罐装机械

第三章灌装机械第一节概述将液体按预定量灌注到包装容器内的机器称为灌装机械。一、灌装机的分类1．根据灌装方法区分(1)常压灌装机在常压下将液体产品充填到包装容器内的机器称常压灌装机，它只适宜灌装低粘度不含气体的液体产品，如白酒、醋、酱油等。(2)负压灌装机先将包装容器抽气形成负压，然后再将液体产品充填到包装容器内的机器称负压灌装机。负压灌装机分为两种：①压差式负压灌装机贮液箱内处于常压，只对包装容器抽气使之形成负压，依靠贮液箱和待灌容器之间的压力差将液体产品充填到包装容器内的机器。称为压差式负压灌装机。②重力式负压灌装机将贮液箱和包装容器都抽气形成负压，液体产品依靠本身的自重充填到包装容器内的机器，称为重力式负压灌装机。负压灌装机适用于灌装含维生素的饮料、有毒的农药和化工试剂等。(3)等压灌装机先向包装容器充气，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称为等压灌装机。它适用于灌装含气饮料和含气酒类，例如汽水、可口可乐、啤酒、气酒等。它可以保证灌装产品的质量和计量精度。(4)压力灌装机压力灌装机是利用外部的机械压力将液体产品充填到包装容器内的机器。它适用于灌装粘稠性物料，例如牙膏、番茄酱、豆瓣酱、香脂等。2．根据灌装机中包装容器的传送形式区分(1)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运动到另一个工位，并在停歇时完成灌装的机器称直线型灌装机。(2)旋转型灌装机这种类型的灌装机在包装容器进入灌装工位后，围绕工作台回转一周，作等速回转运动，并完成灌装。旋转型灌装机的结构如图3-1所示。图3-1DeltaF旋转型灌装机1-输入分瓶蜗杆2-进瓶拨轮3-升降机构4-定中罩5-中间拨轮6-压盖拨轮7-出瓶拨轮8-环形酒缸9-真空通道10-灌装阀11-旋转分配器液料由旋转分配器11进入环形贮液箱8中，瓶子由瓶的输送装置1、星形拨轮2送入47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，灌装结束后瓶子由升降机构3送入到水平位置，再由出瓶星轮5送至压盖机上。每当灌装机工作结束时，可自动清洗。二、灌装机的组成及工作原理旋转型灌装机的结构比较复杂，主要由包装容器的供送装置、灌装液料的供送装置、灌装阀等组成，现将主要的组成部分介绍如下：1.包装容器的供送装置旋转型灌装机在灌装时，要求待灌包装容器，要按包装工艺路线、速度、间距和状态进入包装工位。常用的供送装置有链带式、动梁推进式、螺杆和星形拨轮等。(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3-2所示。图3-2等螺距螺杆供送装置示意图1-瓶槽；2-等螺距螺杆；3-侧向道轨；4-水平输送带②变螺距螺杆供送装置变螺距螺杆供送装置如图3-3所示。图（a）是专门用于供送圆柱形包装容器的装置。螺杆1上的螺旋槽沿螺杆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（b）是专门用于供送棱柱形包装容器的装置，双环形槽沿螺杆供送方向逐渐增大螺距。图3-3变螺距螺杆供送装置示意图1-供送螺杆2-滑板3-侧向导轨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3-4所示。图（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（c）所示是一对并列排列、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。图（d）所示是一条水平变螺距螺杆和三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。图3-4特种变螺距螺杆供送装置示意图48(a)分流(b)合流(c)转向(d)翻身(2)输送链带常用的瓶子输送设备是活页链传送带,如图3-5，活页链传送带由金属板通过绞链一个个串联而成，板的尺寸与瓶子的直径相吻合。