液体灌装机结构组成有哪些docx.docx
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液体灌装机结构组成有哪些docx
3.1.3灌装机结构组成
目前灌装机大多采用旋转型结构,即包装容器随灌装阀一起做等速回转运动,同时进行灌装。
每台灌装机中灌装阀的数目称为灌装机的头数。
旋转型灌装机的结构比较复杂,图3-1
所示为TVF旋转型灌装机结构示意图,主要由包装容器的供送装置、瓶托升降机构、灌装液料的供送装置(即供料装置)、液位控制装置、灌装阀等组成。
液料由旋转分配器11进入环形储液箱8中,瓶子由瓶输送装置1、进瓶拨轮2送入到瓶的升降机构3上,瓶子在上升的同时绕灌装机回转,当瓶子和灌装阀10紧密接触时自动
灌装液料,灌装结束后由升降机构3送入到水平位置,再由中间拨轮轮5送至压盖机上。
每当灌装机工作结束时,可自动清洗。
3.1.3.1包装容器的供送装置
在自动灌装机中,按照灌装的工艺要求,准确地将待灌容器送入主转盘升降机构托瓶台
上,是保证灌装机正常而有秩序地工作的关键。
一般供送机构的关键问题是容器的连续输送和容器的定时供给。
常用的供送装置有螺杆、输送链带和星形拨轮等。
图3-2所示为典型容
器供送机构示意图。
图3-2典蚁容躍供退机构亭童阳
1)螺杆式供送装置
这种装置可将规则或不规则排列的成批包装容器,按照包装工艺要求的条件完成增距、
减距、分流、升降和翻身等动作,并将容器逐个送到包装工位。
(1)等螺距螺杆供送装置。
等螺距螺杆供送装置如图3-3所示。
W3-3等塢距螺杆供送装图
(2)变螺距螺杆供送装置。
变螺距螺杆供送装置如图3-4所示。
图3-4(a)所示为专门用于
供送圆柱形包装容器的装置。
供送嫘杆1上的螺旋槽沿供送蠔杆1供送方向逐渐缩小螺距
被供送的包装容器在静止滑板2上紧靠侧向导轨处于边滚动边减速状态的运动。
图3-4(b)
所示为专门用于供送棱柱形包装容器的装置,双环形槽沿供送螺杆1供送方向逐渐增大螺距。
图3「4娈禅距擁杆供这营■示就團
(3)特种变螺距螺杆供送装置。
特种变螺距螺杆供送装置如图3-5所示。
图3-5(a)和(b)
所示装置不仅能改变供送容器的排列和间距,同时起着分流和合流的作用,使容器状态和后
面的包装要求相适应。
图3-5(c)所示为1对并列排列、转向相同的螺杆,它们的组合作用使
包装容器在供送过程中,既能改变间距,又能改变运动状态。
围3-5(d)所示为1条水平变螺距螺杆和3条固定的卷曲导板组成的供送装置,它能使被供送的包装容器成倒状和翻身状态。
(b)血亞身
特斡哑MW婷杆供退地■用倉河
2)输送链带
常用的容器输送设备是活页链传送带,如图3-6所示。
活页链传送带由金属板通过绞链
一个个串联而成,板的尺寸与容器的直径相吻合。
传送率很高时,可以将数条传送带并排布
置,构成宽幅传送带。
有时也采用2个容器直径宽的链板制成传送带。
转弯半径较大的弯道
输送带使用特殊形状的链板。
活鹰廉胳谨带窗・
为了使传送带运行平稳,在其下面设置了塑料滑轨。
传送带通过齿轮驱动和折返,并借助
自重张紧。
链板两侧搁在塑料滑轨上,滑轨起托住链带、防止其跌落的作用。
容器传送过程
中,要求不损坏标签,并能不受碎玻璃渣的影响。
活页链传送带一般可分段地采用高压喷嘴进行喷冲淸洗。
尽管如此,还需要采用专门的
润滑系统和润滑剂实施润滑。
应该注意到,这些润滑剂最终会进入废水中,但它们通常是可
以降解的。
活页链传送带的应用及特点可归纳’如下:
①它可以单条或多条并列安装,且可用于弯道传送;②其最大安装倾斜率达7%可以利用传送带速度的差异,实现容器由多路变成单路,并
可避免容器速度突然改变,它被广泛用于在单台设备之间做储存和缓冲区,以防止瓶流阻塞。
