40-8型自动灌装压盖联合机酒缸系统毕业设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 发明的灌装阀，适用于多数瓶子，无论瓶子的大小和形状都可以灌装。而且不需要在一个密闭环境中进行。正因为这样，那些强度不大的瓶子和不太规格的瓶子也可以进行高速的灌装。所发明的阀不需要在真空环境中工作。但是同样会给液体一定的压力。这样对于那些粘性的液体也可以很好的罐装。相反的是，这些对于传统的的真空灌装阀和重力灌装阀是至关重要的。 本文主要的设计内容主要是酒缸分流头的设计和灌装阀的设计 。 酒缸分流头在灌装过程中将液料送到储液箱内，进行灌装。它的设计是将现在常用的机械和气动混合式机构，进行改进设计。 实现液体的等压灌装。灌装阀的结构设计叙述的是如何将液体灌装到瓶子中，减少灌装过程中液体的损失，从而优化整机的性能。 关键词： 灌装阀；瓶子；重力灌装阀 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . 24 . 错误 !未定义书签。 1 绪 论 . 1 . 1 . 1 展现状 . 1 国啤酒灌装机械的发展趋势 . 2 课题的提出以及课题要求 . 3 2 40自动灌装压盖联合机灌装阀的设计 . 4 装的基本原则 . 4 装系统的工艺要求及注意事项 . 4 装 方法的选择 . 7 量方法的选择 . 9 装阀的结构方案设计 . 10 装阀的结构设计与计算 . 11 3 40自动灌装压盖联合机酒缸的设计 . 18 缸供料方式的确定 . 18 缸方案及轮廓尺寸的确定 . 18 缸供料装置中分流头设计 . 18 送管路的计算 . 19 装瓶高度调节机构设计计算 . 20 缸液位的调整 . 21 装量的调整 . 22 4 使用与维护 . 25 本要求 . 25 全技术操作过程 . 25 5 结论 . 27 致 谢 . 28 参考文献： . 29 附 录 . 30 . 30 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪 论 罐装系统采用直线环型布置方式，产品的传输采用差速链，大量的采用气动控制可高速可靠地完成各种动作，控制系统采用高性能、大容量的 用了结构化程序设计方法，整个系统产量较大，生产方式灵活，成本较低，清理、液体灌注和脱泡整个过程全部自动完成，不需人的参与，提高了产品的可靠性。 灌装机 技术先进，自动化程度高，安全卫生。实现了灌装和封盖过程自动化，避免了生产 环节的细菌污染，保证了产品质量的稳定性。 机器 和瓶子之间没有接触，以避免液体的飞溅。溢出的液体由下部的一个收集槽收集，收集槽可以很容易接近，也可以清洗。 械简史 液体灌装是包装的重要组成部分，主要包括在食品领域中对啤酒、饮料、乳品、白酒、葡萄酒、植物油和调味品的包装，还包括洗涤类日化、矿物油和农药等化工类液体产品的灌装。液体灌装机械有相当一大部分用于食品行业，尤其是饮料制造业 灌装设备还主要是应用在酒类、饮料类的灌装上，适用于药液灌装的设备还不多，并且各个生产厂家的灌装机在灌装能力、效率、适宜 瓶型及自动化程度等方面各有优缺点。 装置在灌装机上的灌装阀是由一个机械部分和一个气动部分组成。机械部分用于安置瓶瓶子的中心，使其在一个适当的位置。防止瓶子的移动。 气动部分的由一个阀门来激活一个气动力学的圆筒。圆筒的活塞移动向下与一条筒形空气管道连接，再连接一个喷管 , 喷管在一个同轴的圆筒里移动。形成有个环行的通道，液体是充填在环行的通道里 , 当喷管延长到填装瓶里，液体接近喷管，输送管的压缩空气低压和速率变化。气动部件的感应这个情况并且使圆筒向上移动 , 使空气管道回到原来的位置阻拦液体流出。 