180 灌装机供瓶机构设计
180 灌装机供瓶机构设计,灌装,机供瓶,机构,设计
1第二章 液体液体灌装机简介2.1 全自动液体灌装线概述全自动液体灌装机的使用和需求日益增长,已经逐步代替手工灌装或半自动灌装,并将发展成为液体灌装行业所必备的设备。目前,市场上对全自液体灌装机没有明确的定义和划分,大多只对能进行自动计量或某部分机构能实现自动控制。在全自动灌装、包装生产线中,液体灌装机是包装机械的重要组成部分之一,其主要用在食品、化工等轻工行业中。在食品行业中的用途则尤为重要,例如:酒水、饮料、乳品、油脂以及调味品等与日常生活息息相关产品的包装。另外是在化工行业中包括洗涤类、日化、矿物油和农药等化工类液体产品的灌装。然而,由于我国灌装行业起步较晚,灌装、包装的自动化水平较底,市场自动化灌装设置要求很高。基于此,本文作者选择采用可编程控制器结合上位机软件进行控制的全自动液体灌装机作为讨论的主题进行研究和设计。灌装生产线定义:全自动包装生产线是由数台自动包装机械经控制系统进行集中控制,并按各自的功能完成一定任务进行顺序、连续生产包装的一系列机器的组合。组成自动包装生产线的过程是按照产品包装的工艺顺序,将若干台自动包装机械按一定的工艺要求组成一条生产线,并将包装物料和被包装的物料经输送装置、自动控制设备、检测设2备及各种辅助设备按相应工艺要求进行连续输入、定量、包装、以及输出成品的一个自动化过程。其特点是:高速性、连续性。灌装生产线也称包装线,主要用于包装啤酒、饮料、液体药品、食品油脂等。一条灌装生产线配套有多台机械,如配套自动吹瓶机、理瓶机、自动洗瓶机、烘干机、自动灌装机、封盖机、打包机等。采用自动化包装过程既可以使包装工序紧凑,提高工作效率,又可以降低工人的劳动强度。2.2 液体灌装基本原理灌装就是将一定量的液体物料注入到包装容器中的过程 IUl。这种液体物料主要是指具有低粘度的可流动型液体物料,如酒类、汽水、果汁等。它们可以依靠自重以一定速度流入到包装容器中。另外还可灌装一些中等粘稠液体物料和一些高粘度物料,如果酱、油脂,牙膏及黄油等。对这些物料的灌装依靠重力是不能使其按要求流动的,因此需要施加一定的压力将其挤入或压入到包装容器中。由于液体种类很多,其性能不一,如粘度、起沫性、含气性、挥发性等各不相同,所以采用的灌装方法不一样,其次液料的包装容器也不同,有玻璃瓶、金属罐、塑料瓶、复合纸盒等,所以,依据不同的包装容器、包装物料及不同的灌装工艺,灌装机的灌装方法也是不相同的。32.3 液体灌装方式由于液体物料性能不同,灌装方式多种多样。根据灌装压力的不同可分为常压灌装、压力灌装、等压灌装、负压灌装等旧。1.常压灌装常压灌装,又称重力灌装,即在常压下,利用液体自身的重力将其灌入包装容器内, 其整个系统处于敞开状态下工作,该灌装方法是最原始的灌装方法。至今仍被用在流动性很好的液体灌装中,这各方法比较适用于流动性好、不含气、不易挥发的液体中。如矿泉水、白酒、酱油、牛奶等。2.负压灌装负压灌装是先将包装容器抽气形成负压,再将液体物料灌入包装容器内。这种灌装方法不但能提高灌装速度,而且能减少包装容器内残存的空气,防止液体物料氧化变质,可延长产品的保存期。此外,还能限制毒性液体的逸散,并可以避免灌装有裂纹或缺口的容器,减少浪费,适用于不含气体,且怕接触空气而氧化变质的粘度稍大的液体物料,以及有毒的液体物料。如果汁、果酱、糖浆、油类、农药、药水等。这种灌装分为二种形式:一是重力式负压灌装,即贮液缸与包装容器具有相等的真空度,液体是在真空等压状态下以重力流动方式完成灌装的;二是压差式负压灌装,即包装容器的真空度大于贮液缸的真空度(贮液缸处于常压状态、只对包装容器抽气),液体是在压差状态下完成灌装的。重力负压灌装是低真空(10-16kPa)下的重力灌装。其灌装方法基本与重力灌装相同,但比重4力灌装速度快,可以避免灌装有裂纹或有缺口的容器,还可以防止液体的滴漏。压差式负压灌装(纯真空灌装),灌装系统内的压力应低于大气压力。灌装阀密封块抵住容器的同时开启阀门,由于与真空室相通的容器内处于真空,液体可被迅速抽进容器中,直至灌装到预定液位。最后会有相当量的液体被抽到排出管中,进入溢流槽后被回收再循环。纯真空灌装的真空度一般保持在 6-7kPa。真空法可提高灌装速度,减少产品与空气的接触,有利于延长产品的保存期,其全封闭状态还限制了产品中有效成分的逸散。