包裝機械課件、灌裝機械

要求：了解灌裝的根本方法及原理；掌握升瓶機構(gòu)、灌裝閥結(jié)構(gòu)、常用灌裝機的結(jié)構(gòu)和根本原理。主要內(nèi)容：1灌裝機械概述2常壓灌裝機3負(fù)壓灌裝機4等壓灌裝機5機械壓力式灌裝機方案學(xué)時：8第三章、灌裝機械

fillingmachine

1/12/20231第一節(jié)、灌裝機械概述

將液體產(chǎn)品裝入包裝容器的機械稱為灌裝機。

一、概況：

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的開展,人民生活水平的提高,人們的消費習(xí)慣也隨之相應(yīng)的變化,同時對消費品的包裝提出了更高的要求,而液態(tài)產(chǎn)品的包裝在包裝行業(yè)中占有很大比例,這是由于液體包裝涉及的行業(yè)廣泛、品種繁多,如飲料方面的汽水、果汁、牛奶、礦泉水、蒸餾水、白酒、啤酒、果酒等;調(diào)味品方面的醬油、醋、味精液、果醬等;藥品方面的針劑、糖漿、酊劑、氣霧劑等;農(nóng)藥乳劑、化工產(chǎn)品的各種瓶裝、化裝品等,要滿足日益增長的液體產(chǎn)品的包裝需要,就應(yīng)大力開展液體產(chǎn)品的包裝機械。1/12/20232人類自從采用容器盛裝液體以后,就產(chǎn)生了灌裝方法。十九世紀(jì)末二十世紀(jì)初以前,通常使用水罐、水杓進行人工灌裝或直接將容器浸入液料中進行灌裝,大約在1980年美國Horix、Kiefer和等三家公司開始制造容器灌裝的機械裝置。第一臺商業(yè)灌裝機是Kiefer公司制造，Horix公司于1920年首次制造了重力灌裝機,用于灌裝番茄醬,這家公司至今仍生產(chǎn)灌裝機,二十年代初這幾家公司著手生產(chǎn)回轉(zhuǎn)式灌裝機,其中U.S公司制造的是純真空灌裝機，二十世紀(jì)以來,灌裝機械工業(yè)開展迅速,那時灌裝的速度取決于人工將瓶子對準(zhǔn)灌裝閥,等待瓶子灌裝完畢所需的時間。今天,回轉(zhuǎn)式自動灌裝機的生產(chǎn)能力己達每分鐘2000瓶。1/12/20233我國在解放前幾乎沒有灌裝機械,灌裝生產(chǎn)絕大局部處于手工操作,非常落后。70年代初,上海、北京、廣州、青島、煙臺等地引進三十多條灌裝線,其中有西德Seitz公司、意大利Simonazi公司、美國Merer公司、日本三菱公司,另外還有許多羅馬尼亞灌裝線。隨后,我國廣東輕工機械廠、北京釀酒機械廠、上?；C械廠等許多家仿制了不少灌裝線,初步改善了灌裝生產(chǎn)的落后面貌,但灌裝機械的開展與國際先進水平的差距仍很大。為此,我國應(yīng)根據(jù)自己的國情,吸收國外的先進技術(shù),設(shè)計和生產(chǎn)出具有先進水平的灌裝機,灌裝機的開展趨勢向高效化、自動化、節(jié)能化開展,力圖采用新技術(shù)、新材料,如計算機輔助設(shè)計、微機控制等,開創(chuàng)一代新型灌裝機。1/12/20234〔1〕液體產(chǎn)品按粘度可分為:流體:在自身重力作用下即可以按一定速度流過圓管的任何液體。流速主要是受流體粘度和壓力影響,一般粘度范圍規(guī)定為1－100厘泊,如酒類、果汁、牛奶、醬油、醋等?！矂恿φ扯?泊＝100cP=0.1Pa·S〕半流體:在大于自身重力的壓力作用下才能在圓管中流動的液體叫半流體,其粘度范圍為100～1000厘泊,如豆瓣醬、番茄醬、牙膏、香脂、松糕油、肉糜等。粘滯流體:產(chǎn)品粘度超過10000厘泊的,不屬于流體和半流體的范圍。如漿糊之類的產(chǎn)品屬于這一范疇。二、灌裝的液體產(chǎn)品和包裝容器

1、灌裝的液體產(chǎn)品1/12/20235含氣液體產(chǎn)品：含有二氧化碳?xì)怏w的液體產(chǎn)品。對于是否含有酒精成份又可分為軟飲料(不含酒精)和硬飲料(含有酒精)。如：汽水、礦泉水；汽酒、香檳、啤酒等。

不含氣液體產(chǎn)品：液體中不含有氣體。如：白酒、醬油、醋、食用油等?！?〕對于低粘度液體,根據(jù)液體中是否含有二氧化碳?xì)怏w可分為：1/12/202362、包裝容器〔1〕根據(jù)強度可分為：剛性包裝容器金屬罐、玻璃瓶〔罐〕、陶瓷罐等。柔性包裝容器塑料復(fù)合瓶、復(fù)合袋、用紙、鋁箔、塑料等制成的盒、杯等。〔2〕按其材料分：主要有玻璃瓶、金屬罐、紙包容器、塑料瓶、塑料袋、復(fù)合袋、鋁箔、木質(zhì)等。1/12/20237三、灌裝機的分類1、根據(jù)灌裝方法分：

⑴等壓灌裝機isobar

filling

machine

先向包裝容器充氣，使其內(nèi)部的氣體壓力和儲液箱內(nèi)的氣體壓力相等，然后將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器。適于灌裝含氣液體產(chǎn)品，如：汽水、可口可樂、啤酒、香檳等。1/12/20238⑵負(fù)壓灌裝機lowvacuumfillingmachine先將包裝容器抽氣形成負(fù)壓，然后將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器。適于灌裝含維生素的飲料、有毒的農(nóng)藥和化學(xué)試劑?？煞譃閮煞N：