装机械发展现状 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 ,据资料统计，包装工业的总产值大约占我国国民经济总产值的 2%左右；其中包装机械所占的比重虽然不算很大，但发展迅速，平均每年几乎以 10%左右的速率增长。尤其是食品包装机械行业每年以 11%12%的平均增长速度发展，高于同期国民经济增长速度，产品水平上了新台阶，开始出现规模化、成套化、自动化的趋势，传动复杂，技术含量高的设备开始出现。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 ,如饮料方面的汽买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 水、果汁、牛奶、矿泉水、蒸馏水、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需要 ,就应大力发展液体产品的包装机械。由于各国的历史条件、社会制度、经济基础及科技水平有所差异，以致各自的发展状况也出现一定的不平衡。 我国包装机械行业近些年取得的成绩是显著的，但与国外产品相比仍存在 20 年的技术差距。产品技术含量不高；重复建设严重；开发能力不足；知识产权意识淡 薄都影响着我国的包装产业的发展。 发达国家的包装机械行业，技术先进、出口额大。各发达国家在包装机械中积极采用其他领域中发展起来的新技术（如微电子、激光、新材料等），使包装机械领域的技术创新活动更加深入、更加活跃，作为现代机器象征的已不仅仅是力、功率和强度，而是信息化、智能化和集成化系统。 美国包装机械的品种和产量均居世界之首，其产品以高、大、精、尖产品居多，复杂产品居多。美国的包装机械在计算机应用方面以较普遍，如美国液体灌装设备公司（ 品的液体灌装机，一台机器可以实现三种方式的灌装：重力灌装、压力灌 装及正压移动泵式灌装，几乎可以灌装任何黏度的液体。灌装方式的改变，只需通过微机控制加以选择。 德国是世界上包装工业最发达的国家之一，德国的包装设备在计算、制造、技术性能等方面均居领先地位，尤其是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程度高、可靠性好等特点。 意大利包装机械产业最有力的秘密武器是可以完全根据用户的要求设计和生产包装机械。企业的设计人员和维修技术人员（他们占全体员工的 60%左右）能很好地完成设计、试验、品质监督、检测、组装调整和用户需求分析等任务 随着我国啤酒产量的不断增加 (预计今年啤酒的产量 为 2200万吨， 2002年我国将成为世界啤酒生产第一大国 )必将带来我国啤酒包装设备的一次变革。 国啤酒灌装机械的发展趋势 我国包装机械行业近些年取得的成绩是显著的，但与国外产品相比仍存在 20 年的技术差距。产品技术含量不高；重复建设严重；开发能力不足；知识产权意识淡薄都影响着我国的包装产业的发展。 发达国家的包装机械行业，技术先进、出口额大。各发达国家在包装机械中积极采用其他领域中发展起来的新技术（如微电子、激光、新材料等），使包装机械领域的技术创新活动更加深入、更加活跃，作为现代机器象征的已不仅 仅是力、功率和强度，而是信息化、智能化和集成化系统。 美国包装机械的品种和产量均居世界之首，其产品以高、大、精、尖产品居多，复买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 杂产品居多。美国的包装机械在计算机应用方面以较普遍，如美国液体灌装设备公司（ 品的液体灌装机，一台机器可以实现三种方式的灌装：重力灌装、压力灌装及正压移动泵式灌装，几乎可以灌装任何黏度的液体。灌装方式的改变，只需通过微机控制加以选择。 德国是世界上包装工业最发达的国家之一，德国的包装设备在计算、制造、技术性能等方面均居领先地位，尤其是啤酒、饮料灌装设备具有高速、成套、自动化程 度高、可靠性好等特点。 