洗液灌装设备

 

全自动洗液灌装机属于自动化灌装设备,整机采用不锈钢304/316制造,可免工具拆洗清洁,结构简单合理,灌装精确度高,操作简便;适合于各种流体半流体物料,广泛适用于制药、日化、食品、农药及特殊行业,是理想的低中粘度流体充填设备。

 

应用范围:

全自动液体灌装机适用于护理液、口服液、洗手液、护肤液、消毒液、防冻液、洗发液、营养液、注射液、农药、洗洁精、沐浴露、香水、食用油、润滑油、番茄酱、花生酱、沙拉酱、辣椒酱、豆瓣酱、芝麻酱、果酱、调味酱、甜面酱等物料的全自动定量灌装。

 

灌装原理:

本机为全自动活塞式灌装机,通过伺服电机带动六组活塞来抽取和打出物料,用单向阀控制物料流向,通过触摸屏控制伺服电机实现灌装量和灌装速度快速调节。调节灌装量时在触摸屏输入相应数字就可以。

 

产品优点:

1、整机采用304不锈钢材料制成,灌装系统采用316L不锈钢制作,符合GMP要求;

2、该机灌装系统由伺服电机驱动、灌装物料更加快速精确,容量调节快速准确;

3、人性化的设计,真正做到调节便利、无瓶不灌、故障诊断、装量准确,同时具有产量统计功能;

4、采用防滴漏与拉丝的灌装闷头、防高泡产品的灌装升降系统、确保瓶口定位的定位系统和液位控制系统;

5、灌装系统快拆设计,方便使用拆洗,并可增加CIP附件进行CIP清洗;

6、气动元件均采用台湾AirTac气动元件,FESTO可选配;

7、采用四氟活塞和硅胶密封圈(耐高温、耐酸碱、无毒环保、长寿命);

8、可与多种设备搭配使用,例如全自动上盖旋盖机,全自动打塞机,全自动封口机等。

9、特殊规格可定制

液体灌装机生产能力的计算

旋转型自动灌装机的生产能力可用下式计算:

 

 

由式(3-14)可见,要提高灌装机的生产能力就必须增大头数α和转速n。如果采用增大灌装机的头数。来提高生产率,那么,灌装机的旋转台直径也要相应增大,这不仅使机器庞大,而且在旋转台转速一定的情况下,还必须考虑离心力的影响,即瓶托上的瓶子在尚末升瓶压紧灌装阀之前以及在灌满液料降瓶离开灌装阀之后,其绕立轴旋转时产生的离心力都必须小于瓶子与瓶托之间的摩擦力,否则瓶子将会被抛出托瓶台,从而影响正常操作,由此可得灌装头中心到立轴中心的距离,必须满足下列不等式:

 

 

如果采用增大立轴的转速n来提高生产率,那么,除同样需要考虑离心力的影响外, 主要的还需考虑灌装时间的影响,当n值提高,但液料灌装速度没有提高而与n值不相适应时,瓶子在旋转台上转动1周的时间内并末能灌满,没有达到定量要求,生产循环也因此受到破坏。

立轴旋转1周即灌装机完成1个工作循环所需时间为

 

 

如图3 -47所示,其中T1 为进、出瓶之间的无瓶 区所占去的时间,无瓶区的大小由进瓶、出瓶拔轮的结构所决定,显然,拔轮取的越大,进出瓶越稳,但所占无瓶区的角度相应也要增大。T2 、T3 为升瓶、降瓶所占去的时间,它们除应考虑升瓶前、降瓶后尚需稍为稳定的时间外,同时还应考虑升降瓶凸轮所允许的压力角,参照机械原理的有关知识,瓶托上升时为 工作行程,许用压力角推荐为α≤30°。瓶托下降时为空行程,许用压力角α≤70°。

 

 

由此可见,圆柱凸轮的半径越大,升降行程越短,升降瓶区在转盘上所占的角度就可越小,但随着升降瓶凸轮半径的减小,在满足一定压力角的情况下,升降瓶区所占角度增大,经济效果不一定有利,另外,在选择灌装阀的阀端结构时,采用短管法当然较之采用长管法可减少升降瓶的行程,从而减少升降瓶区。 T3、T3 ‘(为开阀、关阀区所占的时间,这与灌装阀的结构形式和开闭方法有关系,例如,一般旋转阀较之移动阀开启所需时间长些,利用固定挡块开闭较之利用瓶子本身升降开闭所需时间长些,根据一般阀的生产情况,有入建议这段时间为0.5s~ 1s。 T4为灌装区所占时间,它必须保证灌装足够的定量。

