第二十課充填系統(tǒng)

1、第二十課 充填系統(tǒng)緒論充填機(jī)把各種類型的物料從散裝儲(chǔ)存的箱子裝到銷售包裝的容器中。由于被包裝物料機(jī)器容器的多樣化，帶動(dòng)了產(chǎn)品充填的加工技術(shù)、工藝和機(jī)械的發(fā)展。從歷史的記錄來看，人們已經(jīng)使用過各種形式的充填容器。例如，長柄勺變成了度量杯；在水龍頭上添加切斷設(shè)備和計(jì)時(shí)器來控制流量；人們把噴口設(shè)計(jì)成不同的大小和形狀來防止飛濺和水沫。在19世紀(jì)早期，隨著啤酒灌裝的機(jī)械化科技的廣泛傳播，那些用于早期的乳制品廠、釀酒廠、啤酒廠、和木制廠的簡單設(shè)備開始發(fā)展成更加復(fù)雜的機(jī)械。對于充填各種類型的包裝和容器（而且它們是方便運(yùn)輸?shù)淖罴堰x擇）來說，這些大量的機(jī)械是實(shí)用的。對于特殊的工作來說，充填器的選擇必須要考慮很多

2、條件。它們包括被用的產(chǎn)品類型、大小、形狀和容器的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品度量的方式、需要實(shí)現(xiàn)的的操作速度、產(chǎn)品特殊的操作需求以及安裝操作的費(fèi)用。 充填物的物理狀態(tài)可分為：液體、半流體、糊狀物以及固體。這些物料可能是穩(wěn)定的、易發(fā)揮的、易爆的、熱的、冷的或者還存在其他大量的的特性，而這些特性影響著物料的處理方式。 產(chǎn)品的計(jì)量原理有容積式、稱重式、計(jì)數(shù)式以及其他一些特殊計(jì)量方式。每一個(gè)進(jìn)程都需要不同的機(jī)械。 使用的容器包括玻璃瓶、廣口瓶、塑料瓶、紙箱板、紙盒、金屬罐和塑料袋或者紙袋。這些容器有不同的大小和形狀，但是大部分的機(jī)器都要隨著容器的大小、形狀或設(shè)計(jì)的變化來進(jìn)行調(diào)整。充填可以采用較慢的手工操作，由操作者對物

3、料進(jìn)行計(jì)量、充填和封口。半自動(dòng)化的機(jī)器可以執(zhí)行一部分工序，但是它們一般在操作者的控制下完成。高速生產(chǎn)線全自動(dòng)執(zhí)行完整的充填操作，這時(shí)操作者的工作只是監(jiān)控機(jī)器的執(zhí)行以及做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 許多充填機(jī)器可以適應(yīng)變化以便它們能夠適應(yīng)各種變化的產(chǎn)品和容器。然而，某些部分諸如噴嘴和過濾器以及密封圈則需要被精心的挑選來適應(yīng)每一個(gè)特殊的應(yīng)用。雖然適應(yīng)的機(jī)器部分可以呈現(xiàn)在新產(chǎn)品的工作中，但是它們也可能是無效的或者引起一些不可預(yù)料的問題。 許多不同類型的機(jī)器用來在包裝工業(yè)中執(zhí)行充填操作，但是它們?nèi)炕谙鄬π∪航M的科技規(guī)則。那些理解這些基本規(guī)則和知道如何應(yīng)用機(jī)器的技工或機(jī)械操作者能夠很容易地了解一個(gè)特殊機(jī)器的特殊個(gè)

4、性和需求。液體灌裝1.簡介把不同的液體灌入不同的容器需要填充技術(shù)和機(jī)械的發(fā)展來支持。然而，大部分的機(jī)器以相同的基本規(guī)則和填充方法來支持，所以讓相似的機(jī)器來迎合不同產(chǎn)品和容器是有可能的。在這個(gè)區(qū)域我們可能熟悉用于液體和半流體的科技和機(jī)器的基本類型，接下來我們將會(huì)辨別不同的類型的科技和機(jī)器，適當(dāng)?shù)牟僮鳌?yīng)用和維修。2.灌裝機(jī)器的類型 對任何特殊的應(yīng)用來說，產(chǎn)品的特性和使用的容器使得基于填充機(jī)器的選擇要有特殊的需求。液體和半流體的物料的變化范圍會(huì)從很稀的液體（例如乙醇和蘇打水）到半流體（例如牙膏和花生油以及一些混合物）。一些固體產(chǎn)品，例如粘結(jié)劑總是先經(jīng)過加熱使它們成為半流體來讓它們保持流動(dòng)灌裝，然后

5、讓它們在容器里固化。 灌裝的容器可能是塑料的，金屬的，玻璃的，處理過的紙板或其他材料的。在大小上它們由制藥工業(yè)上用的小瓶變化到石油工業(yè)和油漆所用的大擊鼓。這些容器的形狀包括瓶子，廣口瓶，小瓶，管，罐，小袋和擊鼓(如圖20.1所示)。圖20.1 各式各樣的容器形狀大部分的液體和半流體的物料主要有兩種方法來灌裝：容積灌裝和定液位灌裝。在容積灌裝中，大量物料被提前計(jì)量以便每個(gè)容器都有相同容積的物料。定液位灌裝讓每個(gè)容器都是同一個(gè)液面水平，它也因此得名。3.灌裝機(jī)的使用容積灌裝特別適用于制藥工業(yè)，因?yàn)樗竺總€(gè)容器必須有精確量的物料。定液位灌裝使用透明的瓶子是因?yàn)槊總€(gè)瓶子都要有相同的液位盡管這些瓶子可

6、能大小有誤差，容積也可能有些許不同。4.回轉(zhuǎn)式灌裝機(jī) 灌裝方法也可以從容器在操作過程中的移動(dòng)方式來分類?；剞D(zhuǎn)式灌裝機(jī)是把容器從傳送帶運(yùn)送到回轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)后，灌裝閥與容器對準(zhǔn)結(jié)合，它們在作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行灌裝。因此該機(jī)的運(yùn)動(dòng)是連續(xù)的。（如圖20.2所示） 直線灌裝機(jī)的容器做直線運(yùn)動(dòng)。這是一種間歇運(yùn)動(dòng)，從傳送帶停止的時(shí)候直到容器灌裝完畢，接下來它會(huì)載著下一個(gè)需要灌裝的瓶子倒噴嘴下面。它可能只灌裝一個(gè)或多個(gè)容器，而這取決于該灌裝機(jī)的灌裝頭數(shù)。多頭灌裝機(jī)可以讓傳送帶上的每個(gè)容器都做連續(xù)運(yùn)動(dòng)而不會(huì)在灌裝的時(shí)候間歇。（如圖20.3所示）圖20.2 回轉(zhuǎn)型灌裝圖20.3 直線灌裝機(jī)5液體容積灌裝簡介：容積

