新型PET瓶盖杀菌系统的研究与开发

PET瓶超净及无菌灌装技术已成为饮料行业的发展趋势。目前在PET生产线上对瓶盖的杀菌方式主要有紫外线杀菌、倒瓶热力杀菌、化学药剂杀菌等,都存在着杀菌不彻底或者收集处理困难以及成本高等问题。在研究各类杀菌方式、特点的基础上,文章提出了通过过氧化氢喷雾+无菌热空气激发+高强度紫外线结合杀菌的理论,开发一种杀菌彻底,残留少的新型PET瓶盖在线杀菌系统。     

重力灌装阀的改进

灌装阀是灌装机的核心部件之一,其中重力灌装阀最为常见。在生产中，重力灌装阀存在易喷料、瓶口密封圈易损伤等缺点。作者通过对重力灌装阀的工作原理与结构的研究分析，在原结构的基础上增加了限位保护套，对灌装阀杆进行了分段式设计，有效地延长了密封圈的使用寿命，减少了饮料产品的质量隐患。     

传统饮料热灌装系统的灌装控制改进和结构优化

第1代PET塑料瓶饮料热灌装机存在灌装控制系统简易、工艺不稳定、易发生料液渗漏的问题,使得产品质量不稳定,存在一定风险。笔者提出 一种基于传统热灌装系统的新控制系统和灌装通路优化方法：通过对灌装阀组设计增加新的卫生级气动控制模块,实现灌装工艺的时间变量控制;同时通过优化 分配器和排气管路结构,提高了灌装过程中排气通道的可靠性,消除了冷凝水回流对产品的污染。该改进方法实现了以少量的改造投入,有效提高了工艺稳定性 ,提高了产品的灌装质量。     

灌装机进料管的新型动态密封结构

饮料生产过程中，料液从进料管输入灌装机，进料管处于静止状态，灌装机处于旋转状态，因此进料管的动态密封技术尤为重要。目前灌装机均采用“V”型密封圈实现进料管的动态密封，存在着密封圈易老化、使用寿命较短、不易更换、价格昂贵等问题。通过对动态密封技术的研究，作者发明了一种新型的动态密封结构，采用弹簧结构，实现了进料管道的柔性动态连接，并将摩擦面转移到两只碳化硅密封圈处。经过实践表明，此项技术具有寿命长、易更换、造价低等优点。     

选对桶装水

虽然自来水作为单一饮用水源的时代早已结束,但是从饮水机中流出的水同样难保安全。从水源地到灌装入桶被送入用户家中,桶装水被污染的危险几乎无处不在,你注意到了吗?     

基于FPGA的高精度液体灌装控制系统设计

针对采用PLC+高速计数模块的液体灌装存在灌装效率低和灌装精度差的缺点,课题组分析研究了高效率和高精度液体灌装控制系统的方法原理和实现过程;基于FPGA控制芯片的高速以及并行处理的特点,通过对流量脉冲数据进行多路平行高速采集、滤波、计数和对比,实时控制多路灌装阀。再结合MCU的软件处理的灵活性,实现与HMI端的高效通信,能够实时进行数据交互。对液体灌装控制系统调试后,得到了平稳的流速曲线以及稳定的灌装量曲线。经过工业现场的使用和验证表明该控制系统达到了提高生产效率和灌装精度的设计目的。     

小剂量灌装机理瓶机构优化设计

针对目前小剂量灌装机的人工上料存在效率低下、安全卫生不达标等问题，课题组提出一种基于四杆机构的理瓶机构方案。运用解析法对理料机构进行了结构分析，针对四杆机构特性创建平面简图，采用解析法针对其运行过程中的运动学理论进行分析计算；采用ADAMS软件对目标机构进行建模与仿真分析，并以四杆机构曲柄、连杆、摇杆长度为设计变量，以压力角最小为目标，各杆件之间相互关系为约束条件，进行优化设计得到最优解，使压力角减少了19.6%。优化设计有效解决了原灌装机全自动理料效率低的问题，并通过ADAMS软件对目标机构的优化设计进一步提升了传动效率。     

