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        洗瓶機(jī)智能過(guò)濾與自清理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2021-06-05 07:39:20許銀萍葉遠(yuǎn)靜
        酒·飲料技術(shù)裝備 2021年3期
        關(guān)鍵詞:氣動(dòng)閥槽體堿液

        許銀萍 葉遠(yuǎn)靜

        1 前言

        目前越來(lái)越多的國(guó)家倡導(dǎo)節(jié)約環(huán)保和資源回收,因此玻璃瓶洗瓶機(jī)廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、生物和醫(yī)療等領(lǐng)域,回收的玻璃瓶由于使用后的儲(chǔ)藏條件差,瓶子內(nèi)部和表面會(huì)產(chǎn)生灰塵,附著很多雜物,在進(jìn)入洗瓶機(jī)后需要先進(jìn)行內(nèi)部和外部沖洗。洗瓶機(jī)中的噴淋管路負(fù)責(zé)沖洗瓶?jī)?nèi)外臟污,在整機(jī)中起著至關(guān)重要的作用。實(shí)際工作中,循環(huán)使用的噴淋水里融入很多雜質(zhì),噴淋管噴嘴頻繁產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象,通常每班都要停機(jī)1-2小時(shí)由操作人員取出噴淋管在設(shè)備外邊進(jìn)行清理疏通,但這種難以保證噴嘴能被清洗干凈,也增加人工成本及危險(xiǎn)性,極大降低工廠生產(chǎn)效率。因此急需一種能自動(dòng)改善該段管路的水質(zhì)條件且確保噴淋嘴無(wú)堵塞的系統(tǒng)。

        目前,有些廠家采用單個(gè)過(guò)濾器篩除噴淋水雜質(zhì),缺點(diǎn)是必須每8小時(shí)停機(jī)一次,人工清洗過(guò)濾器篩網(wǎng),因而降低生產(chǎn)效率,而且頻繁打開(kāi)過(guò)濾器蓋門,洗瓶機(jī)內(nèi)部高溫高腐蝕堿液容易噴濺出來(lái),危險(xiǎn)性大,近年來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)人員因此受傷,操作者的安全得不到保障。還有一種是利用智能過(guò)濾器自動(dòng)清洗,此設(shè)備省時(shí)省力,缺點(diǎn)是價(jià)格非常昂貴,一臺(tái)智能過(guò)濾器要十幾萬(wàn),極大增加生產(chǎn)成本。為節(jié)約人力、減少成本、提高生產(chǎn)效率,同時(shí)保證噴淋水質(zhì)干凈,本設(shè)計(jì)提供了一種性價(jià)比高的智能過(guò)濾與自清理系統(tǒng)。

        2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

        2.1 設(shè)計(jì)要求

        一套智能過(guò)濾與自清理系統(tǒng)須滿足一下要求:

        1. 整機(jī)運(yùn)行時(shí),不需要停機(jī)就能實(shí)現(xiàn)智能清洗及介質(zhì)過(guò)濾同步進(jìn)行,互不干擾;

        2. 清洗效果不能低于人工清洗;

        3. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求緊湊簡(jiǎn)單,所占位置空間盡量小,不能影響洗瓶機(jī)正常的生產(chǎn)作業(yè);

        4. 設(shè)備整體安裝在洗瓶機(jī)一側(cè)的噴淋管路附近,方便人員操作。

        2.2 選用的過(guò)濾器結(jié)構(gòu)

        本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)濾器結(jié)構(gòu)如圖1所示,由過(guò)濾網(wǎng)、過(guò)濾器外殼、蓋門組件等組成。這種過(guò)濾器有四個(gè)進(jìn)出口,其中A:槽體堿液總?cè)肟?;B:過(guò)濾后的堿液出口/自清洗堿液入口;C:過(guò)濾器殘液排出口;D:自清洗堿液排出口。含雜質(zhì)的堿液由A口進(jìn)入過(guò)濾器,經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)(件2)過(guò)濾再排出。

        圖1.過(guò)濾器結(jié)構(gòu)

        2.3 系統(tǒng)方案

        設(shè)計(jì)主體選用兩臺(tái)過(guò)濾器交替完成噴淋和自動(dòng)清洗工作。具體如圖2所示,系統(tǒng)主要由泵、過(guò)濾器、氣控閥、氣控單元等組成。過(guò)濾系統(tǒng)的入口管路連接洗瓶機(jī)原噴淋管線上的輸水泵,洗瓶機(jī)槽體內(nèi)部堿液依次經(jīng)過(guò)堿液泵、氣控閥流入過(guò)濾器A或過(guò)濾器B,然后再分別由各自的三路控制閥決定流向,過(guò)濾器A由控制閥YV2、YV5、SV1選擇堿液流向,過(guò)濾器B由控制閥YV4、YV6、SV2選擇流向。通過(guò)氣動(dòng)閥切換,生產(chǎn)時(shí)過(guò)濾器A或過(guò)濾器B可選擇使用過(guò)濾、內(nèi)清洗、停止三種模式。