①壓差式負(fù)壓灌裝機：儲液箱處于常壓只對包裝容器抽氣使之形成負(fù)壓，依靠儲液箱和待灌容器之間的壓力差將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器。②重力式負(fù)壓灌裝機：將儲液箱和包裝容器都抽氣形成負(fù)壓，液體產(chǎn)品依靠本身的自重充填到包裝容器內(nèi)的機器。1/12/20239⑶常壓灌裝機

atmospherical

pressure

filling

machine

在常壓下將液體產(chǎn)品充填到包裝容體內(nèi)的機器。適于灌裝低粘度不含氣的液體產(chǎn)品。如：白酒、醋、醬油、食用油等。⑷壓力灌裝機

pressure

filling

machine

使用外部壓力將液體產(chǎn)品充填到包裝容體內(nèi)的機器。適于灌裝粘稠性液體產(chǎn)品。如：豆瓣醬、番茄醬、牙膏、香脂、松糕油、肉糜等。1/12/2023102、根據(jù)灌裝機灌裝容器的傳送方式分：〔1〕直線型灌裝機灌裝時，包裝容器由一個工位直線式間歇地運動到另一個工位，并在停歇時完成灌裝的機器。這種灌裝機相對旋轉(zhuǎn)灌裝機來講,結(jié)構(gòu)比較簡單,制造方便,但占地面積比較大,而且是間歇運動,生產(chǎn)能力的提高也受到一定限制,因此一般只用于無汽液體的灌裝,局限性較大。工作原理見以下圖3-11/12/202311圖3-1直線灌裝機工作原理圖Ⅰ-定量灌裝,Ⅱ-上蓋,Ⅲ-蓋擰緊,Ⅳ-貼商標(biāo)Ⅴ-待裝盒(箱)1-推瓶板,2-限位撥盤,3,11,13-傳送帶,4-傳送盤,5-瓶子,6-上蓋機構(gòu),7-瓶蓋料斗,8-擰緊機構(gòu),9-商標(biāo)盒,10-膠水盒,12-推料板,14-貯液箱15-灌裝閥1/12/202312灌裝機外形：1/12/202313灌裝機外形：1/12/202314灌裝機外形：1/12/202315〔2〕旋轉(zhuǎn)型灌裝機灌裝容器進入灌裝工位后，圍繞工作臺回轉(zhuǎn)一周，作等速回轉(zhuǎn)運動，完成灌裝。如圖3-2;3-3圖3-2瓶子在灌裝過程中的俯視圖1/12/202316圖3-3瓶子在灌裝過程中展開示意圖1/12/202317四、旋轉(zhuǎn)型灌裝機的主要結(jié)構(gòu)(*)包裝容器的供送裝置灌裝料液的供送裝置灌裝閥傳動裝置控制裝置1/12/202318灌裝機外形：1/12/202319灌裝機外形：1/12/202320旋轉(zhuǎn)型灌裝機的總體結(jié)構(gòu)1/12/202321〔一〕包裝容器的供送裝置在自動灌裝機中,按照灌裝的工藝線路要求,準(zhǔn)確地連續(xù)地將待灌瓶送入主轉(zhuǎn)盤升降機構(gòu)托瓶臺上,是保證灌裝機正常而有秩序地工作的關(guān)鍵。一般供瓶機構(gòu)的關(guān)鍵問題是瓶的連續(xù)輸送和瓶的定時供給。常用的連續(xù)輸送裝置有鏈帶傳送,一般采用不銹鋼或尼龍?zhí)箍随湈А南雌繖C出來的瓶子由輸送帶送來后,為了防止擠壞、堵塞和準(zhǔn)確地送入灌裝機,必須設(shè)法使瓶子單個地保持適當(dāng)?shù)拈g距、速度送進,目前瓶子的定時送給一般采用分件供送螺桿或星型撥輪等限位機構(gòu)。1/12/2023221、螺桿式供送裝置:圖3-4給出了典型送瓶機構(gòu)的示意圖,它的根本組成包括由錐齒輪傳動的變螺距螺桿、固定側(cè)向?qū)О?、鏈?zhǔn)剿捷斔蛶?在容器下方，末畫出)和組合式拔瓶輪等,分件供送螺桿在結(jié)構(gòu)上是一種空間高副機構(gòu),它的結(jié)構(gòu)形式受供送瓶的大小、形狀等的制約。從外觀形式看,前端應(yīng)設(shè)計成截錐臺形,有助于將玻璃瓶順暢地導(dǎo)入螺桿的工作區(qū)段。圖3-4典型送瓶機構(gòu)的示意圖1/12/202323

而另一端應(yīng)具有與玻璃瓶同半徑的圓弧過渡角,以便和星形拔輪同步銜接,為了使剛進入螺桿工作區(qū)段的玻璃瓶運動平穩(wěn),第一段最好采用等螺距,使它暫不產(chǎn)生加速度,鑒于星形拔輪的節(jié)距通常都大于兩只玻璃瓶原來在鏈帶上緊相接觸時運動的中心距,顯然,最后一段螺旋線一定要變螺距,為改善瓶的慣性運動,它應(yīng)該制約玻璃瓶以等加速度規(guī)律逐漸增大其間距。實踐證明,對于中、小型自動灌裝機(一般為250瓶/分以內(nèi)),只需將螺桿設(shè)計呈等螺距段與變螺距段即可,雖然其加速度曲線不連續(xù),有階躍突變,但在加速度值不很大時,仍不致發(fā)生明顯的柔性沖擊。1/12/202324特種變螺距螺桿供送裝置示意圖圖3-5特種變螺距螺桿供送裝置示意圖(a)分流(b)合流〔c〕轉(zhuǎn)向(d)翻身1/12/2023252、花盤式限位機構(gòu)如圖3-6所示,待瓶或罐由輸送機運送,經(jīng)花盤輪分隔裝置而直到輸送機端頭。在最前端的瓶或罐到達要求位置時,就碰上電開關(guān)9,使推板8立即將要求數(shù)量的一排瓶或罐橫向推進一個距離。推板8行進中驅(qū)動擺盤6,使之逆時針轉(zhuǎn)動,但凸輪5及棘爪擺桿4不動,推板8行進到與擺盤6脫離接觸時,擺盤6受彈簧作用而恢復(fù)到原位。推板8做返回運動時,又驅(qū)動擺盤6使之順時針轉(zhuǎn)動,同時通過銷子7使凸輪5一起轉(zhuǎn)動,從而迫使棘爪桿4擺動,脫離開棘輪3,此時,花盤輪由傳動裝置驅(qū)動轉(zhuǎn)動,對輸送來的瓶或罐做連接分隔傳送。當(dāng)推板8往回運動到又與擺盤6脫離接觸時,凸輪5受彈簧作用又轉(zhuǎn)回到原位,棘爪擺桿也往回擺動到原位,棘爪嵌入棘輪輪齒中,制動住花盤輪2的轉(zhuǎn)動,在棘爪脫離開棘輪的時間間隔內(nèi),經(jīng)由花盤輪分隔傳送出要求數(shù)量的瓶或罐。1/12/202326圖3-6定數(shù)量供給的花盤限位裝置

