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1、要求：了解灌装的基本方法及原理；掌握升瓶机构、 灌装阀结构、常用灌装机的结构和基本原理。主要内容：1 灌装机械概述2 常压灌装机3 负压灌装机4 等压灌装机5 机械压力式灌装机 计划学时： 8第三章 、灌装机械 filling machine Date1包装机械第三章、灌装机械第一节、 灌装机械概述将液体产品装入包装容器的机械称为灌装机 。 一、概况： 随着现代科学技术的发展,人民生活水平的提高,人们的消费习惯也随之相应的变化,同时对消费品的包装提出 了更高的要求,而液态产品的包装在包装行业中占有很大 比例,这是由于液体包装涉及的行业广泛、品种繁多,如饮 料方面的汽水、果汁、牛奶、矿泉水、蒸馏
2、水、白酒、啤 酒、果酒等;调味品方面的酱油、醋、味精液、果酱等;药 品方面的针剂、糖浆、酊剂、气雾剂等;农药乳剂、化工 产品的各种瓶装、化妆品等,要满足日益增长的液体产品 的包装需要,就应大力发展液体产品的包装机械。Date2包装机械第三章、灌装机械人类自从采用容器盛装液体以后,就产生了灌装方法。十九世纪末二十世纪初以前,通常使用水罐、水杓进行人工灌装或直接将容器浸入液料中进行灌装,大约在1980年美国Horix、Kiefer和U.S.BottLers等三家公司开始制造容器灌装的机械装置。第一台商业灌装机是Kiefer公司制造，Horix公司于1920年首次制造了重力灌装机,用于灌装番茄酱,这
3、家公司至今仍生产灌装机,二十年代初这几家公司着手生产回转式灌装机,其中U.S公司制造的是纯真空灌装机，二十世纪以来,灌装机械工业发展迅速,那时灌装的速度取决于人工将瓶子对准灌装阀,等待瓶子灌装完毕所需的时间。今天,回转式自动灌装机的生产能力己达每分钟2000瓶。 Date3包装机械第三章、灌装机械我国在解放前几乎没有灌装机械,灌装生产绝大部分 处于手工操作,非常落后。70年代初,上海、北京、广州、 青岛、烟台等地引进三十多条灌装线,其中有西德Seitz公 司、意大利Simonazi公司、美国Merer公司、日本三菱公 司,另外还有许多罗马尼亚灌装线。随后,我国广东轻工机 械厂、北京酿酒机械厂、
4、上海化工机械厂等许多家仿制了 不少灌装线,初步改善了灌装生产的落后面貌,但灌装机械 的发展与国际先进水平的差距仍很大。为此,我国应根据 自己的国情,吸收国外的先进技术,设计和生产出具有先进 水平的灌装机,灌装机的发展趋势向高效化、自动化、节能化发展, 力图采用新技术、新材料,如计算机辅助设计、微机控制 等,开创一代新型灌装机。Date4包装机械第三章、灌装机械（1）液体产品按粘度可分为:流体: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 度范围规定为1100厘泊,如酒类、果汁、牛奶、酱油、 醋等。（动力粘度1泊100cP=0.1PaS）半流体:在
5、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1001000厘泊,如豆 瓣酱、番茄酱、牙膏、香脂、松糕油、肉糜等。粘滞流体:产品粘度超过10000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。二、灌装的液体产品和包装容器 1、灌装的液体产品Date5包装机械第三章、灌装机械u含气液体产品：含有二氧化碳气体的液体产品。对于是否含有酒精成 份又可分为软饮料(不含酒精)和硬饮料(含有酒精)。如： 汽水、矿泉水；汽酒、香槟、啤酒等。u 不含气液体产品 ：液体中不含有气体。如：白酒、酱油、醋、食用油等 。 （2）对于低粘度液体,根据液体中是否含有二氧化 碳气体
