掌握灌装机械原理与方法：升瓶机构、灌装阀结构及生产能力计算详解
掌握灌装方法和原理、瓶子升降机构、灌装阀结构、灌装时间计算方法、灌装机生产能力计算方法。第四章灌装机械第四章灌装机械随着现代科学技术的发展，人们生活水平的提高，人们生活水平的提高，人们的消费习惯也相应发生了变化人们的消费习惯也相应发生了变化，在同时，对消费品的包装也提出了更高的要求。对包装提出了更高的要求，液体产品的包装在包装行业中占有很大的比重。这是因为液体包装涉及的行业非常广泛。由于液体包装涉及的行业和品种广泛，如饮料中的汽水、果汁、果汁、牛奶、牛奶、矿泉水、矿泉水、蒸馏水、蒸馏水、啤酒、啤酒、果酒、果酒等；在调味品方面，有酱油、醋、陈醋、调味精液、果酱、果酱等；药物注射剂、药物注射剂、糖浆剂、酊剂、酊剂等；气雾剂、气雾剂等；农药乳剂、农药乳剂、各类瓶装化工产品、各类瓶装化工产品、化妆品及其他化妆品等，满足日益增长的液体产品需求。为满足产品的需要，应大力发展液体产品的包装机械。 。第四章灌装机械第四章灌装机械第一节第一节概述概述自从人类使用容器盛装液体以来，就产生了灌装方法。填充法就这样诞生了。 19世纪末20世纪初之前，19世纪末20世纪初之前，通常采用水坛子、水勺进行手工灌装，或者直接将容器浸入灌装。它们在液体材料中。灌装，或直接将容器浸没在液体物料中进行灌装，大约在1999年开始制造用于容器灌装的机械装置。第一台商用灌装机开始制造用于灌装容器的机械。第一台商用灌装机是该公司制造公司制造的重力灌装机；霍里克斯；对于灌装番茄酱，该公司仍然生产灌装机。 1920 年代初期，这些公司开始生产旋转式灌装机。 1920 年代初期，这些公司开始生产旋转式灌装机。灌装机 20世纪以来灌装机械行业发展迅速。 20世纪以来，灌装机械行业发展迅速。它发展迅速。当时的灌装速度取决于手动将瓶子与灌装阀对准，并手动将瓶子与灌装阀对准。等待瓶子装满就完成了。完成所需的时间。
今天的时间。如今，旋转式自动灌装机的生产能力已达到每分钟瓶数。瓶子。解放前我国几乎没有灌装机械。大部分灌装生产都是手工完成的。那是非常落后的。那是非常落后的。 。 20世纪70年代初，在上海、北京、广州、青岛、烟台等地引进了30多条灌装线。烟台等地引进了30多条灌装线，其中有西德产品厂、意大利意大利公司、美国美国公司、日本三菱公司、日本三菱公司、罗马尼亚多条灌装线。此外，还有许多罗马尼亚灌装线。 。随后，我国广东轻工机械厂、我国广东轻工机械厂、北京酿造机械厂、北京酿造机械厂、上海化工机械厂等多家企业仿制了多条灌装线。安装了多条灌装线，灌装生产落后的状况得到初步改善。但灌装机械的发展仍远远落后于国际先进水平。但灌装机械的发展与国际先进水平的差距仍然较大。 。为此，我国应根据自己的国情吸收和吸收国外的先进技术，设计和生产先进的灌溉设备。灌装机的安装，其发展趋势是朝着高效化，其发展趋势是朝着高效化、自动化、自动化、节能化发展，节能化发展，努力采用新技术、新材料、新材料、计算机辅助等设计、微电脑控制、微电脑控制等，，打造新一代灌装机。打造新一代灌装机。
。那么，什么是灌装机呢？什么是灌装机？所谓灌装机就是将液体产品装入包装容器的机器。所谓灌装机就是将液体产品装入包装容器的机器。它被称为灌装机。对包装容器进行灌装的机器称为灌装机。液体产品按其粘度可分为液体产品。液体产品按其粘度可分为：： 流体。流体:: 流体:: 在自身重力作用下能以一定速度流经圆周。它能在自身重力作用下以一定的速度流过圆管。适用于任何液体管的任何液体。 。流量主要受流体的粘度和压力的影响。一般粘度范围为11~~厘泊，如酒、果汁、果汁等，牛奶、酱油、老抽等。半流体 半流体：在大于自身重力的压力下能在圆管内流动的液体称为半流体。在圆管中流动的液体称为半流体。其粘度范围为 其粘度范围为～厘泊，如发糕油、黄豆酱、肉末等。粘稠流体：如果产品粘度超过厘泊，则不属于流体和半流体的范围。 。糊剂等产品 糊剂等产品属于此类别的产品属于此类别的产品。 。对于低粘度液体物料，根据液体中是否含有二氧化碳气体，可分为不含气体和含气体两类。有两类；；按是否含有酒精分为软饮料（（含有酒精、不含酒精））和硬饮料（（含有酒精、含有酒精））。
