真空包装机械（共9篇）
真空包装机械 篇1
随着时代的进步, 社会的发展, 人们在注重产品质量的同时对产品进入流通的必要条件——包装也越来越加重视。真空包装可以保护产品不受环境污染并延长食物等保存期限, 其主要用途是:保护商品;使产品便于运输, 搬运, 装运, 储存;促使商品增值、提升产品的价值和品质。真空包装技术起源于20世纪40年代, 自1950年聚酯、聚乙烯塑料薄膜成功应用于商品包装以来真空包装机便得到迅速发展。真空包装从食品到生活用品、药品, 从机床制造到精密仪器加工室等遍布于人们生活和工作的各个领域。
1 我国真空包装机行业的发展现状
我国真空包装机起步于上个世纪70年代末, 形成行业仅20多年, 年产值只有七八千万元, 产品品种仅有100多种。
随着产品研发的投入, 我国真空包装机的产品水平也有了新的发展, 产品生产开始有了自动化、成套化、规模化的趋势, 高技术含量、传动复杂的设备开始出现。近5年来食品和真空包装机行业每年以11%~12%的平均增长速度发展, 高于同期国民经济增长速度, 销售总额由1994年的150亿元增加到2000年的300亿元, 产品品种由1994年的270种发展到2000年的3700种。可以说我国的机械生产已满足了国内的基本需求, 并开始向东南亚及第三世界国家出口, 如我国2000年的进出口总额为27.37亿美元, 其中出口额为12.9亿美元, 比1999年提高了22.2%。在出口的机械品种中以食品 (乳品、糕点、肉类、水果) 加工机、烤箱、封装、贴标签机、纸塑铝复合罐生产设备等机械出口较多, 食品机械如制糖、酿酒、饮料、真空包装机等设备已开始成套出口。
2 我国与世界强国的差距
中国真空包装机形成行业时间短, 技术及科研力量不足, 基础相对薄弱, 其发展相对滞后, 与世界先机技术还有一定的差距。其主要表现为: (1) 产品品种单一, 单机生产为主;由于我国真空包装机起步较晚技术落后, 产品设备无法满足成套生产, 这就造成国内大多以单机生产为主, 配套生产较少, 难以满足国内企业的需求, 而单机的销售利润微薄, 这进一步制约了企业的投入和发展。 (2) 与国际生产技术差距大、产品质量差;由于技术的差距产品质量的差距, 主要表现在外观粗糙、造型落后、稳定性和可靠性差, 无故障运行时间短、大修周期短, 基础件和配套件寿命短, 而且产品性能标准还不健全。 (3) 开发能力不足;国内真空包装机还主要停留在仿制国外进口机械的阶段, 自主知识产权几乎没有, 落后的手段加上陈旧的设备以及低额的研发投入严重制约了产品的开发, 致使新产品开发数量少、质量低、开发周期长, 另外由于没有统一的管理、协调, 造成了部分企业重复开发, 资源浪费, 最终的结果就是企业生产投入高, 研发投入少, 创新少, 产品更新慢, 跟不上市场的需求, 与国外企业相比竞争力差。
3 真空包装机的发展趋势
机电一体化是一种多学科、多种技术互相渗透后形成的一种学科, 它使光电控制、电子控制、气动控制等多参数的控制成为可能[1~2]。微机作为机电一体化的大脑改变了真空包装机的面貌, 其实质是从系统观点出发, 运用过程控制原理, 将机械、电子与信息、检测等有关技术进行有机组合实现了整体控制的最佳化[3]。
近年来, 由于机电一体化技术的普及真空包装机的传统机械式控制, 如凸轮分配轴式, 已被电子控制、光电控制、气动控制等控制形式所替代, 自动化、通用以及多功能集成能力的加强是真空包装机未来的发展趋势[4]。
3.1 机械结构简单、生产自动化
传统的包装机械控制系统多采用继电器、接触器控制电路, 其复杂程度随着执行机构的增多, 以及调整部位的增加而加大, 使得机器也越来越复杂, 给制造、调整、使用和维修均带来不便。而机电一体化, 可用微机、传感技术、新型传动技术取代笨重的电气控制柜和驱动装置, 使零部件数量剧减, 结构大为简化, 体积也随之缩小[5]。同时也使生产的自动化成为可能, 真空包装机的自动化可以提高生产的效率, 同时, 由于高度自动化使造作人员减少, 减小了人为失误的频率, 使产品的质量得到了保证。
3.2 功能集成化, 单机通用性、适应性加强
机电一体化的真空包装机功能主要是通过电脑模块的设计来完成的, 电脑技术的发展使模块的变换和组合成为可能, 机械设计的进步使机械具有多功能操作的功能。真空包装机单机的发展趋势是一机多功能, 以适应现代社会产品更新快的特点, 而多功能除了表现在用途多功能以外更体现在其功能的多功能, 电脑模块使单机机械可集成以往多个机械才能实现的功能集成到一个机械, 如现在的多功能真空包装机可以实现称重、填充、抽真空、封口等功能于一体, 方便快捷。而简单的几台多功能真空包装机组合到一起就形成了一道生产线, 可以进行复杂的包装。
3.3 电脑自动控制化
随着科技的发展, 进一步促使机电一体化真空包装机结构标准化、模组化, 利用原有机型模组化设计, 在短时间内转换新机型;结构运动高精度化, 结构设计及结构运动控制等关系到包装机械性能的优劣, 可通过步进马达、编码器及NC、PLC等高精密控制器达到高精度化;控制智能化, 控制器是机械的大脑, 未来包装机械必须具备多功能、操作简单等优点, PC-BASED的智能型机将流行起来;机械功能多元化, 多元化、弹性化且具有多种切换功能的包装机才符合市场需要;系统模组化、整合化, 食品包装机械的设计必须考虑系统整合, 必须配备各种不同的自动化系统。
3.4 采用新技术
高科技手段的不断提高, 各种新技术、新工艺、新材料、新设备的出现, 多种先进技术的互相渗透和相互集合必然使产品的技术得到不断的更新。其主要表现在包装方法、包装材料以及包装工艺和包装设备的更新周期将越来越短。充气包装的使用越来越得到推广, 更先进的微机技术得到了应用, 新技术的出现, 新包装材料的研究使真空包装机械的发展日新月异。
我们可以预见, 在未来的时间里, 真空包装的发展将是一个多学科整合的过程, 是先进技术与床统技术相更替的过程。机电一体化真空包装机械的通用能力和多功能集成能力将得到全面的发展, 新材料和新技术的应用以及高度自动化的实现将使产品的质量得到前所未有的保证。机电一体化与真空包装机械的组合将为包装行业带来广阔的发展空间。
摘要：真空包装机械行业的发展遍布各个领域, 机电一体化技术的发展, 使真空包装机械结构简单、可以实现生产自动化;电脑技术的发展使模块的变换和组合成为可能, 机械设计的进步使机械具有多功能操作的功能。结构标准化、模组化使电脑自动控制化成为可能;高科技手段的不断提高, 各种新技术、新工艺、新材料、新设备的出现, 多种先进技术的互相渗透和相互集合必然使产品的技术得到不断的更新。
关键词：机电一体化,真空包装,发展趋势
参考文献
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[5]吴本奎.机电一体化及其发展策略[M].北京:机械工业出版社, 2000.