1-輸送帶,2-花盤輪,3-棘輪,4-棘爪擺桿,5-凸輪,

6-擺盤,7-銷子,8-推板,9-開關(guān)1234986571/12/2023273.星型撥輪此機構(gòu)是將瓶的限位器送來的瓶子,準(zhǔn)確地送入灌裝機中瓶的升降機構(gòu)或?qū)⒐酀M的瓶子從升降機構(gòu)取下送入傳送帶的機構(gòu)。如圖3-7所示:拔瓶輪中的尺寸h及Rc均由瓶子的高度和直徑來決定,拔瓶輪一般采用酚醛層壓板等材料,以免與玻璃瓶產(chǎn)生硬性碰撞,拔瓶輪一般由上、下兩片組成,為了保證撥輪與托瓶臺的位置相對應(yīng),在輪片上應(yīng)開有圓槽形孔,調(diào)好后再安裝在轉(zhuǎn)軸上。為了使瓶子穩(wěn)定傳送,在傳送帶旁邊還需要安裝護瓶桿,在進出瓶拔輪外還要安裝導(dǎo)板,護瓶桿離開傳送中心線的距離要可調(diào),以適應(yīng)不同規(guī)格的瓶子。另外,送瓶機構(gòu)不僅要將瓶子分隔轉(zhuǎn)彎,而且傳遞速度必須與洗瓶機的速度匹配,否那么易出現(xiàn)倒瓶、缺瓶或阻塞現(xiàn)象,為了防止倒瓶時影響正常生產(chǎn),某些灌裝機在分件供送螺桿、拔輪的傳動局部安裝有離合器,一旦出現(xiàn)故障使其自動停轉(zhuǎn),有的還安裝微動開關(guān),當(dāng)離合器脫開的同時,壓迫微動開關(guān),使全機停轉(zhuǎn)。1/12/202328圖3-7星型撥輪

1-星型撥輪2-撥輪盤3-軸4-軸承座由容器的高度決定H容器的直徑?jīng)Q定RC1/12/2023294、包裝容器的升降機構(gòu)升降機構(gòu)的作用：是將撥瓶星輪送來的空包裝容器上升到規(guī)定高度，完成灌裝，然后將灌裝完的實瓶下降到規(guī)定高度由出瓶星輪送出。常用的升降機構(gòu)主要有三種形式：1〕機械式升降機構(gòu)2〕氣動式升降機構(gòu)3〕氣動機械混合式升降機構(gòu)1/12/2023301〕機械式升降機構(gòu)1-瓶托2-壓簧3-上滑筒4-滑筒座5-拉桿轉(zhuǎn)動機架6-下滑筒7-軸承8-凸輪導(dǎo)軌圖3-8機械式升降機構(gòu)簡圖工作過程：當(dāng)轉(zhuǎn)動機架帶動升降機構(gòu)整體轉(zhuǎn)動時，滾輪7一邊轉(zhuǎn)動一邊在凸輪的作用下上升，帶動壓簧2向上運動，上滑筒上升帶動瓶托1上升。遇到阻力時，上滑筒停止。下滑筒繼續(xù)保持原樣，彈簧壓縮。特點：機械磨損大，彈簧易失效，可靠性差。1/12/202331圖3-9升降凸輪展開示意圖1/12/2023322〕氣動式升降機構(gòu)圖3-10氣動式升降機構(gòu)示意圖1-瓶托2-氣缸3-活塞4-排氣閥5-進氣閥6，7-壓縮空氣管工作過程：當(dāng)壓縮空氣經(jīng)氣管7〔此時5閥關(guān)閉，4閥翻開〕進入氣缸2，推動活塞3連同瓶托1同時上升；當(dāng)翻開閥5關(guān)閉閥4時〔活塞上下兩室壓力不同〕活塞帶動瓶托下降。特點：彈性壓力氣源要穩(wěn)定1/12/2023333〕氣動機械混合式升降機構(gòu)圖3-11氣動機械混合式升降機構(gòu)1-托瓶臺2-滑筒3-通孔螺釘4-密封墊5-柱塞6-凸輪導(dǎo)軌7-滾動軸承8-套筒墊片9-環(huán)形管10-卡塊工作過程：當(dāng)壓縮空氣進入環(huán)形管9時，氣體進入柱塞5內(nèi)，沿孔3進入套筒2上部空間，推動套筒2和瓶托1上升，其上升位置受到凸輪導(dǎo)軌6和軸承7的限制。特點：工作穩(wěn)定1/12/202334〔二〕灌裝料液的供送裝置將料液由貯液槽經(jīng)泵、管道送到貯液箱中的裝置稱為料液的供送系統(tǒng)。它包括：貯液槽、泵、管道、閥門、貯液箱的高度調(diào)節(jié)裝置、液位控制器等。不同灌裝方法的灌裝機供液裝置的結(jié)構(gòu)各不相同本節(jié)講述三個系統(tǒng)內(nèi)容：

1、料液供送系統(tǒng)

2、貯液箱高度調(diào)節(jié)裝置

3、灌裝料液的定量機構(gòu)1/12/2023351、料液供送系統(tǒng)常壓法料液供送系統(tǒng)〔第二節(jié)〕負(fù)壓法料液供送系統(tǒng)〔負(fù)壓單室、負(fù)壓三室；負(fù)壓兩室見第三節(jié)〕等壓料液供送系統(tǒng)〔第四節(jié)〕機械壓力法料液供送系統(tǒng)〔第五節(jié)〕1/12/202336負(fù)壓單室料液供送系統(tǒng)此種灌裝屬于重力式負(fù)壓灌裝工作過程：料液經(jīng)進液管3進入貯液箱2內(nèi)，貯液箱和真空室合為一室〔單室〕，貯液箱上部由抽氣管1抽氣形成真空；液面高度由浮子10控制；灌裝時，瓶子上升推開灌裝閥4，灌裝閥的氣管接通瓶和貯液箱上部的氣室，瓶內(nèi)空氣被抽走形成一定的真空度，料液在自重的作用下流入瓶內(nèi)，當(dāng)瓶內(nèi)頁面上升到灌裝閥吸氣管口時，此時灌裝結(jié)束，瓶子下降，灌裝閥關(guān)閉，吸氣管壓入的料液被〔壓〕吸回到貯液箱中。1/12/202337負(fù)壓三室料液供送系統(tǒng)

