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ag手机登录网某食品厂饮料自动灌装机的设计

2020-10-18 05:12

  某食品厂饮料自动灌装机的设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。垫!!型Q:业 创新技术 Science and Technology Innovation Herald 某食品厂饮料自动灌装机的设计 刘春玲何秀媛 (长春工业大学人文信息学院吉林长春

  垫!!型Q:业 创新技术 Science and Technology Innovation Herald 某食品厂饮料自动灌装机的设计 刘春玲何秀媛 (长春工业大学人文信息学院吉林长春1 301 22) 摘要:随着现代灌装技术的日益发展,饮料灌装越来越趋于自动化。然而,一些小食品厂还未能实现饮料灌装的自动控制,进而带来饮料灌 装的各种问题,因此需要设计自动饮料灌装机。本设计以小食品厂饮料灌装生产线为背景,对当今自动控制的原理和应用进行了研究.吸收,并 充分利用现代电子,电动阀门,传感洲控等方面的技术成果。ag手机登录网设计了饮料自动灌装机。 关键词:自动控制 电动三通阀门 红外光电开关 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)03(a)--0039--02 中图分类号:THl66 随着自动控制技术的不断发展,饮料灌装越来越趋于自动化。 目前,大型食品厂在饮料灌装方面已经实现全自动生产线。然而, 一些小的食品厂由于生产规模小,无法实现大规模的自动化生产 线,因此,还未能够实现饮料的自动灌装,生产过程不能实现自动 控制,多个环节需要人工操作。由于人工操作会带来很多不便之处, 例如:精确度不高,有生理疲劳周期,工作效率低等。此外,工人r= 作环境得不到改善,工作量大,以及没有充分发挥劳动力资本。饮 料灌装机没有实现自动控制,达不到既能节约原料又省时高效的目 的。为了和市场上同类产品竞争,就必须提高企业生产效率,因此, 传统的人工手动操作已远远不能满足企业革新的需要。我的设计 就是克服以上困难,实现饮料灌装的自动控制。 止,换新的饮料瓶,料口残余高压饮料从阀口2导出;(5)间断换饮 料瓶的时段后漫反射型红外光电开关重复第三步,如此往复,自动 灌装。 1.2电控系统基本结构原理框图 图2是电控系统基本结构原理框图。 l岛』j! 执行 结构 功能 饮料灌 装装置 无线信号 装置 传感 结构 饮料 灌装瓶 1自动灌装计量方案设计 1.1总体流程简图 为了改善工人的工作环境及节约原料,主要是在管道上安装一 个三通阀门,采用市场上现有的标准件。三通阀的一个通路连接高 压罐,第三个通路是连接饮料瓶,第二个通路是连接饮料回收装 置,并直接通向大气。这样就可以使饮料不再喷溅,既改善了工人的 工作环境也节约了饮料。 图1就是此次设计的总体流程图。 图2 电控系统基本结构原理图 2计量方案 整个灌装过程使用红外光电开关实现液位自动控制,当饮料达 到在灌装瓶中的预期位置时,红外光电开关将接收并发出信号,由 此驱动电动三通阀门,来控制高压饮料的输送,由此实现饮料的自 动灌装。 3电动三通阀门的设计 3.1电动阀门简介 电动阀的驱动一般是用电机,比较耐电压冲击。电动阀的开度 可以控制,状态有开、关、半开半关,可以控制管道中介质的流量。 开或关的动作完成需要一定的时间模拟量。电动阀一般用于调节。 3.2电动三通阀门参数的选择 阀门工作环境:管道、常温、压强5MP,腐蚀情况弱。 参数:(1)公称通径DN 20 mm;(2)公称压力PN 10 MPa; (3)压力——温度额定值:(GB/9124——2000) 工作温度<100℃,最高冲击压力2 lGr5Mo。 5.77 MPa。材料选择为 阀门型号:Q948H一3001电动法兰T形三通球阀 接 Q——球阀 9——传动方式电动 4——阀兰连接 8——T型三通阀 图1 饮料罐装设计的总体流程图 H——阀座密封面或衬里材料代号(代表合金钢) 300 公称压力代号 阀体材料代号 如图所示:(1)漫反射型红外光电开关呈周期性控制电动三通 阀;(2)电动三通阀控制阀口通道1和2;(3)漫反射型红外光电开关 开启时,电动三通阀使得l,3导通时,接料IZI挡栅受饮料罐气压作 用,而上下受力平衡,并在弹簧的作用下开启,于是接料开始;(4)当 饮料瓶罐装到位时,漫反射型红外光电开关立即使电动三通阀门反 向开启,电动机反转,l阀口关闭,2,3连通,此时接料IZI挡栅上端所 受压力大于下端,并克服弹簧作用力向下移动,堵塞接料口,接料停 I 厚度:S/B=(P-Dn/2.3【6L卜P)+L 代入数据得(L取0.5):S/B=3.5 mm 密封面计算比压q=36 阀体结构设计 阀体的流道:T型三通直流 阀体的结构:采用铸造阀体 科技创新导报Science and Technology Innovation Herald 39 万方数据 垫!i塑:业 Science and Technology Innovation Herald 创新技术 用(几十元);电动机(几十元);接料I:1打造费(几十元);其余费用 (几百元)。