第十章封瓶罐机

第十章封瓶罐机 食品分装以后，属于瓶装、罐装的要进行封盖，属于袋装的要进行封口，其目的是保护产品进入流通领域后不再受到污染和损坏，而有利于食品的贮存、运输、销售和消费。食品工厂内的封罐、封袋工作量非常大，必须采用机械工作。这些封罐、封袋机械一般都属于专用机械，其结构型式应满足食品的种类、性质和包装容器的工艺要求。

第一节封罐机原理 封罐、封袋机械一般都属于专用机械，其结构型式应满足食品种类、性质和包装容器的工艺要求。封罐机是罐头食品生产过程中的重要机械设备之一。罐头的密封是通过封罐机来完成。金属罐是采用二重卷边法；玻璃瓶是采用旋盖法或一重压封法（500ml玻璃瓶）。塑料瓶采用热封法。目前封罐机正向多头型式发展，最快速度为每分钟封1500罐，而每分钟卷封250罐的封罐机，已很普遍使用。

一、封罐机的型式 由于罐头的品种繁杂，容器的形状多样，有圆形和异形罐(扁方形、马蹄形、椭圆形等)。容器材料也多种，如镀锡薄钢板，玻璃等。因此，封罐机的型式也是多种多样的。

(一)按操作方式来分： 1、手动式封罐机人工操作，速度慢，劳动强度高。在实验室或原料地少量封罐用。 2、半自动封罐机小厂使用。40罐/分左右，人工加盖送罐，卷边由机械传动达到。 (1)在封罐时，罐体本身旋转，卷边滚轮对罐体中心仅作径向推进及卷封。 (2)在封罐时，罐体本身固定不动，卷边滚轮绕罐体旋转进行卷封。 3、自动封罐机封罐速度快，节约劳动力，产品质量高，一般机构较复杂。 (1)真空封罐机，适于实罐车间生产，产生真空的方法有机械式和蒸汽喷射式等。 (2)非真空封罐机，适用于空罐封底和实罐车间与排气设备配套使用。

(二)按包装容器来分 1、镀锡薄钢板罐封罐机 (1)半自动封罐机。一般是单机头，需人工配合，卷封时有罐体固定和旋转两种。 (2)自动封罐机。 ①单机头真空自动封罐机—卷边过程罐体多属固定不动，封罐全由机械动作完成。 ②多头自动封罐机—目前有4头、6头、8头、10头、12头等高速多头封罐机，最高达1400罐／分。 A单塔式封罐机：封罐时罐体仅绕轴旋转的封罐机；既绕塔轴旋转又绕本机头轴旋转的封罐机。 B双塔式封罐机：一般由预封机和封罐机所构成，有利于提高封罐速度。

2、玻璃瓶封口机 (1)半自动封口机。①具有压紧压头的封口机，封口时瓶体固定不动。②用压紧板来压紧瓶盖的封口机，封口时，瓶体向前运动。③具有滚转滚轮的封口机，如500毫升玻璃瓶封口机。 (2)自动封口机。A具有压紧压头的封口机，封口时瓶体绕机轴旋转。B具有滚转滚轮的封口机，密封时，一种是瓶体固定不动，另一种瓶体绕机轴及本身的轴旋转。

二、封罐机的选用原则 (1)必须满足罐头生产工艺要求。各机台生产能力互相配合，协调均衡。如生产果蔬及汤汁类的罐头，一般选择在卷边时，罐体固定不动型式的封罐机，以保证封罐时，不会甩掉汤汁；如生产家禽类的罐头，应选择有较高真空度的封罐机。 (2)选用技术上先进，经济上合理的，体积小，维修方便，劳动强度低，能一机多用的设备。 (3)符合食品卫生条件，易清洗及装拆；不至于造成对食品的污染。 (4)尽量采用具有较先进控制机构的封罐机，如控制真空、过载、有罐有盖、无罐无盖等自动控制机构，有利于提高产品质量，减少浪费。 (5)根据封罐机的主要技术特性来选择。

三、二重卷边作业原理 二重卷边作业原理：罐体和底盖之间进行卷合的过程，称为二重卷边作业过程。用两个具有不同形状沟槽的滚轮，先后顺序地与罐体及底盖接合边缘重复地作相对滚转，使两者之边缘因弯曲变形，互相紧密地钩合，在底盖钩槽内，有弹性填料物，因受挤压而充塞于罐体与底盖之间的卷边全部缝隙中。