6、可分为：Date6包装机械第三章、灌装机械2、包装容器（1）根据强度可分为：刚性包装容器金属罐、玻璃瓶（罐）、陶瓷罐等。 柔性包装容器塑料复合瓶、复合袋、用纸、铝箔、塑料等制 成的盒、杯等。（2）按其材料分：主要有玻璃瓶、金属罐、纸包容器、塑料瓶、 塑料袋、复合袋、铝箔、木质等。Date7包装机械第三章、灌装机械三、灌装机的分类1、根据灌装方法分：等压灌装机 isobar filling machine 先向包装容器充气，使其内部的气 体压力和储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。适于灌 装含气液体产品，如：汽水、可口可乐、啤 酒、香槟等。Date8包装机械第三章、灌
7、装机械负压灌装机 low vacuum filling machine先将包装容器抽气形成负压，然后将液体 产品充填到包装容器内的机器。适于灌装含维生 素的饮料、有毒的农药和化学试剂。可分为两种 ：压差式负压灌装机：储液箱处于常压只 对包装容器抽气使之形成负压，依靠储液箱和待 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。重力式负压灌装机：将储液箱和包装容 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。 Date9包装机械第三章、灌装机械常压灌装机 atmospherical pressure filling machine 在常压下将液体产品充填到包装容 体内的机
8、器。适于灌装低粘度不含气的液体 产品。如：白酒、醋、酱油、食用油等。 压力灌装机 pressure filling machine使用外部压力将液体产品充填到包装 容体内的机器。适于灌装粘稠性液体产品。 如：豆瓣酱、番茄酱、牙膏、香脂、松糕油 、肉糜等。Date10包装机械第三章、灌装机械2、根据灌装机灌装容器的传送方式分： （1）直线型灌装机灌装时，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 。这种灌装机相对旋转灌装机来讲,结构比较 简单,制造方便,但占地面积比较大,而且是间歇运 动,生产能力的提高也受到一定限制,因此一般只用 于无汽液体的灌装,局限性较大。工
9、作原理见下图3-1Date11包装机械第三章、灌装机械图3-1 直线灌装机工作原理图-定量灌装,-上盖,-盖拧紧,-贴商标 -待装盒(箱)1-推瓶板,2-限位拨盘,3,11,13-传送带,4-传送盘,5-瓶子,6-上盖机构,7-瓶盖料斗,8-拧紧机构,9-商标盒,10-胶水盒,12-推料板,14-贮液箱15-灌装阀 Date12包装机械第三章、灌装机械灌装机外形：Date13包装机械第三章、灌装机械灌装机外形：Date14包装机械第三章、灌装机械灌装机外形：Date15包装机械第三章、灌装机械（2）旋转型灌装机灌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，完成灌装。如图3-2;
10、3 -3图3-2 瓶子在灌装过程中的俯视图Date16包装机械第三章、灌装机械图3-3 瓶子在灌装过程中展开示意图Date17包装机械第三章、灌装机械四、旋转型灌装机的主要结构(*)v包装容器的供送装置 v灌装料液的供送装置 v灌装阀 v传动装置 v控制装置Date18包装机械第三章、灌装机械灌装机外形：Date19包装机械第三章、灌装机械灌装机外形：Date20包装机械第三章、灌装机械旋转型灌装机的总体结构Date21包装机械第三章、灌装机械（一）包装容器的供送装置在自动灌装机中,按照灌装的工艺线路要求,准确地 连续地将待灌瓶送入主转盘升降机构托瓶台上,是保证灌装 机正常而有秩序地工作的关键
11、。一般供瓶机构的关键问题是 瓶的连续输送和瓶的定时供给。常用的连续输送装置有链带传送,一般采用不锈钢或 尼龙坦克链带。从洗瓶机出来的瓶子由输送带送来后,为了防止挤坏 、堵塞和准确地送入灌装机,必须设法使瓶子单个地保持适 当的间距、速度送进, 目前瓶子的定时送给一般采用分件供 送螺杆或星型拨轮等限位机构。 Date22包装机械第三章、灌装机械1、螺杆式供送装置:图3-4给出了典型送瓶机构的示意图,它的基本组成 包括由锥齿轮传动的变螺距螺杆、固定侧向导板、链式水平 输送带(在容器下方，末画出)和组合式拔瓶轮等, 分件供送 螺杆在结构上是一种空间高副机构,它的结构形式受供送瓶 的大小、形状等的制约。