压差式负压灌装尤其适用于不宜多暴露于空气中的含维生素的液料, 如蔬菜汁、果汁以及有毒的液体(如农药、化学药水)等。3.等压灌装等压灌装,即先向包装容器内充气,使容器内压力与贮液缸内压力相等,再将贮液缸的液体物料灌入包装容器内。等压灌装又称压力重力灌装、气体压力灌装。这种灌装方法只适用于含气饮料,如啤酒、汽水、香槟等。4.压力灌装压力灌装,是借助外界压力将液体物料压入包装容器。外界压力有机械压力、气压、液压等。压力灌装主要适用于粘度较大,流动性较差的薪稠物料的灌装,可以提高灌装速度。压力法灌装与真空法正好相反,灌装密封系统处于高于大气压力的状态中,将正压力加于产品上。压力法对于不能抽真空的产品是很理想的,如酒精5类饮料(酒精含量会随真空度增加减少),热饮料(90。C 的果汁,抽真空可引起液料迅速蒸发),如果采用常压灌装液管道比较细,阻力大,效率低,为了提高灌装速度,可采用压力灌装等。压力法可在产品和排气两端保持高于大气压的压力,且产品端压力更高,这样的系统有利于控制某些饮料保持较高的二氧化碳含量。5.虹吸法利用虹吸原理完成的灌装方法。此种方法出现最早,人们最容易接受,原理比较简单,现在很少使用。上述几种灌装方法的正确选择,除考虑液体本身的工艺性能如粘度、重度、含气性、挥发性外,还必须考虑产品的工艺要求、灌装机的机械结构等综合因素。对于一般不含气的食用液料如瓶装牛奶、瓶装酒类等,可以采用常压法,亦可采用真空法,为了减少灌装时液料中的含氧气量,以便延长产品的保质期,采用较大的真空度的真空法更有利。23 影响灌装的因素被灌装的液体物料涉及面很广、种类很多,其物理、化学性质差异很大,因此,对灌装的要求也各不相同。影响灌装的主要因素是液体的粘度,其次是液体内是否溶有气体、固体颗粒等。一般液体按粘度可分为三类: 第一类为流体:在自身重力作用下即可以按一定速度流过圆管的任何液体。流速主要是受流体粘度和压力影响,一般粘度范围规6定为 1100 厘泊,流动性好的稀薄液体物料,如酒类、果汁、牛奶、酱油等。这些物料粘度小、流动性好,在管道中流动阻力小, 对灌装设备要求也小。第二类为半流体:在大于自身重力的压力作用下才能在圆管中流动的液体叫半流体, 粘度范围为 100 -一 1000 厘泊,其属于流动性比较差的粘稠液体物料,如番茄酱、油脂等物料,这些物料在容器和管道中流动时阻力比较大,一般需要施加一定的压力才能达到预定要求。粘滞流体:产品粘度超过 10000 厘泊的液流动性差的粘糊状液体物科,需要借助比较大的外力才能使其流动。如:果酱、牙膏、浆糊、高粘度油脂等物料。这些物料一般在小的管道中很难流动,必须施加外力才能推动其流动。因此,这类物料在包装中对设备有较高的要求。另外,对于低粘度液料,根据液体中是否含有二氧化碳气体,可分为不含气(如白酒、矿泉水等)和含气(如啤酒、汽酒、香槟、汽水等)两类;对于是否含有酒精成份又可分为软饮料(不含酒精)和硬饮料(含有酒精)。流体的流动特性还会受温度、粘度、固体粒子的含量、分解性、表面张力或起泡特性等因素的影响,所以灌装时,要对这些因素加以控制。24 灌装的定量方法准确的定量灌装不但与产品的成本有着直接的关系,同时也影响产品在消费者心中的信誉。包装物品的定量一般有重量定量和容积定量两种。重量定量由于要增添秤等计量衡器,所以机器的结构7比较复杂,适用于比重经常变化的固体物料,且往往要配置一套电路用以机电配合;容积定量机器的定量结构比较简单,一般不需电路配合。液体产品一般易采用容积式定量,常见的有三种方法:液位控制定量法、定量杯定量法、定量泵定量法。2.5 液体灌装机的一般工作流程的叙述液体灌装机的流程一般为:装有空瓶的箱子堆放在托盘上,由输送带送到卸托盘机,将托盘逐个卸下,箱子随输送带送到卸箱机中,将空瓶从箱子中取出,空箱经输送带送到洗箱机,经清洗干净,再输送到装箱机旁,以便将盛有饮料的瓶子装入其中。从卸箱机取出的空瓶,由另一条输送带送入洗瓶机消毒和清洗,经瓶子检验机检验,符合清洁标准后进入灌装机和封盖机。饮料由灌装机装入瓶中。装好饮料的瓶子经封盖机加盖封住并输送到贴标机贴标,贴好标签后送至装箱机装入箱中再送到堆托盘机堆放在托盘上送入仓库。液体灌装机主要用于洗液、护理液、口服液、消毒液、洗眼液、营养液、酒水、注射液、农药、医药、香水、食用油、润滑油及特殊行业的液体灌装。
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