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1、掌握灌装工艺及原理，掌握灌装机结构。掌握灌装工艺及原理，掌握灌装机结构。第三章第三章 灌装工艺技术灌装工艺技术 液液态态产产品品的的包包装装在在包包装装行行业业中中占占有有很很大大比比例例，这这是是由由于于液液体体包包装装涉涉及及的的行行业业广广泛泛、品品种种繁繁多多，如如饮饮料料方方面面的的汽汽水水、果果汁汁、牛牛奶奶、矿矿泉泉水水、蒸蒸馏馏水水、啤啤酒酒、果果酒酒等等；调调味味品品方方面面的的酱酱油油、醋醋、味味精精液液、果果酱酱等等；药药品品方方面面的的针针剂剂、糖糖浆浆、酊酊剂剂、气气雾雾剂剂等等；农农药药乳乳剂剂、化化工工产产品品的的各各种种瓶瓶装装、化化妆妆品品等等，要要满满足足日
2、日益益增增长长的的液液体体产产品品的的需需要要，就就应应大大力力发发展展液液体体产产品品的的包装机械。包装机械。第一节第一节 液体灌装工艺液体灌装工艺那么,何谓灌装机呢?所谓灌装机就是将液体产品装入包装容器的机械称为灌装机。n n液体产品按其粘度可分为：液体产品按其粘度可分为：n n流体流体流体流体：在自身重力作用下即可以按一定速度流过圆管的任：在自身重力作用下即可以按一定速度流过圆管的任何液体。流速主要是受流体粘度和压力影响，一般粘度范何液体。流速主要是受流体粘度和压力影响，一般粘度范围规定为围规定为11001100厘泊，如酒类、果汁、牛奶、酱油等。厘泊，如酒类、果汁、牛奶、酱油等。n n半
3、流体半流体半流体半流体：在大于自身重力的压力作用下才能在圆管中流动：在大于自身重力的压力作用下才能在圆管中流动的液体叫半流体，其粘度范围为的液体叫半流体，其粘度范围为10010001001000厘泊，如番茄厘泊，如番茄酱、肉糜等。酱、肉糜等。n n粘滞流体粘滞流体粘滞流体粘滞流体：产品粘度超过：产品粘度超过1000010000厘泊的，不属于流体和半厘泊的，不属于流体和半流体的范围。如浆糊之类的产品属于这一范畴。流体的范围。如浆糊之类的产品属于这一范畴。n液体饮料，根据其是否溶有CO2气体，分为含气饮料含气饮料和不含气饮料不含气饮料。一.液体灌装的力学基础n层流层流：流体质点沿管轴做有规则的平行
4、运动，各质点互不碰撞，互不混合。n紊流紊流：流体质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。n当雷诺数Re4000时为紊流。n雷诺数（Reynolds number）一种可用来表征流体流动情况的无量纲数，以Re表示。nRe=vd/，其中v、分别为流体的流速、密度与黏性系数，d为一特征长度。例如，流体流过圆形管道，则d为管道直径。利用雷诺数可区分流体的流动是层流或紊流，也可用来确定物体在流体中流动所受到的阻力。假设流过圆形管道截面的液体为稳定均匀层流，根据伯肖（伯肖（Poiseulle）公式）公式：式中：Q-容积流量，m3/s；P-压力差，Pa；d-管道内径，m；L-管道长度，m；-
5、动力粘性系数，断面平均流速为：可得出结论：同一种液体，当管长L与管径d不变时，如果压力差P成倍增加，容积流量Q也成倍增加，平均流速同样成倍增加。同一种液体，当管径d不变时，如果管长L与压力差P均成倍增加，则容积流量Q不变，平均流速也不变。二.液体灌装方法n按照灌装和定量基本功能实施的不同原理，液体食品可以有以下三类不同包装形式：n一是先灌装后定量一是先灌装后定量。目前大量在用的液体灌装阀就是在灌装的最后阶段通过定液位（液位传感器或排气管）间接计量定量，此种灌装常用于含气饮料包装（等压灌装）n二是先定量后灌装二是先定量后灌装。容积式灌装阀，就是每一个灌装阀都配有一个量筒（定量杯），由液位传感器控
6、制其定量，液体先由料缸转移到定量杯计量，然后再灌装到包装物。此种灌装多用于不含气饮料和PET包装。n三是边定量边灌装三是边定量边灌装。这是一种配置电磁感应流量计的电子阀灌装机，是一种动态计量定量形式，电磁流量计用于流经该阀的液体的动态计量。n1.常压灌装常压灌装原理原理：在常压下，利用液体自身的重力将其灌入包装容器内。适用于适用于不含气，不怕接触大气的低粘度液体。灌装方法有两种灌装方法有两种：一种是由升降机构托着容器升降机构托着容器上升上升进行灌装；一种是灌装阀向下移动灌装阀向下移动进行灌装。正在灌装正在灌装 完成灌装完成灌装常压灌装常压灌装1-贮液缸贮液缸 2-排气管排气管 3-灌装阀灌装阀