意大利包装机械产业最有力的秘密武器是可以完全根据用户的要求设计和生产包装机械。企业的设计人员和维修技术人员（他们占全体员工的 60%左右）能很好地完成设计、试验、品质监督、检测、组装调整和用户需求分析等任务 课题的提出以及课题要求 包装是食品生产中必不可少的一个环节，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。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、蒸馏水、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需要 ,就应大力发展液体产品的包装机械。 在众多的液体产品中，啤酒和多种碳酸型饮料已经成为人们生活只能够不可缺少的饮品。啤酒的快速发展从而也带动了灌装机械的发展。 在我国啤酒总产量每年净增 80万 100万吨，增长速度为 5 8。 2005年我国啤酒生产和销售继续保持了稳定增长，全年共生产啤酒 3086万吨，全年将实现销售 3070万吨，在世界啤酒产销格局中，连续 4年稳居第一，啤酒的销量从 2000万吨 提高到 3000万吨， 2005年我国的啤酒产量已达 3100万吨，位居世界第一。啤酒及其他碳酸饮料的迅猛发展从而带动了灌装机械的高速发展。 我国的灌装机械 ,发展的比较晚，但是经过了几年的快速展，一具有定的规模，拥有一部分先进的灌装技术 ,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 ,其发展趋势向高效化、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 2。 40自动灌装压盖联合机设计，使适应当前市场对啤酒灌装机发展的要求。本课题主要 是 40自动灌装压盖联合机的罐装机酒缸系统的设计。 本课题综合性强，需要我们有扎实的基础知识和广博的知识面及计算机基础。所以，在整个设计过程中我们要充分发挥其主动性，积极性，培养我们的综合分析问题和解决问题的能 力，使我们由知识型向智能型转化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 2 40自动灌装压盖联合机灌装阀的设计 装的基本原则 啤酒包装时啤酒生产过程中比较繁琐的过程，是啤酒生产最后一个环节，包装质量的好坏对成品啤酒的质量和产品销售有较大影响。过滤好的啤酒从清酒罐分别装入瓶、罐或桶中，经过压盖、生物稳定处理、贴标、装箱 成为成品啤酒或直接作为成品啤酒出售。一般把经过巴氏灭菌处理的啤酒称为熟啤酒，把未经巴氏灭菌的啤酒称为鲜啤酒。若不经过巴氏灭菌，但经过无菌过滤、无菌灌装等处理的啤酒则称为纯生啤酒（或生啤酒）。 酒包装过程中必须遵守以下 基本原则 ： 少接触氧 ，啤酒吸入极少量的氧也会对啤酒质量带来很大影响，包装过程中吸氧量不要超过 。 氧化碳的损失 ，以保证啤酒较好的杀口力和泡沫性能。 止啤酒污染，确保啤 酒符合卫生要求。 包装容器的 质量要求 ： 力 。包装熟啤酒的容器应承受 装生啤酒的容器应承受 上的压力。 封 。 3 度 ，不能含有与啤酒发生反应的碱性物质。 免光对啤酒质量的影响。一般选择绿色、棕色玻璃瓶或塑料容器，或采用金属容器。若采用四氢异构化酒花浸膏代替全酒花或颗粒酒化，也可使用无色玻璃瓶包装。 装系统的工艺要求及注意事项 （一）瓶装熟啤酒 包装 工艺 艺要求 ：总的要求为瓶内外无残存物，瓶内无菌，瓶内滴出的残水不得呈碱性反应。 （ 1）洗瓶机各槽中的碱水浓度及温度应严格按照工艺参数要求控制。 （ 2） 喷嘴必须保持通畅，不要出现堵塞现象。高压喷洗的温度要求为：热碱水喷洗 70，热水喷洗 50，温水喷洗 25 35，清水喷洗 15 20。