40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)酒缸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文

《40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)酒缸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)酒缸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)及制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文（40頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 摘 要 發(fā)明的灌裝閥，適用于多數(shù)瓶子，無(wú)論瓶子的大小和形狀都可以灌裝。而且不需要在一個(gè)密閉環(huán)境中進(jìn)行。正因?yàn)檫@樣，那些強(qiáng)度不大的瓶子和不太規(guī)格的瓶子也可以進(jìn)行高速的灌裝。所發(fā)明的閥不需要在真空環(huán)境中工作。但是同樣會(huì)給液體一定的壓力。這樣對(duì)于那些粘性的液體也可以很好的罐裝。相反的是，這些對(duì)于傳統(tǒng)的的真空灌裝閥和重力灌裝閥是至關(guān)重要的。 本文主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是酒缸分流頭的設(shè)計(jì)和灌裝閥的設(shè)計(jì)。酒缸分流頭在灌裝過(guò)程中將液料送到儲(chǔ)液箱內(nèi)，進(jìn)行灌裝。它的設(shè)計(jì)是將現(xiàn)在常用的機(jī)械和氣動(dòng)混合式機(jī)構(gòu)，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)液體的等壓灌裝。灌裝閥的結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)敘述的是如何將液體灌裝到瓶子中，減少灌裝過(guò)程中液體的損失，從而優(yōu)化整機(jī)的性能。 關(guān)鍵詞：灌裝閥；瓶子；重力灌裝閥 Abstract The value of the present invention is employed to fill bottles regardless of their from or size ,with no need to from a leak-proof seal with them,so much so that the lack of rigidity or the relative imperfection of th

3、e bottle is no obstacle to the correct and rapid filling of the bottle .the value according to the invention ,does not work by vacuum,but it acts with pressure on the liquid, for which reason the viscosity of the liquid does not constitute any problem in the bottling,contrary to what happens with t

4、he conventional vacuum or gravity filling valves, in which these factors are critical. This paper is the design of the bottle entrusted to design and machine design Block . Child care agencies bottle filling process will be sent to the bottle filling valve for filling the important components. It

5、is designed to now commonly used mechanical and aerodynamic mixed movements designed to improve body. Mixed movements of the landing wheel of technical change Rolling , Seat body design is described in the base of how to streamline the agencies, reduce the machine-made materials and their own weight

6、, thereby optimizing the performance of a piece. Key words：filling equipment ; bottle; gravity filling III 目 錄 摘 要 I Abstract II 1緒 論 1 1.1綜述 1 1.2灌裝機(jī)械簡(jiǎn)史 1 1.3國(guó)內(nèi)外灌裝機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.4 我國(guó)啤酒灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.5 本課題的提出以及課題要求 3 2 40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)

7、灌裝閥的設(shè)計(jì) 4 2.1 灌裝的基本原則 4 2.2 灌裝系統(tǒng)的工藝要求及注意事項(xiàng) 4 2.3 灌裝方法的選擇 7 2.4 定量方法的選擇 9 2.5 灌裝閥的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 10 2.6 灌裝閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 3 40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)酒缸的設(shè)計(jì) 18 3.1 酒缸供料方式的確定 18 3.2 酒缸方案及輪廓尺寸的確定 18 3.3 酒缸供料裝置中分流頭設(shè)計(jì) 18 3.4 輸送管路的計(jì)算 19 3.5 灌裝瓶高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 21 3.6 酒缸液位的調(diào)整 22 3.7 灌裝量的調(diào)整 22 4 使用與維護(hù) 25 4.1 基本要求 25 4.2

8、安全技術(shù)操作過(guò)程 25 5 結(jié)論 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn)： 29 附 錄 30 1.英語(yǔ)原文 30 2.中文翻譯 37 1緒 論 1.1綜述 罐裝系統(tǒng)采用直線環(huán)型布置方式，產(chǎn)品的傳輸采用差速鏈，大量的采用氣動(dòng)控制可高速可靠地完成各種動(dòng)作，控制系統(tǒng)采用高性能、大容量的PLC，采用了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)量較大，生產(chǎn)方式靈活，成本較低，清理、液體灌注和脫泡整個(gè)過(guò)程全部自動(dòng)完成，不需人的參與，提高了產(chǎn)品的可靠性。 灌裝機(jī)技術(shù)先進(jìn)，自動(dòng)化程度高，安全衛(wèi)生。實(shí)現(xiàn)了灌裝和封蓋過(guò)程自動(dòng)化，避免了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的細(xì)菌污染，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

9、機(jī)器和瓶子之間沒(méi)有接觸，以避免液體的飛濺。溢出的液體由下部的一個(gè)收集槽收集，收集槽可以很容易接近，也可以清洗。 1.2灌裝機(jī)械簡(jiǎn)史 液體灌裝是包裝的重要組成部分，主要包括在食品領(lǐng)域中對(duì)啤酒、飲料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油和調(diào)味品的包裝，還包括洗滌類日化、礦物油和農(nóng)藥等化工類液體產(chǎn)品的灌裝。液體灌裝機(jī)械有相當(dāng)一大部分用于食品行業(yè)，尤其是飲料制造業(yè) 灌裝設(shè)備還主要是應(yīng)用在酒類、飲料類的灌裝上，適用于藥液灌裝的設(shè)備還不多，并且各個(gè)生產(chǎn)廠家的灌裝機(jī)在灌裝能力、效率、適宜瓶型及自動(dòng)化程度等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)。 裝置在灌裝機(jī)上的灌裝閥是由一個(gè)機(jī)械部分和一個(gè)氣動(dòng)部分組成。機(jī)械部分用于安置瓶瓶子的

10、中心，使其在一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢谩７乐蛊孔拥囊苿?dòng)。 氣動(dòng)部分的由一個(gè)閥門來(lái)激活一個(gè)氣動(dòng)力學(xué)的圓筒。圓筒的活塞移動(dòng)向下與一條筒形空氣管道連接，再連接一個(gè)噴管, 噴管在一個(gè)同軸的圓筒里移動(dòng)。形成有個(gè)環(huán)行的通道，液體是充填在環(huán)行的通道里, 當(dāng)噴管延長(zhǎng)到填裝瓶里，液體接近噴管，輸送管的壓縮空氣低壓和速率變化。氣動(dòng)部件的感應(yīng)這個(gè)情況并且使圓筒向上移動(dòng), 使空氣管道回到原來(lái)的位置阻攔液體流出。 1.3國(guó)內(nèi)外灌裝機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人民生活水平的提高,人們的消費(fèi)習(xí)慣也隨之相應(yīng)的變化,同時(shí)對(duì)消費(fèi)品的包裝提出了更高的要求,據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，包裝工業(yè)的總產(chǎn)值大約占我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%左右；其中包

11、裝機(jī)械所占的比重雖然不算很大，但發(fā)展迅速，平均每年幾乎以10%左右的速率增長(zhǎng)。尤其是食品包裝機(jī)械行業(yè)每年以11%~12%的平均增長(zhǎng)速度發(fā)展，高于同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，產(chǎn)品水平上了新臺(tái)階，開始出現(xiàn)規(guī)模化、成套化、自動(dòng)化的趨勢(shì)，傳動(dòng)復(fù)雜，技術(shù)含量高的設(shè)備開始出現(xiàn)。而液態(tài)產(chǎn)品的包裝在包裝行業(yè)中占有很大比例,這是由于液體包裝涉及的行業(yè)廣泛、品種繁多,如飲料方面的汽水、果汁、牛奶、礦泉水、蒸餾水、啤酒、果酒等;調(diào)味品方面的醬油、醋、味精液、果醬等;藥品方面的針劑、糖漿、酊劑、氣霧劑等;農(nóng)藥乳劑、化工產(chǎn)品的各種瓶裝、化妝品等,要滿足日益增長(zhǎng)的液體產(chǎn)品的需要,就應(yīng)大力發(fā)展液體產(chǎn)品的包裝機(jī)械。由于各國(guó)的歷史條