7、 4 弹簧弹簧 5-密密封装置封装置 6-灌装头灌装头 7-包装容器包装容器 8-升降机构升降机构n2.真空灌装真空灌装原理原理：将包装容器抽真空后，再将液体灌入包装容器内。优点：优点：能提高灌装速度；能减少包装容器内残存的空气，防止液体氧化变质，延长产品的保存期；能限制毒性液体的逸散；可以避免灌装有裂纹或缺口的容器。适用于适用于不含气，怕接触空气而氧化变质的粘度稍大的液体，以及有毒的液体。n2.真空灌装真空灌装纯真空灌装（真空压差灌装）：纯真空灌装（真空压差灌装）：包装容器的真包装容器的真空度大于贮液箱的真空度（只对包装容器抽真空度大于贮液箱的真空度（只对包装容器抽真空），液体在真空不等压状
8、态下进行灌装。空），液体在真空不等压状态下进行灌装。重力真空灌装（真空等压灌装）：重力真空灌装（真空等压灌装）：贮液箱与包装容器（同时抽真空）具有相等的真空度，液体是处在真空等压状态下进行灌装。纯真空灌装n液料经进液管10进入贮液箱5中，液箱内液位高度由液位控制浮桶6控制。灌装机设有真空泵，将真空气室1内的空气抽走；贮液箱通过两根真空指示管2与真空气室相通，指示管2内液面的升高值表示了真空气室的真空度。n每一个灌装头8都有一个吸气管3和吸液管4分别通向真空气室1和贮液箱5，这样就组成了供液系统。正在灌装正在灌装 完成灌装完成灌装重力真空灌装重力真空灌装1-供液管供液管 2-浮子浮子 3-贮液箱
9、贮液箱 4-真空室真空室 5-排气管排气管 6-灌装阀灌装阀 7-密封装置密封装置 8-容器容器 9-升降机构升降机构n3.等压灌装等压灌装原理：原理：先向包装容器内充气，使容器内压力与先向包装容器内充气，使容器内压力与贮液箱内压力相等，再将贮液箱的液体物料灌贮液箱内压力相等，再将贮液箱的液体物料灌入包装容器内。入包装容器内。适用于：适用于：含气饮料。特点：特点：可以减少CO2的损失，保持含气饮料的风味和质量；能防止灌装中过量泛泡，保能防止灌装中过量泛泡，保证包装计量准确证包装计量准确。等压灌装n等压灌装原理。首先向包装容器中充气，使其压力等于贮液箱内气体压力，然后再打开进液口，在液料自重作用
10、下流入包装容器内。n过程：1充气等压。接通进气管2，贮液箱内气体充入瓶内，直到瓶内气压与贮液箱内气压相等。2进液回气。接通管道1和4，贮液箱内液体经管道1流向瓶内，瓶内气体由管道4排入贮液箱的空间内。当瓶内液面上升至h1时，淹没了管4的孔口，瓶内液面上的气体无法排出，液面停止上升，液体沿管4上升到与贮液箱的液面相同为止，停止灌装。3排气卸压。瓶子上部借助管2和管4同贮液箱气室相通，管4内的液体流入瓶内，瓶内液面上升至h2处，而瓶内相对应的气体沿管2排回贮液箱内。4排除余液。旋塞3转至管1，2和管4都与贮液箱隔开，当瓶子下降时，旋塞3下部管1内的液体流入瓶内，使瓶内液位升至h3，完成全部灌装过程
11、。n4.压力灌装压力灌装原理：原理：借助外界压力（机械压力，气压，液压借助外界压力（机械压力，气压，液压等）将液体物料压入包装容器。等）将液体物料压入包装容器。适用于：适用于：粘度较大，流动性较差的粘稠物料的灌装，可以提高灌装速度。对一些低粘度的液体物料，由于物料本身的特性或包装容器材料及结构限制，也可采用压力灌装。n4.压力灌装压力灌装定液位式压力灌装（纯压力灌装）：定液位式压力灌装（纯压力灌装）：将压力施将压力施加在物料上，通过在贮液箱上部空间加压的方加在物料上，通过在贮液箱上部空间加压的方法实现灌装，或者直接把产品泵送到灌装阀实法实现灌装，或者直接把产品泵送到灌装阀实现灌装。现灌装。容积
12、式压力灌装（机械压力灌装）：容积式压力灌装（机械压力灌装）：由各种定量泵（活塞泵，刮板泵，齿轮泵等）进行灌装计量，灌装压力由泵施加，以提高灌装速度。定液位式压力灌装定液位式压力灌装1-供液箱供液箱 2-供液阀供液阀 3-浮子浮子 4-溢流管溢流管 5-灌装阀灌装阀 6-密封装置密封装置 7-包装容器包装容器 8-物料泵物料泵 9-贮液箱贮液箱机械压力式灌装n当空瓶进至瓶托上，瓶托由凸轮作用上升，瓶口顶住灌装头8和滑阀5上升，滑阀覆盖住通道A，同时接通灌装阀通道C和活塞通道B。此时活塞杆在凸轮作用下上升，将活塞计量室内液料压入瓶内，瓶内的空气由灌装头上的孔隙排出。当活塞上移到最高点时完成一次灌装