真空包装机械 篇2
我是九博机械的技术员，在公司主要负责为客户维修机械。我2005年加入该公司，到现在已经有6年时间，这6年我在九博机械工作的很愉快，同时也学到了不少的知识。6年来我一直从事包装机械维修工作，所以这6年时间把我历练成了一名出色的包装机维修技术员。下面是我在工作的过程中总结的一些简单的使用和维修技巧，和大家分享一下。如果有其他关于包装机械的疑问，请到九博机械官网：http://www.jbzz.net/。
真空包装机维修
（1）对机器的零部件进行紧固；
（2）根据包装物的大小调整机器的尺寸；（3）部件衔接处定期润滑。
（4）最重要的是在换季时，企业要重新对机器进行彻底的清洁，而且配套设施的保存要绝对密封，还要使整机处于干燥的环境中，确保真空包装机不被液体等腐蚀。
（5）操作真空包装机前必须详细阅读说明书，熟悉调整和使用方法，一定要按说明操作。按真空包装机说明书规定，对真空泵进行定期保养，加油（注意保持油位），幷严格注意不允许倒转，以免造成泵的误操作和泵倒转，油倒喷至泵内真空系。经常检查下热压架封口漆布（聚四氟乙烯）上有无异物，是否平整，以确保封口强度。
（6）经常检查机器接地是否接触良好，保证安全用电。发现真空包装机故障时，应及时关闭电源，必要时，要接急停按钮，待放气后提起机盖，然后关掉电压，检查原因，排除故障。（7）检查一下真空包装机电源电压是否符合（使用三相四线380V或单相220V），接地是否良好，机内接插件是否牢固。
（8）根据包装物品的需要，真空时间一般调节在20-30秒左右。
原因：时间越长，真空度越高，随着使用地区海拔高度的升高，极限真空度将成比例下降。（9）检查一下真空包装机真空泵油位是否达到规定的要求。
解决方法：真空泵油位要经常保持1/2-3/4油标高，定期加油换油，连续工作一个月换油一次，如工作环境水蒸汽或粉尘太多，则需缩短换油期限，用真空泵油或N68机械油代替。换油前须使泵预热。
（10）根据包装袋的材料，调整好封口温度及封口时间。
解决方法：热封最长延时6秒。一般双层复合薄膜温度调节在2-3档，时间调节在3-4秒。各种包装材料先试验其最佳温度时间。随着工作时间的延长，适当减少档位或缩短时间。
真空包装机使用
1、根据包装需要，换上相应的出厂日期等胶字。
2、接通电源，将带锁开在置于“开”的位置。合上其中之一真空室，稍加压力真空泵开始工作，应先注意其运转方向。正向即真空建立，反向真空不建立，必须立即换向更正。
3、把物品包装袋均匀地排列在真空包装机封口条上，并置于压袋条下。
4、合上一真空包装机真空室，稍加压力，整个包装过程从真空、封口、印字、回气由电气自动程序控制一次完成。
5、在一真空室工作的同时，另一真空室即可安放物品。待一真空室回气至零后，即可将上真空室移至另一真空室，使其左右两室交替工作。
6、真空包装机过程中，如发现不正常现象，可按急停按钮，提前回气，重新工作。
真空软包装即食蕨菜的研究与开发 篇3
关键词：真空软包装；蕨菜；加工工艺
中图分类号： TS255.53 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2014）03-0215-03
蕨菜（Pteridium aquilinum）别称龙头菜、鸡脚爬、拳头菜等，属凤尾蕨科多年生草本植物，营养丰富，每100 g蕨菜可食部分含蛋白质1.6 g、脂肪0.4 g、糖类10 g、胡萝卜素 1.6 mg、抗坏血酸 35 mg、钙24 mg、铁6.7 mg等多种营养物质。蕨菜具有健脾胃、益气养阴、除烦躁、安五脏、清热解毒、利尿镇痛、止血杀虫、强身健体等功效，并且在抗癌、软化血管、降低胆固醇、预防心脏病等方面具有一定功效，被誉为“森林蔬菜”。刘波等以蕨菜为主要原料，经护色、打浆、均质、干燥等工序后，添加各种辅料进行调配，获得蕨菜全粉[1]。程木志等在蕨菜全粉的基础上，辅以茉莉花全粉、蔗糖、柠檬酸与麦芽糊精，开发出蕨菜全粉饮料[2]。陈乃富对蕨菜进行杀青后烘干，制得简易蕨菜茶[3]。付荣霞等、胡永金等开发出了色泽黄绿、汤汁清澈透明、无异味的软包装蕨菜饮料[4-6]。刘月英等开发出了有光泽、易成型、易揭膜、口感鲜美、品质好的纸型蕨菜[7]。王雪波等利用小麦粉，辅以蕨菜粉、起酥油、白砂糖、小苏打等，制得厚薄均匀、颜色棕黄、口感酥脆、风味特殊的蕨菜饼干[8]。本研究开发真空软包装即食蕨菜，旨在为开发利用蕨菜资源提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
蕨菜、食盐、白砂糖等购自当地超市。盐酸、醋酸铜、柠檬酸、醋酸锌、氯化钙、碳酸钠等均为分析纯。ALC-110.4电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）、722s型可见光分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）、DZ-400真空包装机（山东省诸城市嘉信食品机械有限公司）。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程 原料预处理→热烫→腌渍→脱盐→护绿→保脆→漂洗→脱水→拌料调味→装袋→封口→杀菌→冷却→抹袋→贴标签→检验→成品。
1.2.2 操作要点
1.2.2.1 原料预处理 剔除蕨菜过老或纤维较多的部分，根据蕨菜的色泽、嫩度、粗细将蕨菜分级、归类，切成长4～6 cm的小段，用自来水清洗去除泥沙、尘埃、残渣、虫卵等杂物。
1.2.2.2 热烫 将预处理过的蕨菜倒入加有不同浓度柠檬酸的沸水中热烫适当时间，菜水比（体积比）为1 ∶ 2，捞出蕨菜后迅速冷却，测定蕨菜过氧化氢酶活性用于评价热烫效果。
1.2.2.3 腌渍、脱盐 将热烫后的蕨菜放入饱和食盐水中腌渍1个月，菜水比（体积比）为1 ∶ 4，以手抓有柔软感、颜色鲜艳为好。腌渍后的蕨菜含盐量高，应进行水浴脱盐，当蕨菜中食盐含量降至7%～8%时沥干蕨菜。
1.2.2.4 护绿 取脱盐后的蕨菜分成若干份，每份20 g，分别用不同浓度的醋酸锌、醋酸铜、醋酸锌和醋酸铜混合液浸泡20 min，随即用浓度为0.5%的碳酸钠溶液调节溶液pH值至7.0，10 min后取出蕨菜，用流动水冲洗，放置24 h后观察蕨菜颜色，采用颜色等级法，将蕨菜颜色分为1、 2、3、4、5、6、7几个等级，1级为黄褐色，7级为鲜绿色，1至7级绿色依次变深，据此确定最佳护绿剂[9-10]。确定最佳护绿剂后，用不同pH值的护绿剂浸泡蕨菜，其余步骤同上，根据蕨菜颜色等级确定最佳护绿pH值[11]。
