封口机械设备

有关瓶罐封口机械设备的简介摘要：本文对有关瓶罐封口机械设备进行了简单介绍，对卷边封口机、旋盖封口机、多功能封盖机三种机械的组成、类别、原理等方面内容进行了讲解，并详细的对每个主要的组成部分进行了阐述。对本行业现状及发展进行了分析，进行总结。关键词：卷边封口机、旋盖封口机、多功能封盖机、行业现状及发展.瓶装机械设备用于对充填或灌装产品后的瓶罐类容器进行封口。瓶罐有多种类型，不同类型的瓶罐采用不同的封口形式与机械设备。常见的瓶罐及其封口形式有：卷边封口机、旋盖封口机、多功能封盖机。下面分别对这三种类型的封口机械进行简单介绍。1、卷边封口机1.1概念：卷边封口是将罐身翻边与涂有密封填料的罐盖（或罐底）内侧周边互相钩合，卷曲并压紧，实现容器密封。罐盖（或罐底）内缘充填的弹韧性密封胶，起增强卷边封口气密性的作用。这种封口形式主要用于马口铁罐、铝箔罐等金属容器。1.2封罐机的分类：1.3在对瓶罐类容器进行封口时，半自动、自动和真空封罐机最为常用。下面让我们简单的认识下封罐机卷边封口的原理：1.3.1封罐机的卷封作业过程实际上是在罐盖与罐身之间进行卷合密封的过程，这一过程称为二重卷边作业。形成密封的二重卷边的条件离不开四个基本要素，即圆边后的罐盖，具有翻边的罐身，盖钩内的胶膜，和具有卷边性能的封罐机。所用板材的厚度和调质度也会影响到密封的二重卷边的形成及封口质量。各种型式的封罐机中，直接与罐盖罐身接触并参与完成卷边封口工作部件如图11. 29所示，包括压头、托底板（下托盘）、头道滚轮和二道滚轮。1.3.2封罐作业过程：首先，托底板上升，将罐身与罐盖紧压在上压头下；然后头道滚轮和二道滚轮按先后顺序向罐身作径向进给，同时沿罐身和罐盖接合边缘作相对滚动，利用滚轮的沟槽轮廓形状使两者边缘弯曲变形，互相紧密地勾合。由于在罐盖的沟槽内预先涂有橡胶层，因此，当罐盖与罐身卷合时，涂层受挤压将充塞于盖钩与身钩之间形成密封层。1.3.3卷边滚轮的槽形：由图11. 29还可以看出，参与二重卷边作业的头道滚轮与二道滚轮具有不同的槽形曲线形状，一般而言，头道滚轮的圆弧曲线狭而深，二道滚轮的槽型曲线宽而浅。卷边滚轮的槽型曲线对封口质量极为重要，所以槽型的确定必须根据罐型大小、罐盖盖边圆弧形状、板材厚度等因素加以慎重考虑，滚轮必须经过槽型曲线的设计，成型刀具车制，进行热处理以及曲线磨床精磨才能制成。 卷边作业中，卷边滚轮相对于罐体中心作径向和周向运动可以由两种方式实现。这两种方式的作业情形及适用罐型见表： 凸轮径向进给与偏心径向进给相比较，前者可根据封罐工艺设计凸轮形状，而后者则不能任意控制径向进给，因而封罐工艺性能没有前者好。凸轮机构可以使滚轮均匀径向进给，最后有光边过程；而偏心装置的径向进给不均匀，最后无光边过程。但是凸轮径向进给机构结构比较复杂，体积较大，偏心装置结构简单、紧凑，加工制造方便，较适用于卷封圆形罐。1.4自动真空封罐机：自动封罐机的型式有多种。GT4B2型封罐机:外形如右图 ，它是具有两对卷边滚轮的单头全自动真空封罐机，是国家罐头机械定型产品，目前大量应用于我国罐头厂的三片罐的实罐生产，对圆形罐进行真空封罐。