| 活塞液體灌裝秤的應用 | 2020-01-14 |
| 1前言 半自動灌裝秤因其設備結構相對簡單，罐型適應性強，調整方便，廣泛應用于4L及以下樹脂產品灌裝。提高活塞式灌裝機的灌裝精度，對樹脂生產廠家有著重要的經濟意義。 2活塞式灌裝機精度影響因素分析 活塞式半自動灌裝秤油路通常由油攪拌罐進油控制閥、進油攪拌罐、電子秤計量罐進油控制閥閥組、油缸組（活塞式）、灌裝進油控制閥閥組、灌裝槍組等組成。灌裝過程中，油品輸送泵將樹脂從成品存儲罐中通過管道輸送至灌裝機進油攪拌罐，然后通過油缸進油控制閥、油缸、灌裝進油控制閥、灌裝槍進入4L桶中。樹脂產品通常以電子秤重量計量。以灌裝凈含量3560±40g小包裝4L產品為例，用活塞式自動灌裝秤進行產品包裝，首先需要將目標防爆地磅的重量轉化為相應的體積，使灌裝機按體積灌裝。稱重系統稱重模塊在實際生產中許多因素使得按設定體積灌裝出來的產品，靜含量變化范圍比較大，甚至超出允許范圍。 2.1油品中氣泡的影響 灌裝過程中，油品輸送泵源源不斷的將樹脂成品輸送至灌裝機進油攪拌罐進油控制閥前。當進油攪拌罐的油位達到設定的低位時，油攪拌罐進油控制閥自動打開，樹脂在約0.6MPa泵壓下以較大流速進入進油攪拌罐，并產生大量的沖擊氣泡。與此同時，如果液體灌裝秤正好處于油缸吸油過程，少量氣泡不可避免被吸入油缸，從而導致灌裝誤差。 2.2油缸密封滲漏影響 灌裝過程中，經常會發現油缸密封出現滲漏。油缸的材質、密封的材質、密封的形式、加工精密度、裝配質量等都是直接影響因素。常用的樹脂液體灌裝秤油缸缸體材質有碳鋼（20）、不銹鋼（12Cr18Ni）和有機玻璃等。常用的液體灌裝秤油缸活塞密封有丁腈橡膠和氟硅橡膠。配料罐自動灌裝秤有機玻璃作為樹脂計量缸體材料，擁有表面光滑、強度較高、耐腐蝕、易于加工等優良特性，但因其表面強度低，表面容易劃傷，在密封材料及形式的選擇需謹慎。 2.3灌裝速度影響 油缸活塞拉升從進油攪拌罐中吸油及油缸活塞壓縮向4L桶中灌裝的過程約占一次有效灌裝的時間的80%。提高灌裝速度，往往要縮短活塞拉升及壓縮的時間。但這個操作極易造成灌裝量不穩定。過快的活塞拉升會使油品來不及緊隨活塞注入油缸，造成缸內形成短暫真空，一方面會使進入油缸中的油品中溶解的空氣在瞬間析出，形成均勻、細小的氣泡。另一方面增大了密封的差壓，使得密封泄露，造成外部空氣進入油缸。液體灌裝秤形成了油缸中的空氣，從而導致灌裝量誤差。過快的活塞壓縮又會導致向4L桶注油速度過快，桶內的空氣來不及被擠出，形成噴油或飛濺，也將影響到反應釜稱重灌裝機裝量計量，同時還會造成桶身被污濁。 2.4溫度變化的影響 樹脂灌裝過程中，油品的溫度不是恒定的。溫度的變化會導致樹脂密度的變化。要保證灌裝產品的重量穩定，必須考慮溫度的影響因素。樹脂品溫度的影響因素主要有兩種。一是在油品調合或輸送過程中的加溫及油品儲存中的自然冷卻；二是樹脂儲罐通常是在露天環境下，環境溫差將直接影響樹脂品的溫度。溫度越高，樹脂品的密度越低，按照目標灌裝體積灌裝出的產品重量越少。當油品在調合后還未來得及冷卻至環境溫度即開始灌裝時或灌裝過程中環境溫差驟變時，油溫將會變化明顯，會使灌裝量波動變大。 