圆盘式旋转阀结构设计

中北大学级包装机械设计课程设计中北大学级包装机械设计课程设计1013页绪论争论灌装阀的意义灌装阀是自动灌装机执行的主体部件,是灌装生产线上必不行少的东西，灌装阀的好坏打算了生产线的生产效率，它的功能在于依据灌装工艺要求,以最快的速度沟通或切断贮液箱、气室和灌装容器之间流体流淌的通道,保证灌装工艺过程的顺当进展，不同类型的液料其物理化学性质各不一样,因此对灌装工艺要求存在差异形成了对阀的不同要求,不同的灌装方法有不同的灌装工艺过程。性强，产量高，局部设备是当今世界最为先进的机型。这些生产线的引进，使中国局部饮料、乳品和啤酒企业的包装水平得以与兴盛国家同步进展。与此同时，每年使用量相当巨大，国内在灌装速度和精度上和国际水平还存在着确定的差在国际中的低位。300此，对灌装阀的创争论意义格外重大。灌装的根本原理及旋转阀的分析与设计设计内容及要求1〕.设计圆盘式旋转阀，要求有与之关零件；2〕.设计圆盘式旋转阀零件；3〕.旋转阀能满足等压灌装的工艺要求；4〕.储液箱内液体深度约450mm；5〕.1576〕.储液箱内的表压强为P 98kpa；7〕.灌装的容器为370ml8〕.旋转阀的材料选择、安装等。灌装的根本原理灌装的根本方法的特性保持不变,必需承受不同的灌装方法。一般灌装机常承受以下几种灌装方法:常压法自由流淌的不含气液料都可用此法灌装,例如白酒、果酒、牛奶、酱油、醋等。其工作过程为：①进液并排气；②到达定量停顿进液；③排解余液并为下一次灌装做预备。等压法等压法也称压力重力式灌装法,即在高于大气压的条件下,首先对包装容器充气,使之形成与贮液箱内相等的气压,然后再依靠被灌液料的自重流进包装容器内。这种方法普遍用于含气饮料,如啤酒、汽水、汽酒等的灌装。承受此种方法灌装,可以削减这类产品中所含二氧化碳的损失,并能防止灌装过程中过量起泡而影响产品质量和定量精度。其工作过程：①充气等压；②进液回气；③停顿进液；④释放压力.真空法是在低于大气压的条件下进展灌装的,可按两种方式进展:1〕压差真空式待灌容器间的压差作用产生流淌而完成灌装,国内此种方法较常用。2〕面较广,它即适用于灌装粘度稍大的液体物料,如油类、糖浆等,也适用于灌装含气的接触,延长了产品的保质期,真空法还适用于灌装有毒的物料,如农药等,以削减毒性气体的外溢,改善劳动条件。其工作过程为：①瓶内抽真空；②进液排气；③停顿进液；④余液回流。压力法利用机械压力或气压,将被灌物料挤入包装容器内,这种方法主要用于灌装提高了灌装速度,形成的泡沫因汽水中无胶体尚易消逝,对灌装质量有确定影响,但不算太大。上述几种灌装方法的正确选择,除考虑液体本身的工艺性能如粘度、重度、真空法,为了削减灌装时液料中的含氧气量,以便延长产品的保质期,承受较大的真空度的真空法更有利。另外,承受真空法其灌装阀的构造较简洁,液漏损失小。但是事物是辩证的,真空度越大,酒的香味越易损失,而且真空法较之常压法尚需合选择几种方法,例如为了削减啤酒中的含氧量,避开保存期失光变质,一种方法压法，另一种方法是用二氧化碳充气等压,瓶内被替代的空气被引入单独设置的回气箱,并不排至贮液箱。灌装前阶段在等压下进展,灌装后阶段可加快回气速度,形成与贮液箱的压差,从而提高灌装速度,即承受等压—压力(差压)法。