1.2.2.5 保脆 以不同浓度CaCl2溶液浸泡蕨菜进行脆化，捞出蕨菜后沥干，进行感官评定[12]。
1.2.2.6 漂洗、脱水 将保脆后的蕨菜迅速漂洗干净并脱水。
1.2.2.7 拌料调味 改变蕨菜、色拉油、鸡精、料酒、辣椒粉、食盐、食醋、蔗糖等成分的配方，分别调制香辣型蕨菜、糖醋型蕨菜、酸辣型蕨菜，室温下放置3个月，进行感官评价。
1.2.2.8 装袋、封口、杀菌、冷却、抹袋、贴标签、检验 将拌料调味后的蕨菜及时装入耐高温塑料复合薄膜袋内，真空包装并封口，置于不同温度下进行杀菌，迅速冷却至37 ℃以下，用洁净的干布擦净袋外的水珠，贴上标签，即为成品。每种成品抽取1～2包置于37 ℃下恒温培养，观察是否出现胖袋现象，并进行感官、微生物指标综合评分，选择适宜的杀菌条件。
2 结果与分析
2.1 热烫条件优化
由表1可知，热烫时间等于或超过4 min会导致蕨菜过氧化氢酶失活，热烫5 min时蕨菜口感比较软烂，因此，适宜的热烫时间为4 min。当热烫时间为4 min、柠檬酸浓度为05%时，蕨菜颜色得分最高，为7.2分，因此确定蕨菜适宜的热烫条件为柠檬酸浓度0.5%，热烫时间4 min。
2.2 护绿条件优化
3 产品质量标准
3.1 感官指标
蕨菜制品呈黄绿色，汤汁清澈透明、无混浊，具有蕨菜特有的清香味、无异味，蕨菜组织脆嫩、形态饱满、不软烂，无杂质。
3.2 理化指标、微生物指标
固形物含量：不低于蕨菜制品净重的90%。重金属含量：1 kg蕨菜制品中砷含量不超过0.5 mg，铜含量不超过 50 mg，铅含量不超过1 mg，亚硝酸盐含量不超过20 mg。微生物指标：蕨菜制品中大肠杆菌菌群数量不超过 90个/100 mL，致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）不得检出，乳酵菌菌群数量大于1×106个/100 mL。
4 结论
本研究表明，将新鲜蕨菜洗净后，在浓度为0.5%的柠檬酸溶液中热烫4 min，进行腌渍、脱盐，然后浸泡在pH值为 50的100 mg/kg醋酸铜和100 mg/kg醋酸锌混合液中 20 min，再用0.5%碳酸钠溶液调节溶液pH 值为7.0，保持 10 min 后取出，沥干，在浓度为0.2%的CaCl2溶液中浸泡 40 min 或在浓度为0.3% CaCl2的溶液中浸泡20 min，将拌料调味后的蕨菜及时装入耐高温塑料复合薄膜袋内，真空包装并封口，80 ℃下杀菌10 min，获得的蕨菜产品既保持了蕨菜原有的风味与营养，又解决了蕨菜保鲜问题，延长了保存期。
参考文献：
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真空充气保鲜包装热封机构的研制 篇4
关键词：包装,真空充气,保鲜,真空室,热封,密封
0 前言
随着商品流通范围扩大, 人们生活水平提高, 延长商品贮藏时间势在必行。真空及充气保鲜技术为商品, 尤其是食品的防氧化、保鲜和贮藏提供了新的途径, 为食品的机械化成批生产和远途运输创造了条件, 给社会带来了巨大的经济效益。
真空充气保鲜包装热封机构主要用于对食品的保鲜包装。真空是指在特定的空间内, 低于一个大气压力的气体状态。真空充气包装是将物体放入包装袋, 抽出包装袋内空气, 达到预定真空度后, 再充入氮气或其它混合气体, 然后封口。真空包装的原理简单地说就是除去包装中的氧气, 防止内容物性能发生改变 (如食品变质、金属生锈) 。一般来说, 氧气浓度小于1%, 微生物的生长和繁殖速度就急剧下降, 但真空包装不能抑制厌氧菌的繁殖和酶反应引起的食物变质和变色, 所以还需要结合其它辅助方法, 如冷藏、高温杀菌、腌制等。对于真空充气包装中充入惰性气体, 除了具有除氧保质功能外, 还有抗压、阻气、保鲜等作用, 不仅能长期保持内容物原有的质量, 而且经真空充气包装后, 包装袋内压强大于大气压强, 能有效地防止内容物被压破碎或变形, 提高装潢性。
1 真空充气保鲜包装机结构及工作原理
1.1 结构
真空充气保鲜包装热封机由真空室、气动导架、热压封口装置等主要部件, 见图1。
1.真空室;2.气动导架;3.热压封口装置
真空室的功用是为包装创造一个真空空间, 其结构和原理在下文作具体介绍。
气动导架包括热封模座、热封架导柱、直线轴承、热封移动滑板、固定架、连接套、标准气缸等。
热压封口装置装配有热封模板, 由气缸驱动, 热封模板内带电热管, 由温控元件控制其加热温度。
1.2 工作原理
当驱动气缸动作时, 承托模沿导杆上升, 上升到最高点将与压封室座的室框扣合形成四周密封的真空室。气动电磁阀通电动作, 真空室被抽气, 当真空室的真空度达到一定数值时, 停止抽真空, 同时充入惰性气体, 达到一定压力后停止充气, 气缸带动热封模板向下运行, 完成热封合动作。
2 关键部件的设计研制
真空室作为本机构的关键部件, 其结构和原理如下述:
1.封合体;2.真空及充气接头;3.气缸;4.密封垫;5.螺栓;6.垫片;7.压盘;8.连接件;9.密封圈;10.发热板;11.热封膜
2.1 结构
真空室主要由封合室体、气缸、密封垫、螺栓、压盘、发热板、热封模板等部件组成, 见图2。要求: (1) 密封性好, 不漏气, 极限真空度高。 (2) 满足强度要求, 对这样一个受外均布压力的壳体, 设计时必须进行强度校核。 (3) 在满足强度条件下应尽量减轻重量, 通常真空室的机构材料有:铸铝、不锈钢、有机玻璃等。 (4) 真空室的启闭方式为气动。整个封合装置主要由上下两部分组成, 下面是一个承托模部件, 上面是一个压封室座, 两者组合成一个封合室。承托模可轻易拆卸并更换, 以适应不同形状的包装袋或包装盒。
2.2 原理
真空室上部的封合室体和下部的承托模部件在气缸的作用下密合形成密闭空间, 由真空及充气接头通过真空泵对真空室进行抽气。真空室的真空度可以根据包装工艺要求来调节:调节抽气时间和采用电接点真空表。当真空度达到工艺要求时, 关闭抽气阀门, 然后再通过真空及充气接头对真空室充入一定比例的混合气体, 主要有二氧化碳、氮气、氧气以及乙醇等。不同比例的气体组合对产品保鲜作用也各不相同, 可根据各类食品的特点来进行针对性的选择。当混合气体达到要求浓度时, 阀门关闭停止充气。带通电加热的热封模板在气缸推动下向下运动, 完成热融封合动作。热封板的温度由测温头测定, 并通过温控表控制。
