一、作品背景
随着现代科学技术的飞速发展,人民的生活水平显著提高,消费习惯也发生了巨大的变化。人们开始对消费品的包装提出了更高的要求,而在包装行业中所占比例最大的就是液态产品的包装。因为它涉及各行各业各品种，如饮料、调味品、药品、农药乳剂、化工产品、化妆品等,要满足日益增长的液体产品的需要,就应大力发展液体产品的包装机械。
灌装机械制造水平的发展体现在灌装阀核心技术的发展上：从重力灌装到先进的抽真空等压灌装；从平面阀密封结构到堆形阀密封结构。这些都体现了技术的进步与发展。我国的灌装机械制造业，经历了仿制、引进技术、消化吸收、创新、 自主开发的过程，技术进步及创新的速度更快，而且在不断缩小与国外先进技术之间的距离。现代灌装技术的目标是精确、高效、自动化。精确的灌装量，灌装过程的高速、可靠，尽量小的液损，整条生产线的最优化控制，都由于电子技术的实际应用而成为可能。随着灌装机械竞争加剧，现代的科技技术发展正朝着以下方向发展：（1）、机械功能多元化（2）、结构设计标准化、模组化（3）、控制智能化（4）、结构运动高精度化未来的灌装工业将配合产业自动化趋势，朝着研发技术、人才及高速包装机等方向进行，从而推动灌装行业的不断前进。
而传统罐装机（如图1所示）性能比较单一，自动化程度低、通用性差，灌装速度调整不方便，而且难以适用瓶形、液体物料及灌装规格的变化。因此，为了解决这些问题，本小组设计研究了一款能够实现果汁灌装的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性的自动包装线的新式果汁灌装机。新式果汁灌装机（如图2所示)可以节约原材料，降低成本并提高生产效率，实现灌装机械化和建立现代包装工业，将会更好地适应市场的实际需要，更加合理地利用劳动力，为社会多创造财富。
图1 传统灌装机
图2 新式果汁灌装机
二、项目介绍
本灌装机没有液体损坏，灌装时液体喷在瓶内壁，无溢出，灌装速度快，生产效率高，灌装机灌装容量可调。相比其他果汁灌装机，本产品体积更小，价格更划算，适合各种商家使用。可以无线接受天线接受外部遥控控制一体化作业，传动系统稳定，使果汁灌装更加便利轻松。
三、结构说明
本产品设计小巧，采用电机驱动，蓄电池供电。主要装置由执行系统、驱动系统、控制系统和供水系统组成。可以接受遥控一体化作业，在灌装液体无溢出的同时，做到灌装速度快，生产效率高。如图3所示。
执行系统：执行系统是果汁灌装机完成工作的部件。
驱动系统：为执行系统各部件提供动力，并驱动其动力的装置。常用的有机械传动、液压传动、气压传动和电传动。
控制系统：通过对驱动系统的控制，使执行系统按照规定的要求进行工作，当发生错误或故障时发出报警信号。
供水系统：通过离心泵完成液体重力势能的提高，使液体的装载便利。
果汁灌装机使用电动机驱动可分为普通交、直流电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。普通交、直流电动机驱动需加减速装置，输出力矩大，但控制性能差，惯性大，适用于中型或重型设备。伺服电动机和步进输出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型设备。交、直伺服电动机一般用于闭环控制系统，而步进电动机则主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。
图3 果汁灌装机结构图
四、功能说明
1．本产品具有安全，可靠，高效的特点，操作简单易上手。体积更小，可以接受外部遥控一体化作业。
2.此款灌装机可用于不同工作环境，适用于小型工厂，中型工厂及商家使用，可以代替人类进行果汁灌装，减轻果汁被污染的概率，也可以减少流水线从业人口数量，提高果汁灌装设备的自动化和智能化。
