隧道喷淋设备出瓶输送系统技术改造

随着啤酒、饮料包装生产线向高速化自动化发展，杀菌机、冷温瓶机等隧道喷淋设备对于自动化的要求越来越高。目前多采用半自动化出瓶输送系统，无法满足日益增长的需求[1-2]。啤酒、饮料生产中，主要用玻璃瓶、易拉罐、PET瓶等分装，用不同走向的多个输送段组成的输送系统串联杀菌机或冷温瓶机[3]。瓶子在设备内部输送过程中，有一种多列的挤压出瓶方式，应用广泛。通常，设备内部出瓶输送段过渡中，为了保证过渡平稳，设计一静止的平板，将两输送段平缓连接，生产时利用后面的瓶子与输送带摩擦形成的推力，将输送带上的瓶子跨过静止的平板推到另一条输送带上，自动完成瓶子输送带转换，简单而高效。但是生产结束或更换品种时，少量的瓶子停留在设备主传动链网与出瓶输瓶线链板之间的静止平板上，需要人工移动，影响贴标、装箱等下游工序，并增加能耗[4]；
同时，增加员工被水淋湿甚至烫伤的风险。因此，如何实现杀菌机、冷温瓶机出瓶输送系统自动化是迫切需要解决的问题，本文以杀菌机出瓶系统为例，研究实现自动化的方法。

1.1 出瓶系统结构分析

目前被各主机厂广泛采用的普通隧道式杀菌机出瓶输送系统结构如图1所示，出瓶输送段（件1）与设备内部输送段（件2）之间，设置有多个相同且固定在梁上的过渡板（件3），实现瓶子（件4）从主传动链网到出瓶输送段的平缓过渡，构成出瓶输送系统。

1.2 出瓶系统工作原理分析

生产时，瓶子在输送段传动链网上缓慢匀速向出瓶输送段运动，在输送段链网上，瓶子与链网之间静摩擦产生的推力始终作用在其停留在过渡板的瓶子上，将前面的瓶子通过挤压的方式跨过固定的过渡板推到出瓶输送段上，完成瓶子的转运。

图1 传统杀菌机出瓶输送系统结构

当生产结束或更换种类时，后续没有瓶子供给，过渡板上的瓶子无法自动转运至输送段上，此时只能通过人工干预。

2.1 推瓶装置结构分析

因此需要增加推瓶装置，包括驱动部分、推瓶模块以及检测装置，如图2所示。

驱动部分包括传动轴（件8）、减速机（件9）和固定在杀菌机墙板上的轴承座（件7）；
轴通过位于杀菌机两侧墙板上轴承座固定，减速机与传动轴通过键槽连接传动，使得后续的推瓶模块可以沿传动轴的轴线做圆周转动。

推瓶模块包括推杆（件5）和摆臂（件6），摆臂和传动轴固定，推杆组件由两根圆管组成，通过一组连接块焊接成型，推杆表面需镜面处理，以免造成瓶子表面损坏。

检测装置包括推杆位置检测（件11）和瓶子位置检测（件12）。推杆检测为接近开关，通过检测套在轴上的码盘（件10）在圆周方向上的转动位置来确定摆臂的起始和终止位置。对射式光电开关检测瓶子的排布情况，没有瓶流时发出信号。

2.2 推瓶装置的工作原理

正常生产时，推杆处于起始位置，高于瓶口。后续瓶源挤压力瓶流向前移动，在停产收线时，一些瓶子滞留在出口过渡板上，光电开关发出信号，电机启动，通过减速机带动摆臂沿轴线方向转动，从而带动推杆摆动到终止位置，将滞留瓶子推出至出瓶输送段上，此时推杆检测发出信号，电机反转，推杆和摆臂自动复位。

2.3 采用推瓶装置优势

由上分析可知，自动推瓶装置设计有检测装置，连杆转动装置，构建了生产检测、瓶子推动、连杆复位闭环系统，实现过渡位置的瓶子的自动转运，避免人工干预，提高整线的自动化、智能化水平。

图2 推瓶装置

检测装置利用计时的方式检测瓶子的间隔，可以有效覆盖更换瓶型和结束生产两种最常用模式下，智能启停推动机构的运转。

电机减速机带动连杆转动，以长轴推动瓶子，实现瓶子的慢速、连续移动，连杆表面镜面处理，不会造成瓶子划伤、倾倒。

连杆复位检测装置与转动电机联动控制，保证机推动机构不工作时，连杆处于安全位置待命，不会对包装物的正常生产产生影响。

在实际生产中，往往无法确定余下的瓶子的停留位置，可将自动推瓶装置设计成可调节的结构，即使瓶子停留在靠近过渡板附近设备内部主传动链网上，推瓶装置同样可以将余下的尾瓶推至出瓶输送段上。