填充设备Raybet2

1. 把产品装进容器要比取出来难得多
2. 滴
3. 用带系上
4. 不一致的填充量

在之前的论文中，我讨论了液体填充。这个月我要讲干的，或者固体的，填充。干燥产品有很多种，从滑石粉或面粉这样的细粉，到不规则的碎片，比如冷冻鸡肉。其他类型的干燥产品包括药品粉末、坚果和螺栓等常规形状的产品、糖果和药片。

各种填充技术是可行的。在一个特定的产品/包装组合上，不止一种技术可以产生令人满意的结果。在大多数情况下，当所有因素都被考虑在内时，有一种技术会产生最好的结果。

干式充填技术可分为3个基本类别:

• 容积式灌装是测量出产品的体积。
• 重量灌装是指按计量的重量分配产品。
• 分片灌装分配特定数量的产品。

有时包装标签声明将决定所使用的技术。两种广受欢迎的薄荷糖装在类似的容器里。在90年代和更早的时候，其中一个人在标签上声称有一定重量的薄荷糖。另一个人声称有特定数量的薄荷糖。为了确保符合标签要求，一个必须按数量填写，另一个必须按重量填写。

体积填充

容积式灌装是将特定体积的产品分配出去。在液体灌装中，体积与重量是直接密切相关的。在干填料中，它们可能是，但在像面粉这样的细粉的情况下，它们可能不是。当粉末通过灌装系统处理时，它可能会压实或起绒毛。随着密度的变化，单位体积的重量也会发生变化。粉末并不是唯一会出现这种问题的产品。像玉米片这样的早餐谷物也会改变密度。这就是为什么当打开一袋谷物的时候，它可能看起来不够饱。袋子在密封的时候可能已经完全满了，但是搬运和运输的振动会使它在消费者打开它的时候变得紧凑或“安定”。

产品处理对于保持一致的密度至关重要。在灌装过程中任何一点上的实际密度都没有仔细控制和在灌装点保持一致那么关键。

预示着填料

占卜器由漏斗和分配占卜器组成，有时称为螺旋或蠕虫。它们适用于从细到粗的各种干产品。在某些情况下，它们甚至被用来填充粘性液体。它们在粒径相对均匀、流动相对自由的产品中工作得最好。

产品从散装供应被送入填料。保持这个水平不变是持续填充的关键。料斗液位的变化将导致产品的不足和过剩。一般需要一个自动液位控制和散装给料机构。

占卜器由伺服电机驱动，或者在一些老型号中，带有离合器/刹车驱动的电机驱动。在一个信号上，电机旋转的预兆一个精确的数字的转和分数的一个转。当预兆转动时，如果力产生放电。产品的量由旋转的量决定。这是相当线性的，尽管不总是完全线性的。如果2.7次旋转可填充6盎司的产品，5.4次旋转可分配12盎司的产品。

占卜的速度也很重要。旋转速度越快，在相同的旋转量下，分配的产品越多。如果产品很细，更快的旋转会导致产品在螺杆飞行中压实。在严重的情况下，这可能会导致填充物堵塞。

当预兆旋转停止时，产品将想要继续滴。重要的是，气流在旋转时停止。插图显示了“喂鸟器”类型的排放。其他填料在排放时将有一个积极的关闭阀来切断流量。如果使用阀门，重要的是不要在指示器仍在运行时关闭阀门。如果是这样，螺杆对产品的作用力会使电机过载。在电机上有一个扭矩或放大器限制电路总是一个好主意，这样它就会在施加足够的力量造成伤害之前停止。

杯灌装机

杯装器使用一个开放的容量杯来测量产品倾倒到容器之前。杯子的内部体积决定了要分配的产品的体积。

这张示意图显示了一个简单的单杯填料来回移动。在装料位置，杯的顶部暴露在产品料斗上，杯的底部关闭。产品通过重力流动，完全充满杯子。

一旦有足够的时间完全装满杯子，滑动的板块就会移动。这关闭了顶部的杯子刮掉任何多余的产品。随着盘子继续移动，它在杯子下打开一个洞，允许产品排放到容器中。在足够的时间完全倾倒后，盘子移回来，关闭杯底，打开杯顶，让循环再次开始。

体积是杯子直径和高度的函数。杯子经常设计用于望远镜，允许精确调节杯子和填充体积。示意图是单个通道填充物。杯填料通常集成在旋转机器上，允许高速（400cpm或更快）填充。

重填

重量灌装是最精确的干燥产品灌装方式，因为它不受产品密度变化的影响。即便如此，还是有一些技巧可以精确填充。

最简单的重量填充物是将容器放在秤上，然后将其除去。通过振动槽或其他方式将产品分发，直到秤达到所需的重量。这种类型的灌装机的一个问题是，如果进料速率设置高，以提供良好的灌装速度，可能很难精确停止，并可能导致过量。如果进料速度慢，以避免这种情况，循环速度明显降低。解决这个问题的一种方法是做所谓的“散装和运球”。产品以很高的速率被喂至接近设定值，通常在95-98%左右。随后，进料速度减慢，将最后的百分之几滴进容器中。

这对于低流量是简单有效的，但直接分配到容器意味着没有分配可以发生，当已填充的容器索引出去和下一个空容器索引进来。这可以切割灌装速度高达30-50%。在填料和容器之间有一个“桶”，可以大大提高填充率。铲斗安装在秤或测压元件上并涂上沥青。产品被分配到桶中，如上所述，直到所需的设定值达到。当空容器到达斗下的位置时，斗放下装料，给料机开始给斗装料。在等待容器的时候，喂食永远不会暂停。