喷洗压力 洗压力 （ 3）无菌压缩空气空气压力为 吹出瓶内击水，再进行短时间空水。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 （ 4）洗瓶期间喷洗后的碱液可以循环使 用。 （ 5）洗净的瓶必须内外洁净，倒置 2滴水，不能有残碱存在（ 酞不呈红色颜色反应）。 （ 1）啤酒应在等压条件下灌装，酒温要低，一般 2下。尽量避免啤酒 （ 2）酒阀密封性能要好，酒管畅通。瓶托风压要足，保持在 管阀的酒管口距瓶底 （ 3）灌装后用 清酒或 瓶颈空气排出。 （ 4）装酒容量为（ 64010（ 355 5保持液面高度一致，并保留4% 5%的运动空间。 （ 5）灌装过程中不能将灌不满的瓶酒用人工充满，严禁手接近瓶口。 此外要求， 间；溶解氧含量小于 ;其他指标符合 准的要求。灌装机贮酒缸要用 力控制在 用两次抽真空充 用滴水引沫等措施排除瓶颈空气。要注意环境卫生和无菌操作。 过滤完的啤酒应在低温、背压 后静置 14 18装必须在恒温、恒压、恒速下进行，尽量减少酒液中 装时造成的次酒要经过除氧、除菌、富集 （ 1）瓶盖与啤酒瓶的尺寸必须符合要求，瓶盖四周不能有毛刺。瓶盖要通过无菌空气除尘处理。 （ 2）瓶盖落盖槽底部的水平面要比压盖头入口处高 利于入盖。 （ 3）应根据瓶盖性质调节弹簧压力大小，使其均匀一致。 （ 4）压盖后，盖应严密端正，不能有单边隆起现象。封盖后瓶盖不能通过 以通过 圆孔。 太紧会使瓶口破裂，太松则会在杀菌过程中因马口铁受内压和回弹力作用导致漏气。 : （ 1）杀菌后的啤酒不能发生酵母混浊，熟啤酒的色香味与原酒不能有显著差别，不能有明显的微小颗粒或瓶颈黑色圈。 （ 2）在杀菌温度 65以下、 条件下，瓶装啤酒的瓶颈部分体积应为瓶总容积的 3%。杀菌温度在 65以上时，瓶装啤酒的瓶颈部分体积应为瓶总容积的 4%，以免造成杀菌时瓶内压力过高而造成爆瓶。 （ 3）喷 淋水分布要均匀，主杀菌区杀菌温度为 61 62，杀菌效果为 15 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 （二） 罐装啤酒 1 送罐 工艺要求：罐体不合格者必须清除；空罐要经紫外线灭菌，装酒前将空罐倒立，净后倒立排水，在以压缩空气吹干。 2 罐装封口 工艺要求：灌装机缸顶温应在 4以下，采用二氧化碳或压缩空气背压；酒阀不漏气，酒管畅通；灌装啤酒应清亮透明，酒液高度一致，酒容量 355 8口后，易拉罐不变形，不允许泄漏，保持产品正常外观。装罐原理与玻璃瓶相同，采用等压装酒，应尽量减少泡沫的产生。 3 杀菌 工艺要求：装罐封口后，罐倒置进入巴 氏杀菌机。喷淋水要充足，保证达到灭菌效果所需 30；不得出现胖罐和罐底发黑。由于罐的热传导较玻璃好，杀菌所需的时间较短，杀菌温度一般为 62 61，时间 10上。杀菌后，经鼓风机吹除罐底及罐身的残水。 4 液位检查 采用 放射源：镅 241)液位检测仪检测液位，当液位低于 347，接收机收集信息经计算机处理后，传到拒收系统，被橡胶棒弹出而剔除。 5 打印日期 自动喷墨机在易拉罐底部喷上生产日期或批号。打印后，罐装啤酒倒正然后装箱。 6 装箱及收缩包装 装 箱用包装机或手工进行，将 24 个易拉罐正置于纸箱中；也可采用加热收缩薄膜密封捆装机，压缩空气工作压力为 收缩薄膜加热 140左右，捆装热收缩后，薄膜覆盖整洁，封口牢固。 （三）桶装啤酒 啤酒包装源于桶装，由于包装简便、成本低、口味新鲜，近年来受到企业的重视。桶装啤酒目前包装容器一般采用不锈钢桶或不锈钢内胆、带保温层的保鲜桶，桶的规格有 50L、 30L、 20L、 10L、 5L 等。包装前，啤酒一般要经瞬间杀菌处理或经无菌过滤处理。采用无菌过滤、无菌包装的纯生啤酒日益受到消费者的欢迎，纯生啤酒 的市场份额逐步增加，发展形势十分乐观。 