Проект линии розлива пива в стеклянные бутылки, ПЭТ бутылки и КЕГи

Используют новые и оборотные  бутылки. В среднем бутылка возвращается в производство 40 раз в год. При поступлении на завод отбраковывают сильно загрязненные бутылки и бутылки с посторонним запахом.

Розлив в бутылки осуществляется на автоматических линиях розлива производительностью 3000, 6000, 12000, 24000 бутылок в час. За рубежом и на заводах, оснащенных импортным оборудованием, используются линии производительностью 36000 и 50000 бутылок в час.

Во избежание потерь углекислого  газа, растворенного в пиве, розлив ведут под некоторым избыточным давлением без перепадов, изобарически, т.е. под давлением, равным тому, под которым находится пиво в сборнике или разливочном резервуаре машины.

       Для создания таких условий в бутылке, кеге предварительно создают необходимое давление, а затем уже заполняют их пивом. 

       В пивоваренном производстве большое внимание уделяется этикетировке бутылок.

       При розливе в бутылки охлажденного напитка на поверхности стекла конденсируется влага и этикетка просыхает медленно, вследствие чего возможно ее смещение. Это обстоятельство выдвигает перед промышленностью особые повышенные требования к качеству этикетки, составу клея, выбору места нанесения этикеток на бутылки и конструкции этикетировочных автоматов.

 

3.1 Этикетировочные автоматы ВЭВ и ВЭМ

 

    Этикетировочный автомат ВЭВ отечественного производства предназначен для наклеивания этикеток на цилиндрическую часть бутылок методом обкатки. Автомат состоит из следующих основных узлов: пластинчатого конвейера, вакуум-барабана, магазинов для этикеток, механизма для нанесения клея на этикетки, станины с приводом, штемпельного устройства, механизма блокировки и вакуум-насоса.

    Укупоренные бутылки подаются к машине пластинчатым конвейером. Скорость движения его и вакуум-барабана синхронизирована. На каркасе конвейера укреплены: шнек, устанавливающий шаг между бутылками; накатной конвейер, состоящий из роликов и пяти резиновых ремней, и мягкая резиновая полушка для нанесения этикеток на бутылку и разглаживания их. Система конвейера снабжена устройством, обеспечивающим выключение автомата в случае падения бутылки.

     По окружности вакуум-барабана имеются шесть сегментов с присосами для переноса этикеток с шагом, равным шагу бутылок на конвейере. Золотниковое устройство вакуум-барабана служит для обеспечения вакуума в сегментах-переносчиках этикеток. Барабан имеет два диска: подвижный и неподвижный. На первом находятся клапаны, которые позволяют захватывать этикетки из магазина только при наличии бутылок.

     Автомат оборудован двумя магазинами этикеток с механизмами качания для сообщения ему поступательного перемещения. Из магазинов этикетки подаются на вращающийся вакуум-барабан только при подходе бутылки; при отсутствии ее этикетка не подается.

     Клей наносится на этикетку механизмом, состоящим из клеевой ванны с валиком, смазывающего ролика и привода. Клеевая ванна совершает качательные движения относительно оси вращения и сблокирована таким образом, что предотвращает подачу клея при отсутствии этикетки.

     Привод автомата и вакуум-насос установлены внутри станины. Штемпельное устройство ротационного типа наносит дату выпуска продукта и номер бригады на обратную сторону этикетки. На автомате предусмотрены два вида автоблокировки:

• «нет этикетки — нет клея»; этот вид блокировки осуществляется с помощью специального щупа, скользящего по продольному пазу сегментов вакуум-барабана и при отсутствии этикетки опускающегося в паз; при этом щуп связанным с ним рычажком запирает клеевую ванну, предотвращая нанесение клея на этикетку;
• «нет бутылки — нет этикетки»; этот вид блокировки осуществляется путем прекращения поступательного движения магазинов этикеток в вакуум-барабан с помощью штырей электромагнита постоянного тока, управляемых двумя щупами, расположенными в направлении, противоположном движению бутылок.

