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灌装阀、活塞缸的结构及原理：灌装阀是储料缸、活塞缸和包装瓶三者之间的流体通路开关，根据灌装工艺要求，能依次对有关通路进行切换。如图2.5所示，该灌装阀为旋转阀，由灌装阀芯、灌装阀体、阀芯转动杆等组成。在灌装过程中，当出现灌装阻力过大(事故)时，物料可由溢流阀流出，即对该机起到过载保护作用。
灌装阀，活塞缸组件图
流量计计量的压力灌装：采用加压泵作为动力源，将灌装液体注入容器槽中，用流量计计量方法来进行灌装。[5]
流量计计量的压力灌装原理图
其原理图如图2.6所示，液体经过加压泵被注入到缓冲槽中，由于缓冲槽与外界存在一定的压力差，当缓冲槽底部导管上的电磁阀打开后，液体流经流量计从电磁阀流出，流量计对液体进行计量，计量完成后由流量计发出控制信号，使电磁阀关闭完成灌装。这种计量方法的优点是灌装计量范围大、调整灵活，适合经常调整灌装量的灌装系统。缺点是流量计及其附件成本高，控制系统复杂。
在压力灌装之中灌装阀如图2.7所示，S. Bari等人对阀内部结构研究发现：通过对修改灌装阀流体路径的CFD调查，已经证实了模型的有效性。通过当前对灌装阀结构简单改造，增加填充率和降低或消除气蚀似乎可行的，例如相对于标准位置，阀杆提高10mm,增加了管入口角度和增加入口管的入口高度。因此,产品填充率会增加,同时压力损失减少可能对产品质量是有害的。如果圆柱形阀体形状保持不变,但是 ,这些变化对CIP性能产生负面影响。
之后,设计了一种半球形阀体出口直径增加2毫米和连接阀体入口管角度减少5°。与其他圆柱形状设计不同的是，半球形的形状显示出壁面切应力增加和湍流强度增加。因此, 显著提高使用半球形的形状CIP方法除尘力。相较于原先设计半球形的阀体的性能也表现出了质量流量有了47%增长。
1-O型圈 2-真空系统3-阀杆 4-端面密封5-阀体6-气泵
填充阀的示意图
2.2 控制设计
可编控制器(PLC) 编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它将逻辑运算、顺序控制、时序、计数、算术运算等控制程序，用指令形式存放在存储器中，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。[6]可编程控制器(PLC)是以微处理为基础，综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型、通用的自动控制装置，它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用方便等一系列优点，近年来在工业生产过程的自动控制中得到了越来越广泛的应用。如图2.6所示。
时间压力法计量控制系统：计量控制系统是全自动灌装机的重要部分，其控制程度、剂量稳定性直接影响到生产的品质。
PLC的硬件设置与L／0分配：控制系统由一个控制箱、PLC、液位控制系统、传感器控制系统、变频调速系统、电源系统、汽缸控制系统以及触摸屏控制系统等组成。
无级调速控制系统：灌装机的速度调整是用变频器无级调速实现的。由于系统在瓶灌装时的速度以及出瓶的速度要求是不一样的，所以要对变频器的输出频率进行按需调节。
人机操作界面：操作人员可以通过人机界面与可编程控制器进行信息、数据的处理和交流。
3课题研究的内容
3.1 原始条件及技术要求
介质：粘度低的洗手液
包装容器规格：300ml
灌装工位：5
灌装速度(最高)：20瓶/分钟
3.2 设计内容
机械结构的设计，选用合适材料。自动灌装机与主传动系统的设计，满足灌装的速度与要求，并对整个机械部分进行强度和稳定性计算校核。辅助系统选用，如传感器。最后绘制总装配图、零件图。