容积式充填包装机

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什么是容积式充填包装机

  容积式充填包装机是指将物料按预定的容量充填至包装容器内的充填机。该机械结构简单、价格低廉、计量速度快,但精度较低,常用于价格较便宜、密度较稳定、体积要求比质量要求更重要的干料或稠状液态物料的充填。

容积式充填包装机的分类

  根据物料容积计量的方式不同,容积式充填包装机可分为量杯式包装机、螺杆式包装机、计量泵式包装机、柱塞式包装机、气流式包装机和插管式包装机等。

(一)量杯式充填包装机

  量杯式充填机是采用定量的量杯量取物料,并将其充填到包装容器内的机器。适用于颗粒较小且均匀的物料,计量范围一般在200毫升以下为宜。

  图1所示为固定量杯式充填机结构示意图。当下料闸门11打开时,料斗1中的物料靠重力自由下落到装有量杯3和对应活门底盖4的圆盘7上表面积聚;当转盘主轴8带动圆盘旋转时,物料刮板10将物料推入量杯并将多余的物料刮走;当量杯转到卸料工位时,开启圆销6推开量杯活门底盖4使物料自由落下充填到正下方的容器中。该装置是容积固定的计量装置,其定量不能调整,若要改变定量,则要更换量杯。

  图2所示为可调容量式充填机结构示意图。该机械中采用的量杯由上、下两部分组成,通过调节使活动量杯上下移动,从而改变组合量杯内的容量,不需更换量杯就可调节充填物料的容量,其适用范围、充填原理都与固定量杯式充填机相同。

(二)螺杆式充填包装机

  螺杆式充填机是通过控制螺杆旋转的转速或时间来量取物料,并将其充填到包装容器内的机器。该机械利用螺杆螺旋槽的容腔来计量物料,由于螺杆的每个螺距都有理论容积,因此,只要准确控制螺杆的转数或旋转时间,就能获得较为精确的计量值。该机结构紧凑、无粉尘飞扬并可通过改变螺杆参数来扩大计量范围,应用范围较广。主要用于流动性良好的颗粒状、粉状固体物料,也可用于稠状流体物料,但不宜用于装填易碎的片状物料或密度变化较大的物料。

  图3所示为螺杆式填充机结构示意图。主要由螺杆计量装置、物料进给机构、传动系统、控制系统和机架等组成。料斗1内插板2打开,右旋转的供料螺杆3以恒定速度供送出物料,当物料量达到要求后,插板2闭合,螺杆3停止转动,物料停止流下;容器到位后,闸门7打开,充填计量螺杆6转动将物料计量充填到下方的包装容器内;搅拌器5使物料在料斗内能不停地转动,避免物料结块;充填完毕后,螺杆6停止转动,闸门7关闭。

  为满足充填机性能的需要,它的结构有如下几个特点:

  1)为提高带轮的传动精度,采用齿形带传动。

  2)为适应不同物料的要求,提高计量精度,计量螺杆的转速是可调的。小带轮为阶梯形式的,大带轮较宽,调整齿形带在带轮上的位置,即可调整计量螺杆的转速。

  3)为改善物料的输送效果,该装置采用了物料搅拌机构。搅拌电机带动小链轮及大链轮即可使搅拌杆工作。

  4)当每次计量物料的重量不同时,往往需要更换不同螺距的计量螺杆。为方便起见,采用了快换联轴器。

  5)螺杆的加工精度决定了输送物料的均匀程度,也影响计量精度。采用螺杆加光由袒盘的计营青式.该计量方式的精度比较高。

(三)计量泵式充填包装机

  计量泵式充填机是利用计量泵中齿轮的一定转数量取物料,并将其充填到包装容器内的机器。该机械适用于黏性体或流动性好的颗粒或粉状物料的计量。计量泵可以采用常见的齿轮泵,也可以采用转阀式计量泵。

  如图4所示为计量泵式充填机结构示意图。当转鼓3的计量容腔经过料斗1的出料口时,存于料斗1中的物料靠重力自由落下,充填进转鼓3的计量容腔,然后随着转鼓3转到排料口4时,又靠重力自由排出充填人包装容器中,完成物料的计量充填。充填速度与转鼓3转速有关。转速不能太快,否则计量容腔充填系数低。

(四)柱塞式充填包装机

  柱塞式充填机是采用调节柱塞行程而改变物料容量的柱塞筒量取物料,并将其充填到包装容器内的机器。该机应用范围比较广泛,粉、粒状固体物料及稠状流体物料均可应用。但由于其工作速度较低,故不应用在要求较高速度的工作场合。

  柱塞式充填机计量装置如图5所示。柱塞式充填机的计量和充填过程是:当柱塞推杆7向上移动时,由于物料的自重或粘滞阻力,使进料门(活门)5向下压缩弹簧6,于是物料从活门5与柱塞顶盘3的环隙进入柱塞下部缸体2的内腔中,当柱塞4向下移动时,活门5在弹簧的作用下关闭环隙(这时柱塞上部的物料对活门5的压力显然减少了许多),柱塞4下部的物料被柱塞压出并充填到容器中去,该装置的计量是通过柱塞4的往复运动,在柱塞两极位置间形成的一定空间的容腔来计量物料的。柱塞通常是由连杆机构、凸轮机构或气动液压缸等驱动作往复直线运动的。

(五)气流式充填包装机

  气流式充填机是利用真空吸粉原理量取定量容积的产品,并采用净化压缩空气将产品充填到包装容器内的机器。该机计量精度高,可减少物料的氧化,主要用于医药化工行业粉料的计量充填。对不同物料,其最佳的真空压力是不同的,因为当真空度过高时,某些物料会被压成粉末;当真空度过低时,物料松散达不到夯实的效果,影响计量精度。

  气流式充填机的结构如图6所示。当匀速间歇转动的充填轮6中装料容腔与料斗1接合时,配气阀与真空管接通使装料容腔内形成真空,物料被吸入装料容腔;当物料随充填轮转到包装容器上方时,被配气阀送来的压缩空气吹入包装容器中。

(六)插管式充填包装机

  插管式充填机是将内径较小的插管插入储料斗中,利用粉末之间的附着力上粉,到卸粉工位由顶杆将插管中的粉末充填到包装容器内的机器。

  插管式充填机的结构如图7所示。工作时,先将内径较小的插管1插入具有一定粉尘高度的储料槽4中,由于粉末之间及粉末与管壁间都有附着力,所以当插管1被提起时也不致使粉末脱落下去,当插管转到卸粉工位时,由顶杆2将插管1中的粉末推入容器3中去。

  这种充填机多用于小容量的药粉胶囊充填。计量氛围为40~100毫克,误差为7%,充填速度为30次/分钟。

参考文献

  • 肖生苓主编,现代物流设备,科学出版社,2009.07,第158页
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