包裝工藝與設備課程設計--膠囊計量裝置選擇與設計

1、<p>　　包裝工藝與設備課程設計</p><p><b>　　設計說明書</b></p><p>　　起止日期： 2012 年 6 月 4 日 至 2012 年 6 月 10 日</p><p>　　2012年6月10日</p><p>　膠囊計量裝置選擇與設計</p>

2、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　在日常生活中對膠囊的包裝主要有兩種方式：一種是瓶裝，一種是泡罩包裝。為了保證膠囊在銷售的過程中不變質，因此對膠囊包裝機械的衛(wèi)生與完全要求很高。在食品包裝行業(yè)中，通常采用的計量方式有容積式、稱重式、以及計數(shù)式等。計數(shù)法計量裝置的精度比較高，而轉盤式計數(shù)裝置能較好的滿足膠囊的定量包裝。</p><p>　

3、　關鍵詞：轉盤式計數(shù)裝置；定量；膠囊</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In daily life, on the capsule packaging mainly in two ways: one is bottled, a blister packaging. In order to ensure the capsule i

4、n the sales process of deterioration, so the health and complete requirements of capsule packaging machinery is very high. In the food packaging industry, there are many measurements like volumetric measurement, weighing

5、, and counting. Counting measurement device has high precision, and the rotary measurement device can better meet the quantitative packing of capsule p</p><p>　　Keywords: Rotary measurement device；quantitati

6、ve ；capsule</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 計數(shù)計量法······················&

7、#183;······························3</p><p>　　1.1 計數(shù)檢測系統(tǒng)&

8、#183;····································

9、;··············3</p><p>　　1.1單件計數(shù)法·················&

10、#183;···································4<

11、/p><p>　　1.2多件計數(shù)法································&

12、#183;····················4</p><p>　　1.3轉盤式計數(shù)法··········&#

13、183;····································

14、····5</p><p>　　2 膠囊計量系統(tǒng)的選擇···························

15、;················6</p><p>　　3 轉盤式計量充填機···············

16、;······························6</p><p>　　3.1轉盤形式的選擇及其計算&

17、#183;····································

18、;··7</p><p>　　3.2轉盤式計量裝置·····························

19、;··················8</p><p>　　3.3轉盤供料裝置設計············

20、3;································9</p><p>　　4

21、轉盤計量系統(tǒng)的其他裝置···································

22、;···10</p><p>　　5 設計總結····························&#

23、183;·························10</p><p>　　6 參考文獻······

24、;····································

25、83;···········11</p><p><b>　　1計數(shù)計量法</b></p><p>　　計數(shù)法是用來測定每一規(guī)定批次的產(chǎn)品數(shù)量。計數(shù)法在條形、塊形、片形、顆粒形產(chǎn)品包裝中廣泛采用。計數(shù)法裝置由三個基本功能系統(tǒng)組成：內裝物件數(shù)檢測；內裝物件數(shù)顯示

26、；產(chǎn)品的遞送。下面分別討論其原理與設計方法</p><p><b>　　1.1計數(shù)檢測系統(tǒng)</b></p><p>　　依據(jù)人工檢測產(chǎn)品數(shù)量時用眼看和用手摸的原理，計數(shù)檢測儀有光學系統(tǒng)（模擬眼看）和非光學系統(tǒng)（模擬觸摸）兩大類。</p><p><b>　　(1)光學系統(tǒng)類</b></p><p>

27、　　它安裝有一個光敏接收裝置，等待計數(shù)的產(chǎn)品一個個地在光敏接收器的規(guī)定距離內通過。按實際元件不同，可分為數(shù)字光電檢測系統(tǒng)和電子模擬檢測系統(tǒng)。</p><p>　　①光電元件檢測系統(tǒng)。一旦進入光電接收器的光線被遮斷，表明一個產(chǎn)品通過了檢測區(qū)，把這一次隔斷紀錄為一個產(chǎn)品的件數(shù)。這一方法適用于大多數(shù)能有效遮斷光線的產(chǎn)品的計數(shù)。但對于那些透明的，折疊形的、雙環(huán)形的或兩部分連接成的、帶有孔的物品則不很有效，因為當他們通過時