7、式灌裝機(jī)的工作原理是把規(guī)定容積的物料裝到容器中，因此，每個(gè)容器中的物料容積是常數(shù)。容積式灌裝機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有：精確、適應(yīng)性廣、可靠和相對來說容易清洗。對每個(gè)容器灌裝提前測量好的物料的精確性節(jié)約了成本通過減少操作中的過分灌裝（這種做法一般是為了確保每個(gè)容器接收的物料量誤差降到最?。?。容積式灌裝機(jī)的柔性就允許它們有對各種各樣物料的廣泛適應(yīng)性，這些物料可以是稀釋的酒精，也可以是高濃度的其他物料。它們能來灌裝剛性的容器和輕質(zhì)的容器，即使這些容器可能在灌裝過程中由于真空壓力而發(fā)生變形。這些系統(tǒng)是可靠的和易于維護(hù)的，因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對來說比較簡單。容積式灌裝系統(tǒng)相對來說比較容易被沖洗機(jī)器來清洗因?yàn)橐话銇碚f它

8、們沒有小的軟管和緊的通道或者是易碎的敏感機(jī)械裝置，而這些裝置很容易被水或空氣產(chǎn)生壓力。三種最常用的容積式灌裝方法有：活塞式、隔膜式、定時(shí)式。每種方法在細(xì)節(jié)上都有所考慮?；钊饺莘e灌裝 一個(gè)活塞式灌裝機(jī)（如圖20.4）中，灌裝頭利用活塞輸送物料。在引入沖程，活塞向上運(yùn)動(dòng)，從料缸中抽吸物料。物料經(jīng)過回轉(zhuǎn)閥進(jìn)入活塞箱。這個(gè)腔稱作計(jì)量室或灌裝室。因?yàn)樵谡{(diào)整好之后，其容積保持不變。料吸入活塞腔對容器灌裝圖20.4 活塞式容積灌裝在排出沖程，回轉(zhuǎn)閥轉(zhuǎn)向，活塞腔與充填管接通，物料從灌裝室壓入容器。圖20.5展示了活塞式容積灌裝是在往復(fù)力的作用下實(shí)現(xiàn)的。在左邊的圖表中施加旋轉(zhuǎn)力以便活塞把物料從供應(yīng)槽中擠壓到型

9、腔中。在右邊的圖表中，供應(yīng)槽中的力結(jié)束施加，活塞向下運(yùn)動(dòng)，物料從型腔轉(zhuǎn)移到容器中。這兩個(gè)機(jī)器的操作很相似，不同之處在于其中一個(gè)機(jī)器有一個(gè)往復(fù)力，而另一個(gè)機(jī)器有一個(gè)旋轉(zhuǎn)力（如圖20.6所示）?；剞D(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)時(shí)，閥內(nèi)的通道可控制物料的流向。往復(fù)閥從一端移到另一端時(shí)，閥上的開口同樣可以控制物料的流向。因此雖然兩種閥在機(jī)械結(jié)構(gòu)上截然不同，但其功能卻是相同的。 測量 灌裝圖20.5 帶往復(fù)閥的活塞式容積灌裝 回轉(zhuǎn)閥 往復(fù)閥圖20.6 閥物料送入容器的體積由充填的容積所決定。這個(gè)容積可以通過調(diào)節(jié)活塞的沖程長度所改變。當(dāng)沖程變長的時(shí)候，容腔的容積會(huì)加大，當(dāng)沖程變短的時(shí)候，容腔的容積會(huì)減小。圖20.7 容積調(diào)節(jié)法

10、圖20.7表示一種典型的容積調(diào)節(jié)法；改變轉(zhuǎn)動(dòng)曲臂端部與飛輪槽上的接觸點(diǎn)，使曲柄的運(yùn)動(dòng)軌跡改變，從而改變充填的容積。容積合理的調(diào)節(jié)范圍一般在10倍之內(nèi)。如果某活塞每一次沖程的最大灌裝量為100毫升，那么經(jīng)過調(diào)節(jié)，最小灌裝量可達(dá)到10毫升。而灌裝誤差仍與最大灌裝量時(shí)的誤差相同。所以如果所需的灌裝量接近于最小極限時(shí)，建議改用小直徑的活塞和缸，而不要采用減小沖程的方法。這樣能提高灌裝精度。一些雙物料灌裝機(jī)是用來在兩個(gè)不同的容器上投遞兩種不同的物料。這種科技是很有效率的，但是它運(yùn)動(dòng)緩慢所以一般用于短程操作。圖20.8展示了三種用于在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)保持物料持續(xù)灌裝的方法。一些活塞和圓柱的制造公差很小，所以

11、保證了物料的下流量。提高活塞與缸套之間接觸表面的加工精度，可以防止接觸面間的泄露；在活塞外圓上割幾條槽，槽中嵌入密封圈來防止泄露，制造密封圈的材料很多，選擇時(shí)應(yīng)注意與灌裝的物料相適應(yīng)。金屬密封圈常用于物料溫度大于150°F的時(shí)候。不少密封圈用聚四氟乙烯制作。在活塞的端部加上幾個(gè)套箍進(jìn)行密封。套箍材料要根據(jù)被灌裝的物料進(jìn)行專門選擇。特別是想要選擇一種速度快、工作平穩(wěn)、無泄漏、壽命長的密封材料，還得經(jīng)過試驗(yàn)。 機(jī)械加工面 活塞環(huán) 套箍圖20.18 防止物料從活塞中泄露的三種方法不同的物料需要的噴嘴形狀和大小都不同，適用于灌裝10立方厘米的安瓿就不適用于灌裝五加侖的油漆，在這兩種極限尺寸之

12、間還有許多中間尺寸和形狀的噴嘴。圖20.19 噴嘴的類型噴嘴直徑的選擇以能夠保證物料在灌裝時(shí)平穩(wěn)的連續(xù)流動(dòng)而不發(fā)生滴漏為宜。如果噴嘴的直徑太小的話，那么物料灌裝時(shí)流動(dòng)的速度就會(huì)很高以至于會(huì)濺出來或者起泡。相反的話，當(dāng)灌裝完畢的時(shí)候噴嘴會(huì)不停的往下滴物料。當(dāng)噴嘴的直徑與物料表面張力所匹配時(shí)，噴嘴的末端會(huì)自然形成一層薄膜或液泡，這就保證了存留在噴嘴中的物料不會(huì)滴出。如果噴嘴直徑太大，那么就不會(huì)在其末端形成薄膜，以至于在每次灌裝結(jié)束的時(shí)候都會(huì)有多余的物料滴出。這就很有必要在以下兩種情況下任選其一：要么慢慢地操作每一個(gè)流程以便所有滴出的物料都能落在容器中；要么就要頻繁地清洗容器和機(jī)器。 人們之所以把灌