3 结束语
真空包装机械 篇5
关键词：真空包装 食品质量 无损失检测
中图分类号：TS206.6 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2014）12-0030-03
1 引言
真空包装作为一种保鲜包装技术，已经在食品工业中得到广泛应用。经过真空包装，食物能够锁住水分，保持新鲜，延长保存日期，便于储存、运输[1]。但由于真空包装损坏、真空包装中空气残留、储存环境不规范等因素的存在，即使处于保质期内的真空包装食品，其产品质量有时也不能得到保证。另外，缺乏相应国家规范，一些无良的食品生产厂家，往往任意延长或标识食品的生产日期或保质期，从而误导食品的储运、销售和使用者，而引发的食品安全事故。食品安全事故已引起了高度重视，纷纷采取各种措施控制食品污染，确保食品安全，因而真空包装食品质量检测技术受到大家关视。其中，开发和设计不同类型的检测系统，改进现有检测手段，加强食品的质量检测就是最重要的措施之一。
2 工作原理与模型
由于食品的含水量对食品质量具有重大影响，即当食品因受潮或其它细菌污染等原因导致质量下降或品质恶化，其含水量往往发生变化。根据这一特点，通过检测食品的含水量变化，可以间接判断食品质量变化。
据上所述，构建真空包装食品质量检测的低成本、无损、快速、在线检测系统模型如图1所示，该系统在不打开食品包装的情况下，即可实现食品质量检测。其中食品阻抗测量传感器是整个检测系统的核心。传感器的设计由理论分析及实验验证相结合，主要完成以下两方面功能：
（1）完成食品质量变化与可测量电信号之间的转换和检测。由于食品的含水量变化会引起食品的复介电常数、电导率等参数变化，因此，利用电容传感器具有结构简单、安装方便、响应时间短、分辨率高、对使用环境要求不高等特点，通过设计电容式传感器，检测电容量的值或改变情况即可得到食品复介电常数的变化，得到食品质量变化的准确信息[2]；利用基于静电场与场中导体和电介质之间关系的经典电路理论，确定被测食品复介电常数与电容传感器的电容量之间的函数关系。
（2）完成低成本、无线、无源阻抗传感器的设计。首先利用射频通讯原理和LC谐振电路、耦合电感等电路理论知识，通过设计如图2所示的LC谐振电路，即可实现电容传感器的感应供电和检测信号的无线发送，该谐振电路即为完整的阻抗测量传感器。通过实验确定相应参数。
其中电容值及电感值的计算公式如下。
其中，l、a、b、d0、d1为对应空间尺寸。
第二以测试过程中积累的数据为基础，利用PSPICE、MATLAB、SCILAB等计算机仿真和数值分析工具，分析影响食品质量的食品含水量、大肠杆菌、李氏杆菌等菌落数量变化与食品复介电常数变化之间的数学关系，建立食品复介电常数变化与阻抗传感器输出之间的数学模型，分析温度湿度变化、寄生电容、谐振频率等因素对复电阻抗变化的影响，从理论上提 高测量精度的方法以提高阻抗传感器精度设计。
第三开发便携式阻抗传感器的阻抗测量。该装置主要由频谱扫描电路、阻抗测量电路等部分构成。为了覆盖整个ISM频段且匹配阻抗传感器所有可能的谐振频率取值，频谱扫描电路的设计采用压控振荡器，利用锁相环芯片和现场可编程逻辑门阵列芯片，即可产生分辨率为1Hz、频宽为0-870MHz的射频扫描信号[3]；无损耗信号发射子电路主要由高频信号天线（即图1中的外部感应线圈）构成，它既用来实现频谱扫描信号的输出，也是阻抗测量电路的输入装置，天线的设计对传感器信号的无线传输距离具有影响，使用环形天线来同时满足这些要求，并通过电路实验和计算机模拟的方式来优化天线的形状、直径、圈数和间距等，优化的目标尽可能的减少损耗，在所需的频率范围内具有最大的品质因数。
其中阻抗测量电路的阻抗定义为被测电路两端电压和流经被测电路电流的矢量比，即
式中 Z——被测电路的阻抗值。
检测含水量时，信号源在感应线圈上输出不同频率正弦量，同时测量外部感应线圈两端的阻抗，并记录与其最小值对应的角频率，以确定谐振传感器的角频率。
在软件设计方面，系统上电复位进行初始化，然后处于待机状态。进行检测时，由按键输入谐振传感器编号、食品编号、输出频率的最小/大值和频率变化步长等参数，确定后进行感应线圈校正，即测量自阻抗，校正完成后，可以启动测量。
3 实验数据及分析
利用图3所示实验装置验证谐振传感器检测的有效性。实验时间为20小时，其中空气相对湿度从20%逐步提高到60%，分别记录两个谐振传感器的谐振频率值，图4给出了谐振频率随时间变化的对比曲线。
从图4发现，实验开始时，所设A、B两个样本的谐振频率值均为24.4Hz。随着空气相对湿度由20%逐步提高到60%，样本A的频率变化曲线基本保持平直，而样本B的频率变化曲线明显呈下降趋势。其中样本B的食品已变质，质量已下降。实验证明利用食品含水量来检测食品质量变化的方法是可行有效的。
实验中使用的谐振传感器的制造工艺简单，价格低廉，为作为一次性材料的生产提供了可能性，也可随食品一起包装使用。因此检测手段广泛应用于食品行业，满足储运或销售过程中低成本无损检测要求。
4 结语
本文主要针对固态和液态真空包装食品，利用食品含水量变化反映食品质量变化这特点，开发无线无源谐振传感器，同时完成检测系统。通过实验结果分析，可有效完成食品质量的在线检测，达到相应精度。其检测方法和技术对电阻抗谱分析方法在食品企业中的应用，以及电容式生物传感器设计应用具有一定的推动作用，其经济效益、社会效益也将比较明显。
参考文献
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真空包装机械 篇6
1 环保真空喷铝纸简介
真空喷铝纸由于它高贵美观的金属质感, 较为低廉的材料成本, 百折不断的包装柔韧性, 稳定可靠的印刷性能以及可降解、可回收的环保属性, 越来越多地受到人们的喜爱。2000年, 真空喷铝衬纸开始进入我国香烟包装市场。
真空喷铝纸按生产工艺可分为直接法 (纸面喷铝) 和转移法 (膜面喷铝) 两种。直接法是将纸直接置于真空喷铝机进行喷铝的方法。转移法是将PET膜或镭射PET膜置于真空喷铝机喷铝后, 涂胶马纸或纸板复合, 再将PET膜剥落 (PET膜可反复使用多次) , 铝分子层通过胶粘作用转移到纸或纸板表面的方法。
