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| 活塞液體灌裝秤的應(yīng)用 | 2020-01-14 |
| 1前言 半自動(dòng)灌裝秤因其設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，罐型適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)整方便，廣泛應(yīng)用于4L及以下樹(shù)脂產(chǎn)品灌裝。提高活塞式灌裝機(jī)的灌裝精度，對(duì)樹(shù)脂生產(chǎn)廠家有著重要的經(jīng)濟(jì)意義。 2活塞式灌裝機(jī)精度影響因素分析 活塞式半自動(dòng)灌裝秤油路通常由油攪拌罐進(jìn)油控制閥、進(jìn)油攪拌罐、電子秤計(jì)量罐進(jìn)油控制閥閥組、油缸組（活塞式）、灌裝進(jìn)油控制閥閥組、灌裝槍組等組成。灌裝過(guò)程中，油品輸送泵將樹(shù)脂從成品存儲(chǔ)罐中通過(guò)管道輸送至灌裝機(jī)進(jìn)油攪拌罐，然后通過(guò)油缸進(jìn)油控制閥、油缸、灌裝進(jìn)油控制閥、灌裝槍進(jìn)入4L桶中。樹(shù)脂產(chǎn)品通常以電子秤重量計(jì)量。以灌裝凈含量3560±40g小包裝4L產(chǎn)品為例，用活塞式自動(dòng)灌裝秤進(jìn)行產(chǎn)品包裝，首先需要將目標(biāo)防爆地磅的重量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的體積，使灌裝機(jī)按體積灌裝。稱重系統(tǒng)稱重模塊在實(shí)際生產(chǎn)中許多因素使得按設(shè)定體積灌裝出來(lái)的產(chǎn)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(guò)程中，油品輸送泵源源不斷的將樹(shù)脂成品輸送至灌裝機(jī)進(jìn)油攪拌罐進(jìn)油控制閥前。當(dāng)進(jìn)油攪拌罐的油位達(dá)到設(shè)定的低位時(shí)，油攪拌罐進(jìn)油控制閥自動(dòng)打開(kāi)，樹(shù)脂在約0.6MPa泵壓下以較大流速進(jìn)入進(jìn)油攪拌罐，并產(chǎn)生大量的沖擊氣泡。與此同時(shí)，如果液體灌裝秤正好處于油缸吸油過(guò)程，少量氣泡不可避免被吸入油缸，從而導(dǎo)致灌裝誤差。 2.2油缸密封滲漏影響 灌裝過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)油缸密封出現(xiàn)滲漏。油缸的材質(zhì)、密封的材質(zhì)、密封的形式、加工精密度、裝配質(zhì)量等都是直接影響因素。常用的樹(shù)脂液體灌裝秤油缸缸體材質(zhì)有碳鋼（20）、不銹鋼（12Cr18Ni）和有機(jī)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(dòng)灌裝秤有機(jī)玻璃作為樹(shù)脂計(jì)量缸體材料，擁有表面光滑、強(qiáng)度較高、耐腐蝕、易于加工等優(yōu)良特性，但因其表面強(qiáng)度低，表面容易劃傷，在密封材料及形式的選擇需謹(jǐn)慎。 2.3灌裝速度影響 油缸活塞拉升從進(jìn)油攪拌罐中吸油及油缸活塞壓縮向4L桶中灌裝的過(guò)程約占一次有效灌裝的時(shí)間的80%。提高灌裝速度，往往要縮短活塞拉升及壓縮的時(shí)間。但這個(gè)操作極易造成灌裝量不穩(wěn)定。過(guò)快的活塞拉升會(huì)使油品來(lái)不及緊隨活塞注入油缸，造成缸內(nèi)形成短暫真空，一方面會(huì)使進(jìn)入油缸中的油品中溶解的空氣在瞬間析出，形成均勻、細(xì)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(jìn)入油缸。液體灌裝秤形成了油缸中的空氣，從而導(dǎo)致灌裝量誤差。過(guò)快的活塞壓縮又會(huì)導(dǎo)致向4L桶注油速度過(guò)快，桶內(nèi)的空氣來(lái)不及被擠出，形成噴油或飛濺，也將影響到反應(yīng)釜稱重灌裝機(jī)裝量計(jì)量，同時(shí)還會(huì)造成桶身被污濁。 2.4溫度變化的影響 樹(shù)脂灌裝過(guò)程中，油品的溫度不是恒定的。溫度的變化會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂密度的變化。要保證灌裝產(chǎn)品的重量穩(wěn)定，必須考慮溫度的影響因素。樹(shù)脂品溫度的影響因素主要有兩種。一是在油品調(diào)合或輸送過(guò)程中的加溫及油品儲(chǔ)存中的自然冷卻；二是樹(shù)脂儲(chǔ)罐通常是在露天環(huán)境下，環(huán)境溫差將直接影響樹(shù)脂品的溫度。溫度越高，樹(shù)脂品的密度越低，按照目標(biāo)灌裝體積灌裝出的產(chǎn)品重量越少。當(dāng)油品在調(diào)合后還未來(lái)得及冷卻至環(huán)境溫度即開(kāi)始灌裝時(shí)或灌裝過(guò)程中環(huán)境溫差驟變時(shí)，油溫將會(huì)變化明顯，會(huì)使灌裝量波動(dòng)變大。 3改進(jìn)措施 3.1進(jìn)油閥及進(jìn)油攪拌罐改進(jìn) 3.1.1部分定量灌裝機(jī)油攪拌罐置于灌裝機(jī)側(cè)位，需改置于定量灌裝機(jī)頂部，灌裝過(guò)程中充分利用油品的自重自流，減少油缸抽空。 