基于上述特点,活页链传送带在灌装车间成为最主要的输送工具。
为了实现容器的垂直输送(如将容器送往上一层楼),可采用带夹持勾的传送带。
带橡胶软垫的夹持勾,安装在折返式
传送带上并连同它一起运动,偶尔也采用两侧夹持式输送带。
3)星形拨轮
星形拨轮的作用是将螺杆供送装置送来的包装容器,按包装工艺要求送到灌装机的主传
3-7所示。
送机构上;或者将已灌装完的包装容器传送到压盖机的压盖工位上,其结构如图图中圆弧回转半径Rc和星轮高度h,主要由包装容器的直径和高度来决定。
图3"星形拨轮结构简图
1—星形拨轮;2-16轮盘;卜轴*
3.1.3.2瓶托升降机构
升降机构的作用是将送来的包装容器上升到规定的高度,以便完成灌装,然后再把灌装
完的包装容器下降到规定位置。
目前常用的升降机构有机械式、气动式、机械与气动组合式3种结构形式。
1)机械式
图3-8所示为机械式托瓶机构结构。
该托瓶机构的上滑筒3与下滑筒6,借助拉杆5与压
缩弹簧2组成1个弹性套筒。
在下滑筒6的支承销轴上装有滚动轴承7,使托瓶台1连同上、
下滑筒3、6—起沿着凸轮导轨8升降。
由于由上、下滑筒3、6等组成的弹性套筒是依靠
压缩弹簧力上升的,因此具有缓冲作用,既能保证灌装时瓶口的密封,同时对瓶子的高度误差也有较好的适应能力。
实际上它相当于圆柱凸轮-直动从动杆机构,只不过圆柱凸轮固定不动,而直动从动杆可绕圆柱轮的中心轴线回转,其相对运动关系不变。
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机械式托瓶机构具有结构简单、制造方便的特点。
托瓶机构依靠弹簧力使托瓶台升降,具有2定的缓冲作用,但在降瓶及无瓶区段有较大的弹簧力,将增加凸轮磨损,容易弯断辊子销轴。
弹簧在连续工作中容易朱效,其压紧力也受
到一定限制。
2)气动式
1的升降是由压力为(2.5~4)x105Pa的
图3-9所示为气动式托瓶机构工作原理。
托瓶台压缩空气作动力来完成的。
图3-9气动式托瓶机构工作原理
1—托扭台;2—汽虹;3—活塞*4—
m;5—进
升瓶时,进气阅门5关闭,排气闻门4打开,压缩空气由气管7进入汽缸2,推动活絮3连同托瓶台1上升。
使活塞3上部的存气经排气阀门4排出。
降瓶时,在转盘旁的撞块控制下排气阀门4关闭,进气阀门5打开,压缩空气改由气管6和7同时进入汽缸2。
由于活塞3上、下的气压相等,托瓶台1和瓶子等在自重作用下下降。
实用中,它们也可由一只旋塞来代替,在旋塞上配置以取代进气阀门5,另一个孔则将汽缸2与大气接通,以取代排气阀门
4,图3-10所示为气动式托瓶机构结构。
托瓶升降机构的优点是升降瓶迅速,而且利用气体的可压缩性实现缓冲,避免托升装料
瓶的冲击损失,其缺点是运行欠平稳。
3)机械与气动组合式
图3-11所示为机械与气动组合式托瓶机构结构。
配有托瓶台1的套筒2可沿空心柱
塞5滑动,方垫块8起导向作用,防止套筒2升降时发生偏转。
长瓶时,压缩空气由空心柱塞5下部经螺钉3上的中心孔道进入
套筒2内部,以推动托瓶运动,其速度通过凸轮导轨6和滚珠轴承7加以控制时,空心
柱塞5内部的压缩空气依然被排到与各托瓶缸气路相连的环管中,再由此进入别的正待上升
的托瓶缸内。
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】一托faft*-活塞|
4—農瞬电5—期头座;67—:
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图J-li机械埒气动组含式托粮机构结构I-托稿台匚2—卷側*3-M«Ti4一櫃対塞彳5空心(t塞*6凸鞄射執;7滚珠轴承;■一方垫块:
爭一环块.
