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快速灵活的灌装

回转式分度机集活塞计量和流量计量的优点于一身:很多用户都希望能在一台回转式灌装机上兼具流量计量和活塞计量的优点。包装机械专家 Tölke 通过使用 LinMot 直线电机实现了这一壮举。系统操作员受益于更短的转换时间、更少的废料、更短的停机时间和更灵活的机器。



灵活的 Tölke 灌装封口机,灌装量高达 250 毫升,处理速度高达 300 瓶/分钟。(渲染:Tölke)


«机械凸轮盘已经证明了自己的价值实现线性运动过程了几十年,并将继续在许多lowerand中等性能的灌装和封罐机在将来使用,»弗朗茨-约瑟夫Patzelt的常务董事一人说弗朗茨托尔克有限公司«然而,有了他们的电子挂件,灌装过程更容易适应个性化的产品要求,并且可以更快地完成产品转换,这对越来越多的用户提出了要求。»

竞争计量方法
以前,较简单的旋转灌装机中的计量通常由活塞提供,其中活塞的行程由机械凸轮盘控制。活塞填充的优点是在填充过程中已经分配的体积总是已知的。这适用于容易起泡的介质,例如,通过使用凸轮盘在填充液位上升时同步提升填充针,使其不会浸入介质表面以下。尽管有这种吸引人的优势,但活塞方法也有一些缺点。活塞很难清洁,仅仅是因为它需要密封,并且不太适合 CIP/SIP。活塞施加的机械力也会引起某些产品的变化。另一个缺点是大填充量需要大活塞,

因此,作为活塞计量的替代方案,可以通过测量泵送体积的流速来确定填充水平。这种方法的优点是在更换产品时可以轻松修改填充水平。介质上的机械力也很小,没有需要维护的机械部件。CIP/SIP 清洗不是问题。

解耦运动序列
«使用带有基于流量的液位计量的转盘,灌装速度与灌装针的凸轮控制运动分离,”Franz-Josef Patzelt 认为。这意味着当机器的运行速度比其标称速度慢或快时,容器将更快或更晚填充。“根据速度,机器需要将表盘旋转 270° 或仅 30°,”Tölke 主管在解释问题时说道。«这意味着在灌装过程中,灌装针可能会浸入产品中,或者在表面上方的落差太大,有可能被滴落的产品残留物污染机器或气泡进入产品中.» 在过去,这迫使装瓶商在处理容易起泡的产品时返回线性机器。在这些系统中,填充针可以机械耦合并与填充水平同步升高,使用电动机相对简单。然而,由于其结构,线性灌装机只能处理每小时几千瓶的中小型灌装速度。对于每小时超过 10,000 个瓶子的灌装率,只能使用旋转机器。然而,在这里,每根针都必须在正确的时间单独升起,以避免在不同的机器速度下浸入水中,并将下落高度保持在最低水平。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。灌装针可以机械耦合并与灌装液位同步上升,使用电动机相对简单。然而,由于其结构,线性灌装机只能处理每小时几千瓶的中小型灌装速度。对于每小时超过 10,000 个瓶子的灌装率,只能使用旋转机器。然而,在这里,每根针都必须在正确的时间单独升起,以避免在不同的机器速度下浸入水中,并将下落高度保持在最低水平。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。灌装针可以机械耦合并与灌装液位同步上升,使用电动机相对简单。然而,由于其结构,线性灌装机只能处理每小时几千瓶的中小型灌装速度。对于每小时超过 10,000 个瓶子的灌装率,只能使用旋转机器。然而,在这里,每根针都必须在正确的时间单独升起,以避免在不同的机器速度下浸入水中,并将下落高度保持在最低水平。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。线性灌装机只能处理每小时几千瓶的中小型灌装速度。对于每小时超过 10,000 个瓶子的灌装率,只能使用旋转机器。然而,在这里,每根针都必须在正确的时间单独升起,以避免在不同的机器速度下浸入水中,并将下落高度保持在最低水平。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。线性灌装机只能处理每小时几千瓶的中小型灌装速度。对于每小时超过 10,000 个瓶子的灌装率,只能使用旋转机器。然而,在这里,每根针都必须在正确的时间单独升起,以避免在不同的机器速度下浸入水中,并将下落高度保持在最低水平。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。每根针都必须在正确的时间单独抬起,以避免在不同的机器速度下浸入水中并将落下高度保持在最低限度。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。每根针都必须在正确的时间单独抬起,以避免在不同的机器速度下浸入水中并将落下高度保持在最低限度。除了精确控制轴的位置之外别无选择。现在,Tölke 已经通过 LinMot 的高性能直线电机成功地做到了这一点。