12、件、社會(huì)制度、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)及科技水平有所差異，以致各自的發(fā)展?fàn)顩r也出現(xiàn)一定的不平衡。 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)近些年取得的成績(jī)是顯著的，但與國(guó)外產(chǎn)品相比仍存在20年的技術(shù)差距。產(chǎn)品技術(shù)含量不高；重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重；開發(fā)能力不足；知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)淡薄都影響著我國(guó)的包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 發(fā)達(dá)國(guó)家的包裝機(jī)械行業(yè)，技術(shù)先進(jìn)、出口額大。各發(fā)達(dá)國(guó)家在包裝機(jī)械中積極采用其他領(lǐng)域中發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)（如微電子、激光、新材料等），使包裝機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)更加深入、更加活躍，作為現(xiàn)代機(jī)器象征的已不僅僅是力、功率和強(qiáng)度，而是信息化、智能化和集成化系統(tǒng)。 美國(guó)包裝機(jī)械的品種和產(chǎn)量均居世界之首，其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，復(fù)雜產(chǎn)品居

13、多。美國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面以較普遍，如美國(guó)液體灌裝設(shè)備公司（ELF）出品的液體灌裝機(jī)，一臺(tái)機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)三種方式的灌裝：重力灌裝、壓力灌裝及正壓移動(dòng)泵式灌裝，幾乎可以灌裝任何黏度的液體。灌裝方式的改變，只需通過(guò)微機(jī)控制加以選擇。 德國(guó)是世界上包裝工業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，德國(guó)的包裝設(shè)備在計(jì)算、制造、技術(shù)性能等方面均居領(lǐng)先地位，尤其是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)。 意大利包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)最有力的秘密武器是可以完全根據(jù)用戶的要求設(shè)計(jì)和生產(chǎn)包裝機(jī)械。企業(yè)的設(shè)計(jì)人員和維修技術(shù)人員（他們占全體員工的60%左右）能很好地完成設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、品質(zhì)監(jiān)督、檢測(cè)、組裝調(diào)整和用戶需求

14、分析等任務(wù) 隨著我國(guó)啤酒產(chǎn)量的不斷增加(預(yù)計(jì)今年啤酒的產(chǎn)量為2200萬(wàn)噸，2002年我國(guó)將成為世界啤酒生產(chǎn)第一大國(guó))必將帶來(lái)我國(guó)啤酒包裝設(shè)備的一次變革。 1.4 我國(guó)啤酒灌裝機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)近些年取得的成績(jī)是顯著的，但與國(guó)外產(chǎn)品相比仍存在20年的技術(shù)差距。產(chǎn)品技術(shù)含量不高；重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重；開發(fā)能力不足；知識(shí)產(chǎn)權(quán)意識(shí)淡薄都影響著我國(guó)的包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 發(fā)達(dá)國(guó)家的包裝機(jī)械行業(yè)，技術(shù)先進(jìn)、出口額大。各發(fā)達(dá)國(guó)家在包裝機(jī)械中積極采用其他領(lǐng)域中發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)（如微電子、激光、新材料等），使包裝機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)更加深入、更加活躍，作為現(xiàn)代機(jī)器象征的已不僅僅是力、功率和強(qiáng)度，

15、而是信息化、智能化和集成化系統(tǒng)。 美國(guó)包裝機(jī)械的品種和產(chǎn)量均居世界之首，其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，復(fù)雜產(chǎn)品居多。美國(guó)的包裝機(jī)械在計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面以較普遍，如美國(guó)液體灌裝設(shè)備公司（ELF）出品的液體灌裝機(jī)，一臺(tái)機(jī)器可以實(shí)現(xiàn)三種方式的灌裝：重力灌裝、壓力灌裝及正壓移動(dòng)泵式灌裝，幾乎可以灌裝任何黏度的液體。灌裝方式的改變，只需通過(guò)微機(jī)控制加以選擇。 德國(guó)是世界上包裝工業(yè)最發(fā)達(dá)的國(guó)家之一，德國(guó)的包裝設(shè)備在計(jì)算、制造、技術(shù)性能等方面均居領(lǐng)先地位，尤其是啤酒、飲料灌裝設(shè)備具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)。 意大利包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)最有力的秘密武器是可以完全根據(jù)用戶的要求設(shè)計(jì)和生產(chǎn)包裝機(jī)械。

16、企業(yè)的設(shè)計(jì)人員和維修技術(shù)人員（他們占全體員工的60%左右）能很好地完成設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、品質(zhì)監(jiān)督、檢測(cè)、組裝調(diào)整和用戶需求分析等任務(wù) 1.5 本課題的提出以及課題要求 包裝是食品生產(chǎn)中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，液態(tài)產(chǎn)品的包裝在包裝行業(yè)中占有很大比例,這是由于液體包裝涉及的行業(yè)廣泛、品種繁多。這是由于液體包裝涉及的行業(yè)廣泛、品種繁多,如飲料方面的汽水、果汁、牛奶、礦泉水、蒸餾水、啤酒、果酒等;調(diào)味品方面的醬油、醋、味精液、果醬等;藥品方面的針劑、糖漿、酊劑、氣霧劑等;農(nóng)藥乳劑、化工產(chǎn)品的各種瓶裝、化妝品等,要滿足日益增長(zhǎng)的液體產(chǎn)品的需要,就應(yīng)大力發(fā)展液體產(chǎn)品的包裝機(jī)械。 在眾多的液體產(chǎn)品中，啤酒和

17、多種碳酸型飲料已經(jīng)成為人們生活只能夠不可缺少的飲品。啤酒的快速發(fā)展從而也帶動(dòng)了灌裝機(jī)械的發(fā)展。 在我國(guó)啤酒總產(chǎn)量每年凈增80萬(wàn)－100萬(wàn)噸，增長(zhǎng)速度為5％－8％。2005年我國(guó)啤酒生產(chǎn)和銷售繼續(xù)保持了穩(wěn)定增長(zhǎng)，全年共生產(chǎn)啤酒3086萬(wàn)噸，全年將實(shí)現(xiàn)銷售3070萬(wàn)噸，在世界啤酒產(chǎn)銷格局中，連續(xù)4年穩(wěn)居第一，啤酒的銷量從2000萬(wàn)噸提高到3000萬(wàn)噸，2005年我國(guó)的啤酒產(chǎn)量已達(dá)3100萬(wàn)噸，位居世界第一。啤酒及其他碳酸飲料的迅猛發(fā)展從而帶動(dòng)了灌裝機(jī)械的高速發(fā)展。 我國(guó)的灌裝機(jī)械,發(fā)展的比較晚，但是經(jīng)過(guò)了幾年的快速展，一具有定的規(guī)模，擁有一部分先進(jìn)的灌裝技術(shù),我國(guó)應(yīng)根據(jù)自己的國(guó)情,吸收國(guó)外的先

18、進(jìn)技術(shù),設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出具有先進(jìn)水平的灌裝機(jī),其發(fā)展趨勢(shì)向高效化、自動(dòng)化、節(jié)能化發(fā)展,力圖采用新技術(shù)、新材料,如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、微機(jī)控制等,開創(chuàng)一代新型灌裝機(jī)[2]。 40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)設(shè)計(jì)，使適應(yīng)當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)啤酒灌裝機(jī)發(fā)展的要求。本課題主要是40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)的罐裝機(jī)酒缸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 本課題綜合性強(qiáng)，需要我們有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和廣博的知識(shí)面及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)。所以，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我們要充分發(fā)揮其主動(dòng)性，積極性，培養(yǎng)我們的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使我們由知識(shí)型向智能型轉(zhuǎn)化 2 40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)灌裝閥的設(shè)計(jì) 2.1 灌裝的基本原則 啤酒包裝時(shí)啤酒生產(chǎn)過(guò)程中比