3.1.2在進(jìn)油攪拌罐中設(shè)置一個(gè)攪拌罐中攪拌罐，攪拌罐中攪拌罐的寬度、高度分別為進(jìn)油攪拌罐的尺寸的2/3和1/2，長(zhǎng)度略小于進(jìn)油攪拌罐長(zhǎng)度以保證進(jìn)油攪拌罐內(nèi)液位檢測(cè)原件及溫度檢測(cè)原件的安裝。攪拌罐中攪拌罐頂部為開(kāi)放式，四周及底部密閉，固定于距進(jìn)油攪拌罐底部約200mm（可適當(dāng)調(diào)整，同時(shí)要考慮攪拌罐中攪拌罐上沿低于進(jìn)油攪拌罐100mm以上），進(jìn)油攪拌罐原進(jìn)油管直接連通至攪拌罐中攪拌罐。當(dāng)進(jìn)油攪拌罐進(jìn)油控制閥打開(kāi)時(shí)，樹(shù)脂直接進(jìn)入攪拌罐中攪拌罐，注滿后溢出至進(jìn)油攪拌罐中，可有效防止灌裝過(guò)程中進(jìn)油攪拌罐進(jìn)油時(shí)的沖擊氣泡直接通過(guò)位于進(jìn)油攪拌罐底部的管路進(jìn)入油缸。 3.1.3進(jìn)油控制閥由氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥改為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥?？刂品绞接砷y門全開(kāi)全關(guān)式控制改為閥門開(kāi)度調(diào)節(jié)控制。檢測(cè)到進(jìn)油攪拌罐液位在高位和中位之間時(shí)，進(jìn)油調(diào)節(jié)閥以用戶在稱重顯示器上設(shè)定的開(kāi)度1打開(kāi)，檢測(cè)到進(jìn)油攪拌罐油位在中位和低位之間時(shí)，進(jìn)油調(diào)節(jié)閥以用戶在稱重顯示器上設(shè)定的開(kāi)度2打開(kāi)，檢測(cè)到進(jìn)油攪拌罐油位在低位以下時(shí)，進(jìn)油調(diào)節(jié)閥以用戶在稱重顯示器上設(shè)定的開(kāi)度3打開(kāi)，檢測(cè)到進(jìn)油攪拌罐高液位時(shí)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。開(kāi)度1較小，以持續(xù)開(kāi)啟基本滿足正常灌裝量需求為準(zhǔn)調(diào)節(jié)，并記錄不同油品的經(jīng)驗(yàn)值，通常開(kāi)度在10-20%。開(kāi)度2略大于開(kāi)度1，開(kāi)度約為30-40%。開(kāi)度3可視需要設(shè)定，通常為50-99%。 3.2油缸及活塞密封材料及裝配把關(guān) 液體灌裝秤適當(dāng)?shù)倪x材，合適的組合，優(yōu)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(yīng)選擇具備相關(guān)資質(zhì)、質(zhì)量管理體系的企業(yè)的產(chǎn)品。對(duì)于油缸筒體，要進(jìn)行管材的壁厚公差、橢圓度、內(nèi)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(duì)相關(guān)材料的彈性、硬度、密封面等進(jìn)行檢查。活塞密封裝配過(guò)程應(yīng)特別注意密封的清潔。碳鋼及不銹鋼材質(zhì)的油缸推薦Y型丁腈橡膠密活塞密封，有機(jī)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(qū)動(dòng)速度 在自動(dòng)灌裝秤操作規(guī)程中明確規(guī)定灌裝機(jī)允許的活塞運(yùn)動(dòng)頻次范圍。 3.3增加油溫補(bǔ)償控制 配料罐自動(dòng)灌裝秤樹(shù)脂溫度與密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以查《石油計(jì)量表-樹(shù)脂部分》表。根據(jù)樹(shù)脂溫度及密度的對(duì)應(yīng)關(guān)系及PLC的計(jì)算能力，選取線性函數(shù)進(jìn)行近似修正。油溫補(bǔ)償適用于步進(jìn)電機(jī)控制油缸自動(dòng)調(diào)量的定量灌裝機(jī)。攪拌罐液體灌裝秤將溫度變化值按線性關(guān)系近似轉(zhuǎn)化為體積變化量，從而轉(zhuǎn)化為脈沖變化量來(lái)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制油缸活塞行程。從而使溫度變化轉(zhuǎn)化為油缸的體積變化，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康摹? 3.4合理安排生產(chǎn)，降低油溫變化的影響 自動(dòng)配料系統(tǒng)溫度補(bǔ)償控制因PLC計(jì)算能力限制，只能選取簡(jiǎn)單的線性函數(shù)進(jìn)行近似修正，誤差比較大。解決油溫變化對(duì)灌裝精度的影響，是通過(guò)合理排產(chǎn)來(lái)解決。將油溫作為灌裝排產(chǎn)的重要指標(biāo)來(lái)考慮，避免灌裝過(guò)程中油溫出現(xiàn)較大幅度的波動(dòng)。 4、小結(jié) 通過(guò)對(duì)活塞式自動(dòng)灌裝秤灌裝誤差影響因素的分析和進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，使容積式自動(dòng)灌裝秤的灌裝誤差從0.5%提升到0.2%。提升容積式灌裝機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。 | |
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