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| 半自動配料系統(tǒng)改進(jìn)措施 | 2020-01-27 |
| 1前言 半自動配料系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單，對罐式適應(yīng)性強(qiáng)，調(diào)節(jié)方便，廣泛應(yīng)用于4L及以下酒精產(chǎn)品的灌裝。提高灌裝槍式配料系統(tǒng)的灌裝精度對酒精生產(chǎn)企業(yè)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。 2影響灌裝槍配料系統(tǒng)精度的因素分析 灌裝槍式半自動配料系統(tǒng)的油路通常由油箱入口控制閥、進(jìn)油箱、電子秤計(jì)量箱入口控制閥組、油缸組(灌裝槍式)、灌裝入口控制閥組、灌裝槍組等組成。灌裝過程中，輸油泵通過管道將酒精從成品儲罐輸送到配料系統(tǒng)的進(jìn)油箱，然后通過油缸的進(jìn)油控制閥、油缸、灌裝進(jìn)油控制閥和灌裝槍進(jìn)入4L桶。酒精產(chǎn)品通常用電子秤來測量。以灌裝凈含量為3560±40g的4L小包裝產(chǎn)品為例，采用灌裝槍式自動配料系統(tǒng)進(jìn)行產(chǎn)品包裝。首先，需要將目標(biāo)電子秤的重量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的體積，以便配料系統(tǒng)能夠按體積填充。稱重系統(tǒng)稱重模塊實(shí)際生產(chǎn)中的許多因素使得根據(jù)設(shè)定體積灌裝的產(chǎn)品的靜態(tài)含量變化很大，甚至超出允許范圍。 2.1液體配料系統(tǒng)油品中氣泡的影響 灌裝過程中，輸油泵將成品酒精連續(xù)輸送到配料系統(tǒng)進(jìn)油箱的進(jìn)油控制閥前。當(dāng)進(jìn)油箱中的油位達(dá)到設(shè)定的低油位時，進(jìn)油箱的進(jìn)油控制閥自動打開，酒精在約0.6兆帕的泵壓下以較大的流量進(jìn)入進(jìn)油箱，產(chǎn)生大量沖擊氣泡。同時，如果液體配料系統(tǒng)碰巧處于油缸的吸油過程中，少量的氣泡將不可避免地被吸入油缸，從而造成灌裝誤差。 2.2稱重配料系統(tǒng)油缸密封泄漏的影響 在液體灌裝機(jī)灌裝過程中，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)氣缸密封泄漏。油缸材料、密封件材料、密封件形式、加工精度和裝配質(zhì)量都是直接影響因素。液體灌裝機(jī)常用的酒精液體配料系統(tǒng)的缸體由碳鋼(20)、不銹鋼(12Cr18Ni)和有機(jī)玻璃制成。普通液體配料系統(tǒng)的油缸灌裝槍用丁腈橡膠和氟硅橡膠密封。配料罐自動配料系統(tǒng)的有機(jī)玻璃作為酒精計(jì)量筒的材料，稱重灌裝機(jī)灌裝有表面光滑、強(qiáng)度高、耐腐蝕、易于加工等優(yōu)良特性。然而，由于其低表面強(qiáng)度和易刮擦性，需要仔細(xì)選擇密封材料和形式。 2.3配料系統(tǒng)填充速度的影響 自動灌裝機(jī)的油缸灌裝槍從進(jìn)油箱中吸油，稱重灌裝設(shè)備油缸灌裝槍壓縮灌裝到4L桶中的過程約占有效灌裝時間的80%。為了提高填充速度，通常需要縮短拔出和壓縮填充槍的時間。