醬油大包裝灌裝設(shè)備的研究與應(yīng)用

陳榮亮

0 引言

現(xiàn)有的醬油生產(chǎn)包裝線使用的灌裝機(jī)基本為瓶裝/罐裝的灌裝機(jī)，產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備都十分成熟，而大包裝灌裝工藝則為半成品包裝，大包裝容器灌裝后重量多為幾百公斤到1 t不等，由于體量較大，大部分還使用傳統(tǒng)的人手灌裝方式，因?yàn)獒u油大包裝的主要灌裝容器包括鐵箱、紙箱、白膠罐和藍(lán)膠桶，醬油大包裝灌裝容器的特點(diǎn)為體積大，重量重，灌裝容器的大小和型狀均有差異，每一次完成灌裝后都只能依靠叉車將大包裝灌裝容器從計(jì)量地磅上移開，而且大包裝容器在灌裝時(shí)由操作人員手動控制電泵啟停，通過計(jì)量地磅測量重量來判斷灌裝量，很難在批量灌裝時(shí)控制好灌裝量的誤差，如何解決傳統(tǒng)的大包裝灌裝方式難以控制灌裝量的精確度和無法進(jìn)行連續(xù)性灌裝。針對目前實(shí)際情況，需要一種適用于灌裝不同的大包裝容器，可調(diào)節(jié)灌裝量，在指定的空間內(nèi)完成多種類大包裝容器的灌裝工作，還須具備計(jì)量和運(yùn)輸功能的灌裝設(shè)備。

1 大包裝灌裝設(shè)備原理

本文研究的大包裝灌裝設(shè)備主要由分段式節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)和多功能灌裝系統(tǒng)兩部分組成，分段式節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)由分段式滾筒運(yùn)輸帶和直角變向運(yùn)輸帶組成，整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)均采用分段式運(yùn)輸帶組成，起承載和運(yùn)輸?shù)淖饔茫侄问竭\(yùn)輸帶可以獨(dú)立啟停，且適用于不同場地，拼裝成不同組合使用，而獨(dú)立啟停不但便于維修和調(diào)整不組合使用，還具備節(jié)能環(huán)保的效果，每段運(yùn)輸帶都安裝光電傳感器，只有在大包裝容器到達(dá)指定位置時(shí)，光電傳感器感應(yīng)到后，運(yùn)輸帶才會啟動，否則處于停止?fàn)顟B(tài)。

多功能灌裝系統(tǒng)主要為適用于灌裝不同種類的大包裝容器而設(shè)計(jì)，其灌裝量和計(jì)量方式可預(yù)先設(shè)定，其灌裝頭可拆卸，灌裝不同大包裝容器選用不同的灌裝頭，多功能灌裝系統(tǒng)具備2種計(jì)量方式，如灌裝鐵箱、紙箱和白膠罐時(shí)會優(yōu)先使用稱重傳感器[1]為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量，流量計(jì)計(jì)量作輔助作用，而灌裝藍(lán)膠桶時(shí)會切換到以流量計(jì)[2]為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量，稱重傳感器為輔助作用。當(dāng)灌裝量到達(dá)預(yù)設(shè)值后自動停泵，并啟動運(yùn)輸滾筒將大包裝容器運(yùn)出灌裝位置。

2 分段式節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)

2.1 分段式節(jié)能運(yùn)輸帶

分段式節(jié)能運(yùn)輸帶是由多段相同規(guī)格的運(yùn)輸帶組合使用，每段運(yùn)輸帶均由滾筒、鏈條、減速機(jī)和光電傳感器組成，分段式運(yùn)輸帶由多個(gè)滾筒起承載和運(yùn)輸功能，滾筒與滾筒之間由鏈條連接傳動，每段出入口各安裝1個(gè)光電傳感器，當(dāng)入口感應(yīng)到大包裝容器時(shí)，減速機(jī)啟動，整段運(yùn)輸帶滾筒按指定方向轉(zhuǎn)動，當(dāng)大包裝容器離開出口的光電傳感器感應(yīng)位置時(shí)，整段運(yùn)輸帶停止運(yùn)行。

2.2 可變向節(jié)能運(yùn)輸帶

可變向節(jié)能運(yùn)輸帶是在分段式節(jié)能運(yùn)輸帶[3]的基礎(chǔ)上增加了換向鏈條、換向鏈條減速機(jī)、傳動軸、升降氣缸和光電傳感器等。換向鏈條與滾筒平行安裝，當(dāng)運(yùn)輸帶正向運(yùn)輸時(shí)，由滾筒對大包裝容器起承載和傳輸作用，每個(gè)滾筒都由滾筒傳動鏈條連接，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)滾筒減速機(jī)帶動多條滾筒同時(shí)啟動或停止的效果。滾筒將大包裝容器運(yùn)輸至指定位置，光電傳感器感應(yīng)后，此時(shí)升降氣缸將換向鏈條升起，換向鏈條升起后高于滾筒最高點(diǎn)，換向鏈條減速機(jī)啟動，換向鏈條減速機(jī)通過傳動軸帶動換向鏈條，換向鏈條承載起大包裝容器運(yùn)輸，從而達(dá)到變向的作用，當(dāng)大包裝容器實(shí)現(xiàn)變向并完成運(yùn)出變向運(yùn)輸帶后，此時(shí)，升降氣缸將換向鏈條下降至低于運(yùn)輸滾筒。