液体灌装机灌装时间的计算:充气和抽气时间的计算

对于常压法,液体灌装机灌装所需时间即为灌液时间。而对于等压法和真空法,其灌装所需时间 则应是灌液时间与充气或抽气时间之和,这里仅计算充气和抽气时间。

 

1)充气等压时间

当空瓶上升至灌装头接触并密封时,瓶内的空气由常压充气至与储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〈即储液箱内气相空间〕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〔或称等熵过程〕。

由气体绝热过程方程式可知

 

 

2)抽气时间

对于负压灌装,灌装前必须使瓶内形成一定的真空度,或者说,将瓶内气压由原来的 P0(即大气压)降低为这样,瓶内原有的空气体积则由V0 膨胀为 V1。由于被膨胀的空气不断被抽走,温度基本上保持稳定,可近似认为是一个等温过程,故得出

 

 

 

液体灌装机灌装时间的计算: 稳定流动状态下的灌装时间

影响液体灌装机灌装时间的因素很多,与物料的性能、灌装通道及待灌容器结构等有关。而这些因素的综合作用,决定了灌装过程物料的流动状态。换言之,物料流动状态直接影响到灌装时间的长短。

根据流体力学,流体在流动过程中有2种状态:①稳定流动状态;②不稳定流动状态。灌装机中所采用的灌装方法主要是按待灌容器的容积控制其装料高度的定量灌装法和定量杯式计算灌装法。前者具有稳定流动状态的基本条件,而后者则属于不稳定流动状态。以下对2种流动状态的灌装时间计算加以详述。

 

稳定流动状态下的灌装时间

如图3 -45所示,若管口伸至瓶颈部分,储液箱内液位保持不变,储液箱和待灌瓶内气相空间的压力也基本不变,则该灌装过程属于稳定的管口自由流动,亦即液料体积流量V是常量,即

 

 

 

可见,增大灌装通道截面积 ,提高储液箱面距管口高度h增加压差ΔP,均有利于缩短灌装时间。由压差ΔP影响可见,在灌装时于待灌装器内建立一定的真空度,使液料在一定压差下灌装,可有利于提高灌装速率。但是,增加C、ΔP、h还应考虑液流过快,以实现稳定的灌装过程;而增加也应考虑瓶内液面超过回气管口,能及时达到定量的精度。

常压式液体灌装机的灌装阀结构

在常压式液体灌装机中,最常见的灌装机构为滑阀式灌装阀,如图3-24所示。灌装阀主要由固定套筒8、滑动套筒10、排气管1和注液头14等组成。

灌装前,灌装机构在弹簧9的作用下,滑动套筒10的下部管体和注液头14压合,使阀门处于关闭状态。

灌装时,装料瓶通过输送装置送入灌装机转盘的升降台上,由升降机构驱动升降台,推动装料瓶上升,使瓶口端部与橡胶环13接触。瓶子继续升高,顶升环套12通过定位套11,迫使滑动套筒10压缩弹簧9并沿固定套筒8的内孔向上滑升。这时,滑动套筒10的下部管体脱离注液头14的下端部,使注液头的左侧孔道和右侧凹槽露出。于是,液料由 储液箱经套筒内孔再沿注液头右侧凹槽流入瓶内,而瓶内空气则进入注液头左侧孔道并 沿排气管1排出储液箱的液面空间,如图3 -24(b)所示。

 

 

当流入瓶内的液体浸没了注液头的下端出口时,即形成液封,瓶内颈部的残留气体将无法排出,但此时液料仍继续流入瓶内,使瓶内残留空气压缩。因此,当液面稍微超过注液头出口后,就不能再升高。因连通管作用,形成液封后料将进入排气管1并上升,直到与储液箱相同液位为止,达到平衡状态,才停止进液。

随后,瓶子随升降装置下降,弹簧9迫使滑动套筒10向下压合注液头14,关闭阀门, 切断储液箱与瓶间的液流通道和排气管道,而排气管内的液体则被封存,留待下一次灌装注液。最后,瓶子与灌装机构完全脱离,完成灌装工作。

只要调整注液头插入瓶中的深度,即更换不同高度的定位套11,就可方便地改变装瓶的液位高度,当然这和储液箱的液位高度也有关。这种结构比较简单方便,以待装容器的容积来定量,因此灌装精度与待装容器的计量精度有直接的关系。