圖3-12負(fù)壓法三室料液供送系統(tǒng)

1-齒輪2-工作臺3-浮子4-貯液箱5-灌裝閥6-進液管7，14-單向閥8，13-真空箱9-真空管10-轉(zhuǎn)換閥11-進液管12-抽氣管15-凸輪工作過程：因該系統(tǒng)在貯液箱上方有兩個真空室，所以稱為三室。真空泵運轉(zhuǎn)向12抽真空使上真空箱8一直處在真空狀態(tài)，而下室有半周與真空接通，有半周與大氣接通〔轉(zhuǎn)換閥10作用的結(jié)果〕。貯液箱有和外界接通的透氣孔而處于常壓狀態(tài)。灌裝時，當(dāng)瓶口對準(zhǔn)灌裝閥5，由于灌裝閥的結(jié)構(gòu)通過真空軟管9接通真空上室8，同時進液管6接通貯液箱4，在壓差的作用下，料液壓入瓶內(nèi)，當(dāng)瓶內(nèi)料液到達灌裝閥氣管口時，余液被吸入上真空室，當(dāng)下室13處于負(fù)壓狀態(tài)時閥7開，閥14關(guān)，上室余液流入下室，當(dāng)下室處于常壓狀態(tài)時，閥7關(guān)閥14開，余液又從下室流回貯液箱。1/12/2023382、貯液箱高度調(diào)節(jié)裝置貯液箱底盤〔上轉(zhuǎn)盤〕與裝有托瓶臺的下轉(zhuǎn)盤〔工作臺〕之間距離的調(diào)整裝置稱為貯液箱高度調(diào)節(jié)裝置?！材康氖菨M足包裝容器的高度變化要求〕主要有兩種形式：〔1〕中央調(diào)節(jié)式〔2〕三支柱調(diào)節(jié)式1/12/202339〔1〕中央調(diào)節(jié)式圖3-14無導(dǎo)向高度調(diào)節(jié)機構(gòu)1－貯液箱立柱2－法蘭式螺母3－緊固螺栓4－灌裝機下轉(zhuǎn)盤圖3-15有導(dǎo)向高度調(diào)節(jié)機構(gòu)1－鎖緊螺母2－銷軸3－導(dǎo)向平鍵4－貯液箱立柱5－渦輪6－蝸桿7－罩殼8－支座1/12/202340〔2〕三支柱調(diào)節(jié)式調(diào)節(jié)方法：松開壓緊螺母4，轉(zhuǎn)動手輪7，此時鏈輪8帶動鏈條6驅(qū)動其它兩個調(diào)節(jié)支柱10上的螺母9轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)立柱10同時升降，實現(xiàn)貯液箱和工作臺面高度的調(diào)整。1/12/2023413、灌裝料液的定量機構(gòu)準(zhǔn)確的定量灌裝不但與產(chǎn)品的本錢有著直接的關(guān)系,同時也影響產(chǎn)品在消費者心中的信譽。包裝物品的定量一般有重量定量和容積定量兩種。重量定量由于要增添秤等計量衡器,所以機器的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,適用于比重經(jīng)常變化的固體物料,且往往要配置一套電路用以機電配合;容積定量機器的定量結(jié)構(gòu)比較簡單,一般不需電路配合。液體產(chǎn)品一般易采用容積式定量,常見的有如下四種方法:〔1〕控制液位定量法〔2〕定量杯定量法〔3〕定量泵定量法〔4〕電子式定量法1/12/202342〔1〕控制液位定量法原理：通過控制灌裝容器內(nèi)液位的高度來到達預(yù)定的灌裝量。當(dāng)橡皮墊5和滑套6被上升的瓶子頂起后,灌裝頭7和滑套6間出現(xiàn)間隙,液體流入瓶內(nèi),瓶內(nèi)原有氣體由排氣管1排至貯液箱,當(dāng)灌至排氣管嘴A—A截面時,氣體不再能排出,隨著液料的繼續(xù)灌入,液面超過排氣管嘴,瓶口局部的剩余氣體只得被壓縮,一旦壓力平衡,液料就不再進入瓶內(nèi)而沿排氣管上升,根據(jù)連通器原理,一直升至與貯液箱內(nèi)液位水平為止,然后瓶子下降,壓縮彈簧4保證灌裝頭與滑套間的重新密封,排氣管內(nèi)的液料也滴入瓶內(nèi),從而完成了一次定量灌裝。改變排氣管嘴進入瓶中的位置，可以改變每次的灌裝量。1/12/202343〔2〕定量杯定量法