2.3 整條運(yùn)輸系統(tǒng)組合使用

整條運(yùn)輸系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)輸功能，適應(yīng)不同大小的車間，同時(shí)實(shí)現(xiàn)可變向功能，實(shí)例結(jié)果如圖1所示，可變向節(jié)能運(yùn)輸帶分別處于分段式運(yùn)輸帶組合的兩端角處，起變向作用，而其他分段式運(yùn)輸帶為常規(guī)單向滾筒運(yùn)輸帶，可按實(shí)際要求擺放和組合分段式運(yùn)輸帶，也可以改變擺放方向和數(shù)量，達(dá)到改變運(yùn)輸方向和長度的目的，從而滿足具體環(huán)境和應(yīng)用的需要。

圖1 運(yùn)輸系統(tǒng)整體布局

3 多功能灌裝系統(tǒng)

3.1 灌裝升降氣缸和可拆卸式灌裝頭

本文設(shè)計(jì)的灌裝系統(tǒng)如圖2所示，適用于多種大包裝容器，應(yīng)不同的大包裝容器需要，使用不同的灌裝頭，所以選用可拆卸式灌裝頭便于更換，如鐵箱、紙箱、白膠罐和藍(lán)膠桶等，灌裝頭安裝在升降氣缸上，升降氣缸由2個(gè)氣缸組成，各種大包裝容器下降灌裝的位置不盡相同，開始灌裝時(shí)，2段灌裝升降氣缸[4]均下降，灌裝頭伸進(jìn)大包裝容器內(nèi)部開始灌裝，當(dāng)灌裝到預(yù)設(shè)值時(shí)，收回一段氣缸，此時(shí)灌裝頭回到大包裝容器入料口下方繼續(xù)灌裝，灌裝完成后灌裝升降氣缸完全收回。升降氣缸選用2個(gè)氣缸可避免醬油粘附于灌裝頭外壁上，物料分段灌裝更利于稱重計(jì)量的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

圖2 多功能灌裝系統(tǒng)

3.2 稱重計(jì)量方式

稱重計(jì)量方式是使用稱重傳感器對大包裝容器灌裝重量的實(shí)時(shí)鑒測，從而控制灌裝電泵和閥門的開關(guān)，稱重計(jì)量方式僅適用于單塊卡板承載一個(gè)大包裝容器時(shí)使用，如鐵箱、紙箱和白膠罐，一般單塊卡板承載一個(gè)大包裝容器時(shí)優(yōu)選稱重計(jì)量方式控制灌裝，流量計(jì)計(jì)量方式輔助監(jiān)測。

3.3 流量計(jì)計(jì)量方式

流量計(jì)計(jì)量方式是使用流量計(jì)對大包裝容器灌裝流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而控制灌裝電泵和閥門的開關(guān)，流量計(jì)計(jì)量方式主要使用于單塊卡板上有多個(gè)大包裝容器時(shí)使用，因?yàn)閱闻_灌裝機(jī)只有一個(gè)灌裝頭，單塊卡有多個(gè)大包裝容器時(shí)，卡板承重不平衡，使用稱重計(jì)量存在較大誤差，所以此時(shí)優(yōu)選流量計(jì)計(jì)量方式控制灌裝，稱重計(jì)量方式輔助監(jiān)測。

4 結(jié)語

在醬油大包裝灌裝設(shè)備中通過2種不同的計(jì)量方式檢控制灌裝量[5]，代替以往操作人員手動控制電泵控制灌裝量，數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)監(jiān)測灌裝量，自動控制電泵啟停和閥門開關(guān)，確保減小每次灌裝量的誤差。避免操作人員提早或延后關(guān)停灌裝電泵導(dǎo)致灌裝量出現(xiàn)較大差異的情況，有效保證不同的大包裝灌裝容器灌裝量的準(zhǔn)確性。以達(dá)到降低勞動強(qiáng)度，提升生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

本研究還對分段式節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用，分段式節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng)可適用于不同規(guī)模的車間，灌裝機(jī)和運(yùn)輸帶數(shù)量可按實(shí)際情況進(jìn)行增減，能有效實(shí)現(xiàn)大包裝灌裝容器在車間內(nèi)自動化灌裝和運(yùn)輸，達(dá)到人車分流的目標(biāo)，其實(shí)際意義不但能節(jié)能降耗，更能降低操作人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，保證大包裝灌裝工藝由車間內(nèi)運(yùn)送到車間外整個(gè)流程自動、高效地完成。