该机主要由自动送罐、自动配盖、卷边机头、卸罐、电气控制等部分所组成，并由真空系统进行配合。2、旋盖封口机2.1旋合式玻璃瓶及旋盖：旋合式玻璃罐（瓶）具有开启方便的优点，所以，在生产中得到广泛使用。玻璃罐盖底部内侧有盖爪，玻璃罐颈上的螺纹线正好和盖爪相吻合，置于盖子内的胶圈紧压在玻璃罐口上，保证了它的密封性。常见的盖子有四个盖爪，而玻璃罐颈上有四条螺纹线，盖子旋转 1/4 转时即获得密封，这种盖称为四旋式盖。此外还有六旋式盖、三旋式盖等。2.2典型的旋盖封口机有LHSCIA 爪式旋开盖真空自动封口机：该机主要由输瓶链带、 理盖器、配盖预封部分、蒸汽管路系统、排气封盖部分以及电控系统和传动系统等组成2.2.1供盖装置：由贮盖筒、理盖转盘、铲板、溜盖槽和滑道等组成。当溜盖槽和滑道内已充满旋开盖时即发出信号，使理盖转盘停止转动。滑道内剩余的瓶盖到一定数量时，电控系统又使理盖转盘转动，恢复供盖。滑道下部安装有蒸汽喷管，使盖在进入拧封前受到预热处理。而贮盖筒、理盖转盘又是如何工作下面我们进行简单的了解： 贮盖筒：贮盖筒内盖面朝下的旋开盖，在其通过转盘边缘的斜块时，沿着斜面而越过挂钩，继续在贮盖筒内翻滚。为了减少旋开盖在贮盖筒内不断翻滚而导致表面涂层及印刷受擦伤，在滑道的适当位置安装了电控原件。理盖转盘：与水平保持约40斜度的贮盖筒底部为理盖转盘。转盘边缘均布安装着若干个搜盖挂钩和斜块的组合。当理盖转盘旋转时，其边缘的斜边和挂钩使贮盖筒内盖面朝上盖边被挂钩挂住，并被提升到转盘上方。在此，紧靠转盘面的固定铲板将挂住的旋开盖铲离，使其滑入溜盖槽，然后沿滑道滑至配盖预封部分的定位座上，以备与进入的玻璃罐相配。2.2.2配盖预封部分：其功能是对进入的玻璃罐配盖，并把旋开盖置平和进行预拧。保持一定间距的玻璃罐进入封口机的真空室后，即被两侧抱罐机构的三角皮带夹紧，由输送链输送通过瓶盖滑道下方时，罐口刚好钩住（处于定位座的）旋开盖下缘，并将旋开盖从定位座中拉出，扣合在罐口上。玻璃罐在继续向前输送过程中，位于上方的弹性压板将罐口上的旋开盖压平压紧，同时在右侧的橡胶阻尼板使旋开盖在瓶口上旋转，迫使旋开盖的凸爪进入瓶口的螺旋线，起到预封的作用。2.2.3蒸汽管路系统：蒸汽经截止阀、止回阀、汽水分离器、减压阀后分为二路：一路经金属软管由喷嘴喷出，对滑道上的旋开盖进行预热，使旋开盖内侧的塑胶软化，以利封口密封；另一路经过滤器过滤后喷入配盖预封部分和拧封部分的机腔内，使机腔内充满蒸汽，以便玻璃罐在真空条件下进行拧封作业。2.2.4拧封部分：当已预封旋盖的玻璃罐进到拧封机构下面时，二根不同线速度的拧盖皮带紧压在旋开盖顶面各一半的位置上，存在速差的皮带对盖形成旋转扭矩将盖拧紧。由于拧封前，玻璃罐内物料面与罐口留有定的顶隙，又由于整个拧封过程是在蒸汽喷射室内进行，所以封口后罐内会因顶隙部位蒸汽冷凝而形成真空。在真空室的后端装有冷却水管，用以对高温条件下运转的拧盖和抱罐皮带以及罐盖和玻璃罐进行冷却。