Hướng dẫn toàn diện về thiết bị nạp liệu và hút chân không trong máy đóng gói

Trong quá trình đóng gói, sản phẩm thường được đưa đến thiết bị định lượng để định lượng thông qua thiết bị cấp liệu trên máy đóng gói, sau đó được nạp vào thùng chứa, rồi được bọc và đóng gói.
Ở đây, giới thiệu về thiết bị nạp liệu thường dùng trong máy đóng gói và bơm chân không dùng trong máy đóng gói chân không. Đối với thiết bị định lượng, vui lòng tham khảo chương về máy nạp liệu. Trong phần về máy đóng gói, nguyên lý hoạt động và một số dạng cấu trúc điển hình của thiết bị nạp liệu bao bì và vật liệu đóng gói, thiết bị chiết rót và rót, thiết bị đóng gói và đóng gói cũng được giới thiệu.

Thiết bị cho ăn

Chức năng của thiết bị cấp liệu đóng gói sản phẩm là cấp liệu sản phẩm cần đóng gói được lưu trữ trong phễu vào thiết bị định lượng sản phẩm để định lượng theo yêu cầu của quy trình đóng gói, sau đó các thiết bị khác của máy đóng gói sẽ thực hiện thao tác đóng gói.
Thiết bị nạp liệu cho các mặt hàng đóng gói thường bao gồm phễu, băng tải, bộ nạp liệu, thiết bị chống tắc nghẽn, thiết bị sắp xếp phân loại và định hướng, và thiết bị dẫn động. Do các mặt hàng có sự khác biệt lớn về tính chất vật lý và hóa học, hình dạng tự nhiên và yêu cầu quy trình đóng gói, thiết bị nạp liệu có nhiều hình dạng cấu trúc khác nhau.
Theo chế độ truyền động của các mặt hàng cung cấp, thiết bị cung cấp có thể được chia thành: thiết bị cấp liệu trọng lực (bao gồm cả việc vận chuyển trọng lực các mặt hàng thành phẩm); thiết bị băng tải (bao gồm cả thiết bị băng tải xích); thiết bị băng tải trục vít; thiết bị bơm; thiết bị trượt bàn xoay; thiết bị cấp liệu rung, v.v.
Thiết bị cấp liệu phải có cấu trúc đơn giản, hoạt động đáng tin cậy, thích ứng với các tính chất vật lý và hóa học của vật liệu được cấp liệu và được phối hợp với hoạt động của quy trình đóng gói tiếp theo.

Thiết bị nạp trọng lực
Thiết bị nạp liệu trọng lực sử dụng đặc điểm là các vật phẩm có thể chảy từ cao xuống thấp dưới tác động của trọng lực. Các vật phẩm được đặt ở vị trí cao và chảy dọc theo kênh vật liệu cố định đến vị trí thấp, do đó thực hiện hoạt động cung cấp các vật phẩm. Khi các vật phẩm chảy trong kênh vật liệu, dễ tạo thành vòm hoặc cầu, dẫn đến dòng chảy kém hoặc thậm chí tắc nghẽn. Do đó, kênh dòng chảy phải trơn tru và phẳng, và cần thiết lập các thiết bị khuấy chống tắc nghẽn cần thiết. Đối với các vật phẩm có yêu cầu định hướng, cũng nên thiết lập một thiết bị phân loại và sắp xếp theo hướng. Các vật phẩm không thuận tiện cho việc định hướng tự động nên được sắp xếp thủ công và xếp chồng trong phễu trước.
Hình là sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị nạp liệu trọng lực cho vật liệu dạng bột và dạng hạt. Vật liệu trong phễu 1 chảy liên tục đến đĩa quay định lượng 4 dưới tác động của trọng lượng riêng và bộ khuấy 5, và bộ gạt cố định 2 gạt bỏ vật liệu thừa trên cốc định lượng đĩa quay 3, do đó thực hiện thao tác định lượng.