桶装生产线由桶清洗灌装机、供给装置、进出口输送机、瞬间巴氏杀菌机、 重器、翻转机等组成。 （四）灌装注意事项 （ 1）包装容器的洁净 所使用的包装容器必须经过清洗和严格检查，不能使包装后买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 的啤酒污染。 （ 2）灌装设备的洁净对灌装设备尤其是灌装机的酒阀、酒槽要进行刷洗和灭菌，灌酒结束后每班应走水，加入消毒液杀菌，每周要对酒阀、酒槽、酒管进行刷洗和灭菌，凡与啤酒接触的部分都不能有积垢、酒石和杂菌，灌酒设备最好与其它设备 隔绝，灌装机的润滑部分与灌酒部分应防止交叉污染，输送带的润滑要用专用的肥皂水或润滑油。 （ 3）管道的洁净一切管道尤其是与啤酒直接或间接接触的管道，都要保持洁净，每天要走水，每周要刷洗，每次要灭菌。 （ 4）压缩空气或 用于加压的压缩空气或 无油空压机送出的压缩空气要进行脱臭、干燥或气水分离，要经常清理空气过滤器，及时更换脱臭过滤介质，排除气水分离器中的积水。对 燥处理，保证 上。 （ 5）环境的洁净 保持灌酒间环 境的清洁卫生，每班进行清洁、灭菌。 2 防止氧的进入 啤酒灌装过程中氧的进入对啤酒质量的危害很大，减少氧的进入和降低氧化作用具有重要意义。 （ 1）适当降低灌装压力或适当提高灌装温度，减少氧的溶解。要求采用净化的 用抽真空充 （ 2）加强对瓶颈空气的排除。啤酒灌装后，压盖之前采用对瓶敲击、喷射高压水或 入啤酒或超声波振荡等，使瓶内啤酒释放出 排除瓶颈空气，该操作成为激沫或窜沫。 （ 3）灌装机尽可能靠 近清酒罐，以降低酒输送中的空气压力，或采用泵送的办法，减少氧的溶解。 （ 4）灌装前要用水充满管道和灌装机酒槽，排除其中的空气，再以酒顶水，减少酒与空气的接触。 （ 5）清酒中添加抗氧化剂如维生素 C（或其钠盐）、亚硫酸氢盐等。 3 低温灌装 低温灌装是啤酒灌装的基本要求。啤酒温度低时 沫产生量少，利于啤酒的灌装。 （ 1）啤酒灌装温度在 2作用，不要超过 4，温度高应降温后再灌装。 （ 2）每次灌装前（尤其在气温高时），应使用 1 2的水将输酒管道和灌装机酒槽温度降下来。 装方法的选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 待灌瓶由传送系统 (一般经洗瓶机由输送带输入 )或人工送入灌装机进瓶机构 ,瓶子由灌装机转盘带动绕主立轴旋转运动进行连续灌装 ,转动近一周时瓶子己灌满 ,然后由转盘送入压盖机进行压盖 ,如图 22 这种灌装机在食品、饮料行业应用最广泛 ,如汽水、果汁、啤酒、牛奶的灌装 ,此机主要由流体输送 (即供料系统 )、容器输送 (即供瓶系统 )、灌装阀、大 图 2瓶子在灌装过程中展开示意图 转盘、传动系统、机体、自 控等部分所组成 ,其中灌装阀是保证灌装机能否正常工作的关键 。 灌装瓶沿着平直的直线运动 ,进行成排灌装。见图 2送来一排空瓶由推瓶板向前推送一次 ,到送至灌液管的下方时 ,阀门打开进行灌装 ,间歇进行操作 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 2线灌装机工作原理图 定量灌装 , 上盖 , 将盖拧紧 , 贴商标 待装盒装箱 123,11,13456 78910121415该类型可分为 :单机自动机和联合自动机 (可以包括连续进行洗瓶、灌装、压盖、贴标、装箱等工序 )。自动灌装以采用机械传动控制为主的最普遍。 4. 流体电子灌装机 由对中装置、阀体、阀芯、充排气管、气缸及控气阀组构成。对中装置由对中杯、瓶口密封垫及升降器构成，瓶口密封垫安装在对中杯内上部，对中杯可在升降器的带动下上下移动。气缸安装在阀体顶部，阀芯一端与气缸活塞相连，另一端与伸出阀体的充排气管相连，可在气缸的作用下移动；控气阀组通过管路与阀芯的内腔及充排气管相通。