13、裝噴嘴設(shè)計(jì)為大小形狀各不一是為了防止在灌裝過程中的滴濺、起泡或物料的過度風(fēng)化。一些噴嘴引導(dǎo)流體以固體流的形式直接向下流，而其他的則是把流體分流，讓其濺到容器壁上然后沿壁流下；也可以在噴嘴內(nèi)裝上濾網(wǎng)以分散容易起泡的物料，使其平穩(wěn)的流動(dòng)。每個(gè)灌裝機(jī)廠商對噴嘴都有很大的選擇空間，因?yàn)闆]有一個(gè)噴嘴能適用所有的物料。為一種新物料選擇噴嘴的最佳方式就是在實(shí)驗(yàn)室中用不同類型的噴嘴進(jìn)行大量的測試以便找到最適合的那一款。一旦噴嘴選擇不當(dāng)，會(huì)出現(xiàn)很多問題，例如：操作緩慢、物料流失、灌裝容量不一甚至污染機(jī)器。隔膜式容積灌裝 隔膜容積式灌裝機(jī)利用一層柔性隔膜在壓力氣體的作用下將液體從料缸抽到灌裝室，然后再進(jìn)入容器中。

14、圖20.10展示了隔膜式容積灌裝。圖20.10 隔膜式容積灌裝機(jī)料缸的壓力一般保持在0.11MPa以下。閥門打開時(shí)，在氣壓作用下，液體流入灌裝室中，就像活塞在吸入沖程時(shí)，將液體抽入缸體一樣。當(dāng)腔內(nèi)充填滿，通向料缸的閥門關(guān)閉，防止回流。然后，閥門起通容器方向，氣體壓力作用在柱塞上。柱塞將隔膜壓下，迫使液體流入容器。壓完后，加在隔膜上的氣壓釋放。閥門換向，灌裝室再次從料缸吸液。在瓶頸引導(dǎo)裝置上裝有 “無容器不灌裝”機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)只有在運(yùn)動(dòng)時(shí)碰到容器，才能觸動(dòng)氣源控制系統(tǒng)，使氣流推動(dòng)隔膜運(yùn)動(dòng)。如果碰不到容器，則氣源不開啟，就不會(huì)進(jìn)行灌裝。調(diào)換大小不同的灌裝室可以改變灌裝容量，也可以通過調(diào)節(jié)擋塊，改變柱

15、塞在灌裝室里的移動(dòng)距離來改變灌裝量的大小。擋塊越伸入腔室，柱塞運(yùn)動(dòng)的距離就越短，灌裝量就越少。這種隔膜式灌裝機(jī)精度特別高。其容積的調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到十倍以上。隔膜容積充填系統(tǒng)通常用來給小瓶頸的瓶子灌裝相對昂貴的產(chǎn)品,因?yàn)樵诠嘌b過程中有很高的準(zhǔn)確性和很小的損失。制造膜片的彈性材料很多，可選擇與灌裝物料的粘度和化學(xué)性質(zhì)相適應(yīng)的材料。定時(shí)式容積灌裝 容器中灌裝的產(chǎn)品的量也可以通過控制產(chǎn)品以恒定的速率通過標(biāo)準(zhǔn)口徑的管道的時(shí)間來控制。舉例來說，如果 1立方厘米的液體在1/10秒內(nèi)通過一個(gè)管道，2立方厘米通過這個(gè)管需要2/10秒，3立方厘米通過這個(gè)管需要3/10秒。在操作中灌裝的準(zhǔn)確度由液體的均勻性和計(jì)時(shí)機(jī)

16、構(gòu)的準(zhǔn)確度來決定。三種現(xiàn)行的測量和調(diào)整流動(dòng)時(shí)間的方法分別是回轉(zhuǎn)定量盤式，回轉(zhuǎn)泵式，和螺桿式?；剞D(zhuǎn)定量盤 在這種灌裝系統(tǒng)中，灌裝頭由兩個(gè)靜止板和一塊回轉(zhuǎn)底板組成（如圖20.11）。當(dāng)三塊板子的孔在一條直線時(shí)，灌裝物可以自由通過進(jìn)入容器中。當(dāng)?shù)撞康陌逡瞥鲞@個(gè)位置時(shí)灌裝停止。固定的底板固定的聚四氟乙烯板固定的上板 灌裝中 灌裝后圖20.11 回轉(zhuǎn)定量盤物料由泵供給，灌裝時(shí)間和物料體積受中間的固定板的開口大小和經(jīng)固定板流過旋轉(zhuǎn)板開口所需的時(shí)間來控制。灌裝的體積取決于孔口相通的時(shí)間和通孔的大小。當(dāng)中間板采用較長的開槽，底部轉(zhuǎn)板開口與產(chǎn)品聯(lián)通的時(shí)間更長，就會(huì)有更多的產(chǎn)品流進(jìn)容器。在這種情況下，從泵中流出的

17、產(chǎn)品速度可以調(diào)整，但是這種調(diào)整通常用于調(diào)整液流的平穩(wěn)性而不是調(diào)節(jié)其體積。這種灌裝器可以通過兩個(gè)位置進(jìn)行雙灌裝，或者在不同的位置提供不同的物料，將兩種或更多種的物料灌裝到容器中?；剞D(zhuǎn)定量盤得容積式灌裝機(jī)，可用于灌裝許多不同的物料，從一般液體到花生醬之類較稠的液體?；剞D(zhuǎn)底盤和固定盤之間的間隙至關(guān)重要：因?yàn)殚g隙過大將使物料發(fā)生泄露，灌裝容積不準(zhǔn)；而間隙過小則影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，回轉(zhuǎn)盤和固定盤的表面都要有較高的光潔度，不允許有擦傷或者摩擦引起的破損?；剞D(zhuǎn)泵 用于體積填充的回轉(zhuǎn)式計(jì)量泵（如圖20.12）通過調(diào)節(jié)泵的運(yùn)動(dòng)間隔來控制液流量的?；剞D(zhuǎn)泵中有一副成對運(yùn)動(dòng)的凸輪狀轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)，迫使液料從轉(zhuǎn)子中間

18、擠出。也有的回轉(zhuǎn)泵通過轉(zhuǎn)子中的許多凹坑將液料擠出。液料的流動(dòng)由電氣控制或帶制動(dòng)的氣控離合器控制，使其擠料與停止時(shí)間之比達(dá)到非常高的間隔精度。通常用電氣定時(shí)器和電氣計(jì)數(shù)器來控制回轉(zhuǎn)泵的工作時(shí)間，并帶動(dòng)離合器及制動(dòng)器同時(shí)工作。回轉(zhuǎn)泵一開動(dòng)，定時(shí)器就開始計(jì)時(shí)。經(jīng)過一段時(shí)間后，定時(shí)器就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號，使離合器和制動(dòng)器讓泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。如發(fā)現(xiàn)灌裝量不準(zhǔn)，可改變泵的工作時(shí)間或泵的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行調(diào)整。該裝置常會(huì)有滯后現(xiàn)象，這一點(diǎn)需定期加以糾正。一些灌裝器通過附屬于回轉(zhuǎn)泵主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)來測量產(chǎn)品流量，并通過調(diào)整每次灌裝葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)來調(diào)節(jié)流量?？梢哉{(diào)節(jié)精確到1/100圈，流量也可以精確到1毫升。泵的回轉(zhuǎn)速度并不影響產(chǎn)

