【正文】 ?1 2 2 3 3 4如右圖所示 。 如果采用增大立軸的轉(zhuǎn)速 n來提高生產(chǎn)率 ,那么 ,除同樣需要考慮離心力的影響外 ,主要的還需考慮灌裝時(shí)間的影響 。如果采用增大灌裝機(jī)的頭數(shù) a來提高生產(chǎn)率 ,那么 ,灌裝機(jī)的旋轉(zhuǎn)臺直徑也要相應(yīng)增大 ,這不僅使機(jī)器龐大 ,而且在旋轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速一定的情況下 ,還必須考慮離心力的影響 ,即瓶托上的瓶子在尚末升瓶壓緊灌裝閥之前以及在灌滿液料降瓶離開灌裝閥之后 ,其繞立軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力都必須小于瓶子與瓶托之間的摩擦力 ,否則瓶子將會被拋出托瓶臺 ,從而影響正常操作。n— 灌裝臺的轉(zhuǎn)速 (轉(zhuǎn) /分 )。 因真空度 ，查表，用內(nèi)插法得： 5 . 5 8 /W k g h? ?所以，單位時(shí)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(biāo)準(zhǔn)大氣壓，折算成 32 0. 00 3 /W m s?（ 五 ） 生產(chǎn)能力的計(jì)算 旋轉(zhuǎn)型的自動(dòng)灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力可用下式計(jì)算 : Q=60an Q— 生產(chǎn)能力 (瓶 /小時(shí) )。和減壓引起的逸出量為 W180。 解：首先求單位時(shí)間內(nèi)分配給每一灌裝閥的抽氣量， 10 350( 1 ) 0. 5 10 1. 18 3 ( 10 9. 5 )5. 92 10 ( / )0. 5 10bggPVPW k g st? ??? ? ? ? ?? ? ? ??而 10 350 0 . 5 1 0 1 . 1 8 3 9 . 5[ ] 6 . 6 1 1 0 ( / )8 . 5 1 0bglPVPW k g st? ???? ? ?? ? ? ??可見， Wg [Wg]，不符合要求，為此，應(yīng)重新調(diào)整有關(guān)參數(shù)。 （ kg/h） 200~375 125~200 75~125 25~75 ~ ~ ~ ~ 真空系統(tǒng)的空氣滲入量 被灌裝液料中原來所溶解的空氣 ,由于抽成一定真空 ,溶解量則有所減少 ,簡單估算時(shí) ,可參考（標(biāo)準(zhǔn)氣壓和 20?C）每立方米水中溶解 102千克空氣來計(jì)算 ,因此 ,單位時(shí)間內(nèi)由液料中逸出的空氣量應(yīng)為 : Q— 灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力； pcs/h 22 . 5 1 03600 bW Q V?????設(shè)計(jì)時(shí) ,亦可先假定每只瓶在抽氣真空階段所需的時(shí)間 ,然后根據(jù)上面幾個(gè)公式反過來估算真空泵的抽氣速率 ,待泵選定后 ,尚需校核瓶在進(jìn)液回氣階段能否保證瓶內(nèi)始終維持己形成的真空度 P1,這就要求被灌入液料所逐步占據(jù)的瓶內(nèi)容積的空氣必須及時(shí)抽走 , 即要求 : 式中 : Vb— 為每瓶液料定量灌裝的容積 ， tl— 灌液時(shí)間 假若不能滿足上面不等式 ,則需重新選擇 Wg或者設(shè)法改變 tl 100 []bgglPVPWWt????例 2 ? 某真空灌裝機(jī)的灌裝頭數(shù)為 30，要求在 (1mH2O = )。值，一般可參照右表選取。180。 為確定 Wg， 設(shè)全機(jī)的灌裝頭數(shù)為 j， 真空系統(tǒng)由于有關(guān)裝置和連接不嚴(yán)密而造成的空氣滲入量為 W180。 式中， 對于真空法灌裝而言 ,灌液前瓶內(nèi)要形成一定的真空度 ,氣壓必須由原有的 P0降低為 P1,則瓶內(nèi)原有空氣的體積 Vb膨脹為 V1。 