结合尺度

当需要更高的速度或精度时，组合秤就可以满足要求。组合秤使用的饲料，桶和秤类似以上。不同之处在于，它们使用多个，通常是十几个或更多的喂食器、秤和桶。

让我们拿一个10桶的组合秤，装满一个10盎司的产品。每个桶都要装两盎司的产品，越近越好。因为会有一些变化，特别是不规则的产品，如鸡肉零件，有些桶可能多达2.2盎司，其他的只有1.8盎司，有些正好在2盎司。

秤上的电脑会查看所有10个桶，并计算出哪5个桶能最紧密地结合在一起，得到所需的10盎司。当容器或袋子到位时，这5个桶就会掉下它们的产品。结合超过和不足的桶，结果在一个高度精确的最终填充。联合秤的大型制造商大和(Yamato)从10个桶中选出5个，提供了252种可能的重量组合。

一些组合尺度与单个尺度并排排列。当有几个鳞片时，这工作得很好，但当有超过4或6鳞片时，他们可能离排泄槽太远，减慢循环时间。因此，许多组合音阶排列成圆形。(见插图)

块填充

药剂片以及硬件和一些其他产品通常由计数而不是重量销售。没有人想把他们的宜家椅子一起放在一起，发现它们具有正确的螺钉重量，它们只有10个所需的9个。这些产品必须计入其容器。

有几种方法可以做到这一点:

最常见的方法是在产品掉落或通过光眼或其他传感器传送时进行物理计数。这可以是单列和传感器的低速，每分钟需要100或更少的部件。

当地C:\Users\John亨利\ AppData \ \ \ Windows \ INetCacheContent微软。单词\图7-12计数填充。jpg

当检测到产品时，它们增加一个计数器。当达到设定值时，给料机停止并在填料下放置一个新的容器。有些系统将产品排放到一个桶中，类似于重量填料，产品在桶中储存，直到容器就位。这允许给料机计数几乎连续允许更大的循环速度在机器上。

高速灌装机用于制药生产线使用多个饲料线和传感器，以实现高达300瓶每分钟100计数灌装速度。

多尘产品的一个问题是，灰尘会堆积在传感器的镜头上。空气喷射和真空有时可以防止这种情况，但如果它确实堆积起来，准确性可能会受到影响。定期清洗传感器可避免计数问题。

另一种计数方法是使用固定的空腔。板条填充物使用一系列的板条，板条的空洞大小可容纳一个单一的产品。刷子和向导帮助产品进入口腔，刷掉多余的。每个板条可容纳10 - 100个产品，具体取决于机器和产品尺寸。

板条被安装在一个无止尽的链条上，并被拖到一个装满产品的料斗下，在那里，产品落入空腔。然后，板条被倾倒，产品流入瓶子。板条填料的一种变体是使用在外围有空洞的轮子。主要用于药品、维生素、糖果及类似产品。它们只适用于形状和大小一致的产品。他们的优点是速度很快。有些填料可以达到350-400cpm的速度对小产品和填充计数。缺点是它们往往比类似的基于传感器计数填充更复杂。

干式填充物看起来比液体填充物更难，但事实并非如此。注意细节，确保产品以一致的方式供应给机器。密度，特别是精细产品的密度是一个关键参数，必须仔细控制，以获得良好的灌装精度。技术必须与产品、容器以及操作和维护它的工厂员工相匹配。这不是火箭科学，但必须做得恰当。

所有的都有优点和缺点，选择的范围可能是压倒性的买家谁想知道哪种填充物是“最好的”。这篇白皮书将讨论通常称为“溢出”的填充类。后续白皮书将讨论其他填充架构。

液体填料有两种广泛的分类。体积填料测量并分配与容器尺寸无关的液体量。

第二类，水平填料，依赖于容器的内部体积。水平填料填充产品，从颈部的顶部一定的距离。无论容器的内部体积如何，这个距离将保持不变。这种内部体积变化很大，特别是吹制玻璃瓶。如果按体积填充，产品的水平将会不同，产生过填充和过填充的外观。当产品并排陈列在商店货架上时尤其如此。水平填料有时被称为“化妆”填料，因为他们给化妆外观的恒定填充体积。

水平填料可在内联或旋转配置的填充体积从一盎司或更少的多加仑和速度从5-10cpm(容器每分钟)到1200ppm和更多。它们适用于静止液体，我们将在这里讨论。它们也可用于碳酸饮料，如软饮料和啤酒。这需要专门的配置，超出了本文的范围。

水平填料通常比类似容量的容积填料简单。这种简单性使它们更容易运行、清理、设置和维护。简单也使它们的购买和操作成本更低。

关卡填充有两个主要缺点。一是填充量取决于容器的体积。如果容器的内部体积发生变化，就像玻璃瓶一样，容器中的产品数量也会发生变化。如果容器的容积能被很好地控制，那么实际灌装量的变化就会很小，产品的免费赠送也会最小化。

水平填料一般也不适用于粘性、非自由流动的产品，这些产品不会很快沉降到水平表面。填充在一个热的，无粘性的，状态可能允许一个变通的一些产品。

本文将局限于溢出式填料，因为它们是最常见和通用的。顾名思义，它们填满容器直到溢出。有些罐填料，称为级联填料，通过通过连续的产品流下的罐，倾斜罐来控制溢出量。多余的产品流入下面的槽中进行再循环。