定量方法准确的定量灌装不但与产品的本钱有着直接的关系,同时也影响产品在消费要增加秤等计量衡器,所以机器的构造比较简洁,适用于比重常常变化的固体物料,且往往要配置一套电路用以机电协作;容积定量机器的定量构造比较简洁,一般不需电路协作。液体产品一般易承受容积式定量,常见的有如下三种方法：把握液位高度定量法次灌装的液料容积等于确定高度的瓶子内腔容积,故习惯称它为“以瓶定量”。该法构造比较简洁,不需要关心设备,使用便利,但对于要求定量准确度高的产品不宜承受,由于瓶子的容积精度直接影响灌装量的精度定量杯定量法这种方法是先将液体注入定量杯中进展定量,然后再将计量的液体注入待灌瓶中,因此,每次灌装的容积等于定量杯的容积。定量泵定量法料从贮料缸吸入活塞缸,然后再压入灌装容器中,由此每次灌装物料的容积用活塞往复运动的行程来把握。比较上述三种定量方法,从定量精度来看,第一种方法由于直承受到瓶子容看,第一种明显最为简洁,因此,它自然得到广泛应用。定量方法的正确选择,主要应考虑产品所需要的定量精度,如我国对640±3最好不超过1.5毫米,容积误差最好把握在±0.4％,越是贵重的产品,明显其误灌装假设承受定量杯定量法,则贮液箱内的泡沫反倒可能降低定量精度,因此,在这种状况下,一般以承受把握液位高度定量为好。旋转阀的分析与设计圆盘式旋转阀的工作原理2-1圆盘式旋转阀构造简图1-阀盖；2阀座；3-阀球；4-对中罩；5-下液管；6-螺母图2-1圆盘式旋转阀构造简图1-阀盖；2阀座；3-阀球；4-对中罩；5-下液管；6-螺母Y1Y2，分别于储液箱室和灌装瓶想通。阀盖1轴承和垫片等，用螺母6其上开关有彼此相通的气体孔道Q3、Q4、Q5和液体孔道Y3、Y4。当灌装阀连同支承转盘一起回转时，阀盖1架上假设干个气缸或者挡块进展把握和拔动，的相对位置，实现灌装全过程。①第一工作位置(充气等压):此时阀盖由Q3、Y4Q2、Y1相对合,此时贮液箱内气室的气体由阀座上孔道Q1经过阀盖上孔道、Q4,Q2②其次工作位置(进液回气):此时阀盖逆时针方向旋转40°。所处的位置是阀盖上的孔道Q4、Q5Q1、Q2Y3、Y4及阀座上孔道Y1、Y2Y1，经过阀盖上的孔道Y3、Y4Y2,并进入待灌瓶中,而瓶内气体由阀座上的孔道Q2,经过阀盖上的孔道Q5、Q4Q1,并返回到贮液箱的气室内,从而完成进液回气过程。③第三工作位置(气、液全闭):此时阀盖顺时针方向旋转80°,这样阀盖上Y1而停顿进液；而且由于长拔爪恰好处于中垂位置，也为下一次反向拔动做准备。④第四工作位置(排解余液):此时阀盖再沿逆时针方向旋转40°,这样又回到第一工作位置,排解气道中残存的余液和泡沫,以免影响下一灌装循环的正常进展。⑤第五工作位置(气、液全闭):此时阀盖再顺时针方向转40°,这样又回到第三工作位置,也就是原始位置,从而完成一个灌装工艺循环。在阀座液道的入口四周，安置一可游动的钢球3，假设灌装时发生瓶子裂开，液体流速便突然增大，借此可以该球自动堵塞阀座内部的液道，以免造成液料的大量损失。再有，假设某一托瓶台上没有瓶子，该托甁机构的某些元件受内部弹性系统的作用就会升得高些，从而碰撞气动换向阀，使有关把握气缸的触头不再拨动相应灌装阀，保证不漏液，不漏气。作性能还是很不错的。阀门数目确实定由转盘每转一周时间是15s，灌装时间是7s，则有n=4r/min。