13、。紧接着装满物料的瓶子向下移动，同时滑阀5在弹簧作用下复位，滑阀弧形凹槽再次接通通道A和B，贮液箱的物料由贮液箱流入活塞内，活塞杆也同时在凸轮作用下下移，进行下一次灌装。n5.液位传感式灌装液位传感式灌装原理：原理：利用传感方法，如极低的空气流传感装置，电利用传感方法，如极低的空气流传感装置，电子传感装置，检测容器是否到位，以及灌装液面的高子传感装置，检测容器是否到位，以及灌装液面的高度，并发出适当的信号启闭灌装阀。度，并发出适当的信号启闭灌装阀。适用于：适用于：那些由于压力或真空作用，会出现鼓胀或凹陷的塑料容器，特别适用于适用于狭颈塑料瓶和玻璃瓶的高速灌装，也可以用于难于清洗的液体物料的灌装
14、。特点：特点：包装容器在灌装过程中不需要密封；灌装灌装速度比常压灌装和真空灌装快；速度比常压灌装和真空灌装快；灌装液位非常精确。灌装液位非常精确。液位传感式灌装液位传感式灌装1-供液箱供液箱 2-供液管供液管 3-浮子浮子 4-控制器控制器 5-界面阀界面阀 6-进液管进液管 7-灌装阀灌装阀 8-空气传感管空气传感管 9-包装容器包装容器n6.隔膜容积式灌装隔膜容积式灌装原理：原理：用一个挠性起伏隔膜在压力气体的作用用一个挠性起伏隔膜在压力气体的作用下，将液体物料从贮液箱抽到灌装室，再注入下，将液体物料从贮液箱抽到灌装室，再注入到包装容器中。到包装容器中。适用于：适用于：灌装较贵重的液体物料
15、，特别适用于适用于各种静脉注射液和针剂的灌装，可以灌装狭颈瓶。特点：特点：可以保证液体物料的清洁卫生；灌灌装精度高；装精度高；物料损失少；物料损失少；灌装速度快。灌装速度快。物料压入计量室物料压入计量室 向容器灌装向容器灌装隔膜容积式灌装隔膜容积式灌装1-隔膜隔膜 2-计量室计量室 3-灌装阀灌装阀 4-贮液箱贮液箱 5-液缸阀液缸阀 6-进液管进液管 7-包装容器包装容器n7.虹吸法灌装虹吸法灌装原理：原理：利用虹吸原理，使贮液箱中的液体物料利用虹吸原理，使贮液箱中的液体物料经虹吸管吸入容器。经虹吸管吸入容器。适用于：适用于：灌装低粘度不含气的液体物料特点：特点：结构简单，但灌装速度较低。结
16、构简单，但灌装速度较低。n 虹吸现象虹吸现象原理：原理：利用水柱压力差，使水上升后再流到低利用水柱压力差，使水上升后再流到低处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会处。由于管口水面承受不同的大气压力，水会由压力大的一边流向压力小的一边由压力大的一边流向压力小的一边由于连通器的两端液位的高度差产生的压力差，由于连通器的两端液位的高度差产生的压力差，引起液体自行流动的现象称为虹吸现象引起液体自行流动的现象称为虹吸现象。虹吸法灌装虹吸法灌装1-进液阀进液阀 2-贮液箱贮液箱 3-贮液杯贮液杯 4-浮子浮子 5-虹吸管虹吸管 6-灌装阀灌装阀 7-灌装头灌装头 8-包装容器包装容器n8.定时灌装定时灌
17、装原理：原理：在流量和流速保持一定的情况下，通过在流量和流速保持一定的情况下，通过控制液体流动的时间来确定灌装容量。控制液体流动的时间来确定灌装容量。恒容积流量定时灌装：恒容积流量定时灌装：常用回转定量盘式，回常用回转定量盘式，回转泵式和螺杆式定时调节机构。转泵式和螺杆式定时调节机构。调节灌装容量调节灌装容量：改变回转盘的回转速度或灌装：改变回转盘的回转速度或灌装孔的尺寸，位置，可调节灌装容量。孔的尺寸，位置，可调节灌装容量。适用于：适用于：灌装中高粘度的液体物料特点：特点：方法简单，设备便宜，没用方法简单，设备便宜，没用“无容器不无容器不灌装灌装”装置。装置。恒容积流量定时灌装恒容积流量定时
18、灌装1-供液管供液管 2-上固定盘上固定盘 3-下固定盘下固定盘 4-回转盘回转盘 5-排料管排料管 6-包装容器包装容器n8.定时灌装定时灌装可控压差定时灌装：可控压差定时灌装：灌装容量依靠精确地控制灌装容量依靠精确地控制液流时间来实现。灌装精度由灌装管口处压差液流时间来实现。灌装精度由灌装管口处压差的稳定性及液流时间控制的精确性来决定。的稳定性及液流时间控制的精确性来决定。适用于：适用于：灌装流动性比较好且不含气的液体物料，尤其适用于尤其适用于灌装精度要求比较高的贵重物料或药品，以及有剧毒或强腐蚀性的物料。特点：特点：灌装精度极高；灌装精度极高；易于进行清洗或蒸易于进行清洗或蒸汽消毒，实现