由于转移喷铝法的生产工艺较为复杂, 科技含量高、设备投资大, 所以一般中小企业很难仿制。在防伪包装材料上, 转移喷铝法具有独特的优越性, 国际包装行业对防伪包装材料提出5项综合指标:
(1) 时效性。防伪包装必须是最新的科技成果, 在一定时间里, 这种科技成果一般企业很难掌握, 因而难以仿冒。这一防伪的科技成果保持领先的时间越长, 防伪效果越好。
(2) 美观性。优秀的防伪包装材料必须同包装设计印刷的美观性有机结合。破坏包装美观的防伪形式是难以被市场接受的。
(3) 识别性。防伪效果必须使消费者在购买之前一目了然。
(4) 通用性。先进的防伪包装材料在印刷包装行业中必须具有普遍应用性。厂家无需另外添置设备, 无需进行特殊培训即可按常规包装材料应用于生产。
(5) 经济性。先进的防伪包装材料必须科技含量高, 而价格又能被市场接受, 使商品在杜绝假冒的基础上为生产厂家提高信誉度和利润率。
镭射防伪真空喷铝纸 (卡) 的优异特性, 与上述5项综合指标极为接近, 是一种理想的防伪包装材料, 其应用前景极为广阔。
2 真空喷铝纸的生产工艺
2.1 真空喷铝纸工艺特点
采用直接法, 工艺流程短, 生产出真空喷铝纸表面有很强的金属质感, 平整光亮, 色泽均匀;产品的印刷适应性强, 可用于凹印、胶印、丝印、UV印刷;该工艺可生产任意图案及文字的激光防伪真空喷铝纸。
2.2 喷铝纸的印刷
喷铝纸的印刷适应性比较特殊, 其表面的镀铝层具有金属特性, 在印刷加工过程中喷铝纸表面的特性与印刷油墨等印刷材料的印刷适应性发生自接关系。因此, 喷铝纸的印刷适应性实际上比铝箔的印刷适应性要容易掌握。喷铝纸表面强度高, 它能和高速印刷机的速度相适应, 同时也能承受油墨黏性增值所产生的拉力, 对提高生产效率, 稳定印刷质量有良好的适应性。喷铝纸表面张力有利于印刷时油墨的转移, 印刷墨汁膜平伏、光洁、图文清晰完整。喷铝纸结构较为紧密, 基本上没有空隙, 其表面近似镜面。因此, 喷铝纸不具备像普通纸张那样的吸收性能, 吸收性小。印刷的色序安排, 一般应突出设计的主格调, 在印刷中, 先印的颜色和后印的颜色因色序不同, 其效果也大不相同。
2.2 真空喷铝纸的特性
2.2.1 环保性
真空喷铝纸容易回收、燃烧, 废弃后容易氧化降解, 因此, 喷铝纸符合节约资源和环保的原则。近几年, 我国政府对环境保护越来越重视, 对烟包材料也有了新的认识, 卷烟厂逐渐采用喷铝纸取代铝箔复合纸, 但目前能生产金属化转移纸的企业并不多, 绝大多数的香烟、酒类、食品包装材料还是采用传统的铝箔复合材料或PET薄膜复合材料。因此, 推广喷铝纸将成为国内包装用纸的发展方向。
2.2.2 符合包装材料的技术要求
真空喷铝纸是一种理想的包装材料, 生产出的产品具有以下优点:
(1) 喷铝纸生产所用的原辅材料无味、无毒, 符合食品卫生方面的要求 (符合美国FDA标准) ;
(2) 表面光洁度好, 平滑度高, 色泽鲜艳, 外观亮丽, 视觉冲击力强, 能很好地提升产品包装档次;
(3) 具有优良的阻隔性、防潮性及抗氧化性;
(4) 亲油性好, 适用于各种印刷工艺, 不仅印刷性能好, 机械加工性能也极佳, 易于进行压纹、模切、压凹凸等印后加工;
(5) 具有各种颜色及亚光效果;
(6) 由于喷铝转移卡纸采用转移工艺, 产品不含膜层, 属绿色包装材料, 可满足高档出口商品的包装要求;
(7) 节约生产成本, 由于采用真空镀铝技术, 铝层薄, 用铝量少, 是一种节约资源的包装材料。基膜可重复6～8次使用, 最后还可制成电化铝、转印膜或其他产品出售;
(8) 由于喷铝转移法的生产工艺较为复杂, 科技含量高, 设备投资大, 所以一般中小企业很难仿制, 具有一定的防伪性。
3 应用情况
在国内烟草企业, 可自然降解的环保型直镀纸的使用正在成为一种趋势。“使用环保材料、降低包装成本”已成为烟草行业的普遍追求。我厂在红杉树 (精品) 、红杉树 (硬新) 品牌卷烟上使用真空喷铝纸, 纸张表面平整干净, 节约资源、易降解。按3万元/吨, 单箱耗用2.7公斤, 单箱用喷铝纸成本81元。比使用传统的铝箔纸节省成本30元/箱, 红杉树 (精品) 、红杉树 (硬新) 品牌卷烟一年产量20万箱, 节省成本600万元人民币左右。
世界著名卷烟品牌“555”、“万宝路”等产品, 已经使用环保材料多年。喷铝内衬纸在国外应用广泛, 如英美烟草公司大量采用真空喷铝纸作为其名牌卷烟小包内衬材料。
4 高档“环保真空喷铝纸”的市场空间
经市场调研, 全国环保真空喷铝纸市场需求约为40～50亿元产值, 其它食品包装领域的使用空间更是富有想象力和拓展魅力。
国际烟草包装的流行趋势中“环保包装”尤为突出。比如包装所使用的材料都是在自然环境中易于被分解且对环境无害的。因此, 卷烟包装环保化是烟草工业企业走向世界市场的“绿色通行证”, 烟草工业企业应认识到研制生产环保产品的必要性和紧迫性。
国内对卷烟包装材料的要求尚停留在诸如定量、厚度、抗张强度、伸长率、透湿性等物理指标上, 还没有考虑环保方面的问题。随着社会对环保问题的重视, 烟草行业有必要开展卷烟包装材料环保性能的研究和探讨, 引导烟厂选用有利于环境保护的包装材料, 降低对环境的污染, 绿色包装产品的生产和应用将是今后几年烟草行业发展的重点。
摘要：介绍环保真空喷铝纸的特点、生产工艺及在卷烟包装中的应用前景。
真空包装机械 篇7
目前,真空断路器在国内外输配电领域使用率逐年提高,尤其广泛应用于7.2～40.5kV中压系统中。随着真空断路器使用率的提高和使用范围的扩大,对它的首要要求是能持续稳定地安全运行。真空断路器的机械特性参数对它能承载的额定电流、开断的短路电流起着关键性的作用。
1 额定开距
额定开距指真空断路器触头处在完全断开位置时,动静触头之间的最短距离。它取决于真空断路器的额定电压、使用条件下开断电流的性质、触头材料及其绝缘耐压要求。额定开距的大小主要决定了真空灭弧室的绝缘能力和断路器的机械寿命。开距小适合于频繁操作的场合,例如真空接触器或真空负荷开关,但会影响绝缘强度。开距大适合于绝缘强度大,能开断短路电流和承受瞬态恢复电压的真空断路器,但过大的开距并不会显著增强真空灭弧室的绝缘强度,相反,只会增加操作机构的操作功,同时增加对波纹管的冲击力,造成机械寿命降低。因此,7.2kV真空断路器额定开距为4～8mm,12kV为9～12mm,40.5kV为20～40mm。