灌装机采用本实用新型可 真正实现灌装液面准确划一。 量方法的选择 液体定量多用容积式定量法，大体上有如下 3种。 种方法是通过灌装时控制被灌容器（如瓶子）的液位来达到定量值的。习惯上称作“以瓶定量法”。由连通器原理可知，当瓶内液位升止排气管口时，气体不再能排出，随着液料的继续灌入，瓶颈部分的残留气体被压缩，当其与管口内截面上的静压力达到平衡时，则瓶内液位保持不变，而液料却沿排气管一直升到与贮液箱的液位相等为止。可见，每次灌装液料的容积等于一定高度的瓶子内腔容积。要改变每次的灌装量，只需改变排气管口伸 入瓶内的位置即可。这种方法，设备结构简单，应用最广。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 法是将液料先注入顶两杯中，然后再进行灌装的。若不考虑滴液等损失，则每次灌装的液料容积应与顶两杯的相应容积相等。要改变每次的灌装量，只需改变调节管在顶两杯中的高度或更换顶两杯。这种方法避免了瓶子本身的制造误差带来的影响，故定量精度较高。但对于含气饮料，因贮液箱内泡沫较多，不宜采用。 是采用机械压力灌装的一种定量方法。每次灌装物料的容积与活塞往复运动的形成成正比。要改变每次的灌装量，只需设法调节活塞的行程。 传统的灌装 机定量方法是采用浮子式液位控制器来控制贮液缸内液位的高度，其工作原理是：浮子随啤酒液高度的变化控制送液阀的开闭，由于浮子受到多个力的作用，特别是送液管流出液体的冲力作用使浮 子偏离平衡位置而上下波动，影响液位的控制精度，以致影响啤酒的正常灌装。随着啤酒包装线自动化、柔性化要求的提高，部分灌装机已应用了 编程控制器 )控制，实现无瓶不开阀、输瓶、灌装的变频调速。这使充分利用 用计算机控制系统较为成熟的控制方法一 例、积分、微分 )调节成为可能 定性好、可靠性高、 为普通设计人员所熟悉等特点，在控制领域有强大的生命力，特别是在 是得到广泛应用。因为在系统稳定的情况下，对应某一阀芯的节流面积有一相应的液位高度，但由于灌装速度的改变或者灌装过程中出现破瓶、缺瓶现象，导致贮液缸内流出的液体随时问变化有所不同。在这种情况下，若保持送液阀开度不变则贮液缸内液位会出现波动，影响正常的灌装。所以必须通过改变控制阀的开度，来控制其送液量，以保持液位的稳定。由于贮液缸内流出的液量不易确定，所以要想确定比例阀的开度，必须通过测定贮液缸内液位的变化来实现。具体做法是：在每隔一定采样时间 T(，参考程序扫描时间来确定 )，由液位传感器测定实际的液位 Y，经模量输人模块的 A e， 整阔环比例阀芯的开口变化，进行一次纠偏，控制进液阀的送液量，以调整贮液缸内液位的高度。上述过程反复进行，从而实现对贮液缸内液位的控制。 装阀的结构方案设计 装阀概述 灌装阀是贮液箱、气室（包括充气室、排气室、真空室）和灌装容器这三者之间的流体通路开关。而且 根据灌装工艺要求，能依次对有关通路进行切换。显然，灌装阀是关系到灌装机能否正常工作而又高效的关键部件。 传统的半自动灌装机多为台式机型。结构简单。只能实现称量过程自动化，其它过程都靠手工完成，实际上只能算是一台称量机。这种机型效率低。不能满足大规模生产的要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 新型的全自动罐装机是在传统机型的基础上进行改进设计的。称量系统基本不变，另外增加了上料系统，输送系统和自动控制系统等实现了灌装全过程的自动化。设备采用不锈钢材料制作，易于清洗，外形美观。 体结构方案选择 根据选定的灌装方法和工艺过程，确定液室、气室和容器之间所需的阀门数目及其相对位置。 2. 确定阀体的结构布局。 根据阀门的启闭形式（单移、多移或旋转），确定阀体可动部分与不动部分的结构布局，以及作相对运动表面之间的密封形式。