国产、进口封罐机滚轮压头等模具

二重卷边的两次作业过程： 见图，其中1是头道滚轮与底盖钩边接触；2、3、4是表示头道滚轮逐渐对罐体中心移动时卷边的弯曲情况；5是表示头道滚轮完成卷边作业；6是表示二道滚轮与卷边接触的位置；7、8、9表示二道滚轮向罐盖中心逐渐移动时卷边形成的情况；10是表示二道滚轮完成卷边作业，即为二重卷边完成的规格尺寸。

二重卷边的两种作业过程： 二重卷边时有两种情况：第一种是罐体旋转的，卷边滚轮对罐体中心仅作径向移动，完成二重卷边。第二种是罐体固定不动，卷边滚轮一方面绕罐体旋转，另一方面向罐体中心作径向移动，完成二重卷边作业。

当罐体固定不动时，头道卷边滚轮的工作可从图来说明，图上实线表示当罐盖凸缘变形，开始时，罐及卷边滚轮的位置，罐盖变形前的直径为D1，第一次卷边作业结束后的直径为D2，卷边滚轮绕罐旋转的同时并作径向的移动，卷边滚轮绕罐一周之后在径向方向的移动为径向推进，径向推进的大小(假设其进行是均匀的)，可由卷边滚轮向罐中心的移动L1 - L2除以卷边滚轮绕罐的转数n来确定。

图示为一个卷边滚轮，绕罐旋转数n＝2时的径向推进。如果卷边滚轮绕罐旋转而没有作径向移动时，称之为辗磨或二重卷边的辗磨。图示为一个卷边滚轮，绕罐旋转数n＝2时的径向推进。如果卷边滚轮绕罐旋转而没有作径向移动时，称之为辗磨或二重卷边的辗磨。每次卷边时，所装配的一、二道滚轮各有两个时，对径向推进，每个滚轮可承担各一半。一般情况可用公式表示： s＝ (L1—L2)/n·z

四、卷边滚轮径向推进方法 即使头道和二道滚轮对罐体中心作径向推进运动的方法。有很多，目前主要有两种方法： 1.凸轮驱动卷边滚轮作径向推进 2.偏心装置驱动卷边滚轮作径向推进

一.凸轮驱动卷边滚轮作径向推进 1、凸轮驱动卷边滚轮作径向推进圆形罐例如GT4B6自动封罐机、GT4B4异型自动真空封罐机、40F型自动封罐机等都是属于这种方法。图为圆形罐的用凸轮控制径向进给的机头部分示意图。下托盘8和上压头3紧紧夹持住罐体7，使之固定不动，传动机构驱动齿轮l、2，齿轮1又驱动机头盘5，并带动头道滚轮6和二道滚轮9一起转动，齿轮2驱动凸轮4转动。由于齿轮1、2的转动方向相同而速度不同，形成差动式传动机构。所以凸轮4与机头盘5虽是作同向转动，但有速差(相互间有相对运动)，这样凸轮4相对于机头盘5转动时，就驱动头道二道卷边滚轮作径向运动，它们先后次序和运动规律由凸轮控制，滚轮6和9在绕罐体旋转的同时，又逐步向罐体中心运动，进行封罐。当凸轮相对于机头盘5转动一周时，完成一次封罐。

由于齿轮1、2的转动方向相同而速度不同，形成差动式传动机构。所以凸轮4与机头盘5虽是作同向转动，但有速差(相互间有相对运动)，这样凸轮4相对于机头盘5转动时，就驱动头道二道卷边滚轮作径向运动，它们先后次序和运动规律由凸轮控制，滚轮6和9在绕罐体旋转的同时，又逐步向罐体中心运动，进行封罐。当凸轮相对于机头盘5转动一周时，完成一次封罐。由于齿轮1、2的转动方向相同而速度不同，形成差动式传动机构。所以凸轮4与机头盘5虽是作同向转动，但有速差(相互间有相对运动)，这样凸轮4相对于机头盘5转动时，就驱动头道二道卷边滚轮作径向运动，它们先后次序和运动规律由凸轮控制，滚轮6和9在绕罐体旋转的同时，又逐步向罐体中心运动，进行封罐。当凸轮相对于机头盘5转动一周时，完成一次封罐。