19、品的傳送體積，但是波動(dòng)會(huì)引起用移動(dòng)容器的機(jī)械元件的計(jì)時(shí)問題。當(dāng)罐裝器在150轉(zhuǎn)/分鐘的速度下運(yùn)作，離合器和制動(dòng)裝置必須在2毫秒內(nèi)進(jìn)行操作。打滑的離合器和無效的制動(dòng)裝置會(huì)引起過度灌裝，爪式的離合器和制動(dòng)會(huì)引起灌裝不足或不規(guī)則的灌裝體積。如果操縱離合器和制動(dòng)裝置的電磁閥或空氣式閥門在這樣小的周期內(nèi)產(chǎn)生滯后或失靈，那它們也會(huì)影響計(jì)時(shí)的時(shí)序。某些灌裝機(jī)在灌裝頭上裝有作用可靠的關(guān)閉閥，以消除物料的滴漏。螺旋式灌裝。粘度太大以至于不能使用回轉(zhuǎn)式計(jì)量泵輸送的半液態(tài)產(chǎn)品可以用一個(gè)相似的采用螺旋式輸送的灌裝頭來代替泵來輸送產(chǎn)品。使用螺旋式灌裝輸送產(chǎn)品的體積由螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間或者每次灌裝轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)來控制，這中方式大

20、體和回轉(zhuǎn)式一樣（如圖20.13）。圖20.12 回轉(zhuǎn)式計(jì)量泵圖20.13 螺旋輸送式灌裝機(jī)一些螺旋式灌裝機(jī)采用攪拌器在料斗中攪動(dòng)使產(chǎn)品保持平滑的運(yùn)動(dòng)并保持一定的稠度。6.控制液位定量法簡介：雖然每個(gè)瓶子在體積和形態(tài)上都有細(xì)小的不同，造成灌裝后液面高度不一致，影響它的外觀和銷售。較簡便的方法是采用“等液位灌裝”技術(shù)，使得每個(gè)容器的灌裝高度一致。在這部分，我們將介紹一些關(guān)于液體和半液體液位定量法的5個(gè)基本步驟和灌裝含汽物料的方法。我們將介紹每種方法的使用方式和所使用機(jī)器的維護(hù)需求。模具工藝和成型工藝會(huì)使得剛性瓶和塑料瓶以及廣口瓶的制造上有微小的誤差，對于半剛性的容器來說，灌裝的過程也會(huì)使得它們的形

21、狀大小有細(xì)小的變化。通常來講，對尺寸稍大的瓶子灌裝多余的物料比在成型工藝中進(jìn)行精確的控制要經(jīng)濟(jì)的多?？刂埔何欢糠▽θ萜鞯募?xì)小差別進(jìn)行了補(bǔ)償并且使用了統(tǒng)一的外形，這對于在售的許多以透明裝亮相的產(chǎn)品來說是很重要的。純重力灌裝 純重力灌裝是最古老也是最簡單的灌裝方法，而且還是灌裝自重流動(dòng)物料的最精確的方法之一。一些重力灌裝機(jī)，灌裝時(shí)物料不會(huì)因?yàn)楣酀M而溢出也不會(huì)反復(fù)進(jìn)行循環(huán)，而且能夠保證物料的風(fēng)化時(shí)間最短。圖20.14 純重力灌裝純重力灌裝適用于不含氣的液體和半固體。像番茄醬和芥末一樣類型的物料也適合于這種灌裝方法，但是有一點(diǎn)必須明確，那就是我們要保證物料在自由平穩(wěn)流動(dòng)的情況下，物料的溫度和粘度維持

22、在一個(gè)特定的水平上。雖然液位定量法可以緩慢的進(jìn)行全自動(dòng)操作，但此時(shí)的物料流動(dòng)也將更加緩慢，與此同時(shí)流動(dòng)率的變化將會(huì)影響運(yùn)輸系統(tǒng)和生產(chǎn)線上的其他機(jī)器錯(cuò)過最佳的時(shí)機(jī)選擇。在純重力灌裝中物料的流動(dòng)式這么產(chǎn)生的，那就是把物料供應(yīng)箱放置盡可能的高以便物料通過本身的自重從供應(yīng)裝置流動(dòng)到最后的包裝容器中。物料流動(dòng)的開始和結(jié)束由一個(gè)彈簧作用的灌裝閥來控制，容器頂部跟閥之間的接觸力使閥打開。一些機(jī)器把包裝容器置于托瓶臺(tái)上，托瓶臺(tái)帶著瓶子上升，頂起灌裝閥。其他機(jī)器則是讓灌裝頭向下移動(dòng)，跟容器頂部接觸，頂起灌裝閥。當(dāng)物料進(jìn)入容器中，容器中的空氣通過排氣管排出。當(dāng)液體上升把排氣管上的孔堵住時(shí)，空氣再也不能排出，容器內(nèi)

23、的背壓使物料停止進(jìn)入容器，灌裝結(jié)束。當(dāng)灌裝頭和容器脫離接觸又為下一次灌裝做準(zhǔn)備，彈簧力把灌裝閥關(guān)閉，并防止物料滴漏。也有一些重力灌裝機(jī)使用定時(shí)裝置，用控制閥門開啟或關(guān)閉時(shí)間的方法來調(diào)節(jié)流量，并在灌裝液面處裝上過流管，以取代排氣管。過量的物料進(jìn)入過流缸，然后由泵把它們送回供料缸。這種形式的系統(tǒng)不需要在容器和灌裝頭之間保持密封。純重力灌裝系統(tǒng)的維護(hù)相對來說比較簡單。每一個(gè)原件都必須保持清潔和潤滑，軸承，襯墊和彈簧一旦過度磨損必須進(jìn)行替換。操作者必須適時(shí)的對各元件進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整，并且把它們放在灌裝最合適的位置上。物料的持續(xù)流動(dòng)和所有移動(dòng)元件的自由移動(dòng)對于平穩(wěn)的操作來說是至關(guān)重要的。純真空灌裝 純真空