比较而言，移动阀特别是端面式结构上容易实现弹簧的压紧密封，流道截面大，弯路少，零件的结构形状也很简单，有利于提高灌装速度并便于清洗，但零件数量较多，而且密封弹簧一旦失效，灌装就难以进行。而旋转阀，通常用固定挡块（或控制气缸）来实现机械启闭，零件数目少，有一定可靠性，但难以保证破瓶不 灌液，外部布局也较复杂，故应用不广泛。 端结构方案选择 根据灌装液料的工艺要求来确定长管或短管的阀端结构，欲保证定量精度及稳定出流等，必须合理布置阀端的某些结构要素。如短管形式的阀端结构，气管和液阀采用可调的螺纹连接方式；胶垫与阀座之间所构成的液门尽量靠近阀端，有助于提高定量精度；灌装时气管的分散罩恰好位于液料进入瓶颈的部位，在分流圈上方还采用一个倒圆台环隙，而且阀座又呈凹环状，这样就可避免液门被打开后产生偏流现象。 门的启闭结构 考虑设备的生产能力、容器尺寸、贮液箱内液位高 度以及防止液道出现空穴、液料不稳定出流等不正常现象，要妥善选择液道、液门的出流截面尺寸和出流速度（例如，汽水的最大灌装流量约为 s，啤酒约为 s），以求出液门至贮液箱自由液面的大致高度。然后对密封弹簧进行计算，修正阀的总体尺寸，为绘制结构草图创造必要条件。 门的密封结构 进液管座、阀体、回气管座、进料管、阀套、弹簧、套管以及密封垫。所述进液管座和阀体对应设置在阀安装板的上下两面，进液管座内部设有进料口、进料通道以及开、闭进料通道及调整灌装流速的控制装置；在阀体内部设有通孔， 所述回气管座安装在通孔内，在回气管座内部设有与进料通道对应的通道；所述进料管上端插入回气管座的通买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 道内，下端延伸出阀体，其顶端为密封端面；所述设在阀体下的阀套套在进料管外部并可以沿进料管上下移动，阀套上端插入阀体内，并与阀体之间设有带状轴承和带罩密封圈；所述弹簧套在阀套与阀体外部；所述套管套在进料管下端并固定在阀套上，并能与阀套一起沿进料管上下移动，套管的下端在与进料管的密封端面接触时保持密封；所述密封垫垫在阀套的下端面上；在进料管与套管、阀套、阀体以及回气管座之间设有回流通道；在阀体上开有外接负压源并与回流 通道相通的回流孔。 装阀的结构设计与计算 装阀的结构要求 一是优良的阻隔性能，不仅可以阻隔气体，还可以阻光这一特点可使物品具有较长的货架寿命 二是具有优良的机械性能，耐高温，耐湿度变化，耐压，耐虫害，耐有害物质的侵蚀。 三是不易破损，携带方便。适应现代社会快节奏的生活。 四是表面装饰性好。可以刺激消费，促进销售。 五是可以回炉再生循环使用。 装阀的结构设计 设计结果： 灌装系统由称料斗支架灌装 料斗 _内装有物料传感器控制上料系统的运行。 物料减少到一定位置，不足灌装量时控制上料系统的电机起动开始向料斗中输送物料。当料斗中的物料达到顶部位置时，传感器控制上料电机关闭，停止上料。称量斗内螺杆称量使用变频电机调解转速能够调解灌装量和灌装速度。称料斗下部落地支架，在支架上固定控制柜，支架底部装可调地脚调整灌装 合不同高度的罐型灌装。 封弹簧的计算 图 2静压力分析图 在锥阀口任取一点 A,设定空间坐标系 A(x,y,z), 静压力分析图如图 ： d 上法向静压力为： ( 1 )d p p d p g d (N) ） m/ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 整个锥面口液压水平分力互相抵消，垂直分力： * s i n ( 1 ) * s i nd p d d p x p g d x 故可求整个锥面口的静压力的 垂直分力： P*d= ( 1 ) s i nd p d p g x d 1 * * s i n s i np x g x d ( 1 2 )R R l s i n ( 2 1 ) /R R l 2 2 5 2 2 61 * s i n 1 ( 2 1 ) 3 * 1 0 * * ( 1 4 4 . 