3改進措施 3.1進油閥及進油攪拌罐改進 3.1.1部分定量灌裝機油攪拌罐置于灌裝機側位，需改置于定量灌裝機頂部，灌裝過程中充分利用油品的自重自流，減少油缸抽空。 3.1.2在進油攪拌罐中設置一個攪拌罐中攪拌罐，攪拌罐中攪拌罐的寬度、高度分別為進油攪拌罐的尺寸的2/3和1/2，長度略小于進油攪拌罐長度以保證進油攪拌罐內液位檢測原件及溫度檢測原件的安裝。攪拌罐中攪拌罐頂部為開放式，四周及底部密閉，固定于距進油攪拌罐底部約200mm（可適當調整，同時要考慮攪拌罐中攪拌罐上沿低于進油攪拌罐100mm以上），進油攪拌罐原進油管直接連通至攪拌罐中攪拌罐。當進油攪拌罐進油控制閥打開時，樹脂直接進入攪拌罐中攪拌罐，注滿后溢出至進油攪拌罐中，可有效防止灌裝過程中進油攪拌罐進油時的沖擊氣泡直接通過位于進油攪拌罐底部的管路進入油缸。 3.1.3進油控制閥由氣動開關閥改為氣動調節閥。控制方式由閥門全開全關式控制改為閥門開度調節控制。檢測到進油攪拌罐液位在高位和中位之間時，進油調節閥以用戶在稱重顯示器上設定的開度1打開，檢測到進油攪拌罐油位在中位和低位之間時，進油調節閥以用戶在稱重顯示器上設定的開度2打開，檢測到進油攪拌罐油位在低位以下時，進油調節閥以用戶在稱重顯示器上設定的開度3打開，檢測到進油攪拌罐高液位時調節閥關閉。開度1較小，以持續開啟基本滿足正常灌裝量需求為準調節，并記錄不同油品的經驗值，通常開度在10-20%。開度2略大于開度1，開度約為30-40%。開度3可視需要設定，通常為50-99%。 3.2油缸及活塞密封材料及裝配把關 液體灌裝秤適當的選材，合適的組合，優良的加工，清潔精確的裝配是油缸密封配合有效的保證。油缸及活塞密封材料應選擇具備相關資質、質量管理體系的企業的產品。對于油缸筒體，要進行管材的壁厚公差、橢圓度、內壁表面粗糙度、擦傷情況及端口平整度、垂直度等檢查。活塞密封圈要對相關材料的彈性、硬度、密封面等進行檢查。活塞密封裝配過程應特別注意密封的清潔。碳鋼及不銹鋼材質的油缸推薦Y型丁腈橡膠密活塞密封，有機玻璃油缸建議搭配L型氟硅橡膠活塞密封。 3.2.1合理的控制活塞驅動速度 在自動灌裝秤操作規程中明確規定灌裝機允許的活塞運動頻次范圍。 3.3增加油溫補償控制 配料罐自動灌裝秤樹脂溫度與密度的對應關系可以查《石油計量表-樹脂部分》表。根據樹脂溫度及密度的對應關系及PLC的計算能力，選取線性函數進行近似修正。油溫補償適用于步進電機控制油缸自動調量的定量灌裝機。攪拌罐液體灌裝秤將溫度變化值按線性關系近似轉化為體積變化量，從而轉化為脈沖變化量來通過步進電機控制油缸活塞行程。從而使溫度變化轉化為油缸的體積變化，達到溫度補償的目的。 3.4合理安排生產，降低油溫變化的影響 自動配料系統溫度補償控制因PLC計算能力限制，只能選取簡單的線性函數進行近似修正，誤差比較大。解決油溫變化對灌裝精度的影響，是通過合理排產來解決。將油溫作為灌裝排產的重要指標來考慮，避免灌裝過程中油溫出現較大幅度的波動。 4、小結 通過對活塞式自動灌裝秤灌裝誤差影響因素的分析和進行相應的改進，使容積式自動灌裝秤的灌裝誤差從0.5%提升到0.2%。提升容積式灌裝機的經濟效益。 | |
