灌裝生產(chǎn)線灌裝閥的設(shè)計(jì)

摘 要 本論文設(shè)計(jì)是對(duì)液體灌裝生產(chǎn)線灌裝閥的設(shè)計(jì)，以及液體的灌裝方法在旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)上的布置與安排。該液體灌裝閥的結(jié)構(gòu)是閥體的上部有進(jìn)液口，閥的下部有出液口，且出口與灌裝頭部位有著密封裝置，通過(guò)擠壓力與密封裝置接觸，閥體上部設(shè)有排氣管，該排氣管的一端從閥體內(nèi)部穿過(guò)之后伸出液體出口與灌裝頭連接在一起而另外一端則伸出液體與外部聯(lián)通從而排除氣體，在液體灌裝閥導(dǎo)通是閥體的上部進(jìn)液口與下部出液口會(huì)形成一個(gè)液體通道使得液體可以從此通道進(jìn)入瓶體，灌裝頭的最大尺寸與大于液道的最大尺寸，和滑動(dòng)體的外徑對(duì)齊，可以避免灌裝過(guò)程中液 體沖擊力形成大量泡沫等對(duì)灌裝精度和效率的影響， 在排氣通道 在安裝壓緊螺母處 設(shè)有 螺紋 ,用來(lái)安裝壓緊螺母 ，閥可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺母和壓緊螺母調(diào)節(jié)彈簧的張力和閥體尺寸，用來(lái)調(diào)節(jié)灌裝過(guò)程中一些小的光裝誤差， 本發(fā)明在于灌裝完成后能及時(shí)停止灌裝 ,灌裝精度高 ,節(jié)約能源 ,應(yīng)用廣泛，效率高， 且液體灌裝閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 關(guān)鍵詞 ： 排氣管；彈簧；布置；彈性低壓件 Abstract In this the sis, the layout and arrangement of the liquid filling production line filling valve design, and liquid filling rotary filling machine. The structure of the liquid filling valve is the upper part of the valve body to the lower part of the liquid inlet valve in the liquid outlet, and exports and filling the first part has a sealing device through the squeeze pressure with sealing device contact, the upper part of the valve body set exhaust pipes, one end of the exhaust pipe extending from the valve body inside through the liquid outlet and filling heads connected together and the other end extending liquid with an external Unicom thus excluding gas, liquid filling valve is turned on. the valve element of an upper liquid inlet and a lower liquid outlet will form a liquid passage such that the liquid from the channel into the outer diameter of the bottle body, the maximum size of the filling head with larger than the maximum size of the fluid channel, and the sliding body alignment can to avoid the process of filling the hydraulic force the formation of a large number of foam filling accuracy and efficiency, is installed in the exhaust channel compression nut at a thread, used to install the compression nut, the valve can be pressed by adjusting nut and nut to adjust the spring tension