玻璃瓶残留液嵌入式在线检测系统

针对啤酒生产线上空瓶灌装前的残留液检测环节,提出了基于电容耦合原理的玻璃瓶残留液嵌入式在线检测系统。采用STM32F103VET6为主控制器,设计高频激励电路模块作为信号发送端,耦合信号接收电路模块作为信号接收端,串口通信电路模块实现与上位机交互。实验表明,系统可在速度大于36 000瓶/h的啤酒生产线稳定且可靠的检测出残留液超标的空瓶,具有一定的市场推广价值。     

番茄深加工三法

(一)番茄汽水。(1)汁的提取。选红透鲜果,用水洗净、打浆、压滤,将其汁煮沸5分钟备用。(2)配方(以1000瓶每瓶250毫升计)。番茄汁30公斤、白砂糖20公斤、柠檬酸30克、维生素C50克、氯化钠12．5克、苯钾酸钠25克、海藻酸钠75克、胭脂红2．5克。(3)制法。在不锈钢锅内放入10～15升热水,加砂糖煮沸使其溶解,冷却至80℃时加入番茄汁搅匀。苯甲酸钠等分别溶解后倒入糖浆内拌匀,趁热过滤。(4)灌装。将瓶洗净消毒,灌入糖浆50毫升,再注入碳酸水,封盖后即为成品。(二)番茄蜜饯。(1)选料：选果型圆、中等大小、无病虫害、完整番茄为原料。(2)清洗划缝：将番茄用清水洗净,摘去果蒂,用刀片在果身中部对称划四道口子(1厘米左右),然后压扁。     

新品推荐

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八宝粥自动加莲子机设计

针对目前八宝粥生产过程中,莲子投放工序劳动强度大,物料投放不准确等缺点,设计了基于PLC控制的回转式自动加莲子机。设计了基于链板输送带的进出罐机构,采用星轮与螺杆配合的分瓶结构;利用离心力的原理实现了自动分离莲子的功能;采用闭环控制的设计思路设计加莲子机的系统软件,包括现场总线控制以及跟上位机通信的软件模块。实际应用结果表明该机工作可靠,具有较高生产效率。设计解决了工作人员劳动强度大、生产效率低的问题。     

水平井流入控制阀控底水原理及影响因素分析

随着钻完井技术的发展，采用流入控制阀（ICD）完井技术开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径。弄清水平井ICD 控底水原理及影响因素成为利用其实现延缓底水锥进、提高油藏最终采收率的关键。在分析ICD 控水限流原理基础上，通过模拟计算，具体分析了流动剖面、环空流动、含水率等3 个影响控水效果的主要因素。分析结果表明：对于不具有高含水段的油藏，可以利用ICD 增大高渗段阻力，从而在牺牲总产液量的基础上降低产水，实现控水；ICD 所产生附加压降有效地减少了环空流动，增强了控水的稳定性，为实现长期稳油控水提供了保障；对储层物性参数分布认识出现偏差将会较大地影响ICD 的控水效果；对于存在高含水段的水平井，需要增大高含水段的附加压降，降低高含水段的产液量，才能有效实现控水。对水平井ICD 控底水原理及影响因素的分析结果为优化水平井ICD完井设计，控制底水锥进提供了技术思路。     

疲劳裂纹扩展试验裂纹图像采集系统

针对目前金属疲劳裂纹扩展检测方法存在效率低、操作繁琐、精度不高，不能实现实时性等缺点，文章提出了基 于机器视觉的裂纹检测方法。根据金属疲劳裂纹扩展试验过程中裂纹图像的采集要求，设计了摄像头位置可自动调整 的疲劳裂纹图像采集系统，包括摄像头安装运动装置，裂纹图像采集装置以及摄像头运动控制系统。图像采集装置由高 分辨率黑白面阵CCD摄像头、光学镜头，光源照明装置和图像采集卡组成，前3者安装在摄像头支架上，与摄像头运动 装置相连。摄像头运动装置中的X，Y，，Z轴运动机构由步进电机带动滚珠导轨机构。在基于ARM技术的运动控制系统 的控制下摄像头可沿X，Y，，Z轴作高精度直线运动，实现和试件之间精确位置的调整。实验结果表明，所设计的系统可 采集到疲劳裂纹扩展试验过程中高清晰度、高分辨率的试件裂纹图像，满足下一步裂绞尺寸计算的要求；摄像头运动定 位精度可达到0. 02 mm，满足精确的系统聚焦、位置调整、跟踪采集的要求。     