圖中虛曲線是根據(jù)上面公式計(jì)算繪制的 ,實(shí)際上 ,由實(shí)驗(yàn)測得 ,當(dāng) β βr時(shí) ,氣流將為超音速 ,這時(shí)流量保持不變 , Wgr 為過 M點(diǎn)的一條水平線。右圖。 Wg— 向瓶內(nèi)充氣過程中 ,流經(jīng)氣道孔口截面上的氣體平均質(zhì)量流量， kg/s 瓶內(nèi)氣壓是由 P0不斷變化為 P1的 ,隨著瓶內(nèi)瞬時(shí)氣壓的不同 ,Wg也就有不同的瞬時(shí)值 ,即 Wg是個(gè)變量 。 k— 絕熱指數(shù) ,對于空氣 k=。 Vb— 瓶內(nèi)原有氣體的體積 (即空瓶的容積 )。 由氣體絕熱過程方程式可求充氣后瓶內(nèi)原有氣體的壓縮容積 0 1 1kkbP V P V? 一只瓶所補(bǔ)充進(jìn)的空氣容積為 :ΔV=VbV1,充氣等壓所需時(shí)間 : 11()bggVVtW? ???0 1 1kkbP V P V?1011() Kb PVVP?式中 : P0— 充氣前瓶內(nèi)的氣壓 (即為大氣壓 )。 對于等壓法和真空法 ， 其灌裝所需時(shí)間則應(yīng)是灌液時(shí)間與充氣或抽氣時(shí)間之和 。 故 C = Z180。 Fb— 瓶內(nèi)腔的橫截面積 。 當(dāng)液料在瓶內(nèi)淹沒管嘴孔口高度 h時(shí) ,相應(yīng)定量杯的液料高度為 z,這時(shí)流經(jīng)管嘴孔口的瞬時(shí)流量為 : 欲解上式 ,必須首先求出兩個(gè)變量 h和 z的關(guān)系 。 nVVV L2Y Y Yn1 ?12120 1 0 2 0, , ,2 2 2nnnV V Vt t tC A g Y C A g Y C A g Y? ? ? ? ? ?121012nini iVt t t tC A g Y?? ? ? ? ? ? ? ? ? 若管口接近瓶底，那么，此灌裝過程也可分兩步進(jìn)行計(jì)算：整個(gè)罐裝時(shí)間應(yīng)包括淹沒管嘴前、后兩部分時(shí)間的和。 Z2 — 從管嘴孔口至定量杯內(nèi)流完液料時(shí)的高度 。 dt— 對應(yīng)于增量 F0 當(dāng)定量杯內(nèi)液料降至任意位置時(shí) ,流經(jīng)管嘴孔口的液料瞬時(shí)流量 00 2 ( )P F dzV C A g zg dt???? ? ? ?式中 : F0— 定量杯的截面積 。而當(dāng)液面淹沒管口后，因作用在管口上部的靜壓頭隨著瓶內(nèi)液位的逐漸上升而增強(qiáng)，屬于不穩(wěn)定的管口淹沒出流，即孔口的截面靜壓頭是液料體積充量 V的函數(shù)。但是，增加 C、 ΔP、 Z1尚應(yīng)考慮液流過快，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的灌液過程；而增加 A0也應(yīng)考慮瓶內(nèi)液面超過回氣管口能及時(shí)達(dá)到定量的精度。 A0 (三 )灌裝時(shí)間的計(jì)算 1. 灌裝的水利過程 根據(jù)水利學(xué)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(yīng)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(shí)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。 Y— 孔口截面上的有效壓頭 (包括靜壓頭與位壓頭 )。 — 各種局部阻力系數(shù)之和 。 — 從由自液面至灌裝嘴口截面之間 ， 因通流截面積不同各段流道的速度折數(shù)系數(shù) 。 (42) V u A? ?0 0u0A0u0式中 : 為灌裝時(shí)貯液箱自由液面的液料流速根據(jù)液體流動(dòng)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(dá)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 。