and body size, is used to adjust the process of filling some small light mounting error, the present invention is that after completion of the filling time to stop filling, high precision filling, energy conservation, widely used, high efficiency and liquid filling valve structure is simple. Keywords: sliding body； The exhaust； Decorate； low pressure of Elastic 目 錄 摘 要 . I ABSTRACT . II 目 錄 . V 1 緒論 . 1 1.1 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義 . 1 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 . 1 1.3 本課題應(yīng)達(dá)到的要求 . 2 2 灌裝生產(chǎn)線整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 3 2.1 方案的選取 . 3 2.1.1 直線型灌裝機(jī) . 3 2.1.2 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī) . 3 2.1.3 自動(dòng)化灌裝機(jī) . 4 2.2 生產(chǎn)線各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 5 2.2.1 灌裝的供瓶機(jī)構(gòu) . 5 2.2.2 灌裝的供料機(jī)構(gòu) . 6 2.2.3 灌裝閥的升降機(jī)構(gòu) . 7 2.3 本章小結(jié) . 8 3 罐裝的基本原理和灌裝閥的分析與設(shè)計(jì) . 9 3.1 罐裝的基本原理 . 9 3.1.1 灌裝的基本方法 . 9 3.1.2 定量方法 . 12 3.2 灌裝閥的分析與設(shè)計(jì) . 14 3.2.1 灌裝閥的工作原理 . 14 3.2.2 閥的各部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 14 3.2.3 灌裝時(shí)間的計(jì) 算和過(guò)程 . 16 3.2.4 灌裝閥密封材料的選擇 . 19 3.2.5 灌裝閥門(mén)啟動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分類 . 20 3.2.6 灌裝閥彈簧的分 析與設(shè)計(jì) . 21 3.3 本章小結(jié) . 30 4 灌裝過(guò)程的調(diào)整及機(jī)器存在的問(wèn)題 . 31 4.1 灌裝過(guò)程的調(diào)節(jié) . 31 4.1.1 料缸液位的調(diào)整 . 31 4.1.2 灌裝量的調(diào)整 . 31 4.1.3 轉(zhuǎn)速的調(diào)整 . 31 4.1.4 機(jī)器存在的主要問(wèn)題 . 32 5 電氣控制閥和調(diào)試維護(hù) . 33 5.1 電氣的控制 . 33 5.2 主要制動(dòng)過(guò)程 . 33 5.3 簡(jiǎn)單的生產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)控制 . 33 5.4 設(shè)備調(diào)試與維護(hù) . 33 5.4.1 整機(jī)要求 . 33 5.4.2 灌裝閥的調(diào)試與維護(hù) . 33 5.4.3 安全操作規(guī)則 . 34 6 結(jié)論與展望 . 35 6.1 結(jié)論 . 35 6.2 展望 . 35 致 謝 . 36 參考文獻(xiàn) . 37 附錄 . 38 等壓法灌裝供料機(jī)構(gòu)圖 . 38 壓力法供料 機(jī)構(gòu) . 38 1 緒論 對(duì)于灌裝機(jī)的主要主成部分灌裝閥來(lái)說(shuō)，缺少了灌裝閥自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線就無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)工作，且一個(gè)灌裝閥的好壞決定了這個(gè)灌裝生產(chǎn)線上運(yùn)作的效率，它需要根據(jù)灌裝工藝的要求以最快的速度聯(lián)通或者切斷與儲(chǔ)液箱的聯(lián)系，保證灌裝工作的順利的進(jìn)行，且由于不同的液體的物理化學(xué)性質(zhì)并不是相同的，故而導(dǎo)致了灌裝工藝的不同，因此所使用的閥體也并不相同，不同的灌裝使用不同得閥體。