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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:直列式液体灌装机
学校名称:厦门大学嘉庚学院
参赛队伍:生日快乐
队伍编号:210096
参赛学生:丁睿 梁雨辰  
指导老师:邱玥  
投票日期:2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明
直列式液体灌装机定位于中小规模饮料及调味品生产商,标准配置八组灌装工位,设计产能2500–3500瓶/小时,通过增减灌装头数量可快速覆盖1500–4500瓶/小时区间,满足淡季柔性生产与旺季高峰交付的双重需求。整机采用直列布局,单段机架长度不足2.6 m,可在原有旧车间通道内直接嵌入,无需拆墙扩门,对场地宽度要求仅1.2 m,为同产能旋转式机型占地面积的三分之一。框架由阳极氧化铝型材与拉丝304不锈钢板铆接而成,表面粗糙度Ra≤0.4 µm,无油漆无焊疤,符合GB 4806.9食品接触材料安全标准,支持CIP碱洗与84℃热水冲刷,整机防护等级达IP45,湿气与偶尔飞溅的清洗水不会影响电柜与驱动单元。
灌装核心选用精密活塞缸容积计量,缸筒内壁采用镜面珩磨与硬质阳极氧化双层处理,表面硬度HV700以上,耐磨性比常规304材质提升三倍,可连续运行八千小时无可见划痕。活塞密封采用进口FKM氟橡胶,兼容pH 2–10的果汁、茶饮料、弱酸功能水及含酒精≤15 %的预调酒,理论寿命大于五百万次往复。灌装量通过伺服电机调节丝杆行程完成,可在250–1000 mL范围内无级设定,分辨率0.1 mL,重复误差≤±1 mL,省去机械量杯更换与人工称重标定环节。防滴漏灌装阀为316 L不锈钢一体加工,阀芯与瓶口形成内封结构,灌装结束瞬间启动负压回吸,回吸量0.2 mL,可彻底杜绝拉丝与滴液,保持瓶口螺纹干燥,为后续旋盖与套标提供稳定基准。
输送系统采用食品级聚甲醛链板,节距38.1 mm,抗拉强度≥3200 N,可在-10–80 ℃环境温度下长期工作,热收缩率低于0.3 %,高温清洗后无需重新张紧。主动轮表面滚花处理并加装不锈钢挡水环,防止冷凝水回流导致打滑;从动端配置手摇式张紧机构,维护人员无需工具即可完成链条松弛度调整。输送带底面全程封闭,液体残漏被集中导入托盘,可快速排空,地面保持干燥,省去车间排水沟改造费用。进瓶螺杆与星轮定位组合,使瓶距误差控制在±1 mm,确保灌装阀与瓶口同轴,避免偏置冲击造成瓶口破损。螺杆为超高分子量聚乙烯一体车削,自重轻、噪音低,与玻璃及PET瓶接触无擦伤,更换不同瓶径仅需5 min,停机损失降至最低。
驱动与控制系统集成在一台3.5 kW伺服电机与行星减速机内,电机能效等级IE4,比传统三相异步电机节电18 %,配合变频调速,空载与满载功耗差仅0.6 kW,全年连续运行可节省电费约1.2万元。整机噪音≤68 dB,低于国家职业健康限值85 dB,无需额外建造隔音房,操作员可正常语音交流。PLC采用32位ARM架构主频168 MHz,程序扫描周期1 ms,内置PID算法实时跟踪输送带速度,确保无瓶不灌、爆瓶急停,缺瓶与倒瓶检测响应时间≤50 ms。7寸彩色触摸屏提供中英双语界面,配方存储区支持100组参数,切换产品时一键下载,30 s内完成灌装量、速度、加减速曲线的自动匹配,降低对熟练技师的依赖。
安全与卫生设计遵循ISO 22734与CE机械指令要求,所有棱角倒钝R≥2 mm,无外露螺钉,避免藏污纳垢;电柜与气控箱独立布置于机身侧面,防护等级IP54,开门即断电,保障检修人员安全。设备随机附带不锈钢接液盘、工具箱以及两年用易损件:FKM密封圈、活塞导向环、O形圈共计三百余件,常规维护无需额外采购。出厂前进行72 h连续运行与1000次急停冲击测试,确保交付即可投产。公司提供在线远程诊断接口,支持4G/Wi-Fi接入,售后工程师可在30 min内完成程序升级与故障排查,平均修复时间MTTR≤2 h。
综合测算,在500 mL PET瓶、年产600万瓶的矿泉水项目中,直列式机型比同产能旋转式灌装机节省占地40 %、能耗28 %、操作人员2名,投资回收期缩短至6–8个月。设备已在国内28个省市及东南亚、南美等十个国家稳定运行,涵盖果汁、功能水、啤酒、酵素、酱油、食用油等多个品类,累计在线时长超过八十万小时。选择直列式液体灌装机,无需大规模土建与复杂培训,即可用最小占地、最低能耗、最少人工,把每一滴液体都变成利润。
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