24、灌裝系統(tǒng)（如圖20.15）最初被用來灌裝適合于窄口瓶的不含氣液體。一般不適用于塑料和非剛性的容器，因?yàn)楣ぷ髟硎前盐锪蠌牧细壮榈饺萜髦?，這個(gè)過程中的真空吸力會(huì)使容器縮短或者變形。圖20.15 純真空灌裝正如圖20.15所示，在灌裝套筒中的真空管和一個(gè)真空室連接，這個(gè)真空室是通過一個(gè)真空泵來維系一定的真空度。灌裝閥密封塊抵住容器的同時(shí)開啟閥門。當(dāng)閥門打開的時(shí)候，對瓶子抽真空，然后產(chǎn)生的壓力差使得物料從料缸流入瓶子中。這個(gè)灌裝水平由瓶子的真空口的位置所決定，因?yàn)檫^量的物料會(huì)由這個(gè)口吸出。灌裝時(shí)間的長短通常由凸輪裝置或其他計(jì)時(shí)裝置來控制。物料從容器中的溢出是通過真空口吸入真空室，在真空室中，真空度由

25、一個(gè)真空泵來控制。過余的物料被抽回儲(chǔ)料器中。純真空灌裝系統(tǒng)比純重力灌裝系統(tǒng)的操作速度更快，但是純真空灌裝系統(tǒng)總是存在著一些過灌和物料往復(fù)循環(huán)的問題。春真空式灌裝只有在瓶子和灌裝閥之間密封的時(shí)候才可以工作，所以有缺口的和有裂縫的瓶子都不能使用這種灌裝方式。2528英寸汞柱（一種大氣壓力）的真空度通常需要穩(wěn)定有效的操作來維系，但是這個(gè)水平又會(huì)不同的機(jī)器而有所差別，是因?yàn)檫@些機(jī)器的設(shè)計(jì)和規(guī)格不同而已。純真空灌裝比純重力灌裝的清潔工作稍微復(fù)雜一些，這是因?yàn)榧冋婵展嘌b的系統(tǒng)更加復(fù)雜一些，而且使用小的真空管使得產(chǎn)品很容易阻塞。所有的裝配必須很牢固并且得到有效地操作。當(dāng)密封件磨損時(shí)必須馬上更換，并且替換的時(shí)

26、候要考慮到物料和推薦的類型。合適的噴嘴類型的選擇要考慮到被灌裝的物料，因?yàn)殡S著物料快速的流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生氣泡，風(fēng)化和滴濺問題。重力真空灌裝 重力真空灌裝系統(tǒng)（如圖20.16所示）結(jié)合了壓力灌裝系統(tǒng)和真空灌裝系統(tǒng)。需要這個(gè)系統(tǒng)堅(jiān)持對容器抽真空和穩(wěn)定物料的流速來維持35英寸汞柱的真空度。圖20.16 重力真空灌裝圖20.16所示的灌裝機(jī)中，料缸上方的區(qū)域中保持一低真空。排氣管從容器通到料缸這一區(qū)域。當(dāng)灌裝頭和瓶子之間建立密封時(shí)，打開排氣管就自動(dòng)向容器抽真空。容器內(nèi)的這個(gè)真空就使物料又快又平穩(wěn)的流進(jìn)容器。正如重力灌裝系統(tǒng)一樣，當(dāng)物料灌裝結(jié)束的時(shí)候，上升的液體將會(huì)堵住排氣孔，此時(shí)流動(dòng)停止。重力真空期銅沒有物

27、料過流和物料再循環(huán)的問題，而這些問題是純真空灌裝的固有本質(zhì)特征，所以這個(gè)系統(tǒng)沒有渦流和混入空氣問題。這種類型的系統(tǒng)很適合灌裝蒸餾酒精和白酒，這是因?yàn)闆]有損失。因?yàn)楣嘌b閥是彈簧裝載的，只有當(dāng)真空呈現(xiàn)的時(shí)候操作才會(huì)進(jìn)行，有裂縫和碎片的瓶子的密封性不好，所以不適合與這種灌裝。重力真空系統(tǒng)必須保持清潔和清除任何障礙，因?yàn)檫@些會(huì)影響真空管的流動(dòng)性。密封件和連接件是關(guān)鍵件，這些連接必須緊湊，一旦破損就必須替換。純壓力灌裝 純壓力灌裝系統(tǒng)（如圖20.17所示），從儲(chǔ)料器中用泵抽進(jìn)容器中，（期間通過灌裝閥）。料缸可以放置在機(jī)器的外部，也可以放置在機(jī)器的內(nèi)部從而成為該機(jī)器的一部分。圖20.17 純壓力灌裝物料泵

28、把物料從料缸中吸出，并且通過壓力把物料送入容器中。灌裝閥包括一個(gè)過流管，這個(gè)過流管是用來把過余的物料送回到料缸并且防止過液位。容器中灌裝液位的控制是由這跟管子上的過流孔位于容器頸部的位置來決定的。當(dāng)物料到達(dá)過流孔時(shí)，灌裝完成，但是物料依然繼續(xù)通過回流管直到容器的密封脫開閥套把灌嘴的孔堵住，物流停止時(shí)為止。純壓力灌裝適用于不含氣的液體，但是它也能適用于不同連續(xù)度的其他各種產(chǎn)品。對物料施加壓力可能會(huì)引起物料的滴濺和起泡，所以選用合適的噴嘴類型和真空泵的速度以及壓力值的設(shè)置都應(yīng)該是我們所考慮的。我們要根據(jù)廠商的推薦要求對機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的清洗和潤滑。在每次灌裝結(jié)束的時(shí)候?qū)娮斓那逑词侵陵P(guān)重要的，因?yàn)槲锪?/p>

29、很可能黏在噴嘴和管子上。液面感應(yīng)式灌裝 液面感應(yīng)灌裝（如圖20.18所示）只是把產(chǎn)品灌裝到容器，控制液面卻不密封容器。它只適用于對于高速度灌裝的小瓶頸塑料瓶和玻璃瓶。這種灌裝比較精確，而且不需要回流裝置。圖20.18 液面感應(yīng)式灌裝把物料從料缸中經(jīng)過灌裝閥最后送達(dá)容器需要施加15磅/平方英寸的壓力。因?yàn)闆]有密封，所以空氣會(huì)從進(jìn)料管的周圍排出瓶口。感應(yīng)設(shè)備通過監(jiān)測氣流阻力的變化，發(fā)出信號。當(dāng)傳感器檢測到在灌裝工位有瓶子的話，就會(huì)使灌裝頭定位，并開始灌裝液料。感應(yīng)空氣管位于灌裝管的內(nèi)部，所以必須保持干凈和無阻礙狀態(tài)。在感應(yīng)空氣管中的物料稍有堆積都會(huì)引起單元敏感度的誤差甚至達(dá)不到灌裝要求。物料管的設(shè)