諸如飲料，酒類，液體化妝品之類。 為了能夠更好地實(shí)現(xiàn)灌裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化，提高瓶 裝生產(chǎn)線的效率，解決自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)的各種問(wèn)題，保證產(chǎn)品的質(zhì)量，特進(jìn)行本課題關(guān)于液體灌裝生產(chǎn)線灌裝閥的設(shè)計(jì)研究。 1.1 本課題的 研究?jī)?nèi)容 和 意義 隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平也是逐步的提高，由以前小農(nóng)社會(huì)的自給自足發(fā)展到由大型公司生產(chǎn)人們?nèi)ベ?gòu)買(mǎi)的商品經(jīng)濟(jì)，而在此過(guò)程中由于人口基數(shù)的增大同時(shí)還伴隨著人工成本的增加，自動(dòng)化的生產(chǎn)需求已迫在眉睫。 為了滿足國(guó)內(nèi)的消費(fèi)需求彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)力的不足，我國(guó) 從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始每年都要進(jìn)口大量的飲料、 奶類制品以及酒類 等 包裝機(jī)械，至今引進(jìn)的勢(shì)頭仍然是 呈現(xiàn)上漲勢(shì)頭 。這些機(jī)械大 部分 是高速自動(dòng)化 的 生產(chǎn)線，可靠性 比較 強(qiáng)，產(chǎn)量高， 相當(dāng)?shù)?部分設(shè)備是當(dāng)今世界最為先進(jìn)的機(jī)型。這些生產(chǎn)線的引進(jìn)，使中國(guó) 飲料、 奶類制品以及酒類 企業(yè) 包裝水平得以與發(fā)達(dá) 的 國(guó)家同步發(fā)展。與此同時(shí)，中國(guó) 的 包裝機(jī)械的生產(chǎn)也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，部分灌裝、封口一體設(shè)備已經(jīng)達(dá)到 了 較高水平，包括塑料飲料瓶、酸奶杯、無(wú)菌包裝 等 成型設(shè)備 以及 貼標(biāo)機(jī)在內(nèi)的包裝生產(chǎn)線 的 水平也得到了 相當(dāng)程度的 提升， 基本可以滿足 中型企業(yè)的需要，部分已經(jīng)可以替代進(jìn)口設(shè)備，并且出口量逐年提高 ，灌裝閥作為灌裝機(jī)中不可缺少的部分，應(yīng)用十分廣泛，每年使用量相當(dāng)巨大， 國(guó)內(nèi)在灌裝速度和精度上和國(guó)際水平還存在著一定的差距，因此對(duì)灌裝閥重新研究設(shè)計(jì)若是可以取得成功將大大推動(dòng)中國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，提高包裝行業(yè)在國(guó)際中的低位。 1.2 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況 生活水平的不斷提高不光改變著人們的生活習(xí)慣，同時(shí)也在使得人們對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量提出更高的要求。 十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初以前 ,通常使用水罐、水杓進(jìn)行人工灌裝或直接將容器浸入液料中進(jìn)行灌裝 ,此種方法不僅人工成本高，效率低下同時(shí)衛(wèi)生質(zhì)量方面也存在嚴(yán)重的缺陷。 而在人們的日常生活中像需要灌裝后使用的液態(tài)生活必須品占用非常之大的比例，例如牛奶、酒類 、生活日用調(diào)料、化妝品、農(nóng)用化學(xué)藥劑等等！而為了保證這些產(chǎn)品能夠進(jìn)行安全衛(wèi)生的大規(guī)模生產(chǎn)，我們就必須大力發(fā)展自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)！ 大約 在 1880年美國(guó) 以 Horix、 Kiefer 和 U.S.BottLers 為主的 幾家 公司開(kāi)始 著手于 研究 容器灌裝的機(jī)械裝置。 