2.2.5传动部分：主电机通过变速器和传动齿轮将动力分为三路传递：一路驱动进罐平顶链；另一路驱动抱罐机构的V带，使玻璃罐在输送过程中被夹紧不能转动；第三路驱动拧封部分的两根平皮带，以将旋开盖拧紧。3、多功能封盖机3.1常见饮料瓶及盖型：碳酸饮料、啤酒、矿泉水等大多采用玻璃瓶或聚酯瓶灌装封盖。其盖型有皇冠盖、无预制螺纹的铝盖、带内螺纹的塑料旋盖等，后两种均带“防盗环”，俗称防盗盖。玻璃瓶装的碳酸饮料一般采用皇冠盖在压盖机上进行压封。当采用聚酯瓶时，由于其刚性差，不适于皇冠盖压封，较理想的形式是采用防盗盖在旋盖机上进行旋封。3.2灌装设备的联动：在大型的自动化灌装线上，封盖机一般与灌装机联动，并且作一体机型设计，从而减小灌装至封盖的行程，使生产线结构更为紧凑。目前还开发出了自动洗瓶、灌装、封盖三合一的机型。然而，无论作为灌装机的联动设备，或是独立驱动的自动封盖机，其结构及工作原理是基本一致的。3.3全自动封盖机：一些自动封盖机已设计成多功能的型式，可同时适用于玻璃瓶和聚酯瓶的封盖。只要更换封盖头及一些零部件便可适应不同盖型的封口。 如图11. 34所示是 FG-6型全自动封盖机，主要由理盖器、滑盖槽、封盖装置、主轴以及输瓶装置、传动装置、电控装置和机座等组成。可适用皇冠盖及防盗盖的封口。 3.3.1传动系统封盖机的进瓶传动：在大型的自动化灌装线上，封盖机一般与灌装机联动，并且作一体机型设计，从而减小灌装至封盖的行程，使生产线结构更为紧凑。目前还开发出了自动洗瓶、灌装、封盖三合一的机型。然而，无论作为灌装机的联动设备，或是独立驱动的自动封盖机，其结构及工作原理是基本一致的。主传动机构：如图11. 36所示主传动机构由电磁调速电机驱动，经减速箱分三路传动：其一，经链轮带动输送机链板运行，实现连续输瓶；其二，由链轮及锥齿轮传动驱动分瓶螺杆实现定距分瓶运动；其三，通过齿轮啮合传动，驱动进瓶星形拨轮、封盖主轴以及出瓶星形拨轮。理盖器由独立电机及减速机驱动。3.3.2封盖装置封盖机头：结构要由中心旋转主轴与6个由它驱动的封盖机头构成。回转时按凸轮槽规定的轨迹上下移动，完成封盖动作。可拆换，封合皇冠盖时使用压盖头；封合防盗盖时可换上旋盖头。封盖头的高低可由升降装置调整，以适应不同规格的瓶高压盖头：用于压封皇冠盖瓶，作绕中心立轴回转和上下移动完成压封动作，有多种结构形式。图11. 38所示是其中一种压盖机构，包括钟口罩、封口模、中心推杆。压盖机构的动作由包括弹簧、内套筒和滚子等构件在内相应机构操纵。压盖封口过程：待封口瓶子由星形拨轮送到压盖机的回转工作台上，与压盖头钟口罩对准并一起回转。皇冠盖由理盖器定向排列后经落盖滑道送至配盖头，当压盖头下端缺口对准配盖头时，压缩空气将瓶盖吹入，刚好置于封口模与瓶口之间。在回转过程中，压盖头向下行进，使瓶口进入钟口罩并将瓶盖顶起，抵在中心推杆上。压盖头继续下降，中心推杆将瓶盖紧紧压在瓶口上。同时，封口模下行，对瓶盖的周边波纹进行轧压，迫使它向瓶口凸棱下扣紧，形成机械性勾连，令瓶盖内胶垫产生弹塑性变形，形成密封。完成封口后，压盖头向上运动，而中心推迫使瓶盖及瓶口与封口模分离。