許銀萍 葉遠(yuǎn)靜

1 前言

目前越來越多的國家倡導(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藏條件差，瓶子內(nèi)部和表面會產(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)沖洗瓶內(nèi)外臟污，在整機(jī)中起著至關(guān)重要的作用。實際工作中，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性，極大降低工廠生產(chǎn)效率。因此急需一種能自動改善該段管路的水質(zhì)條件且確保噴淋嘴無堵塞的系統(tǒng)。

目前，有些廠家采用單個過濾器篩除噴淋水雜質(zhì)，缺點(diǎn)是必須每8小時停機(jī)一次，人工清洗過濾器篩網(wǎng)，因而降低生產(chǎn)效率，而且頻繁打開過濾器蓋門，洗瓶機(jī)內(nèi)部高溫高腐蝕堿液容易噴濺出來，危險性大，近年來已經(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濾器自動清洗，此設(shè)備省時省力，缺點(diǎn)是價格非常昂貴，一臺智能過濾器要十幾萬，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，同時保證噴淋水質(zhì)干凈，本設(shè)計提供了一種性價比高的智能過濾與自清理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計

2.1 設(shè)計要求

一套智能過濾與自清理系統(tǒng)須滿足一下要求：

1. 整機(jī)運(yùn)行時，不需要停機(jī)就能實現(xiàn)智能清洗及介質(zhì)過濾同步進(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 選用的過濾器結(jié)構(gòu)

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

圖1.過濾器結(jié)構(gòu)

2.3 系統(tǒng)方案

設(shè)計主體選用兩臺過濾器交替完成噴淋和自動清洗工作。具體如圖2所示，系統(tǒng)主要由泵、過濾器、氣控閥、氣控單元等組成。過濾系統(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)過堿液泵、氣控閥流入過濾器A或過濾器B，然后再分別由各自的三路控制閥決定流向，過濾器A由控制閥YV2、YV5、SV1選擇堿液流向，過濾器B由控制閥YV4、YV6、SV2選擇流向。通過氣動閥切換，生產(chǎn)時過濾器A或過濾器B可選擇使用過濾、內(nèi)清洗、停止三種模式。

圖2.過濾系統(tǒng)流程圖

若過濾器B正在進(jìn)行過濾工作，取設(shè)定值為PW，當(dāng)系統(tǒng)檢測到過濾器B管線進(jìn)出口端壓差值大于設(shè)定值，即PT3-PT4＞PW時，過濾器B反沖洗自動運(yùn)行。此時各閥工作狀態(tài)如表1所示，氣動閥YV3、YV5自動關(guān)閉，氣動閥YV1、YV2、YV4、YV6打開。槽體內(nèi)部堿液流經(jīng)泵→氣動閥YV1→過濾器A→氣動閥YV2，過濾后的一部分堿液進(jìn)入噴淋管噴淋；另一部分堿液通過YV4進(jìn)入過濾器B開始濾網(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)自清洗的過濾器B管路進(jìn)出口壓差值低于設(shè)定值，即PT4-PT5 ＜ PW時，過濾器B自清洗結(jié)束，各閥工作狀態(tài)如表2所示，氣控閥YV4、YV6自動關(guān)閉，過濾器B停止工作。在此期間，過濾器A氣控閥YV1、YV2一直處于打開模式，保證噴淋管不會因為過濾器B自清洗而停止供水。這種清洗機(jī)構(gòu)可對過濾器濾網(wǎng)進(jìn)行全面反向清洗，保證濾網(wǎng)層干凈無死角。

表.2

當(dāng)過濾器A管線進(jìn)口及出口端壓差值大于設(shè)定值，即PT1-PT2＞PW時，過濾器B啟動過濾工作，過濾器A開始自清洗，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，過濾器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，過濾器如果長期不需要工作，可以分別打開手動閥SVA、SV2，排除內(nèi)部殘液。

3 設(shè)計結(jié)果

3.1 過濾網(wǎng)清洗效果對比

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

圖3. 智能過濾清洗設(shè)備

對比過濾設(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)計的結(jié)構(gòu)清洗效果比較好，清洗后基本無臟污，滿足工作要求。

圖4. 過濾器自清洗前

圖5 .過濾器自清洗后

3.2 節(jié)約人工維護(hù)工時

使用該系統(tǒng)后，可免去人工清理時間。單臺洗瓶機(jī)一般至少有7個過濾器，每班次人工清理所有過濾網(wǎng)大約需要1小時工時，每天2班次累計停機(jī)耗時為2小時，即每月節(jié)約60小時。

3.3提高生產(chǎn)效率

按照洗瓶機(jī)4萬瓶/時能力計算，則產(chǎn)生下列A、B兩組數(shù)據(jù)：

使用前:（40000瓶/時）×（8小時×2班-2維護(hù)工時）=56萬瓶/天；

使用后:（40000瓶/小時）×（8小時×2班-0維護(hù)工時）=64萬瓶/天；

使用過濾系統(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)計結(jié)構(gòu)緊湊簡單，減少生產(chǎn)預(yù)算成本，大大降低現(xiàn)場工作人員因拆裝噴淋管發(fā)生的工傷風(fēng)險，減少工人勞動量，提高洗凈率。使用該過濾系統(tǒng)，用戶反饋信息，洗瓶機(jī)運(yùn)行600 小時內(nèi)，噴淋管無堵塞。本設(shè)計可在洗瓶機(jī)噴淋管路中廣泛應(yīng)用。