顆粒灌裝機料倉的設計原理及步驟
2022-07-12標簽：灌裝機,制劑,器械
1灌裝機的工作原理
1.1系統(tǒng)結構
本系統(tǒng)主要有電子稱重計量、控制、傳輸和封口部件等組成。傳輸部件是通過一個由電動機控制的鏈板傳動系統(tǒng)實現(xiàn)對包裝件的傳送；封口機構按產品和板狀的不同自動執(zhí)行封包、墊封或加蓋卷邊等功能；計量部件由稱重傳感器及相應的測量和顯示儀表構成，完成對物料的稱重分包與質量顯示；單片機及其相應的控制執(zhí)行電路承擔了定量稱重包裝系統(tǒng)各個工序的自動控制。
1.2原理
本系統(tǒng)以傳感器輸出信號為依據(jù)實現(xiàn)物料的自動定量包裝，其基本工作過程分喂料、稱重、排料、夾袋等四個階段。
稱重開始時，控制器控制儲料斗的粗進料閥和細進料閥同時打開，物料進入稱量斗。當稱量斗中物料質量達到粗加料閥值時，粗進料閥關閉，物料僅從細進料閥流出，進入細加料階段。當稱量斗物料量接近目標值達到細加料閥值時，細進料閥關閉，稱量過程完成。接著套上包裝容器并觸動夾具動作，打開稱量斗的卸料閥，物料卸入包裝容器中，卸料完畢后關閉卸料閥，夾具裝置自動松開，裝有物料的包裝容器落到傳送帶上，由傳送機構送至封口裝置，完成封口工序。
2料倉的設計
2.1料倉的概述
固體料倉是儲存固體松散物料的容器，它區(qū)別于儲存氣體、液體的容器。氣體和液體在常溫的自然狀態(tài)下是無形的物質，松散的固體物料在自然狀態(tài)下有堆積形態(tài)。料倉的種類繁多，其結構和制造工藝也相差甚遠，構成料倉殼體的受力元件由倉殼頂、倉殼圓筒、和倉殼錐體組成。倉殼頂和倉殼圓筒的結合部稱肩部，倉殼錐體和倉殼圓筒的結合部稱臀部，此兩部分的結構根據(jù)料倉的不同大小和形狀以及料倉使用的不同材質而有不同，我根據(jù)實際情況均采用焊接的結構形式，以保證料倉具有足夠的剛度和強度。料倉支撐結構主要是裙座、耳式支座和環(huán)座式支座。
2.2料倉設計及計算
料倉的設計時應優(yōu)先考慮適宜的料倉形狀和大小，裝卸物料用的運輸裝置和在作業(yè)過程中的正確布置。散料在重力的作用下載料倉里不是均勻的流動，而要出現(xiàn)粒度和密度方面的不期望的不均勻組成， 料倉的物料對倉底和側壁產生壓力等等因素。
料倉的基本要求
料倉容積應滿足貯存物料量的要求；
外形尺寸：橫截面最小長度不小于1.2m；
高度不宜過高：成品倉<4.5m，其它倉與廠房匹配，不宜使物料過于壓實。
料斗形狀：選擇合理的形狀，結構強度高，內外側應有可靠的加強筋，內表面光滑無毛刺。
綜上所述考慮到所承容積大、經(jīng)濟合理所以選擇料倉的形狀為上部分為圓筒形下部分為錐形。
1）容重和容積
定義：散粒體自然堆積時，單位體積質量，稱為容重。對其經(jīng)濟性和可靠性等多方面因素予以綜合考慮。鋁制料倉則由于材料性能的限制，目前只能制造容積不大于250 m3，高度不大于8m的料倉。
2）設計壓力
固體料倉設計壓力的適用范圍，一般按常壓考慮。因此規(guī)定設計壓力的適用范圍?。?00Pa～0.1MPa，即真空度取500Pa，設計壓力最大取0.1MPa。工程裝置中在固體料倉的頂部根據(jù)工藝的要求有時有氮封，有時采用氣流輸送等情況，對于頂部有氮封（或其它作用的壓力）的料倉，設計壓力應取頂部可能出現(xiàn)的氣體的最高操作壓力作為設計壓力。過高的設計壓力會影響料倉的使用經(jīng)濟性，而且實際使用壓力也被限制在一定范圍內。
3）設計溫度