     Автомат работает следующим образом. Бутылки поступают по пластинчатому конвейеру в шнек, с помощью которого отделяются одна от другой на определенный шаг и подаются к сегментам вакуум-барабана. Одновременно бутылки нажимают на щупы и разрывают электрические цепи ряда электромагнитов, связанных с механизмами привода магазинов этикеток, штемпельного устройства и механизма нанесения клея. При отсутствии этикетки срабатывает механизм блокировки «нет этикетки - нет клея».

     При соприкосновении бутылки с сегментом вакуум-барабана, к которому присосалась этикетка, клапан золотникового устройства сектора барабана сообщается с атмосферой, вследствие чего нарушается вакуум и этикетка свободно отделяется от присоса барабана.

     В момент встречи с этикеткой бутылка находится между резиновым сегментом барабана и неподвижной подушкой из губчатой резины, которые придают ей вращательное движение вокруг своей оси. При этом этикетка накатывается на цилиндрическую поверхность бутылки.

     Далее этикетка разглаживается на бутылке движущимися ремнями накатного конвейера и неподвижной подушкой.

     Этикетировочные автоматы ВЭВ выпускаются для наклейки этикеток (не более двух) на цилиндрическую часть бутылок и рассчитаны на производительность 6—12 тыс. бутылок в час.

Аналогичные по конструкции автоматы марки ВЭМ (рис.13)выпускает Орловский завод «Продмаш» для линии производительностью 3—6 тыс. бутылок в час. Оба автомата соответствуют современному техническому уровню и могут быть использованы для этикетировки бутылок емкостью 0,25—0,33 и 0,5 л.

    В настоящее время отечественная машиностроительная промышленность осваивает серийный выпуск высокопроизводительного нового этикетировочного автомата, разработанного институтом ВНИЭКИПродмаш, позволяющего наклеивать этикетки как на цилиндрическую часть бутылки, так и на горлышко.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 11 – Этикетировочный автомат ВЭМ

 

3.2. Этикетировочный автомат RO

 

    Близкие по конструкции этикетировочные автоматы марки RO с двумя и тремя магазинами для наклейки до двух-трех этикеток на цилиндрическую часть и горло выпускает фирма «Иоханн Вайс» (ФРГ). Автоматы (рис.14) оснащены счетчиками, тахометрами и штемпельными механизмами для отметки даты розлива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 12 – Этикетировочный автомат RO

 

 

3.3. Этикетировочное устройство «Нагема»

      Известный интерес представляет автоматическое устройство для наклейки этикеток на цилиндрическую часть бутылок, выпускаемое фирмой   «Нагема» (ГДР). Этот несложный механизм без специального привода устанавливается вплотную к пластинчатому конвейеру и наклеивает этикетки непосредственно на транспортере, во время передвижения бутылок.

      Схема этикетировки довольно проста (рис. 15). Вначале бутылки рассредоточиваются с помощью специального приспособления на определенный шаг, после чего получают медленное вращательное движение с помощью перемещающихся по горизонтали клиновидных ремней, которые прижимают бутылки к клеевому приспособлению. После нанесения на цилиндрическую часть клея бутылка прокатывается мимо выступающей эластичной кассеты с этикетками и верхняя этикетка прилипает к бутылке. Да лее бутылки обкатываются мокрыми губчатыми подушками, плотно прижи мающими этикетку к стеклу.

    Это этикетировочное устройство, по данным фирмы, работает надежно и обеспечивает производительность до 10000 бутылок в час. Оно пригодно только для цилиндрических бутылок и наклейки только одной этикетки размером не более 60x90 мм.

3.4. Этикетировочный автомат Б-12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

Рисунок 13 – Этикетировочный автомат Б-12

 

    Автомат Б-12 имеет оригинальную конструкцию, малую массу и высокую производительность.

    Основной рабочий орган аппарата – этикетопередатчик имеет форму восьмилепестковой розетки. Он совершает прерывистое вращение в плоскости, перпендикулярной направлению движения бутылок на конвейере, и в то же время имеет линейное возвратно-поступательное движение в направлении движения бутылок. Этикстопередатчик в течение одного хода (соответствующего повороту па 1\8 окружности) выполняет следующие операции: набирает клей на две лапки; снимает из магазина этикетку; наносит на этикетку дату; наклеивает этикетку на бутылку.