2、凸轮控制径向进给异形封罐机头： 图中A向视图的左半部为将杆10拿出后的投影，扁方罐头固定不动（图中未示出），头道卷边滚轮13，二道卷边滚轮16须完成两个动作，一个是绕罐体周转，另一个作径向进给运动。因为罐头是扁方形的，卷边滚轮的周向运动轨迹必须也是扁方形的(不考虑径向运动)，为此，机头的结构要比圆形罐复杂些。齿轮3通过齿轮5使机头盘9转动，拖板10用销轴15与机头盘9连接并可绕轴15摆动，它的另一端装置有滚子14，滚子14在槽凸轮18的槽内，凸轮18是固定不动的，这样机头盘9、拖板10与凸轮18就组成一个摆动从动杆的凸轮机构。它与通常的凸轮机构不同，它的凸轮是不动的，而摆杆的支点绕凸轮转动，当机头盘9转动时，拖板l0的支点(即销轴15)绕凸轮18转动，而滚子14则在凸轮18的槽内运动。

很明显，滚子14的运动轨迹与凸轮的形状是相同的，卷边轮1S装在拖板10上的方形槽内(见滚轮16)，并可在槽内滑动，拉伸弹簧17的作用是将滚轮的轴线或与滚子14的作用相同，将滚轮向外拉。由于卷边滚轮的轴线间的距离很小，有时两轴线相重合。因此滚轮13的运动轨迹与滚子14的运动轨迹是相似的(在两轴线重合时，运动轨迹相同)，更换不同形状的凸轮，就可卷封不同形状的罐头，以上是卷边滚轮的周向运动。径向进给运动是由齿轮2通过齿轮6使凸轮7、8转动，其转向与机头盘9相同，而转速要慢些，这样两者之间有相对转动，当凸轮7、 8相对机头盘9转动时，就驱使摆杆1作摆动，杆11用销轴12与拖板10铰接，并与拖板一起转动。弹簧17使杆11与摆杆1和滚轮13、16的滑动支架接触。这样，摆杆1在凸轮的驱动下作摆动，通过杆11使卷边滚轮作径向运动，同前面卷封圆形罐一样，凸轮7、8相对于机头盘9转一周时，就完成一次卷封作业。

（二）偏心装置驱动卷边滚轮作径向推进 1、偏心套筒式封罐机头： GT4B1自动封罐机、GT4B2自动真空封罐机、GT4B3自动封罐机等都是属于这种进给方法。从图3—7看出，齿轮1和2以同方向，不同速度转动，分别带动偏心套筒3和传动套简4转动，轴套4带动机头盘5一起转动，机头盘5上装有头道卷边滚轮6(a)和二道卷边滚轮6(b)，当偏心套筒3相对于机头盘5转动时(反时针方向)使卷边滚轮与旋转轴心O的距离改变，从而使卷边滚轮作径向进给。GT4B1型自动封罐机即属于这一型式。

2、偏心径向进给封罐机头 图为另—种偏心径向进给封罐机头，齿轮1通过齿轮6带动中央齿轮7转动，齿轮2通过齿轮5带动机头盘9转动，偏心销轴心使行星小齿轮8与机头盘9一起作公转。齿轮8又与齿轮7啮合，因齿轮7与机头盘9转速不同，即齿轮8的公转速度与齿轮7的速度差异而形成差动式传动。使齿轮8在公转的同时又作自转，齿轮8带着偏心轴10一起作公转和自转，从而使安装在偏心轴10上的卷边滚轮ll作周向运动和径向进给，偏心轴10自转一周，完成一次封罐，GT4B2封罐机属于该类型。

（三）对两种方法进行比较 凸轮径向进给与偏心径向进给相比较，由凸轮控制的卷边滚轮径向进给，可根据封罐工艺设计凸轮形状，而后者则不能任意控制径向进给，因而封罐工艺性能没有前者好。若用凸轮，可以使滚轮均匀径向进给，最后有光边过程。而偏心装置的径向进给不均匀，最后无光边过程。但是凸轮径向进给，存在结构比较复杂，体积较大；偏心径向进给是结构简单、紧凑，加工制造方便，但它较适用于卷封圆形罐。