Thiết bị cấp liệu dạng mảnh

Hình vẽ là sơ đồ nguyên lý của thiết bị nạp liệu dạng mảnh. Hình (a) cho thấy một thiết bị nạp liệu dạng mảnh có thể tự động lựa chọn và định hướng, phù hợp để nạp liệu tự động các mảnh hình trụ có chiều dài và đường kính tương đối nhỏ. Các mảnh vật liệu không theo trật tự được lưu trữ trong phễu. Dưới tác động của cơ cấu định hướng 2 và bộ phận loại bỏ 6, các mảnh vật liệu được sắp xếp theo hướng trong máng nạp liệu 7 và di chuyển dọc theo máng nạp liệu đến bộ nạp liệu 1 dưới tác động của trọng lượng riêng của nó, do đó thực hiện việc nạp liệu gián đoạn các mảnh vật liệu. Hình (b) cho thấy một thiết bị nạp liệu cho các mảnh có chiều dài và đường kính tương đối lớn mà không dễ dàng để tự động lựa chọn và định hướng. Các mảnh vật liệu cần được sắp xếp thủ công trong phễu trước. Dưới tác động của trọng lượng các mảnh vật liệu và tác động của bộ khuấy 2, các mảnh vật liệu di chuyển dọc theo máng nạp liệu 7 đến bộ nạp liệu 1 và bộ nạp liệu đưa các mảnh vật liệu đến quy trình tiếp theo.

Máy cấp liệu đai
Máy cấp liệu băng tải có thể được sử dụng để cung cấp các sản phẩm dạng rời, dạng khối, dạng đóng bao và dạng ghép, và có thể bao gồm nhiều băng tải để đáp ứng các yêu cầu khác nhau về quy trình đóng gói.
Hình vẽ thể hiện sơ đồ nguyên lý của băng tải. Các mặt hàng được vận chuyển từ phễu 5 đến thiết bị dỡ hàng 6 và được dỡ hàng. Thiết bị căng 8 được sử dụng để điều chỉnh độ căng của băng tải và con lăn lái 7 được sử dụng để tăng góc quấn để đảm bảo khả năng vận chuyển của băng tải.
Băng tải trong bộ nạp băng tải tiếp xúc với các mặt hàng. Theo tính chất vật lý và hóa học và yêu cầu vệ sinh của các mặt hàng được vận chuyển, cần phải lựa chọn vật liệu băng tải tương ứng và cần phải thực hiện xử lý vật lý và hóa học cần thiết. Băng tải bao gồm băng tải vải cotton, băng tải vải sợi hóa học, băng tải vải cao su, băng tải tấm nylon, băng tải thép, băng tải lưới kim loại, v.v. Các phương pháp xử lý vật lý và hóa học thường được sử dụng cho băng tải bao gồm tẩm, phủ lớp bảo vệ bề mặt, v.v.

Thiết bị cấp liệu xích

Hình vẽ cho thấy sơ đồ nguyên lý của băng tải xích để vận chuyển kem đánh răng trên máy đóng hộp kem đánh răng. Cấu trúc cơ bản của băng tải xích thường được sử dụng để nạp các mặt hàng đóng gói được thể hiện trong hình. Thành phần kéo để vận chuyển các mặt hàng bao gồm hai chuỗi vòng song song. Hai chuỗi được kết nối bằng một trục nhỏ hoặc một thanh để giữ cho hai chuỗi song song và cách đều nhau. Các tấm xích đặc biệt được lắp trên xích hoặc các con lăn và pallet được lắp trên trục nhỏ (thanh) giữa hai chuỗi. Các phụ kiện như tấm đẩy được sử dụng để dẫn động các mặt hàng đóng gói di chuyển về phía trước. Xích kéo thường sử dụng xích con lăn ống lót tiêu chuẩn hoặc xích con lăn ống lót có tấm xích dài đặc biệt, xích phẳng, v.v. Để đảm bảo truyền động ăn khớp chính xác của xích và răng bánh răng và độ chính xác về vị trí của quá trình nạp, thường cần có thiết bị căng xích.

Băng tải xích thích hợp để vận chuyển các sản phẩm và thân cây đòi hỏi phải đóng gói chính xác và một số hoạt động đóng gói trong quá trình vận chuyển.

Thiết bị cấp liệu đĩa quay
Khi đĩa quay, vật liệu được lưu trữ trong phễu đĩa có thể di chuyển đến mép ngoài của đĩa quay dưới tác động của lực ma sát và lực ly tâm, và được sắp xếp theo hướng dọc theo hướng tiếp tuyến của đĩa và đi vào kênh vận chuyển tiếp tuyến với mép ngoài của đĩa. Bằng cách đặt một thiết bị vận chuyển nhất định trên kênh vận chuyển, có thể thực hiện phân loại tự động và sắp xếp theo hướng của vật liệu.