世界 第一臺(tái)用于 商業(yè) 行業(yè)的 灌裝機(jī)是由 Kiefer 公司制造 ；在 1920 年 Horix 公司 首次 制造出了 重力灌裝機(jī) 。 這家公司至今仍 在 生產(chǎn)灌裝機(jī) ,這幾家公司于 20世紀(jì)出喀什著手于研究回轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)， 其中純真空灌裝機(jī) 是由 U.S 公司制造的 .我國(guó)在解放前幾乎沒(méi)有灌裝機(jī)械 ,灌裝生產(chǎn)絕大部分 處于手工操作 ,非常落后。 70 年代初 ,北京 、 上海 、 江蘇 、 深圳 等地引進(jìn)三十多條灌裝線 ,其中有西德 Seitz 廠產(chǎn)品、意大利 Simonazi 公司、美國(guó) Merer 公司、日本三菱公司 ,另外還有許多羅馬尼亞灌裝線。隨后 ,我國(guó)許多家仿制了不少灌裝線 ,初步解決了 灌裝生產(chǎn)的落后面貌 ,但 我國(guó)的 灌裝機(jī)械的發(fā)展與國(guó)際 上 先進(jìn) 的 水平差距仍 然 很 大。為此 ,我國(guó)應(yīng)根據(jù)自己的國(guó)情 ,吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù) ,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出具有先進(jìn)水平的灌裝機(jī) ,其發(fā)展趨勢(shì)向高效化、自動(dòng)化、節(jié)能化發(fā)展 ,力圖采用新技術(shù)、新材料 ,如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、微機(jī)控制等 ,開(kāi)創(chuàng)一代新型灌裝機(jī) 。 灌裝閥作為灌裝機(jī)的重要組成部分，決定著一臺(tái)灌裝機(jī)的性能和整條灌裝生產(chǎn)線的效率，在我國(guó)灌裝閥無(wú)論從質(zhì)量還是外觀上都與發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的差距，造成產(chǎn)品差的原因在于采用的設(shè)計(jì)理論，設(shè)計(jì)手段與設(shè)計(jì)方法，制造技術(shù)，檢測(cè)手段的落后，另外，國(guó)內(nèi)配套設(shè)備的基礎(chǔ)件不穩(wěn)定，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也有較大的影響，而我國(guó)包裝行業(yè)在飛速發(fā)展，急需對(duì)現(xiàn)有的閥進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。 1.3 本課題 應(yīng) 達(dá)到的要求 鑒于飲料酒類一類的以及化妝品等生活用品已在人們的生活中占有越來(lái)越大的比例，從而大大的帶動(dòng)了灌裝行業(yè)的迅速發(fā)展。 故而在對(duì)灌裝閥設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們應(yīng)該 立足于當(dāng)代現(xiàn)實(shí)情況，要能夠滿足自動(dòng)化的生產(chǎn)且擁有一定的效率，同時(shí)在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程中要全面的了解灌裝的原理以及各過(guò)程的詳細(xì)步驟，對(duì)于各部件的功能需要詳細(xì)的了解，在保證產(chǎn)品的功能的基礎(chǔ)之上盡量提高生產(chǎn)的效率，考慮灌裝閥在灌裝整體中的作用，對(duì)灌裝機(jī)的全局整體機(jī)構(gòu)和布置進(jìn)行考慮，合理的對(duì)灌裝閥進(jìn)行布置以達(dá)到更高的生產(chǎn)效率 。 2 灌裝生產(chǎn)線整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 方案的選取 灌裝生產(chǎn)線上按照灌裝的類型的不同可以分為三種灌裝機(jī)。 2.1.1 直線型灌裝機(jī) 圖 2.1直線型灌裝機(jī)工作原理圖 定量灌裝， 上蓋， 將瓶蓋擰緊， 貼商標(biāo)， 待裝盒裝箱， 1 推瓶板， 2 限位撥， 3、 11、 13 傳送帶， 4 傳送盤(pán)， 5 瓶子， 6 上蓋機(jī)構(gòu)， 7 料斗， 8 擰緊機(jī)構(gòu)， 9 商標(biāo)盒， 10 漿糊盒， 12，推料板， 14 儲(chǔ)液箱， 15 灌裝管 由原理示意圖 2.1 可以清晰的看出來(lái) 灌裝瓶沿著平直的直線運(yùn)動(dòng) ,進(jìn)行成排灌裝。 