19、較繁瑣的過(guò)程，是啤酒生產(chǎn)最后一個(gè)環(huán)節(jié)，包裝質(zhì)量的好壞對(duì)成品啤酒的質(zhì)量和產(chǎn)品銷售有較大影響。過(guò)濾好的啤酒從清酒罐分別裝入瓶、罐或桶中，經(jīng)過(guò)壓蓋、生物穩(wěn)定處理、貼標(biāo)、裝箱成為成品啤酒或直接作為成品啤酒出售。一般把經(jīng)過(guò)巴氏滅菌處理的啤酒稱為熟啤酒，把未經(jīng)巴氏滅菌的啤酒稱為鮮啤酒。若不經(jīng)過(guò)巴氏滅菌，但經(jīng)過(guò)無(wú)菌過(guò)濾、無(wú)菌灌裝等處理的啤酒則稱為純生啤酒（或生啤酒）。 2.1.1啤酒包裝過(guò)程中必須遵守以下基本原則： 1.包裝過(guò)程中必須盡可能減少接觸氧，啤酒吸入極少量的氧也會(huì)對(duì)啤酒質(zhì)量帶來(lái)很大影響，包裝過(guò)程中吸氧量不要超過(guò)0.02～0.04mg/L。 2.盡量減少酒中二氧化碳的損失

20、，以保證啤酒較好的殺口力和泡沫性能。 3.嚴(yán)格無(wú)菌操作，防止啤酒污染，確保啤酒符合衛(wèi)生要求。 2.1.2對(duì)包裝容器的質(zhì)量要求： 1.能承受一定的壓力。包裝熟啤酒的容器應(yīng)承受1.76MPa以上的壓力，包裝生啤酒的容器應(yīng)承受0.294MPa以上的壓力。 2.便于密封。 3 .能耐一定的酸度，不能含有與啤酒發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì)。 4.一般具有較強(qiáng)的遮光性，避免光對(duì)啤酒質(zhì)量的影響。一般選擇綠色、棕色玻璃瓶或塑料容器，或采用金屬容器。若采用四氫異構(gòu)化酒花浸膏代替全酒花或顆粒酒化，也可使用無(wú)色玻璃瓶包裝。 2.2 灌裝系統(tǒng)的工藝要求及注意事項(xiàng) （

21、一）瓶裝熟啤酒包裝工藝? 1.洗瓶工藝要求：總的要求為瓶?jī)?nèi)外無(wú)殘存物，瓶?jī)?nèi)無(wú)菌，瓶?jī)?nèi)滴出的殘水不得呈堿性反應(yīng)。 （1）洗瓶機(jī)各槽中的堿水濃度及溫度應(yīng)嚴(yán)格按照工藝參數(shù)要求控制。 （2） 噴嘴必須保持通暢，不要出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。高壓噴洗的溫度要求為：熱堿水噴洗70℃，熱水噴洗50℃，溫水噴洗25～35℃，清水噴洗15～20℃。噴洗壓力0.2MPa，淋洗壓力≥0.15MPa。 （3）無(wú)菌壓縮空氣空氣壓力為0.4～0.6 MPa，以吹出瓶?jī)?nèi)擊水，再進(jìn)行短時(shí)間空水。 （4）洗瓶期間噴洗后的堿液可以循環(huán)使用。 （5）洗凈的瓶必須內(nèi)外潔凈，倒置2min不

22、能超過(guò)3滴水，不能有殘堿存在（0.5%酚酞不呈紅色顏色反應(yīng)）。 2.裝酒工藝要求: （1）啤酒應(yīng)在等壓條件下灌裝，酒溫要低，一般-1～2℃下。盡量避免啤酒CO2的散失和酒液溢流。 （2）酒閥密封性能要好，酒管暢通。瓶托風(fēng)壓要足，保持在0.25～0.32MPa，長(zhǎng)管閥的酒管口距瓶底1.5～3.0cm。 （3）灌裝后用0.2～0.4MPa 的清酒或CO2激泡，使瓶頸空氣排出。 （4）裝酒容量為（640ml±10ml），（355±5ml），保持液面高度一致，并保留4%～5%的運(yùn)動(dòng)空間。 （5）灌裝過(guò)程中不能將灌不滿的瓶酒用人工充滿，嚴(yán)禁手接近瓶口。

23、 此外要求，CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在0.45%～0.55%之間；溶解氧含量小于0.3mg/L;其他指標(biāo)符合GB4927標(biāo)準(zhǔn)的要求。灌裝機(jī)貯酒缸要用CO2或氮?dú)獗硥?，壓力控制?.06～0.08MPa；采用兩次抽真空充CO2等壓灌裝；采用滴水引沫等措施排除瓶頸空氣。要注意環(huán)境衛(wèi)生和無(wú)菌操作。 過(guò)濾完的啤酒應(yīng)在低溫、背壓0.06～0.08MPa，然后靜置14～18h后再灌裝。灌裝必須在恒溫、恒壓、恒速下進(jìn)行，盡量減少酒液中CO2的損失。灌裝時(shí)造成的次酒要經(jīng)過(guò)除氧、除菌、富集CO2后才能回收。 3.壓蓋工藝要求： （1）瓶蓋與啤酒瓶的尺寸必須符合要求，瓶蓋四周不能有毛刺。瓶蓋

24、要通過(guò)無(wú)菌空氣除塵處理。 （2）瓶蓋落蓋槽底部的水平面要比壓蓋頭入口處高0.5mm，以利于入蓋。 （3）應(yīng)根據(jù)瓶蓋性質(zhì)調(diào)節(jié)彈簧壓力大小，使其均勻一致。 （4）壓蓋后，蓋應(yīng)嚴(yán)密端正，不能有單邊隆起現(xiàn)象。封蓋后瓶蓋不能通過(guò)φ28.6mm圓孔，可以通過(guò)φ29.1mm的圓孔。太緊會(huì)使瓶口破裂，太松則會(huì)在殺菌過(guò)程中因馬口鐵受內(nèi)壓和回彈力作用導(dǎo)致漏氣。 4.殺菌工藝要求 : （1）殺菌后的啤酒不能發(fā)生酵母混濁，熟啤酒的色香味與原酒不能有顯著差別，不能有明顯的微小顆?；蚱款i黑色圈。 （2）②在殺菌溫度65℃以下、CO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%～0.5%的條件下，瓶裝啤酒的瓶

25、頸部分體積應(yīng)為瓶總?cè)莘e的3%。殺菌溫度在65℃以上時(shí)，瓶裝啤酒的瓶頸部分體積應(yīng)為瓶總?cè)莘e的4%，以免造成殺菌時(shí)瓶?jī)?nèi)壓力過(guò)高而造成爆瓶。 （3）噴淋水分布要均勻，主殺菌區(qū)殺菌溫度為61～62℃，殺菌效果為15～30Pu。 （二）罐裝啤酒 1．送罐 工藝要求：罐體不合格者必須清除；空罐要經(jīng)紫外線滅菌，裝酒前將空罐倒立，以0.35～0.4MPa的水噴洗，洗凈后倒立排水，在以壓縮空氣吹干。 2．罐裝封口 工藝要求：灌裝機(jī)缸頂溫應(yīng)在4℃以下，采用二氧化碳或壓縮空氣背壓；酒閥不漏氣，酒管暢通；灌裝啤酒應(yīng)清亮透明，酒液高度一致，酒容量355±8ml；封口后，易拉罐不變形

26、，不允許泄漏，保持產(chǎn)品正常外觀。裝罐原理與玻璃瓶相同，采用等壓裝酒，應(yīng)盡量減少泡沫的產(chǎn)生。 3．殺菌 工藝要求：裝罐封口后，罐倒置進(jìn)入巴氏殺菌機(jī)。噴淋水要充足，保證達(dá)到滅菌效果所需Pu15～30；不得出現(xiàn)胖罐和罐底發(fā)黑。由于罐的熱傳導(dǎo)較玻璃好，殺菌所需的時(shí)間較短，殺菌溫度一般為62～61℃，時(shí)間10min以上。殺菌后，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)吹除罐底及罐身的殘水。 4．液位檢查 采用γ-射線(放射源：镅241)液位檢測(cè)儀檢測(cè)液位，當(dāng)液位低于347ml時(shí)，接收機(jī)收集信息經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，傳到拒收系統(tǒng)，被橡膠棒彈出而剔除。 5．打印日期 自動(dòng)噴墨機(jī)在易拉罐底部噴上生產(chǎn)日期或