液体灌装机有哪几种灌装方法

 

由于液料的物理化学性质各有差异,在灌装时,就有着不同的灌装要求。液料由储液装置(通常称为储液箱)灌入包装容器常采用如下几种方法。

 

1)常压法灌装

常压法灌装是在大气压力下,直接依靠被灌液料的自重流入包装容器内。在常压下将液体产品灌装到包装容器内的机器称常压灌装机。

常压灌装的工艺过程为:①进液排气,即液料进入容器,同时容器内的空气被排出;

②停止进液,即容器内的液料达到定量要求时,进液自动停止;③排除余液,即排除排气 管中的残液,该过程对排气至储液箱上部气室的那些结构是必需的。

常压法主要用于灌装低黏度不含气的液料,如牛奶、白酒、酱油、药水等。

 

2)等压法灌装

等压法灌装利用储液箱上部气室的压缩空气,给包装容器充气,使二者的压力接近相等,然后被灌液料靠自重流入该容器内。利用等压法进行灌装的机器称为等压灌装机。         ‘

等压灌装的工艺过程为:①充气等压;②进液回气;③停止进液;④释放压力,即释放瓶颈内残留的压缩气体至大气内,以免瓶内突然降压引起大量冒泡,影响包装质量和定量精度。

等压法适用于含气饮料,如啤酒、汽水等的灌装,以利减少其中所含气体(CO₂)的损失。

 

3)真空法灌装

真空法灌装是在低于大气压力的条件下进行灌装。它有2种基本方式:一种是差压真空式,让储液箱内部处于常压状态,而只对包装容器内部抽气,使其形成一定的真空度,液料依靠两容器内的压力差,流入包装容器并完成灌装;另一种是重力真空式,让储液箱和包装容器都处于接近相等的真空状态,液料靠自重流入该容器内。采用真空法进行灌装的机器称为负压灌装机。目前,国内常用差压真空式,它结构简单,工作可靠。

真空法灌装的工艺过程为:①瓶抽量空;②进液排气;③停止进液;④余液回流,即排气管中的残液经真空室回流至储液箱内。

真空法适用于灌装黏度稍大一些的液料(如油类、糖浆等)、含维生素的液料(如蔬菜汁、果子汁等)和有毒的液料(如农药等)。此法不但能提高灌装速度而且能减少液料与容器内残存空气的接触和作用,故有利于延长某些产品的保存期,此外,还能限制毒性气体和液体的逸出,从而改善操作条件,但对灌装含有芳香性气体的酒类却是不适宜的,因为会增加酒香的损失。

 

4)压力法灌装

压力法灌装是借助机械或气液压等装置控制活塞往复运动,将黏度较大的液料从储料缸吸入活塞缸内,然后再强制压入待灌容器中。这种方法有时也用于汽水之类软饮料的灌装,由于其中不含胶体物质,形成泡沫易于消失,故可依靠本身所具有的气力直接灌入未经预先充气的瓶内,从而大大提高了灌装速度。

 

5)虹吸法灌装

虹吸法灌装是应用虹吸原理使液料经虹吸管由储液箱被吸入容器,直至两者液位相等为止。此法适合灌装低黏度不含气的液料,结构简单但灌装速度较低。

计量灌装机故障分析及使用维修

 

计数定量的机械故障比较容易发现和处理,主要是链条、推板、导轨、支承等运动机构 及传动零件磨损、松脱、变位造成。规则块状物品的外形尺寸误差过大,颗粒物品的料度大小不均匀都会造成计数定量不准确。光电计数器的故障主要是光电管变位或灵敏度下降,使光源通道被遮隔,光线接收受阻,还有就是光源、光敏元件失效及其电路故障所致。

计数不准,也可能是产生粉尘的物品阻塞孔腔,使进入计数器的物流不均匀,造成灌装不足,影响计数的准确性。对该类机器的维护主要是清洗、润滑和适当的调整,坚持这3点可以使机器延长寿命。

随着微型计算机以及各种高新技术的应用,今后,计量灌装机械将向着高度自动化、智能化的方向发展。在自动控制和自动检测等方面将有更新的发展。

称重式灌装机

 

有许多物料常易受潮而结块,使颗粒大小不均、流动性差,表观密度变化幅度大及价值高,此类产品适合采用称重法计量,以保证精度。

称重式灌装机是将物料按预定质量灌装到包装容器内的机器,特点是结构复杂,体积较大,计量精度高,计量速度低。通常分为毛重式灌装机和净重式灌装机,称净重往往在包装机上间歇连续性进行。

