Расчет и проектирование технологического процесса по производству водки

2. Состав, устройство и работа машины и ее составных частей.

Рис.1Общий вид.

 

2.1. Машина состоит из головки фасовочной, группы укупоривания, трубопровода подачи напитка, трубопровода вакуумного насоса, ограждения с блокировками, станины, ограждения и шкафа электрооборудования (рисунок 1).

Головка фасовочная и группа укупоривания установлены на сварной станине и связываются между собой турникетом. Через турникет проходит конвейерная лента для подачи и отвода бутылок. Станина установлена на регулируемых ножках. Внутри станины смонтирован привод.

Машина имеет два трубопровода. Трубопровод со смотровым стеклом для подачи фасуемой жидкости в резервуар машины и трубопровод, соединяющий отдельно стоящий вакуумный агрегат с резервуаром машины.

Рядом с укупорочным ротором установлен шкаф электрооборудования, который имеет посты управления и светосигнальную индикацию для светового отображения состояния двигателей, бункера и блокировок.

Рис.2.Кинематическая схема.

 

2.2. Общее принципиальное устройство и кинематика машины показаны на схеме кинематической (рисунок 2).

Чистые пустые бутылки сплошным потоком подаются конвейерной лентой к турникету машины. В турникете бутылки разделяются шнеком 11 и по одной подаются во входную турникетную звездочку 8. Турникетная звездочка переносит бутылку с конвейерной ленты на столик подъемного цилиндра фасовочного ротора. Подъемный цилиндр поднимает бутылку. При движении вверх бутылка упирается венчиком горловины в улавливатель подвижной части фасовочного устройства.

В фасовочном устройстве бутылка центрируется, уплотняется и занимает крайнее верхнее положение. В этом положении, после создания в ней вакуума, бутылка заполняется фасуемой жидкостью до заданного уровня. Затем наполненная бутылка опускается и промежуточной турникетной звездочкой 23 переносится на стол укупорочного ротора.

При прохождении бутылки через устройство ориентации на горлышко бутылки надевается колпачок.

Укупорочный патрон, при подъеме столика по копиру, своим упором прижимает колпачок к венчику горловины бутылки, а ролики производят его закатку.

Затем подъемный столик, опускаясь по копиру, освобождает бутылку. Выходная турникетная звездочка 26 снимает укупоренную бутылку со стола укупорочного ротора и переносит ее на конвейерную ленту.

2. 3. Станина.

Станина представляет собой сварной каркас, закрытый со всех сторон кожухами. Станина установлена на регулируемые ножки. Внутри станины установлен привод. Сверху на станину монтируются транспортер, турникетный и ведущий валы, привод и стойка шнека, копир для подъемных цилиндров. Все соединения со станиной имеют резиновые прокладки, обеспечивающие герметичность при попадании жидкости на ее верхнюю поверхность. По контуру станины установлено ограждение.

Рис.3. Привод.

2. 4. Привод (рисунок 3).

Привод монтируется на основании 9 и состоит из: двигателя 1, клиноременной передачи 5, червячного редуктора 2, выходного полого вала 6, ведущей шестерни 7 и устройства перемещения двигателя, состоящего из плиты 8 и болтов 10. Уменьшение инерционных нагрузок на механизмы при пуске и изменение производительности машины осуществляется за счет частотного регулирования.

Рис.4. Вал турникета.

 

2. 5. Вал турникета (рисунок 4) представляет собой вал 3, вращающийся в подшипниках скольжения корпуса 1 и опирающийся на подшипник 15. Нижняя часть вала помещается в пустотелый вал привода, а на верхней части вала, на ступице 10, крепится турникетная звездочка. На корпусе 1 гайкой 6 крепится транспортер.

Рис.5. Вал.

 

2.6. Вал (рисунок 5).

Вал представляет собой конструкцию аналогичную валу турникетному и отличается только наличием шестерни 5, насаженной на нижний конец вала 2.

Рис.6. Головка фасовочная.

 

2.7. Головка фасовочная (рисунок 6).

Головка фасовочная устанавливается на станину и состоит из расходного резервуара 1, стойки 29 и трубчатого вала 8.

Расходный резервуар, выполненный в виде сварной конструкции, крепится через стакан 3 к трубчатому валу. На расходный резервуар монтируются: распределитель 7, фасовочные устройства 12, поплавковый клапан 'удержания уровня 11, сливной кран 97 и мановакууметр 95.

Для установки расходного резервуара по высоте бутылки в конструкции предусмотрен винт 9, при вращении которого изменяется расстояние от фасовочных устройств до подъемных столиков 10.

Распределитель служит для передачи фасуемой жидкости и вакуума от неподвижных источников к вращающемуся расходному резервуару. Распределитель имеет кольцевые каналы, изолированные друг от друга.