这些工作很好，可以运行在非常高的速度(2000 +cpm)。一个优点是，它们可以用在没有盖子的容器中，比如在维也纳香肠罐头中加入盐水。缺点是容器关闭后必须清洗。

溢出填料

更常见的应用程序是使用受控溢流和再循环。其基本操作原理是将灌装喷嘴插入容器内，与容器颈作密封。当喷嘴继续进入容器颈部时，喷嘴尖端被强行打开，允许产品通过两个通道之一流入容器。空气通过另一个管道排出。一旦产品水平到达排气口，它通过排气口逃逸，并被捕获在一个容器中进行再循环。在有足够的时间完全填充后，喷嘴收回。当它被抽出时，弹簧关闭喷嘴，停止产品流动。泡沫产品在其他类型的填料中可能是一个问题，但一般在这些填料中不是，因为泡沫被挤出溢流器并返回到再循环槽。

填充水平(和体积)是由喷嘴插入容器的距离决定的，因为产品水平不能上升到高于溢流口。加在喷嘴上的垫片或垫圈可控制进入深度。

这张照片显示了典型的喷嘴有流入和排气:

喷嘴通常由不锈钢制成，但也可以根据需要由塑料和其他材料制成。为了产品的兼容性，必须选择在关闭时密封喷嘴的“O”环和颈部密封。

重力配置

溢流填料可以是重力式、压力式或真空式。重力配置如下图所示:

这种配置使用重力罐以上的灌装喷嘴。当喷嘴被迫进入瓶中并打开时，产品在重力作用下流入瓶中。产品高于瓶的高度决定了压力和流量。通常情况下，带泵的大容量储液器在重力槽中保持恒定的液位。一个恒定的水平是很重要的，因为水头压力的变化会导致填充体积的变化。这是因为在灌装一些瓶子时，特别是轻的非圆瓶子会轻微膨胀。当喷嘴被拆除，瓶子放松和填充水平增加，有时溢出颈部的点。

重力填充剂通常仅适用于低粘度，水状，产品。粘性，产品，比轻油更重，不会通过重力快速流动。

压力格式

压力格式用泵取代了重力罐。这通常是离心、非容积泵。也可使用隔膜和其他容积泵。泵一般在加注嘴打开时启动，在加注嘴关闭时停止。如果使用容积泵以避免过度压力对系统造成损害，这一点尤其重要。

如果被填充的产品是悬浮物，最好保持它一直移动，以防止颗粒沉降。这可以通过保持泵在任何时候运行，并有一个旁通，允许循环直接进入溢流槽，当实际没有注水时。

真空格式

第三种安排是真空灌装。这类似于重力布置，但溢流收集罐是密封的，并在真空下保持。当阀门打开“拉”产品进入容器时，溢流罐中的真空在容器中产生真空。这对脏乱或易燃的产品很有用

指甲油。如果颈部受损或其他缺陷导致喷嘴和瓶之间无法保持良好的密封，那么重力和压力结构就会发生泄漏。在真空配置中，损坏的颈部将允许空气泄漏进来，而不是产品泄漏出来。

真空结构的一个缺点是容器必须是刚性的。玻璃可以，一个重塑料瓶也可以。如果使用重量轻、不硬的容器，真空会使容器坍塌，很少或根本不会填充。

重力配置的一种变化是用于牛奶和水灌装的连续运动旋转机器。产品储层安装在上面，并随主炮塔旋转。填料喷嘴永久性地安装在储液器上。

这种喷嘴与其他喷嘴相似，它们允许产品从一侧进入，空气从另一侧逸出。空气不是溢出到一个集水箱，而是通过一个立管在碗以上的产品水平逃逸。没有实际的产品溢出或再循环。

如果产品是冷灌装(<100华氏度左右)，可以使用橡胶或硅膜片代替弹簧。热填充产品将要求所有的金属结构与弹簧和高温“O”环。

溢出灌装机使用瓶口来推动它们打开，要么降低喷嘴进入瓶中，要么向上推动瓶子打开喷嘴。有些瓶子可能因为太轻而无法抵抗下压力而倒塌。在这种情况下，有必要使用颈部支撑来防止塌陷。对于inline filler，这可能是一个“V”块移动捕捉和支持颈部填充期间。当瓶子在转塔上旋转时，旋转填料可以使用一个星轮来支撑颈。并不是所有的瓶子都有合适的颈环，所以必须在需要时指定。

滴水是另一个必须解决的问题。喷嘴本身有一个简单的“O”形密封圈，如果“O”形密封圈状态良好，就不应该滴漏。在填充过程中，它们浸没在水里，当取出时，外部会被产品浸湿。除了在滴落到瓶子上之前把它们接住之外，没有什么别的办法。

内联填料通常使用一个滴水盘，当他们从瓶子撤退时，在喷嘴下移动。旋转机械通常使用一个半圆形托盘，延伸约45度的转塔。这使得托盘一直在喷嘴下面，喷嘴不是超过瓶子。

溢流灌装机是易燃产品灌装的一个很好的选择。它们非常简单，可以用气动控制和泵来制造。因为没有电，它们本来就很安全。这就消除了制造“防爆”电机通常固有的复杂性和风险。

当产品成本相对较低且要求灌装精度高时，溢流灌装机是一个很好的选择。当内部容器体积可能有变化时，它们也是首选，特别是当终端用户能够比较商店货架上的填充水平时。

当我们想到可折叠的软管时，我们最可能想到的是牙膏，因为我们每天都使用它。管也用于包装许多其他产品，如食品，药品，化妆品，糖果和更多。管可以用于任何液体从非常厚的硅酮填塞到薄如水。有时管子里甚至装满了火药。管灌装/密封速度从20-30ppm到500+ppm。

