包裝真空系統(tǒng)故障分析和改造?

楊 鑫，顧蘭軍，商 勇

（蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

包裝真空系統(tǒng)故障分析和改造?

楊 鑫，顧蘭軍，商 勇

（蘭州石化公司，甘肅蘭州 730060）

所改造裝置包裝生產(chǎn)線因真空系統(tǒng)故障，真空度不能滿足上袋、開(kāi)袋需要，易造成撒料或吹袋，影響生產(chǎn)線效率，增加廢料量。通過(guò)改變真空泵進(jìn)水模式以及改善水質(zhì)等手段，大幅提高了真空泵運(yùn)行效率，降低了故障率，提供了較穩(wěn)定的真空度，極大提高了生產(chǎn)線的運(yùn)行效率，并減少落地料，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

包裝機(jī)；真空泵；真空度；工藝水

1 包裝機(jī)工作原理及生產(chǎn)現(xiàn)狀

包裝機(jī)主要由電子定量稱(chēng)、供袋機(jī)、裝袋機(jī)、立袋輸送、夾袋整形機(jī)和縫口機(jī)等組成（見(jiàn)圖1）。

圖1 全自動(dòng)稱(chēng)重包裝生產(chǎn)線

其中電子定量秤通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)落料閘門(mén)開(kāi)合對(duì)物料進(jìn)行全自動(dòng)稱(chēng)重并顯示稱(chēng)重結(jié)果，為裝袋機(jī)提供定量的物料；供袋機(jī)為裝袋機(jī)提供包裝袋，人工將包裝袋放置在供袋盤(pán)上后，其余動(dòng)作均由設(shè)備自動(dòng)完成，供袋機(jī)由供袋盤(pán)、吸袋器、袋子傳送器、分揀器、抓袋器組成；裝袋機(jī)將電子定量秤內(nèi)放出的物料通過(guò)過(guò)渡料斗裝入料袋并將料袋傳送到立袋輸送機(jī)上；夾袋整形機(jī)和縫口機(jī)是通過(guò)機(jī)械手段對(duì)包裝袋開(kāi)口部位進(jìn)行折邊并縫合，確保物料的完整包裝。

本裝置現(xiàn)有2條哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限公司的全自動(dòng)稱(chēng)重包裝生產(chǎn)線［1］，實(shí)際生產(chǎn)能力為A線24 t／h和B線15 t／h。

2010年包裝落地料為32.6 t，其主要原因是包裝真空泵系統(tǒng)不能提供較穩(wěn)定的真空度，吸袋器、分揀器、抓袋器在上袋裝料過(guò)程中不能完美的完成動(dòng)作，使包裝袋偏移或開(kāi)袋不足造成包裝機(jī)頻繁灑料，經(jīng)檢查和分析，真空泵及其管線等附屬設(shè)備均無(wú)異常泄漏或故障，組織各方面的技術(shù)力量對(duì)包裝真空泵系統(tǒng)進(jìn)行改造［2］。

2 原因分析

2.1 真空泵水箱高度不足

水環(huán)泵是在泵體中裝有適量的水作為工作液，當(dāng)葉輪按圖2指示的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，水被葉輪拋向四周，由于離心力的作用，水形成了一個(gè)決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉圓環(huán)［3］。水環(huán)的上部分內(nèi)表面與葉輪輪轂相切，水環(huán)的下部?jī)?nèi)表面與葉片頂端接觸（實(shí)際上葉片在水環(huán)內(nèi)有一定的插入深度）。此時(shí)葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個(gè)月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成葉片數(shù)目相等的若干個(gè)小腔。如果以葉輪的上部0°為起點(diǎn)，那么葉輪在旋轉(zhuǎn)前180°時(shí)小腔的容積由小變大，且與端面上的吸氣口相通，此時(shí)氣體被吸入，當(dāng)吸氣終了時(shí)小腔則與吸氣口隔絕；當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，小腔由大變小，使氣體壓縮；當(dāng)小腔與排氣口相通時(shí)，氣體被排出泵外。

圖2 水環(huán)真空泵運(yùn)行示意圖

原真空泵水箱高度不足，水箱液面高度低于真空泵水線入口，造成進(jìn)入真空泵的水壓不足，當(dāng)真空泵運(yùn)行時(shí)必須靠真空泵內(nèi)的真空度將水箱的水吸入真空泵，才能使泵正常運(yùn)行。由圖3可計(jì)算得出真空泵在使用水箱供水時(shí)的真空度損失量。

A點(diǎn)水壓如下：

計(jì)算由A點(diǎn)進(jìn)入B點(diǎn)所需水壓如下：

則真空泵在使用水箱供水時(shí)的真空度損失量：

圖3 原真空泵系統(tǒng)運(yùn)行示意圖

真空泵使用生活水時(shí)，由于生活水壓為0.5 MPa，真空泵入口壓力較高，此時(shí)抽真空情況較好，因真空度不足而造成的灑料明顯降低。

2.2 生活水結(jié)垢堵塞管路

生活水中含有大量的鈣、鎂碳酸氫鹽等，在真空泵運(yùn)行時(shí)大量熱量被生活水吸收，造成生活水中的鈣、鎂碳酸氫鹽等受熱分解，析出白色沉淀物，逐漸積累在真空泵吸、排氣口和管線中，造成真空泵工作能力下降、真空度不足、檢修頻率上升。同時(shí)，水垢是一種導(dǎo)熱性能極差的物質(zhì)，僅為鋼材的1／10～1／100，大量水垢吸附在泵殼內(nèi)壁上，不利于泵體的散熱，當(dāng)設(shè)備持續(xù)運(yùn)行時(shí)，大量熱量聚集使水溫上升，甚至“開(kāi)鍋”形成水汽，降低設(shè)備的運(yùn)行效率［4］。

