《掌握灌装方法及原理,升瓶机构、灌装阀结构、灌装时间计算》.ppt

由式可做出Ws—β线图,如图4.34所示,图中 称为临界压力比,由 可求得 。对于空气 =0.53,对应Wkp为极限喷射量。图中虚曲线是根据上面公式计算绘制的,实际上,由实验测得,当β< 时,气流将为超音速,这时流量保持Wkp不变,故应为过M点的一条水平线。 图4.34 流量与压力比曲线 由Ws—β曲线图经过定积分,就可求出充气过程中的气体平均重量流量为: (4-31) 式中: 应该说明,以上计算忽略了气道阻力的影响,计算中又取的平均重量流量,故存在一定误差,根据实验条件,有人建议取充气等压时间为0.5～1秒左右。 2)抽气真空时间 对于真空法灌装而言,灌液前瓶内要形成一定的真空度,气压必须由原有的P0降低为P1,则瓶内原有空气的体积V1将膨胀部分的气体不断被抽走,温度基本保持不变,因此这一过程可以近似看成是等温过程,由气体等温过程方程式求得: (4-32) 体积增大部分的空气即为必须抽走的空气量,所以抽气真空的时间应为: (4-33) 式中: 为真空泵平均分配在每头灌装阀上的抽气速率。 它应由真空泵的抽气速率Ws减去真空系统的泄漏量 以及液料中溶解空气逸出量 ,再除以灌装机的头数而求得,即: 真空系统由于设备和管道连接不严密,单位时间内被漏入的空气量一般可由表4.4估算: 被灌装液料中原来所溶解的空气,由于抽成一定真空,溶解量则有所减少,简单估算时,可参考每立方米水中溶解2.5×10 千克空气来计算,因此,单位时间内由液料中逸出的空气量应为: =2.5×10 ×Q×V (4-35） 式中: Q—灌装机的生产能力； V—每瓶液料定量灌装的容积。 表4.4 真空系统的空气渗入量 真空度 （mmHg） 空气渗漏量（kg/h） 200~375 125~200 75~125 25~75 13.6~18.0 11.3~13.6 9.1~11.3 4.5~9.1 设计时,亦可先假定每只瓶在抽气真空阶段所需的时间,然后根据上面几个公式反过来估算真空泵的抽气速率,待泵选定后,尚需校核瓶在进液回气阶段能否保证瓶内始终维持己形成的真空度P,这就要求被灌入液料所逐步占据的瓶内容积的空气必须及时抽走, 即要求: (4-36) 式中: V—为每瓶液料定量灌装的容积,粗略计算时可以取V=V0。 假若不能满足上面不等式,则需重新选择Ws或者设法改变τ 3.生产能力的计算 旋转型的自动灌装机的生产能力可用下式计算: Q=60an (4-37) 式中: Q—生产能力(瓶/小时); a—灌装机头数; n—灌装台的转速(转/分)。 由式(4-37)可见,要提高灌装机的生产能力就必须增大头数a和转速n。如果采用增大灌装机的头数a来提高生产率,那么,灌装机的旋转台直径也要相应增大,这不仅使机器庞大, 而且在旋转台转速一定的情况下,还必须考虑离心力的影响,即瓶托上的瓶子在尚末升瓶压紧灌装阀之前以及在灌满液料降瓶离开灌装阀之后,其绕立轴旋转时产生的离心力都必须小于瓶子与瓶托之间的摩擦力,否则瓶子将会被抛出托瓶台,从而影响正常操作,由此可得灌装头中心到立轴中心的距离,必须满足下列不等式: (4-38) 式中: f—瓶与托瓶台间的摩擦系数。 如果采用增大立轴的转速n来提高生产率,那么,除同样需要考虑离心力的影响外,主要的还需考虑灌装时间的影响,当n值提高,但液料灌装速度没有提高而与n值不相适应时,瓶子在旋转台上转动一周的时间内并末能灌满,没有达到定量要求,生产循环也因此受到破坏。 立轴旋转一周即灌装机完成一个工作循环所需时间为: T＝60/n (4-39) 在完成一个工作循环的时间内必须包括下列几个部分: (4-40) 如图4.35所示,其中T1为进出瓶之间的无瓶区所占去的时间,无瓶区的大小由进瓶、