0023] ③计算输出电工率PJ=q0*L/ε,L-制冷器片冷却气体管路的长度，ε-热电对的制冷系数。\n[0024] ④选用制冷器电功率P=(1+20%)PJ。\n[0025] 通过配气流量和气体冷却温差即可计算出制冷器电功率，从而所择合适大小的半导体制冷器。\n[0026] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并非用来限定本实用新型的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的变通与润饰，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求书所界定范围为准。