27、批號(hào)。打印后，罐裝啤酒倒正然后裝箱。 6．裝箱及收縮包裝 裝箱用包裝機(jī)或手工進(jìn)行，將24個(gè)易拉罐正置于紙箱中；也可采用加熱收縮薄膜密封捆裝機(jī)，壓縮空氣工作壓力為0.6MPa，熱收縮薄膜加熱140℃左右，捆裝熱收縮后，薄膜覆蓋整潔，封口牢固。 （三）桶裝啤酒 啤酒包裝源于桶裝，由于包裝簡(jiǎn)便、成本低、口味新鮮，近年來(lái)受到企業(yè)的重視。桶裝啤酒目前包裝容器一般采用不銹鋼桶或不銹鋼內(nèi)膽、帶保溫層的保鮮桶，桶的規(guī)格有50L、30L、20L、10L、5L等。包裝前，啤酒一般要經(jīng)瞬間殺菌處理或經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾處理。采用無(wú)菌過(guò)濾、無(wú)菌包裝的純生啤酒日益受到消費(fèi)者的歡迎，純生啤酒的市場(chǎng)份

28、額逐步增加，發(fā)展形勢(shì)十分樂(lè)觀。? 桶裝生產(chǎn)線由桶清洗灌裝機(jī)、供給裝置、進(jìn)出口輸送機(jī)、瞬間巴氏殺菌機(jī)、CIP系統(tǒng)、稱重器、翻轉(zhuǎn)機(jī)等組成。 （四）灌裝注意事項(xiàng) 1.要保證潔凈 （1）包裝容器的潔凈 所使用的包裝容器必須經(jīng)過(guò)清洗和嚴(yán)格檢查，不能使包裝后的啤酒污染。 （2）灌裝設(shè)備的潔凈對(duì)灌裝設(shè)備尤其是灌裝機(jī)的酒閥、酒槽要進(jìn)行刷洗和滅菌，灌酒結(jié)束后每班應(yīng)走水，加入消毒液殺菌，每周要對(duì)酒閥、酒槽、酒管進(jìn)行刷洗和滅菌，凡與啤酒接觸的部分都不能有積垢、酒石和雜菌，灌酒設(shè)備最好與其它設(shè)備隔絕，灌裝機(jī)的潤(rùn)滑部分與灌酒部分應(yīng)防止交叉污染，輸送帶的潤(rùn)滑要用專用的肥皂水或潤(rùn)滑油。

29、 （3）管道的潔凈一切管道尤其是與啤酒直接或間接接觸的管道，都要保持潔凈，每天要走水，每周要刷洗，每次要滅菌。 （4）壓縮空氣或CO2的潔凈.用于加壓的壓縮空氣或CO2都要進(jìn)行凈化，對(duì)無(wú)油空壓機(jī)送出的壓縮空氣要進(jìn)行脫臭、干燥或氣水分離，要經(jīng)常清理空氣過(guò)濾器，及時(shí)更換脫臭過(guò)濾介質(zhì)，排除氣水分離器中的積水。對(duì)CO2要經(jīng)過(guò)凈化、干燥處理，保證CO2純度達(dá)99.5%以上。 （5）環(huán)境的潔凈 保持灌酒間環(huán)境的清潔衛(wèi)生，每班進(jìn)行清潔、滅菌。 2．防止氧的進(jìn)入 啤酒灌裝過(guò)程中氧的進(jìn)入對(duì)啤酒質(zhì)量的危害很大，減少氧的進(jìn)入和降低氧化作用具有重要意義。 （1）適當(dāng)

30、降低灌裝壓力或適當(dāng)提高灌裝溫度，減少氧的溶解。要求采用凈化的CO2作抗壓氣源，或用抽真空充CO2的方法進(jìn)行灌裝。 （2）加強(qiáng)對(duì)瓶頸空氣的排除。啤酒灌裝后，壓蓋之前采用對(duì)瓶敲擊、噴射高壓水或CO2、滴入啤酒或超聲波振蕩等，使瓶?jī)?nèi)啤酒釋放出CO2形成細(xì)密的泡沫向上涌出瓶口，以排除瓶頸空氣，該操作成為激沫或竄沫。 （3）灌裝機(jī)盡可能靠近清酒罐，以降低酒輸送中的空氣壓力，或采用泵送的辦法，減少氧的溶解。 （4）灌裝前要用水充滿管道和灌裝機(jī)酒槽，排除其中的空氣，再以酒頂水，減少酒與空氣的接觸。 ? （5）清酒中添加抗氧化劑如維生素C（或其鈉鹽）、亞硫酸氫鹽等。

31、 3．低溫灌裝? ? 低溫灌裝是啤酒灌裝的基本要求。啤酒溫度低時(shí)CO2不易散失，泡沫產(chǎn)生量少，利于啤酒的灌裝。 ? （1）啤酒灌裝溫度在2℃作用，不要超過(guò)4℃，溫度高應(yīng)降溫后再灌裝。 ? （2）每次灌裝前（尤其在氣溫高時(shí)），應(yīng)使用1～2℃的水將輸酒管道和灌裝機(jī)酒槽溫度降下來(lái)。 2.3 灌裝方法的選擇 1.旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī) 待灌瓶由傳送系統(tǒng)(一般經(jīng)洗瓶機(jī)由輸送帶輸入)或人工送入灌裝機(jī)進(jìn)瓶機(jī)構(gòu),瓶子由灌裝機(jī)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)繞主立軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行連續(xù)灌裝,轉(zhuǎn)動(dòng)近一周時(shí)瓶子己灌滿,然后由轉(zhuǎn)盤送入壓蓋機(jī)進(jìn)行壓蓋,如圖2-1 2-2所示: 這種灌裝機(jī)

32、在食品、飲料行業(yè)應(yīng)用最廣泛,如汽水、果汁、啤酒、牛奶的灌裝,此機(jī)主要由流體輸送(即供料系統(tǒng))、容器輸送(即供瓶系統(tǒng))、灌裝閥、大 圖2-1 瓶子在灌裝過(guò)程中展開示意圖 轉(zhuǎn)盤、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)體、自控等部分所組成,其中灌裝閥是保證灌裝機(jī)能否正常工作的關(guān)鍵。 2.直線型灌裝機(jī) 灌裝瓶沿著平直的直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)行成排灌裝。見圖2-2,凡送來(lái)一排空瓶由推瓶板向前推送一次,到送至灌液管的下方時(shí),閥門打開進(jìn)行灌裝,間歇進(jìn)行操作。 圖2-2 直線灌裝機(jī)工作原理圖 Ⅰ—定量灌裝,Ⅱ—上蓋,Ⅲ—將蓋擰緊,Ⅳ—貼商標(biāo)

33、Ⅴ—待裝盒裝箱 1-推瓶板,2-限位撥盤,3,11,13-傳送帶,4-傳送盤,5-瓶子,6-上蓋機(jī)構(gòu), 7-料斗,8-擰緊機(jī)構(gòu),9-商標(biāo)盒,10-漿糊盒,12-推料板,14-貯液箱,15-灌裝管 3.自動(dòng)化灌裝機(jī) 該類型可分為:單機(jī)自動(dòng)機(jī)和聯(lián)合自動(dòng)機(jī)(可以包括連續(xù)進(jìn)行洗瓶、灌裝、壓蓋、貼標(biāo)、裝箱等工序)。自動(dòng)灌裝以采用機(jī)械傳動(dòng)控制為主的最普遍。 4. 流體電子灌裝機(jī) 由對(duì)中裝置、閥體、閥芯、充排氣管、氣缸及控氣閥組構(gòu)成。對(duì)中裝置由對(duì)中杯、瓶口密封墊及升降器構(gòu)成，瓶口密封墊安裝在對(duì)中杯內(nèi)上部，對(duì)中杯可在升降器的帶動(dòng)下上下移動(dòng)。氣缸安裝在閥體頂部，閥芯一端與氣缸活塞相連，另一端