先將液體注入定量杯中進行定量,然后再將計量好的液體注入待灌瓶中,因此,每次灌裝的容積等于定量杯的容積。圖3-18直動定量杯定量機構(gòu)1定量杯,2定量調(diào)節(jié)管,3閥體,4鎖緊螺母,5密封圈,6進液管,7彈簧,8灌裝頭，9排氣孔，10下孔，11擱板，12上孔，13環(huán)形中間槽，14貯液箱〔a〕正在灌裝〔b〕量杯定量1/12/202344在下面沒有待灌瓶時,定量杯1由于彈簧7的作用而下降,并浸入貯液箱的液體中,那么箱內(nèi)的液體沿著其周邊流入并充滿定量杯〔上圖b〕。隨后待灌瓶由瓶托抬起,瓶嘴將灌裝頭8連同進液管6,定量杯1一起抬起,使定量杯超出液面,并使進液管中間隔板上孔12、下孔10均與閥體3的中間環(huán)形槽13相通,這樣定量杯中液體由調(diào)節(jié)管2流下,經(jīng)中間隔板的上孔流至閥體3的中間槽,再由隔板的下孔經(jīng)進液管下端流進待灌瓶中,瓶內(nèi)空氣那么由灌裝頭上的透氣孔逸出,當(dāng)定量杯中流體下降至調(diào)節(jié)管2的上端面時,定量灌裝那么完成。定量杯中容量可由調(diào)節(jié)管2在定量杯中的高度來調(diào)節(jié),也可更換定量杯。本結(jié)構(gòu)適用于灌裝酒類產(chǎn)品。1/12/202345左圖為旋塞定量原理示意圖。首先三通旋塞2位于右圖所示的位置,液體靠靜壓通過進液管4進入定量杯1中,杯內(nèi)空氣經(jīng)細(xì)管3排出,當(dāng)定量杯內(nèi)的液面到達細(xì)管的下緣時,空氣無法排出,但由于貯液箱內(nèi)液面較高,定量杯內(nèi)液面那么繼續(xù)上升至高于細(xì)管下緣處,杯內(nèi)空氣那么被壓縮直到兩處壓力平衡而停止。管3內(nèi)的液面根據(jù)連通器的原理,將繼續(xù)上升至同貯液箱內(nèi)液面相平,然后三通旋塞逆時針旋轉(zhuǎn)90°,如左圖所示,使定量杯內(nèi)的液體同貯液箱內(nèi)的液體隔開,同時定量杯內(nèi)液體(包括細(xì)管內(nèi)液體)流入待灌瓶中。假設(shè)改變灌裝量,那么只需調(diào)節(jié)細(xì)管3在定量杯中的高度或者更換定量杯。3-18〔b〕旋塞定量杯定量機構(gòu)1-定量杯,2-旋塞,3-毛細(xì)管,4-進液管,5-灌裝嘴1/12/202346〔3〕定量泵定量法圖3－19定量杯法定量原理圖1-閥體,2-彈簧,3-滑閥,4-活塞缸,5-活塞,6-灌裝頭這是一種采用壓力法灌裝的定量方法,一般由動力控制活塞往復(fù)運動,將物料從貯料缸吸入活塞缸,然后再壓入灌裝容器中,由此每次灌裝物料的容積用活塞往復(fù)運動的行程來控制。右圖是利用定量泵進行定量灌裝番茄醬的原理圖。1/12/202347工作過程：

活塞5由凸輪(圖中末示出)控制作上下往復(fù)運動,當(dāng)活塞向下運動時,醬液在重力及氣壓差作用下,由貯液缸底部的孔經(jīng)閥3的月牙槽流入活塞缸4內(nèi)。當(dāng)待灌容器由瓶托抬起并頂緊喇叭頭6和閥3時,彈簧2受壓縮而滑閥上的月牙槽上升,將貯料缸與活塞缸隔斷,滑閥上的下料孔與活塞缸接通,與此同時,活塞正好在凸輪作用下向上運動,醬液再從活塞缸壓入待灌容器內(nèi),當(dāng)灌好醬液的容器連同瓶托一起下降時,彈簧2迫使滑閥也向下運動,滑閥上的月牙槽又將貯料缸與活塞溝通,以便進行下一次灌裝循環(huán)。假假設(shè)在某一個瓶托上沒有待灌容器時,盡管活塞到達某一工作位置仍然在凸輪作用下要向上運動,但由于滑閥上月牙槽沒有向上移動,故醬液仍被壓回貯料缸,不致影響下一次灌裝循環(huán)的正常進行。

對于這種定量方法,假設(shè)要改變每次的灌裝量,那么只需設(shè)法調(diào)節(jié)活塞的行程。1/12/202348〔4〕電子式定量法工作原理：空罐進入負(fù)載傳感器3上，傳感器上升對準(zhǔn)灌裝頭同時，顯示器6清零，灌裝閥2中大流量通道接通，負(fù)載傳感器隨時邊灌裝邊測量液體重量，當(dāng)充填到接近的充填量時，灌裝閥轉(zhuǎn)換成小流量通道，直至灌裝確定量，灌裝結(jié)束。當(dāng)灌裝量改變時，只需改變定值器5的給定值，即可瞬時實現(xiàn)。圖3-20電子式計量法工作原理1進液管2灌裝閥3負(fù)載傳感器4控制器5定值器6顯示器1/12/202349比較上述四種定量方法,從定量精度來看,第一種方法由于直接受到瓶子容積精度以及瓶口密封程度的影響,其定量精度不及中間兩種方法高,假設(shè)從機械結(jié)構(gòu)看,第一種顯然最為簡單,因此,它自然得到廣泛應(yīng)用，最后一種精度高，但控制要求高。定量方法的正確選擇,主要應(yīng)考慮產(chǎn)品所需要的定量精度,如我國對640毫升啤酒部頒標(biāo)準(zhǔn)為±10毫升,國外為±3毫升。對瓶裝酒類等按高度定量的產(chǎn)品,最好不超過1.5毫米,容積誤差最好控制在±0.4％,越是名貴的產(chǎn)品,顯然其誤差應(yīng)越小。定量方法的正確選擇,還應(yīng)考慮到液料本身的工藝性,例如對含氣飲料灌裝假設(shè)采用定量杯定量法,那么貯液箱內(nèi)的泡沫反倒可能降低定量精度,因此,在這種情況下,一般以采用控制液位高度定量為好。1/12/202350〔三〕灌裝閥將貯液箱內(nèi)的液體充填到包裝容器內(nèi)的中間機構(gòu)。

灌裝閥是自動灌裝機執(zhí)行機構(gòu)的主體部件,它的功能在于根據(jù)灌裝工藝要求,以最快的速度溝通或切斷貯液箱、氣室和灌裝容器之間流體流動的通道,保證灌裝工藝過程的順利進行。不同類型的液料其物理化學(xué)性質(zhì)各不相同，因此，對灌裝工藝要求存在的差異形成了閥的不同要求,不同的灌裝方法有不同的灌裝工藝過程。采用常壓法灌裝的工藝過程是:

1.進液回氣；2.停止進液；3.排除余液采用真空法灌裝的工藝過程是:

1.抽真空；2.進液回氣；3.停止進液；4.排除余液采用壓力法灌裝一般過程是:

1.定量吸料；2.擠料回氣1/12/2023511.灌裝閥的分類根據(jù)灌裝閥內(nèi)部閥的數(shù)目分:單閥型：只有一個氣閥或液閥的灌裝閥(常壓灌裝機有一個液閥；壓差式負(fù)壓灌裝機有一個氣閥)雙閥型：既有液閥又有氣閥的灌裝閥(機械壓力灌裝機有兩個液閥；重力式負(fù)壓灌裝機有一個液閥又有一個氣閥)多閥型：由兩個以上閥組成的灌裝閥(等壓灌裝機)根據(jù)閥門的啟閉形式分：單移閥：閥體中只有一個可動部件,灌裝過程只作一次往復(fù)運動。多移閥：閥體中有幾個可動部件,灌裝時作屢次往復(fù)運動或擺動。旋轉(zhuǎn)閥：閥體中可動部件作往復(fù)旋轉(zhuǎn)或擺動。1/12/2023522.灌裝閥的結(jié)構(gòu)〔1〕單閥型灌裝閥工作過程;瓶子上升與灌裝閥緊密貼合，定量杯5在凸輪2的作用下，將定量杯提出液面，這時負(fù)壓系統(tǒng)接通灌裝閥的抽氣管6，在壓差的作用下，定量杯中的料液被吸入容器中；瓶子和定量杯分別回位下降，負(fù)壓將灌裝口余液吸回，不產(chǎn)生滴漏現(xiàn)象，適于灌裝農(nóng)藥。圖3－21單閥型灌裝閥1-吸料管2-凸輪3-儲液箱4-計量調(diào)整塊5-量杯6-灌裝閥1/12/202353〔2〕雙閥型灌裝閥工作過程：此閥為負(fù)壓灌裝閥〔雙閥型灌裝閥，可參見圖3-13負(fù)壓三室料液供送系統(tǒng)〕。圖3－22負(fù)壓法雙閥型灌裝閥1-瓶套2-橡膠密封圈3-緊定螺釘4-螺母5-閥體6-閥芯7-真空管8-墊片9-鎖緊螺母10-管接頭11-進料管1/12/202354〔3〕端面式單移閥圖3－23端面式單移閥結(jié)構(gòu)圖工作過程：灌裝時，蝶閥1固定不動，容器口正對橡膠墊圈2，在瓶托升降機構(gòu)的作用下上升，彈簧5壓縮，灌裝頭上升，閥芯4和蝶閥1脫離，料液由貯液箱流入容器中；瓶托下降，閥芯4關(guān)閉，灌裝結(jié)束。1/12/202355〔4〕錐式旋轉(zhuǎn)閥工作過程：1、瓶子上升，與密封圈14接觸后，第一組碰塊撥動凸輪轉(zhuǎn)柄1，錐閥閥芯9轉(zhuǎn)動，進氣管4與容器接通，使瓶內(nèi)氣壓與貯液箱壓力相等?！策M氣〕2、第二組碰塊撥動凸輪轉(zhuǎn)柄1轉(zhuǎn)過一個角度，進氣管4關(guān)閉，液體通道6和10接通，排氣通道11和排氣管5接通，貯液箱中的料液在重力作用下流入容器，排氣管11將瓶內(nèi)壓力氣體排回貯液箱上部?！策M液排氣〕3、第三組碰塊撥動凸輪轉(zhuǎn)柄1，這時，料液在容器中已上升到規(guī)定高度，關(guān)閉進液通道和排氣通道，這時旋塞下部的三個通道在下部接通，并與大氣接通，降低瓶內(nèi)殘留氣體的壓力?！彩Ｓ鄽怏w排除〕4、第4組碰塊撥動凸輪轉(zhuǎn)柄1，關(guān)閉所有通道。1/12/202356第二節(jié)、常壓灌裝機在常壓下將液體產(chǎn)品充填到包裝容體內(nèi)的機器。適于灌裝低粘度不含氣的液體產(chǎn)品。如：白酒、醋、醬油、食用油等。本節(jié)以GC24常壓灌裝機為例說明其主要結(jié)構(gòu)和工作原理1/12/202357常壓灌裝機的外形結(jié)構(gòu)1/12/202358一、常壓灌裝機的主要技術(shù)參數(shù)灌裝液體：白酒、醬油和藥液等不含氣低粘度液體灌裝容器：玻璃瓶、PET瓶〔500ml〕灌裝閥頭數(shù)：24生產(chǎn)能力：1928-2880瓶/小時電機功率：1.1KW1/12/202359二、常壓灌裝機的總體結(jié)構(gòu)主要組成：該機主要由貯液箱1、灌裝閥2、主軸3、機架4、托瓶盤5、進出瓶撥輪6和8、導(dǎo)向板7及傳動系統(tǒng)組成。圖3-25常壓灌裝機示意圖1/12/202360三、常壓灌裝機的工作原理工作原理：洗凈、殺菌枯燥好的空瓶由撥瓶輪6送入托瓶盤5上，托瓶盤5和貯液箱1固定在主軸3上，電機經(jīng)傳動裝置帶動主軸3轉(zhuǎn)動，使托瓶盤和貯液箱繞主軸回轉(zhuǎn)。同時托瓶盤沿固定凸輪〔在機架內(nèi)〕上升，當(dāng)瓶口對準(zhǔn)灌裝頭并將套管頂開后，貯液箱中流體在重力的作用下流入瓶中，瓶內(nèi)空氣由灌裝閥2尖部的毛細(xì)管排出，灌裝完后，瓶子即將接近終點時在固定凸輪的作用下下降。再有出瓶撥輪在導(dǎo)板的配合下?lián)艹?，送至壓蓋工位，即完成一個灌裝過程。1/12/202361四、常壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔一〕瓶的升降機構(gòu)托瓶機構(gòu)固定在固定盤11上，共計24根，固定盤轉(zhuǎn)動，帶動托瓶機構(gòu)回轉(zhuǎn)，滾輪10沿固定不動的凸輪9外表運動，帶動升降桿5作升降運動，帶動托瓶盤及瓶子升降。升降桿是由一根空心軸內(nèi)裝一根細(xì)軸、中間有彈簧組成的彈性機構(gòu)。1/12/202362〔二〕灌裝閥當(dāng)瓶口對準(zhǔn)導(dǎo)瓶罩12時，瓶子在托瓶機構(gòu)作用下上升，推動進液管11沿導(dǎo)柱6垂直上升，推動支架10，壓縮彈簧9，頂開乳膠密封管8，貯液箱內(nèi)的物料在重力作用下，沿排氣管外側(cè)，進液管內(nèi)側(cè)的空隙下流入瓶內(nèi)。