我國的灌裝設備主要是應用在酒水、飲料的灌裝上，從灌裝原理上大體可分為負壓 灌裝機、常壓灌裝機、等壓灌裝機、定量灌裝機、料位灌裝機等幾種類型但是目前 各個設備生產廠家的灌裝機在灌裝能力、效率、適宜瓶型范圍及自動化程度等方面各有 優缺點，不同程度地制約著產品包裝質和生產率。目前，灌裝機呈現出新的發展動 向，主要為：
因此，在灌裝機及其輔機方面也不能簡單的進行劃分歸類.不同的灌裝方式配合不 同的進瓶方式和封蓋方式,以及采用的自動化水平的高低將會成為以后灌裝機的新類型, 而且，這些新的產品將會同時包含上述的所有功能。
本章小結
本章主要是圍繞灌裝的技術和影響灌裝的方法進行討論。液體灌裝的方法很多，從
而使灌裝機的樣式也不盡相同。基本的灌裝方法分為：常壓灌裝（也叫重力淮裝），負壓 灌裝（或真空灌裝）和壓力灌裝等。由于液體物料的粘度不同、性狀不同，在灌裝中必 須采用不同的灌裝方法，對于一般的液體，流動性好、性態穩定、液體中不含氣體，可 采用重力灌裝方法進行灌裝，而對于一些高粘度，流動性差或半固態的液體，其灌裝 時就必須采用壓力灌裝方法，靠重力就行不通。因此，在灌裝時對不同的液體，應用先 了解其性能，然后再選擇灌裝方法。
灌裝生產線機械部分設計
按照灌裝生產線的定義，全自動灌裝生產線是由一系列機器或機構的組合，一般主 要包括以下幾個部分：吹瓶機：洗瓶機（包括烘干機等）：理瓶機；灌裝機；封蓋機；打 包機I傳輸及輔助設置等,下面就其中幾個主要單元，理瓶機、港裝機，封蓋機和傳輸 系統進行設計和討論。這四個部分是組成全自動灌裝生產線不少缺少的設備，它們之間 有工藝過程的先后順序。一般的工藝工作關系為，干凈的瓶子經烘烤后排放在理瓶機前, 經理瓶機對瓶子進行排序檢測后送入輸送設備，之后由傳輸設備將其依次送入灌裝機、 封蓋機，后經傳輸設備將其送出進行包裝，完成一個完整的工藝流程.其中理瓶機的 主要作用就是排放瓶子，它是后序工藝進行自動化控制的基礎。
理瓶機設計
理瓶機按進瓶方式分有轉盤進瓶.螺桿進瓶、撥盤進瓶等多種方式，各種進瓶方式
在原理上差別不大.各有各和優點，選擇合理的進行方式，能夠給自動化生產線帶來更 好的平滑性.
轉盤進瓶方式
轉盤進瓶方式就是將上個工序出來的瓶子（干凈的擺放無序的瓶子）用轉盤作為傳 送機構一個一個列隊送到傳送帶上。簡單的說其作用就是對瓶子進行整理、擺放作用， 為下一個工序理順瓶子做好準備。轉盤式理瓶機它由兩個旋轉盤組成，兩個旋轉盤同步轉動.從入口傳輸設備送來的瓶子被輸送到理瓶機前，經過 與理瓶機切入被輸出到理瓶機后端，并按一定的間隔、速度和方向傳入到下一級輸送帶 上.理瓶機在中間的主要作用就是用來控制輸出瓶子的間隔和速度。因此，在整個灌裝 系統中，理瓶機的工作能力也會對整個自動化生產線起到影響作用，它直接影響灌裝線 的運作速度.理瓶機的傳送方式一般多為連續性轉動，這種進瓶方式多用于連續式灌裝 生產線。依據其原理圖，容易發現，在進瓶端可能會出現兩個或多個瓶子同時切入到兩 個旋轉盤的凹槽中，引起旋轉盤的卡阻情況或瓶子碰撞等情況。因此在轉盤方式進瓶設 計中必須在其外輪廓圓周上設計一個阻檔板，以保證每次只能有一個瓶子與兩個轉輪的 凹槽相切.轉盤進瓶的優點是，傳輸速度快，瓶子擺放整齊、間隔均勻等。但是也存在 著一定的缺點，轉盤進瓶工作在高速時，由于拔盤的相對于瓶子的速度很高，在與瓶子 接觸時會發生碰撞（接觸之間會存在小的間隙），因此會出現碎瓶、缺瓶等現象，這就要 求必須有個檢測裝置對瓶子好壞進行判斷。所以在設計中采用常規的轉盤進瓶方式進行
傳輸的同時，需要在轉盤后方加了一個識別裝置，由它負戒對瓶子進行判斷.判斷的主 要以據為：瓶口完整，瓶身無裂紋、無碎瓶。以上判斷不合格的，由機械手對其進行清
螺桿進瓶方式
螺桿進瓶方式是將排列好的瓶子用螺桿（與轉盤進瓶方式不同之處在于此）作為傳送 機構將瓶子按一定的速度和間隔送出皿。該種進瓶方式適用范圍較廣，無論是直線式灌 裝機還是回轉式灌裝機大都采用螺桿進瓶的方式。螺桿進瓶也會出現碎瓶、缺瓶等現象, 這與螺桿本身的設計有關，如傾角大小、螺距長短、螺旋線形狀等等，在進瓶時采取等 螺距以便于瓶子的平穩進入.為了加工及進瓶方便，設計時把進口端設計為錐形，螺紋 深度也由淺至深，便于瓶子能逐步平穩進入.一般螺桿設計并無問題，但碎瓶率、缺瓶 率卻依然較高，原因有兩種：經過傳輸設備送入的瓶子在進入理瓶機入口處，都有一個 向前的速度，在到達螺桿時瓶子的運動方向產生突變，沖擊力很大，如果前面的瓶子沒 有及時被螺桿帶走，在螺桿處就易產生砰瓶現象；無論模制瓶還是管制瓶，瓶壁都比較 光滑，經過清洗烘干消毒后，瓶身的摩擦力迅速增加，由于摩擦力和沖擊力的作用，進 瓶螺桿經過一段時間工作后溫度升高，螺桿表面粘度增加，使瓶子爬行運動，產生粘瓶 現象，導致瓶子進不了螺旋槽并相互擠壓，從而出現碎瓶、缺瓶現象.