34、與伸出閥體的充排氣管相連，可在氣缸的作用下移動(dòng)；控氣閥組通過(guò)管路與閥芯的內(nèi)腔及充排氣管相通。灌裝機(jī)采用本實(shí)用新型可真正實(shí)現(xiàn)灌裝液面準(zhǔn)確劃一。 2.4 定量方法的選擇 液體定量多用容積式定量法，大體上有如下3種。 1.控制液位定量法。這種方法是通過(guò)灌裝時(shí)控制被灌容器（如瓶子）的液位來(lái)達(dá)到定量值的。習(xí)慣上稱作“以瓶定量法”。由連通器原理可知，當(dāng)瓶?jī)?nèi)液位升止排氣管口時(shí)，氣體不再能排出，隨著液料的繼續(xù)灌入，瓶頸部分的殘留氣體被壓縮，當(dāng)其與管口內(nèi)截面上的靜壓力達(dá)到平衡時(shí)，則瓶?jī)?nèi)液位保持不變，而液料卻沿排氣管一直升到與貯液箱的液位相等為止?？梢姡看喂嘌b液料的容積等于一定高度的瓶子內(nèi)腔容積。要改

35、變每次的灌裝量，只需改變排氣管口伸入瓶?jī)?nèi)的位置即可。這種方法，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣。 2.定量杯定量法。此法是將液料先注入頂兩杯中，然后再進(jìn)行灌裝的。若不考慮滴液等損失，則每次灌裝的液料容積應(yīng)與頂兩杯的相應(yīng)容積相等。要改變每次的灌裝量，只需改變調(diào)節(jié)管在頂兩杯中的高度或更換頂兩杯。這種方法避免了瓶子本身的制造誤差帶來(lái)的影響，故定量精度較高。但對(duì)于含氣飲料，因貯液箱內(nèi)泡沫較多，不宜采用。 3.定量泵定量法。這是采用機(jī)械壓力灌裝的一種定量方法。每次灌裝物料的容積與活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形成成正比。要改變每次的灌裝量，只需設(shè)法調(diào)節(jié)活塞的行程。 傳統(tǒng)的灌裝機(jī)定量方法是采用浮子式液位控制器來(lái)控制貯液缸內(nèi)液

36、位的高度，其工作原理是：浮子隨啤酒液高度的變化控制送液閥的開閉，由于浮子受到多個(gè)力的作用，特別是送液管流出液體的沖力作用使浮 子偏離平衡位置而上下波動(dòng)，影響液位的控制精度，以致影響啤酒的正常灌裝。隨著啤酒包裝線自動(dòng)化、柔性化要求的提高，部分灌裝機(jī)已應(yīng)用了PLC(可編程控制器)控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)瓶不開閥、輸瓶、灌裝的變頻調(diào)速。這使充分利用PLC控制優(yōu)勢(shì)，采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)較為成熟的控制方法一PID(比例、積分、微分)調(diào)節(jié)成為可能 PID由于其簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、可靠性高、為普通設(shè)計(jì)人員所熟悉等特點(diǎn)，在控制領(lǐng)域有強(qiáng)大的生命力，特別是在PLC控制的工作領(lǐng)域，更是得到廣泛應(yīng)用。因?yàn)樵谙到y(tǒng)穩(wěn)定的情況下，對(duì)應(yīng)某一

37、閥芯的節(jié)流面積有一相應(yīng)的液位高度，但由于灌裝速度的改變或者灌裝過(guò)程中出現(xiàn)破瓶、缺瓶現(xiàn)象，導(dǎo)致貯液缸內(nèi)流出的液體隨時(shí)問(wèn)變化有所不同。在這種情況下，若保持送液閥開度不變則貯液缸內(nèi)液位會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，影響正常的灌裝。所以必須通過(guò)改變控制閥的開度，來(lái)控制其送液量，以保持液位的穩(wěn)定。由于貯液缸內(nèi)流出的液量不易確定，所以要想確定比例閥的開度，必須通過(guò)測(cè)定貯液缸內(nèi)液位的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體做法是：在每隔一定采樣時(shí)間T(T可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公。式，參考程序掃描時(shí)間來(lái)確定)，由液位傳感器測(cè)定實(shí)際的液位Y，經(jīng)模量輸人模塊的A／D轉(zhuǎn)換后反饋給CPU中該值與給定的液位值r相比較得一個(gè)差值e，e經(jīng)調(diào)用PID模塊調(diào)節(jié)后傳遞給閉環(huán)比例放大

38、器，調(diào)整闊環(huán)比例閥芯的開口變化，進(jìn)行一次糾偏，控制進(jìn)液閥的送液量，以調(diào)整貯液缸內(nèi)液位的高度。上述過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)貯液缸內(nèi)液位的控制。 2.5 灌裝閥的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 2.5.1 灌裝閥概述 灌裝閥是貯液箱、氣室（包括充氣室、排氣室、真空室）和灌裝容器這三者之間的流體通路開關(guān)。而且根據(jù)灌裝工藝要求，能依次對(duì)有關(guān)通路進(jìn)行切換。顯然，灌裝閥是關(guān)系到灌裝機(jī)能否正常工作而又高效的關(guān)鍵部件。 傳統(tǒng)的半自動(dòng)灌裝機(jī)多為臺(tái)式機(jī)型。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。只能實(shí)現(xiàn)稱量過(guò)程自動(dòng)化，其它過(guò)程都靠手工完成，實(shí)際上只能算是一臺(tái)稱量機(jī)。這種機(jī)型效率低。不能滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求。 新型的全自動(dòng)罐裝機(jī)是在傳統(tǒng)機(jī)型的

39、基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的。稱量系統(tǒng)基本不變，另外增加了上料系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)等．實(shí)現(xiàn)了灌裝全過(guò)程的自動(dòng)化。設(shè)備采用不銹鋼材料制作，易于清洗，外形美觀。 2.5.2 閥體結(jié)構(gòu)方案選擇 1.確定閥體中閥門的數(shù)目。 根據(jù)選定的灌裝方法和工藝過(guò)程，確定液室、氣室和容器之間所需的閥門數(shù)目及其相對(duì)位置。 2. 確定閥體的結(jié)構(gòu)布局。 根據(jù)閥門的啟閉形式（單移、多移或旋轉(zhuǎn)），確定閥體可動(dòng)部分與不動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)布局，以及作相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間的密封形式。比較而言，移動(dòng)閥特別是端面式結(jié)構(gòu)上容易實(shí)現(xiàn)彈簧的壓緊密封，流道截面大，彎路少，零件的結(jié)構(gòu)形狀也很簡(jiǎn)單，有利于提高灌裝速度并便于清洗，但零件數(shù)量

40、較多，而且密封彈簧一旦失效，灌裝就難以進(jìn)行。而旋轉(zhuǎn)閥，通常用固定擋塊（或控制氣缸）來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械啟閉，零件數(shù)目少，有一定可靠性，但難以保證破瓶不灌液，外部布局也較復(fù)雜，故應(yīng)用不廣泛。 2.5.3 閥端結(jié)構(gòu)方案選擇 根據(jù)灌裝液料的工藝要求來(lái)確定長(zhǎng)管或短管的閥端結(jié)構(gòu)，欲保證定量精度及穩(wěn)定出流等，必須合理布置閥端的某些結(jié)構(gòu)要素。如短管形式的閥端結(jié)構(gòu)，氣管和液閥采用可調(diào)的螺紋連接方式；膠墊與閥座之間所構(gòu)成的液門盡量靠近閥端，有助于提高定量精度；灌裝時(shí)氣管的分散罩恰好位于液料進(jìn)入瓶頸的部位，在分流圈上方還采用一個(gè)倒圓臺(tái)環(huán)隙，而且閥座又呈凹環(huán)狀，這樣就可避免液門被打開后產(chǎn)生偏流現(xiàn)象。 2.5.4

