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设备百科

气动技术在全自动灌装机中的应用

       气动技术是一种低成本的自动控制技术.它可以通过气动执行元件和控制元件实现工业自动化,气动传动具有系统结构简单、体积小、安装自由度大、技术要求低、速度调整容易、对环境不污染、清洁卫生,使用寿命长、价格低、操作简单等特点。气动控制系统传动其工作的介质是空气,来源方便,使用后可直接排放,不用回气管,空气在管道内流动损失小,可远距离输送,工作压力低,使用安全,能实现过载自动保护:工作环境适应性好,可安全地应用于易燃易爆场所。因此,气动技术的以上特点均十分适合灌装机的工作状况的要求,对易燃、易爆的液体灌装更能增强安全性。通过以上分析,选用气动元件作为灌装机的控制传动,为产品简化结构、维护方便、降低成本、参与市场竞争奠定了坚实的基础。本文介绍灌装方法是借助于气动装置控制活塞的往复运动和转阀的旋转运动,将液体从储料箱中吸入活塞缸内,然后再强制压入待灌容器中,这种方法既适用于粘度较大的液体,同时也适用于粘度较小的液体。

       1、压力灌装机应用原理及特点

       压力灌装主要适用于粘稠物料的灌装,可以提高灌装速度。如食品中的番茄沙司、肉糜、炼乳、糖水、果汁等;日用品中的冷霜、牙膏、香脂、发乳、鞋油、医药中的软膏以及工业上用的润滑脂、油漆、油料、胶液等。另外,某些液体,如:医药用的葡萄糖液、生理盐水、袋血浆等,因采用软性无毒无菌塑料袋或复合材料袋包装,其注液管道软细,阻力大,也要采用压力灌装,因此,压力灌装应用场合十分广泛。由于采用的压力和计量方法的不同,压力灌装有多种多样形式。其中应用最广的是容积式压力灌装。容积式压力灌装又称机械压力灌装,由各种定量泵(如活塞泵、刮板泵、齿轮泵等)施加灌装压力,并进行灌装计量。而其中采用活塞泵的容积式灌装方法是应用最广泛,其工作原理见图1,旋转阀3上开有夹角为90°的两个孔,其中一个为进料口,另一个为出料口。旋转阀3作往复转动。当其进料口与料斗1的料口相通时,出料口与下料管6隔断,活塞2向左移动,将物料吸入计量室5,当旋转阀3转动使其出料口与下料管6相通时,进料口与料斗1隔断,活塞2向右移动,物料在活塞3的推动下经下料管6流入包装容器7。灌装容积为计量容积的体积。通过调节活塞行程的大小即可调节灌装容积。活塞泵的两种主要动作通常需要通过机械传动来实现,为了控制运动速度及保证整个灌装动作的协调完成,机构比较复杂。另外,还需设计电气控制系统。以实现灌装的自动化,因此制造成本较高。如采用气动技术则可以很方便地实现前述活塞容积式灌装所需的两个动作。

图1 容积式压力灌装原理图

1-料斗 2-活塞 3-转阀 44旋转汽缸 5-计量室 6-下料管 7-包装容器

       2、气动技术在全自动灌装机中的应用

       气动控制回路原理如图2所示,首先,按下复位按钮,19口得气,同时38得气,使整个气动回路复位致如图示位置,旋转气缸转动90°角,带动转阀3转动,使转阀的进料口与料斗1的料口相通时,出料口与下料管6隔断,同时气阀32得气,使气缸活塞2向左移动,将物料吸入计量室5,然后,按下起动按钮,11口得气,使气阀换向,旋转汽缸又回转90°角,带动旋转阀3转动,使转阀出料口与下料管6相通时,进料口与料斗1隔断,同时气阀34口得气,气缸活塞2向右移动,物料在气缸活塞3的推动下经下料管6流入包装容器7,汽缸活塞移动致容积调节磁控开关时,磁控开关动作,使18口得气,然后19口得气,整个气动回路复位。第二次按启动按钮,则重复上述动作。该气动回路设有自动和急停开关,当自动开关闭合时整个气动回路自动运行,如此时遇到紧急情况.可立即按下急停按钮,让系统停止工作。

图 2 气动控制回路原理

       本气动控制回路全部采用气控讯号控制,双气控滑阀、分水减压阀选用日本SMC产品,启动、自动/手动、复位、急停按钮、节流调速阀、或阀、磁控开关、直线气缸、旋转汽缸等选用英国NORGRENMARTONAIR公司产品;气动传感接头选用SANWOSERIES产品,这种传感接头当气缸到达行程末端时,它依靠探测到的排气压降而工作,用来提供一个气讯号.它提供一种全气动选用,可有效地取代磁性开关。

       该气动控制回路实现了容积式灌装方法中对活塞泵的两个主要动作的实现与协调,完成了压力灌装的自动化,并通过控制汽缸压力及行程可以对灌装压力及灌装容积实行无级调节.该气动回路实现变速灌装,同时灌装速度和吸料速度也是无级调节的。因此,气动技术实现灌装机的自动化是具有显著优势的。




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