以及操作界面人性化的要求。對灌裝工作過程進行實時監控及動態管理，提 高了液體灌裝的自動化水平，提高了生產效率。.
關鍵詞：灌裝，包裝，灌裝機，可編程控制器
轉盤與螺桿相結合
轉盤與螺桿相結合的進瓶方式是通過將兩者的優點相結合而設計的一種進瓶方式。 其中常用的是轉盤與螺桿相結合進瓶。轉盤與螺桿相結合的進瓶方式就是在螺桿之前 安裝1個轉盤，由轉盤將瓶送進螺桿后再由螺桿傳送，如圖3.2所示。這種進瓶方式運 行平穩可靠，在送瓶過程中瓶子的接觸壓應力由轉盤承擔，瓶子進轉盤所受應力比瓶子 進螺桿所受應力要小得多，有了螺桿的存在，進瓶處可留出充足的操作位置，既解決了 螺桿所受應力問題又解決了轉盤的位置局限性。同時還起到理瓶作用，在進螺桿時瓶子 巳經不再具有沖擊力并逐一排好了隊，自然就不容易出現碎瓶、缺瓶的現象了,因此, 從理論上講這種進瓶方式的可靠性更高。
對于灌裝機方面，為了提高灌裝速度的常采用多頭灌裝設計，這就要求理瓶機要有 相應的速度，然而理瓶機一次只能傳輸一個瓶子，這就嚴重的制約了整個灌裝生產線的 速度，為了解決這一矛盾，采用多個理瓶機同時進行傳輸工作來滿足。本文采用兩臺理 瓶機共同工作來滿足派裝機的需求.在兩條傳輸線中間再設計一個旋轉式理瓶機，其作 用主要是將來自兩條線路的瓶子進行合并?由于理瓶機的速度限制，單臺理瓶機不能滿 足多頭灌裝機的速度要，因此需要多臺理瓶子機共同工作來完成，這廟設計方法可以適 應高速灌裝傳輸速度的要求回。
灌裝機及其主要部件的設計
灌裝機是整個灌裝機構的主體部分，其主要由以下幾個大的部分組成：灌裝機構、 旋轉機構、插、拔管機構。其中灌裝機構和旋轉機構是該機的主體部件，其它所有機構、 輔件均安裝在這上面。
灌裝機灌裝部件的設計
灌裝機灌裝部分設計，按照灌裝方式的不同，灌裝機在結構上也有一定的差異。首 先我們以容器杯定量方法進行研究•這種灌裝方法是通過一個固定容積的計量杯作為計 量器件。灌裝機構采用的是壓力灌裝方法，即通過氣缸帶動灌裝活塞進行對液體的吸入, 達到預設計量值后，經換向閥換向再由氣缸推動活塞將液體擠出，以提高灌裝速度.其 原理如圖3.3所示，容器杯計量灌裝的工作過程如下：氣缸1上移，同時電磁閥3A-B 向導通，活客2隨氣缸1 一起運動，液體被吸入容器杯中，經D1檢測到達預設量活后 塞停止，AB向關閉吸入過程結束；氣缸下移帶動活塞下移，同時電磁閥3B-C向打開， 液體被壓入瓶中，經D2檢測BC向關閉，灌裝過程結束，一個完整的灌裝過程完成。
是相同的設計方法，所以我們只選擇其中一種方案進行討論，下面以流量計計量方法進 行設計研究。全自動液體灌裝機采用24頭旋轉式轉動方法進行灌裝。當傳輸設備將瓶子導入到灌裝機前，經過位置檢測后，使旋轉塔旋轉~個瓶位以待下一個瓶子的進入。瓶子旋轉塔底部托盤經定位檢測到位后，由氣缸推動插拔管機構將導流管插入瓶中，電磁閥打開, 開始灌裝，計量完成后，電磁閥關閉，插拔管機構退出.由于選擇的是連續灌裝方式.在第一個瓶子進行灌裝過程中，第二個瓶子也開始按前一個瓶子的工作過程進行工作, 這樣每一個灌裝頭按相同的工作方式周期性工作.