第二节封罐机 一、预封机作用是将罐盖预卷合在已装好物料的罐体上。卷合的松紧程度，应以不能用手启开，但又能从罐头内排出气体为合适。预封机一般与蒸汽排气机或高速真空封罐机联动。整台机器包括由上下机座所构成的预封机头、送盖机构，罐盖打字机构及电气、真空系统控制，还有传动齿轮及电机等组成。

工作过程： 装好物料的罐体由进罐链带进入，经分罐螺旋的作用，保持一定间距。然后由进罐拨盘与中心立轴的星形拨轮配合，将罐体放置在下托盘上。罐体经分罐螺旋时碰压一压板，压板与连杆机构带动送盖机构，使连杆、送盖杆作用，把盖膛内分落下的罐盖推送出，经打字机构打字，然后送至星形轮与下托盘上的罐体相配合。这时，上压头在凸轮的作用下降，上压头中心有连通真空管道，先将盖吸住并保持一定位置。向前旋转的上压头把盖压在罐体上，继续转至具有凹槽的卷边弧板处，盖沟边缘连同罐体的卷缘一起伸进卷边弧板凹槽内，由于卷边弧板安装位置使罐盖在卷边处直径缩小2毫米。这样罐体绕本身的中心线旋转，使罐与盖卷合，当离开卷边孤板时，上压头升起，罐头在出罐拨盘12的作用下，由出罐链带送出，进入下一机台。

预封机头： 机头是预封机主要部件之一，如图所示。中心立轴是固定不动的，在中心立轴上安装有手轮、凸轮、齿轮等。整台机头在下部的下齿轮带动旋转，机头上部共有四个上压头及立轴。在立轴上部有小齿轮通过中间齿轮和固定上齿轮滚动，本身自转，带动立轴，上压头转动。上压头的升降由内侧的滚子，在固定凸轮的沟槽内滚动而达到。在机盖上有一分配环，此环一端与真空泵及管道连接，另一端和立轴、上压头上的小孔连接。分配环的作用是接通或切断真空。转动上部手轮可使上机头系统上升及下降，以适应罐型尺寸改变时的需要。主轴中部有星形轮，主要拨动罐体，下部有与上压头相对应的四个下托盘。卷边弧板安装在上机头外侧上方和上压头相配合，保证对罐体进行卷合，其弧线的角度为133°，卷合时上压头转数约为3转/罐。

二、GT4B6空罐封底机 GT4B6型自动封罐机系非真空封罐机，有两对卷边滚轮，用凸轮驱动卷边滚轮径向进给。常用在空罐车间的马口铁罐圆罐封底用。亦可用在实罐车间，与排气箱配套，作为实罐封盖用。结构：主要由封罐和送罐配盖机构两部分组成。

GT4B6型自动封罐机传动系统示意图 Ⅰ-主传动轴 Ⅱ、Ⅲ-机头空心轴 Ⅳ-传动轴 Ⅴ-水平传动轴 Ⅵ-分盖器传动轴 1-转换开关 2-启动开关 3-停车开关 4—摩擦离合器 5-大皮带轮 6-机车手轮 7-下托盘 8-送罐送盖拨盘 9-卷边滚轮 10-封罐凸轮 11-机头升降轮 12-皮带轮 13-离合器手柄 14-拨盘凸轮 15-托罐凸轮 16-电机 17-小皮带轮 18-传动带 19-送罐转盘 20-分罐转盘 21-分盖器

（一）封罐机构 该机的封罐机构是这样工作的：当按下启动开关按钮1，电动机14启动。通过两皮带轮15、3，主传动轴Ⅰ转动。轴Ⅰ上部装有Z1、Z2两齿轮，分别驱动齿轮Z3、Z4。齿轮Z3使机头空心轴Ⅱ转动，从而使回转盘转动，回转盘使得两对卷边滚轮绕罐体中心线作公转、Z4带动机头空心轴Ⅲ转动，从而亦使凸轮3转动，回转盘与凸轮8旋转方向相同，但转速不同，这从Z1 Z3、Z2 Z4两对啮合齿轮的齿数可以标出，其结果是机头每转13转，凸轮转17转，这样差动一转，控制卷边滚轮7径向进给两次，从而密封两罐。当封不同罐径的圆罐时，卷边滚轮7可开合移动，上下自由调节。

