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第三章灌装机械第一节概述第二节等压灌装机第三节负压灌装机第四节常压灌装机第五节机械压力灌装机一、灌装的液体产品和容器二、灌装机的分类三、灌装机的主要结构及其作用第一节概述包装机械即完成全部或部分包装过程的一类机器。包装过程包括充填、裹包、封口等主要包装工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、干燥、杀菌、堆码、拆卸等，也包括打印、贴标、计量等辅助工序。灌装机械：将液体产品充填到包装容器内的机械。1、灌装的液体产品（1）根据粘度液体产品：低粘度液体产品：低粘度液体产品指的是粘度小于100厘泊的液体产品。如：酱油、醋、白酒、果汁。高粘度液体产品：高粘度产品指的是粘度大于100厘泊的液体产品。例如：豆瓣酱、番茄酱、牙膏、肉糜。（2）根据液体产品中是否溶有二氧化碳气体的液体分：含气液体产品：其中不含酒精成分的饮料又成为软饮料：汽水。含有酒精成分的含气液体又称硬饮料：啤酒、香槟酒。不含气液体产品：不溶有气体大的液体产品：白酒、醋等。一、灌装的液体产品和包装容器一、灌装的液体产品和包装容器2、包装容器根据强度：柔性包装容器、刚性包装容器。二、灌装机的分类1、根据灌装方法区分：常压灌装机：在常压状态下降液体产品充填到包装容器中的机器。低粘度不含气。负压灌装机：先将包装容器内抽气形成负压，然后再将液体产品充填到包装容器内的机器。压差式负压灌装机：贮液箱处于常压，只对包装容器抽气形成负压，依靠贮液箱和容器中的压力差将液体产品充填到包装容器内的机器。重力式负压灌装机：将贮液箱和包装容器都抽气形成负压，液体产品靠自重充填到包装容器内的机器。含维生素的饮料、有毒农药、化工试剂等压灌装机：先向包装容器内充气，使其内部的气体压力和贮液箱内的气体压力相等，然后将液体产品充填到包装容器内的机器：含气压力法灌装机：利用外部的机械压力将液体产品充填到包装内的机器。粘度大的产品。二、灌装机的分类2、根据包装容器内的传送方式分直线型灌装机：在灌装时，包装容器由一个工位直线式间歇地到另一个工位，并在停歇时完成灌装的机器。旋转型灌装机：包装容器进入灌装工位后，围绕工作台回转一周，做等速运动，并完成灌装。三、灌装机的主要结构及其作用1、主要结构：液料：由进液管进入贮液箱瓶子：由输送装置、星形拨轮、升降机构（瓶子上升、回转）瓶子和灌装阀接触开始灌装，结束时星形拨轮拨出。包装容器供送装置、灌装液料的供送装置、灌装阀三、灌装机的主要结构及其作用2、包装容器的供送装置。旋转型灌装机在灌装时要用瓶、罐等包装容器，要按包装工艺路线、速度、间距和状态进入包装工位。常用的供送装置由链带式、动梁推进式、螺杆和星形拨轮等。2、包装容器的供送装置（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，并将包装容器逐个送到包装工位。①等螺距螺杆供送装置。②变螺距螺杆供送装置。③特种变螺距螺杆供送装置。2、包装容器的供送装置（2）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，按照包装工艺要求送到灌装机的主传动机构上；或将已灌装完的包装容器传送到压盖机工位上。（3）包装容器升降机构。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。目前的升降机构有三种形式：（3）包装容器升降机构①机械式升降机构特点：这种升降机构结构简单，但机械磨损大，压缩弹簧易失效，工作可靠性差；同时对灌装瓶的质量要求较高。该机构主要用于灌装不含气液料的灌装机中。②气动式升降机构。该升降机构的工作原理是：当气源的压缩空气经气管进入气缸时，推动活塞连同托瓶台上升，完成升瓶动作。③气动-机械混合式升降机构。