2 额定超程
额定超程是真空断路器触头完全闭合后,动触头所能移动的距离。合适的超程,能保证触头在电磨损后仍能保持一定的接触压力,提高长期运行的安全系数;能有效减小合闸弹跳,避免关合短路电流时触头产生熔焊;能提高一定的刚分速度,减小燃弧时间,增加介质场强恢复速度,提高短路电流开断能力。超程如果太小,就不能保证触头在烧损后应有的合闸触头压力,影响承载短路电流的能力,动热稳定性能相应下降,甚至产生重合闸弹振。超程如果太大,会增加操作机构的合闸功,使合闸变得极不可靠,甚至导致真空灭弧室漏气。真空断路器的超程通常取额定开距的15%～40%,例如12kV真空断路器的超程取3～4mm。
3 额定触头工作压力
真空断路器额定触头工作压力等于真空灭弧室的自闭力与合闸弹簧力之和。合适的触头工作压力,能使真空灭弧室的触头接触电阻保持在规定的范围内,在一定的触头压力范围内,压力越大接触电阻越小,较小的接触电阻能减少开关在长期运行情况下的发热,保证开关的安全运行。同时足够的触头工作压力能满足动稳定试验的要求,承受较大的电动力,还能抑制合闸弹跳,减小分闸反弹。由于真空断路器在关合短路电流时,触头在预击穿后要产生电弧和电动斥力,触头产生弹跳,机构合闸速度也最慢,所以,关合短路电流是考核触头工作压力是否满足要求的最苛刻的条件。
如果触头的工作压力太小,触头合闸时的弹跳时间会变长,同时,一次回路的电阻增大,直接影响真空断路器的长期工作温升。如果触头的工作压力太大,由于真空灭弧室的自闭力是一个恒定值,触头的弹簧力会增加,造成操作机构的合闸功增加,增大对真空灭弧室的冲击和振动,长期会使真空灭弧室发生漏气。真空断路器的触头工作压力与额定短路开断电流的关系见表1。
4 分闸速度
分闸速度通常指触头分开运动时的平均分闸速度。由于分闸速度直接影响电流过零后触头间介质强度恢复的速度,如果电弧熄灭后,触头间绝缘介质强度恢复速度小于瞬态恢复电压,将造成电弧重燃。为了防止电弧重燃以及缩短燃弧时间,真空断路器必须有足够快的分闸速度。分闸速度的大小主要取决于额定电压。当额定电压和触头开距一定时,分闸速度的波动范围取决于开断电流的大小以及负载的性质。开断电流较大时,分闸速度也应较大。开断电容电流时,由于恢复电压较高,为减小重燃的几率,分闸速度也应较大。但是分闸速度并不是越大越好。分闸速度过大,操作过程中的振动(弹跳和弹振)也越严重,对真空灭弧室波纹管的冲击也就越严重,甚至会提前损坏波纹管,导致灭弧室漏气。同时,整机的振动也越大,易造成整机零部件的损坏。因此,必须根据真空断路器的工作任务作出适当的选择。12kV真空断路器分闸速度通常为0.8～1.2m/s,必要时可以提高到1.5m/s。实际在短路开断过程中,对开断能力影响最大的是初始分闸速度,即刚分速度。因此,一些大容量的真空断路器以及40.5kV电压等级的真空断路器,通常测量并考核刚分速度或者触头刚分点后2～6mm参考行程内的速度来判定真空断路器的分闸速度特性。
真空断路器分闸行程曲线如图1所示,点A至点C之间触头运动的行程即为平均分闸速度,点A处的速度即为刚分速度,点A至点B之间触头运动的行程即为刚分点后2mm参考行程速度。
5 合闸速度
合闸速度通常指触头闭合运动时的平均合闸速度。由于真空灭弧室在额定开距时的绝缘能力比较高,因而真空断路器的合闸速度要比分闸速度低。但为了提高短路电流关合能力,真空断路器也必须具备一定的合闸速度,以减小触头在短路关合过程中由于预击穿造成的电磨损,避免产生触头熔焊。但是,过高的合闸速度会增加操作机构的合闸功,导致合闸弹跳合闸操作时受到的合闸冲击力增大,降低真空灭弧室的使用寿命。12kV真空开关的合闸速度通常为0.4～0.7m/s,必要时可取为0.8～1.2m/s。实际在短路关合过程中,只有在触头预击穿发生时即触头刚合点的速度是最重要的,因此一些大容量的真空断路器通常测量并考核刚合速度或者触头刚合点前2～6mm参考行程内的速度来判定真空开关的合闸速度特性。
真空断路器合闸行程曲线如图2所示,A点至C点之间触头运动的行程即为平均合闸速度,A点处的速度即为刚合速度,A点至B点之间触头运动的行程即为刚合点前2mm参考行程速度。
6 弹跳时间
弹跳时间指触头合闸时的衰减振动时间。弹跳时间越小说明真空断路器整机装配性能越好。弹跳时间越大,将会增大触头合闸时电磨损程度,造成合闸过电压,影响电力系统正常运行以及真空灭弧室波纹管的使用寿命。正确合适地调节真空断路器的触头合闸弹簧及超行程弹簧,把开距、超程、触头压力、合闸速度控制在一个合适的范围内,将会有效减小合闸弹跳时间。如机构设计允许,加装合闸缓冲器,会明显减小弹跳时间。电力部行业标准(DL/T 615-1997)对12kV真空断路器合闸弹跳的要求是:合闸无弹跳为好或者合闸弹跳时间越小越好。对于12kV真空断路器,在灭弧室选用铜铬合金触头时,合闸弹跳时间以不超过3ms为宜,极端情况下可控制在5ms之内。
7 分闸反弹
分闸反弹是指真空断路器在分闸过程中机构产生的一个分闸弹跳值,称为分闸反弹幅值。真空断路器都会在机构上安装分闸缓冲器,以吸收过大的分闸力,减小分闸反弹幅值。如果分闸反弹幅值过大,在短路电流开断的情况下会减少真空灭弧室有效绝缘断口距离,便灭弧室在电弧熄灭瞬间绝缘强度减小,造成触头重燃、开断失败。电力部行业标准(DL/T 615-1997)对12kV真空断路器分闸反弹的要求是:分闸无反弹为好或者分闸反弹幅值越小越好。对于12kV真空断路器,分闸反弹幅值以不超过2mm为宜。
8 合、分闸不同期性
真空断路器的合、分闸不同期性表示三极不同时闭合或分离的程度。过大的合闸不同期会造成末合相合闸预击穿时间增加,触头更容易发生熔焊。过大的分闸不同期会造成首开相燃弧时间过长,增加断路器开断时触头的负担。国标GB 1984-2003对真空断路器极间不同期性的要求是:合闸时不应超过额定频率的1/4周波,分闸时不应超过额定频率的1/6周波。对于12kV真空断路器,合闸不同期控制在3ms以下,分闸不同期控制在2ms以下。
9 结束语
真空断路器的各项机械特性参数对于断路器承载额定电流,开断以及关合短路电流起着至关重要的作用,必须有效地调整各个特性参数至制造厂规定的合适范围内,以保证真空断路器长期安全运行。
摘要：总结真空断路器试验和调试的经验,分析真空断路器机械特性参数的选择原则和经验数据。
关键词：真空断路器,机械特性参数,调试