Hình ảnh cho thấy sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị nạp liệu phễu đĩa đáy hình nón. Đĩa đáy hình nón có thể tăng xu hướng vật liệu di chuyển đến mép ngoài của đĩa quay. Vật liệu được sắp xếp theo hướng dọc theo hướng tiếp tuyến của đĩa và lần lượt đi vào máng vận chuyển. Thiết bị này có cấu trúc đơn giản và hoạt động đáng tin cậy. Thích hợp cho việc phân loại tự động và nạp liệu theo hướng của nhiều loại cột nhỏ, ống lót, nắp đậy, khối và vật liệu tấm.

Thiết bị cấp liệu rung điện từ
Thiết bị cấp liệu rung là thiết bị sử dụng công nghệ rung để vận chuyển bột rời và các vật nhỏ ở khoảng cách trung bình và ngắn. Theo cấu trúc của thân rung, có thể chia thành loại máng thẳng và loại phễu đĩa; theo loại nguồn kích thích, có thể chia thành loại cơ học, loại điện từ, loại thủy lực và loại khí nén. Ở đây chúng tôi chủ yếu giới thiệu thiết bị cấp liệu rung điện từ.

Cấu trúc của thiết bị cấp liệu rung điện từ: thường bao gồm nam châm điện kích thích, cốt máy, thân rung, lò xo rung chính, lò xo giảm chấn rung và đế. Như thể hiện trong hình, thân máng rung (hoặc phễu) được đỡ trên đế bằng lò xo tấm rung chính, lõi sắt và cuộn dây của nam châm điện được cố định trên đế và cốt máy được cố định ở dưới cùng của thân rung; có một góc giữa bề mặt làm việc của thân máng rung và mặt phẳng ngang (có một kênh vận chuyển xoắn ốc có góc tăng xoắn ốc là a trong phễu rung), và cũng có một góc giữa lò xo tấm rung chính và mặt phẳng dọi. Toàn bộ thiết bị được kết nối bằng bu lông, lò xo giảm chấn rung và khung.
Rõ ràng, nguyên lý của loại phễu đĩa và loại máng thẳng về cơ bản là giống nhau, ngoại trừ kênh băng tải máng thẳng được chuyển thành kênh băng tải xoắn ốc và rung động xoay được chuyển thành rung động xoắn.
Lấy thiết bị cấp liệu rung dạng máng thẳng làm ví dụ để minh họa nguyên lý hoạt động của thiết bị cấp liệu rung.

Như thể hiện trong Hình (a), vật thể được đặt trong thân máng. Thân máng thực hiện dao động cưỡng bức có hướng dưới tác động của lực kích thích điện từ và lò xo tấm rung chính. Khi thân máng di chuyển về phía trên bên phải, vật thể được thân máng dẫn động bởi lực ma sát và đạt được chuyển động tăng tốc về phía trên bên phải; khi thân máng giảm tốc về phía trên bên phải, hoặc tăng tốc về phía dưới bên trái dưới tác động của lực hút điện từ, vì vật thể đã đạt được một động năng nhất định khi tăng tốc về phía trên bên phải, vật thể vẫn có xu hướng tiếp tục di chuyển về phía trên bên phải hoặc trượt một khoảng cách về bên phải so với bề mặt làm việc của thân máng, hoặc thậm chí thực hiện một đoạn chuyển động ném xiên về phía trên bên phải, sau đó rơi trở lại bề mặt làm việc của thân máng. Khi thân máng di chuyển về phía trên bên phải một lần nữa, vật thể lại được tăng tốc do ma sát và chu kỳ chuyển động trên được lặp lại. Theo cách này, mỗi lần thân bình dao động qua lại và rung một lần, vật phẩm sẽ dịch chuyển một khoảng cách nhất định về bên phải so với thân bình đi kèm, do đó đạt được yêu cầu cung cấp vật phẩm.

Thiết bị chân không

Máy bơm chân không là bộ phận làm việc chính của máy đóng gói chân không, và hiệu suất của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ chân không. Có hai loại máy bơm chân không chính được sử dụng trong máy đóng gói chân không: một là máy bơm chân không rôto lệch tâm ngâm dầu (còn gọi là máy bơm chân không van trượt); loại còn lại là máy bơm chân không cánh gạt ngâm dầu. Như thể hiện trong hình.

