【正文】 壓力角推薦為 [α]≤30176。 對于定量杯定量法的灌裝 ,確定主軸轉(zhuǎn)速 n還必須保證充滿定量杯所需的時間 ,在轉(zhuǎn)盤上 ,一般要求在開閥前 、 關閥后這段區(qū)間內(nèi)完成 ,即要求滿足不等式 : 式中 : t0為充滿定量杯工藝上所需的時間 ,它可采用下式計算 : 式中 : D— 定量杯的直徑 。 灌裝所需功率與它的結構及工作過程有關 ,由于功率損失因素是十分復雜的 ,故難以用分析法進行精確計算 ,故采用對一些主要功率損失因素進行分析計算 ,然后迭加再乘以一個系數(shù) ,近似求得灌裝機功率 ,一般情況下 ,灌裝機的啟動功率為最大 ,啟動時 ,功率主要消耗在以下幾方面 。 f— 采用滾動軸承做為滾輪 ,其軸承折合在軸上的摩擦系數(shù) 。 D— 推力軸承的最大直徑 。 在必要時 ,可在其表面上鍍以金屬保護層或用不銹鋼制造 ， 也有用鑄鐵或鑄鋼制造的 。 一般對軟鋼取 250kg/cm ～ 1000kg/cm ,計算時可參考設計規(guī)范 。 M Nn扭 ? 97400M扭 根據(jù)強度條件 : 式中 : — 許用剪應力； — 抗扭截面模數(shù) 。 因此 ,要求電機有防潮及防震裝置 (防震是次要的 ),并且要連續(xù)進行工作 。 G3— 升瓶機構及空瓶的總重 。 2)克服升瓶機構的滾輪沿固定凸輪滾動時的工作阻力和摩擦力所需消耗的功率 升瓶機構的滾輪沿固定凸輪水平區(qū)段滾動時的摩擦阻力為 : 0t2001 0 2 2 0 4AJNtt???? 式中 : Z1— 水平區(qū)段內(nèi)升瓶機構的數(shù)目 。 試確定該機所需的頭數(shù)。 旋轉(zhuǎn)型灌裝機的工作循環(huán)圖 由此可見 ,圓柱凸輪的半徑越大 ,升降行程越短 ,升降瓶區(qū)在轉(zhuǎn)盤上所占的角度就可越小 ,但隨著升降瓶凸輪半徑的減小 ,在滿足一定壓力角的情況下 ,升降瓶區(qū)所占角度增大 ,經(jīng)濟效果不一定有利 ,另外 ,在選擇灌裝閥的閥端結構時 ,采用短管法當然較之采用長管法可減少升降瓶的行程 ,從而減少升降瓶區(qū) 。 當 n值提高 ,但液料灌裝速度沒有提高，而與 n值不相適應時 ,瓶子在 旋轉(zhuǎn)臺上轉(zhuǎn)動一周的時間內(nèi)并末能灌滿 ,沒有達到定量要求 ,生產(chǎn)循環(huán)也因此受到破壞。180。（ kg/s） ， 則單位時間內(nèi)真空泵的抽氣量 （ 或稱抽氣速率 ） 2 gW W j W W? ??? ? ?21 ()gW W W Wj ? ??? ? ?對于 W180。圖中 βr稱為臨界壓力比 ,由 dWgt/dβ = 0 可求得 12()1KKrK????對于空氣 βr = 對應 Wgr為臨界噴射量。 P1— 充氣后瓶內(nèi)氣壓 (即為貯液箱內(nèi)壓力 )。 因 式中 : F0— 定量杯和橫截面積 。 dz— 定量杯液料高度的微小增量 。 uk Ld k kg z z P P011 01 0112?? ? ? ? ?? ? ? ?( )[( ) ]? ? ?V u Ak Ld k kA g z z P P? ?? ? ? ? ?? ? ? ?0 010 1 01 0112( )[( ) ]? ? ?? ? ?CA g z P CA gY0 02 2( )? ?? 由上式可見 ,液料體積流量主要是三個參數(shù)的函數(shù) ,這三個參數(shù)為： (1)液道流量系數(shù) C, (2)孔口截面積 , (3)孔口截面上有效壓頭Ｙ。 液料流速 可以由孔口截面及貯液箱 (或定量杯 )中自由液面間列柏努利方程式求得 。 為動壓頭 ,其中 α為動能修正系數(shù) ,層流時 α=2,紊流時 α≈1,計算開始時 ,一般可先假定 α≈1,最后根據(jù)計算結果可再進行驗算、修正 。kg/s ρ— 液體產(chǎn)品的密度 。kg/m3 G— 每瓶灌裝液料的重量 。 