19、无菌灌装；汽消毒，实现无菌灌装；很容易转换灌装物很容易转换灌装物料。料。n9.称重灌装称重灌装原理：原理：旋转工作台的每个工位都是拥有应变载荷元件旋转工作台的每个工位都是拥有应变载荷元件的精密称盘，当容器进入工委，称盘先扣除容器毛重，的精密称盘，当容器进入工委，称盘先扣除容器毛重，然后精确控制液料流入容器；灌装过程计算机监控液然后精确控制液料流入容器；灌装过程计算机监控液料的流动速度和灌装量，并不断调节流速，使灌装精料的流动速度和灌装量，并不断调节流速，使灌装精度达到最高。度达到最高。调节灌装容量调节灌装容量：改变回转盘的回转速度或灌装孔的尺：改变回转盘的回转速度或灌装孔的尺寸，位置，可调节灌
20、装容量。寸，位置，可调节灌装容量。适用于：适用于：对塑料，玻璃和金属容器进行低粘度或中等粘度液料的灌装。特点：特点：容器在工作过程中不与灌装阀接触，也不要容器在工作过程中不与灌装阀接触，也不要求密封；求密封；精确度极高。精确度极高。三三.各种液体灌装工艺的比较与选用各种液体灌装工艺的比较与选用各种灌装方法及代号各种灌装方法及代号三三.各种液体灌装工艺的比较与选用各种液体灌装工艺的比较与选用1.液料的粘度液料的粘度2.流体物料（粘度流体物料（粘度11000cP）可用任何方法灌装；可用任何方法灌装；半半流体流体（100010000cP）可用）可用LS，TF，TP，PV，DV或或WF等方法灌装；等方
21、法灌装；粘滞体粘滞体可用可用TF，PV两种方法两种方法灌装。灌装。3.2.包装容器的材料和刚性包装容器的材料和刚性4.刚性容器刚性容器用玻璃，金属，陶瓷或复合材料制成，适用用玻璃，金属，陶瓷或复合材料制成，适用于任何灌装方法；于任何灌装方法；半刚性容器半刚性容器多用吹塑成型或热成型多用吹塑成型或热成型塑料制成，也可用纸板或复合材料制成，适用塑料制成，也可用纸板或复合材料制成，适用G，PG，LS，TF，TP，DV和和WF等灌装方法；等灌装方法；软性容器软性容器用塑料薄膜，塑料和金属箔复合材料制成，可用用塑料薄膜，塑料和金属箔复合材料制成，可用LS，TF，TP，DV或或WF等灌装方法。等灌装方法。
22、n水的粘度为1厘泊，流动十分容易。n1厘泊=水；厘泊=牛奶；厘泊=奶油；厘泊=植物油；176厘泊=番茄酱；880厘泊=甘油n1760厘泊=糖蜜；3000厘泊=胶水；8640厘泊=糖浆B；15200厘泊=酸奶油三三.各种液体灌装工艺的比较与选用各种液体灌装工艺的比较与选用3.包装容器的形状和容量包装容器的形状和容量窄领瓶（瓶口径窄领瓶（瓶口径38mm），气密金属罐，使用，气密金属罐，使用G，PG，TF或或PV等灌装方法。等灌装方法。4.灌装速度与灌装系统及容器的关系。灌装速度与灌装系统及容器的关系。气密罐气密罐通常采用高速灌装（通常采用高速灌装（350-2000瓶瓶/min），可使用），可使用G
23、或或PV灌装方法；如果灌装含气饮料，则需使用灌装方法；如果灌装含气饮料，则需使用PG灌装法灌装法（800-1500瓶瓶/min）窄颈塑料容器窄颈塑料容器常使用常使用LS和和WF灌装法，速度不超过灌装法，速度不超过400瓶瓶/min；刚性窄颈容器刚性窄颈容器常使用常使用V或或DV灌装法，速度不超过灌装法，速度不超过400瓶瓶/min。灌装机的分类：灌装机的分类：第二节第二节 灌装机械灌装机械旋转型灌装机的主要组成部分n包装容器的供送装置n灌装液料的供送装置n灌装阀包装容器的供送装置n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，按照包装工艺要求完成增距、减距、分流、升降和翻身等动作
24、，并将容器逐个送到包装工位等螺距螺杆供送装置。如图。变螺距螺杆供送装置。如图。特种变螺距螺杆供送装置。如图。n星行拨轮。n包装容器的升降机构。星行拨轮n星行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；或者将己灌装完的包装容器传送倒压盖机的压盖工位上。n主要由包装容器的直径和高度来决定拨轮的尺寸。n n送瓶机构不仅要将瓶子分隔转送瓶机构不仅要将瓶子分隔转弯弯,而且传递速度必须与洗瓶机而且传递速度必须与洗瓶机的速度匹配的速度匹配,否则易出现倒瓶、否则易出现倒瓶、缺瓶或阻塞现象缺瓶或阻塞现象,为了防止倒瓶为了防止倒瓶时影响正常生产时影响正常生产,某些灌装机在某些
