| 自動灌裝機反應釜的設計原理及步驟 | 2020-01-12 |
| 摘要：近半個多世紀以來，隨著生產與流通日益社會化、現代化，產品灌裝正以嶄新的面貌崛起，受到人們的普遍重視。灌裝機是灌裝機的一種特殊的結構。那么反應釜的設計尤其關鍵，本文主要論述反應釜原理及設計思路。 1灌裝機的工作原理 1.1配料系統結構 本配料系統主要有電子秤計量、控制、傳輸和封口部件等組成。傳輸部件是通過一個由電動機控制的鏈板傳動自動配料系統實現對灌裝件的傳送；封口機構按產品和板狀的不同自動執行封包、墊封或加蓋卷邊等功能；計量部件由稱重模塊及相應的測量和顯示儀表構成，完成對物料的稱重分包與質量顯示；單片機及其相應的控制執行電路承擔了定量稱重灌裝配料系統各個工序的自動控制。 1.2原理 本配料系統以稱重模塊輸出信號為依據實現物料的自動定量灌裝，其基本工作過程分喂料、稱重、排料、夾袋等四個階段稱重開始時，稱重儀表控制反應釜的粗進料閥和細進料閥同時打開，物料進入計量罐。當計量罐中物料質量達到粗加料閥值時，粗進料閥關閉，物料僅從細進料閥流出，進入細加料階段。當計量罐物料量接近目標值達到細加料閥值時，細進料閥關閉，稱量過程完成。接著套上灌裝反應罐并觸動夾具動作，打開計量罐的卸料閥，物料卸入灌裝反應罐中，卸料完畢后關閉卸料閥，夾具裝置自動松開，裝有物料的灌裝反應罐落到傳送帶上，由傳送機構送至封口裝置，完成封口工序。 2反應釜的設計 2.1反應釜的概述 固體反應釜是儲存固體松散物料的反應罐，它區別于儲存氣體、液體的反應罐。氣體和液體在常溫的自然狀態下是無形的物質，松散的固體物料在自然狀態下有堆積形態。反應釜的種類繁多，其結構和制造工藝也相差甚遠，構成反應釜殼體的受力元件由反應釜殼頂、反應釜殼圓筒、和反應釜殼錐體組成。反應釜殼頂和反應釜殼圓筒的結合部稱肩部，反應釜殼錐體和反應釜殼圓筒的結合部稱臀部，此兩部分的結構根據反應釜的不同大小和形狀以及反應釜使用的不同材質而有不同，我根據實際情況均采用焊接的結構形式，以保證反應釜具有足夠的剛度和強度。反應釜支撐結構主要是裙座、耳式支座和環座式支座。 2.2反應釜設計及計算 反應釜的設計時應優先考慮適宜的反應釜形狀和大小，裝卸物料用的運輸裝置和在作業過程中的正確布置。散料在重力的作用下載反應釜里不是均勻的流動，而要出現粒度和密度方面的不期望的不均勻組成，反應釜的物料對反應釜底和側壁產生壓力等等因素。反應釜的基本要求反應釜容積應滿足貯存物料量的要求；外形尺寸：橫截面最小長度不小于1.2m；高度不宜過高：成品反應釜設計壓力。過高的設計壓力會影響反應釜的使用經濟性，而且實際使用壓力也被限制在一定范圍內。 3)設計溫度固體反應釜防爆電子秤的使用溫度大都為常溫，我國南北緯度跨度大，北方部分地區冬季氣溫較低，而南部、西南部地區夏季日照下反應釜殼的溫度可達幾十度，設計者決定設計溫度時應考慮到反應釜所處的地理位置，由于固體反應釜一般不用保溫，反應釜殼的溫度基本與環境溫度一致，裙座的用材應考慮環境溫度的影響。當對儲存物料有加熱的要求時還應考慮物料的溫度效應及熱膨脹的影響。因此本標準規定反應釜防爆地磅的設計溫度范圍取反應釜所使用的反應釜殼金屬允許的使用溫度，但由于通常反應釜的使用溫度不高，故反應釜殼材料的許用應力相應給N200~C。 4)載荷的計算反應釜所承受的載荷分為靜載荷和動載荷。靜載荷為長期載荷，動載荷為短期載荷。反應釜防爆地磅的反應釜殼和支承部分的安全性和經濟性很大程度決定于選擇合理的設計載荷。反應釜的設計壓力、儲存物料引起的壓力、反應釜防爆地磅自重等附件的重量、多雪地區的雪載荷等屬于主要的靜載荷：風載荷、地震載荷和反應釜在加料、卸料時所產生的沖擊載荷等屬于主要的動載荷，此外連接管道和其它的部件對反應釜的作用力、支座的反作用力等都是應當考慮的載荷。 2.3反應釜殼的垂直壓力與液體平壓力 在進行了大量的試驗基礎上，提出了利用反應釜殼體壁面摩擦平衡載荷的函數關聯來計算垂直壓力和液體平壓力，并確認垂直壓力和液體平壓力的比值是隨著反應釜的深度和反應釜的形狀而變化的，對反應釜防爆電子地磅的計算提出了新的解析方法。目前各國標準使用的計算方法不同，有采用經典理論的計算方法，也有的采用了改進的計算方法。我們認為，從理論分析和試驗數據看，采用“物料對反應釜殼的垂直壓力與液體平壓力的比值隨反應釜高度變化而變化”的理論來分析反應釜殼體的受力比較符合試驗數據，我們在編制本標準時采用這種解析方法，但是此方法對大型錐體料斗的解析過于簡單，需要作一些調整。 3結論 自動灌裝機設計的題目是顆粒物料定量稱重、灌裝機設計(機械部分)，其中主要的難點是整體結構的設計及各部分零部件選取及校核，所以在此灌裝機的設計中，必須認真查閱各種設計手冊及相關資料并進行分析計算，才能很好的完成自動灌裝機設計。自動灌裝機設計方案是為了更好的滿足生產的需要，提高生產的效率，此次設計結構的特點：本產品的主體結構由供料裝置、計量裝置、夾帶裝置、機架、數控主板和氣壓傳動配料系統組成。供料裝置采用了多次喂料的供料方式以保證灌裝過程的穩定、準確。設備由按鈕啟動后即可投入自動喂料、稱重、卸料操作，操作人員只需做袋套、按夾袋開關、封袋口三種操作。具有應急功能，可通過“停止”按鈕使機器緊急停機。具有料位檢測功能。當料位低于規定高度時，機器自動停止灌裝；待料位達到規定高度時，又自動恢復連續定量灌裝。 | |
