隧道噴淋設備出瓶輸送系統技術改造

0 前言

隨著啤酒、飲料包裝生產線向高速化自動化發展，殺菌機、冷溫瓶機等隧道噴淋設備對于自動化的要求越來越高。目前多采用半自動化出瓶輸送系統，無法滿足日益增長的需求[1-2]。啤酒、飲料生產中，主要用玻璃瓶、易拉罐、PET瓶等分裝，用不同走向的多個輸送段組成的輸送系統串聯殺菌機或冷溫瓶機[3]。瓶子在設備內部輸送過程中，有一種多列的擠壓出瓶方式，應用廣泛。通常，設備內部出瓶輸送段過渡中，為了保證過渡平穩，設計一靜止的平板，將兩輸送段平緩連接，生產時利用后面的瓶子與輸送帶摩擦形成的推力，將輸送帶上的瓶子跨過靜止的平板推到另一條輸送帶上，自動完成瓶子輸送帶轉換，簡單而高效。但是生產結束或更換品種時，少量的瓶子停留在設備主傳動鏈網與出瓶輸瓶線鏈板之間的靜止平板上，需要人工移動，影響貼標、裝箱等下游工序，并增加能耗[4]；同時，增加員工被水淋濕甚至燙傷的風險。因此，如何實現殺菌機、冷溫瓶機出瓶輸送系統自動化是迫切需要解決的問題，本文以殺菌機出瓶系統為例，研究實現自動化的方法。

1 殺菌機出瓶系統結構分析

1.1 出瓶系統結構分析

目前被各主機廠廣泛采用的普通隧道式殺菌機出瓶輸送系統結構如圖1所示，出瓶輸送段（件1）與設備內部輸送段（件2）之間，設置有多個相同且固定在梁上的過渡板（件3），實現瓶子（件4）從主傳動鏈網到出瓶輸送段的平緩過渡，構成出瓶輸送系統。

1.2 出瓶系統工作原理分析

生產時，瓶子在輸送段傳動鏈網上緩慢勻速向出瓶輸送段運動，在輸送段鏈網上，瓶子與鏈網之間靜摩擦產生的推力始終作用在其停留在過渡板的瓶子上，將前面的瓶子通過擠壓的方式跨過固定的過渡板推到出瓶輸送段上，完成瓶子的轉運。

圖1 傳統殺菌機出瓶輸送系統結構

當生產結束或更換種類時，后續沒有瓶子供給，過渡板上的瓶子無法自動轉運至輸送段上，此時只能通過人工干預。

2 采用自動推瓶裝置的出瓶段輸送系統

2.1 推瓶裝置結構分析

因此需要增加推瓶裝置，包括驅動部分、推瓶模塊以及檢測裝置，如圖2所示。

驅動部分包括傳動軸（件8）、減速機（件9）和固定在殺菌機墻板上的軸承座（件7）；軸通過位于殺菌機兩側墻板上軸承座固定，減速機與傳動軸通過鍵槽連接傳動，使得后續的推瓶模塊可以沿傳動軸的軸線做圓周轉動。

推瓶模塊包括推桿（件5）和擺臂（件6），擺臂和傳動軸固定，推桿組件由兩根圓管組成，通過一組連接塊焊接成型，推桿表面需鏡面處理，以免造成瓶子表面損壞。

檢測裝置包括推桿位置檢測（件11）和瓶子位置檢測（件12）。推桿檢測為接近開關，通過檢測套在軸上的碼盤（件10）在圓周方向上的轉動位置來確定擺臂的起始和終止位置。對射式光電開關檢測瓶子的排布情況，沒有瓶流時發出信號。

2.2 推瓶裝置的工作原理

正常生產時，推桿處于起始位置，高于瓶口。后續瓶源擠壓力瓶流向前移動，在停產收線時，一些瓶子滯留在出口過渡板上，光電開關發出信號，電機啟動，通過減速機帶動擺臂沿軸線方向轉動，從而帶動推桿擺動到終止位置，將滯留瓶子推出至出瓶輸送段上，此時推桿檢測發出信號，電機反轉，推桿和擺臂自動復位。

2.3 采用推瓶裝置優勢

由上分析可知，自動推瓶裝置設計有檢測裝置，連桿轉動裝置，構建了生產檢測、瓶子推動、連桿復位閉環系統，實現過渡位置的瓶子的自動轉運，避免人工干預，提高整線的自動化、智能化水平。

圖2 推瓶裝置

檢測裝置利用計時的方式檢測瓶子的間隔，可以有效覆蓋更換瓶型和結束生產兩種最常用模式下，智能啟停推動機構的運轉。

電機減速機帶動連桿轉動，以長軸推動瓶子，實現瓶子的慢速、連續移動，連桿表面鏡面處理，不會造成瓶子劃傷、傾倒。

連桿復位檢測裝置與轉動電機聯動控制，保證機推動機構不工作時，連桿處于安全位置待命，不會對包裝物的正常生產產生影響。

在實際生產中，往往無法確定余下的瓶子的停留位置，可將自動推瓶裝置設計成可調節的結構，即使瓶子停留在靠近過渡板附近設備內部主傳動鏈網上，推瓶裝置同樣可以將余下的尾瓶推至出瓶輸送段上。