25、灌装机在分件供送螺杆、拔轮的传动部分件供送螺杆、拔轮的传动部分安装有离合器分安装有离合器,一旦出现故障一旦出现故障使其自动停转使其自动停转,有的还安装微动有的还安装微动开关开关,当离合器脱开的同时当离合器脱开的同时,压压迫微动开关迫微动开关,使全机停转。使全机停转。星形拨轮结构简图 1-星形拨轮;2-拨轮盘;3-轴 升降机构n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。机械式升降机构气动式升降机构气动机械混合式升降机构机械式升降机构n这种升降机构由固定圆柱凸轮偏置直动从动杆机构来实现。n这种机构结构简单，但机械磨损大，在工作中在工作中
26、,缓冲缓冲弹簧也容易失效弹簧也容易失效,需要经常需要经常更换更换，工作可靠性较差。n主要用于灌装不含气液料的灌装。在一般旋转型灌装机中在一般旋转型灌装机中,由拔瓶轮送来的瓶子必须根据灌装工作过程的需要由拔瓶轮送来的瓶子必须根据灌装工作过程的需要,先把瓶子升到规定的位置先把瓶子升到规定的位置,以便进行灌装。然后再把己灌满的瓶子下降到规以便进行灌装。然后再把己灌满的瓶子下降到规定的位置定的位置,以便拔瓶轮将其送到传送链带上送走以便拔瓶轮将其送到传送链带上送走,这一动作是由瓶的升降机这一动作是由瓶的升降机构完成的。构完成的。对于瓶的升降机构的要求是对于瓶的升降机构的要求是:运行平稳、迅速、准确、安全
27、可靠、结构简单运行平稳、迅速、准确、安全可靠、结构简单,常用的有下列三种形式常用的有下列三种形式由于上滑筒与下滑筒间还可产由于上滑筒与下滑筒间还可产生相对运动生相对运动,这不仅保证了瓶口这不仅保证了瓶口灌装时的密封灌装时的密封,同时又保证了有同时又保证了有一定高度误差的瓶子仍可正常一定高度误差的瓶子仍可正常灌装灌装滑道式升降机构1-升降杆；2-弹簧；3-托板；4-滑道；5-容器；6-机架2）设计要点 为保证托瓶台与前工作台面高度一致，托瓶台高度应可调节：松开夹紧螺丝，旋转托瓶台至所需高度即可。为保证灌装时药液不会泄漏或溅出瓶外，控制瓶子升降的凸轮廓形(即滑道)：在行程的最高点处，应能使瓶口紧压
28、在灌装头上；在行程的最低点处，应使瓶口远离灌装头。为避免凸轮机构受力过大：滑道的最大升角30；对空行程(瓶托下降时)因从动件受力很小，角可取大些(70)，以节省下降时间。3）特点：（1）结构较简单；（2）当机器出现故障时，瓶类容器仍可能沿滑道上升瓶容易被挤破（要求瓶子质量较高，特别是瓶颈不能弯曲）。（3）另外，压缩弹簧在工作中容易失效，工作可靠性差因此应设有保护或报警装置。气动式升降机构n原理：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
29、气缸上下两部分气压相等，瓶子再托瓶台和瓶子自重的作用下完成降瓶动作。n n这种升降机构这种升降机构,克服了机械式升降机构克服了机械式升降机构的缺点的缺点,因为它采用气体传动因为它采用气体传动,有吸震能有吸震能力力,当发生故障时当发生故障时,瓶子被卡住瓶子被卡住,压缩空压缩空气好比弹簧一样被压缩气好比弹簧一样被压缩,这时瓶子不再这时瓶子不再上升上升,故不会挤坏。但是故不会挤坏。但是,活塞的运动速活塞的运动速度受到空气压力的影响度受到空气压力的影响,若压缩空气的若压缩空气的压力下降时压力下降时,瓶的上升速度减慢瓶的上升速度减慢,以致不以致不能保证瓶嘴与灌装阀的密封能保证瓶嘴与灌装阀的密封,若压缩空
30、若压缩空气压力增加气压力增加,则瓶的上升速度快则瓶的上升速度快,导致瓶导致瓶不易与进液管对中不易与进液管对中,又使瓶子下降时冲又使瓶子下降时冲击力增大击力增大,如若灌装含气性气体如若灌装含气性气体,则容易则容易使液料中的二氧化碳逸出。使液料中的二氧化碳逸出。气动机械混合式升降机构以气动机构作托瓶升起、用凸轮推杆机构以气动机构作托瓶升起、用凸轮推杆机构将已料瓶降下的综合式升降机构。它利将已料瓶降下的综合式升降机构。它利用气动机构托瓶升起具有自缓冲功能用气动机构托瓶升起具有自缓冲功能,托升平稳。且节约时间的优点托升平稳。且节约时间的优点,同时又同时又利用了凸轮推杆机构能较好地获得平稳利用了凸轮推杆
31、机构能较好地获得平稳的运动控制的特点的运动控制的特点,使托瓶升降运动得使托瓶升降运动得到快而好的工作质量。但此种托瓶升降到快而好的工作质量。但此种托瓶升降机构的机械结构较为复杂。机构的机械结构较为复杂。n原理：当压缩空气进入环管9时，气体进入柱塞5经带孔螺钉3再进入套筒2上部空间，推动套筒2和托瓶台1向上运动，完成升瓶动作。升瓶速度受到凸轮导轨6和滚动轴承7的控制。上述三种升降瓶机构各有其优缺点。在设计时上述三种升降瓶机构各有其优缺点。在设计时,应根据灌装应根据灌装机的具体要求机的具体要求,进行具体的分析进行具体的分析,选择和设计出先进合理选择和设计出先进合理,经经济可靠的结构。济可靠的结构。