30、計(jì)因物料的不同和瓶子的不同而有所差別，這樣會(huì)讓其他特征和隔板減少漩渦和泛泡現(xiàn)象。一旦物料或容器發(fā)生變化就需要換新的灌裝管。壓力重力灌裝 碳酸飲料在粗糙的灌裝中或者暴露在大氣的灌裝中都會(huì)損耗CO2。壓力重力灌裝（如圖20.19所示）是用于不損失碳酸飲料中的CO2的一種特殊的灌裝方法。這種方法專用于灌裝飲料，這些飲料包括：蘇打水，啤酒，起泡沫的酒以及香檳。圖20.19 壓力重力灌裝在壓力重力灌裝中，在料缸頂部空間保持1525磅/平方英寸的壓力，使飲料中二氧化碳溶解。其余灌裝過程基本上和重力灌裝一致。通過灌裝閥中的氣閥向容器中充氣，待容器內(nèi)的壓力與灌裝機(jī)儲(chǔ)料器上腔的背壓相等時(shí)，灌裝閥中的進(jìn)液閥打開，

31、飲料靠其自重流入容器內(nèi)。在這個(gè)過程中，融入飲料中的二氧化碳的壓力基本沒有發(fā)生變化，可有效地防止飲料中二氧化碳的外逸，保證了灌裝的順利進(jìn)行。灌裝閥上有排氣孔，它使容器的瓶頸空間跟大氣接通，把瓶頸空間中的壓力平穩(wěn)的釋放掉，從而防止灌裝頭離開容器時(shí)發(fā)生物料噴涌。固體充填1.簡介固態(tài)產(chǎn)品有很多種，它們有著各自不同的特性。固態(tài)產(chǎn)品有的很輕有的較重；有的具有粘性，有的卻很干燥；有的能夠自由流動(dòng)，有的卻只有在外力的作用下才會(huì)移動(dòng)。有的容器也許只有一個(gè)膠囊那么大，有的卻可以裝下一百磅的貨物，或者像55加侖的圓桶那么大。容器的形式有許多種，如：盒類、罐類、瓶類、袋類、桶類等。容器可以有各種剛性或者纖維材料制成。

32、雖然產(chǎn)品和容器的特性可能各不相同，但是基本的操作原則和充填技術(shù)是相似的。就大多數(shù)充填機(jī)械而言，用其將不同的產(chǎn)品充填到不同的容器中是有可能的。在這一章節(jié)中，我們將了解用于固體充填的基本的機(jī)械類型和充填技術(shù)。在隨后的章節(jié)中我們將比較和了解不同類型的充填機(jī)械和充填技術(shù)，以及它們所適用的環(huán)境，操作和維修要求。2固體產(chǎn)品的種類一些固態(tài)產(chǎn)品可以自由的流動(dòng)，容易被移動(dòng)，就像大米和黃豆一樣。一些超細(xì)的粉末狀產(chǎn)品（如精致砂糖）則不適合裝入，會(huì)造成灰塵或爆炸性環(huán)境的容器中。像釘子、螺栓一類的硬質(zhì)產(chǎn)品，由于它們的質(zhì)量、體積、形狀等原因需要特別的操作。如玉米片、燈泡一類的物品要保證在包裝和運(yùn)輸過程中不被損壞。冰激凌則

33、要保證不被熔化。我們還需要采取一些特別的措施來保證食品包裝的清潔和藥品的無菌性。一些經(jīng)過特別設(shè)計(jì)的機(jī)械可以用來移動(dòng)那些不能夠自由流動(dòng)的產(chǎn)品。像蛋糕粉一類的粘性產(chǎn)品有可能阻塞傳遞場合容器的開口，所以充填機(jī)中要包括一些能讓產(chǎn)品流通順暢的裝置。像糖和水泥一類的產(chǎn)品可能會(huì)由于存儲(chǔ)環(huán)境的變化或制造程序的變化而結(jié)成塊狀，所以要使用攪拌器將它們分割成小塊以便移動(dòng)和稱量。3固體充填操作的類型按產(chǎn)品的傳送的計(jì)量方式我們將固體充填機(jī)分為主要的四大類。固體產(chǎn)品一般按以下方法計(jì)量即，體積測量、凈重、總重（毛重）、計(jì)數(shù)。容積式充填給每個(gè)容器裝相同常數(shù)的物料，凈重式充填機(jī)在物料被包裝前給其稱重，而毛重式充填機(jī)給充填后的物

34、料及其容器一起稱量。不同的地方應(yīng)用相同的條款。4.物料投遞 自由流動(dòng)的固體物料一般通過重力自流進(jìn)料系統(tǒng)投遞到灌裝機(jī)械中，在重 力自流進(jìn)料系統(tǒng)中，儲(chǔ)料箱比機(jī)器的漏斗的位置要高一點(diǎn)。其他物料則是通過振動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行投遞，因?yàn)檎駝?dòng)盤使物料“走進(jìn)”充填機(jī)里。輸送機(jī)則使物料沿輸送帶平穩(wěn)移動(dòng)，或者把物料放入一個(gè)更高的位置上。螺旋鉆則使不流動(dòng)的物料攪動(dòng)起來，這些物料可能是黏在一起，也可能是有一些物理特性使它們無法操作。 5.容積式充填 介紹 容積式灌裝把精確容量的物料裝載到每個(gè)容器中，而且不用考慮產(chǎn)品的密度和重量。 用于固體物料的容積式充填機(jī)使用的是最簡單和可靠的充填設(shè)計(jì)，它們能夠以低成本來實(shí)現(xiàn)相對較高的速度。

35、然而，投遞恒體積并不保證產(chǎn)生恒重量。產(chǎn)品密度的變化能引起包裝質(zhì)量的不同，容器大小的變化也能夠引起充填高度的不同和容器未被物料填充部分的空間大小。 四種常用于固體物料容積式充填機(jī)有量杯式充填機(jī)、等流量式充填、螺桿式充填以及真空式充填。 量杯式充填機(jī) 這種充填機(jī)（如圖20.20所示）是由測量要投遞的物料的杯子和燒瓶來命名的。量杯是伸縮套裝式的，因?yàn)榱勘娜莘e可以調(diào)節(jié)，以達(dá)到所需要的體積。 充填時(shí)，物料靠自重自由落入量杯，刮板將量杯上多余的物料刮去，然后當(dāng)杯子充填完畢同時(shí)容器到位的情況下，閥門打開，量杯中的物料在自重作用下充填到包裝容器中。 量杯式充填適用流動(dòng)性良好的顆粒狀物料，比如，清潔劑和大米。

36、 圖20.20 量杯式充填 圖20.21 有稱重反饋的回轉(zhuǎn)式量杯充填機(jī)的俯視圖 容積式充填通常適用于密度或者整體重量相對穩(wěn)定的，也可是人們更注重這種物料是否可以順利投遞而不是注重這種物料的重量是否精確。在一些行業(yè)中，使用容積式充填和調(diào)整投遞的體積以便保證投遞的物料為所需是經(jīng)濟(jì)可行的。當(dāng)物料密度大小變化會(huì)引起溢出時(shí)也經(jīng)常使用這種方法。這一般用在大小變化相對來說較小、增加速度或者用來更加經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)償所用的過余物料。 反饋和凈重稱量系統(tǒng)使用量杯式充填機(jī)來稱重樣本載荷以及自動(dòng)地調(diào)整量杯的體積來糾正物料變化所引起的重量的重量。 例如，如圖 20.11所示，一個(gè)12頭回轉(zhuǎn)式充填的機(jī)器的俯視圖。這個(gè)系統(tǒng)依據(jù)物