。流体的流动特性还受到温度、粘度、固体颗粒含量、可分解性、表面张力或发泡特性等因素的影响。表面张力或发泡特性等因素的影响。 。包装容器目前按材质主要分为玻璃瓶。包装容器目前分为玻璃瓶、金属罐、金属罐、纸质包装容器、纸质包装容器、塑料瓶及其他塑料瓶等，还可以分为：：硬质容器 硬质容器:: 任何 能承受由金属、玻璃、陶瓷或塑料制成的任何形状，能承受 1,515 磅的向下压力而不变形 由金属、玻璃、陶瓷或塑料制成，密封后盖上后不泄漏液体的容器称为刚性容器。密封后不泄漏液体的容器称为刚性容器。半刚性容器 半刚性容器：：任何由轻质塑料（通常是吹塑或热成型）或纸板及其复合纸材料制成的容器，由纸板或其复合纸材料制成，封盖后不泄漏且不泄漏的容器。加盖后发生泄漏的，称为半刚性容器。液体容器称为半刚性容器。图 4.1 4.1 灌装过程中瓶子的俯视图 灌装过程中瓶子的俯视图 非刚性容器 非刚性容器： ：任何由塑料薄膜制成的，任何由塑料薄膜、金属箔、塑料复合薄膜或由金属箔、塑料复合膜或其复合材料制成的容器称为非刚性容器。
例如，众所周知的非刚性容器。例如，众所周知的袋子一般要求灌装系统配备制袋装置。通常是活塞式制袋装置。通常，灌装系统通过活塞填充一定体积的液体以设定体积。灌装系统将一定体积的液体灌装到设备生产的容器中。放入由该设备生产的容器中。图4.2 4.2 灌装过程中瓶子展开 灌装过程中瓶子展开 示意图 展开图 2. 灌装机主要类型 2. 灌装机主要类型 11.. 按灌装瓶主要运动形式分类 主要运动分类灌装瓶的形式 ① 旋转式灌装机 旋转式灌装机 待灌装的瓶子被送到输送系统（通常由输送带通过洗瓶机送入）或手动输送。上瓶机构或人工送入灌装机的进瓶机构，瓶子由灌装机的转盘承载。瓶子由灌装机转盘带动绕主垂直轴旋转，进行连续灌装。瓶子绕主垂直轴旋转以连续灌装。当它旋转近一圈时，瓶子就装满了。瓶子灌装完毕，，然后由转盘送至旋盖机进行旋盖，再由转盘送至旋盖机进行旋盖，如图44..11，，如图44..22所示： ：这种灌装机广泛应用于食品、饮料行业。饮料行业应用最为广泛，如汽水、水、果汁、果汁等。啤酒、牛奶灌装、牛奶灌装，本机主要是通过流体输送（（即供料系统））、容器输送、容器输送（ （即供瓶系统））、灌装阀、灌装阀、大转盘、大转盘、传动系统、传动系统、机身、自动控制等三部分组成，其中灌装阀是关键保证灌装机的正常运行 机器。灌装阀是保证灌装机正常运行的关键。
。 ②②直线式灌装机 直线式灌装机 灌装瓶沿直线运动，灌装瓶沿直线运动，成排灌装。 。如图44..3 3、当输送一排空瓶时，由推瓶板将其向前推一次。当一排空瓶送出时，会被推瓶板一次向前推动。当液体送至灌装管底部时，打开阀门进行灌装，再打开阀门进行灌装，间歇进行作业。 。图 4.3 4.3 直线式灌装机工作原理图 直线式灌装机工作原理图 ⅠⅠ——定量灌装 定量灌装，ⅡⅡ——上盖 上盖，ⅢⅢ——拧紧盖 拧紧盖，IV IV——贴标贴标 ⅤⅤ— —装箱、待装箱、待装箱、装箱 11--推瓶板 推瓶板，2 ,2--限位刻度盘 限位刻度盘,3,11,13,3,11,13--输送带,4,4--输送板,5,5--瓶瓶,6,6--上盖机构盖机构，77--料斗料斗，8、8--紧紧机构 紧紧机构，9、9--商标盒 商标盒，10，10--胶盒， 12、12——推板，14、14——储液罐，15、15——灌装管、灌装管，这种灌装与旋转式灌装机相比，这种灌装机结构比较简单，操作方便来制造。 ，但是占据的面积比较大，而且是间歇性的运动。产能的提升也受到一定的限制。能力的提升也受到一定的限制。所以一般只用于非汽车，所以一般只用于非蒸气液体物料的灌装和液体物料的灌装，有很大的局限性。
。 ③③全自动灌装机 该类型全自动灌装机可分为：单机自动机和组合式自动机 单机自动机和组合式自动机（（可包括连续洗瓶，包括连续洗瓶），，灌装，灌装，旋盖、贴标、装盒等工序）））。 。最常见的自动灌装主要是基于机械传动控制。最常见的自动灌装主要是基于机械传动控制。 。此外，还有灌装方式、封闭装置、加药装置等多种分类方法，具体详见表。见表4 4..1 1::序号分类类型、技术特点、灌装方式 1 手动灌装机 半自动灌装机 机组全自动灌装机 液体包装组合自动机 2 按自动化程度 按机械结构，可分为单排式、多排式、旋转式，3.按灌装方式分，恒液位压力灌装和变液位灌装，真空灌装，压力灌装，4.压紧关闭装置。旋塞阀类型 滑阀类型 气阀类型 5 按定量装置分，定量杯定量，液位高度定量，定量泵定量，安瓿定量表 表 4.1 4.1 灌装机分类表 灌装机分类表 1. 基本灌装方法 1. 基本灌装方法 各种液体产品的物理、化学性质不同 各种液体产品的物理、化学性质不同,,在灌装过程中，为了保持产品的特性不变，必须采用不同的灌装方法。
。一般灌装机常采用以下灌装方式。一般灌装机常采用以下灌装方式： 11、常压法。常压法。常压法又称纯重力法。常压法又称纯重力法。该方法是指在常压下，液体物质靠自重流动。液体物料靠自重流入包装容器内。 。大多数自由流动的非气液体物料都可以用这种方法填充。例如白酒，如白酒、果酒、果酒、牛奶、牛奶等。酱油、酱油、醋、陈醋等。 22.等压法 等压法 等压法又称压力重力灌装法 等压法又称压力重力灌装法，即在高于大气压的条件下，即在高于大气压的条件下，先对包装物进行充气容器首先对包装容器充气，使其与储液罐形成相等的气压，然后依靠待灌装液体物料的自重流入包装物中，然后依靠待灌装液体物料流入包装容器内的自重。 。这种方法常用于碳酸饮料的灌装，如啤酒、苏打水、苏打水、汽酒等。采用这种灌装方法，可以减少该类产品所含二氧化碳的损失，并且可以防止灌装，防止灌装过程的发生。过程中过度发泡影响产品质量和定量精度。过程中过度发泡影响产品质量和定量精度。
。 3. 3. 真空法 真空法是在低于大气压的条件下进行充装。可以通过两种方式来完成：①①压差真空式压差真空式是指储液罐处于常压状态，即储液罐处于常压状态，仅对包装容器进行抽真空，形成真空。仅对包装容器进行抽真空，形成真空，液体物料依靠储液罐与待灌装容器之间的压力差产生液体物料。物料依靠储液罐与被灌装容器之间的压力差产生流动，完成灌装流动。这种方法在中国比较常用。这种方法比较常用。 。 ②② 重力真空型 重力真空型是指储液罐处于真空状态，即储液罐处于真空状态。首先对包装容器抽真空，形成真空。首先将包装容器抽真空，形成与储液罐内相等的真空和液体。箱内形成相等的真空，然后液料靠自重流入包装内，再液料靠自重流入包装容器内胆。由于结构较复杂，国内很少使用。真空灌装法国内很少采用。真空灌装具有广泛的应用范围。适用于灌装粘度稍大的液体物料，如油类、糖浆等。糖浆等，也适用于灌装含有维生素的液体物料，如蔬菜汁、果汁等，形成瓶内真空是指减少瓶内真空的形成，意味着减少液料与空气的接触，延长产品的保质期，延长产品的保质期，真空法真空法也是适用于有毒物料的灌装。也适用于灌装有毒物料，如农药等，减少有毒气体的泄漏，改善劳动条件。