压盖头继续上升，直至与瓶子完全分离。封口后的瓶子由出瓶星形拨轮排至输送带，从而完成整个封口作业。 滚纹式旋盖机构：a、用于无预制螺纹铝盖封合：无预制螺纹铝盖如图11. 40所示，其盖坯为薄壁筒状壳体，其内腔顶部喷涂有密封胶层，盖体下部有一圈不连续切缝，形成所谓的“环形防盗圈”。而所封合的瓶口预制有两圈螺旋槽，在螺旋槽下有一环形凸肩和托圈。b、在旋合防盗盖时，封盖头除上述复合运动外，还需要作自转运动，以围绕瓶口完成旋盖动作，这一运动由行星轮系机构驱动完成。c、直接参预封盖的机构：滚纹式旋盖机头中直接参预封盖的机构如图11. 41所示，主要有中心压头、螺纹滚轮（共有3个）和1个折边滚轮。各个滚轮在旋转运动时作径向切入及分离动作，完成滚纹及折边。d、旋合封盖过程：1）瓶盖经理盖器定向排列后滑落至配盖头，最后套于瓶口上。2）瓶口托圈受支承，旋盖头下降，中心压头压紧瓶盖顶部，使顶部缩颈变形，挤压胶层密封瓶口。3）螺纹滚轮绕瓶口旋转，并作径向切入运动，使瓶盖沿瓶口螺旋槽形成配合的螺纹沟。同时，折边滚轮也作旋转切入运动，迫使瓶盖底边沿瓶颈凸肩周向旋压勾合，形成“防盗环”。 4、行业现状及发展：随着我国商品经济的繁荣和人民生活水平的提高，食品包装机械包装技术的前景十分乐观。近年来，国家加大了对食品和药品质量和安全的监督力度，对食品的生产加工包装技术都提出了新的要求。一批食品生产企业先后投入资金进行包装设备的技术改造和生产技术的创新，在一定程度上提升了我国食品行业的水平和市场竞争力。尽管我国食品包装机械包装技术的水平有了提高，但是我国的食品包装机械包装技术与发达国家的相比还是明显处于弱势。我国包装机械行业30%左右的企业存在低水平的重复建设。这种状况不但浪费了有限的资金、人力等重要资源，还造成了包装机械市场的无序混乱，阻碍了行业的健康发展，制约了我国中小食品企业包装机械的升级换代和包装技术的创新。 我国的食品包装机械多以单机为主，科技含量和自动化程度低，在新技术、新工艺、新材料方面应用的少，满足不了我国当前食品企业发展的要求。一些食品企业为了技术改造，不得不花费大量的资金从国外引进一些技术先进的、生产效率高、包装精度高的成套食品包装生产线，导致很大一部分国内的市场份额被国外品牌所占领。我国的食品包装机械发展空间依然广阔，食品包装机械包装技术的水平有待提高。未来国内的发展趋势其实就是向国际水平看齐。具体如下：1、增加包装机械的技术含量，将更多的先进技术应用到包装机械上，如远距离遥控技术(包括监控)、步进电机技术、信息处理技术等。2、包装机械零部件生产专业化，提高包装机械加工和整个包装系统的通用能力。3、淘汰掉市场上一些低效高耗、低档次、低附加值、劳动密集型的产品，开发生产高效低耗、产销对路的大型成套设备和高新技术产品。4、包装机械产品要趋向精致化与多元化，要朝着产品多功能与单一高速的两极化方向发展。5、总结：国际包装机械行业竞争日趋激烈，食品包装机械正朝着高速、多功能化及控制智能化的方向发展。面对严峻的形势，我国包装机械行业必须提高