每送來(lái)的空瓶由著推瓶板向著前方推送，直至灌液口得下方此時(shí)閥門(mén)打開(kāi)對(duì)瓶子進(jìn)行灌裝，此操作為間歇操作。這種類型的灌裝機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單制造方 便，但是相對(duì)的占地面積較大而且由于是間歇運(yùn)動(dòng)在一定程度上生產(chǎn)的效率也就被限制了，一次一般只用于無(wú)氣液料雷得灌裝，局限性較大。 2.1.2 旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī) 通過(guò) 送系統(tǒng)將待灌瓶（或者人工）送入灌裝機(jī) 的 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)， 通過(guò) 灌裝機(jī) 的 轉(zhuǎn)盤(pán)帶動(dòng)主立軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可進(jìn)行連續(xù)的灌裝，轉(zhuǎn)動(dòng)近三分之二周時(shí)瓶子可灌滿，然后轉(zhuǎn)盤(pán)將瓶子送入壓蓋機(jī)進(jìn)行壓蓋，而此次所設(shè)計(jì)的閥體就是用于此類灌裝機(jī)，圖 2.2,2.3 為此灌裝機(jī)的工作原理圖。 圖 2.4 為本設(shè)計(jì)實(shí)體圖。 圖 2.2旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)展開(kāi)示意圖 圖 2.3旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)俯視圖 圖 2.4旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī) 實(shí)體圖 這種類型的灌裝機(jī)在食品，飲料行業(yè)有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，諸如我們平常的日常生活用品像汽水，果汁，啤酒等飲品的灌裝均由此類灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝。此機(jī)主要由流體輸送、容器輸送、灌裝閥、大轉(zhuǎn)盤(pán)、傳送系統(tǒng)、機(jī)體、以及控制等各部分組成，而灌裝閥是保證此灌裝機(jī)能否正常且效率工作的關(guān)鍵。 2.1.3 自動(dòng)化灌裝機(jī) 自動(dòng)化灌裝機(jī)可分為：聯(lián)合自動(dòng)機(jī)和單機(jī)自動(dòng)機(jī)也就是可以包括連續(xù)進(jìn)行洗瓶、灌裝、壓蓋、貼 標(biāo)、裝等一系列的工序。自動(dòng)灌裝采用機(jī)械傳動(dòng)控制為主的最普遍。另外開(kāi)可以按灌裝方法、關(guān)閉裝置及定量裝置等多種分類方法，具體的可見(jiàn)表 2.1。 表 2-1 自動(dòng)灌裝機(jī)分類表 序號(hào) 分類型式 型式、技術(shù)特性、灌裝方法 1 按自動(dòng)化程度分 手工灌裝機(jī) 半自動(dòng)灌裝機(jī) 單元自動(dòng)灌裝機(jī) 液體包裝聯(lián)合自動(dòng)機(jī) 2 按機(jī)械結(jié)構(gòu)分 單排式 多排式 旋轉(zhuǎn)式 旋轉(zhuǎn)式 3 按灌裝方法分 在液位高度不變的壓力灌裝 變液位的壓力下灌裝 真空灌裝 在壓力下灌裝 4 按關(guān)閉裝置分 旋塞式 閥門(mén)式 滑閥式 氣閥式 5 按定量裝置分 定量杯定量 液位高度定量 定量泵定量 安瓶定量 2.2 生 產(chǎn)線各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.2.1 灌裝的供瓶機(jī)構(gòu) 在灌裝生產(chǎn)線上自動(dòng)供瓶機(jī)構(gòu)已經(jīng)取代了由人工進(jìn)行的手動(dòng)供瓶，而供瓶機(jī)構(gòu)大致可以分為分件供送螺桿機(jī)構(gòu)和撥盤(pán)式等限機(jī)構(gòu)。 分件供送螺桿機(jī)構(gòu) 如下圖 2.5為分件供送螺旋機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)示意圖 ： 圖 2.5分件供送螺桿機(jī)構(gòu) 此分件供送 螺桿機(jī)構(gòu) 是整個(gè)灌裝機(jī)的重要部件 ，其結(jié)構(gòu)的好壞以及是否合理直接影響到整個(gè)灌裝機(jī)能否正常進(jìn)行灌裝和生產(chǎn)的效率。