（二）送罐配盖机构 提升操纵离合器手柄11，使摩擦离合器2合上，带动轴Ⅳ转动。通过蜗杆Z13、蜗轮Z12，带动水平传动轴Ⅴ转动、轴Ⅴ上固装有托罐凸轮13、拨盘凸轮12和螺旋伞齿轮Z10。当螺旋伞齿轮Z10 Z11啮合，带动VI轴转动，经齿轮Z9、Z8、Z7、Z5传动，使得齿轮Z5所在的轴转动。Z5所在的轴上固装有皮带轮l0、齿轮Z18。皮带轮l0通过传动带16带动送罐转盘17旋转送罐，接着经过分罐转盘l8，使罐身保持一定的间隔、便进入送罐送盖转盘6的下部星形拨盘空位，等待进行定位配盖，齿轮z18与齿轮Z18B啮合， Z18B同轴上装有分盖器19，分盖器19的位置也处于盖膛底部，送罐送盖转盘6的空位转至盖膛底部时，经分盖器旋转，单个盖便落入送罐送盖转盘6的空位上，被转盘上的永久磁铁吸住，与罐体配合进入封罐机头进行卷边。采用回转转盘送罐体罐盖，可使输送行程短而平稳可靠。

当托轮凸轮23随Ⅴ轴转动时，下托盘5周期性循环上升与下降，把配好盖的罐体托上上压头，与上压头配合夹住固定，配合两对滚轮卷边密封。当拨盘凸轮12随Ⅴ轴转动时，推动送罐送盖转盘6作间歇回转，把配好底盖的罐体间歇地送到下托盘5上。当托轮凸轮23随Ⅴ轴转动时，下托盘5周期性循环上升与下降，把配好盖的罐体托上上压头，与上压头配合夹住固定，配合两对滚轮卷边密封。当拨盘凸轮12随Ⅴ轴转动时，推动送罐送盖转盘6作间歇回转，把配好底盖的罐体间歇地送到下托盘5上。

三、GT4B2型真空自动封罐机 GT4B2型封罐机具有两对卷边滚轮，靠行星轮偏心装入卷边滚轮轴推动滚轮径向进给，系全自动真空封罐机，为国家罐头机械的定型产品，目前大量应用于我国罐头厂的实罐车间，能封大小不同的马口铁圆罐。

（一）GT4B2封罐机的组成 GT4B2型真空自动封罐机具有两对卷边滚轮单头全自动真空封罐机。该机主要由自动送罐1、自动配盖2、下托盘3、卷边机头4、电气控制5、卸罐装置6等部分所组成。该机还有各种安全控制装置，当无罐体时则无盖的控制机构；其次在卷边机头及下托盘之间具有特殊构造，对于无盖的罐体也能顺利无损地通过卷边机构，而不产生卷边咬坏阻轧等现象。还有一系列安全传动装置，使超负荷时能自动脱离；使机构停止运动。

由于卷边机头型式所决定，在改变不同罐型规格时，需要按其相应罐号规格配件，进行更换及正确调整。配件的更换调整，应使用机器所配带的专门拆卸工具进行。由于卷边机头型式所决定，在改变不同罐型规格时，需要按其相应罐号规格配件，进行更换及正确调整。配件的更换调整，应使用机器所配带的专门拆卸工具进行。

（二）封罐过程 进罐星形拨盘在凸轮4和进罐拨轮3的作用下，作间歇回转运动，定时的由进罐送盖部分接来罐身与盖，并转送到下托盘上。下托盘在偏心凸轮6和摆杆P2的作用下把罐托起，并夹压于上压头之间。为使罐体与盖稳定上升，打杆2在偏心凸轮7作用下下降，与下托盘一起把罐头夹住一并往上升，直至罐头被固定不动的上压头顶住为止。罐头被夹紧后，不断转动的卷边机头，带动卷边滚轮绕罐体及盖边作切入卷封作业，当卷封完毕且卷边滚轮已完全退离罐卷缝后，处于静止状态的打杆2又在顶部的凸轮7的作用下，趁下托盘未降下，打杆2稍先行下降，并通过上部弹簧作用，给罐头施加压力，使罐头脱离上压头，随同下托盘一起自由地下降至工作台面上。此时进罐星形拨盘便转动，一方面把已封好的罐头转位送出，另一方面却又接入新的罐体与盖，并再重复转置于下托盘上，进行另一罐头的封口。

