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1、内 容,4.1 概述 4.2 灌装的基本原理 4.3 灌装机主要结构 4.4 灌装机基本参数,4.1 概述,4.1.1 灌装的液体产品和包装容器 1灌装的液体产品 （1）流体：在自身重力作用下即可以按一定速度流动的任何液体。如酒类、果汁、牛奶、酱油等。 （2）半流体：在大于自身重力的压力作用下才能流动的液体。如松糕油、番茄酱、肉糜等。 （3）粘滞流体：粘度超过1000厘泊的不属于流体和半流体的范围。如浆糊之类的产品属于这一范畴。,2包装容器 包装容器目前按其材料分主要有玻璃瓶、金属罐、纸包容器、塑料瓶等。还可分为： （1）硬质容器：任何可以承受的向下压力而不变形的用金属、玻璃、陶瓷或塑料制成的
2、、加封盖后不漏液体的容器。 （2）半硬质容器：任何以轻量塑料通常是吹塑成型或热成型)或是纸板及其复合纸材制成的加封盖后不漏液体的容器。 （3）非硬质容器：任何以塑料薄膜、金属箔、塑料复合薄膜或是由它们的复合物制成的容器。,4.1.2 灌装机分类 1旋转型灌装机 待灌瓶由输送带输入或人工送入灌装机进瓶机构，瓶子在灌装机转盘带动下绕主立轴旋转，进行连续灌装。转动近一周时，瓶子灌满，由转盘送入压盖机进行压盖。 这种灌装机在食品和饮料行业应用最广泛，如汽水、果汁、啤酒、牛奶的灌装。,动画演示,2直线型灌装机 灌装瓶沿着平直的直线运动，进行成排灌装。送来一排空瓶由推瓶板向前推送一次，到送灌液管的下方时阀
3、门打开，进行间歇灌装操作。 这种灌装机结构比较简单，制造方便，但占地面积比较大，而且是间歇运动生产能力的提高受到一定限制，因此一般只用于无汽液料类的灌装。,4.2 灌装的基本原理,4.2.1 定量的基本方法 1控制液位定量法 通过控制被灌容器中液位的高度以达到定量灌装的目的。 该法结构比较简单，但对于要求定量准确度高的产品不宜采用，瓶子的容积精度直接影响灌装精度。,2定量杯定量法 先将液体注入定量杯中进行定量，然后再将计量的液体注入待灌瓶中。 每次灌装的容积等于定量杯的容积。,3定量泵定量法 采用压力法灌装的定量方法，一般由动力控制活塞往复运动，将物料从贮料缸吸入活塞缸，然后再压入灌装容器中。
4、 每次灌装物料的容积用活塞往复运动的行程来控制。,4电子式定量法 在灌装阀中有两个大小不相同的液道，液体通过液道时，由负载传感器随时地测量液体重量，当充填的液体接近规定的充填量时，灌装阀则可转换成小流量的回路，因而灌装精度非常高。 这种灌装阀结构简单，当灌装量改变时，只要变更数据开关的给定值，即可瞬时实现，较易实现生产的集中管理。,定量的基本方法对比,4.2.2 灌装的基本方法 1常压法（纯重力式） 在常压下液料依靠自重流进包装容器内。 大部分能自由流动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。 可采用控制液位定量法和定量杯定量法实现。,常压法灌装原理（控制液位定量法）,常
5、压法灌装原理（定量杯定量法）,2等压法（压力重力式） 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。 采用此种方法灌装可以减少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。,等压法灌装原理,3负压法 在低于大气压的条件下进行灌装。 适用于灌装含维生素的液体物料，如蔬菜汁、果子汁等，瓶内形成真空减少了液料与空气的接触，延长了产品的保质期；还适用于灌装有毒的物料，如农药等，以减少毒性气体的外溢。 负压法有压差式和重力式之分。,（1）压差式 即贮