带锯床张紧装置结构设计

针对国产带锯床中普遍存在的张紧装置设计不合理导致装置失效、张紧力不恒定等问题,对张紧装置进行了需求分析,建立功能原理模型,通过综合对比各功能原理解确定了采用精度高、张紧力可保持恒定的螺纹张紧方式,设计了由张紧滑块和张紧丝杆等组成的装置结构,通过计算确定了扭力扳手力矩、张紧丝杆直径等关键部件参数,并利用有限元软件ANSYS Workbench对装置结构进行了有限元分析。结果表明：设计的张紧装置满足强度要求,装置结构设计紧凑,张紧力可保持恒定。该设计在一定程度上可提高锯切精度及锯条的寿命,可应用于大多数带锯床,具有较高的工程应用价值。     

立体标签自动贴标机结构设计

为了减少在产品包装环节中的人员参与,提高包装环节的自动化程度,研制了一种用于立体标签的自动贴标机。 根据产品贴标的流程,采用Pro/E软件进行三维建模和零部件的优化设计,包括传送机构、标签推进机构和折弯机构。 折弯机构中采用了折弯翻板实现对标签的折弯控制;自动贴标机各机构均采用了独立的电机控制,控制系统采用PLC 技术和变频器调速控制,设计了电动机正反转的控制电路图。通过对机械结构和电气控制系统优化设计,得到了满足设 计要求的自动贴标机机构设计参数,实现了对厚度为0.5 mm纸质标签纸的2次折弯并实现贴标过程。该自动标签机的 使用实现了包装过程的自动化,提高产品的包装效率。     

基于STM32的制管机人机界面系统

为了提高制管机的人机交互性,课题组设计了基于STM32控制器的人机界面系统。在硬件设计方面采用四线电阻式触摸屏,CPU采用基于ARM9内核的32位处理器芯片的S3C2416;在界面设计方面,引入了自主研发的组态软件参与设计,在软件编程方面,用面向对象的方法,实现触摸屏与上位机软件的数据传输;通过对通信协议的研究,给出了STM32与触摸屏通信的软件实现流程图,完成触摸屏与STM32的数据交互。经调试表明系统运行稳定、响应速度快、通用性强。该设计在制管机系统中能够基本达到预期显示和控制效果。     

基于PLC的自动封塑灌装机控制系统设计

为提高系统运行效率,设计自动封塑灌装机控制系统。运用PLC技术和PID调节技术,控制加热棒的温度,同时 控制包装薄膜的送给长度,使得该系统运行效率有显著提高;采用HMI来设计系统的操作控制、报警显示、延时设定、温 度设定及产量显示界面,同时触摸屏与PLC进行实时通信,以满足用户对功能的需求;最终通过合理选取系统硬件,实 现了封塑过程中加热棒温度的实时、可靠控制。     

小型汽油机恒转速QFT鲁棒控制

给出了某小型无人直升机汽油发动机的恒转速鲁棒控制。根据阶跃响应,可辨识得到用于控制器设计的发动机线性区间模型。针对该模型具有不确定性以及进气-做功之间存在时变时滞等特点,采用基于定量反馈理论(QFT)的鲁棒控制方法实现发动机的恒转速控制,使其在严重的负载扰动条件下能准确地跟踪期望的发动机转速。仿真结果表明,该控制器动态响应速度快、对旋翼总距变化等干扰抑制作用强,能使发动机转速稳定在目标转速允许误差范围内,并具有一定的鲁棒性。