参考文献
[1]熊泰昌.真空开关电器[M].北京:水利水电出版社,2002
真空包装机械 篇8
关键词：水环式真空泵,工作液 (水) ,工作液饱和蒸气压
深圳市第二人民医院现有3台山东淄博齐真机械有限公司生产的SK-12水环式真空泵, 主要用于病人吸痰所用, 单台最大抽气速率为12m3/min, 使用真空度范围为-400mmHg~-600mmHg之间, 抽气速率为11m3/min, 极限压力为-700mmHg (-0.093MPa) , 真空泵配备的电机功率为18.5kW。该设备在投入运行的初步阶段, 整体运行较平稳, 真空度及抽气量均可满足要求。但在运行多年后, 发现水环式真空泵工作效率出现逐渐降低的现象, 一般在30%左右, 较好的也仅能达到50%左右, 整个装置工作效率非常低。从实际检修维护来看, 造成水环式真空泵效率偏低的原因除了受到泵自身结构限制外, 还受到诸如工作液饱和蒸气压、长期运行产生水垢等因素的影响[1]。真空泵在出厂后, 其机械结构已经确定定, 也就是说通过改变泵内部结构来提高真空泵运行效率的方法是不现实的, 本文将对实际设计选型、统计计算、运行维护等过程中的一些提高水环式真空泵运行效率的技术措施进行详细分析研究, 以便与其它同类型工作人员进行学习探讨。
1 水环式真空泵工作原理简介
当水环式真空泵在停止运行时, 泵体内会存在一定量的工作液 (水环泵工作液为水) ;真空泵正常运行时, 电机通过联轴器带动轴及叶轮旋转, 工作液 (水) 在叶轮高速旋转形成的离心力作用下, 不断甩向泵体的内壁, 从而沿泵体内壁形成一个旋转的封闭水环[2], 水环与两叶片及圆盘形成一封闭空间, 被抽气体即在封闭空间内, 叶轮的不断旋转, 达到抽送气体的目的。
水环式真空泵的具体结构如图1所示:
从图1可知, 由于真空泵叶轮是偏心地安装在泵体内, 且水环旋转速度与叶轮旋转速度间存在一定的速度差, 这就使得水环相对于泵叶轮叶片做相对运动, 在相邻2个叶片间的空间容积内呈现周期性的往复变化, 类似简单的往复式活塞工作一样。在图示的右半部分, 随着叶轮的顺时针旋转, 水环与两叶片及圆盘形成的封闭空间逐渐增大, 压力逐渐降低, 吸气口的气体不断地被吸入;在图示的左半部分, 随着叶轮的顺时针旋转, 水环与两叶片及圆盘形成的封闭空间逐渐减小, 压力逐渐增大, 压力高于排气口处的压力时, 气体被不断地排出, 如此循环, 吸气口处就会形成一定的真空度, 从而满足工作要求。在实际检修维护过程中发现, 随着真空泵运行时间的延长, 真空泵的运行效率会逐步降低, 主要原因大致包括:1) 水环式真空泵在运行过程中, 叶轮叶片与水环间会不断发生撞击摩擦, 从而会使水环的温度不断上升, 温度上升, 造成水的饱和蒸汽压降低, 会引起真空泵的真空度下降;2) 真空泵运行时, 工作水随被抽气体排放到气水分离水箱中, 一部分工作液 (水) 蒸汽随气体一并排出, 这就要求在真空泵的运行过程中, 运行人员要经常给真空泵水箱进行补给水, 否则工作液不足, 导致泵体内形成不了封闭的水环, 造成被抽气体的反流, 也会降低真空泵的工作效率;3) 真空泵与病人吸痰的负压吸引瓶, 真空罐通过软管及管道连接, 在真空泵运行中, 在负压吸引瓶吸痰以及真空罐抽真空的过程中, 偶尔会有病人的痰液被吸入真空泵内部, 影响泵的高效稳定工作;4) 整个真空系统对密封性能要求很高, 要将吸痰真空罐抽成真空, 就必须时刻保持罐与泵、罐与罐、吸引甁与吸引接头之间连接管道密封件具有良好的密封性能和较高工作强度[3]。
2 水环式真空泵工作介质性能影响因素分析
由于水环式真空泵在很多工程领域作为主要的动力部件得到广泛的推广应用, 为了提高水环式真空泵的综合应用功能效益, 我国颁布了国标GB/T13929-92, 即《水环式真空泵和水环式压缩机试验方法》。在规范中明确规定, 水环式真空泵的性能测试曲线为真空泵在温度为15℃的水作为工作液, 相应吸气介质为20℃的饱和空气, 且排气压力为1个大气压时所测得的真空泵运行特性波动曲线。真空泵在医疗机械领域实际应用过程中, 由于工作液介质温度、吸气介质温度和饱和度、以及排气压力不可能与GB/T13929-92正好完全吻合, 也就是说在实际选型设计和更新改造过程中, 需要将相应的参数数据进行修正, 以提高医用吸痰真空泵系统的整体工作效率[4]。
2.1 吸气介质对水环式真空泵性能的影响
1) 吸气介质温度
整个真空系统吸入介质的温度越高, 水环式真空泵的吸气能力就会变得越差。
2) 吸气介质饱和度
真空泵在运行过程中, 因为吸气介质中的可冷凝部分会在水环式真空泵内发生冷凝, 加上真空泵所排出的气体是在常压状态下的饱和气体, 这样如果吸气介质的饱和度越大, 其在真空泵内内部的冷凝量将会越大。因此, 在实际运行过程中, 应该考虑真空系统的吸入介质饱和度, 一般饱和度大于50%的, 在真空泵系统运行方式调节时, 应按饱和气体来计算;对于饱和度小于或等于50%的吸气介质而言, 应该按照干气来计算。
2.2 工作液介质和温度
当工作液的饱和蒸汽压越大时, 真空泵的极限压力也会随之增大, 其实际吸气量就会越小, 运行效率就会降低。反之, 当工作液的饱和蒸汽压越小时, 真空泵的极限压力就会随之减小, 其实际吸气量就会越大, 运行效率就会越高。因此, 在实际真空系统检修维护过程中, 要严格参照国标GB/T13929-92中, 相关工作液介质和温度要求进行详细的计算分析, 对于不合格的工作液应该立即更换, 以保障真空系统处于最佳工作状态, 有效提高其综合运行机械效率。
2.3 排气压力
从图1中可知, 真空泵在工作时, 会不断将空气排出泵体, 以在吸气口形成工作需求的真空度, 也就是说排气压力也是影响水环式真空泵运行效率的另一主要因素。排气压力会对真空泵吸气量和轴运转功耗带来巨大的影响。当真空泵系统在运行时, 如果其排气压力越大时, 真空泵的吸气量就会越小, 相应轴运转功耗就会越大。相反, 当系统排气压力越小时, 真空泵的吸气量就会越大, 相应轴运转功耗就会越小。因此, 在实际运行维护过程中, 应该实时观察真空泵系统的排气压力数据, 当出现异常排气压力数据时, 应该立即采取相应的措施对整个真空系统进行更新改造, 使得真空系统排气压力长期维持在国家标准或厂家推荐范围值内, 保证真空泵始终处于最优工况条件下, 有效提高水环式真空泵整体运行机械效率。
