Кривые механического подъема уже десятилетиями зарекомендовали себя в реализации процессов подъема и будут по-прежнему встречаться во многих разливочных и укупорочных машинах в сегменте с низкой и средней производительностью », - убежден один из управляющих директоров Franz Tölke GmbH Франц-Йозеф Патцельт. «Однако с их электронными аналогами процесс наполнения может быть легко адаптирован к индивидуальным требованиям к продукту, и смена продукта может быть выполнена быстрее, так как все больше и больше пользователей требуют», - продолжил Тёлке. До настоящего времени дозирование в простых ротационных разливочных машинах обычно осуществлялось с помощью поршней, причем ход поршня осуществляется посредством кривой механического хода.
Конкурирующие процессы дозирования
Преимущество поршневого наполнения состоит в том, что уже загруженное количество наполнителя всегда известно во время процесса наполнения. Это используется, например, для сред, склонных к пенообразованию, для поднятия иглы наполнения по кривой хода синхронно с уровнем наполнения, чтобы она не погружалась в среду. Несмотря на это неоспоримое преимущество, у поршневой технологии есть некоторые недостатки. Поршень трудно чистить из-за необходимого уплотнения поршня, и только частично способен CIP / SIP. Кроме того, механическое воздействие поршня меняет некоторые продукты. Также недостатком является то, что для больших объемов наполнения требуются большие поршни, и поэтому изменение дозируемого количества может быть осуществлено только в ограниченной степени без дорогостоящего переоборудования машины.
Картинная галерея
В качестве альтернативы дозированию поршня количество наполнения определяется путем измерения расхода объемного перекачиваемого потока. Преимущество этого процесса заключается в том, что количество наполнения может быть легко изменено при смене продукта. Кроме того, на среду действуют только минимальные механические силы, и нет никаких механических частей, которые требуют технического обслуживания. Очистка CIP / SIP возможна без проблем.
Развязка движений
«Однако во вращающейся машине с дозировкой количества наполнения, основанной на измерении расхода, скорость наполнения в таком случае отделяется от движения иглы наполнения, контролируемого по кривой хода», - отмечает Франц-Йозеф Пацельт. Это означает, что если машина работает медленнее или быстрее, чем номинальная скорость, контейнеры заполняются раньше или позже. «В зависимости от скорости машине необходимо, например, 270 ° или только 30 ° для поворота поворотного стола», - конкретизирует проблему управляющий директор Tölke. «В результате игла наполнения погружается в продукт во время процесса наполнения, или капля в наполнитель геля слишком велика, и существует риск того, что система будет загрязнена капающими остатками продукта или пузырьки воздуха будут задерживаться в продукте».
Линейный мотор
Линейный двигатель с альтернативным кабельным выводом
Например, производители бутылок, которые склонны вспенивать продукты, в прошлом часто использовали линейные машины. В этих системах заправочные иглы могут быть соединены механически и сравнительно просто подняты с помощью электродвигателя одновременно с повышением уровня наполнения. Благодаря своей конструкции, линейные разливочные машины подходят только для малых и средних разливочных мощностей в несколько тысяч бутылок в час. С другой стороны, только роторные машины подходят для ежечасного розлива емкостью более 10000 бутылок. Здесь, однако, каждая игла должна подниматься индивидуально в нужное время, чтобы избежать погружения на разных скоростях машины или чтобы свести высоту падения к минимуму. Точное расположение осей имеет важное значение. В настоящее время Tölke преуспел в этом, используя мощные линейные двигатели Linmot.
Гибкая роторная машина с линейными двигателями
Пользователи вращающейся машины с иглой наполнения с электроприводом получают целый ряд других преимуществ. Изменения продукта, которые требуют только изменения хода игл для наполнения, могут быть выполнены нажатием кнопки. Это исключает трудоемкое и дорогостоящее преобразование кривых механического подъема. Также может быть реализовано большое разнообразие профилей перемещения, и, например, бутылки различной формы могут быть заполнены без необходимости регулировки всей структуры системы.
Благодаря точной системе измерения положения линейных двигателей игла наполнения также может перемещаться с точностью на 0,1 мм выше уровня наполнения. Значения ускорения при опускании и поднятии иглы наполнения также могут быть индивидуально отрегулированы в соответствии с требованиями, чтобы уменьшить нагрузку на механику и оптимизировать работу с наполнителем. «При использовании линейных двигателей возможен даже высокодинамичный подъем игл, потому что, в отличие от кривых механического хода, на подшипниковых валах нет разрушающих сил», - объясняет Маркус Крюгер, ответственный руководитель проекта в Tölke.
Tölke использовал механическую развязку ходового хода игл для наполнения от движения карусели или поворотной пластины, что сопровождало введение двигателей Linmot, чтобы последовательно управлять модульной машиной. Каждый модуль наполнения теперь образует автономный блок, состоящий из расходомера, линейного двигателя, сервоконтроллера и клапана наполнения. Если заправочная станция повреждена, ее можно заменить в течение короткого времени, чтобы машина могла снова начать работать намного быстрее, например, после столкновения.
Уменьшенное время простоя
Разъединение также позволило завершить процесс заполнения всех контейнеров в системе до запланированной остановки машины и привести машину в безопасное состояние. Кроме того, технология позволяет спроектировать управление машиной так, чтобы в случае отказа отдельных заправочных станций соответствующие заправочные головки перемещались в безопасное положение и исключались из активного процесса заполнения. Это сводит время простоя машины к минимуму.
Тем не менее, использование линейных двигателей предлагает дополнительные преимущества, которые поддерживают концепции Industry 4.0: информация, предоставляемая сервоприводом, такая как текущая температура двигателя или ход ускорения, может использоваться для контроля процесса заполнения, например, механические проблемы (мониторинг состояния) или столкновения признал рано. Машины, недавно оборудованные компанией Tölke с новой технологией, включают в себя блокированную машину для наполнения и укупорки с 36 заправочными станциями и 16 заправочными станциями, причем ход заправочной иглы отображается на каждом с помощью линейных двигателей Linmot.
Двигатели из нержавеющей стали в IP69K
Эти прямые приводы изготовлены полностью из нержавеющей стали и имеют класс защиты IP69K. Уплотнения были намеренно исключены в конструкции двигателя. Все соединения сварные. Двигатели также полностью герметизированы для предотвращения образования конденсата. Благодаря этим свойствам и закрытой, легко очищаемой поверхности из нержавеющей стали, двигатели Inox идеально подходят для использования в машинах и системах для обработки пищевых, косметических или фармацевтических продуктов.
Для ответственных в Tölke это было не единственной причиной, по которой они решили использовать двигатели из нержавеющей стали швейцарской компании. Решающее значение имело малое пространство для двигателей, поскольку на поворотном столе было ограниченное пространство. «Линейный двигатель в качестве интегрированного блока проще для наших дизайнеров, чем комбинация серовомоторного шарикового винта, и занимает мало места», - резюмирует Маркус Крегер. (br)