28、可能不觸發(fā)或不止一次地觸發(fā)光電元件。</p><p>　?、陔娮幽M檢測系統(tǒng)。最常見的是模擬照相系統(tǒng)。這個系統(tǒng)在記錄檢測前采用光學照相陰影檢測器來建立供被測物體對照用的某些參量。當產(chǎn)品進入檢測區(qū)時產(chǎn)生特定尺寸的陰影，其速度快、適應性強、精確度高。每個被檢單元的陰影在被記錄計數(shù)前必須滿足預先設定的那些參量。這樣，可能兩次觸發(fā)光電元件的o形墊圈狀物體和無法觸發(fā)光電元件的透明的物體都可投下被檢測陰影。</p>

29、;<p>　　(2)非光學系統(tǒng)類 即觸摸式計數(shù)裝置，它可包括含擺輪裝置、電氣觸頭或磁場觸頭。</p><p>　　擺輪裝置。某個擺輪裝置只能適用于某個特定的產(chǎn)品。每個產(chǎn)品必須是固定的形狀尺寸，才能順利通過機械性接收裝置，并輸出與記下具體數(shù)目。此系統(tǒng)很精確，對于相同大小的藥丸，藥片的高速計數(shù)很適合。</p><p>　　電氣和電磁觸頭。電氣觸頭的原理：每個產(chǎn)品通過檢測區(qū)與開關接

30、觸一次，電氣開關就反應一次，記錄下一個計數(shù)單位。</p><p>　　磁場觸頭的原理：每個待計數(shù)的產(chǎn)品必須與電磁源傳來的磁通接觸或擾亂磁通，當每個產(chǎn)品進入磁場時紀錄為一個計數(shù)單位。</p><p>　　以上技術裝置中，光學照相系統(tǒng)及擺輪裝置具有對物體的記憶判別能力，是技術功能更為完善精確。</p><p><b>　　1.2 單件計數(shù)法</b>

31、</p><p>　　即產(chǎn)品每通過一件便記一數(shù)，并顯示已裝件數(shù)。</p><p>　　現(xiàn)以螺釘形產(chǎn)品為例說明單件計數(shù)的基本原理。圖６-1為裝置簡圖。電機8經(jīng)傳動系統(tǒng)驅動刮板給料器1作垂直方向回轉，他所帶的雜亂狀態(tài)的物件從上部滑落到兩個平行供料輥2之間，又順著傾斜的供料輥向下部的滑槽4流動。再由撥料輪3將重疊的產(chǎn)品掃除，僅剩一列恰好進入滑槽4中，再順序滑落到裝有關電計數(shù)器5和磁性閘門6的下端

32、。當產(chǎn)品通過光電技術器5時可觸發(fā)信號，輸入計數(shù)電路進行計數(shù)，并由數(shù)碼管顯示累計數(shù)字。達到規(guī)定數(shù)量后即發(fā)出控制信號關閉磁性閘門，完成一次計數(shù)循環(huán)。</p><p><b>　　1.3多件計數(shù)法</b></p><p>　　按規(guī)定的數(shù)量，如5件為一組或10件為一組計數(shù)一次并顯示。圖６-2所示為條煙裝箱機的計數(shù)裝置。</p><p>　　以10條為一

33、組的條煙1分五路進入計量工位。計量室的一端裝有五個觸電開關3，當條煙觸到開關時，即可發(fā)出信號，表明計量室內已滿10條，接著啟動上壓板2和下托板4使其下移一條煙的厚度距離，上壓板退回上位，騰出空位供隨后的條煙進入計量室。如此重復五次后，再由底部的觸電開關發(fā)出信號指令水平推板5向前移動，直至五十條煙為一組進入側向開口的紙箱內。</p><p><b>　　1.4 轉盤計數(shù)法</b></p&