灌裝機旋轉機構的設計
旋轉機構主要是由一大的旋轉盤和主軸及支架組成，它是灌裝機的主體，灌裝頭均 勻的分布在旋轉盤的圓周上，并隨同旋轉盤一起轉動。在旋轉盤的底部安裝了一臺步進 電機，由它帶動主軸轉動，其轉速由傳輸機進入灌裝機之間的檢測元件控制，也就灌裝 機的轉速受進瓶速度的影響。
插，拔管機構的設計
插、拔管機構是由一個氣缸連同一根管子組成，在灌裝過程中由氣缸推動執行機構 將管子插入瓶子中或從瓶子中拔出•執行機構由一個滑塊和一副導軌組成，在濯裝過程
灌裝中隨著液面的上升，插、拔管機構逐漸上升，其動作速度由氣缸的確定，終在成灌裝后將管子拔出。這樣設計的目的主要在于，由于不是采用的真空灌裝，在液體灌 裝過程中容器瓶中存在大量的氣體，當高速流動的液體從瓶口流下時，使大量氣體混入 其中，會在容器瓶內產生大量氣泡影響灌裝.采用插、拔管機構使導管插入瓶子底部， 這樣在灌裝時液體從瓶子底部逐漸上長，并始終保持導管口不出液面以減少氣體的混入，保證灌裝的穩定性，也避免了氣體的污染。
的作用主要是減少灌裝過程中液體流速的沖擊。24支灌裝管均勻的分布在緩沖槽底部的 圓周上，導管與流量計相連，這樣設計是為了保證導管在每個瓶子交替灌裝時始終充滿 液體，不會對流量計造成氣泡沖擊，使計量準確，電磁閥設計在流量計的后方就是為了 這個目的?在灌裝機灌裝過程中，灌裝機的速度對瓶子的位置也有影響，灌裝機轉速越 高，瓶子受到的離心力越大，瓶子就有被摔出的可能，因此，要保證瓶子底部與灌裝機 底部托架之間有足夠大的摩擦力。為了克服這個不足，在設計中在灌裝機底部設計了一 個環型擋圈，由它阻擋瓶子使瓶子在高速旋轉中不被摔出。
封蓋機設計
封蓋機的種類很多，按其封口方式不同主要分為以下兩大類：壓蓋式和旋蓋式。壓 蓋封口方式主要用于類似于啤酒灌裝的封口方法，瓶子外壁上沒有螺紋，封口時通過擠 壓和收口將瓶蓋壓封在瓶口上，或是向普通的包裝瓶中的第二層塑料蓋，其只需簡單的 壓入瓶口中。這種封蓋方式多用于啤酒類的灌裝，其要求封蓋速度快，瓶口能承受一定 的壓力.旋蓋封口主要用于類似于飲料類瓶型，瓶子外壁上和瓶蓋內壁上勻有螺紋，在 封口時通過旋轉方式將瓶蓋擰在瓶口上，這種封口方式多用于飲料類灌裝用的塑料瓶， 以及白酒類的封蓋，其適用范圍主要是瓶口強度較小，不能承受大的壓力.本文在設計時采用的是旋蓋封口方法。旋蓋封口廣泛用于玻璃瓶或PET瓶等螺紋蓋封口，這種封蓋方法事先在瓶蓋上加工出內螺紋，螺紋有單頭或多頭之分，單頭螺紋 多用于藥瓶、調料品等封口，多頭螺紋使用的較為廣泛㈣。例如飲料、酒水類瓶子的封 口。這種封口是靠旋轉封蓋器，將蓋旋轉擰緊在容器口部。由于螺紋封蓋具有封口快捷、 開啟方便等優點，所以一些不含氣的液料，諸如飲料.酒類、調味料、化妝品及藥品、 嬰兒食品等瓶裝物品的封口大量采用螺紋蓋封口.另外在大型的自動化灌裝線上，旋轉 封蓋更利于流水線作業，它可以采取與灌裝機進、出瓶相同的方式進行設計。旋蓋機一 般與灌裝機聯動，并旦作一體機型設計，從而減小灌裝至封蓋的行程，使生產線結構更 為緊湊,封蓋機分為兩個部分：即投蓋機構和旋蓋機構.灌裝完成的瓶子經傳輸設備導出, 由投蓋裝置將蓋子投放到瓶口，在下一個工藝過程中由旋旅裝置將其擰緊。
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