3、灌装液料的供送装置将液料由贮液槽经泵、输液管道送到贮液箱中的装置称为液料供送系统。包括贮液槽、泵、管道、阀门、贮液箱及高度调节装置、液位控制器等。（1）液料供送系统a常压法供料系统：液体产品由高位槽或泵经输液管送进灌装机的贮液箱，贮液箱内液面一般由浮子式控制器保持基本恒定，贮液箱内的流体产品再经过灌装阀的开关进入待灌容器中。b负压法供料系统：负压法单室供料系统：工作原理：被灌液体经输液管1由进液孔3送入贮液箱5内,箱内液面依靠浮子液位控制器4控制基本恒定,箱内液面上部空间的气体由真空泵经真空管2抽走,从而形成真空,瓶子由托瓶台7带动上升并首先打开气阀9对瓶内抽气,接着瓶子继续上升打开液阀8进行灌液,瓶内被置换的气体吸至贮液箱内再被抽走。特点：（1）真空室和贮液室合为一体。（2）结构简单，贮存箱液面成为扩散面，不宜灌装具有芳香气温的液料。负压双室供料系统：真空室和贮液箱分开负压三室供料系统：贮液箱上方设有两个真空室特点：增加真空度的范围，但增加了灌装机的高度，对灌装机的稳定性有影响。1-齿轮2-工作台3-浮子4-贮液箱5-灌装阀6-进液管7-上阀门8-真空分配室9-真空软管10-换向阀11-总装料管12-真空管13-真空室14-下阀门15-凸轮c等压灌装法供料系统等压单室供料系统等压三室供料系统：将贮液箱、供气室和排气室分开单独设置D机械压力法供料系统灌装粘稠物料时，要加上外界机械压力才能完成。（2）灌装液料的定量机构控制液位定量法、定量杯定量法、定量泵定量法、电子式计量法A控制液位定量法（1）控制灌装容器内液位的高度来达到预定的灌装量（2）适用于灌装含气饮料1-排气管2-支架3-紧固螺母4-弹簧5-橡皮垫6-滑套7-灌装头8-调节螺母B定量杯定量法先将液料注入定量杯里，然后将定量杯内的液料注入包装容器的。（1）不适合含气饮料的灌装（2）灌装过程：进液管隔板11两边的上孔12和下孔10均与阀体中的中间槽13相通，使定量杯内的液料由管2流入瓶内，瓶内气体由透气孔9排出1-定量杯2-定量调节管3-阀体4-紧固螺母5-密封圈6-进液管7-弹簧8-灌装头9-透气孔10-下孔11-隔板12-上孔13-中间槽14-贮液箱C定量泵定量法先将粘稠的液料用机械压力注入活塞缸内定量，再注入到包装容器内。每次灌装量等于活塞缸内液料的容积。灌装过程：活塞杆4下降，接通进液流路7，液料进入活塞缸6内完成液料的计量；三向阀回转换向，切断进液流路7，同时打开充填流路2，活塞杆4上行，将活塞盖内的液料推入瓶内；当活塞上升到活塞缸最上面时，灌装。结束1-三相阀2-液体充填流路3-灌装管嘴4-活塞杆5-活塞6-活塞缸7-进液体流路8-贮液料器(3)贮液箱高度调节装置调节贮液箱和装有托瓶台的下转盘之间距离的装置，有中央调节式和三支柱式无导向机构的调节装置调节过程：先松开紧固螺栓3，再转动贮液箱，当贮液箱底部与下转盘4之间的距离适应包装容器时，可将灌装阀和托瓶台中心位置对准，最后紧固贮液箱。结构简单，运转时稳定性差，适用于广口瓶和金属罐等包装容器的灌装。1-贮液箱支柱2-法兰式螺母3-紧固螺母4-灌装机下转盘有导向机构的调节装置调节过程：松开锁紧螺母1，退出销轴2，转动蜗轮、蜗杆，使贮液箱上下移动，达到所要求的高度。贮液箱稳定性好，故适用小型灌装机。1-锁紧螺母2-销轴3-导向平键4-贮液箱立柱5-蜗轮6-蜗杆7-罩壳8-支座三支柱调节式调节过程：松开压紧螺母4，摇动手轮7，此时链轮转动，螺母9可使三根立柱10同时升降，实现贮液箱的高度调节。1-贮液箱2-套筒3-导向压块4-压紧螺母5-中心支柱6-转盘7-手轮8-链轮9-螺母10-调节支柱第二节等压灌装机等压灌装机组总体结构示意图1－控制环支架2－环形液室3－开关拨叉4－环形回气卸压室5－拨瓶星轮6－分件供送螺杆7－驱动轮8－轴承9－回气管10－中心进液管11－进气管12－压缩空气管13－蜗杆减速器14－压盖装置高度调节杆15－压盖装置支架16－压盖监控装置17－压盖头18－王冠盖进给通道19－王冠盖整理装置20－灌装阀21－灌装装置高度调节机构一、主要技术参数灌装物料；灌装容器；灌装阀头数；生产能力；电机功率二、等压灌装机的总体结构主要有环形液室2、拨瓶星轮5、分件供送螺杆6、中心进液管10、进气管11、灌装阀20等组成。