32、灌装液料的供送装置n液料供送系统n贮液箱高度调节装置n灌装液料的定量机构灌装液料由贮液槽经泵灌装液料由贮液槽经泵(或直接由高位槽或直接由高位槽)及输液管将液体产品输入贮液及输液管将液体产品输入贮液箱箱,再由贮液箱经灌装阀输入待灌容器中再由贮液箱经灌装阀输入待灌容器中,这就形成了整个灌装液料的这就形成了整个灌装液料的供送系统。对于等压法、真空法有时还需对贮液箱充气或抽气。由此可供送系统。对于等压法、真空法有时还需对贮液箱充气或抽气。由此可见见,不同的灌装方法就应有不同的供料系统。不同的灌装方法就应有不同的供料系统。液料供送系统n常压法供料系统n等压法供料系统n负压法供料系统负压法单室供送系统负压
33、法双室供送系统负压法三室供送系统n机械压力法供料系统。灌装粘稠性物料时，要加上外界机械压力才能完成灌装。在常压下灌装的在常压下灌装的,因此因此,灌装系统较为简单。灌装系统较为简单。液体产品由高位槽或泵经输液管送进灌装机液体产品由高位槽或泵经输液管送进灌装机的贮液箱的贮液箱,贮液箱内液面一般由浮子式控制器贮液箱内液面一般由浮子式控制器保持基本恒定保持基本恒定,但也有用电磁阀控制的但也有用电磁阀控制的,贮液贮液箱内的流体产品再经过灌装阀的开关进入待箱内的流体产品再经过灌装阀的开关进入待灌容器中。灌容器中。负压法灌装系统结构较复杂负压法灌装系统结构较复杂,形式较多形式较多,但根但根据其采用灌装方式不
34、同据其采用灌装方式不同,大体可分两种类型大体可分两种类型:一种方式是在待灌瓶和贮液箱中都建立真空一种方式是在待灌瓶和贮液箱中都建立真空,而液体是靠自重产生流动而灌装的而液体是靠自重产生流动而灌装的;另一种方另一种方式是在瓶中建立真空式是在瓶中建立真空,靠压差完成灌装。因此靠压差完成灌装。因此负压法灌装机的供料系统可有单室、双室、负压法灌装机的供料系统可有单室、双室、多室、三室等多种形式多室、三室等多种形式,单室属于前一种真空单室属于前一种真空法灌装法灌装,其余属于后一种方法。其余属于后一种方法。负压法单室供送系统：真空室与贮液箱合为一室的真空室与贮液箱合为一室的供料系统供料系统n原理：液料经进
35、液管原理：液料经进液管3进入贮液箱进入贮液箱2内，箱内，箱内液面依靠浮子液位控制器内液面依靠浮子液位控制器10控制在规定控制在规定范围内。贮液箱上部的气体被真空泵抽走范围内。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，灌装止
36、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。被吸回到贮液箱中。n n贮液箱内整个液面成为挥发面贮液箱内整个液面成为挥发面,故不宜灌故不宜灌装含有芳香性的液体装含有芳香性的液体,但它的总体结构比但它的总体结构比较简单较简单,并容易清洗。并容易清洗。n n单室真空灌装阀的开启需两次升瓶才能完单室真空灌装阀的开启需两次升瓶才能完成成,故易出现磨损漏溢的问题。有的单室故易出现磨损漏溢的问题。有的单室有真空阀、气阀、液阀是一起开闭有真空阀、气阀、液阀是一起开闭,只需只需贮液箱的真空度大于阀口上液料的位压头贮液箱的真空度大于阀
37、口上液料的位压头,仍能保证瓶内不先被抽成一定的真空仍能保证瓶内不先被抽成一定的真空,液液料就被封着不会泄漏料就被封着不会泄漏,还有的单室真空阀还有的单室真空阀,只设液阀只设液阀,其气管是与大气相通的其气管是与大气相通的,这种结这种结构更为简单构更为简单,但势必增加了真空泵的负荷但势必增加了真空泵的负荷,贮液箱内真空度的稳定也受到一定的影响。贮液箱内真空度的稳定也受到一定的影响。1-抽气管2-贮液箱3-进液管4-灌装阀5-瓶6-瓶托7-立柱8-齿轮9-机座10-浮子 双室：只有一个贮液箱与一个真空室的供料系统双室：只有一个贮液箱与一个真空室的供料系统液体产品经输液管液体产品经输液管1010输送到
38、贮液输送到贮液箱内箱内,箱内液位由浮子液位控制器箱内液位由浮子液位控制器6 6控制控制,真空泵经真空管真空泵经真空管9 9将真空室将真空室1 1内气体抽走内气体抽走,使之形成真空使之形成真空,灌装灌装机构有一进液管通往贮液箱机构有一进液管通往贮液箱,另有另有一抽气管通往真空室一抽气管通往真空室,一但瓶子顶一但瓶子顶紧灌装机构端部的密封垫紧灌装机构端部的密封垫,瓶内气瓶内气体则被抽走体则被抽走,随后随后,液料在贮液箱与液料在贮液箱与瓶内压差作用下流入瓶中瓶内压差作用下流入瓶中,当瓶内当瓶内液位升高至抽气管下缘时液位升高至抽气管下缘时,继续流继续流入瓶内的多余液体被抽进真空室入瓶内的多余液体被抽进