Прерывистое вращательное движение этикетопередатчика осуществляется при помощи механизма мальтийского креста, состоящего из водила 5 и четырехпазового креста 6. Возвратно-поступательное движение этикстопередатчику передается рычагом 11 от кулака 4. Рычаг 11 также передает движение штемпелю 10, наносящему дату на этикетку. Клеевой диск 8, переносящий клей из клеевой ванны 7 на лапки этикетопередатчика 9, вращается периодически, получая движение от валика мальтийского креста 6 через цепную передачу.

Кратковременная остановка всех механизмов автомата для устранения неполадок может быть произведена без выключения электродвигателя 1 при помощи рукоятки 3, которая разъединяет муфту 2. Остановленный автомат не препятствует движению бутылок по конвейеру.

Этикетки, заложенные в магазин, поджимаются к лапкам этикетопередатчика тросом, надетым на ролики, и натягиваемым грузом.

Этикетирование бутылок осуществляется следующим образом. Очередная бутылка, подаваемая конвейером к автомату, при своем движении снимает этикетку с лапок этикетопередатчика. Этикетка подхватывается двумя самоцентрирующими роликами 2, которые прижимают ее к поверхности бутылки. При дальнейшем движении бутылки этикетка приглаживается щетками 3 (рисунок 14).

 

 

 

 

 

 

Рисунок 14 – Кинематическая схема автомата Б-12

Бутылки должны проходить между лапками этикетопередатчика только в моменты его остановки, поэтому для синхронизации движения бутылок и движения этикетопередатчика в автомате имеется фиксирующая звездочка, связанная с основным механизмом. Для обеспечения синхронности движений необходимо создавать также небольшое давление на бутылки; для этого перед автоматом на конвейере должно находиться несколько бутылок (10-12).

 

 

3.4 Выбор этикетировочного автомата.

 

Проанализировав данные этикетировочные  аппараты был выбран автомат ВЭМ. Выбор основан, исходя из того, что подходит по производительности к проектируемой линии розлива, достаточно легок в обслуживании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 15 – Участок кинематической схемы.

 

 

4 Расчеты этикетировочного автомата ВЭМ

 

4.1 Кинематический расчет

 

Определить передаточное число, угловую  скорость, частоту вращения, мощность и крутящий момент каждого вала.

Исходные данные:

Р_дв=0,75 кВт

n_дв=1395 об/мин

d₁=75мм             d₂=240мм              d₃=95мм              d₄=395мм

Z₁=12               Z₂=30             Z₃=12               Z₄=12              Z₅=13

 

Определение передаточного числа

U=d₂/d₁=z₂/z₁,                                                                                (4.1)

где u – передаточное число;

      d₁,d₂- диаметры ведущего и ведомого шкивов соответственно;

      z_1,z₂ – число зубьев ведущего и ведомого колеса соответственно.

U₁=240/75=3,2;

U₂=395/95=4,15;

U₃=30/12=2,5;

U₄=12/30=0,4;

U₅=12/12=1;

U₆=13/12=1,08.

 U_общ=U_1*U₂*U₃*U₄*U₅*U₆,                                                         (4.2)              

где n_дв , n_р.м.- частота вращения ротора двигателя и рабочей машины соответственно.

U_общ=3,2*4,15*2,5*0,4*1*1,08=14,34.

 

 

Определение угловых скоростей  и частот вращения на каждом валу привода

n_k=n_k-1/u.                                                                                     (4.3)

1.     n=n_ас,

         n = 1395 об/мин;

2. n₁=n/u₁,

          n₁=1395/3,2 = 435,93 об/мин;

3. n₂=n₁/ u₂,

          n₂ = 435,93/4,15 = 105,05 об/мин;

4. n₃=n₂/u₃,

          n₃=105,05/2,5 = 42,02 об/мин;

5. n₄=n₃/ u₄,