由公式：n=α4/(6°×T4) (2-1)4—是灌装区所占的角度；T4—灌装时间，s；灌装区所占角度α4=6°×T4×n=6×7×4=168°瓶的容积V=370ml，查机械设计书中表 4-5可得：灌装头节距为150mm，灌装头个数为j=32个，即阀门的数目为32个;由表4-2知，在灌装区的灌装头数为15.2个。由公式Q=60nj 〔2-2〕Q-是生产力气，pcs/h；：Q=60×4×32=7680pcs/hRR≤900gud/〔π²×n²〕 〔2-3〕其中u—是瓶底与拖瓶台之间的滑动摩擦系数，这里取0.5；d则：R≤900gud/〔π²×n²〕=280mm阀端构造确实定灌装阀的阀端构造，通常分为短管和长管两种。依据气体和液料进出瓶子的不同状况,灌装阀阀端的气液道布置方法可以分为两类:一类是中心管灌液,环隙回气;另一类是环隙灌液,中心管回气,前者即所谓长管灌装阀,而后者则称为短管灌装阀。不管是哪一种阀，在设计时，应考虑到阀端的大小和进液排气道装阀。这两类的特点是：①短管阀的构造特点它们的特点是:灌装过程中,灌装嘴口伸入到瓶颈部位,灌装的水力过程完全是稳定的管嘴自由出流。在回气管上均装有分散罩,使灌装过程形成沿壁流。由于灌装管呈环隙状,浸润周边和液道截面相对圆形管大,对液流阻力相应减小,灌装易把握,呈稳定的层流。另外,对于把握瓶内液位高度的定量方法,在设计阀端构造时还应留意使液门尽量靠近瓶口,以便瓶内液料升至回气管之后,瓶径处气体能在较小空间内尽快被压缩,尽早到达气压平衡,同时要求出液口截面不能过大,以便液料能很快被截流,保证定量精度。②长管阀的构造特点程分为两个阶段:第一阶段为液料尚末到达灌装嘴口之前,属于管嘴自由出流:其次阶段在液料开头漂移灌装嘴口之后,属于管嘴漂移出流。而其次过程占灌装过的溶解,但由于灌装管径受瓶口尺寸与自身构造限制,灌装流通截面较小,灌装时流量偏低。因此阀端选择长管法。阀门启闭构造确实定闭阀门；③由固定挡块与拔叉启闭阀门；④由瓶内充气反压启闭阀门。由于固定挡块启闭阀门可把握阀体中可动局部产生回转摇摆或径向、轴向的直线移动,因此,对旋转阀一般均承受灌装机转盘旋转轨道旁的固定挡块来把握阀门的开闭；为了防止无瓶时液阀照旧翻开消灭漏液,有时就需另外承受气动、电动或机械的自控方法;一但升瓶台无瓶时,则要使固定挡块对相应的灌装阀失去把握,避开产生漏液现象。阀门的密封构造确实定上有平面和圆柱面两种形式。①平面型只需转变压紧力就能转变密封力以及磨损后的重密封,故使用寿命较长,安全牢靠。②圆柱面型在灌装阀中一般承受密封材料进展自封型密封,所谓自封型密封是将密封材料于压紧时形成适当的预压紧量,借助于材料的反弹力压严密封面而起密封作用的。这种密封形式运动磨损后简洁产生泄漏。假设预紧力过大,又要增加运动过程中的摩擦阻力,相应的也就增加了磨损的速度,泄漏后只得更换密封材料。阀盖和阀座接触平面间，承受牛皮垫片并借助螺母来压严密封。相关尺寸计算承受等压法灌装,例举灌装物为啤酒，灌装容器的容积为370ml，灌装时间V=370ml/7s=53ml/s=53×10-6m3/s4-3u。查相关标准有以下规定:250mm1.0～1.2m/su=1.1m/s1液体在输液管内的流速: u=1.1m/s4V4Vud=8mm由柏努利方程式：PP1 g

2112g

+H =Ze 2

+P 2g2

2 + h222g2

〔2-4〕P 21Z—1Pα1

动压头〔层流时取动g 1

2g——能修正系数α≈2，紊流时取α1；H —泵压头； h—损失压头。e液料流经灌