（三）GT4B2封罐机的进罐送盖机构 (1)送罐部分罐体自动输送主要通过一系列链轮及齿轮传动而带动一平顶边的特殊链条17。在其上半段，是平拉于进罐台面上。罐体进入工作台面后，先经螺旋分罐器13均分开，后经一间距相等的推爪片的链条9淮确地等速度定时推送给进罐六叉转盘。

(2)送盖机构 成迭的罐盖置于盖架的盖膛内，盖膛底部有旋转的分盖器，分盖器为一具有缺口的特殊形状的传动件，成叠的罐盖钩边一端承放在分盖器的周边上，另一端由导槽支承。罐体运送过来时，通过碰板及连杆机构把承托罐盖的控制板向一侧拉开，让成迭的罐盖的一端下落在分盖器上。当旋转着的分盖器其缺口部分转至罐盖钩边处时，最底层的一个罐盖便被分隔开来，其余的成迭罐盖仍然由罐盖控制板复位承托。已被分隔开的罐盖便滑落在导槽内，再由定时直线往复运动的推盖板将罐盖沿导槽推送至六叉转盘的盖槽内，与罐身配合。由六叉转盘间歇送至卷边机头进行卷边作业。送罐配盖的动力是由轴Ⅶ上的链轮zl8(传动系统图)经过链条带动轴5上的链轮zl8而得到的。它们与卷边头相配合，完成一系列动作。

（四）GT4B2封罐机的真空装置 实罐车间的罐头在封口时必须保证具有一定真空度，故要求机头具有密闭的真空室。为了保证真空条件，需要有一个真空系统，如图。主要通过在封罐机外的一台水环式真空泵5及真空稳定罐3和管道6与机头密闭室1相连通来达到。真空稳定罐的作用主要是使封罐过程真空度稳定，并在罐头抽真空时，对可能抽出的杂液物进行分离，不致污染真空泵。

GT4A1 GT4B2

四、玻璃罐真空封罐机 500ml玻璃罐常用GT4D6自动真空封罐机和GT4D5半自动真空封罐机。如图GT4D5半自动真空封罐机。 GT4D5型半自动真空玻璃罐封罐机能对500g,口径73mm的玻璃罐进行半自动抽气封口，若更换少量零部件，也可对其它规格的玻璃罐进行半自动抽气封口。效率为30～45瓶/min，破碎率< 0.3%。封口时，为保证具有一定真空度，要求机头具有密封的真空室。为保证不同的真空条件，通过调节气阀弹簧压力可改变封罐的真空度，使不同品种的罐头封罐后的瓶内真空度不低于工艺要求。真空稳定罐真空度在－0.066MPa左右。

1、GT4D5封罐机的结构： 是在GT4B2的基础上根据玻璃瓶口尺寸误差大、易破碎等特点对机头、下托盘等重新设计的。如人工送罐配盖、下托盘采用橡胶托盘，真空室用瓶肩胶圈密封，机头盘下装有四个导正爪使带盖的瓶子稳定不易碰破。

2、工作过程： (1)旋转开关接通电源，工作照明灯亮，按下主轴启动按钮，电动机运转，经三角皮带减速传至主轴，主轴与盖头一起转动。 (2)把已装罐并上盖的玻璃罐放到工作盘内送进机构的胶垫上，手即离开，踏下脚踏板，真空管经旋阀与气缸上腔接通，使机体内真空与封口室接通，对玻璃罐抽真空。同时，真空从封罐室另一管路与气筒接通，气筒活塞受压力差作用带动凸轮机构转动，驱使封罐室内两压轮(封口轮)逐渐滚压罐盖。即完成抽气封口。 (3)放松脚踏板，旋阀关闭真空气路。气缸、气阀、封罐室、气筒内均被大气填充，压力差消失，已封口的玻璃罐随送进机构靠自身重量复位。将玻璃罐推出，即完成一个罐头的封口工作。

3、GT4D5封罐机的机头 机头由进罐转盘、封罐机头、机座、传动、电气等部分组成。

第十章 封瓶罐机