但是，這種操作很容易導(dǎo)致灌裝量不穩(wěn)定。稱重灌裝機(jī)灌裝槍提升過快會使油品跟隨灌裝槍進(jìn)入油缸為時已晚，導(dǎo)致油缸內(nèi)真空不足。一方面，液體灌裝機(jī)械會使進(jìn)入油缸的油品中溶解的空氣瞬間沉淀，形成均勻細(xì)小的氣泡。另一方面，自動灌裝機(jī)械密封件的壓差增加，導(dǎo)致密封件泄漏，導(dǎo)致外部空氣進(jìn)入油缸。液體配料系統(tǒng)在油缸中形成空氣，造成灌裝量誤差。灌裝槍壓縮過快會導(dǎo)致4L槍管灌裝速度過快。桶內(nèi)的空氣不會被擠出，形成油霧或飛濺。液體灌裝機(jī)也會影響反應(yīng)釜稱重配料系統(tǒng)的計(jì)量，也會導(dǎo)致桶體變化。 2.4自動配料系統(tǒng)中溫度變化的影響 液體灌裝稱重系統(tǒng)在酒精灌裝過程中，油溫并不確定。溫度的變化會導(dǎo)致酒精濃度的變化。自動灌裝稱重系統(tǒng)為了保證灌裝產(chǎn)品的穩(wěn)定重量，液體灌裝機(jī)必須考慮溫度的影響因素。有兩個主要因素影響乙醇的溫度。一是油調(diào)和或運(yùn)輸過程中的加熱和儲油過程中的自然冷卻；第二，酒精儲存罐通常是露天的，環(huán)境的溫差將直接影響乙醇的溫度。溫度越高，精酒的密度越低，稱重灌裝控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)灌裝量灌裝的產(chǎn)品重量越小。當(dāng)油在混合后冷卻到環(huán)境溫度之前開始灌裝時，或者當(dāng)灌裝過程中環(huán)境溫差突然變化時，油溫將明顯變化，灌裝量將大幅波動。 3改進(jìn)措施 3.1配料系統(tǒng)進(jìn)油閥和進(jìn)油槽的改進(jìn) 3.1.1灌裝系統(tǒng)的部分油箱放置在灌裝系統(tǒng)的側(cè)面，稱重灌裝機(jī)需要放在灌裝系統(tǒng)的頂部。自動灌裝機(jī)在灌裝過程中，充分利用油品的自重，減少油箱的排空。 3.1.2液體灌裝設(shè)備在凹槽中設(shè)有凹槽。凹槽中凹槽的寬度和高度分別為進(jìn)油凹槽尺寸的2/3和1/2，長度略小于進(jìn)油凹槽的長度，自動灌裝設(shè)備以保證液位檢測元件和溫度檢測元件安裝在進(jìn)油凹槽中。油箱內(nèi)的油箱頂部敞開，周邊和底部密封，固定在距進(jìn)油箱底部約200毫米處(可適當(dāng)調(diào)節(jié)，油箱上緣比進(jìn)油箱低100毫米以上)。進(jìn)油箱的原進(jìn)油管直接與油箱中的油箱相連。當(dāng)進(jìn)油箱的進(jìn)油控制閥打開時，酒精直接進(jìn)入油箱，灌裝后溢出進(jìn)油箱，自動灌裝裝置能夠有效防止進(jìn)油箱進(jìn)油時的沖擊氣泡在灌裝過程中通過位于進(jìn)油箱底部的管道直接進(jìn)入油缸。 3.1.3自動灌裝系統(tǒng)的進(jìn)油控制閥由氣動開關(guān)閥改為氣動調(diào)節(jié)閥。自動灌裝設(shè)備的控制方式從全開全閉閥門控制轉(zhuǎn)變?yōu)殚y門開度調(diào)節(jié)控制。稱重灌裝裝置當(dāng)檢測到進(jìn)油箱中的液位在高液位和中液位之間時，進(jìn)油調(diào)節(jié)閥按用戶在稱重儀表上設(shè)定的開度1打開；自動灌裝裝置當(dāng)檢測到進(jìn)油箱中的油位在中低油位之間時，進(jìn)油調(diào)節(jié)閥以用戶在稱重儀表上設(shè)定的開度3打開；當(dāng)檢測到進(jìn)油箱中的高液位時，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。