Трубчатый вал 8 вращается в литой чугунной стойке. Стойка, воспринимающая радиальные нагрузки от работы ротора, является подшипником скольжения для трубчатого вала. Осевые нагрузки воспринимаются упорным шарикоподшипником 89. На верхнем фланце стойки через кронштейн закреплен копир опускания и подъема столика подъемного. К фланцу трубчатого вала круглыми стяжками 30 закреплено кольцо 31. Между фланцем и кольцом установлены направляющие. На каждой направляющей смонтирован столик подъемный 10. При вращении ротора столики подъемные получают от неподвижного копира возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Уровень жидкости в резервуаре регулируется деталью 90. За счет перемещения кольца 91 изменяется усилие пружины, т.е. изменяется усилие прижима клапана поплавка. Регулировка производится в зависимости от высоты расположения источника жидкости.

Рис.7. Устройство фасовочное.

 

1. 3. 8. Устройство фасовочные (рисунок 7).

Устройство фасовочное служит для наполнения бутылок непенящимися жидкостями под вакуумом по уровню.

Устройство фасовочные состоит из корпуса 33, втулки 32 с трубкой 12, трубки 35 с клапаном 27 и наконечником 1, клапана 28 со штангами 19, двух пружин 36, 37 и втулки 6.

Работа фасовочного устройства происходит следующим образом.

В свободном состоянии клапан 28 находится в крайнем нижнем положении. Пружины 36 и 37 отжимают втулку 32 с трубкой 12 в нижнее положение так, что трубка 12 упирается в клапан 13 наконечника 1 и отводит его вниз.

При движении вниз наконечника 1 клапан 4 упирается в неподвижный клапан 42, и перемещение наконечника 1 прекращается.

Таким образом зоны вакуума и жидкости отсекаются от атмосферы.

Пустая бутылка поднимается вверх столиком подъемным и упирается в клапан 28, поднимая его до амортизатора 20.

Под действием усилия, создаваемого столиком подъемным, детали 12, 1, 32, 35 перемещаются вверх. При движении вверх клапан 4 отходит от неподвижного клапана 42 и соединяет бутылку с вакуумной зоной резервуара.

При дальнейшем движении вверх деталь 35 упирается подпружиненной втулкой 14 в неподвижную шайбу 47 и останавливается, а детали 12,32 продолжают движение вверх до упора амортизатора 34 в корпус 33. При этом трубка 12 отходит от клапана 13.

Жидкость из резервуара через зазор между трубкой 12 и наконечником  
1 поступает в бутылку. Бутылка наполняется до или чуть выше зазора  
между трубкой 12 и наконечником 1.

Установка нужного уровня жидкости в бутылке производится:

- тонкая за счет перемещения по резьбе втулки 6;

- грубая за счет установки дополнительно втулок промежуточных 22 и 23 на трубку 12.

 После наполнения бутылки столик подъемный опускает бутылку на 10 — 15 мм. В этом положении детали 12, 32 под действием пружины опускаются вниз, трубка 12 упирается в клапан 13 и перекрывает поступление жидкости в бутылку, вакуумная зона резервуара и бутылка соединены.

После прекращения поступления жидкости в бутылку блокировочное устройство нажимает защелку 44, соединяя полость бутылки над жидкостью с атмосферным воздухом. Разница давлений между вакуумом и атмосферным воздухом вытесняет жидкость из бутылки в резервуар до нижнего обреза отверстий наконечника 1. При последующем опускании бутылки клапан 4 упирается в неподвижный клапан 42, отсекает вакуумную зону резервуара от бутылки и фасовочное устройство занимает исходное положение.

На станине машины смонтирована дополнительная блокировка, предназначенная для кратковременного нажатия на защелку 44 во время наполнения бутылки, т.е. подачи в бутылку атмосферного воздуха во время процесса налива.

Дополнительная блокировка задействуется только в случае, когда фасуемая жидкость при наполнении бутылки пенится и слой пены препятствует наполнению бутылки до заданного уровня.

При нормальном процессе фасования (без пены) дополнительная блокировка отключается. Для обеспечения устойчивой работы фасовочного устройства необходимо производить фасование жидкости с давлением не выше 0,05 МПа при наличии вакуума в газовой зоне расходного резервуара в пределах от минус 0,02 до минус 0,04 МПа с постоянным уровнем жидкости в расходном резервуаре 125~10 мм от дна.

Рис.8. Подъемник.

 

2. 9. Подъемник (рисунок 8).

Подъемник состоит из корпуса 1 с роликом 6, оси 2 и подпружиненного столика 5. Ролик 6, прокатываясь по неподвижному кольцевому копиру, совершает вместе с корпусом возвратно-поступательное движение по неподвижной оси 2 в вертикальной плоскости.