组合式托瓶升降机构利用气动托瓶,压缩空气可在环管中循环使用,减小动力消耗。
因此具有自缓冲功能,托升平稳,而且节约时间。
同时,它又结合凸轮导轨的控制,使托瓶升降运动迅速、准确以及保证质鼉,这种机构应用很广泛,特别是对于等压式灌装机,因为已配备空
气压缩装置,因此更宜采用。
上述3种类型的托瓶机械各有优缺点。
机械式托瓶机构是依靠弹簧力使托瓶台升降,无
需密封,但弹费在连续工作中容易失效,压紧力也受到一定限制,它主要用于不含气液料的
灌装机。
气动式托瓶机构以压缩空气作动力源,有良好的吸振缓冲能力,出现故障时也不易
轧坏瓶子,但活塞的运动速度受气压变化影响较大。
若压力下降较大,不但使瓶的上升速度
减悛,而且难以保持瓶口与灌装头的紧密接触;若压力上涨较大,则瓶的上升速度加快,以致不
易与进料管对正并使瓶子受到较强的冲击力。
机械与气动组合式托瓶机构,旋转稳定可靠,
压缩空气在环管中循环使用,只需补充漏损量,应用广泛,但凸轮导轨也会增加额外的润滑、
磨损和运转阻力。
对于等压法灌装机,因已有空压系统,宜采用气动式或机械与气动组合式托瓶机构。
3.1.3.3灌装液料的供送装置
灌装液料的供送装置也即供料装置,是将液料由储液箱经泵、输液管道送到储液箱中的
装置。
它包括储液箱、泵、管道、阀门、储液箱及高度调节装置、液位控制器等。
不同灌装方法的灌装机供液装置的结构是不相同的,详见各灌装方法的灌装机供液装置。
3.1.3.4液位控制装置
液体包装机要求有稳定的液位,一般都是通过液面浮球阀或液面电极来控制液位。
常见的液位控制装置有浮球液位控制器、电接触液位控制器、电导式液位控制器以及PLC控制
液位的方法。
1)浮球液位控制器
浮球液位控制器适用于工业生产过程敞开或承压容器内液位的控制,浮球浮于液面,其
位置随液面波动而变化。
灌装精度和速度都要求不高的灌装机常使用该控制器。
根据液位的
高限和低限,分为高液位控制器和低液位控制器。
(1)高液位控制浮球。
高液位控制浮球控制储液箱内最高液位,其结构如图3-12所示。
当储液箱4内液面超过规定高度时,浮球1上升,浮球杆3和滑套6使密封圈8右移,打开进气7,于是无菌压缩气体由平衡气管经充气阀进入储液箱4,将液料压回储液库,液位下降至规定
位置后,液位低使浮球1失去浮力。
因浮球1自重和重锤2的作用,浮球杆3和滑套6将密封囫8左移,堵住进气孔7,便停止进气。
高液位时,液位控制浮球1上升,压住进气孔7,使气体不能从放气阀放出。
(2)低液位控制浮球。
低液位控制浮球控制储液箱内最低液位,其结构如图3-13所示。
当储液箱内液面下降至规定的高度时,浮球1下降,同时浮球1和浮球杆3靠自重使密圭寸绝4
离开排气嘴7,储液箱上部的气体从排气嘴7排出,降低了储液箱气体的压力,于是液料由液
库进入储液箱内。
当液面上升到规定位置后,浮球1又使密封垫4堵住排气嘴7,针阀6用来
M3-I3烁帳位控制评卑斥冬圈
,一序耳杆一聽封建;
5—7排%
调节排气快慢。
2)电导式液位控制器
电导式液位控制器是一种新型的液位控制仪表。
由于其灵敏度可调,所以对低电导率的液体具有极强的抗结垢能力。
