某食品厂饮料自动灌装机的设计

摘 要：随着现代灌装技术的日益发展，饮料灌装越来越趋于自动化。然而，一些小食品厂还未能实现饮料灌装的自动控制，进而带来饮料灌装的各种问题，因此需要设计自动饮料灌装机。本设计以小食品厂饮料灌装生产线为背景，对当今自动控制的原理和应用进行了研究、吸收，并充分利用现代电子、电动阀门、传感测控等方面的技术成果，设计了饮料自动灌装机。

关键词：自动控制 电动三通阀门 红外光电开关

中图分类号：TH166 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（a）-00-02

随着自动控制技术的不断发展，饮料灌装越来越趋于自动化。目前，大型食品厂在饮料灌装方面已经实现全自动生产线。然而，一些小的食品厂由于生产规模小，无法实现大规模的自动化生产线，因此，还未能够实现饮料的自动灌装，生产过程不能实现自动控制，多个环节需要人工操作。由于人工操作会带来很多不便之处，例如：精确度不高，有生理疲劳周期，工作效率低等。此外，工人工作环境得不到改善，工作量大，以及没有充分发挥劳动力资本。饮料灌装机没有实现自动控制，达不到既能节约原料又省时高效的目的。为了和市场上同类产品竞争，就必须提高企业生产效率，因此，传统的人工手动操作已远远不能满足企业革新的需要。我的设计就是克服以上困难，实现饮料灌装的自动控制。

1 自动灌装计量方案设计

1.1 总体流程简图

2 计量方案

整个灌装过程使用红外光电开关实现液位自动控制，当饮料达到在灌装瓶中的预期位置时，红外光电开关将接收并发出信号，由此驱动电动三通阀门，来控制高压饮料的输送，由此实现饮料的自动灌装。

3 电动三通阀门的设计

3.1 电动阀门简介

4 红外线光电开关

4.1 红外光电开关简介

红外光电开关是一种新型的非接触无损检测电子开关，是利用人眼不可见（波长为780 nm～1 mm）的近红外线和红外线的来检测、判别物体。它工作于红外波段范围，其峰值波长为0.93 μm，在透明大气和轻烟薄雾中的穿透性和传输性能要比可见光强。

在不同的场合使用不同的光电开关，例如在电磁振动供料器上经常使用光纤式光电开关，在间歇式包装机包装膜的供送中经常使用漫反射式红外光电开关。

4.2 红外光电开关的选择

漫反射红外光电开关的型号为EM18D30N3。其中，E代表的是传感器的类型，即红外线光电传感器（红外光电开关）。M代表红外光电开关的结构形式，即所选择为圆柱式。18代表的是设计序号。D代表的是反射类型，即漫反射。30代表的是红外光电开关的检测距离，为30 cm。N代表的是所选择的红外光电开关的输出类型，即NPN负逻辑型。3代表的是红外光电开关的输出状态，即常开+常闭型。

5 交流接触器

5.1 交流接触器简介

接触器是在外界输入信号下能够自动地接通或断开带有负载的主电路的控制电器，它用磁力来使开关打开或闭合。

接触器适用于频繁操作，远距离控制强电流电路，并具有低压释放的保护性能、工作可靠、寿命长、体积小等特点。它是继电器―接触器控制系统中最重要和最常用的元件之一。

5.2 交流接触器的结构图

6 经济性分析

6.1 成本计算

6.2 实用和适用性分析

从设计的整个系统来看，它克服了原始灌装系统的缺点，整个灌装设备体积小，运转要求容易达到。该套设备性能好，反映精准，受环境影响小。能实现全自动灌装生产，可以供小型厂家生产所需，同时也可为大型饮料加工单位所用。

7 结语

该文研究了自动控制在饮料灌装当中的应用，主要是应用电动三通阀门和漫反射型红外光电开关来设计饮料自动灌装机，替代传统的单纯由人工手动操作的控制方式，从而提高了饮料灌装时的准确性、可靠性、灵活性和节省资源并提高生产效率。

参考文献

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