Подпружиненный столик 5, предназначен для установки бутылки. Плоскость столика при помощи гайки 13 за счет изменения высоты пружины выставляется заподлицо с плоскостью цепи транспортера и плоскостью переходной пластины.

Пружина столика 15 компенсирует повысотную разницу размеров между бутылками.

Рис.9. Группа укупоривания.

 

2. 10. Группа укупоривания (рисунок 9).

Группа укупоривания предназначена для укупоривания бутылок пачками.

Группа укупоривания состоит из механизмов ориентации колпачков (бункер 1), их транспортирования и надевания на горлышко бутылки (лоток 2), обкатывания по профилю венчика бутылки (головка закаточная 24) и механизма подъема бутылки (подъемные столики 22).

1. 3. 11. Бункер.

Бункер предназначен для автоматической ориентации колпачков относительно горлышка бутылки. Бункер состоит из емкости, накопителя, приемника и наборного устройства.

Емкость представляет цельносварную конструкцию с наклонным дном, внутри которой проходит вал. На одном конце вала закреплено наборное устройство, на другом коническая шестерня с электромагнитной муфтой. Муфта работает от фотодатчика и позволяет автоматически останавливать или вращать вал в зависимости от наличия пробок в приемнике бункера.

Для увеличения запаса ориентированных колпачков и визуального контроля за наличием набранных колпачков снизу наборного устройства ворошителя смонтирован приемник с прозрачными стенками.

На входе в приемник закреплены два ролика, которые, взаимодействуя  
с колпачками, устраняют возможность заклинивания их при переходе из ворошителя в приемник.

Главной частью бункера является наборное устройство, которое из хаотично засыпанных в бункер колпачков выдает в приемник колпачки в одном положении.

Наборное устройство состоит из двух профильных дисков, жестко связанных между собой через дистанционные втулки. Один из дисков имеет профильные пальцы.

Канал, образованный двумя дисками и профильными пальцами, пропускает через себя только те колпачки, которые находятся в нужном положении. Колпачки в другом положении останавливаются профильными пальцами и выносятся вращающимися дисками вверх, где выпадают из канала в емкость бункера.

Наборное устройство зафиксировано на валу бункера с помощью системы резьбовых соединений, что позволяет производить быстрый съем и установку наборного устройства при его чистке или чистке бункера.

В верхней части корпуса бункера в боковых стенках расположены отверстия для монтажа фотодатчиков.

Фотодатчик управляет приводом транспортера подачи пробок в бункер в автоматическом режиме.

Фотодатчик и транспортер подачи пробок не входят в комплект машины, а поставляются только по особому заказу.

2. 12. Лоток

Лоток предназначен для передачи ориентированных колпачков от приемника бункера к бутылке и надевании колпачков на горлышко бутылки.

Лоток состоит из направляющей и механизма ориентации. Направляющая представляет собой канал, профиль которого выполнен из проволоки.

На направляющей закреплен фотодатчик, управляющий электромагнитной муфтой вала бункера. При наличиии перед фотодатчиком колпачка муфта отключает вращение вала, при отсутствии — включает.

В средней части направляющая имеет подпружиненную заслонку, через которую удаля1от бракованный колпачок.

Снизу, на конец направляющей, закреплен узел ориентации. Узел ориентации представляет собой канал, перекрытый двумя упорами, и подпружиненный рычаг.

Узел ориентации устанавливается так, что крайний колпачок, остановленный упорами, занимает положение под углом 45' относительно вертикальной оси бутылки.

Бутылка, проходя под узлом ориентации, своим горлышком снимает колпачок с упоров и с помощью подпружиненной пластины рычага надевает колпачок на горлышко.

В узле ориентации регулируется расположение упоров и усилие в них, а также усилие пружины рычага с пластиной.

Регулировка упоров производится в двух направлениях:

— изменением расстояния между упорами. Уменьшение или увеличение расстояния влечет за собой остановку крайнего колпачка выше или ниже относительно горлышка бутылки. Регулировка расстояния производится за счет перемещения упоров в отверстиях щек;

— изменением усилия, которым упоры удерживают колпачки в лотке. Это усилие должно быть отрегулировано так, чтобы упоры надежно удерживали столб колпачков в лотке, а при съеме бутылкой колпачка это усилие не раскачивало бутылку.

Изменение усилия производится индивидуально для каждого упора за счет деформации пружины при помощи перемещения гайки по корпусу упора.

Регулировка усилия пружины рычага нужна для надежной фиксации колпачка на горлышке бутылки. Чем больше усилие, тем надежней фиксация, но это усилие стремится опрокинуть бутылку. Поэтому усилие пружины подбирается индивидуально для каждого типа бутылки в зависимости от ее устойчивости.

Рис.10. Головка закаточная.