39、真空室,再经回流器回到贮液箱再经回流器回到贮液箱,当没有瓶当没有瓶子或瓶子破损时子或瓶子破损时,不能由瓶中抽出不能由瓶中抽出空气空气,也就不能进行灌装。也就不能进行灌装。与单室比较与单室比较,这种双室供料系统减少了挥发面这种双室供料系统减少了挥发面,但因余液但因余液经真空室直接流回贮液室经真空室直接流回贮液室,因此箱内液面难以控制稳定。因此箱内液面难以控制稳定。贮液箱高度调节装置由于灌装机涉及的包装容器瓶子的规格很多由于灌装机涉及的包装容器瓶子的规格很多,如如640640毫升的啤毫升的啤酒瓶其高度为瓶身直径酒瓶其高度为瓶身直径751.6mm;350751.6mm;350毫升的高度为毫升的高度为
40、2311.5mm,2311.5mm,身径为身径为63.511.2mm,63.511.2mm,小瓶汽水的高度为小瓶汽水的高度为203mm,203mm,为了使一台灌装机满足多种瓶高的灌装，需要调为了使一台灌装机满足多种瓶高的灌装，需要调节装有灌装阀的贮液缸与装有升瓶台的转盘之间的距离节装有灌装阀的贮液缸与装有升瓶台的转盘之间的距离,使贮液缸能沿着立柱相对于转盘作上、下移动使贮液缸能沿着立柱相对于转盘作上、下移动n中央调节式无导向机构的调节装置有导向机构的调节装置n三支柱调节式无导向机构的调节装置n原理：先松开紧固螺栓3，再转动贮液箱，到合适高度，将灌装阀和托瓶台中心位置对准，最后紧固贮液箱。n无导
41、向机构，灌装阀和托瓶台对中性不易保证，贮液箱运转时稳定性差。适用于广口瓶灌装。同时由同时由于采用中央螺纹支承于采用中央螺纹支承,贮液贮液缸运转时稳定性也较差缸运转时稳定性也较差转动液缸中央调节式转动液缸中央调节式转动液缸中央调节式转动液缸中央调节式1-1-贮液缸底部立轴贮液缸底部立轴,2-,2-法兰式螺母法兰式螺母3-3-固定螺栓固定螺栓,4-,4-下转盘下转盘有导向机构的调节装置n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。n调节方便，贮液箱稳定性好。因采用手工调节，适用于小型灌装机。动画演示蜗轮蜗杆式中央瓶高调节机构原理图蜗轮蜗杆式中央瓶高调节机构原理图
42、蜗轮蜗杆式中央瓶高调节机构原理图蜗轮蜗杆式中央瓶高调节机构原理图1-1-压紧螺母压紧螺母,2-,2-销轴销轴,3-,3-传动键传动键,4-,4-下部立轴下部立轴,5-,5-蜗轮蜗轮,6-,6-蜗杆蜗杆,7-,7-下罩壳下罩壳,8-,8-上上转盘转盘三支柱调节式n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。n大型灌装机可用电机代替手轮工作。3.3.电动调节式电动调节式对对于于较较大大型型的的灌灌装装机机,为为了了代代替替费费力力的的手手工工调调节节,有有的的采采用用电电机机减减速速后后带带动动调调节节螺螺杆杆,使使贮贮液液缸缸升升降降达达到所需
43、的高度。到所需的高度。灌装液料的定量机构n控制液位定量法n定量杯定量法n定量泵定量法n电子式定量法准确的定量灌装不但与产品的成本有着直接的关系准确的定量灌装不但与产品的成本有着直接的关系,同同时也影响产品在消费者心中的信誉。包装物品的定量一时也影响产品在消费者心中的信誉。包装物品的定量一般有重量定量和容积定量两种。重量定量由于要增添秤般有重量定量和容积定量两种。重量定量由于要增添秤等计量衡器等计量衡器,所以机器的结构比较复杂所以机器的结构比较复杂,适用于比重经常适用于比重经常变化的固体物料变化的固体物料;容积定量机器的定量结构比较简单。容积定量机器的定量结构比较简单。液体产品一般易采用容积式定
44、量液体产品一般易采用容积式定量,常见的有如下几种方常见的有如下几种方法法:控制液位定量法n采用控制灌装容器内液体的高度来达到预定的灌装量。n原理：瓶子上升顶开橡皮垫5，使滑套6和灌装头7之间出现间隙，液体流入瓶内，瓶内气体经排气管1排至贮液箱9中。当瓶内液面达到排气管口时，气体不再排出，液料继续流入瓶内，瓶内气体被压缩，根据连通器的原理，瓶内液料沿排气管一直上升到贮液箱9液面水平，则停止进液。当瓶子下降脱离橡皮垫5时，弹簧4使灌装头7与滑套6封闭，排气管内液料流入瓶内，完成一次灌装。n调节排气管1伸入瓶内的高度，可以改变灌装量。动画演示 这这种种方方法法是是通通过过控控制制被被灌灌容容器器中中