當(dāng)瓶下降時，乳膠密封管回位，料液停止流出。1/12/202363四、常壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔三〕傳動裝置1/12/202364第三節(jié)、負(fù)壓灌裝機先將包裝容器抽氣形成負(fù)壓，然后將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器。適于灌裝含維生素的飲料、有毒的農(nóng)藥和化學(xué)試劑?？煞譃閮煞N：①壓差式負(fù)壓灌裝機：儲液箱處于常壓只對包裝容器抽氣使之形成負(fù)壓，依靠儲液箱和待灌容器之間的壓力差將液體產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器。②重力式負(fù)壓灌裝機：將儲液箱和包裝容器都抽氣形成負(fù)壓，液體產(chǎn)品依靠本身的自重充填到包裝容器內(nèi)的機器。1/12/202365真空灌裝機外形1/12/202366一、GF-45灌裝機主要技術(shù)參數(shù)灌裝物料：白酒、色酒、果汁露等不含氣飲料，也可灌裝醋、奶、農(nóng)藥等。灌裝容器：玻璃瓶；聚酯瓶，瓶身外徑(mm)φ60～φ80瓶子高度(mm)200～320瓶口內(nèi)徑〔mm〕φ15～φ18灌裝頭數(shù)：45生產(chǎn)能力：8000～12000瓶/小時真空度：500mmH2O電機功率：3KW1/12/202367二、GF-45雙缸低真空灌裝機的結(jié)構(gòu)圖3－30GF-45負(fù)壓灌裝機總體結(jié)構(gòu)1－進瓶板鏈2－分瓶螺桿3－進瓶撥輪4－瓶托5－灌裝閥6－吸氣管7－真空指示管8－真空氣室9－上轉(zhuǎn)盤10－貯液箱11－吸液管12－排液閥13－下轉(zhuǎn)盤14－浮子閥15－貯液箱高度調(diào)節(jié)裝置16－瓶托升降凸輪17－減速箱18－電機19－張緊手輪進液抽氣負(fù)壓兩室1/12/202368三、GF-45雙缸低真空灌裝機的工作原理空瓶由鏈帶送入，經(jīng)分瓶螺桿分成間距為110mm，再由撥輪3送入瓶托機構(gòu)上，瓶子隨瓶托回轉(zhuǎn)的同時由升瓶凸輪16帶動上升150mm，當(dāng)瓶口頂住灌裝閥密封圈時，瓶內(nèi)空氣被真空吸管6吸走，瓶內(nèi)形成一定的真空度，在壓差的作用下貯液箱10內(nèi)的液體被吸液管11吸入瓶中，進行灌裝。灌裝結(jié)束后，瓶子第一次下降60mm,使液管內(nèi)存在的料液流入瓶內(nèi)，瓶托再下降90mm，瓶子回到原水平位置，由出瓶撥輪將瓶子送到壓蓋機上。1/12/202369四、負(fù)壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔一〕瓶托機構(gòu)：1/12/202370四、負(fù)壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔二〕料液供送裝置：1－真空氣室2－真空度指示管3－吸氣管4－吸液管5－貯液箱6－浮子閥7－瓶托機構(gòu)8－灌裝頭〔閥〕9－真空度調(diào)節(jié)板10－進液管負(fù)壓兩室1/12/202371四、負(fù)壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔三〕灌裝閥1－吸液管2－吸氣管3－調(diào)整墊片4－密封圈5－進液管6－吸氣嘴圖3－34灌裝閥結(jié)構(gòu)圖瓶托升起，瓶口緊貼密封圈4，吸氣管2吸走瓶內(nèi)氣體，壓差進液，當(dāng)瓶內(nèi)液體上升到氣嘴6時，吸氣管2吸入液體，液體一直上升到與真空指示管的液面高度相同為止－－第一液面；當(dāng)瓶托機構(gòu)進入第一次下降工位時〔下降60MM〕，進液管5仍然在瓶內(nèi)，而吸氣管的料液被吸到真空氣室，通過真空指示管流回貯液箱中。閥體內(nèi)的大局部剩余料液流回貯液箱，一局部流入瓶中，此時瓶內(nèi)液面高度稱為：第二液面。調(diào)節(jié)墊片3可以調(diào)節(jié)液面高度吸氣進液1/12/202372四、負(fù)壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔四〕傳動裝置：1/12/202373四、負(fù)壓灌裝機的主要部件結(jié)構(gòu)〔五〕電器控制裝置：1/12/202374第四節(jié)、等壓灌裝機先向包裝容器充氣，使其內(nèi)部的氣體壓力和儲液箱內(nèi)的氣體壓力相等，液體在自重作用下將產(chǎn)品充填到包裝容器內(nèi)的機器。適于灌裝含氣液體產(chǎn)品，如：汽水、可口可樂、啤酒、香檳等。本節(jié)以GD-60為例，介紹等壓灌裝機的主要結(jié)構(gòu)和工作原理1/12/202375GD-60等壓灌裝機組結(jié)構(gòu)外形圖1/12/202376一、GD-60等壓灌裝機主要技術(shù)參數(shù)灌裝物料：啤酒、汽酒、汽水等灌裝容器：玻璃瓶瓶口內(nèi)徑15mm以上瓶的外徑50～100mm