3.此产品采用自动化设置，采用传动稳定，结构简单的同步带，能保证自动工作同时也保证了操作员的安全。
五、设计原理
本灌装机为电力驱动，蓄电池为各个机构供电；无线接受天线接受外部遥控控制型号；控制板为实现各个动作的核心控制原件，通过程序实现各个动作，如果汁灌装开始、结束和果汁灌装瓶数；星形拨瓶轮装置（如图4所示）实现果汁瓶的运动，使瓶身运动更加平稳；灌装机构是执行果汁灌装任务的关键部件，其包括离心泵（如图5所示）、压力检测装置等组成。这样能使灌装更加放便快捷，实现了安全，高效的作业效果，为人们的工作提供便利。
从洗瓶机出来的洁净空瓶子由供瓶机构的输瓶带送入灌装机的进瓶螺旋，进瓶螺旋（如图6所示）将紧挨着的瓶子以一定间距分开输送，再经星形拨瓶轮装置送至回转台上，使之在回转台上绕回转台中心轴回转。与此同时，液体经供料装置进入液箱，液箱内灌装阀的量杯上端和液箱出液口处阀高调节结构连接，它能随着导轨边旋转边上下运动，当瓶子进入回转台后，灌装阀的量杯沿导轨向下运动，从而使灌装阀的喇叭口紧压瓶口，使量杯中心导管接通，液体沿着导管流入瓶中。当瓶子旋转到一定位置时，量杯此时沿着导轨上升，上升到一定高度使得阀上的喇叭口与瓶口分离，导管被封死，液体不再下流，瓶子里的水也刚好灌至所需高度，然后再经由出瓶口处的拨瓶轮拨传送出去，流入下一步工序，这样便完成了整个灌装过程。
星形拨瓶轮准确的将瓶子送入回转台上，并将已经灌满的瓶子从回转台上取下来送回传送带上。
离心泵内无活门，适于运输悬浮液，特殊的设计还能输送大块固体的悬浮物。
前端应设计呈截锥台形，有助于将玻璃瓶顺畅地导入螺杆的工作区段。
六、设计方案
灌装机广泛应用于食品工业中的矿泉水、啤酒和果汁饮料等产品的装填灌注，即将送来的空包装容器注满液体后，再分个运送出去。液体灌装机是液体包装生产线的核心设备．液体灌装过程中出现的冒泡、灌不满、液位偏高或偏低、增氧量和瓶颈空气超出标准等现象，都会直接导致液损的增加，从而增加了液体的包装成本。因此，灌装机灌装效果的好坏直接影响到企业的经济效益。下面我们先了解一下液体灌装机的基本要求和工作原理．然后再对影响灌装效果的一些主要因素做分析。
不含气液体灌装机的基本要求：
1、产品在正常工作时，灌装头(阀)在非灌装位置不应有滴漏现象。
2、各管路应畅通，且不应有渗漏现象。
3、产品应达到额定生产能力，在正常工作时，瓶损率应不大于0.05%。
4、产品在正常工作时，灌装容量应不少于公称容量，灌装液位差应不大于 ±6mm。
5、灌装合格率应不小于98 %[3]。
液体灌装机是围绕灌装的工艺流程展开的，其工作原理是：从洗瓶机出来的洁净空瓶子由输瓶带送入灌装机的进瓶螺旋，由进瓶螺旋将挨个儿的瓶子以一定间距分开输送，再经进瓶拨瓶轮送至回转台上，使之在回转台上饶回转台中心轴回转。与此同时，液箱内的灌装阀的量杯上端和液箱出液口处阀高调节结构连接，它能随着导轨边旋转边上下运动，当瓶子进入回转台后，灌装阀的量杯沿导轨向下运动，从而使灌装阀的喇叭口紧压瓶口，使量杯中心导管接通，液体沿着导管流入瓶中。当瓶子旋转到一定位置时，量杯此时沿着导轨上升，上升到一定高度使得阀上的喇叭口与瓶口分离，导管被封死，液体不再下流，瓶子里的水也刚好灌至所需高度，然后再经由出瓶口处的拨瓶轮拨传送出去，流入下一步工序，这样便完成了整个灌装过程。
七、产品特色
产品创新性：
1.本产品具有安全，可靠，高效的特点，操作简单易上手。体积更小，可以接受外部遥控一体化作业。
2.结构简单后期维护修理方便且价格低廉。不同以往的机器，本产品工作噪音小，向机械绿色化发展看齐。
产品实用性：
1.该设备可以减轻果汁被污染的概率，也可以减少流水线从业人口数量，提高果汁灌装设备的自动化和智能化。
2.本产品采用自动化设置，采用传动稳定，结构简单的同步带，能保证自动工作同时也保证了操作员的安全。