适用于轻工、化工、水处理等行业的自动给液、排液控制及各种导电液体的上下限限位报瞀。
该控制器通过测量电极与导电液体的接触,连通控制电路的电流,再由控制电路把这个电流信号转换为继电器的触点开关输出,从而实现了对液位的传
感。
该控制功能分单/双通路。
其中单通道可实现1点液位的高度报警或控制;双通道可实现
上、下限2点液位的高度报警或控制2个液缸的液位高度报警。
典型应用于自来水、饮料、
牛奶和啤酒灌装过程中的液位控制。
如图3-14所示,Di为工作液位上限点,D2为工作液位
下限点,D3为液缸内液面的最低点。
当自动液位控制时,应使用3根长度不等的电极,适当
选择D2和。
〔的长度,可使液位控制在D2和D1长度差之间。
3)音叉式液位限位开关
音叉式液位限位开关是一种新型的液位控制开关,又称为“电子浮子”,凡是有浮球限位
开关和由于结构、湍流、搅动、气泡、振动等原因不能使用浮球限位开关的场合均可使用
“电子浮子”。
由于该液位控制开关无活动部件,因此无需保护和调整,是浮球液位控制器的升级换代产品。
如图3-15所示,音叉由晶体激励产生振动,当音叉被液体浸没时,振动频率发生变化,这
个频率变化由电子线路监测出来并输出一个开关量,2个音叉的位置可以根据要求的液位上
下波动范围进行调整。
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^3-14电詐成就忙祥制原理
图音戈式液位陨位开关
4)PLC液位控制
近些年来,PLC逐步广泛用于全自动灌装机中并日益成熟,其对储液箱内液面控制方便、适用性广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单,但由于PLC使用大规模集成电器,其价格
比机械开关、继电器和接触器都昂贵。
图3-16所示为PLC液位控制示意图。
开机前,若储液箱中液面没有达到最低位,则入工按下启动按钮打开进液泵;当液面到
达上限位置时,PLC控制进液泵停止;随后控制器将维持储液箱的液位在一个范围内(即上下
限为开关之间范围内),随着灌装的进行,液位逐渐降低,直到下限时控制进液泵打开,液位达
到上限时控制进液泵停止。
另外,还有射频电容式液位控制器,超声波液位控制器、电接触式液位控制器等多种液
位控制器,或根据灌装机的具体设计等要求进行选择使用。
图勺PLG液悅控制
3.1.3.5灌装阀
主要由阀体、阀端、阀门、密
将储液箱中的料液充填到包装容器内的机构称为灌装阀封元件、开启元件等组成。
1)根据阀门的数目区分
灌装阀的阀体结构有单阀型、双阀型和多阀型。
(1)单阀型灌装阀。
只有1个气阀或液阀的灌装阀称为单阀型灌装阔。
如常压灌装阀的
气道始终处于开启状态,所以只需1个液阀;压差式负压灌装法,省去了一个液阀,只有气阀。
⑵双阀型灌装阀。
既有液阀又有气阀的灌装阀称为双阀型灌装阀。
如重力式负压灌装装置中有1个气阀和1个液阀;机械压力灌装阀灌装装置中有2个液阀。
(3)多阀型灌装阀。
多阀型灌装阀具有液阀、充气阀、回气阀、压力释放阀、清洗阀等各种阀。
2)根据阀门启闭的运动形式区分
灌装阀有单移阀、旋转阀、多移阀、气动膜阀。