改善工作条件。 44、压力法 压力法利用机械压力或空气压力将被充填材料挤压到包装容器内。该方法主要用于高粘度物料的灌装。这种方法主要用于灌装粘度较大的稠状物料，如灌装番茄酱、灌装番茄酱等，肉末、牙膏、牙膏、香脂等香脂等，有时也可用于灌装软饮料如苏打水和软饮料。此时，汽水本身的气压直接倒入。当汽水水通过汽水本身的气压直接倒入未充气的等压瓶时，并没有充满。瓶内空气压力相等，从而提高灌装速度。由于苏打水中没有胶体，形成的气泡很容易消失。由于苏打水中没有胶体，泡沫很容易消失。这样有利于填充。质量对灌装质量有一定影响，但影响不大。 。 55、虹吸法 虹吸法是利用虹吸原理的灌装方法。它是一种利用虹吸原理的灌装方法。 。这种方法出现最早，也最容易被人们接受。原理比较简单。现在已经很少使用了。 。正确选择上述灌装方法，除了考虑液体本身的工艺特性，如粘度、比重、含气量、挥发性和外部技术特性如粘度、严重程度、含气量之外，和波动性，还必须考虑产品的工艺要求和灌装机的机械结构等综合因素。
考虑产品的工艺要求、灌装机机械结构等综合因素。对于一般不充气的食用液体物料如瓶装牛奶、瓶装酒等，可采用常压法，也可采用常压法。也可采用真空法。为了减少灌装时液体物料中的氧含量，以延长产品的保质期，为了延长产品的保质期，相对较大的真空度，采用真空法更为有利。真空度。采用其他真空度的真空法更为有利。另外，如果采用真空方式进行灌装，灌装阀的结构比较简单，液体泄漏损失也较小。但事情是辩证的，液体泄漏损失就小。但事情是辩证的，真真空度越大，空虚度越大，越容易失去酒的香气，真空方法相对于真空法需要增加常压法与真空法的比较 常压法。设备费用。值得注意的是，需要额外的设备成本。需要指出的是，对于某种液体物料的灌装，不一定要选择单一的方法。也可以综合选择几种方法，也可以综合选择几种方法。例如，为了降低啤酒中的含氧量，，，避免在保质期内失去光泽和变质，一种方法是在使用前对瓶子抽真空。填充。充二氧化碳进行等压灌装，用碳进行等压灌装，即采用真空，即采用真空——等压法。另一种方法是用二氧化碳给等压充气。另一种方法是用二氧化碳给等压充气。瓶中替换的空气被引入单独设置的回流装置中。气箱引入单独设置的回气箱，不排放至储液罐。
填充但不要排入液体储罐。预填充阶段是在等压下进行的。后填充阶段可以加快回气速度。后充阶段可加快回气速度，与储液罐形成压力。利用差压罐内的压力差，从而提高灌装速度，即采用等压-压力（（差压差压））方法。法律。 22、定量方法 定量方法 准确的定量灌装不仅直接关系到产品的成本，而且影响到产品在消费者心目中的可信度。它还影响产品在消费者心目中的声誉。 。包装物品的定量——包装物品的配给一般有两种类型：重量配给和体积配给。 。重量量化需要添加秤。重量量化需要增加秤等测量仪器，因此机器的结构相对复杂。适用于比重经常变化的固体物料。适用于比重经常变化的固体物料。 、、、往往需要配置一套机电协调电路；容积式定量机的定量结构比较简单，一般不需要电路配合。无需电路协调。 。液体产品一般易于采用体积定量。液体产品一般易于采用体积定量。常用的方法有以下三种： 11、控制液位和高度。定量方法。控制液位和高度。定量方法。第一种方法是通过控制被灌装容器内液面的高度来达到定量灌装的目的。这种方法是通过控制被灌装容器内液面的高度来达到定量灌装的目的。