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。有时也采用两个瓶子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。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。瓶子传送过程中，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清洗。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，这些润滑剂昀终会进入废水中，但它们通常是可以降解的。图3-5活页链传送带简图1-可调支架2-滑动挡板3-传送链4-传送带固定润滑喷嘴5-调速手轮6-滚珠轴承7-驱动轮8-调平支脚活页链传送带的应用及特点可归纳如下：它可以单条或多条并列安装；它可用于弯道传送；其昀大安装斜率达7％；可以利用传送带速度的差异，实现瓶子由多路变成单路，并可避免瓶子速度突然改变，它被广泛用于在单台设备之间作存储和缓冲区，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昀主要的输送工具。为了实现瓶子的垂直输送(例如将瓶子送往上一层楼)，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。图3-6星形拨轮结构简图图3-7机械式升降机构结构简图1-星形拨轮;2-拨轮盘;3-轴1-托瓶台;2-压缩弹簧;3-上滑筒;4-滑筒座;5-拉杆;6-下滑筒;7-滚动轴承8-凸轮导轨49（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3-6所示。图中主要尺寸Rc和h，主要由包装容器的直径和高度来决定。（4）包装容器的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三种形式：①机械式升降机构机械式升降机构如图3-7所示。该升降机构由上滑筒3、下滑筒6和托瓶台1通过拉杆5及压缩弹簧2组成一个弹性套筒。当滚动轴承7沿凸轮8运动时，可完成瓶的升降运动。这种升降运动是由固定圆柱凸轮-偏置直动从动杆机构来实现的，如图3-8所示。这种升降机构的结构简单，但是机械磨损大，压缩弹簧易失效，工作可靠性较差；同时对灌装瓶的质量要求高。该机构主要用于灌装不含气液料的灌装机中。图3-8升降凸轮展开示意图图3-9气动式升降机构工作原理示意图1-托瓶台;2-气缸体;3-活塞;4-排气阀;5-进气阀门;6、7-气管②气动式升降机构气动式升降机构的工作原理如图3-9所示。当气源的压缩空气经气管7进入气缸2时，推动活塞3连同托瓶台1上升，完成升瓶动作。此时进气阀5关闭，排气阀4打开，使活塞上部气体从阀4排出。当打开气阀5时，使气体同时经管6、7进入气缸，并关闭阀门4，这时气缸内上下两部分的气压相等，瓶子在托瓶台和瓶子自重的作用下完成降瓶动作。1-托瓶台2-套筒3-螺钉（带孔）4-密封垫5-柱塞6-凸轮导轨7-滚动轴承8-方垫块9-环管10-卡块图3-10气动-机械混合式升降机构结构简图这种升降机构克服了机械式的缺点，当发生卡瓶时，压缩空气好比弹簧一样被压缩，使瓶子不再上升，故不会挤坏瓶子。但是，瓶子下降时的冲击力较大，要求气源压力稳定。该机构适用于灌装含气饮料的灌装机。③气动-机械混合式升降机构气动-机械混合式升降机构如图3-10所示。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，防止套筒升降时发生偏转。升瓶时，压缩空气由柱塞下部经螺钉3上的中心孔道进入套筒内部，以推动托瓶运动，其速度通过凸轮导轨6和流动轴承7加以控制，直至工作台转到降瓶区后才完全依靠凸轮的强制作用将套筒连同托瓶台1压下。同时，柱塞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。