三、工作原理瓶子由分件螺杆6和拨瓶星轮5送至托瓶台，瓶子上升后瓶口与灌装阀紧密接触，进行等压灌装，灌装结束后，由拨轮将瓶子送至压盖机。四、主要部件的结构1、包装容器供送装置2、液料供送装置（1）液料供送系统由入液管、无菌压缩气管、环形液缸等组成。（2）液位控制系统当进液压力有波动时，贮液箱内的液面就不稳定了，为了自动控制液面在某一规定范围内，在贮液箱内设有低液位控制浮球和高液位控制浮球。液料供送系统示意图1－无菌压缩气管2－入液总管3－液位控制浮泡4－环形液缸5－入液头中心管6－入液头外套7－中心柱8－供液管9－灌装阀10－控制曲线板11－中心柱12－贮液箱支柱13－出瓶曲线板14－底版15－轴承16－底座17－注油嘴18－压缩气管19－环形气管20－油雾喷嘴21－升瓶气缸22－灌装机平台23－瓶托入液总阀示意图1－入液总阀2－先运行阀3－入夜管4－透明管供气管路布置图1－低液位控制阀2－环形贮液箱3－无菌压缩气管4－平衡气压管5－入贮液箱气管6－放气管7－充气阀8－高液位控制阀9－液面视镜10－溢流管11－泄液管低液位控制浮球示意图1－浮球2－重锤3－浮球杆4－密封垫5－浮球盖6－针阀7－排气嘴控制贮液箱最低液位高液位控制浮球示意图1－浮球2－重锤3－浮球杆4－贮液箱5－浮球盖6－滑套7－进气孔8－密封圈9－杠杆3、灌装阀（1）等压灌装的原理：等压灌装首先向包装容器中充气，使其压力等于贮液箱内的气相压力，然后再打开进液叩，在液料的自重作用下流入包装容器内。基本程序：充气等压。进液回气。排气卸压。排除余液。等压灌装过程示意图1－进液管2－进气管3－旋塞4－排气管（2）灌装阀的结构和工作原理充气等压：瓶托气缸将瓶子提起，使灌装阀下面的对中罩22与瓶口对中，空瓶继续上升，瓶口胶垫21与阀座胶垫密封，这时由于对中罩顶起下推杆17，通过跳珠16和上推杆14将气阀打开，使贮液箱内的气室的无菌压气体经气阀周围上的三个凹槽通入，经灌装阀中心孔道和回气管相通，进入瓶内，使贮液箱气压与瓶内气压达到平衡，完成充气等压。进液回气、完成灌装：贮液箱和空瓶气压达到平衡后，气阀12上升，即解除气阀套11向下的压力，同时瓶内的气压增加了液阀下端向上的压力，压缩弹簧10克服液阀自重和上面液体的压力，将液阀自动打开，贮液箱内的液体从气管1外部的环形道及分流圈19沿着瓶子内壁流下；同时瓶内气体从气管中心孔道及上部气门返回贮液箱气室，完成进液回气。控制凸轮碰撞关阀按钮5，使装在按钮末端的跳珠16向右移动，上推杆14下降，同时关闭气阀和液阀完成灌装。排气卸压。固定在贮液箱外围的控制凸轮打开排气阀4，使瓶颈部分残留的压缩气体从排气嘴2排出，完成排气卸压过程。排除余液。气管1中心孔道残留的余液全部流入瓶内。当下推杆降至下限位置时，由于关阀按钮5脱离固定凸轮的作用，使跳珠16在弹簧的作用下向左移动，使灌装阀恢复到初始位置，整个灌装过程结束。（3）灌装阀的特点：气压相等时打开阀门，实现无瓶不灌装；爆瓶时，对中罩22因无瓶上升压力而自动下降，解除了上推杆14和下推杆17的压力，此时弹簧15推下下推杆，并通过气阀12将灌装阀关闭，不会再损失液料。气动式多移阀结构简图1－气管2－排气嘴3－针阀4－排气阀5－关阀按钮6－弹簧7－阀座8－液阀套9－液阀10－液阀弹簧11－气阀套12－气阀13－推杆套14－上推杆15－气阀弹簧16－跳珠17－下推杆18－阀座胶垫19－分流圈20－升瓶导杆21－瓶口胶垫22－对中罩23－清洗护罩24－拨爪25－凸销第三节负压灌装机一、主要技术参数灌装物料，不含气的液体，白酒、石油、化工试剂、农药等。灌装容器；灌装定量方法；罐装头数；生产能力；真空度；电机功率；二、负压灌装机的总体结构三、灌装