。由于每次灌装的液料体积等于一定高度的瓶子内腔的体积，习惯上称其为“瓶定量”。 。该方法结构相对简单。不需要辅助设备，使用方便。但不适合定量精度要求高的产品。不适合定量精度要求高的产品。采用，因为瓶子的容积精度直接影响灌装量的精度。容积精度直接影响灌装量的准确性。 。图4 4.44是灭菌鲜奶、鲜榨果汁等的灌装机构。 灭菌鲜奶、鲜榨果汁等的灌装机构。 (a)(a)为未填充位置和未填充位置，(b)和(b)为填充位置和填充位置。 。当橡胶垫66和滑套55被上升的瓶子11 11顶起时，灌装头77和滑套55之间出现间隙。它们之间有间隙，液体流入瓶内。 ，瓶内原有气体从排气管11排出至储液罐，当灌装到达排气嘴至排气嘴cc-cc截面时，气体无法再排出。气体无法再排出。随着液料继续注入，液面超过排气嘴。液位超过排气喷嘴。瓶口部分 瓶口剩余部分中的剩余气体必须被压缩。一旦压力平衡，液料将不再进入瓶内，并沿排气管上升。排气管上升，根据连接器原理，上升直至与储液罐内的液面齐平，然后瓶子下降。压缩弹簧44保证灌装头和滑套保证灌装。安装头与滑套之间重新密封，排气管内的液料也滴入管内，管内的液料也滴入瓶内，从而完成一次定量灌装和两次定量灌装。只要操作条件不变，每次灌装的液料在瓶中的高度就保持不变。
。图 4.4 4.4 定量控制液位高度的原理 定量控制液位高度的原理 图 11——排气管 排气管 2、2——灌装架 灌装架 3、3——螺母 螺母 4、 4--弹簧弹簧,5,5--滑套,6,6--橡胶垫 橡胶垫,7 ,7--灌装头灌装头,,88--压紧螺母 压紧螺母,9,9--调节螺母 调节螺母,10,10--储液罐,11,11--瓶子 对于这种定量方法，如果每次改变灌装量，只需改变排气嘴进入瓶子的位置即可。排气管嘴进入瓶子的地方。 2. 2. 计量杯计量法 计量杯计量法：该方法是先将液体注入计量杯中进行计量。这种方法是先将液体注入计量杯中进行计量，然后将计量好的液体注入待灌装的瓶子中。然后将计量好的液体注入待灌装的瓶子中，这样每次灌装的体积就等于计量杯的容积，也就等于计量杯的容积。 。图4.5 4.5是旋塞定量原理示意图。首先三通旋塞是旋塞定量原理示意图。首先，如左位置图所示，三通旋塞阀22位于左侧。液体靠静压通过进液管。液体靠静压通过进液管44进入定量杯，进入定量杯1。1中，杯内空气通过细管33排出。当定量杯内液面达到细管下缘,,,空气无法排出。空气无法排出，但由于储液罐内的液位较高，定量杯内的液位继续上升到细管下缘以上，空杯内的空气被压缩，直到两个压力平衡并停止。
空气被压缩，直到两个压力平衡并停止。根据连接装置的原理，管33内的液位将继续上升至储液罐内的液位。然后三通旋塞逆时针旋转，三通旋塞逆时针旋转90°，如左图所示。确保量杯内的液体与储液罐量杯内的液体和储液罐内的液体分开，同时测量量杯内的液体（包括细管内的液体）包括细管）。管））内的液体流入待灌装的瓶子，流入待灌装的瓶子。 。如果改变灌装量，只需调整定量杯内高节管的高度或更换定量杯或更换定量杯即可。 。图44--5 5旋塞定量杯 旋塞定量杯定量机构 定量机构 11--定量杯定量杯，2、2--旋塞塞，3、3--管道管，，44--进液口 进液管， 5、5——灌装及灌装口 图44--6 6 计量杯式 计量杯式计量机构 计量机构 11——计量杯计量杯体，2，2--定量调节和定量调节管段，3，3--阀体，44--锁紧螺母锁紧螺母，5，5--密封密封圈，6，6--进液管进口管，77-弹簧弹簧，8，8-罚款嘴嘴嘴图图44..6 6显示了直接作用定量杯的结构。显示的是直接作用定量杯的结构。 。 。那里没有。那里没有。
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