Máy bơm chân không rôto lệch tâm ngâm dầu
Nguyên lý hoạt động: như thể hiện trong hình. Một van trượt rôto 9 được lắp trong máy bơm 12, bao gồm một vòng van và một thân van. Vòng van trên van trượt rôto được bọc trên rôto lệch tâm 10 và tâm hình học của trục quay 11 và buồng bơm 13 trùng nhau. Thân van ở phần trên của van trượt rôto có thể trượt tự do lên xuống trong bu lông trượt hình trụ 2 và xoay sang trái và phải. Ống lót vòng van trượt dọc theo bề mặt của buồng bơm 13. Khi trục 11 quay ngược chiều kim đồng hồ, van trượt rôto 9 chia buồng bơm 13 thành hai buồng làm việc và thể tích của buồng A dần dần mở rộng, trong khi thể tích của buồng B dần dần giảm. Áp suất khí trong buồng A tiếp tục giảm và khí được bơm vào buồng A thông qua khoang trong thân van và lỗ hình chữ nhật ở bên cạnh. Khi van trượt rôto quay đến điểm chết trên cùng của buồng bơm 13, quá trình hút kết thúc và buồng A đạt đến thể tích hút tối đa và lỗ hình chữ nhật được đóng lại tại thời điểm này. Trục bơm 11 tiếp tục quay và thể tích của buồng làm việc ban đầu bắt đầu giảm dần trở lại, khí bị nén và áp suất tiếp tục tăng. Khi vượt quá áp suất lò xo của van xả 7, khí đẩy van mở ra và được xả. Hai buồng A và B làm việc xen kẽ. Khi buồng A hít vào, buồng B xả ra. Mỗi vòng quay của trục bơm tương đương với việc hoàn thành một quá trình hút và xả.

Máy bơm chân không cánh quay ngâm dầu

Nguyên lý hoạt động: như hình minh họa. Khi rotor lệch tâm 5 có hai cánh 6 quay theo chiều kim đồng hồ, cánh G trượt vào thành trong của thân bơm 8 dưới áp lực của lò xo 4 và lực ly tâm của chính nó, và buồng hút bên phải tiếp tục giãn nở, và khí được bơm đi vào qua cổng hút l. Khi cánh còn lại đi qua vị trí cổng hút, khí được hút sẽ bị cô lập và quá trình hút hoàn tất. Rotor tiếp tục quay, khí bị cô lập sẽ dần bị nén lại và áp suất tăng lên. Khi áp suất vượt quá áp suất trên van xả 3, khí sẽ đẩy mở van xả 3 qua ống xả và được xả qua dầu và cổng xả của bơm. Trong quá trình bơm hoạt động, các cánh luôn chia buồng bơm thành hai khoang làm việc là A (hút) và B (xả). Mỗi lần rotor lệch tâm quay một vòng, sẽ có hai quá trình hút và xả.

Phần kết luận

Trong quá trình đóng gói, các thiết bị nạp liệu đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo việc chuyển vật liệu đến các thiết bị đo lường để đóng gói diễn ra trơn tru và hiệu quả. Các loại thiết bị nạp liệu khác nhau, chẳng hạn như nạp liệu trọng lực, máy nạp liệu băng tải, băng tải xích, máy nạp liệu rung và thiết bị đĩa quay, được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu đa dạng của nhiều loại vật liệu và quy trình đóng gói. Các thiết bị này phải được điều chỉnh theo các đặc tính vật lý và hóa học của các mặt hàng được nạp liệu để đảm bảo độ tin cậy và ngăn ngừa các vấn đề như tắc nghẽn hoặc căn chỉnh không đúng cách.

Ngoài ra, bơm chân không, chẳng hạn như bơm rôto lệch tâm ngâm dầu và bơm cánh gạt quay, là các thành phần không thể thiếu của máy đóng gói chân không, đảm bảo mức chân không thích hợp để bảo quản sản phẩm. Việc lựa chọn thiết bị nạp và hút chân không phù hợp đảm bảo hoạt động đóng gói hiệu quả, đáng tin cậy và an toàn, rất cần thiết để đáp ứng cả tiêu chuẩn sản xuất và chất lượng.