首先要知道管有三种主要类型。所有的处理方法都是一样的，除了封闭和密封。

• 层压管可能是最常见的类型。大多数牙膏是用层压管包装的。层压管是由多层薄膜制成的。平面薄膜形成一个管，纵向密封并切割到一定长度。管的一端是封闭的塑料尖端和帽或其他配件是密封到层压板。管子来到管子灌装机一端关闭，另一端打开，准备灌装。大多数层压板管容易凹陷，必须在填充和包装过程中小心处理，以保持原始的外观。大多数层压管成型脱机和带来的填料准备运行。在高速、大容量的操作中，制管机有时与灌管机紧密配合运行。
• 金属管是用铝或其他金属坯料冲压而成的。整个电子管是一个单一的单片组件。金属管压接闭合。它们很容易凹陷，所以在运输、灌装和包装过程中必须小心处理。
• 塑料管是由各种单层或多层塑料，注塑成型而成的整体管，一端封闭安装，另一端开口填充。塑料管通常相当坚硬，在使用中不会倒塌。这使得它们在填充和包装线上非常耐用，比层压板或金属管对凹陷更不敏感。虽然刚性使它们易于运行，但由于它们不会折叠，消费者使用起来也更加困难。将产品挤出后，管子恢复原状，将空气吸进管子。

空管一般放在单层隔板的纸盒中，包装时打开一面朝上。在装管时，由操作人员或机器自动打开盒盖，露出管子的开口端。

管子然后装载到填料进料bapper单独或倾倒整个盒子。装填方法取决于填料的设计、速度和箱型。两种装载方式都可以是手动的或自动的。

如果管子是单独取出的，而不是倾倒，它们通常是每次从盒子中取出1-2行。在低速线路中，操作人员可能会使用一种类似一系列并排安装的瓶刷的装置。这些是间隔在管中心在盒子和直径略大于管的内径。操作人员将刷子推入管中，刷毛和管之间的摩擦使他们能够将管提出来。这组管子放在料斗里，然后把刷子拉出来。

类似的方法也用于高速机器，有时使用机器人或拾取放置系统。代替刷子，一个更积极的系统使用一个膨胀芯轴或真空。这也允许更简单的释放管在填料料斗。

高速机器可以用机器人自动装管。这个机器人像上面一样有抓手，但是它们是铰接的。当从盒子里拿出来的时候，管子和采摘手指会紧密地放在一起。清理完盒子后，手指将分开，以匹配填充器的管状冰球的中心。

在填充和密封过程中，这些冰球通过封闭的一端握住管子，打开管子。冰球通常是塑料或塑料和铝。内部弹簧紧紧抓住管，防止旋转。冰球底部的锯齿与底座上的锯齿相匹配，以防止它旋转。

运载基地可以是一个旋转炮塔低速机器或链在圆角矩形或“跑道”布局在高速机器。冰球可以一次指向一个，或者是两个、四个、八个或更多的倍数，以获得高速。无论是转塔或链间歇运动，分度管通过不同的阶段。

一旦进入冰球，第一步通常是空气净化。管在喷嘴下呈指数，喷嘴降低到接近管的底部。电离空气的冲击波会吹散任何可能存在的灰尘或碎片。使用电离空气是因为，特别是塑料或层压管，静电会导致灰尘粘附在管壁上。管的顶部有一个真空圈来捕捉灰尘。

清洗完毕后，管子会自动转到加气站。如果产品粘度相对较低，则灌装喷嘴只能进入管道足够深，以确保产品不会溅到密封区域。任何气泡，可能发生的乱流将上升和消散自然。较厚的产品将需要喷嘴一直潜到底部。当产品被填充时，喷嘴逐渐缩回，使其始终处于产品表面上方。

在填充的最后，厚的产品可能有形成一个尾巴的趋势。这条尾巴，如果它进入海豹区域，就会妨碍海豹的捕猎。喷嘴的设计必须适当，以消除这个尾部。

管有时用于分发两部分产品，如带有条纹的牙膏。这是用同轴填充喷嘴完成的。产品的大部分通过中心喷嘴灌装。同时，“条纹”产品通过围绕主喷嘴的同轴喷嘴填充。

管点胶尖端有凹槽或槽，以便当终端用户挤压管时，次级产品被点胶成条状。

大多数管子都是印刷的，重要的是图形与密封正确对齐。填充后的下一阶段是对齐。在调正站中，冰球和管子被轻微地提升以脱离锯齿。然后旋转它们，直到光眼或相机检测到管上的注册标记。一旦排列好，冰球被放入锯齿状的位置。在一些机器中，在填充之前要对正。

管现在准备好密封。取决于管材，有三种密封方法：

压接-这是用于金属管，是一个多步骤的过程。首先将管端捏紧。管有一个弹性体密封在卷曲点应用时，管是制造。这确保了一个防漏密封，因为卷曲密封是纯粹的机械。

然后将管子扁平的一端依次折叠。显示的是一个单折和一个双折的褶。有时可能会使用其他卷曲结构。

层压管-层压管不能卷曲关闭，因为管材料的记忆。如果卷曲，它们会立即打开。层压管密封与一对加热的锯齿钳口。这样就能把内层的层压板熔化在一起，封住管子。

塑料管 - 塑料管通常是单一材料层，不能通过加热的钳口直接密封。管通过开口端被加热以软化塑料的盒子。一对钳口然后按下结束。

在层压和塑料密封中，在密封后可以使用一套额外的钳口来冷却密封并将其固定在适当的位置。

塑料和层压管的密封是时间、温度和压力的综合作用。虽然这些有时可以相互弥补如;更高的温度和更小的压力，总有一个最佳的组合。找到并始终使用最佳设定值是持续取得良好密封效果的关键。