41、 閥門的啟閉結(jié)構(gòu) 考慮設(shè)備的生產(chǎn)能力、容器尺寸、貯液箱內(nèi)液位高度以及防止液道出現(xiàn)空穴、液料不穩(wěn)定出流等不正?，F(xiàn)象，要妥善選擇液道、液門的出流截面尺寸和出流速度（例如，汽水的最大灌裝流量約為0.2L/s，啤酒約為0.08L/s），以求出液門至貯液箱自由液面的大致高度。然后對(duì)密封彈簧進(jìn)行計(jì)算，修正閥的總體尺寸，為繪制結(jié)構(gòu)草圖創(chuàng)造必要條件。 2.5.5 閥門的密封結(jié)構(gòu) 進(jìn)液管座、閥體、回氣管座、進(jìn)料管、閥套、彈簧、套管以及密封墊。所述進(jìn)液管座和閥體對(duì)應(yīng)設(shè)置在閥安裝板的上下兩面，進(jìn)液管座內(nèi)部設(shè)有進(jìn)料口、進(jìn)料通道以及開、閉進(jìn)料通道及調(diào)整灌裝流速的控制裝置；在閥體內(nèi)部設(shè)有通孔，所述回氣管座安裝在

42、通孔內(nèi)，在回氣管座內(nèi)部設(shè)有與進(jìn)料通道對(duì)應(yīng)的通道；所述進(jìn)料管上端插入回氣管座的通道內(nèi)，下端延伸出閥體，其頂端為密封端面；所述設(shè)在閥體下的閥套套在進(jìn)料管外部并可以沿進(jìn)料管上下移動(dòng)，閥套上端插入閥體內(nèi)，并與閥體之間設(shè)有帶狀軸承和帶罩密封圈；所述彈簧套在閥套與閥體外部；所述套管套在進(jìn)料管下端并固定在閥套上，并能與閥套一起沿進(jìn)料管上下移動(dòng)，套管的下端在與進(jìn)料管的密封端面接觸時(shí)保持密封；所述密封墊墊在閥套的下端面上；在進(jìn)料管與套管、閥套、閥體以及回氣管座之間設(shè)有回流通道；在閥體上開有外接負(fù)壓源并與回流通道相通的回流孔。 2.6 灌裝閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.6.1 灌裝閥的結(jié)構(gòu)要求 一是優(yōu)良

43、的阻隔性能，不僅可以阻隔氣體，還可以阻光．這一特點(diǎn)可使物品具有較長(zhǎng)的貨架壽命 二是具有優(yōu)良的機(jī)械性能，耐高溫，耐濕度變化，耐壓，耐蟲害，耐有害物質(zhì)的侵蝕。 三是不易破損，攜帶方便。適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)快節(jié)奏的生活。 四是表面裝飾性好?？梢源碳はM(fèi)，促進(jìn)銷售。 五是可以回爐再生循環(huán)使用。 2.6.2 灌裝閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)結(jié)果：灌裝系統(tǒng)由稱料斗．支架．灌裝El機(jī)構(gòu)和電機(jī)組成。稱料斗_內(nèi)裝有物料傳感器．控制上料系統(tǒng)的運(yùn)行。物料減少到一定位置，不足灌裝量時(shí)．控制上料系統(tǒng)的電機(jī)起動(dòng)．開始向料斗中輸送物料。當(dāng)料斗中的物料達(dá)到頂部位置時(shí)，傳感器控制上料電機(jī)關(guān)閉，停止上料。稱量斗內(nèi)螺桿稱量．使用變頻

44、電機(jī)．調(diào)解轉(zhuǎn)速能夠調(diào)解灌裝量和灌裝速度。稱料斗下部落地支架，在支架上固定控制柜，支架底部裝可調(diào)地腳．調(diào)整灌裝El高度，適合不同高度的罐型灌裝。 2.6.3 密封彈簧的計(jì)算 a.靜壓力Pd的計(jì)算： 圖2-7 靜壓力分析圖 在錐閥口任取一點(diǎn)A,設(shè)定空間坐標(biāo)系A(chǔ)(x,y,z), 靜壓力分析圖如圖2.7所示： A點(diǎn)附近微小面積d上法向靜壓力為： (N) P1-貯液箱液面口氣體壓強(qiáng)（Pa） -液體密度（Kg/） g-重力加速度（m/s） 整個(gè)錐面口液壓水平分力互相抵消，垂直分力： 故可求整個(gè)錐面口的靜壓力的垂直分力： P*d=

45、 = = *=0.51N 所以 Pd=166.1N b.液閥彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算： 由圓柱螺旋壓縮彈簧的計(jì)算公式得知，只要確定Fmax和Fmin就能設(shè)計(jì)出彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸。首先分析閥心的受力情況如圖2-8所示[6]。 圖2-8 閥心受力圖 （1）灌裝前彈簧受力的平衡方程為： （2.1） （2）充氣開啟，液門仍未開啟時(shí)彈簧受力方程： Fmax + N2′+ P′=W + Pd 此時(shí) N1→0,N2→N2′,P≈P′。 （3）液閥開啟,P′→P1,N2′→N2,有 Fmax + P1 > W2 + Pd

46、Fmax > W2 + Pd- P1 (2.2) 式中P1為液料箱氣體壓強(qiáng)與液閥環(huán)形面積乘積。 Fmax還應(yīng)滿足下式才能保證先充氣，后進(jìn)液[22]。 Fmax = W + Pd - P′-N2′< W2 + Pd - P0 故 W + Pd - P1 < Fmax < W2 + Pd - P0 (4) P0=P0*A0+ W=3N P0=Pa 所以 取 Fmax=120N 式中P0為大氣壓強(qiáng)與液閥環(huán)形面積乘積。 N1-氣

47、門密封力 N2-流門密封力 Fmax-彈簧最大工作負(fù)荷 W-液閥重 Pd-液閥受箱內(nèi)液體靜壓力 P-液閥受瓶?jī)?nèi)氣體靜壓力 （4）等壓灌裝時(shí)，Pd→0,Fmax→Fmin,忽略其他因素，由（1）得 Fmin > W - P1 (2.3) Fmin還應(yīng)滿足下式 Fmin 〈 W + N1 - P1′ 則 W - P1 < Fmin < W + N1 - P1′ （2.4）

48、 取 Fmin=20N ,方向與圖中方向相反。 彈簧的剛度為 P′ 式中C=D2/d為彈簧指數(shù)。由上式得出彈簧剛度與彈簧指數(shù)成反比。據(jù)有關(guān)資料介紹，在等壓灌裝閥中的彈簧指數(shù)應(yīng)取15左右為宜。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取彈簧。 t=5.71mm, P極=75kg, D=22mm 單圈彈簧 P′=43.9kgf/mm 要求剛度 P=Fmax/h 行程長(zhǎng)為 2mm 則 P=120/2=60N/mm 圈數(shù) n=P′*9.8/P=43.9*9.8/60=8.6(圈) 取 n=9(圈) 故實(shí)行剛度 P=P′/9=4

49、3.9*9.8/9=47.8N/mm 總?cè)?shù) n總=9+2.5=11.5圈 自由高度 H0=n1t1+2d1=9*5.71+2*4=59.39mm 展開長(zhǎng)度 57*11.5=655.5mm c.氣閥彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算： 氣閥由外撥叉控制,故氣閥彈簧要求精度比液閥彈簧低,主要是緩沖外力對(duì)氣閥的壓力,并使操作省力,取位移量為d2=5mm,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取d=2mm的彈簧[23]. P=F2max/h2=50/5=10N/mm 選取單圈 P′=5.87kgf/mm 間距 t=4.78mm 圈數(shù) n=P′*9.8/P=5.87*9