34、gt;<p>　　圖６-3和圖６-4所示為轉盤計數(shù)裝置，常用于藥片、藥丸、巧克力糖球等規(guī)則形物品的計數(shù)定量包裝。 其中圖6-3為工作原理圖，圖6-4為裝置實體圖。</p><p>　　圖6-4 轉盤計數(shù)裝置實體圖</p><p>　　1—電磁振動器；２—下料斗；３—固定托盤；４—孔盤；５—壓輪；６—蝸桿；７—大齒輪；８—換檔手柄；９—槽輪；１０—曲柄輪；１１—小齒輪；１２—閘

35、門蝸輪；１３—轉臂；１４—閘門凸輪；１５—料盤蝸輪；１６—電機；１７—調節(jié)閘門</p><p>　　在圖６-3中，變換手柄6的位置，使齒輪8的轉軸通過槽輪機構7或齒輪5的轉動，使孔盤1能做間歇的或連續(xù)的轉動。轉盤上每隔一定角度扇形分布一定數(shù)量的小孔而形成若干組均分的間隔孔區(qū)，改變每一扇形區(qū)的孔數(shù)即可改變計數(shù)值。小孔孔徑稍大于物料直徑，盤厚度略大于物料厚度以確保每孔容納一顆物料。當孔盤傾斜轉動時，物料靠自重落入孔中

36、，并由固定盤2托住物料，當盤上某一孔區(qū)轉到卸料斗3上方時，物料滑落到包裝容器4中。</p><p>　　2 膠囊計量系統(tǒng)的選擇</p><p>　　膠囊性質和計量方式的確定：</p><p>　　膠囊屬于顆粒物料，并且在充填與銷售使用過程中都以顆粒計。為了達到充填精確的程度。所以膠囊的計量裝置選用轉盤式計數(shù)法。</p><p>　　3 轉盤式

37、計量充填機</p><p>　　在上述的轉盤計數(shù)裝置實體圖中就包含了整個裝瓶過程。</p><p>　　轉盤式計量裝置利用轉動的孔盤上的孔數(shù)來實現(xiàn)物料的計量。只要控制孔盤上孔數(shù)的數(shù)目就能比較精確的控制計量裝瓶的膠囊數(shù)。其結構上具有一定的特點：</p><p>　　為了提高生產(chǎn)的效率和避免以前水平料斗的刮板對膠囊的損害，一般采用斜料斗。</p><

38、p>　　為適應不同裝瓶量的充填，一般一個轉盤式計量裝置包含一套不同孔數(shù)的孔盤。以便一機器進行物料的多種計量值的填充。</p><p>　　為改善物料的出料誤差，可以通過電動機來控制轉速來確保每次轉到卸料口時孔盤上每個孔中都有膠囊。</p><p>　　當物料的尺寸大一小變換時，可以更換不同的孔盤。</p><p>　　孔盤的轉速，孔盤上扇形孔區(qū)的數(shù)目，和每個孔

39、區(qū)中孔的大小都直接影響到計量精度的高低。</p><p><b>　　三孔區(qū)孔盤：</b></p><p><b>　　雙孔區(qū)孔盤</b></p><p>　　3.1孔盤形式的選擇及其計算</p><p>　　膠囊的型號有：膠囊的容積對不同比重的內容物所填充的重量以（mg ）所示：</p>

40、;<p><b>　　圖表 1</b></p><p>　　不同的膠囊型號對孔盤的要求是不同的。</p><p>　　3.2轉盤式計量裝置</p><p>　　孔盤每轉一圈所卸下的料與孔盤上孔區(qū)的數(shù)目和孔區(qū)中孔的數(shù)目有關。每一圈所裝瓶的數(shù)目與孔區(qū)的數(shù)目和瓶與孔盤的相對速度有關。</p><p>　　以圖6-

41、4所示裝置為例，假設包裝容器（瓶）的的替換周期T1，孔盤轉動周期T2，轉盤的轉速V=N轉/min。</p><p>　　所以該裝置的生產(chǎn)能力</p><p>　　Q=×N（瓶/min）</p><p>　　注：T1必須為T2的n倍</p><p>　　某膠囊預裝x粒/瓶，孔盤孔區(qū)數(shù)M，孔區(qū)孔數(shù)m，</p><p&