開度1小，液體灌裝裝置根據(jù)連續(xù)開度的要求進(jìn)行調(diào)整，基本滿足正常灌裝量，記錄不同油品的經(jīng)驗(yàn)值，通常開度為10-20%。開口度2略大于開口度1，并且開口度約為30-40%。開口度3可以根據(jù)需要設(shè)置，通常為50-99%。 3.2應(yīng)檢查自動配料系統(tǒng)的密封材料以及油缸和灌裝槍的裝配情況。液體配料系統(tǒng)選材得當(dāng)、組合得當(dāng)、加工精良、裝配干凈準(zhǔn)確是油缸密封匹配的有效保證。液體灌裝設(shè)備油缸和灌裝槍密封材料應(yīng)是具有相關(guān)資質(zhì)和質(zhì)量管理體系的企業(yè)產(chǎn)品。稱重灌裝系統(tǒng)應(yīng)檢查筒體管道的壁厚公差、橢圓度、內(nèi)壁表面粗糙度、劃痕情況、端口平面度和垂直度。自動灌裝設(shè)備灌裝槍密封圈應(yīng)檢查相關(guān)材料的彈性、硬度和密封面。在自動灌裝稱重裝置灌裝槍的密封裝配過程中，應(yīng)特別注意密封件的清潔。碳鋼和不銹鋼油缸推薦用Y型丁腈橡膠灌裝槍密封，有機(jī)玻璃油缸推薦用L型氟硅橡膠灌裝槍密封。 3.2.1配料系統(tǒng)合理控制灌裝槍的驅(qū)動速度 自動配料系統(tǒng)的操作規(guī)則中明確規(guī)定了配料系統(tǒng)允許的填充槍運(yùn)動頻率范圍。 3.3稱重系統(tǒng)添加油溫補(bǔ)償控制 配料罐自動配料系統(tǒng)中酒精溫度與密度的對應(yīng)關(guān)系見表《石油計(jì)量表-酒精部分》。液體灌裝稱重裝置根據(jù)酒精溫度和密度的對應(yīng)關(guān)系以及可編程稱重儀表的計(jì)算能力，選擇線性函數(shù)進(jìn)行近似修正。自動灌裝控制系統(tǒng)油溫補(bǔ)償適用于步進(jìn)電機(jī)控制油缸自動調(diào)節(jié)的定量配料系統(tǒng)。攪拌罐液體配料系統(tǒng)根據(jù)線性關(guān)系將溫度變化值近似轉(zhuǎn)換為體積變化量，液體灌裝控制系統(tǒng)從而將溫度變化值轉(zhuǎn)換為脈沖變化量，通過步進(jìn)電機(jī)控制油缸灌裝槍的行程。從而將溫度變化轉(zhuǎn)化為油缸的容積變化，達(dá)到溫度補(bǔ)償?shù)哪康摹?br>3.4合理安排生產(chǎn)，減少配料系統(tǒng)油溫變化的影響 由于可編程稱重儀表計(jì)算能力的限制，自動配料系統(tǒng)的溫度補(bǔ)償控制只能選擇簡單的線性函數(shù)進(jìn)行近似校正，誤差較大。稱重灌裝控制系統(tǒng)為了解決油溫變化對灌裝精度的影響，液體灌裝機(jī)通過合理的調(diào)度來解決。油溫被認(rèn)為是灌裝調(diào)度的重要指標(biāo)，以避免灌裝過程中油溫的大幅度波動。 4.摘要 通過對影響自動配料系統(tǒng)灌裝誤差的因素分析及相應(yīng)的改進(jìn)，容積式自動配料系統(tǒng)的灌裝誤差從0.5%提高到0.2%。提高容積配料系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。 | |
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