        圖2.過(guò)濾系統(tǒng)流程圖

        若過(guò)濾器B正在進(jìn)行過(guò)濾工作,取設(shè)定值為PW,當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到過(guò)濾器B管線進(jìn)出口端壓差值大于設(shè)定值,即PT3-PT4>PW時(shí),過(guò)濾器B反沖洗自動(dòng)運(yùn)行。此時(shí)各閥工作狀態(tài)如表1所示,氣動(dòng)閥YV3、YV5自動(dòng)關(guān)閉,氣動(dòng)閥YV1、YV2、YV4、YV6打開(kāi)。槽體內(nèi)部堿液流經(jīng)泵→氣動(dòng)閥YV1→過(guò)濾器A→氣動(dòng)閥YV2,過(guò)濾后的一部分堿液進(jìn)入噴淋管噴淋;另一部分堿液通過(guò)YV4進(jìn)入過(guò)濾器B開(kāi)始濾網(wǎng)清洗,清洗后的堿液再經(jīng)YV6回收到槽體內(nèi)部。

        表.1

        當(dāng)自清洗的過(guò)濾器B管路進(jìn)出口壓差值低于設(shè)定值,即PT4-PT5 < PW時(shí),過(guò)濾器B自清洗結(jié)束,各閥工作狀態(tài)如表2所示,氣控閥YV4、YV6自動(dòng)關(guān)閉,過(guò)濾器B停止工作。在此期間,過(guò)濾器A氣控閥YV1、YV2一直處于打開(kāi)模式,保證噴淋管不會(huì)因?yàn)檫^(guò)濾器B自清洗而停止供水。這種清洗機(jī)構(gòu)可對(duì)過(guò)濾器濾網(wǎng)進(jìn)行全面反向清洗,保證濾網(wǎng)層干凈無(wú)死角。

        表.2

        當(dāng)過(guò)濾器A管線進(jìn)口及出口端壓差值大于設(shè)定值,即PT1-PT2>PW時(shí),過(guò)濾器B啟動(dòng)過(guò)濾工作,過(guò)濾器A開(kāi)始自清洗,各閥工作狀態(tài)如表3所示。

        表.3

        當(dāng)自清洗的過(guò)濾器A輸送管路進(jìn)出口壓差值低于設(shè)定值,即PT2-PT6<PW時(shí),過(guò)濾器A自清洗結(jié)束,各閥工作狀態(tài)如表4所示。

        表.4

        生產(chǎn)結(jié)束后,過(guò)濾器如果長(zhǎng)期不需要工作,可以分別打開(kāi)手動(dòng)閥SVA、SV2,排除內(nèi)部殘液。

        3 設(shè)計(jì)結(jié)果

        3.1 過(guò)濾網(wǎng)清洗效果對(duì)比

        根據(jù)設(shè)計(jì)制作出一套洗瓶機(jī)智能過(guò)濾清洗設(shè)備,如圖3所示

        圖3. 智能過(guò)濾清洗設(shè)備

        對(duì)比過(guò)濾設(shè)備自清洗前后的濾網(wǎng)外側(cè)狀態(tài)圖(圖4、圖5),可以看出,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)清洗效果比較好,清洗后基本無(wú)臟污,滿足工作要求。

        圖4. 過(guò)濾器自清洗前

        圖5 .過(guò)濾器自清洗后

        3.2 節(jié)約人工維護(hù)工時(shí)

        使用該系統(tǒng)后,可免去人工清理時(shí)間。單臺(tái)洗瓶機(jī)一般至少有7個(gè)過(guò)濾器,每班次人工清理所有過(guò)濾網(wǎng)大約需要1小時(shí)工時(shí),每天2班次累計(jì)停機(jī)耗時(shí)為2小時(shí),即每月節(jié)約60小時(shí)。

        3.3提高生產(chǎn)效率

        按照洗瓶機(jī)4萬(wàn)瓶/時(shí)能力計(jì)算,則產(chǎn)生下列A、B兩組數(shù)據(jù):

        使用前:(40000瓶/時(shí))×(8小時(shí)×2班-2維護(hù)工時(shí))=56萬(wàn)瓶/天;

        使用后:(40000瓶/小時(shí))×(8小時(shí)×2班-0維護(hù)工時(shí))=64萬(wàn)瓶/天;

        使用過(guò)濾系統(tǒng)后,洗瓶機(jī)工作效率同比提高了14.3%;隨著洗瓶機(jī)連續(xù)作業(yè)效率提高,從而也間接地提升了整條包裝線的生產(chǎn)效率。

        4 結(jié)論

        本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單,減少生產(chǎn)預(yù)算成本,大大降低現(xiàn)場(chǎng)工作人員因拆裝噴淋管發(fā)生的工傷風(fēng)險(xiǎn),減少工人勞動(dòng)量,提高洗凈率。使用該過(guò)濾系統(tǒng),用戶反饋信息,洗瓶機(jī)運(yùn)行600 小時(shí)內(nèi),噴淋管無(wú)堵塞。本設(shè)計(jì)可在洗瓶機(jī)噴淋管路中廣泛應(yīng)用。

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