关于定量泵式灌装机的应用与分析

关于定量泵式灌装机的应用与分析

摘要：本文首先简单阐述了灌装机在近代工业中的应用，随后介绍了国内外包装机械的发展水平以及我国与世界先进水平的差异，最后讲解了定量泵式灌装机的关键结构和工作原理。

关键词：包装机械；定量；灌装机

Abstract: This paper first briefly discusses the filling machine in modern industrial application, then introduced the domestic and foreign packaging machinery development level and our country with the world’s advanced level difference, finally explain quantitative pump type filling machine key structure and working principle.

Key words: packaging machinery; quantitative; filling machine

人们的生活水平不断提高，对生活质量的要求也越来越高，消费者对个人护理品和化妆品的需求也不断增加。现在有许多消费者喜欢小容量的洗护用品和化妆品，这就使得无论是洗涤用品、个人护理品还是化妆品领域的生产企业都非常关注产品计量的精确度，因为这些产品剂量均偏小，计量不准确就会相对产生较大的偏差，而且一些化妆品价值非常高，精确的计量会为企业节约大量的生产成本。市场的需求决定了在未来几年里，计量精确的包装机械会受到企业更大的青睐。

而由于目前日化行业竞争非常激烈，许多小企业纷纷被挤垮，导致一些大企业通过兼并重组的方式使企业规模越来越大。在这种情况下，高效率的生产才能给企业带来更多的利益和竞争力。行业发展的趋势势必会导致日化企业对高速、高自动化程度设备的需求增多。在未来几年里，连动、配套的生产线会更受到日化企业的青睐。

一、发达国家包装机械技术水平及发展趋势：

从1902年到1980年，经过近80年发展，灌装机已经由机械化进入自动化时代，这两个技术时代的产品特点，集中体现在液体灌装机的心脏——灌装阀上。早期的液体灌装机采用撞块式机械阀灌装，由于机械效率低、漏损高，液阀演变为弹簧自动控制。1980年以后，电动阀投入使用，随着自动化程度的提高，整机的传动系统、液、气控制系统、送盖系统都作了改进。目前、液体灌装设备正朝以下几个发那个面发展：

1高速度、高精度、自动化灌装

采用压力灌装、电动阀灌装、微机监控灌装生产线来提高灌装速度、精度和自动化程度。

2由繁到简

50年代末发明内装弹簧阀后，一些国家和公司根据当时阀内装的维修和清洗不方便且容易产生涡流等缺陷，将阀内装改为酒缸外装阀。最近几年，一些采用阀外装的国家和公司又采用阀内装的趋势。另外，对于啤酒业来说，开始采用无酒缸灌装机，便环形缸为环形管道。灌装机的庞大结构被简化为框架式管道结构。

3防止噪音

灌装过程中的噪音主要来自气送盖、平托气缸和传动系统[26]。其中气送盖是最大的噪音源。为了排除噪音，国外采用了“拨轮送盖”技术。噪音可降低20decibel[27]。