45、液液位位的的高高度度以以达达到到定定量量灌灌装装的的目目的的。因因为为每每次次灌灌装装的的液液料料容容积积等等于于一一定定高高度度的的瓶瓶子子内内腔腔容容积积,故故习习惯惯称称它它为为“以以瓶瓶定定量量”。该该法法结结构构比比较较简简单单,不不需需要要辅辅助助设设备备,使使用用方方便便,但但对对于于要要求求定定量量准准确确度度高高的的产产品品不不宜宜采采用用,因因为为瓶瓶子子的的容容积精度直接影响灌装量的精度。积精度直接影响灌装量的精度。定量杯定量法n先将液料注入定量杯内，再将定量杯内的液料注入包装容器内。n原理：在待灌瓶进入灌装工位前，定量杯1浸入贮液箱14中，液料充满定量杯。随着待罐瓶上升
46、，瓶嘴将灌装头8、进液管6和定量杯一起抬起，使定量杯上口超出贮液箱14的液面。此时，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。当定量杯内液料下降至调节管2上口端面时，灌装过程结束。n调节定量调节管2在定量杯内的高度、更换定量杯，可以改变灌装量。n此法不适用于灌装含气液体，因为定量杯在贮液箱内上下运动，使气体产生气泡，影响灌装定量精度。动画演示定量泵定量法n先将粘稠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器。n原理：瓶子上升，灌装管嘴3进入瓶内，同时活塞杆4下降，接通进液流路
47、7，液料进入活塞缸6内完成液料的计量。然后，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，将活塞缸内液料推入瓶内，进行灌装工作。当活塞上升到活塞缸最上面时，灌装结束。瓶托带动瓶子下降脱离灌装嘴3。动画演示 比比较较上上述述三三种种定定量量方方法法,从从定定量量精精度度来来看看,第第一一种种方方法法由由于于直直接接受受到到瓶瓶子子容容积积精精度度以以及及瓶瓶口口密密封封程程度度的的影影响响,其其定定量量精精度度不不及及后后二二种种方方法法高高,若若从从机机械械结结构构看看,第第一一种种显然最为简单显然最为简单,因此因此,它自然得到广泛应用。它自然得到广泛应用。定量方法的正确选
48、择定量方法的正确选择,主要应考虑产品所需要的定量主要应考虑产品所需要的定量精度精度,如我国对如我国对640640毫升啤酒部颁标准为毫升啤酒部颁标准为1010毫升毫升,国外国外为为3 3毫升。对瓶装酒类等按高度定量的产品毫升。对瓶装酒类等按高度定量的产品,最好不超最好不超过毫米过毫米,容积误差最好控制在容积误差最好控制在,越是名贵的产品越是名贵的产品,显显然其误差应越小。定量方法的正确选择然其误差应越小。定量方法的正确选择,还应考虑到液还应考虑到液料本身的工艺性料本身的工艺性,例如对含气饮料灌装若采用定量杯定例如对含气饮料灌装若采用定量杯定量法量法,则贮液箱内的泡沫反倒可能降低定量精度则贮液箱内
49、的泡沫反倒可能降低定量精度,因此因此,在这种情况下在这种情况下,一般以采用控制液位高度定量为好。一般以采用控制液位高度定量为好。电子式计量法n原理：在灌装阀2中有两个大小不相同的液道，液体通过液道时，由负载传感器随时地边灌装液体边测量液体重量，当充填的液体接近规定的充填量时，灌装阀则可转换成小流量的回路，因而灌装量精度非常高。n当灌装量改变时，只要变更数据开关的给定值，即可瞬时实现。灌装阀n将贮液箱中的液料充填到包装容器内的机构称为灌装阀。它是贮液箱、气室、包装容器间液料的通道。n主要由阀体、阀端、阀门、密封元件、开闭件等组成。n分类根据阀门的数目分：n单阀型灌装阀n双阀型灌装阀n多阀型灌装阀
50、根据阀门启闭的运动形式分：n单移阀n旋转阀n多移阀单阀型灌装阀n只有一个气阀或液阀n工作原理：当瓶子上升至瓶口与灌装阀6紧闭贴合时，定量杯5在凸轮2的作用下上升，并将定量杯提出液面。这时，负压系统接通，抽出瓶内空气。在定量杯液面常压和瓶内负压之间压差的作用下，定量杯内液料被吸入瓶内，然后，瓶子和定量杯5分别下降复位。此时负压仍接通，灌装关口内余液被吸入管内，不产生滴漏线现象。n适用于灌装农药。双阀型灌装阀n既有液阀又有气阀的灌装阀称为双阀型灌装阀。n如：重力式负压法灌装装置中，有一个气阀和一个液阀。多阀型灌装阀n有液阀、气阀、回气阀的阀体结构称为多阀型灌装阀。n如：等压法灌装阀中有液阀、充气阀