50、.8/10=5.76(圈) 取 n=6(圈) 總?cè)?shù) n總=6+2.5=8.5圈 外徑 D2=16mm 自由高度 H2=nt+2d2=6*4.78+2*2=32.68mm 展開長(zhǎng)度 L=44.5mm 展開長(zhǎng)度 L展=L*n總=44.5*8.5=378.5mm 2.6.4 充氣時(shí)間的計(jì)算: a.充氣等壓時(shí)間的計(jì)算： 當(dāng)空瓶上升至灌裝閥的瓶口帽接觸并密封時(shí),瓶?jī)?nèi)的空氣由常壓充氣至與貯液箱液面上的氣壓相等,以流體力學(xué)可知,這一過(guò)程是容器

51、內(nèi)(即貯液箱內(nèi)氣相空間)的氣體經(jīng)收縮形管嘴的外射流動(dòng),因?yàn)槌錃獾臍獾涝诠嘌b的內(nèi)部,而充氣的時(shí)間又很短,故可把充氣過(guò)程近似看成是沒(méi)有摩擦損失的絕熱過(guò)程(或叫等熵程)。 已知 P0=, , , , 由氣體絕熱過(guò)程方程式可知 （2.5） 式中: P0—充氣前瓶?jī)?nèi)的氣壓(即為大氣壓); P1—充氣后瓶?jī)?nèi)氣壓(即為貯液箱內(nèi)壓力); Vb— 瓶?jī)?nèi)原有氣體的氣壓(即空瓶的容積); V1—瓶?jī)?nèi)氣壓增高至?xí)r,原有氣體被壓縮成的容積; k—絕熱指數(shù),對(duì)于空氣k=1.4。 由上式可求得: 根

52、據(jù)氣體絕熱過(guò)程的柏努利方程式,列出貯液箱氣道孔口截面的能量方程: （2.6） 式中: u1為貯液箱氣相空間的氣體流速,可近似認(rèn)為 u10,y0′,u0′為瓶?jī)?nèi)瞬時(shí)氣壓為P0′時(shí)瓶?jī)?nèi)空氣的重量及灌裝閥氣道孔口的氣體流速.由式可求得: 令 稱為壓力比,因此,氣體經(jīng)孔口射出的重量流量為: （2.7） 式中:ｆg—灌裝閥氣道孔口的截面積。 由式可做出Ws—β線圖,如圖2.9所示,圖中 稱為臨界壓力比,由 可求得

53、 （2.8） 圖2-9 Ws—β曲線圖 對(duì)于空氣 =0.53,對(duì)應(yīng) Wkp為極限噴射量。圖中虛曲線是根據(jù)上面公式計(jì)算繪制的,實(shí)際上,由實(shí)驗(yàn)測(cè)得,當(dāng)β< 時(shí),流將為超音速,這時(shí)流量保持Wkp不變,故應(yīng)為過(guò)M點(diǎn)的一條水平線。 由β=0.53得: 由Ws—β曲線圖經(jīng)過(guò)定積分,就可求出充氣過(guò)程中的氣體平均重量流量為: （2.9） 式中: =1/6.9 方

54、括號(hào)內(nèi)最后一項(xiàng)定積分的值,由式并令其中 進(jìn)行換元積分求得 代入上式得 充氣所需時(shí)間 應(yīng)該說(shuō)明,以上計(jì)算忽略了氣道阻力的影響,計(jì)算中又取的平均重量流量,故存在一定誤差,根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件,有人建議取充氣等壓時(shí)間為0.5～1秒左右[24]。 2.6.5 灌液時(shí)間的計(jì)算 因灌裝過(guò)程中酒缸內(nèi)的液位不變,其氣壓也基本不變,則灌裝過(guò)程屬于穩(wěn)定的管口自由出流。 已知酒缸液面距離其口高度L1=122mm 通道流速系數(shù)取0.5。 又 所以 （2.10） 又因灌液容積為

55、 因此灌裝一瓶酒的時(shí)間為充氣時(shí)間和灌液時(shí)間之和，即 t=tg+t1=0.16+6.75=6.91s 為了驗(yàn)證該閥是否合適，可由灌裝機(jī)頭數(shù)求得主軸轉(zhuǎn)速，即 n=Q/60j=8000/(60*40)=3.33(r/min) 得罐裝區(qū)理論應(yīng)占時(shí)間為： t0= 由于10.6＞6.91，即t0＞t,所以此灌裝閥滿足要求。 3 40-8型自動(dòng)灌裝壓蓋聯(lián)合機(jī)酒缸的設(shè)計(jì) 3.1 酒缸供料方式的確定 上料系統(tǒng)由貯料斗．提升螺桿．電機(jī)和支架組成。上料系統(tǒng)的貯料斗為振動(dòng)式，防止物料粘連，保證輸送順暢．容積大

56、可貯藏一定量的物料，滿足后期的連續(xù)化生產(chǎn)需要。螺桿提升物料，速度快，??占地少。上料管與稱料斗連接處采用軟連接．防止上料系統(tǒng)振動(dòng)對(duì)稱量的影響，保證灌裝系統(tǒng)的穩(wěn)定性。軟連接用帆布袋．可透氣，能清洗。 3.2 酒缸方案及輪廓尺寸的確定 酒缸是供料裝置的一個(gè)重要部分，酒缸的形狀有許多種。我們選用平底環(huán)形缸，底部有孔聯(lián)結(jié)灌裝部分，其中心線與托瓶臺(tái)一一對(duì)應(yīng)，與其他同類灌裝機(jī)比較，確定其輪廓尺寸 d外=1630mm , d內(nèi)=1230mm 高度： h=240mm 3.3 酒缸供料裝置中分流頭設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中，液料和壓縮氣體均從灌裝機(jī)的頂部進(jìn)入環(huán)形儲(chǔ)液箱，并采用分路裝置（液體從

57、下而氣體從上），它有助于簡(jiǎn)化分配頭結(jié)構(gòu)并美化整機(jī)造型。對(duì)供料裝置來(lái)說(shuō)，必須考慮如何將固定的輸送管與轉(zhuǎn)動(dòng)的上液箱妥善連接及支承和密封等問(wèn)題。本酒缸的分流頭結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖3-1 酒缸分流頭結(jié)構(gòu)圖[29] 1-輸液總管；2-平衡氣壓管；3-預(yù)充氣管；4-中心管；5-上端環(huán)形槽；6-旋轉(zhuǎn)外套； 7-下端環(huán)形槽；8-滾動(dòng)軸承；9-管座 其工作原理為：中心管4的上端與靜止的輸液總管1、儲(chǔ)液箱平衡氣壓管2及儲(chǔ)液箱預(yù)充氣管3相連。液料依次經(jīng)中心管的偏心孔，管座9以及數(shù)根支管而流入環(huán)形儲(chǔ)液箱內(nèi)。壓縮空氣則從中心管厚壁一側(cè)的兩個(gè)小孔分別通過(guò)上端和下端的環(huán)形槽5、8而流入儲(chǔ)液箱和高

58、液面浮子所控制的進(jìn)氣閥。旋轉(zhuǎn)管座及外套6依靠?jī)芍L動(dòng)軸承8支承在固定的中心管上，該管與外套之間用幾層橡膠圈密封，以避免壓縮空氣及液料的外溢及相互滲透。 3.4 輸送管路的計(jì)算 液體產(chǎn)品從貯液槽送往貯液箱的輸液管一般為圓管,因此尺寸的確定就是合理選擇圓管的內(nèi)徑和壁厚。 3.4.1圓管內(nèi)徑的確定 設(shè)輸液管的內(nèi)徑為d,其截面積為A(),液體在管內(nèi)流動(dòng)的流速為:, 為流經(jīng)管道任一截面上液料的體積流量, 且 那么,輸液管的內(nèi)徑為: ， （3.1）