超声波焊接有时被用来替代加热钳口来密封层压板和塑料管。

层压板和塑料密封件的边缘一般不会是完美的均匀。另一组钳口将从末端剪下少量多余的材料，使其呈方形。形状密封和修剪刀片有时被用来给一个特殊的效果，如这个圆形密封在一个塑料管。

关闭后，一些机器可能会结合视觉系统来检查密封的对齐，外观和功能。有缺陷的管子将被丢弃到废料槽中。

良好的管将排出输送机，纸箱或其他下游包装过程。

上个月我讨论了装饰性或关卡风格填充。这些填充容器到一定的水平，填充体积是由容器的体积决定的。这对许多产品来说是好的，但其他产品需要更精确的音量控制。容积式灌装机提供独立于容器的精确灌装。他们通过测量物理体积来做到这一点，就像在活塞填料中一样。其他结构通过重量、质量或流量来测量产品。水平填充精度通常是由距离容器顶部的距离来确定的。容积填料的精度通常是按百分比精度来评定的。一个额定精度为1%的容积填料将被期望填充一个10盎司的容器到+/-0.1盎司。一些高精度模型可以填充到+/- 0.1%的精度。 This precision can be critical when filling a high value product like a pharmaceutical that might cost thousands of dollars an ounce. This rating is typically expressed as six sigma. This means that 99.7% of all fills will be within specification absent any extraneous factors.

活塞式灌装机设计

最常见的容积灌装技术是基于各种类型的气缸/活塞组合。不管细节如何，所有活塞式填料都包括一个活塞、气缸和进口和出口阀门。大多数用于填充的活塞是单作用的，这将是本文的重点。单作用的意思是每次中风填和放一剂药。

有几个公司，使双作用活塞填料，放电的一端气缸，同时充满另一端。这允许他们在每个填充周期中填充2个剂量。这增加了速度，但增加了通常不必要的复杂性。

活塞填料的用量是活塞直径和行程(直线行程)的函数。一个5厘米的气缸的面积是19.6厘米。如果活塞移动10厘米，排开的总容积是196cc(立方厘米)。填充量是通过调节活塞行程的长度来控制的。

通常可取的是选择一个气缸/活塞组合，使用一个相对较长的冲程长度为所需的填充体积。这减少了驱动机制中任何松弛或发挥的影响。有些产品可能需要更短的冲程和更大的直径，以获得最佳效果。

大多数填充活塞在每次冲程中填充全部剂量。有时，可能不可能使用一个足够大的活塞来做到这一点。在这种情况下，可以使用多次冲程来分配所需的体积。

在其他情况下，由于速度的限制，可能不可能在一次中风中分配整个填充剂量。可按顺序使用多个活塞，通常为2个，每个活塞完成所需剂量的一部分。

另一种技术通常用于非常小的亚毫升剂量，每剂量使用若干次中风，有时是十几次或更多。这种方法通过平均每个笔划之间可能发生的任何变化来提高精度。

除了气缸和活塞外，还必须有阀门控制进出气缸的流量。一个简单而常见的方法是使用一对止回阀。当活塞被抽出时，产品通过进口阀流入，而另一个防止产品从排放被吸回。当活塞被推入气缸时，排放阀允许产品流向灌装喷嘴，而进口阀阻止产品回流到储液器。

其他类型的阀门包括机械操作的阀门，夹紧阀门，夹紧阀门关闭进口和排放管道，电磁阀和旋转活塞与平板作为阀门。

活塞和气缸通常由不锈钢制成，带有橡胶或塑料环，以确保活塞和气缸之间的良好密封。其他常见材料包括特殊合金、塑料、玻璃和陶瓷。管道、阀门、O形环、垫圈和其他产品接触材料也必须仔细选择，以确保兼容性。

在正常工作时，密封圈与气缸壁摩擦，磨损并产生少量颗粒。这是次要的，在大多数产品中不是问题。一些药品和其他产品不允许有任何颗粒。一种解决方案是使用非常紧密公差的不锈钢、玻璃或陶瓷气缸和活塞，以消除对密封的需要。不锈钢活塞组的一个问题是，在组装、拆卸、清洗和储存过程中，它们很容易损坏。即使是一个看起来微不足道的划痕，也会使一套设备失去价值，需要花费数千美元。当使用金属对金属活塞/汽缸套时，必须教导每个人都要极其小心地操作它们。下面所示的陶瓷活塞组消除了密封，比不锈钢无密封活塞组更不容易损坏。在这一套中，所有产品接触部件都是陶瓷的。注意控制阀，它旋转开启和关闭进口和排放。

这些泵通常是配套制造的。必须注意不要混合各种成分。它们可能太紧而紧，也可能太松而漏。

当零颗粒至关重要时，另一个选择是隔膜泵。操作类似于活塞泵。泵腔不是用活塞，而是用

灵活的隔膜。一个杆移动隔膜进出改变泵腔的尺寸。与普通活塞一样，填充量是通过控制冲程长度来确定的。

活塞驱动器

需要驱动机构来移动活塞进出。最简单，最常见的机构是安装在旋转轴上的曲柄。冲程和填充体积通过改变曲柄的长度来调节。电动机可以连续或间歇地运行，填充信号。伺服电机，旋转或线性，近年来变得越来越受欢迎。伺服电动机驱动器的优点是可以精确地控制它以允许可变填充配置文件。例如，在活塞提取阶段的180度期间，它可能会缓慢运行，以避免空化。然后，它可以在插入阶段急剧加速，以平滑减速完成以辅助截止。此配置文件以电子方式控制。