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)在滿足被供送瓶罐的外形尺寸，星型撥輪節(jié)距及生 產(chǎn)能力等的條件下合理的確定螺桿的直徑以及長(zhǎng)度 螺旋線旋向及組合形式、螺旋槽軸向剖面幾何形狀和星型撥輪尺廓曲線，進(jìn)而校核瓶罐受螺杠、導(dǎo)向板、輸送帶等綜合作用能否達(dá)到給定的速度和間距，減輕沖擊、震動(dòng)、卡滯現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)可靠運(yùn)動(dòng)。 分件供送螺桿機(jī)構(gòu)的工作原理為：由曲齒傳動(dòng)帶動(dòng)螺旋棒的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)瓶子輸送進(jìn)入輸送鏈帶后，由于螺旋棒的作用，使得瓶子形成以一定的間隔依次地排送，然后再經(jīng)過(guò)撥瓶輪進(jìn)入托瓶臺(tái)，從而進(jìn)行灌裝。 花盤(pán)式限位機(jī)構(gòu) 如 圖 2.6 為花盤(pán)式限位機(jī)構(gòu)由傳送機(jī)構(gòu) 。 圖 2.6 定數(shù)量供給的花盤(pán)限位裝置 1 輸送帶， 2 花盤(pán)輪， 3 棘輪 ， ,4 棘爪擺桿 ,5 凸輪 , 6 擺盤(pán) ,7 銷(xiāo)子 ,8 推板 ,9 開(kāi)關(guān) 將待灌裝的瓶罐送至花盤(pán)輪，經(jīng)花盤(pán)輪分隔裝置直接到傳送裝置端頭。當(dāng)最前端的瓶罐到達(dá)指定位置時(shí)可碰觸到電開(kāi)關(guān) 9， 使推板 8 立即將要求數(shù)量的一排瓶或罐橫向推進(jìn)一個(gè)距離。推板 8 行進(jìn)中驅(qū)動(dòng)擺盤(pán) 6,使之逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) ,但凸輪 5 及棘爪擺桿 4 不動(dòng) ,推板 8 行進(jìn)到與擺盤(pán) 6 脫離接觸時(shí) ,擺盤(pán) 6 受彈簧作用而恢復(fù)到原位 。 2.2.2 灌裝的供料機(jī)構(gòu) 使用泵體及輸液管將灌裝液由 貯 液槽輸入貯液箱再 由貯液箱經(jīng)灌裝閥輸入待灌容器中，此過(guò)程即為整個(gè)灌裝體系的傳送系統(tǒng)。對(duì)于不同的灌裝方法有著不同的傳送供料系統(tǒng)。作為灌裝系統(tǒng)的重要組成部分，供料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)灌裝速度和精度起著至關(guān)重要的影響。根據(jù)機(jī)構(gòu)的不同科大致的將供料機(jī)構(gòu)分為四大類： 常壓法灌裝的液料供送機(jī)構(gòu) 作為在常壓下進(jìn)行灌裝的系統(tǒng)，此系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單。泵體將液體抽出通過(guò)輸液管送進(jìn)灌裝機(jī)的貯液箱，用浮子來(lái)對(duì)貯液箱內(nèi)的液面高度進(jìn)行控制是液面保持基本的恒定，液體再經(jīng)由灌裝閥注入待裝的空瓶罐中。 真空法灌裝的液料供送裝置 真空法灌裝系統(tǒng)形式較多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，根據(jù) 灌裝方式的不同可將其分為兩種類型：一種是將瓶子內(nèi)部氣體抽空利用壓強(qiáng)差進(jìn)行灌裝。另外一種是將貯液箱和瓶子均抽空氣體液體依靠其自身難保重力完成灌裝。因?yàn)檎婵展嘌b供料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且與本設(shè)計(jì)并沒(méi)有太大聯(lián)系在此就不做太詳細(xì)的介紹。 等壓法灌裝的液料供料機(jī)構(gòu) 此原理圖于附錄圖 1.進(jìn)液總管 3 與灌裝機(jī)頂部的輸入頭 9 互相連通，在輸入頭的下端有著六根供液管 14 與待裝瓶罐 12 互相連通。打開(kāi)運(yùn)行閥 5，通過(guò)透明管體 4 觀察進(jìn)液的壓力，當(dāng)壓力不足使得液體流動(dòng)緩慢或壓力過(guò)高使得液體沖出均需調(diào)節(jié)使得壓力平衡，待壓力正常方可打開(kāi)乳液總 閥 16 進(jìn)行灌裝！