3 真空泵工作液液位或流量对其效率的影响
在实际使用过程中, 如果真空泵的工作液液位过低或者流量太小时, 真空泵内部将不能形成封闭的液环, 工作时将达不到正常运行所需的真空度, 从而大大降低了真空泵的运行效率;如果真空泵工作液流量太大, 则会造成真空泵运行功率损耗增加, 导致大约80%以上的能量全部消耗在液环与泵体内壁的摩擦过程中, 使得系统能耗增加, 降低了真空泵的运行效率。水环式真空泵是容积泵中的一种, 正常运行时, 其吸入的气体是可以压缩的, 而当真空泵在内部充满工作液的情况下启动时, 由于液体不能像空气那样被压缩, 这样就可能造成真空泵在启动过程中出现损坏叶轮叶片的情况, 从而影响真空泵的使用寿命[5]。因此, 在真空泵运行过程中, 必须严格巡查工作液的液位和流量值, 防止出现工作液状态剧烈变化, 有效提高水环式真空泵运行机械效率。
4 水垢对真空泵机械效率的影响
由于工作液 (水) 中通常含有钙、镁等碳酸盐物质, 当泵在正常运行过程中, 工作液在受热温升作用下, 水中相应的碳酸盐物质的溶解度就会降低, 在泵长期运行后, 该类物质就会逐步结晶析出, 附着在圆盘、叶轮、泵体等部件上。水环式真空泵在长期运行后, 泵体内部结垢就会变得十分严重, 常常导致圆盘与叶轮之间间隙减小, 水环式真空泵运行时出现异声、启动电流过大、吸气量明显降低、真空度下降等现象, 造成真空泵效率降低。此时可以扳动转子采用10%的草酸对真空泵进行全面除垢, 然后采用清水进行冲洗。如果发现泵体内水垢较厚时, 就有必要采取对泵进行解体, 局部详细清除手段, 彻底清除水垢, 增大真空泵内部容积量, 提高其运行效率。
5 结论
对于水环真空泵而言, 影响其实际运行效率的因素很多。因此, 在日常运行维护过程中, 要从吸入介质的温度和饱和度、工作液的种类和温度、排气压力、工作液 (水) 液位和流量以及工作水的水质等多个方面建立完善的真空泵设计、改造选型、以及运行维护等制度措施, 保证真空系统始终工作在最优工况条件, 在为医院节省大量的检修维护经费的同时, 有效提高真空系统实际运行过程中的机械效率。
参考文献
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真空包装机械 篇9
1 真空泵的工作原理
液环式真空泵主要用于抽输低于大气压的气体和介质, 叶轮被偏心的安装在泵体中, 当叶轮旋转时, 进入泵体的水被叶轮抛向四周, 形成了一个与泵腔形状相似的等厚度的封闭水环。在吸气侧, 液环逐渐远离叶轮轮毂, 气体通过吸气口轴向进入泵体内;在排气侧, 液环逐渐靠近叶轮轮毂, 气体被压缩并通过排气口被轴向排出。
2 真空泵的机械密封结构
泵体两端均装有双列圆锥滚子轴承。泵体两端分别装有单端面机械密封, 分别由动环, 静环组成。动环靠顶丝固定在轴套上, 动环后面由六个弹簧支撑, 以此来调节密封压缩比, 静环固定在泵体上和动环接触, 防止液体流出。
3 机械密封泄露分析
通过对单作用平衡式机械密封多次泄漏的进行分析, 引起泄漏原因有以下几点。
①动环、静环压缩比量过大。②静环与压盖之间密封圈失效。③动环与轴套之间的密封圈失效。④轴套的密封面腐蚀。⑤弹簧失效。⑥机械密封经长时间放置变形。
具体分析这6 个原因, 其中动环与轴套之间的密封圈, 静环压盖与泵体之间的密封垫片及静环与压盖之间的密封圈这3 个位置属于静密封, 所使用的密封材料氟橡胶, 耐高温, 耐腐蚀。实际解体检修中也未发现上述密封件失效。因此, 动环、静环压缩比过大, 轴套、弹簧材质腐蚀是机械密封泄漏的主要原因。另外机械密封经长时间放置变形, 也是机械密封泄漏的一个原因。
4 改进措施
4.1 安装注意事项
①动环背面的弹簧, 是保证机械密封摩擦副端面比压的重要因素, 各弹簧之间高度相差要在0.5mm以内, 不存在偏斜现象, 弹簧力的下降范围在10% 以内。②机械密封动、静环的密封橡胶圈的安装要符合设计手册规范要求, 压缩率为8% ~10%。③机械密封动环材质为硬质合金, 静环材质为石墨环, 该材质优点为耐热、耐腐蚀, 耐热冲击性好、线膨胀系数小等, 但也存在石墨硬度低、硬质合金脆性大的缺点。④实际检修过程中发现, 动环多次出现裂纹, 说明该硬质合金动环经国产化后导热性能较差, 易产生热裂。因此需要从备件上提高质量。⑤动静环密封面的平面度要小于0.003mm, 且不允许有崩边、划伤等现象。⑥机械密封安装部位的轴套径向跳动在0.04mm以内, 转子的轴向串量在0.4mm以内, 密封腔体与轴的垂直度在0.1mm以内, 密封弹簧压缩量应为4 ~5mm。
4.2 动环、静环端面比压的计算 (PC)
(1) 弹簧钢度:
式中:G为弹簧弹性模量;D为弹簧丝径;n为静环支撑弹簧有效圈数;d为弹簧直径
(2) 弹簧工作负荷:
式中:n1为静环支撑弹簧个数;f1为压缩量
(3) 弹簧比压:
式中:A=静环端面面积, A=17.427cm2
(4) 载荷系数:
式中:d1为静环端面外径;d2为静环座内径;d0为静环端面内径
(5) 端面比压:
式中:P为压力;E为液膜反压系数
4.3 改进措施
①动环座在轴套上安装时, 通过顶丝定位在轴套上, 动环安装的过程中严禁敲打和碰击, 以免机械密封副破损而造成密封失效。②机械密封弹簧压缩量原为5 ~6mm。现为4mm, 以防止动环、静环压缩比过大, 导致机械密封泄漏。③机械密封弹簧材质由316L改为钛材, 防止因腐蚀导致机械密封弹簧失效。
4.4 工艺操作注意事项
①工作液的液位必须调节正确或启动之后重新直接对其进行调节, 必须确保泵吸排气小腔内无过多液体。②设备启动时要检查运转情况, 启动之后, 要读出压力和流量的状态值, 确保密封不发生泄漏。③该真空泵转速较高, 运行工况恶劣。为了防止密封断面摩擦过热, 采取冷却方式, 因此在该泵的日常运行中, 要加强冷却水流量的检查与维护, 保证冷却水的畅通, 延长机械密封使用寿命。
5 结语
经过对液环真空泵以上几个方面问题的改进, 收到了巨大成效, 机械密封泄漏现象基本得到解决, 提高了装置的稳定性与安全性, 装置运行平稳, 节能效果相当显著, 到目前为止, 未发生任何故障, 减少了大量的检修费用, 取得了良好的经济效益。
摘要：本文根据液环式真空泵的机械结构, 对机械密封泄漏的原因进行了分析, 通过改进方法, 论证了液环式真空泵在PTA装置中的应用及注意事项。