鈣、鎂碳酸氫鹽受熱分解為鈣、鎂碳酸鹽后沉淀。

由于氫氧化鎂比碳酸鎂更難容，生成的碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂。

2.3 雜物堵塞真空泵系統(tǒng)

包裝碼垛機(jī)長(zhǎng)期使用棉線對(duì)包裝袋進(jìn)行封口，線頭等雜物較多；廠房屬于開(kāi)放式廠房，容易受環(huán)境影響；生產(chǎn)環(huán)境干燥、風(fēng)沙較大。以上因素導(dǎo)致廠房漂浮物較多，容易進(jìn)入真空泵開(kāi)放式的水箱，造成雜物進(jìn)入真空泵系統(tǒng)引起堵塞，降低真空度，甚至導(dǎo)致真空泵損壞。

3 改造措施

（1）抬高真空泵水箱，增加真空泵入口壓力。通過(guò)圖4可計(jì)算出抬高后真空泵的運(yùn)行情況。

由A點(diǎn)進(jìn)入B點(diǎn)所需水壓如下：

則真空泵在使用水箱供水時(shí)的真空度損失量：

P差為負(fù)值，所以在真空泵水箱抬高后，真空泵不存在因水壓不足而造成的真空度損失，同時(shí)也提高了真空泵的效率，減少因真空度不足而造成的灑料。

圖4 現(xiàn)真空泵系統(tǒng)運(yùn)行示意圖

通過(guò)實(shí)踐證明，在真空泵水箱自五月中旬改造后，包裝機(jī)未出現(xiàn)過(guò)因真空度不足而造成灑料。

（2）使用工藝水，改善真空泵運(yùn)行條件。由于真空泵系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重，經(jīng)常造成系統(tǒng)堵塞，影響設(shè)備正常運(yùn)行使用，在對(duì)真空泵系統(tǒng)內(nèi)水垢進(jìn)行全面清理后，更換工藝水（工藝水是經(jīng)過(guò)軟化處理的生活水，去除了鈣、鎂等礦物質(zhì)）作為真空泵的工作液，減少水垢的產(chǎn)生，改善真空泵的工作條件，保證真空泵能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）增加真空泵水箱濾網(wǎng)，避免雜物進(jìn)入真空泵系統(tǒng)。在水箱上部增加濾網(wǎng)，避免廠房中的漂浮物進(jìn)入水箱，保持真空泵系統(tǒng)的清潔，改善真空泵的運(yùn)行條件；同時(shí)可以過(guò)濾真空泵工藝水回流，進(jìn)一步純凈真空泵的工作液，提高其運(yùn)行效率。

4 結(jié) 論

（1）真空度明顯提高 包裝A線真空度由原來(lái)的－0.065～－0.08 MPa提高到－0.075～－0.085 MPa，真空度最大可提高15%；包裝B線真空度由原來(lái)的－0.047～－0.06 MPa提高到－0.055～－0.065 MPa，真空度最大可提高17%。

（2）未因真空度不足而造成灑料 通過(guò)上述改造提高了真空泵的運(yùn)行效率，改善了包裝運(yùn)行狀態(tài)，減少了因真空不足造成的撒料，極大節(jié)約了生產(chǎn)成本。

［1］ 哈博實(shí).全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線用戶手冊(cè)［Z］.2008.

［2］ 萬(wàn)興權(quán).全自動(dòng)包裝機(jī)生產(chǎn)性能及特征分析［J］.城市建設(shè)理論研究，2011（22）：544－547.

［3］ 內(nèi)蒙古包頭第一熱電廠.水環(huán)真空泵的改進(jìn)及其效率的提高［J］.中小企業(yè)管理與科技·上旬刊，2012（3）：295－296.

［4］ 胡占愛(ài).論工業(yè)鍋爐中水垢的危害及其預(yù)防方法［J］.科園月刊，2011（5）：54－55.

Trouble Analysis and Transformation for Vacuum System in Packing Machine

YANG Xin，GU Lan－jun，SHANG Yong
（Lanzhou Petrochemical Company，Lanzhou Gansu 730030，China）

Due to a vacuum system failure in the packing line，the system can not meet the needs of getting a bag or opening a bag，it easily causes material spreading or blowing bags and affects the efficiency of the packing line，and increases the a?mount of waste.In this paper，by changing the vacuum pump inlet mode，improving water quality and other means to substan?tially increase the efficiency of the vacuum pump and reduce the failure rate and a more stable vacuum is provided.It can im?prove the efficiency of the packing line and reduce the landing material，also can save the cost of production.

packaging machine；vacuum pump；vacuum；process water

TH12

B

1007－4414（2013）04－0156－02

2013－06－15

楊 鑫（1986－），男，河北交河人，助理工程師，主要從事設(shè)備管理方面的工作。