無(wú)菌壓縮氣管 1 分叉為了兩路，其中氣管 12將液體輸入待灌裝瓶罐，它經(jīng)過(guò)輸入頭直接與環(huán)形的待灌裝器皿相互連通，其作用是在灌裝之前對(duì)器皿內(nèi)充壓，此作用可預(yù)防液體在進(jìn)入器皿內(nèi)時(shí)由于突然的降壓從而冒泡。該管上截止閥 8 在進(jìn)液總閥 10 打開(kāi)后需要關(guān)閉，另一路平衡氣管 11 以輸入頭接到高液浮泡 17上的充氣閥 15，從而達(dá)到控制待灌裝器皿內(nèi)部液位高度的目的。 當(dāng)液壓高于氣壓會(huì)導(dǎo)致液面太高，此時(shí)高位浮泡立即上升打開(kāi)充氣閥 15，將無(wú)菌的空氣壓縮進(jìn)入器皿，以補(bǔ)足氣壓從而保證了液體能夠穩(wěn)定的進(jìn)入器皿，而當(dāng)液壓低于氣壓時(shí)導(dǎo) 致液面下降，此時(shí)低位液浮 泡 7 下降，打開(kāi)放氣閥 13 是的器皿內(nèi)部的部分氣體得以釋放。氣壓的降低是的進(jìn)液增多，保證了液面基本處于穩(wěn)定的狀態(tài)大致位于視 鏡 9 的中部。 壓力法灌裝的液料供送機(jī)構(gòu) 附錄圖 2 是此方法的灌裝供料簡(jiǎn)圖。它由四個(gè)組要部分組成分別是穩(wěn)壓裝置，旋塞閥，推料活塞以及填充器。 由于物料是通過(guò)泵體或者人工裝入貯液箱內(nèi)部，因此在灌裝的時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生壓力的不穩(wěn)定從而產(chǎn)生定量誤差，為了提高灌裝的精度可以采用穩(wěn)壓裝置來(lái)穩(wěn)定供料壓力。 供料泵體將物料送至管 14，穩(wěn)壓活塞 15 位于三通管的上端經(jīng)過(guò)減壓調(diào)整后的壓縮空氣進(jìn) 入氣缸 19，形成對(duì)穩(wěn)壓活塞的一定的壓力，穩(wěn)壓活塞桿 19 上的感應(yīng)板通過(guò)感應(yīng)三通管內(nèi)出料壓力的增加與減少來(lái)上升或者下降，于此同時(shí)上、下無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)則發(fā)出信號(hào)控制 料泵運(yùn)轉(zhuǎn)或者停轉(zhuǎn)。因此保證了供料的壓力始終保持穩(wěn)定 。 保證了灌裝的質(zhì)量。同時(shí) 為了防止物料的滴漏 ,在充填器底部特意安裝一只有孔道的滾柱 1,當(dāng)旋轉(zhuǎn)閥來(lái)回?cái)[動(dòng)時(shí) ,帶動(dòng)凸輪 3 也一起來(lái)回?cái)[動(dòng) , 從而使頂桿 2 上下串動(dòng) ,壓迫滾柱 1 實(shí)現(xiàn)快速啟閉 ,提高了灌裝精度 。 2.2.3 灌裝閥 的升降機(jī)構(gòu) 在 一般的旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)中，為了滿足灌裝的需要必須把瓶子通過(guò)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降與灌裝閥 配合在瓶子升降的過(guò)程中完成灌裝。 這種升瓶機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單 ,但是工作可靠性差 ,如果灌裝機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)故障 ,瓶子沿著滑道上升 ,很容易將瓶子擠壞 ,對(duì)瓶子質(zhì)量要求很高 ,特別是瓶頸不能彎曲 ,瓶子被推上瓶托時(shí) ,要求位置準(zhǔn)確 ,在工作中 ,緩沖彈簧也容易失效 ,需要經(jīng)常更換。 為了克服這個(gè)問(wèn)題在本次設(shè)計(jì)中采取了使灌裝閥進(jìn)行升降的機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)工作原理圖由圖 2.7 及圖 2.8 所示。 圖 2.7灌裝閥的升降機(jī)構(gòu) 圖 2.8灌裝閥的升降機(jī)構(gòu) 軌道示意圖 圖中可以看出灌裝閥通過(guò)貯液箱蓋上的軌道由軌道對(duì)灌裝閥進(jìn)行擠使得閥體下降，在下降 的時(shí)候閥體的出液口進(jìn)入瓶口，瓶口頂住出液口的滑套使得滑套上升與排氣管分離形成間隙，液體通過(guò)此間隙進(jìn)入瓶子。如圖 2.9 所示意。 圖 2.9瓶子與灌裝閥配合液體流入瓶子 此種結(jié)構(gòu)可以更快的進(jìn)行灌裝提高灌裝效率，但是此結(jié)構(gòu)在灌裝閥和貯液箱的結(jié)合處需求很高的密封性能 ，若是密封性能不足會(huì)造成液體在一定程度上的泄露。 