Plnicí stroj čisté hmotnosti od VKPAK, jak název napovídá, fungují na principu plnění každé nádoby na předem nastavenou hmotnost. Použití stupnice pro každou nádobu, která má být naplněna, a PLC s rozhraním dotykové obrazovky k vytvoření nastavených bodů pro plnění. Plniva s čistou hmotností jsou ideální pro vysoce přesné plnění, když je produkt prodáván a označen podle hmotnosti.
Princip činnosti plniva s čistou hmotností
Zásoba produktu je čerpána do záchytné nádrže nad sadou pneumaticky ovládaných ventilů. Každý ventil je nezávisle načasován hlavním počítačem plnicího zařízení, takže přesná množství kapaliny proudí gravitací do nádoby. Gravitační plniva s možností plnění zdola nahoru dokážou zpracovat širokou škálu tekutých kapalin včetně pěnových produktů.

Aplikace
Tento typ plniva je nejvhodnější pro kapaliny plněné ve velkém množství, např. kbelíky o objemu 5 galonů atd. nebo produkty, které mají velmi vysokou výrobní hodnotu.
Příklady
Voda, rozpouštědla, alkohol, speciální chemikálie, barvy, inkousty, korozivní chemikálie, tj. kyseliny a bělidla.
Výhody
Toto je někdy jediný praktický (a legální) typ výplně pro omezený rozsah aplikací a pro velké objemy výplní.
Jak funguje plnivo čisté hmotnosti?
V podstatě způsob, jakým funguje plnění pomocí čisté hmotnosti, je jako mít pod lahví pokročilou elektronickou váhu, která vám řekne, kolik produktu jste naplnili do láhve. Za prvé, siloměr je řízen elektronickou kartou, která by zpětně sledovala každý cyklus plnění. Tato zpětná vazba se používá k automatické korekci pomocí dobře navrženého algoritmu pro další cyklus. To je kritické, protože vlastnosti produktu se mění v důsledku změny teploty a tlaku, což by mohlo přímo ovlivnit „letový“ produkt a tím i konečnou hmotnost. Navíc to zajišťuje, že každý cyklus plnění je nezávislý na následujícím. Plnička se proto neustále přizpůsobuje, aby dosáhla nejvyšší přesnosti pro stanovenou hmotnost, která se má plnit.
Když je prázdná láhev přenesena na plnicí desku, prvním krokem plničky je změření hmotnosti prázdné láhve, známé také jako vlastní hmotnost. Plnič tuto hmotnost obalu zaznamená a změří, zda je v očekávané toleranci definované v receptu. Pokud je váha obalu mimo toleranci, je do dané plnicí stanice vyslán signál, aby láhev pro daný cyklus neplnila, a tím ji odmítla.
Jakmile je hmotnost táry zaznamenána a akceptována plničem, je pak uvedena do činnosti tryska, aby se produkt naplnil do láhve. Láhev se plní laminárním prouděním. Laminární proudění zajišťuje konstantní proudění s malými turbulencemi během plnění, což pomáhá zamezit nebo omezit pěnění v důsledku vlastností produktu. Díky neustálému sledování procesu plnění oproti grafu plnění je toto také fáze, kdy je plnič schopen detekovat, zda produkt vytéká z láhve (kvůli úniku v láhvi nebo nesprávnému umístění láhve). V takovém případě se graf plnění odchyluje od standardu. Když k tomu dojde, plnění se zastaví a láhev se na konci cyklu vyřadí.
V další fázi po naplnění se změří konečná hmotnost lahví po uzavření trysky. Toto je poslední fáze měření hmotnosti láhve s usazeným produktem. Plnička jednoduše odečte hmotnost obalu od konečné hmotnosti láhve, aby získala čistou hmotnost kapaliny. Plnič zaznamená hmotnost a vypočítá několik údajů, jako je tolerance konečné hmotnosti a standardní odchylka. Zatímco láhev postupuje do uzavírací stanice, plnicí karusel pokračuje v dokončení cyklu a přijímá další láhev. V tomto procesu je siloměr před přijetím další láhve nastaven na nulu.
Plniva s čistou hmotností
Přestože existuje mnoho technologií plnění, gravimetrická plniva nebo plniva s čistou hmotností zůstávají převládající metodou plnění v průmyslu CASE. Tato plniva využívají stupnici k měření přesného množství produktu dávkovaného do nádoby. Nahradily jiné způsoby plnění díky jejich snadné automatizaci, flexibilitě při manipulaci s více velikostmi nádob a různé hustotě produktu a schopnosti zachovat přesnost i u produktů obsahujících zachycený vzduch.
Plničky čisté hmotnosti jsou dodávány v automatické i poloautomatické konfiguraci. Poloautomatické plničky mají jednu nebo dvě plnicí hlavy. Během poloautomatického provozu obsluha umístí nádoby pod každou plnicí hlavu. Stisknutím tlačítka se zahájí plnění a plnění se zastaví, když je dosaženo cílové hmotnosti. Obsluha odebere naplněné nádoby a proces začíná znovu.
Automatické plničky se používají k dosažení vyšších rychlostí kontejnerů a snížení zásahů obsluhy. VKPAK k dispozici v konfiguracích se čtyřmi, šesti a osmi hlavami, automatické plnicí nádoby indexují pod plnicí hlavy z fronty proti proudu. Plnicí cyklus se spouští a zastavuje automaticky a nové nádoby se pohybují pod plnicími hlavami, jak plné nádoby postupují po proudu.
