我们都知道液体灌装机是一种将液体/膏体分装到瓶子或其他容器中的设备。为了确保在分配过程中每个瓶子接收到等量的液体/膏体,灌装机将具有专门设计用于测量的装置或组件。常见的计量方式有基于时间控制的重力灌装机、基于体积控制的活塞灌装机、基于液位的溢流灌装机,还有一种是基于泵控制的泵式灌装机。
什么是泵填料?
泵式灌装机可以灵活地填充从液体到洗发水稠度的各种产品,只需在容器中输入您想要的数量即可。由于液体瓶灌装机是正排量泵,因此它们具有自吸功能,可以直接从散装源(无论是罐、桶还是其他容器)中抽取产品。泵式液体灌装设备有单头型号,到12头或更多头直列式自动机。
泵灌装机如何工作?
泵灌装机可以在灌装过程中以两种不同的方式测量液体,这同样取决于项目、泵和灌装目标。这些机器上的基于时间的填充仅允许泵在每个周期运行预设的时间。简单的计时器或 PLC 将帮助操作员设置必要的时间,并且还可以调整泵速以实现更准确的填充。用于这些液体灌装机的第二种方法称为基于脉冲的灌装。基于脉冲的填充将测量泵部件每个周期的旋转或其他运动。例如,在使用齿轮泵的项目中,每个脉冲可能相当于齿轮四分之一圈,其中 10 个脉冲完成一个周期。任何一种方法都可以提供准确的体积填充,对于某些产品和项目,可以使用任何一种方法。
泵式灌装机的核心是使用哪一个泵来组成自动分度系统。下面我们将详细了解各种泵。
如果您需要将液体材料从一个地方移动到另一个地方,您将需要一台泵。工业泵有两种不同的类型:离心泵和容积泵。每种类型在效率、流量、粘度和压力方面都具有独特的属性。
离心泵 VS 容积泵
离心泵利用电机或发动机产生的旋转能来移动流体。流体穿过旋转轴进入泵的叶轮,旋转的叶轮将流体推向涡旋件或扩散器。流体在通过叶轮时获得速度和压力。
正排量 (PD) 泵通过重复封闭固定体积并将其机械地移动通过系统来移动流体。两个或三个沿相反方向移动的主轴产生泵送、捕集和置换液体的功能。泵送动作是循环的,可以由活塞、齿轮、滚子、隔膜或叶片驱动。
液体灌装机通常使用的是容积泵。以下是使用正排量泵的一些好处。
- 不同的粘度——正排量泵可以处理各种粘度水平。
- 各种压力——这种类型的泵能够在更高的压力和流量下运行,而不影响容量。
- 一致的流量——正排量泵可以保持恒定的流量和速度。
- 不需要密封——这些类型的泵不需要完全密封。
泵式灌装机的类型
尽管 PD 泵的设计多种多样,但大多数可分为两类:往复泵和旋转泵。以下是根据不同类型的泵列出的常见泵式灌装机的部分列表。
往复泵灌装机
柱塞泵
在活塞泵中,活塞在紧密配合的气缸内滑动。当活塞缩回时,体积膨胀。通常,入口上的阀门打开,允许流体在体积膨胀时进入泵。当活塞反向时,体积收缩,出口上的阀门打开,允许流体流出泵。
柱塞泵
柱塞泵的工作方式与活塞泵几乎相同。不同之处在于柱塞通过密封件移动到泵容积中。柱塞的排量改变泵内的流体体积,从而产生泵送作用。
隔膜泵
隔膜泵使用可向内和向外弯曲的柔性膜(通常称为隔膜)。膜的运动改变泵内部的体积,当与阀门结合时,允许流体流入和流出泵。隔膜泵非常适合真空、空气和低压腐蚀性流体。
旋转泵灌装机
外齿轮泵
外啮合齿轮泵由两个由单独的轴支撑的互锁齿轮组成(这些轴中的一个或两个都可以被驱动)。齿轮的旋转将流体捕获在齿之间,将流体从入口移动到围绕外壳的排出处。由于齿轮是互锁的,因此没有流体通过齿轮之间的中心传回。齿轮和外壳之间的紧密公差使泵能够在入口处产生吸力,并防止流体从排出侧漏回。低粘度液体更有可能发生泄漏或“打滑”。
内啮合齿轮泵
内啮合齿轮泵的工作原理相同,但两个互锁齿轮的尺寸不同,一个齿轮在另一个齿轮内部旋转。两个齿轮之间的空腔在入口处充满流体,并输送到排出口,在那里通过较小齿轮的作用将流体排出。
凸轮泵
对于凸轮泵,旋转元件是凸轮而不是齿轮。这种设计的巨大优点是,在泵送动作期间,凸轮不会相互接触,从而减少磨损、污染和流体剪切。
叶片泵
叶片泵使用一组安装在偏心转子中的可移动叶片(弹簧加载、液压或柔性叶片)。叶片与壳体壁保持紧密密封,并将截留的流体输送至排放口。
蠕动泵
有时称为滚子泵,蠕动泵通过使用滚子将液体捕获在柔性管中并将其从入口移动到出口来移动流体。这种设计导致流体仅与管内部接触。这一功能与易于更换的管道相结合,使蠕动泵成为一次性使用应用的理想选择,例如透析机中的血液接触。
如何选择泵式灌装机?
在包装领域,不同的产品带来不同的挑战。从瓶子尺寸和形状到定制标签和包装,再到不同容器尺寸的转换,每种包装的产品都有其独特的特征。反过来,为特定产品创建的每种液体填充剂也有其独特的特征。在为您的特定商品选择正确的液体填料时,产品粘度始终发挥着重要作用,而浓稠粘度产品可能会带来独特的挑战。
无论是使用基于时间的方法还是基于脉冲的方法来灌装瓶子,泵式灌装机都是较厚产品和某些含有颗粒的产品的理想灌装机。基于时间的填充方法只需让泵在每个填充周期运行相同的时间长度即可进行填充。基于脉冲的灌装系统不会利用时间,但会测量泵的转数或运动。例如,齿轮泵上的“脉冲”可以是齿轮的一转或部分转。灌装设备上使用的泵类型将取决于所灌装的产品。
将选择不同的泵类型来高效、准确地完成填充。上面提到的齿轮泵将捕获齿轮齿之间的产品,引导其通过产品路径并到达等待的瓶子。凸轮泵、螺杆泵和许多其他泵提供了不同的产品移动方法。有些泵为某些灌装项目提供了优势。例如,蠕动泵使用滚轮将产品移动通过管道,而无需滚轮实际接触产品,这使得该泵成为卫生项目或灌装多种不同产品或口味的良好选择。没有产品接触部件有助于创建卫生流程,简单的管道更换可防止产品之间或香料之间的污染。
结论
通常,当产品需要产品流动方面的一些帮助时,将使用泵式灌装机。不能自由流动的厚产品和含有颗粒的产品需要的不仅仅是简单的重力来推动液体通过产品通道。然而,泵式灌装机并不专用于浓稠产品,它可以处理多种液体,同时提供准确的体积灌装。
在 VKPAK 制造的所有泵式灌装机上,都会仔细选择泵以匹配当前项目的特性。要了解有关泵灌装机和其他泵选项的更多信息,或与包装专家讨论您自己的项目,请联系 VKPAK。