二、我国包装机械的现状及与国际水平的差距：

目前，在我国有关行业中，大容量的液体定量灌装技术装备与国外相比，显得相当落后。大部份企业还是依靠人力和陈旧的机械式磅秤进行定量灌装，劳动强度较大，灌装精度很低，生产效率也相当低；仅有一小部份企业采用了由流量电子称重。在分析称重式振动给料器工作原理的基础上,分析其控制仪表的设计过程。实际应用表明:电子称重控制仪表具有稳定性好、体积小、可操作性强、性价比高等优点。仪表的各项指标满足国标要求。定量称重系统的设计须注意其机构组成、工作原理及其主要技术参数。比如煤仓料位的连续在线测量一直是国内外煤炭工业长期以来未能彻底解决的难点问题。调研和分析国内外现有料位计的基础上,开发了一种基于称重信号的防爆型智能重锤料位计,能够定时连续测量筒仓料位,具有数字显示、自检、可编程控制、上下限声光报警以及联网功能,并适应具有爆炸危险的场合。可广泛用于煤矿、冶金、电力、化工、建材等行业的料位检测。喷煤原煤上煤系统取消电振给煤机,采用皮带电子称重式配煤机,同时采用变频器调速,使烟煤与无烟煤的配比稳定、精确。对于稳定生产、节能降耗、提高经济效益大为有利。再比如炼油厂大容量的油罐计量是生产管理、经济核算的一个重要环节。过去人工或仪表沿用的方法是测高度、算容积、测密度、量温度,用温度校正密度,再根据容积和密度计算出油品的质量。除了劳动量大、手续繁琐外,还要采用多种仪表,而且在计算时往往会出现误差[7]。稠油粘度高、密度大、附着力强的特点,若采用常规计量方式,导致计量误差大,不能满足油田开发精细管理的要求。集分离与计量功能于一身的油井计量方法,即采用称重法对稠油进行计量以消除油中含气造成的假体积而带来的测量误差。该计量方法与常规计量方式相比具有明显的技术经济优势,在油田上具有推广应用前景。今年4月在锦州召开全国计量工作会议,讨论了国家计量局制订的贮罐液体计量系统采用称重法计量仪表的规程讨论稿,明确了今后我国的贮罐液体计量系统应采用称重式计量仪表。采用称重法计量液体的重量,可节省密度分析、温度测量、密度修正、液位测量等多道繁琐手续,减少积累误差,从而使计量过程更为合理。由于被测液体并不和仪表直接接触,仪表可适用于很多种工业液体(如有泡沫、波动、粘性、腐蚀等等)的计量。

进口定量灌装设备属于高科技产品,一般配置有高精密的计量设备,由高稳定

性和高灵敏度的传感器、优化的可编程逻辑控制器( PIC)或微电脑控制系统、气动、电动、液压机械传动执行机构等组成,是机、电、仪一体化的生产线。但在这条大型生产线上的核心仍是计量设备,在引进过程要特别关注。计量设备的实际准确度决定着定量灌装设备的科技含量及价值。

产品品种方面的差距：目前国外包装机械产品的品种大约有2300多种，成套数量多，并且不断有新技术、新产品出现。国外的包装机械产品一方面向高精度、大型化发展，另一方面向多功能方向发展。如意大利ILAPAK公司的小剂量颗粒包装机采用机械转鼓式计量，连续式封合并裁切，一机多工位，包装速度可达120袋/分钟，其控制系统采用微机和可编程控制器。与发达国家相比，我国包装机械产品品种及配套数量少，只有1300多种。缺少高精度和大型化包装机械产品，在钢制两片罐成型设备、高精度电子计量装置、高速电阻焊机、大型中空容器成型机械等方面仍属空白。

生产技术与企业管理方面的差距：目前，国内包装机械企业大多采用了CAD/CAM技术，数控加工中心和柔性制造系统的应用也较广泛。发达国家包装机械企业的技术、生产、销售等管理工作基本实现了计算机化。而我国的包装机械生产企业还存在技术装备水平偏低、设备陈旧、效率低、精度差等问题，从而使企业缺乏市场竞争力我国许多包装机械企业平均水平不足1% ,因此生产出的产品很难有创新和竞争力。

与发达国家比较,我国包装机械总体的落后水平主要表现在质量和技术方面。目前总体的生产状况是结构简单、技术含量低的产品多,高技术附加值、高生产率的产品少;通用机械多,特殊要求、特殊物料加工的包装机械少;单机多,成套流水线少,完整的配套性尤差;重生产加工,轻研究开发,自主开发的创新产品很少。

三、定量泵式灌装机

3.1定量泵式灌装机的总体设计

图3灌装阀结构

活塞式灌装阀的结构如图所示。灌装阀中有圆柱形滑阀5，在滑阀上有月牙形凹槽，凹槽的大小能同时覆盖酱箱下面的通道A和活塞体上部的通道B，使储酱箱和活塞体相通。当滑阀上升时，储酱箱的通道A被覆盖，活塞体上的通道B和灌装阀的通道C相通。灌装机工作时，活塞杆在凸轮的作用下下降，通道A和B相通，液料由储酱箱1底部的通道A经滑阀5的月牙形凹槽6和通道B进入活塞体计量室内。当空瓶进至瓶托上，瓶托由凸轮作用上升，瓶口顶住灌