直线伺服电机具有相同的功能，但有消除机械连接的优点。行程是电子调节的。

气动气缸也可用来驱动活塞，行程由机械停止控制。在易燃易爆的环境中，这些产品既便宜又安全。(只要控制也是安全的)

喷嘴

毛细管喷嘴通常用于容积式填料。这些本质上是油管的直线部分，通过柔性油管连接到填料。产品在喷嘴尖端的毛细管作用防止其滴落。在使用毛细管喷嘴的系统中，阀门提供紧密的密封是很重要的。任何泄漏都会造成这两种情况

不灌装时产品向前或向后流动。向前流动会造成滴液，向后流动会造成空气污染和灌装不准确。

标准直喷嘴的变化包括侧向射设计，射产品对容器壁，以减少泡沫和飞溅。多通道喷嘴有时用于引入气体，如氮气或氧气，在填充周期之前，期间和/或后。

有些产品不适合使用毛细管喷嘴。在这种情况下必须使用积极的关闭喷嘴。这些开口可以向内或向外，取决于产品。一些喷嘴有内部通道，可以连接到真空，以防止滴漏。在填充周期结束时，也可以通过管道吹入空气或氮气脉冲。这可以帮助摆脱像蜂蜜或洗发水这样的粘稠产品。

水库

产品储液器是任何液体灌装系统的关键部件。重要的是，水库的位置要高于注水喷嘴。如果它位于填料的下方，阀门的任何泄漏都会导致空气被吸进喷嘴。这可能会导致喷嘴内部的污染。它还将导致在填料已暂停后的第一个周期的短填充。

升高储液器的第二个原因是为活塞提供一个正的进口压头。通过设计，填充活塞既是泵又是测量装置。然而，在某些情况下，使用它泵和测量产品可能会导致准确性问题。如果在流体通道中有任何泄漏，负压将吸入空气。这将导致污染，夹带的空气将导致产品起泡

在容器中。当填充热的或易挥发的产品时，负压可能导致空化，导致不准确的填充体积。

为了达到最佳效果，进口压头压力应保持恒定。实际的压力并不像它的恒定那样重要。有些应用可能直接从一个大的散装罐。在工作开始时，如果油箱满了，可能会有5-10英尺的进口压头。在工作结束时，油箱几乎是空的，可能有1-2 '的负进口压头。

为了达到最大的精度，最好使用中间蓄水层。大罐供给水库，并使其保持在一个恒定的水平。

结论

活塞式填料是液体填充的主要工具，适用于各种类型的产品，填充体积和粘度。它们可用于低或高速度，内联，旋转形式-填充密封和许多其他应用。上述文章描述了典型的活塞式填料。与打包中的其他内容一样，有许多非典型的应用程序。在偏离之前，您需要知道最佳实践是什么。无论采用何种安排，操作的一致性是精确灌装的关键。

“膏体”一般是指任何极粘的、不可流动的液体。典型的膏体包括填缝剂、油脂、蛋糕糖霜、凡士林。其中一些可以加热以降低粘性，有些甚至达到流动性。许多不能而且必须作为一种厚的半固体来分配。

幸运的是，膏体填充剂可以胜任这个任务。

膏体填料通常是气动驱动的，但也可以用带有曲柄的电机驱动。

该填料结合了灌装活塞/气缸，旋转进口/排放阀和驱动器。一个料斗通常安装在旋转阀的顶部。

这张照片显示了安装在杯子灌装机上的灌装泵。驱动装置是一个带有机械停止装置的气缸。

这张照片显示了旋转进口/排放阀。

在填充时，旋转阀与料斗（左）对齐，并且活塞从气缸中取出。料斗中的重力有助于活塞在没有空气夹带或空化的情况下拉动产品。

一旦活塞达到其冲程的极限，电磁阀就会逆转气流，推动活塞前进。同时，一个气缸(在这个例子中)移动旋转阀90度，对准活塞与灌装喷嘴和点胶的产品到容器。

在出料行程结束时，旋转阀移回料斗，活塞缩回，循环往复。

每个周期的产品分发量由机械停止控制，限制了驱动气缸的行程。活塞速度由气压和针阀控制流量来调节。

在一些情况下，可能希望具有少量的震动以最小化滴水和串。这是通过旋转阀的定时实现的。当活塞开始返回时，它暂时与喷嘴对齐。在移动少量之后，旋转阀换档，与料斗对齐进行正常充电。

多个灌装活塞，安装到一个共同的进料歧管和单独的灌装喷嘴可以由一个单一的驱动器与一个单一的设定值调整。这张照片显示了一个4头填充与共同驱动器。一个旋转阀与4端口被使用。