12、从外观形式看,前端应设计成截锥 台形,有助于将玻璃瓶顺畅地导入螺杆的工作区段。图图3-4 3-4 典型送瓶机构的示意图典型送瓶机构的示意图Date23包装机械第三章、灌装机械而另一端应具有与玻璃瓶同半径的圆弧过 渡角,以便和星形拔轮同步衔接,为了使刚进入螺 杆工作区段的玻璃瓶运动平稳,第一段最好采用等 螺距,使它暂不产生加速度,鉴于星形拔轮的节距 通常都大于两只玻璃瓶原来在链带上紧相接触时 运动的中心距,显然,最后一段螺旋线一定要变螺 距, 为改善瓶的惯性运动,它应该制约玻璃瓶以等 加速度规律逐渐增大其间距。实践证明,对于中、 小型自动灌装机(一般为250瓶/分以内),只需将螺 杆设计呈等螺距
13、段与变螺距段即可,虽然其加速度 曲线不连续,有阶跃突变,但在加速度值不很大时, 仍不致发生明显的柔性冲击。Date24包装机械第三章、灌装机械特种变螺距螺杆供送装置示意图图3-5 特种变螺距螺杆供送装置示意图(a)分流 (b)合流 （c）转向 (d)翻身Date25包装机械第三章、灌装机械2、花盘式限位机构如图3-6所示,待瓶或罐由输送机运送,经花盘轮分 隔装置而直到输送机端头。在最前端的瓶或罐到达要求位 置时,就碰上电开关9,使推板8立即将要求数量的一排瓶或 罐横向推进一个距离。推板8行进中驱动摆盘6,使之逆时 针转动,但凸轮5及棘爪摆杆4不动,推板8行进到与摆盘6脱 离接触时,摆盘6受弹簧
14、作用而恢复到原位。推板8做返回 运动时, 又驱动摆盘6使之顺时针转动,同时通过销子7使 凸轮5一起转动,从而迫使棘爪杆4摆动,脱离开棘轮3,此时 ,花盘轮由传动装置驱动转动,对输送来的瓶或罐做连接分 隔传送。当推板8 往回运动到又与摆盘6脱离接触时,凸轮 5受弹簧作用又转回到原位,棘爪摆杆也往回摆动到原位, 棘爪嵌入棘轮轮齿中,制动住花盘轮2的转动,在棘爪脱离 开棘轮的时间间隔内,经由花盘轮分隔传送出要求数量的 瓶或罐 。 Date26包装机械第三章、灌装机械图3-6 定数量供给的花盘限位装置 1-输送带,2-花盘轮,3-棘轮,4-棘爪摆杆,5-凸轮, 6-摆盘,7-销子,8-推板,9-开关1
15、23498657Date27包装机械第三章、灌装机械3.星型拨轮此机构是将瓶的限位器送来的瓶子, 准确地送入灌装机中 瓶的升降机构或将灌满的瓶子从升降机构取下送入传送带的机构 。如图3-7所示:拔瓶轮中的尺寸h及Rc均由瓶子的高度和直 径来决定, 拔瓶轮一般采用酚醛层压板等材料,以免与玻璃瓶产生 硬性碰撞,拔瓶轮一般由上、下两片组成,为了保证拨轮与托瓶台 的位置相对应,在轮片上应开有圆槽形孔,调好后再安装在转轴上 。为了使瓶子稳定传送,在传送带旁边还需要安装护瓶杆,在 进出瓶拔轮外还要安装导板,护瓶杆离开传送中心线的距离要可调 ,以适应不同规格的瓶子。另外,送瓶机构不仅要将瓶子分隔转弯,而且传
16、递速度必须 与洗瓶机的速度匹配, 否则易出现倒瓶、缺瓶或阻塞现象,为了防 止倒瓶时影响正常生产,某些灌装机在分件供送螺杆、拔轮的传动 部分安装有离合器,一旦出现故障使其自动停转,有的还安装微动 开关, 当离合器脱开的同时,压迫微动开关,使全机停转。 Date28包装机械第三章、灌装机械图3-7 星型拨轮 1-星型拨轮 2-拨轮盘 3-轴 4-轴承座由容器的高度决定H容器的直径决定RCDate29包装机械第三章、灌装机械4、包装容器的升降机构v 升降机构的作用：是将拨瓶星轮送来的空包装容器上升到规 定高度，完成灌装，然后将灌装完的实瓶下降到 规定高度由出瓶星轮送出。 v 常用的升降机构主要有三种形式：1）机械式升降机构2）气动式升降机构3）气动机械混合式升降机构Date30包装机械第三章、灌装机械1）机械式升降机构1-瓶托2-压簧3-上滑筒4-滑筒座5-拉杆转动机架6-下滑筒7-轴承8-凸轮导轨图
