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風(fēng)刀的應(yīng)用--PET瓶、玻璃瓶、易拉罐外表面除水若干方法探討

日期：2018-5-4 11:52:41

風(fēng)刀的應(yīng)用--包裝瓶表面除水若干方法探討

在灌裝產(chǎn)品的生產(chǎn)線上，對灌裝好產(chǎn)品（如酒、汽水等）的包裝瓶外表面要貼刷標(biāo)簽、噴繪文字或裝箱等。為達到較好的效果，要求對包裝瓶的表面進行干燥。目前在實際生產(chǎn)中，一般對包裝瓶采用烘干或吹干的方法。

在生產(chǎn)中，烘干一般采用刷烘組合式或熱烘箱烘干式，刷瓶裝置主要是利用毛刷旋轉(zhuǎn)去除瓶壁水珠。由于采用接觸處理方式，刷瓶效果與瓶子的外型有密切的關(guān)系?；剞D(zhuǎn)體類（如圓柱體）瓶刷效果良好，非回轉(zhuǎn)體等異形瓶的表面則有些部分接觸不到毛刷，刷瓶后該部分外壁仍有水膜存在。此外在使用過程中，毛刷很容易聚積污物，有可能傳遞給瓶的外壁而影響包裝質(zhì)量。熱烘箱烘干式結(jié)構(gòu)簡單，烘干徹底，但其熱功率大，工作溫度高，自動生產(chǎn)線布置時要求進行區(qū)域隔離，烘干時，水份需要較長時間才能完全蒸發(fā)，不適合高產(chǎn)量在線生產(chǎn)，并且當(dāng)工作中出現(xiàn)卡瓶、倒瓶等傳輸系統(tǒng)受阻時，包裝瓶在烘箱內(nèi)停留時間過長，有可能引起爆瓶。此外，對清潔度要求較高的產(chǎn)品表面，在清洗、漂洗工序后，一般不能采用烘干的方法，這是因為不僅要能保證包裝瓶表面的干燥，還必須要解決產(chǎn)品表面及漂洗水因含有雜質(zhì)而在干燥后產(chǎn)生的水斑問題。

吹干方式，即在灌裝產(chǎn)品的包裝過程應(yīng)用氣動技術(shù)的優(yōu)勢，采用風(fēng)機將高壓氣流經(jīng)風(fēng)刀完成氣流的聚積和加速進行吹水，可利用氣流將產(chǎn)品表面的水吹除掉。國內(nèi)應(yīng)用較多的風(fēng)刀吹干方案有：采用壓縮空氣熱風(fēng)吹干、用高壓風(fēng)機熱風(fēng)吹干、或者用高壓熱風(fēng)機吹干（采用高紅外管制作加熱頭）等。本文設(shè)計了一種新型高效的冷風(fēng)吹干除水設(shè)備結(jié)構(gòu)，采用了高壓風(fēng)機冷吹干的方法，依靠風(fēng)刀噴口噴出的高速氣流將瓶表面的殘水吹干，不需要采用任何加熱設(shè)備。

該吹干除水設(shè)備包括1臺高壓風(fēng)機、2個特制風(fēng)刀以及相關(guān)配件等。風(fēng)機吹出的低速氣流經(jīng)風(fēng)機分管進入風(fēng)刀駐室，然后經(jīng)過不斷縮小的變截面風(fēng)刀噴口，形成高速氣流聚集噴射到包裝瓶表面上。每個特制風(fēng)刀都配有噴射高度和角度調(diào)節(jié)桿，以便適合吹干不同形狀和不同大小的包裝瓶。

在設(shè)計中采用的風(fēng)機額定功率pt=5.5kw，額定流量L=0.1467m3/s，即m=0.1768kg/s(20℃下)，額定壓P=0.3MPa。假設(shè)風(fēng)機在額定工況下工作，環(huán)境條件取0.1MPa，空氣溫度T0=20℃。風(fēng)機產(chǎn)生的氣流經(jīng)2個分管進入灌裝產(chǎn)品作業(yè)線兩側(cè)的2個風(fēng)刀駐室，考慮到分管很短且密封性很好，可認(rèn)為氣流經(jīng)分管進入風(fēng)刀駐室最后噴出的過程中無風(fēng)量損失?！　—?/span>

在實際操作中，風(fēng)刀噴口縫隙高度越小，噴射氣流的所受到的阻力越大，整個系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成的熱量就越多，根據(jù)風(fēng)機的運行特性曲線，其壽命會越短。所以設(shè)定縫隙高度時，要平衡風(fēng)刀噴射速度與風(fēng)機的運行壽命后決定。

噴射口導(dǎo)引段越短越好，以便減少不必要的摩擦損失，但是也不能太短，最好采用縫隙設(shè)計高度的3倍，否則起不到良好的導(dǎo)引氣流噴射作用，會使噴射處的氣流不能集中噴射到包裝瓶表面，導(dǎo)致對其殘留的水珠不能有效地吹除。

在吹干除水設(shè)備的運行過程中，風(fēng)機的壓力與風(fēng)量特性是一條曲線。在非額定狀態(tài)下，可以用實驗測量的方法動態(tài)地得到噴口的空氣流速，以便及時調(diào)節(jié)風(fēng)機的運行狀態(tài)。

另外，吹干除水設(shè)備的設(shè)計與安裝過程中，需要注意2個風(fēng)刀噴口的噴射角度。因為場地限制的原因，在包裝瓶作業(yè)線的兩側(cè)各安裝了一個由同一風(fēng)機驅(qū)動的風(fēng)刀。為了提高吹干效率，不能使兩側(cè)的風(fēng)刀兩兩對吹。因為即使風(fēng)刀的氣流噴射速度很高，也可能在包裝瓶表面上形成滯止點而影響效果，而且噴射出去的氣流在對面來流的作用下，會反彈回來，從而造成較大的噴射損失。

在輸送包裝瓶的作業(yè)線上，設(shè)計時除了必要的考慮因素外，還應(yīng)該對工件的運行速度做出必要的限制，確保包裝瓶表面被風(fēng)刀吹到的時間，當(dāng)然也可以增加風(fēng)機和風(fēng)刀來提高效率。

針對灌裝產(chǎn)品包裝瓶的吹干需求，本文設(shè)計了一種新型高效的冷吹干除水設(shè)備。對吹干除水設(shè)備結(jié)構(gòu)中的氣流進行了計算分析，以及對設(shè)備運行中相關(guān)問題的進行了探討。在實際設(shè)計中，由于考慮玻璃瓶瓶型的多樣性，在玻璃瓶通過風(fēng)刀噴出的高速氣流場時，需要設(shè)置瓶轉(zhuǎn)換機構(gòu)；考慮到普通平板鏈對氣流的屏障效應(yīng)和對水珠的反彈作用，需采用專用鏈條，囿于篇幅，本文不再深入闡述。設(shè)計的包裝瓶表面吹干除水設(shè)備產(chǎn)品在長沙輕工機械有限公司成功投產(chǎn)后，經(jīng)相關(guān)單位使用表明，該設(shè)備科技含量高，設(shè)計合理，加工簡便，成本低，吹干效果好，在包裝行業(yè)中具有很廣闊的應(yīng)用前景。

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