一般来说，当一个文件系统泄漏时，应该是产品泄漏，而不是空气泄漏进来。向内泄漏不仅会污染产品，还会产生泡沫，掩盖泄漏。这可能会使问题无法迅速得到解决。

当产品特别凌乱或危险时，这些向外泄漏可能比正常更为不期望。真空填料可以是溶液。

大多数填充物将产品推入容器。真空填充机通过真空将产品拉到容器中。整个流体路径处于负压下。任何漏洞都是在里面而不是在外面。

真空填料通常是水平填料而不是容积填料。也就是说，它们将容器填充到特定的水平，而不是特定的体积。如果容器的内部体积是恒定的，产品的体积在产品层面上应该是一致的。

这张示意图显示了一种真空填料的流动路径。

管道类似于压力或重力溢流填料。泵将产品从散装容器输送到供应容器。产品从供应容器流向灌装喷嘴。

灌装喷嘴有两个通道，用于产品的吸入和空气的排出。容器密封在喷嘴垫圈上，并推动阀门打开。该排气口连接到真空罐，在容器中产生真空，并从供应容器中拉出产品。

插入量决定了最终产品的水平。当充满时，多余的产品排气到真空罐。在充满足够的时间后，一个计时器通常会将喷嘴抬高。真空罐中多余的产品可以回收或丢弃。

真空填料的设计类似于压力或重力填料的设计。有些机器可以很容易地在这三种类型之间转换。

这个系统的一个缺点是它只适用于刚性容器。一个轻的塑料或金属容器可能不够坚固，无法承受真空，并会倒塌。流体路径管还必须足够坚固，以承受系统真空。

真空填料可以在线速度到50-100cpm或可以旋转的更高速度到250-300cpm。

容积式填料可以填充任何容积，而不考虑容器。它们可以精确地将12盎司装进一个5加仑的桶里，就像装进一个15盎司的瓶子一样。一种类型的填充物使用天平来填充重量而不是液体体积。

有些产品在填充过程中会改变其体积。夹带的空气可能是一个原因。如果使用活塞填料按体积填充，可能导致填充不足。按重量填充可以消除这种影响。

水垢填料首先将容器放置在水垢上，然后去除水垢。这消除了容器之间重量变化的影响。剥离速度很快，但在填充周期中需要几毫秒的时间。如果容器之间的重量差异很小，或者不需要高精度，则可以编制标准皮重程序，并以毛重填充产品。

一旦容器被沥青，产品就被引入到容器中。在最简单的系统中，容器被填满，直到达到目标重量。这将触发一个停止产品流动的信号。

这将导致最终体积的不精确有两个原因：

会有飞机上的产品。机上产品是指已离开灌装喷嘴但尚未到达集装箱且未称重的产品。飞行产品应在不同周期内保持一致，并可根据不同周期进行调整。停止流量略低于目标将允许飞行产品完成最终体积。

第二个问题是流体动力学。产品以高流速灌装，以减少灌装时间。这种高流速在灌装过程中会引起瓶内的湍流，并可能导致称重误差。这些可能不够一致，无法得到补偿。

散装和运球是答案。产品以高“散装”流速填充，直到达到目标体积的98%左右。然后流速降低到10%左右，最后的填充被“滴”到容器中。这种双流技术既允许他的速度和高精度。

水垢填料可以是间歇式运动，如在线填料，也可以是连续旋转运动。速度从每分钟几个集装箱到几百个集装箱不等。

软饮料、啤酒、起泡葡萄酒和水都含有溶解的二氧化碳，这就造成了一个独特的灌装问题。反压填料必须处理从加压容器到非加压瓶或罐的过渡。灌装后，填料必须控制容器从升高压力到大气压的过渡。

这需要“反压充填”，包括4个步骤。

1. 容器被放置在下面并通过垫圈密封到填充喷嘴。一旦密封到喷嘴，空气必须从容器中抽空并用CO 2替换。真空可用于疏散在抽空后用CO2储存刚性瓶子。然而，真空略微，对于非刚性塑料瓶，并且轻质罐头导致其倒塌。将CO2注入这些容器中以吹扫空气。
2. 一旦容器被清洗，就会注入二氧化碳，使其达到与填充容器中的产品相同的压力。压力均衡后，可以控制产品在储液器和容器之间的流动。
3. 产品从容器转移到容器。各种填充结构是可用的。最简单的是关卡填充系统。产品被填满并排出多余的CO2，直到液体到达喷嘴排气口。喷嘴在容器中的深度决定了最终的填充水平。容器决定了体积。容积填充结构使用活塞，质量流量计或称重细胞也可以用来实现更精确的填充体积。由于储层和容器之间没有压差，因此充填与其他充填应用类似。
4. 一旦填充，必须从喷嘴中取出容器。如果这突然完成，过量的压力会导致产品沸腾。偷偷摸摸防止了这一点。在填充喷嘴关闭后但在容器从喷嘴未密封之前，减轻压力以使容器将容器带到大气压。

从喷嘴释放后，容器中的CO2将继续排出。这将是一个相对缓慢的过程，特别是如果产品保持低温，不应引起泡沫或过量的二氧化碳损失。容器应尽快盖上或盖上盖子，以防止过量的气体逸出。

玻璃安瓿是最终的篡改明显和防篡改包装。它们在注射药品中很受欢迎。它们也用于其他一些特殊产品，如化妆品。它们的大小从几毫升到几盎司不等。

安瓿由玻璃管组成，由一个瓶体(通常是产品所在的地方)、一个被设计成破裂的颈部和上部被火焰密封的部分组成。安瓿瓶通常以收缩包装薄膜提供。在大多数制药应用中，要除去收缩包装的薄膜，对安瓿进行清洗和消毒。然后，它们被转移，从下向上，托盘携带它们到填料。

安瓿往往较高且不稳定。它们需要小心处理，以防止掉落，特别是在填料进料处。进料通常是一个转盘。运输托盘被放置在桌子上，并提起离开安瓿。积压和推表的组合使他们不会摔倒。有时放在桌子上的推块有助于防止摔倒。

另一种选择是使用一个倾斜的进料托盘填充。安瓿装在托盘上，重力防止它们下落。重力也驱使它们进入填充器。

在台面或托盘放电时，安瓿被单独归档到填料中，它们被捕获在耳轴链或行走梁的口袋中。

这些将安瓿移动到填充部分。注入针被放入安瓿的下腔中，产品就被分配了。灌装可采用活塞式、蠕动式、齿轮式或其它泵式或时压式。重要的是不要在安瓿的上部出现飞溅或滴落。如果上腔内有产品，在封口过程中会烧坏产品。