37、料變化重量的變化來調(diào)整量杯體積，這種系統(tǒng)的精確度可以和凈重系統(tǒng)的精確度相媲美。 燒杯通常都是伸縮式的，來調(diào)節(jié)要充填物料的體積，其調(diào)節(jié)范圍可達(dá)2：1。即量杯側(cè)邊伸長時(shí)的最大容積就是最小容積的兩倍。更大范圍的體積調(diào)整就需要替換整個(gè)杯子組合。機(jī)器調(diào)整偶爾也可能是充填不足、過度充填、過度循環(huán)或者溢出容器。 充填不足可能是由不正確的量杯尺寸或者料斗送料太慢或不穩(wěn)定、料斗的裝料面太低、進(jìn)料管太小、物料流動(dòng)不爽、進(jìn)料管和量杯不同心等都會(huì)使量杯裝不滿。而機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度太快，料斗漏下物料的速度過快則會(huì)引起物料重復(fù)循環(huán)裝料。 量杯伸縮機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)不當(dāng)常會(huì)造成過量回流。 如果容器和進(jìn)料管不同心，節(jié)拍不準(zhǔn)，容器太小或物料

38、在進(jìn)料管中使送料滯后，就會(huì)引起物料的溢損。 等流量充填 在等流量充填機(jī)（如圖20.22所示）中，物料以均勻恒定的流速落下，通過斜槽落到充填管。其工作原理是：在等流量流動(dòng)下，通過同樣時(shí)間，容器被充填的物料量是一致的。 一個(gè)連續(xù)的物流從料斗通過充填管進(jìn)入容器。漏斗直接把物料引入容器，防止物料漏損。 當(dāng)容器放置在充填線上時(shí)，容器的速度的任何變化都會(huì)影響充填的體積。當(dāng)容器運(yùn)動(dòng)太慢時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過度充填，反之，將會(huì)充填不足。 從料斗來的物料流速的變化也會(huì)影響到充填容積。流速變化可由下列因素引起，例如充填管或者噴嘴發(fā)生阻塞，物料在料斗的料面變化，以及物料密度的變化。 假若物料過粘，那么很容易附著在漏斗的側(cè)壁，

39、這樣流動(dòng)就會(huì)更緩慢。若物料太干，流動(dòng)又會(huì)過快。物料所結(jié)的塊也會(huì)引起不規(guī)則的流動(dòng)或者濺出。 振動(dòng)或螺桿送料機(jī)構(gòu)常常用來保持物料在料斗中料位，使物料穩(wěn)定的流入容器。攪拌器是用來保證物料在漏斗中順利流動(dòng)而防止物料結(jié)塊。 螺桿式充填 螺桿式充填機(jī)（如圖20.23所示）在漏斗狀的料斗中使用一個(gè)旋轉(zhuǎn)的螺桿以恒定的速率來送出一定量的物料。圖20.22 等流量充填機(jī)圖20.23螺桿式充填 螺桿被豎直的安裝在料斗內(nèi)部，送料管則向下直接對準(zhǔn)容器。當(dāng)容器就位的時(shí)候，感應(yīng)器會(huì)給出一個(gè)信號，電磁離合器會(huì)合上，帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)充填完畢時(shí)，離合器就會(huì)脫離，出料閘口會(huì)阻止物料再流出。 充填的體積是由螺桿的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)所決定的。一

40、些螺桿充填機(jī)有定時(shí)裝置，每充填一次就使螺桿按預(yù)定的速度轉(zhuǎn)動(dòng)一定的時(shí)間；也有的充填機(jī)是以每次充填時(shí)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)來計(jì)量的。離合器和制動(dòng)機(jī)構(gòu)的靈敏度可使螺桿的運(yùn)動(dòng)精度控制在0.005r/min之內(nèi)，或時(shí)間上達(dá)到幾分之一秒。 螺桿式充填機(jī)適合于很多物料，特別適用于在出料口容易起橋而不易落下的物料，例如：咖啡、蛋糕混合料和面粉。這種充填機(jī)提供了穩(wěn)定的流動(dòng)以及恒定的體積。 一些螺桿式充填機(jī)有攪拌器或者攪拌葉片用于使物料從料斗順利流下，并且組織結(jié)塊。攪拌器的形狀是會(huì)為了迎合不同類型的物料來進(jìn)行改變的。 不同形狀的的螺桿會(huì)用于不同流動(dòng)方式的物料。例如，圖20.24所示的螺桿式適用于不能自由流動(dòng)的粉末，而圖2

41、0.25所示的螺桿是為能平坦自由流動(dòng)的粉末而設(shè)計(jì)的，同時(shí)會(huì)在螺桿沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻止物料的自然下落。圖20.24 為不能自由流動(dòng)的粉末設(shè)計(jì)的螺桿圖20.25 為能自由流動(dòng)的粉末設(shè)計(jì)的螺桿電子感應(yīng)或者氣感應(yīng)和螺桿的控制單位是機(jī)器最敏感的部分，它們幾乎不需要維護(hù)，但是它們必須根據(jù)機(jī)器說明書來進(jìn)行有規(guī)律的調(diào)整和清潔。 螺桿充填機(jī)對于充填不足或者過度充填的情況經(jīng)常會(huì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，其他機(jī)器也會(huì)辨別并替代一些壞了的感應(yīng)和控制元件。真空式充填 適用于于干物料的真空式充填機(jī)（如圖20.16所示）與液體灌裝中的液位控制法有些相似。它用容器作為充填測量的工具。真空是用于抽掉多余的物料以及夯實(shí)充填的物料，而且會(huì)組織物料

42、塵逃到空氣中。瓶托把瓶子升起或者充填頭下降使充填頭上的密封襯墊緊緊地壓住容器頂部。當(dāng)容器和灌裝頭之間已經(jīng)建立密封時(shí)就對容器和充填管道中的物料抽真空。夾在物料中的空氣進(jìn)入真空狀態(tài)時(shí)就膨脹，其結(jié)果使物料均布在充填表面上方。在充填過程中切斷真空，然后再抽真空，如此重復(fù)兩次或更多次，就可使物料下沉，在容器里充填的更緊密。充填機(jī)的操作通常由凸輪的運(yùn)動(dòng)或者其他定時(shí)裝置來控制，而且過余的物料會(huì)被吸回真空腔，并被送回到料倉里。薄壁罐和其他易碎容器可能會(huì)被真空壓力所擠扁，但是這些容器也可以使用真空室里，那就是用一個(gè)護(hù)罩來替代容器，目的是在充填的過程中通過內(nèi)外壓力來補(bǔ)償。最佳的真空壓力是不同的，因此也適用于不同的