對(duì)瓶子質(zhì)量要求很高 ,特別是瓶頸不能彎曲 ,瓶子被推上瓶托時(shí) ,要求位置準(zhǔn)確 ,在工作中 ,緩沖彈簧也容易失效 ,需要經(jīng)常更換。因此 ,這種結(jié)構(gòu)適用于小型的半自動(dòng)化的不含氣體的液料灌裝機(jī)中。 對(duì)于灌裝閥升降機(jī)構(gòu)的要 求是：迅速、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠、住起額。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)灌裝機(jī)的具體要求進(jìn)行具體的分析，選擇合理可靠，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的結(jié)構(gòu)。 2.3 本章小結(jié) 在本章我們主要介紹了如何堆灌裝機(jī)進(jìn)行選取，以及旋轉(zhuǎn)式灌裝機(jī)生產(chǎn)線上的各重要的相關(guān)機(jī)構(gòu)的基本功能以及它所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)此章的介紹我們可以對(duì)灌裝生產(chǎn)線有一定的基本的認(rèn)識(shí)與了解，能夠做出進(jìn)一步的設(shè)計(jì)改進(jìn)。 3 罐裝的基本原理和灌裝閥的分析與設(shè)計(jì) 3.1 罐裝的基本原理 3.1.1 灌裝的基本方法 由于各種液體的化學(xué)物理性質(zhì)的不同，為了在灌裝不同的液體是保證罐裝 的安全以及效率必然要設(shè)計(jì)不同的灌裝工藝，從而導(dǎo)致了灌裝方法必然不同的結(jié)果。在此我們選取一般灌裝機(jī)常采用的幾種灌裝方法進(jìn)行介紹： (1) 等壓法 等壓法灌裝是利用貯液箱上部氣室 里 的壓縮空氣，給包裝容器 進(jìn)行 充氣，使二者的壓力接近 于 相等，然后灌裝液料靠自重 自行 流入該容器內(nèi)的灌裝方法。等壓灌裝的工藝過(guò)程為： (一 )充氣等壓。 (二 )進(jìn)液回氣。 (三 )停止進(jìn)液。 (四 )釋放壓力，即將瓶?jī)?nèi)的殘留空氣釋放至大氣 ，以 此來(lái)避免 瓶?jī)?nèi) 因?yàn)?突然降壓 而 引起大量冒泡， 從而 影響 到 包裝質(zhì)量和定量精度。 等壓法灌裝適用于含氣飲料，如啤酒、汽水等的灌裝 ，可減少其中所含二氧化碳的損 失。 圖 3.1等壓灌裝工作狀態(tài) (2) 常壓法 常壓法 也稱純重力法 ,即 灌裝是在大氣壓力下直接依靠被灌裝液料的自重流入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。 常壓灌裝的工藝過(guò)程為： (一 )進(jìn)液排氣，即液料進(jìn)入容器，同時(shí)容器內(nèi)的空氣被排出。(二 )停止進(jìn)液，即容器內(nèi)的液料達(dá)到定量要求時(shí)，進(jìn)液自動(dòng)停止。 (三 )排除余液，即排除氣管中的殘液。 圖 3.2常壓閥灌裝工作狀態(tài) (3) 真空法 所謂真空灌裝是指灌裝過(guò)程是在處于地獄大氣壓力下進(jìn)行的，可分為兩種真空灌裝方式： 重力真空式 此方法是讓貯液箱 內(nèi)處于真空的環(huán)境，然后對(duì)包裝容器抽氣讓其內(nèi)的氣壓與貯液箱處于幾乎相等的真空環(huán)境，此時(shí)液料通過(guò)自身的重力流進(jìn)包裝容器之中。此方法擁有適合灌裝年度較大、延長(zhǎng)罐裝產(chǎn)品保質(zhì)期、在灌裝有毒物能夠不讓毒氣揮發(fā)保護(hù)工人的身體健康等優(yōu)點(diǎn)。但是由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜制造技術(shù)較高，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用推廣較少。 圖 3.3 重力真空灌裝示意圖 壓差真空式 此法是讓讓貯液箱內(nèi)部處于常壓狀態(tài)，只對(duì)包裝容器內(nèi)部抽氣，使其形成一定的真空度，液料依靠?jī)扇萜鲀?nèi)的壓力差，流入包裝容器并完成灌裝。由于其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方法可靠所以國(guó)內(nèi)大部分采取此法進(jìn)行灌裝 。 (4) 虹吸法 虹吸法是 利用虹吸原理使液料從貯液箱經(jīng)由虹吸管被吸入容器內(nèi)，直至兩個(gè)的液位相 等。此方法在早起就已出現(xiàn)，由于其原