灌满后，将安瓿标记到密封段。在这里，当一个小的气体火焰加热针尖下面的安瓿时，它被旋转。一对金属手指抓住针尖，使安瓿拧合。手指把多余的拧下来，放在一个容器里。这张照片显示安瓿分度，两个向上，预热和最终密封站。

密封的安瓿从填料中流出，收集在托盘或堆积台中，或输送用于包装。

如果你在填充液体，会出现什么问题呢?简短的回答:任何事，任何事。在这篇白皮书中，我将讨论灌装液体时出现的一些更常见的问题，以及如何防止或解决它们。

填充量

液体灌装中最关键的事情是将适量的产品放入容器中。填充物不足可能导致不符合标签要求的法律责任。填充过量会导致产品被丢弃。即使是轻微的溢填也会造成严重后果。一个洗发水灌装机以每分钟300次(每瓶)的速度运行，平均灌装量超过0.5%(每12盎司灌装量为0.06盎司)，每分钟就会送出1.5瓶产品，或每年送出近20万瓶产品。显然，这对某些产品来说比其他产品更重要，这取决于产品成本。

水平填充机，有时称为化妆品填充机，取决于容器的填充量。它们填充到一个受控的水平，容器内部体积的变化将导致填充体积的变化。对此，除了坚持更好地控制容器制造之外，没有什么可以做的。根据填充物的类型，有几个因素会影响最终的体积。一种常见的架构是溢出填充。填充喷嘴有一个通道，产品进入和另一个通道，以排气出容器。喷嘴插入并密封在瓶颈处。在重力、压力或真空条件下填充产品，直至溢出通风口。

溢流口与瓶顶的距离决定了产品在容器中的最终水平。许多填充剂通过使用间隔来控制插入深度。更多的间隔意味着更少的插入和更高的填充水平。

压力(或真空)的变化会导致瓶子膨胀或轻微坍塌。当这种情况发生时，内部体积将随着最终填充体积的变化而变化。解决这个问题的方法是保持产品压力，或溢出真空，尽可能一致。在重力填料的情况下，这意味着在产品储层中保持一致的水平。

容积填料决定产品的数量独立于容器。流行的款式包括活塞，齿轮泵，流量计和刻度。首先要记住的是，特别是活塞和齿轮泵，它们是测量设备，而不是泵设备。中间产品储罐一般应使用在主产品储罐和填料之间。这些储液器应该液位控制，并安装在填料上方，以便在填料进口上提供一个轻微的正压力。

这种积极的压力有两个好处:

如果有泄漏，产品会漏出，而不是空气漏进。这使得任何泄漏，如松散的连接或不良的密封都是可见的。如果空气渗入系统，它不仅会污染产品，还会导致泡沫和填充不足。

其次，轻微的正压力意味着泵可以专注于其测量的主要任务。这将使填充卷更准确和可重复。

水库的设计应具有低纵横比(宽而不是深)和足够的容积。这将填充周期内的高度和压力变化降至最低。不用说，自动控制是必须的，以保持一致的水平在任何时候。

水库也必须有适当的排气口。如果没有，当产品被移出进行填充时，可能会在储层中形成真空或负压。这可以减少或消除填料泵进给的正压力，可能会造成不足。在严重的情况下，可能会在储层中产生足够的真空，使其部分坍塌。

喷嘴suckback

2.滴

喷嘴滴水是所有类型的填料的一个普遍问题。串是一个相关的问题，可以描述为一种滴水。两者都会污染瓶口，导致瓶盖密封问题。他们也可以污染瓶子的外部以及填充输送机。

滴水和串线应该消除，但这并不总是可能的。当它们无法消除时，就必须加以控制。

有几种潜在的滴水原因。

地下填充将喷嘴淹没在容器中低于产品水平的地方。这可能是为了减少泡沫和紊流，因为容器是充满的，或可能是固有的设计，如溢流喷嘴。当喷嘴从

产品，它会被产品弄湿，这个会滴。

即使喷嘴没有被淹没，容积式填料也会有滴漏的问题。这些问题通常与泵和/或截止阀密封不严密有关。如果系统是稍微正的，因为它应该是，产品将泄漏向前和喷嘴的末端。

许多容积式填料使用毛细管喷嘴。这些是开口管，依靠产品表面张力引起的毛细管作用来防止滴落。(把你的手指放在吸管末端，把吸管从饮料中拿出来，看看效果如何。)喷嘴直径越小，效果越明显。有些液体没有足够的表面张力来依赖这种效应。通常情况下，这是在最初的测试中发现的，但由于配方的变化或粘度的变化(可能是由于温度)，也可能在后来出现。

当毛细管作用有效时，它仍然可以通过机器振动或产品软管的开始扰乱，例如在升高和降低喷嘴时。

带有真空吸嘴的外开喷嘴。

喷嘴截止解说明喷嘴闭合的发生。许多产品如水，干净地切断。其他人没有。当喷嘴关闭时，产品将形成从容器运行到喷嘴的绳子。这些字符串最终将断裂，但如果容器在其之前移动，则弦会落在颈部，容器的外部和填充物。等待字符串违背自己的符合通常是不可行的，因此必须添加一些机制来这样做。

当超过容器，这不是一个问题，因为滴水将落入容器。

由于它的性质，它不能消除，但它可以控制与捕获盘。