43、物料。真空度過高，某些物料會(huì)被壓成粉末，真空度過低，可能達(dá)不到所需的夯實(shí)效果。真空壓力應(yīng)根據(jù)不同的物料而決定，在工作時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢測真空情況使其保持在規(guī)定值，而這個(gè)是由工程部門和機(jī)器制造商所指定的。6.稱重式充填機(jī)介紹 對于某些物料來說，用戶注重的是它的重量而不是它的體積。而且如果為了保證每個(gè)容器都有最小的重量而使某些容器過度充填那么將會(huì)很不經(jīng)濟(jì)。對于稱重式充填有兩種基本的方法，而且在接下來的這部分你將會(huì)學(xué)習(xí)如何操作以及維系凈重式充填機(jī)和毛重式充填機(jī)。凈重式充填機(jī) 凈重是最精確的充填手段。物料在充填機(jī)上先稱重，然后進(jìn)入容器。這種方法適用于袋和柔性容器，是因?yàn)槠ぶ刈兓粫?huì)影響稱量結(jié)果。在典型的凈重充

44、填機(jī)（如圖20.27所示），物料被連續(xù)不斷的送進(jìn)秤盤上稱重。當(dāng)達(dá)到要求的時(shí)候就會(huì)發(fā)出停止送料的信號。稱重的物料從秤盤上落入容器。 圖20.26 真空式充填圖20.27 凈重式充填機(jī)如采用關(guān)閉閥門的方法來停止送料的話，其稱重精度取決于關(guān)閉時(shí)物料流動(dòng)量的大??；假如料流很大，在稱重系統(tǒng)發(fā)出信號使閥門關(guān)閉后，還會(huì)有很多的物料落入容器；若料流較小，物料漸漸地落入容器，這時(shí)情況就會(huì)好很多。雖然調(diào)整一下秤盤可以補(bǔ)償這一誤差，但是料流的任何變化仍會(huì)影響充填精度。有的稱重充填機(jī)用兩步法來提高充填的精度和速度。第一步先用大充填管把充填的大部分物料快速落到秤盤上，第二步把秤盤移到小充填管的下面，將物料慢慢落下，直至

45、達(dá)到要求的重量。（如圖20.28）圖20.28 兩步法充填裝置該兩步法加料系統(tǒng)可提高充填速度，而且閥門關(guān)閉時(shí)，落下的料流可達(dá)到極小，從而提高了稱重精度。凈重式充填機(jī)需要進(jìn)行徹底的、頻繁的清洗、潤滑和調(diào)整。機(jī)器的感應(yīng)器件也易經(jīng)常的更換。調(diào)整感應(yīng)器和控制單元會(huì)及時(shí)的改正持續(xù)的過度充填和充填不足。不規(guī)律的充填可能是由感應(yīng)器件引起的，但是更有可能是由流程阻塞或者是干擾遮板操作、料斗中物料的不規(guī)律流動(dòng)所引起的。毛重式充填 在毛重式充填中（圖20.29），物料和容器一起稱重。在計(jì)算物料凈重時(shí)，規(guī)定了容器重量的允許誤差。當(dāng)然容器重量的變化會(huì)影響容器內(nèi)的物重。然而這種形式的系統(tǒng)在使用容器重量的平均值后，仍能滿

46、足大部分物料的精度要求。毛重充填比凈重充填更快，因?yàn)樗葍糁厥缴僖徊?。它適用于易碎物料的充填，特別是玉米片和薯?xiàng)l這些特別容易被壓碎的物料，因?yàn)樗鼈兛梢员豢焖俚乃腿氚b里，而省去了從一個(gè)容器倒到另一個(gè)容器里。圖20.29 毛重式充填機(jī)一些物料，例如紅糖在充填的時(shí)候就會(huì)被安置在包裝里夯實(shí)，其目的是獲得密封包裝。圖20.30 振動(dòng)式充填夯實(shí)可以通過充填時(shí)的振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。如在毛重充填時(shí)，物料是通過兩個(gè)或兩個(gè)以上工位完成對容器充填的（如圖20.30所示），在兩次充填之間對容器進(jìn)行振動(dòng)來實(shí)現(xiàn)夯實(shí)。大部分的毛重式充填機(jī)的充填頭一分鐘只能充填1520次，所以較大的機(jī)器上常使用多頭充填以完成高速灌裝。機(jī)器的維護(hù)需

47、要清洗、潤滑和調(diào)整，而且還要隨時(shí)監(jiān)視機(jī)器的元件是否會(huì)破損。秤的類型 在充填機(jī)器中大致有四種秤，它們分別是杠桿秤、彈簧秤、空氣秤、排量秤。杠桿秤（圖20.31）的一端用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)重量的平衡木，另一端放的是產(chǎn)品。當(dāng)產(chǎn)品的重量與標(biāo)準(zhǔn)重量平衡的時(shí)候就會(huì)停止充填。圖20.31 杠桿秤彈簧秤（圖20.31）在托臺(tái)的底下用了一個(gè)彈簧，當(dāng)彈簧被壓縮到預(yù)定高度的時(shí)候，停止充填的信號就產(chǎn)生了?？諝獬樱▓D20.33）。物料的重量使秤盤壓向一股氣流，當(dāng)反壓達(dá)到預(yù)定值的時(shí)候，產(chǎn)生停止充填的信號。排量秤（圖20.34）。稱重時(shí)把腔室里的液體排到另一腔室。當(dāng)液體在另一腔室里達(dá)到預(yù)定高度，就發(fā)出停止充填的信號。圖20.32 彈

48、簧秤 圖20.33 空氣秤 圖20.34 排量秤7.計(jì)數(shù)充填簡介 堅(jiān)果、螺栓、膠囊和曲奇餅干等各種各樣的其他產(chǎn)品都是按數(shù)量銷售，而不是按體積和重量。例如每個(gè)袋中有十個(gè)螺釘，每個(gè)盒子中裝有一打雞蛋，每個(gè)瓶中有100個(gè)藥片。四個(gè)熱門技術(shù)經(jīng)常用于計(jì)數(shù)灌裝：高度計(jì)數(shù)器，板條式計(jì)數(shù)器，盤式計(jì)數(shù)器以及電子計(jì)數(shù)。在這部分將學(xué)習(xí)基本的用法，操作規(guī)則以及板狀或盤狀計(jì)數(shù)器的操作及保養(yǎng)。盤式計(jì)數(shù)器 盤式計(jì)數(shù)器（圖20.35）是將物品落入帶有計(jì)數(shù)孔的盤子里，然后再轉(zhuǎn)到充填位置，讓物品落入容器中。每次充填物品的數(shù)量由盤在充填區(qū)域中的孔數(shù)決定。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)中藥片充填。圖20.35 盤式計(jì)數(shù)器在圖中所示的盤式填充裝置中，產(chǎn)品放在由