Proces plnění
Rychlost plnění a přesnost nádoby ovlivňuje několik faktorů. Nižší rychlost plnění vytváří přesnější plnění nádoby. Vyšší průtok je však žádoucí pro rychlejší průchodnost. Protože odezva ventilu není okamžitá a produkt je ve volném pádu, který je mimo hodnoty na stupnici, průtok se zastaví před dosažením cílové hmotnosti. Proto je stanovena předběžná hmotnost, která zohledňuje materiál vstupující do nádoby poté, co je signalizováno uzavření ventilů.
Během procesu plnění jsou řízeny tři nastavené hodnoty: cílová hmotnost, hmotnost kapky a předběžný zásah. Ovládání ventilu probíhá bez zásahu obsluhy u automatického i poloautomatického plnění nádob. Plnicí cyklus začíná rychlým plněním a poté se přepne na driblování. Když je dosaženo předběžné akce, je iniciováno uzavření ventilu. Jakmile se zastaví veškerý průtok, nádoba dosáhne své cílové hmotnosti.
Výběr trysky
Trysky jsou důležitou součástí strojů na plnění kapalin. Charakteristiky produktu a typy a velikosti nádob určují nejlepší výběr trysek. Čtyři hlavní typy trysek zahrnují sprchovou hlavici, kuželovou trysku, zástrčkovou trysku a plnicí trysku.
Při plnění velkých otevřených nádob je tryska s odvětrávaným kuželem ideální volbou, protože pracuje ve velkém rozsahu viskozity. Jak produkt protéká kolem kužele, vytváří spíše 360˚ clonu než pevný proud. Tento závěs snižuje pravděpodobnost pěnění a rozstřikování. Centrální větrací otvor umožňuje unikání vzduchu ze středu clony, když hladina kapaliny stoupá. Při zavření kuželová tryska vytváří ostrý řez toku materiálu, čímž se eliminuje odkapávání a nanášení, které může být přítomno u jiných trysek.
U produktů s nízkou až střední viskozitou umožňuje tryska sprchové hlavice rychlé plnění bez kapání. Sprchová hlavice má desku s řadou přesných otvorů. Materiál vytéká z těchto otvorů v malém proudu, čímž se snižuje pravděpodobnost rozstřiku. Když se průtok zastaví, kapilární akce zabrání dalšímu odkapávání. Vyměnitelné destičky umožňují přizpůsobení trysky na míru konkrétnímu produktu. Tryska sprchové hlavice může být dodána ve velikostech pro umístění ½-pintových až 6-litrových otevřených nádob. Je ideální pro vyplňování lehkých nátěrů, rozpouštědel a skvrn.
Malé otvory nádob nebo vysoké viskozity se hodí k zátkové trysce. Materiál vystupuje z trysky v pevném proudu. V mnoha aplikacích tryska zasahuje dovnitř nádoby, aby se eliminovalo rozstřikování, když proud pevné látky kontaktuje povrch kapaliny. Tento typ trysky je ideální pro produkty s vysokou viskozitou, protože poskytuje nejméně omezující dráhu pohybu produktu a umožňuje vyšší rychlosti plnění a menší zpětný tlak.
Když je problém s pěněním nebo statickou elektřinou, použije se tryska přívodní trubky/sondy. Tryska sondy je určena pro plnění zdola nahoru. Během plnění je plnicí přívodní trubka vysunuta ke dnu nádoby, čímž se snižuje volný pád produktu a eliminuje se pěnění. Když hladina kapaliny v nádobě stoupá, tryska se zatahuje. Protože produkt je typicky vypouštěn pod povrchem kapaliny, tryska bude potažena produktem. K zachycení materiálu odkapávajícího z trysky se obvykle používá odkapávací miska, která může nasměrovat materiál zpět do následujících nádob.
Výhody plniv s čistou hmotností
Jednou velkou výhodou plničky čisté hmotnosti je, že může poskytnout statistická data každé čerpací stanice každého cyklu pro sledování a analýzu informací, jako je standardní odchylka, střední a střední hmotnost láhve nebo lze odvodit výkon každé trysky.
Výplně o čisté hmotnosti se také snadno udržují, a to i během výroby v reálném čase. Pokud z nějakého důvodu dojde k vadnému snímači zatížení nebo k opakujícímu se problému s konkrétní plnicí hlavou, je ve skutečnosti velmi snadné tuto konkrétní hlavu vypnout, aby se zabránilo jejímu naplnění. To lze snadno provést pomocí panelu dotykové obrazovky.
Plničky s čistou hmotností jsou také navrženy tak, aby byly čisté a hygienické v designu díky četným potravinářským aplikacím. Mezi tryskou a lahví nedochází k žádnému kontaktu a plnička je navržena tak, aby z hygienických důvodů zabránila stagnaci produktu. Je snadné spustit cykly CIP (clean-In place) a SIP (sanitizace na místě) na plniči čisté hmotnosti, aby bylo zajištěno hygienické plnění.
V konečném důsledku poskytuje náplň s čistou hmotností větší úspory pro výrobce, které mohou být přeneseny na koncového zákazníka na stále více konkurenčním trhu.