5 ) * 1 0 1 6 5 . 6p p R R N 22* s i n ( 2 - 1 ) / ( 2 - 1 ) * ( - 1 ) 1 Dg x d g h h R R x y R h d x d y = 2 2 2 2 2 2 1 1 ( 1 / 3 ) ( 2 1 ) ( 1 2 1 2 )g R h R h h h R R R R = 3 2 21 . 0 1 3 * 1 0 * 9 . 8 * * 1 4 * 1 0 2 . 9 * 4 . 5 * 8 0 ( 1 / 3 ) ( 1 0 2 . 9 8 0 ) * 2 2 9( 1 4 4 . 5 1 4 * 4 . 5 ) * 1 0 =以 由圆柱螺旋压缩弹簧的计算公式得知，只要确定 先分析阀心的受力情况如图 26。 图 2心受力图 （ 1）灌装前弹簧受力的平衡方程为： 651 0 / 6 4 0 * 1 0 / 9 . 4 8 * 1 0 6 . 7 5t V V s m a x 2 1F N P W N P d （ （ 2）充气开启，液门仍未开启时弹簧受力方程： + P =W + 时 0,P P 。 （ 3）液阀开启 ,P 2 1 (式中 进液 22。 W + P W - ( W + 则 W - W + （ 3 6 9 . 8 m i n 3 5 0 6 9 . 3F 6 6 . 3 m i n 1 6 . 3F 取 0N ,方向与图中方向相反。 弹簧的刚度为 P 4 3 3( m a x m i n ) / / 8 2 / 8F F n G d D n G d C n 式中 C=D2/上式得出弹簧刚度与弹簧指数成反比。据有关资料介绍，在等压灌装阀中的弹簧指数应取 15左右为宜。 查机械设计手册选取 4 弹簧。 t=75D=22圈弹簧 P =求刚度 P=h 行程长为 2 P=120/2=60N/数 n=P *=0= ) 取 n=9(圈 ) 故实行刚度 P=P /9=圈数 9+自由高度 H0=*4=开长度 57*： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 气阀由外拨叉控制 ,故气阀弹簧要求精度比液阀弹簧低 ,主要是缓冲外力对气阀的压力 ,并使操作省力 ,取位移量为 机械设计手册取 d=223. P=0/5=10N/取单圈 P =距 t=数 n=P *=0= ) 取 n=6(圈 ) 总圈数 6+外径 6由高度 H2=*2=开长度 L=开长度 L* 充气时间的计算 : 当空瓶上升至灌装阀的瓶口帽接触并密封时 ,瓶内的空气由常压充气至与贮液箱液面上的气压相等 ,以流体力学可知 ,这一过程是容器内 (即贮液箱内气相空间 )的气体经收缩形管嘴的外射流动 ,因为充气的气道在灌装的内部 ,而充气的时间又很短 ,故可把充气过程近似看成是没有摩擦损失的绝热过程 (或叫等熵程 )。 已知 51*10 51 6 1 0P P a , 636 7 0 * 1 0V b m , 431 3 * 1 0 , 31 2 3 /P kg m 1 / 3 6 1 / 4 4 31 * ( 0 / 1 ) 6 7 0 * 1 0 * ( 1 / 6 . 9 ) 1 . 6 9 * 1 0 b P P m m 由气体绝热过程方程式可知 （ 式中 : 充气前瓶内的气压 (即为大气压 ); 充气后瓶内气压 (即为贮液箱内压力 ); 瓶内原有气体的气压 (即空瓶的容积 ); 瓶内气压增高至时 ,原有气体被压缩成的容积 ; k 绝热指数 ,对于空气 k= 由上式可求得 : 1 / 1 / 4 31 0 * ( 1 / 0 ) 1 . 1 8 3 * ( 1 / 6 . 9 ) 4 . 7 0 / P P k g m 根据气体绝热过程的柏努利方程式 ,列出贮液箱气道孔口截面的