42、gt;　　則該設備對該膠囊的生產(chǎn)力：</p><p>　　Q= （瓶/min）</p><p><b>　　而n= 就能得出</b></p><p><b>　　T1=T2</b></p><p>　　在得出T1后，根據(jù)傳送V帶的轉速V帶可以計算出每兩個包裝容器的工位之間的距離</p>

43、<p><b>　　L=T1V帶（m）</b></p><p>　　因此在全自動轉盤計量裝置的控制系統(tǒng)中需輸入上述公式，確保在對不同型號膠囊進行計量時，包裝容器（瓶）的更換速度和孔盤的轉速同步改變來保證整個工藝流程的不停滯。</p><p>　　以上公式計算只符合全自動轉盤計量裝置。</p><p>　　而對于半自動轉盤計量裝置則

44、無需考慮包裝容器（瓶）的周期，需人為的更換包裝容器（瓶），產(chǎn)生生產(chǎn)工藝流程的短時間停滯。但是現(xiàn)在的半自動轉盤式計量器通過電磁振動數(shù)片，包裝容器未到下料口時數(shù)片盤不轉動，當包裝容器放置到下料口時，電動機驅動數(shù)片盤轉動是物料自動進入包裝容器中。所以半自動的生產(chǎn)效率可無限接近全自動計量裝置的生產(chǎn)力。</p><p>　　在物料進入轉盤式計量裝置的料斗后，不能確保每一個孔中都有物料。因此在計量時還是存在少量的誤差。但是這

45、不影響設備的生產(chǎn)力的計算。</p><p>　　對于全自動膠囊數(shù)片裝瓶機有：</p><p>　　假設膠囊瓶裝參數(shù)如下：100粒/瓶，計量裝置的參數(shù)：孔區(qū)數(shù)目2，每個孔區(qū)孔的個數(shù)100，而孔盤的轉速V=40轉/min，V帶=0.1 m/s</p><p>　　T2=60/V=1.5 s</p><p>　　T1=T2=1.5 s</p&

46、gt;<p>　　則可以算出設備的生產(chǎn)力Q=20瓶/min</p><p>　　但是要保證整個流程順利進行還需要計算每兩個瓶之間的距離</p><p>　　L=T1V帶=0.15 m</p><p>　　3.3轉盤供料裝置設計</p><p>　　轉盤供料裝置利用斗式電磁振動給料器。料斗在電磁鐵激振力的作用下產(chǎn)生高頻微幅振動，使

47、斗內雜亂堆放的物料進入孔盤中。由圖表1中的不同型號的膠囊的口部外徑d不同，所以對應不同的膠囊所需要設計的孔盤的孔徑D也不同。要略大于該型號膠囊的口部外徑。</p><p>　　4計量系統(tǒng)的其他裝置</p><p>　　為了是膠囊等物料能在轉盤式計量裝置的孔中形成單層物料。老式的轉盤計量裝置在料斗中會加入一個刮板，將多余的物料去除，但是容易導致膠囊等物料的損壞。所以現(xiàn)在的轉盤計量裝置是采用料

48、斗傾斜，利用物料的自重來撥開多余的物料。下料微動開關是為了在換瓶時，控制數(shù)粒盤的間歇運動。</p><p><b>　　5結束語</b></p><p>　　轉盤式計量裝置一般適用于藥丸、藥片、巧克力糖球等規(guī)則形小顆粒物料的計數(shù)計量包裝，而不適用于大型的不規(guī)則形狀的物料。</p><p>　　膠囊是形狀比較規(guī)則的小顆粒物料；膠囊在包裝過程中容易

49、被污染，變質，并且在食用過程中對膠囊的數(shù)量是嚴格規(guī)定的；所以計量裝置的衛(wèi)生與安全，并且對計量裝置中的孔盤的精度要求比較高。故需對轉盤計量裝置經(jīng)行精細加工。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]宋寶豐.包裝容器結構設計與制造［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2006.11</p><p>　　[2] 黃穎為主編.包