瓶的高度160～370mm灌裝閥頭數(shù)：60生產(chǎn)能力：15000～22000瓶/小時電機功率：5.5KW1/12/202377二、GD-60等壓灌裝機組結(jié)構(gòu)圖3-38GD-60等壓灌裝機總體結(jié)構(gòu)圖1-控制環(huán)支架2-環(huán)形貯液箱3-開關(guān)撥叉4-環(huán)形回氣卸壓室5-撥瓶星輪6-分瓶螺旋7-驅(qū)動輪8-軸承9-回氣管10-進液管11-進氣管12-壓縮空氣管13-蝸桿減速器14-壓蓋裝置高度調(diào)節(jié)桿15-壓蓋裝置支座16-壓蓋監(jiān)控裝置17-壓蓋頭18-壓蓋通道19-瓶蓋整理裝置20-灌裝閥21-灌裝高度調(diào)節(jié)機構(gòu)1/12/202378三、GD-60等壓灌裝機的工作原理灌裝機主要有環(huán)形液室2、撥瓶星輪5、分瓶螺旋6、中心進液管10、進氣管11、灌裝閥20等組成。洗凈的瓶子由分瓶螺桿6和星型撥輪5送到托瓶臺上，在瓶托升降機構(gòu)的作用下，瓶子上升，與灌裝閥緊密接觸，進行等壓灌裝，灌裝結(jié)束后，由撥瓶星輪將瓶子送到壓蓋機上進行壓蓋工序。1/12/202379四、GD-60等壓灌裝機主要部件結(jié)構(gòu)〔一〕包裝容器的供送裝置圖3-39進瓶螺旋裝置示意圖1-進瓶螺旋2、3-錐齒輪副4，9-小大鏈輪5-離合器6-觸點開關(guān)7-彈簧8-張緊鏈輪1/12/202380圖3-40瓶托升降機構(gòu)示意圖〔氣動-機械混合式〕1-方導(dǎo)桿2-導(dǎo)軌3-圓螺母4-導(dǎo)桿頭5-瓶托盤6-瓶托叉7-扶瓶架8-氣缸頭9-通氣管10-出瓶曲線板11-升降導(dǎo)輪12-出瓶導(dǎo)輪13-環(huán)形氣缸14-導(dǎo)環(huán)15-內(nèi)氣缸套16-外氣缸套1/12/202381〔二〕料液供送裝置圖3-41料液供送系統(tǒng)圖1-無菌壓縮氣體2-入液總管3-液位控制浮球4-環(huán)形儲液缸5-入液中心管6-入液頭外套7-中心柱子8-供液管9-灌裝閥10-控制曲線板11-中心柱12-儲液箱支柱13-升降用凸輪14-底座15-軸承16-底座17-注油嘴18-壓縮空氣管19-環(huán)形氣缸20-油霧噴嘴21-升瓶氣缸22-灌裝機平臺〔下轉(zhuǎn)盤〕23-瓶托1/12/202382圖3-42入液總閥1-總閥2-先行閥3-入口4-透明管圖3-43壓力氣體管路布置圖1-低液位控制閥2-環(huán)形儲液箱3-無菌壓縮氣管4-平衡氣壓管5-入儲液箱氣管6-放氣閥7-充氣閥8-高液位控制閥9-液面視鏡10-溢流閥11-泄液管〔閥〕1/12/202383浮球下降圖3-44低液位控制浮球閥示意圖1-浮球2-重錘3-浮球桿4-密封件5-浮球閥蓋6-針閥7-排氣嘴1/12/202384圖3-45高液位控制浮球閥示意圖1-浮球2-重錘3-浮球桿4-儲液箱5-浮球蓋6-滑套7-進氣孔8-密封圈9-杠桿浮球上升1/12/202385〔三〕灌裝閥1、等壓灌裝的根本原理：見下頁圖3-46等壓灌裝的過程圖①充氣等壓：接通進氣管2，儲液箱內(nèi)的氣體進入瓶內(nèi)直到氣壓相等。②進液回氣：接通管道1和4，儲液箱液體由1流入瓶內(nèi)，瓶內(nèi)氣體由管道4排入儲液箱的空間。當(dāng)液面上升到h1時，瓶內(nèi)氣體無法排除，液面停止上升，液體沿管4上升到與儲液箱液面高度相同為止，停止灌液。③排氣卸壓：瓶子上部借助排氣管和進氣管在儲液箱上部相通，管子4內(nèi)的液體流回瓶中,液面高度上升至h2，瓶內(nèi)氣體沿管子2排回儲液箱。④排除余液：旋塞3轉(zhuǎn)至管子1、2、4都與瓶子、儲液箱隔開，當(dāng)瓶子下降時，旋塞下管子1內(nèi)的液體流入瓶內(nèi)，使得瓶內(nèi)液面高度上升至h3。完成全部灌裝過程。1/12/202386充氣等壓進液回氣排氣卸壓排除余液1-進液管2-進氣管3-旋塞〔閥〕4-排氣管圖3-46等壓灌裝的過程圖1/12/2023872、灌裝閥的結(jié)構(gòu)和工作原理〔氣動式多移閥〕圖3-47氣動多移閥結(jié)構(gòu)1-回氣管2-排氣嘴3-針閥4-排氣閥5-關(guān)閥按鈕6-彈簧7-閥座8-液閥(入液)套9-液閥10-液閥彈簧11-氣閥套12-氣閥13-推桿套14-上推桿15-氣閥彈簧16-跳珠17-下推桿18-閥座膠墊19-回氣管分流圈20-升瓶導(dǎo)桿21-瓶口膠墊22-對中罩1/12/202388工作過程：第一過程(充氣等壓):當(dāng)待灌空瓶由托瓶臺頂起上升時,瓶口對準(zhǔn)對中罩22,接著與瓶口膠墊21接觸并得以密封,然后頂起對中罩沿著升降導(dǎo)柱20繼續(xù)上升,對中罩頂面?zhèn)冗叺耐古_頂起下頂桿17,通過跳珠16將上推桿14頂起,再通過提氣閥叉12將氣閥提起,貯液箱上氣室內(nèi)的壓縮氣體那么從氣閥的圓周上三個凹槽通入,經(jīng)過液閥9中心的孔道與回氣管1進入待灌瓶內(nèi),從而完成充氣等壓過程。第二過程(進液回氣):由于氣閥12的提起,解除了對氣閥12向下的壓力,同時,由于待灌空瓶內(nèi)已充氣,增加了對液閥9下端向上的壓力,因此,彈簧10那么能伸張,并將與氣閥12相連的液閥9提起,使下面的關(guān)閥膠墊與閥座膠墊18分開并與環(huán)形孔口離開,液門那么翻開,1/12/202389閥體內(nèi)的液料那么從液閥下面錐端的外環(huán)縫隙經(jīng)過彎曲孔道流入中部的環(huán)孔,順著回氣管1的外面流下,又因回氣管裝有一個橡膠分散罩19,它恰好停在瓶徑位置,