计算整个灌装设备所需成本费为:500~1000元左右。 4红外线红外光电开关简介 红外光电开关是一种新型的非接触无损检测电子开关,是 利用人眼不可见(波长为780 以上是单个小批量购买时的成本预算,如果大批量购买,最终花费 大约是400元左右。 nm~l 133m)的近红外线和红外 线的来检测、判别物体。它工作于红外波段范围,其峰值波长为 0.93¨m,在透明大气和轻烟薄雾中的穿透性和传输性能要比可 见光强。 在不同的场合使用不同的光电开关,例如在电磁振动供料器上 经常使用光纤式光电开关,在间歇式包装机包装膜的供送中经常使 用漫反射式红外光电开关。 4.2红外光电开关的选择 漫反射红外光电开关的型号为EMl8D30N3。其中,E代表的是 传感器的类型,即红外线光电传感器(红外光电开关)。M代表红外 光电开关的结构形式,即所选择为圆柱式。18代表的是设计序号。 D代表的是反射类型,即漫反射。30代表的是红外光电开关的检测 距离,为30 cm。N代表的是所选择的红外光电开关的输出类型, 即NPN负逻辑型。3代表的是红外光电开关的输出状态,即常开+ 常闭型。 图3交流接触器的结构图(型号为CJl0-40A) 4 3 5交流接触器 5.1交流接触器简介 接触器是在外界输入信号下能够自动地接通或断开带有负载 的主电路的控制电器,它用磁力来使开关打开或闭合。 接触器适用于频繁操作,远距离控制强电流电路,并具有低压 l——常开触头2——常闭触头3——动铁心 4——线实用和适用性分析 从设计的整个系统来看,它克服了原始灌装系统的缺点,整个 灌装设备体积小,运转要求容易达到。该套设备性能好,反映精准, 受环境影响小。能实现全自动灌装生产,可以供小型厂家生产所 需,同时也可为大型饮料加工单位所用。 释放的保护性能、工作可靠、寿命长、体积小等特点。它是继电器一 接触器控制系统中最重要和最常用的元件之一。 5.2 交流接触器的结构图 如图3所示接触器型号为C儿0—40 A,其主触头额定工作电流 7结语 该文研究了自动控制在饮料灌装当中的应用,主要是应用电动 三通阀门和漫反射型红外光电开关来设计饮料自动灌装机,替代 传统的单纯由人工手动操作的控制方式,从而提高了饮料灌装时 的准确性、可靠性、灵活性和节省资源并提高生产效率。 为40 A,可以控制额定电压380 V、额定功率20 kW的三相异步 电动机,该接触器为开启式,动作机构皆为直动式,有动触头三个, 动合、动断。辅助触头各两个。触头为双短点式,接触部分为纯银 块,外壳用塑料压制而成。其结构紧凑、体积小、机械寿命长、成本 低、使用维修方便、允许操作频率高、外型美观等特点。可适用于长 期间断长期工作,也适合短期和重复短时工作。 参考文献 [1】孙恒,陈作模.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2005. [2]王黎钦.机械设计【M】.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2008 [3】陈培文.实用阀门设计手册[M】.北京:机械工业出版社,2012. 6经济性分析 6.1成本计算 对零部件的价格初步统计:红外光电开关(10~50元);小型 通用继电器(几十元);三通阀(几十元);接触器(几十元);管道费 [4]汤以范.机电传动控制【M】.北京:清华大学出版社,2010. 【5]唐文彦.传感器[M】.北京:机械工业出版社,2011. (上接38页) 3.2入泥深度设计原则 在进行入泥深度计算中,结合土壤力学参数、结构设计结果、 地层的承载和承压能力,选择合适的入泥深度,为后续钻井作业的 4结语 (1)对于特殊作业海域,采用更适合该地区的隔水导管。例如渤 海湾冰区较严重地区,可采用海油总公司研发的新型抗冰隔水导管 组合结构。 顺利进行提供保障。对于锤入法,单桩锤入过程模拟及群桩可锤人 性分析要包含在入泥深度设计中。锤入法下隔水导管的方式选择, 要根据井13中心距与隔水导管直径的比例大小和端部是否进入良 好持力土层来确定,当其比例大于或等于3倍时选择单桩设计,小于 3倍时选择群桩设计。隔水导管端部持力层的选择限于中等密实或 密实砂层、硬粘土层、碎石类土层或风化岩层等土层。 3.3施工方式设计原则 若采用锤入法,应同时满足以下两个条件:土体不排水抗剪强 度小于120 kPa,在隔水导管不发生弯曲失稳时能够承受的最大轴 (2)通过对隔水导管分析过程的优化,在保证安全的前提下, 采用更合理的隔水导管尺寸、壁厚以及钢级,进一步降低作业成 本。 参考文献 【1]杨进,彭苏萍.群桩条件下桩土相互作用实验研究【J】.岩土力 学, 2004,25(2):312-315. [2]彭苏萍,杨进.群桩作用下隔水导管可打性试验[J】.石油钻采 工艺,2002,24(5):8-10. [3】王平双,杨进.群桩作用下钻井隔水导管入泥深度计算方法研究 【J】.中国海上油气,2007,19(3):184—187. 向载荷大于锤击过程中产生的动载。 对于地层强度较大、承载力较高、地质条件复杂、存在陆坡坍 塌或地下障碍物较多时宜采用钻入法。 40 科技创新导报Science and Technology Innovation Herald 万方数据