该机构的工作稳定性好，目前得到广泛的应用。2．灌装液料的供送装置50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。它包括贮液槽、泵、管道、阀门、贮液箱及高度调节装置、液位控制器等。不同灌装方法的灌装机供液装置的结构是不相同的。(1)负压法供料系统①负压法单室供料系统。这种供料系统的真空室与贮液箱是合二为一室的，如图3-11所示。液料经进液管3进入贮液箱2内，箱内液面依靠浮子液位控制器10控制在规定范围内。贮液箱上部的气体被真空泵抽走形成真空室。灌装时，瓶子上升推压灌装阀时，灌装阀的气管接通瓶和贮液箱上空的气室，瓶内空气被抽走形成一定的真空度，液料在自重的作用下流入瓶内。当瓶内液面上升到灌装阀吸气管口时，液体停止下流，完成灌装。当瓶子下降时，灌装阀的下液管自动关闭，吸气管吸入的液料被吸回到贮液箱中。该装置结构简单，但是贮液箱液面成为扩散面，故不宜灌装具有芳香味的液料。图3-11负压法单室供料系统示意图图3-12负压法三室供料系统示意图1管10-②负压法双室供料系统这种供料系统的贮是分开的，即设有一个贮液箱和如图3-12所示。灌装机的供料装置简图。输液管3与灌装机顶部的分配头9-抽气管2-贮液箱3-进液管4-灌装阀5-瓶1-齿轮2-工作台3-浮子4-贮液箱5-灌装6-瓶托7-立柱8-齿轮9-机座10-浮子6-进液管7-上阀门8-真空分配箱9-真空软换向阀11-总装料管12-真空管13-真空箱14-下阀门15-凸轮液箱和真空室一个真空室，如图3-33所示。具体供料过程详见本章第三节的叙述。③负压法三室供料系统这种供料系统的贮液箱上方设有两个真空室，该系统工作时，真空泵运转通过真空管12使上室一直处在真空状态，贮液箱4因有透气孔而处于常压状态，在压差作用下液料经进液管6进入瓶内，当瓶内液面达到灌装阀气管孔口时，余液被吸入上真空室。由于换向阀10的作用，下室有半周与真空室接通，处于负压状态；有半周与大气接通，处于常压状态。当下室处于负压状态时，上阀门7打开，余液流回下室；当下室处于常压状态时，上阀门7由上室吸力关闭，这时下室与贮液箱之间的下阀门14，在自重和液料作用下打开，余液流回贮液箱4中。该机构可增大真空度的范围。但是增加了灌装机的高度，对灌装机的稳定性有影响。（2）等压罐装法供料系统图3-13所示为大型含气液料相连，分配头下端均布六根支管14与环形贮液箱12相通。在未打开输液总阀前，通常先打开支管上的阀1以调整液料流速并判断其压力的高低，待压力调好后，才打开总阀。无菌压缩空气管4分两路：一路为管7，它经分配头直接与环形贮液箱相连，可在开车前对贮液箱进行预充气，使之产生一定压力，以免液料刚灌入时因突然降压而冒泡，造成操作的混乱。当输液管总阀2打开后应关闭截止阀5。另一路为管8，它经分配头与高液面浮子13上的进气阀11相连，用来控制贮液箱的液面上限。若气量减少、气压偏低使液面过高时，该浮子即打开进气阀，随之无菌压缩即补入贮液箱内，使液位下降。反之，若气量增多、气压偏高使液面过低时，浮子16即打开放气阀18，使液位上升。这样，贮液箱内的气压趋于稳定，51液面也能基本保持在视镜17中线的附近。在工作过程中，截止阀6始终处于被打开位置。图3-13等压法供料装置1-液压检查阀；2-输液总阀；3-输液管（附单向阀）；5、6-截止阀；7-预充外界机械压力才能完成灌装，其供料系统如图3-50所示。具瓶台的下转盘（工作台）之间距离的装置有两种形式。向机构和有导向机构两种。-14所示。调节贮液箱高度时，先松开紧固总管（透明段）；4-无菌压缩气气管；8-平衡气管；9-分流头；10-调节针阀；11-进气阀；12-环形贮液箱；13-高液面浮子；14-输液支管；15-主轴；16-低液面浮子；17-视镜；18-放气阀（3）机械压力法供料系统灌装粘稠性物料时，要加上体供料过程详见本章第五节的叙述。3．贮液箱高度调节装置常用的调节贮液箱与装有托(1)中央调节式中央调节式有无导①无导向机构的调节装置这种调节装置如图3螺栓