 

1、称重式灌装机的工作原理

称重式灌装机是由供料机构、称量机构、开斗机构构成。由供料执构将待称物料供到称量机构中,当达到所需要的重量时停止供料,再由开斗机构开斗放料灌装,从而完成称量灌装工作。

 

2、称重式灌装机的分类、特点

 

称重式灌装机的分类及特点如表2 – 2所列。

表2-2 称量式灌装机的分类和特点
类型 称量方式 特 点
无秤斗称量灌装机 (毛重灌装机) 在灌装过程中,物料连同包装容器一起称重 产品结构简单,易于在生产线中布置,单台 秤工作速度可达40次/min
单秤斗称量灌装机 由单台秤称出预定产品的重量,并将其灌装至包装容器内 工作速度较低,一般不超过25次/min,当物 料粒度变化大或物料黏秤斗时,称量精度一般不离
多秤斗称量灌装机 由多台(一般2台-4台)各自称出预定产品的重量,并将其分别灌装到包装容器内 工作速度成倍于单秤斗称量灌装机
多斗电子组合式称量灌装机 由多台秤各自称出一定的重量,然后通过微 处理机将某几个称斗的重量组合起来,使之最接近预定的重量,并将其灌装到包装容 器内 计量速度高,可达160次/min,计量精度高, 设备体积大,造价高
连续式称量灌装机 应用连续称最检测和自动调节技术,确保在连续运转的输送机上得到稳定的物料重量流速,然后进行等分截取,以得到各个相同 的定量份值

计量速度离,剂量精度较低

 

 

灌装机故障分析及使用维修

 

故障分析及使用维修

容积式定量装置如发现定量不准确,首先应检査给定量杯加料的装置有无失效。例如,粉粒物料料斗的落料是否连续和均匀,料层有无起拱、搭桥、结块现象,刮板有无松脱或变位。显然,如果落料时断时续,刮板失效,定量杯进料就会时多时少而无法实现准确地定置。

第1个原因是定量杯或定量腔的容积有了变化,特别是可调式定量杯或定量腔在长期运转中摩擦、振动有可能使其发生松动而变位,应检查调节容量的元件有无变动,必要时逐个测试其实际容量是否符合规定的定量精度要求并进打适当的调控。

第2个原因是物料由定量杯进入包装容器这一段过程不通畅,可能是通道阻塞、排气不良,灌装口与包装容器口对不正等,应检査阻塞原因和调整包装定位装置。

 

1、故障分析

(1)量杯装不满:量杯的容量调得不正确;料斗送料太慢或不稳定;料斗接装料面太低;进料管太小,物料流动不爽;进料管和量杯不同心,等等。

(2)物料重复循环装料:机器的运转速度过快,料斗落下速度过快。

(3)过量回流:量杯伸缩机构调节不当。

(4)物料的溢损:容器与进料管不同心,节拍不准,容器太小或物料黏在料管中使送料滞后。

(5)螺旋转速很低或转速不稳定期:物料的黏性太大或螺旋转数设定太大而使物料挤实以致转动不正常。

(6)离合器工作不正常或皮带松驰:应参见离合器使用说明书检查调整离合器或将皮带张紧。

(7)计数器不计数:可能编码器连线有故障或编码器上联轴器松了或联轴器断了。

 

 2、使用维修

(1)各齿轮、链轮应定期加黄油。

(2)切忌在离合器或制动器内使用污染的黄油(将会造成离合器或制动器打滑)。

(3)每隔72h应检査一遍各种连接是否松动,电线接头是否牢固,皮带是否太松

(4)每次拆卸机器后,应用手拨螺旋,观察转动是否有异常。

(5)启动电动机时,如发现电动机声音异常,应紧急停机,关掉总电源,及时检査线路。

(6)电动机在转动时,切忌用手拨燦旋或用工具去淸理螺旋内的物料。

(7)控制箱内切忌受潮。

(8)每天下班后,应用水将机器料斗淸洗干净。

 

容积式灌装机的关键部分是其电气控制部分,因为工作环境等因素的影响容易受到损坏。对其机械部分要注意淸洗、润滑并做适当的调整。因为各个厂家生产的产品总有很多不同之处,关键是要参照各生产厂家使用说明书进行选用和使用维修。