《包装设计制作工艺与检测技术标准实用手册》

第六篇 包装机械

第二章　计量充填机械

第二节　容积式充填机

一、容积式充填机的分类、工作原理与特点（见表6－2－2）

表6－2－2容积式充填机的分类、工作原理及特点

容积式充填法把精确容积的物料装进每一个容器，而不考虑物料密度或重量。容积式充填法常用于那些比重相对不变的物料，或用于那些体积要求比质量要求更重要的物料。在某些工业部门采用计容法是很方便经济的，采用计容充填可提高工作速度，增加的经济收入与多装物料所消耗的成本相比还是比较合算的。

容积式充填机每次计量的质量取决于每次充填的体积与充填物料的密度。

图6－2－1　固定式量杯充填机的定量装置
1—料斗；2—外罩；3—量杯；4—活门底盖；5—闭合圆销；6—开启圆销；
7—圆盘；8—转盘主轴；9—壳体；10—刮板；11—下料闸门

二、量杯式充填机

量杯式充填机分固定式和可调式两种。固定式量杯的定量装置用于密度较为稳定的物料，容积的改变通过更换量杯来实现。

（1）固定式量杯充填机的定量装置（图6－2－1）。物料经供料斗1自由落入计量杯内，圆盘口上装有四个量杯和对应的活门底盖4，当转盘主轴8带动圆盘7旋转时，刮板10将量杯3上面多余的物料刮去。当量杯转到卸料工位时，顶杆推开量杯的活门底盖4，量杯中的物料在自重作用下充填到下方的容器中。

（2）可调式量杯充填机的定量装置（图6－2－2）。量杯由上、下两部分组成，通过调节可以改变上、下量杯的相对位置，以便实现容积的微调。微调时，可以手动，也可以自动。自动调整的信号可以根据对最终产品的质量或物料密度的检测获得。

图6－2－2　可调式量杯充填机的定量装置
1—料斗；2—护圈；3—固定量杯；4—活动量杯托盘；5—下料斗；6—包装容器；
7—转轴；8—手轮；9—转盘；10—活门导柱；11—活门；12—调节支架；13—刮板

图6－2－3　可调量杯尺寸

可调量杯的计量容积（见图6－2－3）计算如下。

V＝1/4π（d1L1＋d2L2）　（ml）

式中　d1———上量杯内直径，cm；

d2———下量杯内直径，cm；

L1———上量杯计量高度，cm；

L2———下量杯计量高度，cm。

三、螺杆式充填机

螺杆式充填机的结构如图6－2－4所示，利用螺杆的螺旋槽的容腔来计量物料。由于每一个螺距中都有一定的理论容积，因此只要准确地控制螺杆的转速和转数，就能获得较为精确的计量值。

计量螺杆多为单头矩形截面螺旋，经精密加工后的每个螺旋槽皆有相同的理论容积。容积V可按下式计算（见图6－2－5）：

V＝b（s－t）D／cosα　（ml）

生产率：

Q＝nb（s－t）D／cosα　（kg／min）

式中　b———螺旋片宽度，cm；

s———螺距，cm；

t———螺旋片厚度，cm；

D———螺杆的中径，cm；

α———螺杆中径升角，（°）；

n———螺杆转速，r／min；

ρ———物料密度，kg／cm3。

螺杆充填机的漏斗状料斗里有一个旋转的螺杆，它以恒速送出一定的物料。螺杆一般是竖直地装在漏斗中，送料管则向下直接对准容器。当容器到位后，传感器发出信号使电磁离合器合上，带动螺杆转动。料加好后，离合器脱开，制动器使螺杆停止转动，物料停止流下。

充填的体积完全由螺杆的转动圈数决定。有的螺杆充填机带有定时机构，每充填一次就使螺杆按预定的速度转动一定的时间；也有的充填机是以每次充填时螺杆的转动圈数来计量的。离合器和制动机构的灵敏度可使螺杆的速度控制在1／200转之内，或在时间上控制在1／200s。螺杆充填机一般均具有手动或自动两种工作方式，用户可根据习惯自行选择使用。

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