6、液箱内处于常压，只对包装容器抽气使之形成真空，液料依靠贮液箱与待灌容器间的压差作用产生流动而完成灌装。,压差式负压法灌装原理,重力式负压法灌装原理,（2）重力式 即贮液箱内处于真空，包装容器首先抽气使之形成与贮液箱内相等的真空，随后液料依靠自重流进包装容器内。,4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粘度较大的稠性物料，例如灌装番茄酱、肉糜、牙膏、香脂等。,压力法灌装原理,灌装的基本方法对比表,4.3 灌装机主要结构,4.3.1 容器类结构件 1.螺杆式供送机构,2.拨瓶轮,4.3.2 升降机构 1.机械式升降机构 适用于小型的半自动化的不含气体的液料灌装
7、机中。,机械式升降机构,2.气动式升降机构 因为采用气体传动，有吸震能力，当瓶子被卡住时，压缩空气好比弹簧一样被压缩，这时瓶子不再上升，故不会挤坏。,气动式升降机构,3.气动-机械组合式升降机构,4.3.3 灌装阀 1单阀型灌装阀 阀体中有一件可动部分，它相对于不动部分开闭阀时作往返一次的直线移动。 根据可动部分移动前后开闭流体通路的方法又可分成端面式和柱面式两种。,2双阀型灌装阀 阀体中的可动部分相对于不动部分在开闭阀时作往复一次或多次的旋转摆动，在摆动的两极限位置，由可动部分上的孔眼是否对准不动部分上的孔眼来完成流体通路的开闭，根据相对转动面是沿圆柱面(或圆锥面)还是沿平面进行。,3多阀型
8、灌装阀 阀体中有几件可动部分作直线移动以完成液路或气路的开闭，气阀在机械作用下首先打开，待瓶内充气达到与贮液箱内气相空间等压时，瓶内气压产生的向上作用力正好足以克服液阀的密封力，于是液阀会自动打开。,4.3.4 液位控制器 1.浮球液位控制器 2.电子式液位控制器 3.音叉式液位限位开关 4.PLC液位控制器,4.4 灌装机基本参数,4.4.1 灌装阀头数 常见灌装阀头数是：6、8、12、16、18、20、24、30、32、40、50、60、72、80、84、96、100、112。,4.4.2 灌装时间 1.灌装的水利过程 根据水利学知识，液料由贮液箱或定量杯经过灌装阀流入待灌瓶内，这一过程应
9、该看成是液体的管嘴出流。 按照定量方法和灌转阀的嘴口伸入瓶内位置的不同，又可分成以下几种情况:,（1）控制液位定量法的水利过程 灌装嘴伸在瓶颈部分 灌装嘴口伸入到瓶颈部分，由于贮液箱内液位保持恒定，而贮液箱内液面上气压和待灌瓶内的气压基本上又是一个定值，因此，液体流动速度是基本不变的，灌装过程则属于稳定的管嘴自由出流情况。,灌装嘴伸入接近瓶底 若灌装嘴口伸入在接近瓶底部，灌装过程分为两步: 第一步，在液面尚末灌至灌装嘴口之前一段，属于稳定的管嘴自由出流情况； 第二步，在液料嘴口之后一段，由于作用在嘴口上的静压力随着瓶内液料的逐渐上升而变化，故属于不稳定的管嘴淹没出流情况。,（2）定量杯定量法的
10、水利过程 灌装嘴伸在瓶颈部分 若灌装嘴口伸入在瓶颈部分，由于定量杯内液位在灌装过程中逐渐变化，因此，液体流动速度也随时间变化，灌装过程则属于不稳定的管嘴自由出流情况。,灌装嘴伸入接近瓶底 若灌装嘴口伸入接近瓶底，灌装过程也分两步: 第一步，在液料尚末灌至灌装嘴口之前一段，属于不稳定的管嘴自由出流情况； 第二步，在液料已淹没嘴口之后一段，属于不稳定的管嘴淹没出流情况。,2.液料流量的计算 经过灌装阀孔口出流的液料体积流量为： 式中: A0 孔口中液道口的截面积； v 孔中截面上液料的流速。 由流动液体能量守恒定律，即伯努利方程，有： 即密闭管道流动的理想液体，在任一截面上三种形式能量可以相互转化，总能量为定值。,又因为v1=0，z0=0，所以： 式中:C灌装阀中液道的流量系数。,3.灌装时间的计算 式中:V每瓶所需灌装液料的容积； q孔口出流的液料体积流量。,4.4.3 生产能力 式中:n主轴转速； j灌装机头数。,