整体式系统可容纳 36 个灌装站,其中每个灌装针都由 LinMot 直线电机驱动。这允许快速产品转换并拓宽灌装和封口机的应用范围。(照片:罗斯曼)


带线性电机的灵活转盘
带有电动灌装针的转盘式机器的用户享有一系列额外的优势。产品更换只需调整灌装针的行程,只需按一下按钮即可进行管理。这消除了对机械凸轮进行耗时且昂贵的重新配置的需要。还可以实现多种行程配置,因此可以在不改变机器整体结构的情况下灌装不同形状的瓶子。直线电机的精确位置测量系统还可以控制灌装针的运动,精度在产品表面上方十分之一毫米的范围内。也可以调整降低和升高灌装针的加速度水平以满足个人需求,以减少机械系统的负载并优化填充介质的处理。“与机械凸轮不同,直线电机甚至可以高度动态地提升针,因为没有破坏力作用在轴承轴上,”Tölke 的负责项目经理 Markus Kröger 解释说。

出现缺陷后迅速恢复生产
Tölke 利用 LinMot 电机机械地将灌装针行程与转盘或表盘运动分离的事实,以不断提高机器的模块化程度。

每个灌装模块现在都是一个自治单元,由流量计、直线电机、伺服控制器和灌装阀组成。如果加油站损坏,现在可以在短时间内更换,因此机器可以在碰撞后更快地恢复工作,例如。解耦还可以在计划的机器停止之前完成机器上所有容器的填充过程,并将机器置于安全状态。该技术还可以设计机器控制,以便在单个灌装站出现故障时,受影响的灌装头移动到安全位置并从主动灌装过程中移除。这将机器停机时间减少到最低限度。

为工业 4.0 做好准备
直线电机的使用具有更多优势,可以最佳地支持“工业 4.0”的现代概念。伺服控制器提供的信息,例如当前的电机温度或加速度曲线,可用于监控灌装过程并在早期检测机械系统的问题(状态监控)或碰撞。Tölke 配备了这项新技术的机器包括一台带有 36 个灌装站和 16 个闭合站的封闭式灌装封口机,灌装针的每个行程都由 LinMot 的线性电机(PS01-48 系列定子,PL01 系列-27 个滑块)。



P01-48 系列直线电机,完全封装在不锈钢中,特意设计紧凑,不需要垫圈、不必要的边缘、角落、孔或螺纹。(照片:LinMot)


不锈钢电机,IP69K
这些直接驱动器完全由不锈钢 (1.4404/316L) 制成,并以其高防护等级 IP69K 而著称。电机设计中有意取消了垫圈。所有连接都是焊接的。电机也完全封装,以防止形成冷凝。由于这些特点和封闭、易于清洁的不锈钢表面,INOX 电机非常适合用于加工食品、化妆品或药品的机械和设备。然而,这并不是 Tölke 决定使用这家瑞士公司的不锈钢电机的唯一原因。LinMot 电机的低空间要求是另一个决定性因素,因为转台上的可用空间非常紧张。«LinMot 直线电机,作为一个集成单元,对于我们的设计人员和组装人员来说,它比伺服电机-滚珠丝杠组合更容易使用,而且占用的空间更小,» Markus Kröger 总结道。«这使其成为灌装过程需要尽可能灵活和高效的系统的理想解决方案,例如我们的高性能转盘。

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