59、 又 ， （3.2） 式中: Ｗ—重量流量.指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道任一橫截面的液料重量; ρ—液體產(chǎn)品的密度; G—每瓶灌裝液料的重量; Qmax—灌裝的最大生產(chǎn)能力。 流速u一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取,這是因?yàn)榱魉僭龃?管徑則小,雖使材料消耗和基建投資減少,但增大了流體的動(dòng)力消耗,又使操作費(fèi)用提高

60、,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況參考表4.2選取,根據(jù)體積流量V及u流速代入公式計(jì)算所等于的管徑,還必須根據(jù)工程手冊(cè)中查取的規(guī)格圓整。 由設(shè)計(jì)要求可知，啤酒密度為，黏度為，灌裝機(jī)最大生產(chǎn)能力，酒瓶容量640。 在流量保持恒量時(shí)，雖然提高流速會(huì)使管徑和設(shè)備投資費(fèi)用都相應(yīng)減少，但往往要增加輸送液料所需的動(dòng)力和操作費(fèi)用，因此取 參照標(biāo)準(zhǔn)圓管取不銹鋼管。 表3.1 液料(流體)輸送常用流速范圍[11] 流體類別及工作條件 流速 流體類別及工作條件 流速 一般液體 粘度50cp液體(Φ

61、25～Φ50) 粘度100cp液體(Φ25～Φ50) 粘度1000cp液體(Φ25～Φ50) 低壓氣體 真空操作下的氣體 中壓蒸汽(10～40工業(yè)氣壓) 壓氣機(jī)排出管(低壓) 往復(fù)泵吸入管(水一類液體) 離心泵吸入管(水一類液體) 鼓風(fēng)機(jī)吸入管 1.5～3.0 0.7～1.0 0. ～50.7 0.16～0.25 8～15 <10 20～40 20～30 0.75～1.0 1.5～2.0 10～15 粘度50cp液體(<Φ25) 粘度100cp液體(<Φ25) 粘度1000cp液體(<Φ25) 液體自流速度(冷凝液) 壓強(qiáng)較高的氣體 低壓蒸汽

62、(10工業(yè)氣壓) 壓氣機(jī)吸氣管 壓氣機(jī)排出管(高壓) 往復(fù)泵排出管(水一類液體) 離心泵排出管(水一類液體) 鼓風(fēng)機(jī)排出管 0.5～0.9 0.3～0.6 0.1～0.2 0.5 15～25 15～20 10～20 10～20 1.0～2.0 0.75～1.0 15～20 3.5 灌裝瓶高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.5.1 灌裝瓶高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 由于灌裝機(jī)涉及的包裝容器瓶子的規(guī)格很多,如640毫升的啤酒瓶其高度為289±1.5mm瓶身直徑75±1.6mm;350毫升的高度為231±1.5mm,身徑為63.51±1.2mm,小瓶汽水的高度為203m

63、m,為了使一臺(tái)灌裝機(jī)滿足多種瓶高的灌裝，需要調(diào)節(jié)裝有灌裝閥的貯液缸與裝有升瓶臺(tái)的轉(zhuǎn)盤之間的距離,使貯液缸能沿著立柱相對(duì)于轉(zhuǎn)盤作上、下移動(dòng),目前常用的高度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)有三種形式[28]： a.中央調(diào)節(jié)式。這種結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單,但由于灌裝閥與升瓶臺(tái)調(diào)節(jié)后不易對(duì)中,故僅適應(yīng)于灌裝廣口瓶或鐵罐,同時(shí)由于采用中央螺紋支承,貯液缸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性也較差。 b.電動(dòng)調(diào)節(jié)式。對(duì)于較大型的灌裝機(jī),為了代替費(fèi)力的手工調(diào)節(jié),有的采用電機(jī)減速后帶動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿,使貯液缸升降達(dá)到所需的高度。 c.三立柱調(diào)節(jié)式。如圖3.4所示，在酒缸與轉(zhuǎn)盤之間用中心支柱4和四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的沿圓周均布的調(diào)節(jié)支柱3來(lái)聯(lián)結(jié)。在調(diào)節(jié)時(shí),先松開壓緊螺母2,轉(zhuǎn)

64、動(dòng)手輪7，帶動(dòng)四個(gè)支柱上的螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使四根支柱上下運(yùn)動(dòng)，這樣調(diào)節(jié)可使四根立柱一起被升降,同時(shí)并不改變灌裝閥相對(duì)于升瓶臺(tái)的中心位置,調(diào)節(jié)完畢后旋緊壓緊螺母即可。如有必要，須在鏈輪處加置張緊輪，因?yàn)樵诖藱C(jī)構(gòu)中，鏈條呈水平布置狀態(tài)，若鏈條略有松動(dòng)就容易發(fā)生掉鏈現(xiàn)象[28]。 3.5.2 鏈傳動(dòng)的選擇與計(jì)算[22] 采用滾子鏈傳動(dòng)，選取小鏈輪齒數(shù)Z1=21，由設(shè)計(jì)知中心距: ， 因?yàn)樵谡{(diào)整時(shí)受力不大，故可用A型鏈，單排,初選節(jié)距P=15.875mm,鏈號(hào)為10A-124DB1243.1-83,因四個(gè)柱子組成正方形，故鏈子總節(jié)數(shù)為： 節(jié)， 取Lp=169節(jié)

65、，則鏈長(zhǎng)為： L=Lp*P=169*15.875=2683mm 鏈長(zhǎng)誤差=169*15.875-（586.9*4+21*15.875）=11.9mm 可見鏈稍微長(zhǎng)了一些，裝好后稍微有些松動(dòng)，所以不需要張緊裝置。 鏈輪尺寸 damax=d+1.25P-d1=106.51+1.25*15.875-10.16=116.2mm damin=d+(1-1.6/2)P-d1=106.51+(1-1.6/2)*15.875-10.16=111.0mm 取 da=115mm df=d-d1=106.51-10.16=96.35mm 3.6 酒

66、缸液位的調(diào)整 因?yàn)榫埔何坏母叩椭苯佑绊懙焦嘌b速度。若液位過(guò)低甚至使一定的灌裝角度中灌不滿瓶子,因此灌裝機(jī)要求酒缸中的液位可以調(diào)整控制在合適的位置上,并且在灌裝過(guò)程中能基本保持不變,以便灌裝速度穩(wěn)定[5]。 3.7 灌裝量的調(diào)整 灌裝機(jī)的定量形式多是以瓶定量的,若更換灌裝瓶子容量時(shí),可調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)中活塞芯子的高低來(lái)實(shí)現(xiàn),因此灌裝瓶子容量的改變,從而也就調(diào)整了灌裝量。若灌裝機(jī)的定量形式是定量杯定量的,則改變定量杯的容積,也同時(shí)調(diào)整了灌裝量。 22 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 4 使用與維護(hù) 4.1 基本要求 a.操作及維修人員必須熟悉本機(jī)結(jié)構(gòu)和性能，嚴(yán)格按操作過(guò)程進(jìn)行工作。 b.新機(jī)器安裝后，必須進(jìn)行嚴(yán)格的調(diào)試，合格后方可交付使用。 c.經(jīng)常檢查機(jī)器，及時(shí)排除故障。 d.安全保護(hù)失靈后，應(yīng)及時(shí)修復(fù)，不允許在無(wú)保護(hù)狀態(tài)下開機(jī)生產(chǎn)。 e.各調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)和緊固應(yīng)使用合適的工具，不能用非常方法踢打。 f.經(jīng)常檢查各潤(rùn)滑部位并及時(shí)加油，保證潤(rùn)滑通順，油路暢通。 g.進(jìn)行沖洗及清洗工作時(shí)，不能用水沖洗電器部分