固體料倉的使用溫度大都為常溫，我國南北緯度跨度大，北方部分地區(qū)冬季極端最低氣溫較低，而南部、西南部地區(qū)夏季日照下倉殼的溫度可達幾十度，設計者決定設計溫度時應考慮到料倉所處的地理位置，由于固體料倉一般不用保溫，倉殼的溫度基本與環(huán)境溫度一致，裙座的用材應考慮環(huán)境溫度的影響。當對儲存物料有加熱的要求時還應考慮物料的溫度效應及熱膨脹的影響。因此本標準規(guī)定料倉的設計溫度范圍取料倉所使用的倉殼金屬允許的使用溫度，但由于通常料倉的使用溫度不高，故倉殼材料的許用應力相應給到200℃。
4）載荷的計算
料倉所承受的載荷分為靜載荷和動載荷。靜載荷為長期載荷，動載荷為短期載荷。料倉倉殼和支承部分的安全性和經(jīng)濟性很大程度決定于選擇合理的設計載荷。料倉的設計壓力、儲存物料引起的壓力、料倉自重等附件的重量、多雪地區(qū)的雪載荷等屬于主要的靜載荷；風載荷、地震載荷和料倉在加料、卸料時所產生的沖擊載荷等屬于主要的動載荷，此外連接管道和其它的部件對料倉的作用力、支座的反作用力等都是應當考慮的載荷。
2.3倉殼的垂直壓力與水平壓力
在進行了大量的試驗基礎上，提出了利用料倉殼體壁面摩擦平衡載荷的函數(shù)關聯(lián)來計算垂直壓力和水平壓力，并確認垂直壓力和水平壓力的比值是隨著料倉的深度和料倉的形狀而變化的，對料倉的計算提出了新的解析方法。
目前各國標準使用的計算方法不同，有采用經(jīng)典理論的計算方法，也有的采用了改進的計算方法。我們認為，從理論分析和試驗數(shù)據(jù)看，采用“物料對倉殼的垂直壓力與水平壓力的比值隨料倉高度變化而變化”的理論來分析料倉殼體的受力比較符合試驗數(shù)據(jù)，我們在編制本標準時采用這種解析方法，但是此方法對大型錐體料斗的解析過于簡單，需要作一些調整。
1.1系統(tǒng)結構
本系統(tǒng)主要有電子稱重計量、控制、傳輸和封口部件等組成。傳輸部件是通過一個由電動機控制的鏈板傳動系統(tǒng)實現(xiàn)對包裝件的傳送；封口機構按產品和板狀的不同自動執(zhí)行封包、墊封或加蓋卷邊等功能；計量部件由稱重傳感器及相應的測量和顯示儀表構成，完成對物料的稱重分包與質量顯示；單片機及其相應的控制執(zhí)行電路承擔了定量稱重包裝系統(tǒng)各個工序的自動控制。
1.2原理
本系統(tǒng)以傳感器輸出信號為依據(jù)實現(xiàn)物料的自動定量包裝，其基本工作過程分喂料、稱重、排料、夾袋等四個階段。
稱重開始時，控制器控制儲料斗的粗進料閥和細進料閥同時打開，物料進入稱量斗。當稱量斗中物料質量達到粗加料閥值時，粗進料閥關閉，物料僅從細進料閥流出，進入細加料階段。當稱量斗物料量接近目標值達到細加料閥值時，細進料閥關閉，稱量過程完成。接著套上包裝容器并觸動夾具動作，打開稱量斗的卸料閥，物料卸入包裝容器中，卸料完畢后關閉卸料閥，夾具裝置自動松開，裝有物料的包裝容器落到傳送帶上，由傳送機構送至封口裝置，完成封口工序。
2料倉的設計
2.1料倉的概述
固體料倉是儲存固體松散物料的容器，它區(qū)別于儲存氣體、液體的容器。氣體和液體在常溫的自然狀態(tài)下是無形的物質，松散的固體物料在自然狀態(tài)下有堆積形態(tài)。料倉的種類繁多，其結構和制造工藝也相差甚遠，構成料倉殼體的受力元件由倉殼頂、倉殼圓筒、和倉殼錐體組成。倉殼頂和倉殼圓筒的結合部稱肩部，倉殼錐體和倉殼圓筒的結合部稱臀部，此兩部分的結構根據(jù)料倉的不同大小和形狀以及料倉使用的不同材質而有不同，我根據(jù)實際情況均采用焊接的結構形式，以保證料倉具有足夠的剛度和強度。料倉支撐結構主要是裙座、耳式支座和環(huán)座式支座。
