灌装机体液装置设计说明书

1 绪论

1.1灌装定义

灌装是指将液体（或半流体）灌入容器内的操作，容器可以是玻璃瓶、塑料瓶、金属罐及塑料软管、塑料袋等。

影响液体食品灌装的主要因素是粘度，其次为是否含有气体、起泡性、微小固体物含量等。因此，在选用灌装方法和灌装设备时，首先要考虑液体的黏度。

液体按其粘度分为三类：

流体：指靠重力在管道内按一定速度自由流动，粘度为0.001—0.1Pa.s的液料。如牛奶、饮料、酒等。

半流体：除靠重力外，还需加上外压才能在管道内流动，粘度为0. 1—10Pa.s 的液料。如炼乳、蜂蜜、番茄酱等。

粘滞流体：靠自重不能流动，必须靠外压才能流动，粘度在10Pa.s以上的物料。如调味酱、果酱等。

1.2基本灌装方法

1)常压灌装

在常压下，直接依靠灌装液料的自重流进包装容器内。主要用灌装低粘度的不含气液料。如牛奶、白酒、酱油、醋。使用的设备构造简单、操作方便、易于保养，至今仍被广泛使用。

灌装过程：液体从贮液槽1流经灌装阀4进入容器。灌装时升降机构将容器向上托起（或将灌装管向下降），容器口部和灌装阀下部的密封盖5接触并将容器密封，然后使容器再上升顶开而开启灌装阀，液体靠重力自由流入容器中，即停止流动，液位达到规定高度完成灌装后，升降机构将容器下降，灌装阀失去压力并由弹簧自动关闭。容器内的空气经设在灌装管端部的空气出口2通到贮液槽液面上部的排气管3排出。

图1.1常压灌装

2)真空灌装

在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌装粘度稍大的液料，如油类、糖浆等。又适于灌装含维生素的饮料，如蔬菜汁、果汁等；

①重力真空灌装

在低于大气压的条件下进行灌装，适用于灌装粘度稍大的液料，如油类、糖浆等。又适于灌装含维生素的饮料，如蔬菜汁、果汁等。

灌装过程：位于顶部的贮液槽是封闭，供液管1从槽顶介入并浸没在液体下部，由浮子2控制液面，其上部空间保持低真空，当容器输送到灌装阀4下方时，升降机构将它托起，与密封盖5吻合，将容器密封，继续上升将阀开启。由于容器经阀中的排气管3与贮液槽上部簿册形成低真空，因而液体经阀中的套管靠重力灌入容器内。与重力灌装一样，当排气口被上升的液体封闭时，容器中的液面就不再上升。灌装完毕，容器下降，灌装阀由弹簧自动关闭。

图1.2重力真空灌装

②真空压差灌装

适用于易氧化变质的液体食品，如富含维生素等营养成分的果蔬汁产品的灌装。即贮液箱内处于常压，只对包装容器抽真空，料液依靠贮液箱与待灌装容器间压差作用产生作用产生流动而完成灌装。供液管1由供液阀2控制，液位由浮子3保持。另设有真空泵7和真空室6以建立真空。溢流至真空室的液体由供液泵5送回贮液槽。

应用此法灌装时，瓶子上升或灌装阀下降，将瓶口密封，并在瓶内建立高真空（860-930Pa），然后开启灌装阀10。阀中套管内有真空管与真空室相连。当封住瓶口并开启后，真空口也同时开启，瓶内变为真空。液体靠压力差从贮液槽

流入瓶内。当液体上升到灌装阀中真空管口中时即停止流动，液位保持不变，如果瓶子不离开瓶口，液体会继续缓慢地流出，因为抽真空时会将液体从瓶内吸出，形成溢流和回流。

图1.3真空压差灌装

3）等压灌装

在高于大气压的条件下，首先对包装容器充气，使之形成与贮液箱箱等的气压，然后依靠被灌装液料的自重流进包装容器内。

常用于灌装含气饮料、啤酒等的灌装。

等压灌装过程：回转台上方的贮液槽是密封的，其液面由浮子1控制，液面以上空间充有压缩空气或CO2,以保持一定压力（灌装啤酒时要求用CO2, ，以避免啤酒与氧气接触）。液体经下部的供液口2进入。灌装阀4装在贮液槽内，其中部设有的排气管顶端伸出液面，下端为排气口7和泄压口5.

当容器上升至灌装阀口时，先由密封盖3将容器封闭，然后压缩弹簧，顶开灌装阀，开始灌装；同时，机械弹簧打开排气管顶部的充气阀6，使容器的压力与贮液槽上部的压力相等，通常称为“建立背压”。当液体上升到排气管口时，液位不再变化。

采用等压灌装时，在灌装过程中可以改变排气速度，借以改变灌装速度。当液体灌装到规定液位时，容器顶部的空气具有一定的压力，为排除这种压力，在阀门中装一个机械泄压口，使容器顶部与大气压力相同，保证当容器下降失去密

封时，液体不至喷出。

图1.4等压灌装法

4）机械压力灌装

利用机械压力如液泵、活塞泵或气压将灌装液料挤入包装容器内。

主要用于灌装粘性较大的稠性液料，如果酱、奶油等

机械压力灌装过程：贮液槽经供液阀2与供液槽1连接，液面由浮子4控制。灌装阀5与贮液槽8分开放置，供液泵7将液体送入灌装阀，容器与阀连接处靠密封盖6密封后，灌装阀开启进行灌装，同时容器内的空气由溢流管3排至贮液槽，当容器内液面达到溢流管口处时，液体开始经溢流管流回贮液槽，液面不再变动。

溢流管口与容器顶部的相对位置决定了灌装液面的高度，只要保持灌装阀与容器的密封，液体就会连续不断地通过溢流管流出，当容器不再密封时会关闭灌装阀和溢流口。

图1.5机械压力灌装

2 设计内容和要求

1)设计自吸泵，及与之关零件；

2)灌装量能进行调节；

3)常压灌装能满足灌装的工艺要求；

550；

4)储液箱内液面距灌装阀出口约mm

5)灌装时间为7秒；

350

6)灌装的容器为ml

7)灌装零件材料选择、安装等。

3 总体设计

进液料由贮液槽经泵、输液管道送到贮液箱中的装置称为液料供送系统，即灌装机的供液装置，它包括贮液槽、泵、管道、阀门、贮液箱及高度调节装置，液位控制器等。由此可分析知灌装机的供液装置设计主要设计以下几点：泵的设计、输液管的设计、阀门的设计、贮液箱高度调节装置的设计、贮液箱液位定量