He 為泵的壓頭 ,它指單位重量的液料通過泵后獲得的能量 。 (42) V u A? ?0 0u0A0u0式中 : 為灌裝時貯液箱自由液面的液料流速根據(jù)液體流動的連續(xù)性方程式 ,可將 折算成 ,而阻力損失 Σh也可寫成用 表達的一般形式 ,則上式可改寫成為： u0u1 u0u0221 1 0 010 22 fP u P uZ Z hg g g g??? ? ? ? ? ? ? (43) (44) 式中 : — 貯液箱 (或定量杯 )自由液面的面積 。 A0 (三 )灌裝時間的計算 1. 灌裝的水利過程 根據(jù)水利學知識 ,液料由貯液箱或定量杯經(jīng)過灌裝閥流入待灌瓶內(nèi) ,這一過程應該看成是液體的管嘴出流 ,按照定量方法和灌轉(zhuǎn)閥的嘴口伸入瓶內(nèi)位置的不同 ,又可分成以下幾種情況 : 圖 高度定量 圖 高度定量 圖 定量杯定量 圖 定量杯定量 短管灌裝 長管灌裝 短管灌裝 長管灌裝 ? 定量方法和灌裝閥管口伸至瓶內(nèi)位置的不同對灌裝時間影響亦不同 ? 控制液位定量的短管灌液過程 ? 控制液位定量的長管灌液過程 ? 定量杯定量的短管灌液過程 ? 定量杯定量的長管灌液過程 若管口伸至瓶頸部分，儲液箱內(nèi)液位保持不變，儲液箱和待灌瓶內(nèi)壓力也基本不變，則該灌裝過程屬于穩(wěn)定的管口自由出流，亦即液料體積流量V是常量。 dt— 對應于增量 F0 Fb— 瓶內(nèi)腔的橫截面積 。 Vb— 瓶內(nèi)原有氣體的體積 (即空瓶的容積 )。 圖中虛曲線是根據(jù)上面公式計算繪制的 ,實際上 ,由實驗測得 ,當 β βr時 ,氣流將為超音速 ,這時流量保持不變 , Wgr 為過 M點的一條水平線。值，一般可參照右表選取。 因真空度 ，查表，用內(nèi)插法得： 5 . 5 8 /W k g h? ?所以，單位時間內(nèi)真空泵的抽氣量為 22 3 22 . 5 1 0 2 . 5 1 0 6 0 0 0 0 . 5 1 0 7 . 5 1 0 ( / )3600 bW Q V k g h?? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ?522 6 . 6 1 1 0 3 6 0 0 3 0 5 . 5 8 7 . 5 1 01 2 . 8 ( / )gW W j W Wk g h??? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ??按標準大氣壓，折算成 32 0. 00 3 /W m s?（ 五 ） 生產(chǎn)能力的計算 旋轉(zhuǎn)型的自動灌裝機的生產(chǎn)能力可用下式計算 : Q=60an Q— 生產(chǎn)能力 (瓶 /小時 )。 主軸旋轉(zhuǎn)一周即灌裝機完成一個工作循環(huán)所需時間為 : T＝ 60/n 在完成一個工作循環(huán)的時間內(nèi)必須包括下列幾個部分 T T T T T T T? ? ? ? ? ? ? ?1 2 2 3 3 4如右圖所示 。 3） T T3′為開閥 ,關閥區(qū)所占的時間 ,這與灌裝閥的結構形式和開閉方法有關系 ,例如 ,一般旋轉(zhuǎn)閥較之移動閥開啟所需時間長些 ,利用固定擋塊開閉較之利用瓶子本身升降開閉所需時間長些 ,根據(jù)一般閥的生產(chǎn)情況 ,有人建議這段時間為 ~1秒左右 。 解： 1）求充氣時間 116 6 30 111( ) 6 7 0 1 0 ( ) 3 4 8 1 0 ( )2 . 5KbPV V mP??? ? ? ? ? ?11 / 31 1002 . 5( ) 1 . 1 8 3 ( ) 2 . 2 7 6 ( / )1kP k g mP??? ? ? ? ?對于空氣 βr = 11111 1. 4 123 1. 4 1. 432112 1 .40 .0 0 3 2 .5 9 8 .1