2.2料倉設計及計算
料倉的設計時應優(yōu)先考慮適宜的料倉形狀和大小，裝卸物料用的運輸裝置和在作業(yè)過程中的正確布置。散料在重力的作用下載料倉里不是均勻的流動，而要出現(xiàn)粒度和密度方面的不期望的不均勻組成， 料倉的物料對倉底和側壁產生壓力等等因素。
料倉的基本要求
料倉容積應滿足貯存物料量的要求；
外形尺寸：橫截面最小長度不小于1.2m；
高度不宜過高：成品倉<4.5m，其它倉與廠房匹配，不宜使物料過于壓實。
料斗形狀：選擇合理的形狀，結構強度高，內外側應有可靠的加強筋，內表面光滑無毛刺。
綜上所述考慮到所承容積大、經(jīng)濟合理所以選擇料倉的形狀為上部分為圓筒形下部分為錐形。
1）容重和容積
定義：散粒體自然堆積時，單位體積質量，稱為容重。對其經(jīng)濟性和可靠性等多方面因素予以綜合考慮。鋁制料倉則由于材料性能的限制，目前只能制造容積不大于250 m3，高度不大于8m的料倉。
2）設計壓力
固體料倉設計壓力的適用范圍，一般按常壓考慮。因此規(guī)定設計壓力的適用范圍?。?00Pa～0.1MPa，即真空度取500Pa，設計壓力最大取0.1MPa。工程裝置中在固體料倉的頂部根據(jù)工藝的要求有時有氮封，有時采用氣流輸送等情況，對于頂部有氮封（或其它作用的壓力）的料倉，設計壓力應取頂部可能出現(xiàn)的氣體的最高操作壓力作為設計壓力。過高的設計壓力會影響料倉的使用經(jīng)濟性，而且實際使用壓力也被限制在一定范圍內。
3）設計溫度
固體料倉的使用溫度大都為常溫，我國南北緯度跨度大，北方部分地區(qū)冬季極端最低氣溫較低，而南部、西南部地區(qū)夏季日照下倉殼的溫度可達幾十度，設計者決定設計溫度時應考慮到料倉所處的地理位置，由于固體料倉一般不用保溫，倉殼的溫度基本與環(huán)境溫度一致，裙座的用材應考慮環(huán)境溫度的影響。當對儲存物料有加熱的要求時還應考慮物料的溫度效應及熱膨脹的影響。因此本標準規(guī)定料倉的設計溫度范圍取料倉所使用的倉殼金屬允許的使用溫度，但由于通常料倉的使用溫度不高，故倉殼材料的許用應力相應給到200℃。
4）載荷的計算
料倉所承受的載荷分為靜載荷和動載荷。靜載荷為長期載荷，動載荷為短期載荷。料倉倉殼和支承部分的安全性和經(jīng)濟性很大程度決定于選擇合理的設計載荷。料倉的設計壓力、儲存物料引起的壓力、料倉自重等附件的重量、多雪地區(qū)的雪載荷等屬于主要的靜載荷；風載荷、地震載荷和料倉在加料、卸料時所產生的沖擊載荷等屬于主要的動載荷，此外連接管道和其它的部件對料倉的作用力、支座的反作用力等都是應當考慮的載荷。
2.3倉殼的垂直壓力與水平壓力
在進行了大量的試驗基礎上，提出了利用料倉殼體壁面摩擦平衡載荷的函數(shù)關聯(lián)來計算垂直壓力和水平壓力，并確認垂直壓力和水平壓力的比值是隨著料倉的深度和料倉的形狀而變化的，對料倉的計算提出了新的解析方法。
目前各國標準使用的計算方法不同，有采用經(jīng)典理論的計算方法，也有的采用了改進的計算方法。我們認為，從理論分析和試驗數(shù)據(jù)看，采用“物料對倉殼的垂直壓力與水平壓力的比值隨料倉高度變化而變化”的理論來分析料倉殼體的受力比較符合試驗數(shù)據(jù)，我們在編制本標準時采用這種解析方法，但是此方法對大型錐體料斗的解析過于簡單，需要作一些調整。
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