Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Chương 1: GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu về máy chiết rót bán tự động:
1.1.1 Đặt vấn đề :
Ngày nay việc ứng dụng khoa học – công nghệ vào lao động sản xuất là
một nhu cầu không thể thiếu. Nó quyết định việc tăng năng suất lao động, hạ giá
thành sản phẩm, giảm nhẹ sức lao động cho người lao động, nâng cao hiệu quả
kinh tế, chất lượng sản phẩm.
Đối với một đất nước đang trong thời kì phát triển của sự nghiệp công
nghiệp hóa – hiện đại hóa như nước ta hiện nay, việc từng bước cơ giới hóa hoạt
động lao động sản xuất là rất quan trọng và là một việc làm hết sức cần thiết.
Xuất phát từ nhu cầu sản xuất đó, nhóm chúng em đã chọn đề tài: “ Thiết
kế và chế tạo máy chiết rót bán tự động”, nhằm phục vụ việc chiết rót sản phẩm
cho các ngành sản xuất có nhu cầu. Và đây cũng chính là đề tài tốt nghiệp của
nhóm chúng em.
1.1.2.Mục tiêu nghiên cứu:
Tính toán , thiết kế và chế tạo một loại máy chiết rót sản phẩm lỏng bán tự
động đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật ( an toàn, chính xác, dễ sử dụng,…), hiệu quả
kinh tế ( năng suất, giá thành sản suất,…), không độc hại, không gây ô nhiễm môi
trường và phù hợp với công nghệ sản xuất trong nước.
1.1.3.Đối tượng nghiên cứu:
Các tài liệu, sách, giáo trình có liên quan, tìm hiểu thực tế ở các cơ sở sản
xuất, các nhà máy, xí nghiệp…
Các phương pháp tính toán, thiết kế và chế tạo các chi tiết hay cụm chi tiết
theo nguyên lý vá các thông số cơ bản.
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 1
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Chương 2: TỔNG QUAN
2.1 Mục đích và phạm vi ứng dụng
Phân lượng sản phẩm lỏng bằng máy được phổ biến rộng rãi trong nhiều
ngành sản xuất thực phẩm. Khi phân lượng bằng máy thì cải tiến được điều

bít kín
khác nhau
2 Cấu tạo máy một rãnh
thẳng
nhiều rãnh
thẳng
kiểu bàn
quay - -
3 Phương
pháp nạp
chất lỏng
dưới áp
suất chiều
cao cột
chất lỏng
không đổi
dưới áp
suất chiều
cao cột
chất lỏng
giảm đi
tạo chân
không
trong bao
bì nạp đẩy
bơm
pittông
áp suất
cột chất
lỏng trên

cố định
nâng mâm
bên dưới,
trên đó có
bao bì nhờ
không khí
nén
cho dòng
điện của
vào cuộn
dây của
van hình
ống xoắn
Đối với những sản phẩm có độ nớt nhỏ từ ( 0,8-0,85).10
-3
N.s/m
2
, khối
lượng riêng từ 0,9 – 1 g/cm
3
, thì có thể dùng các bộ phận rót trong đó chất lỏng
cần phân lượng chảy dưới tác dụng của khối lượng ( thiết bị rót trọng lượng ).
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 3
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Những sản phẩm thực phẩm ít nhớt như thế gồm sữa, cream, rượu, bia, nước
ép, dầu thực vật, dầu cá Những sản phẩm có độ nhớt cao hơn gồm dịch cà
chua, dịch sữa, dịch rau, kem cốc…người ta phân lượng những sản phẩm này
nhờ ép cưỡng bức chúng trong dụng cụ đặc biệt của máy phân lượng.
2.3 Cơ cấu rót của máy phân lượng
2.3.1 Cơ cấu rót kiểu van

-
Nạp đầy khí vào bao bì, áp suất của khí bằng áp suất dư, chất lỏng sẽ
được rót ở áp suất đó.
-
Mở lỗ nạp chất lỏng
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 5
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
-
Chất lỏng chảy vào bao bì chứa không có chênh lệch áp suất ( dưới tác
dụng của trọng lượng bản thân )
-
Nạp đầy bao bì đến mức chất lỏng đã định trước
-
Đóng lỗ nạp chất lỏng
Trong thân van 4 có ba lỗ được khoan dưới những góc khác nhau. Ở trong
có van 11 cũng có 3 rãnh tương ứng. Phần bên trên của vỏ van nối liền với đáy
12 của thùng rót, còn phần bên dưới thì nối với khớp trục 5, tiếp dưới là hình
nón định tâm 9 có vành cao su 10.
Các ống 6, 8, 13, 14tho6ng với thùng rót để nạp chất lỏng vào bao bì.
Rãnh vòng 15 nối với khoang trong của bao bì cần nạp đầy với ống 13,
ống hình ô van 8 như ta thấy ở mặt cắt A-A, đi trong ống 6 kết thúc bằng lỗ 7.
Tay gạt 16 quay thân van 4 một cách lien tuc, hợp lý. Trong những máy rót tự
động thì tay quay có prophin phức tạp ( cam ). Khi quay bàn quay thì tay quay
được lăn trên tấm định hướng cố định. Nhờ đó mà thân van được quay theo với
những quy tắc đã được quy định theo thời gian và không gian.
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 6
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
ở vị trí làm việc thứ nhất, rãnh 2 mở và chai được nạp đầy khí từ thùng
khí có áp suất. Ở vị trí làm việc thứ hai thì các rãnh 1, 3 mở và chai được nạp
đầy chất lỏng qua rãnh 1. Khí bị chất lỏng đẩy ra khỏi chai đi vào thùng chứa

Trong các cơ cấu kiểu van chắn khe hình vành khuyên giữa van và đế của
nó được tạo nên là do kết quả tác dụng của miệng bao bì cần nạp đầy lên van
hay lên đế. Có thể giải quyết một cách khác, đặc biệt là van nâng cưỡng bức
bằng cơ cấu cam đặc biệt đúng lúc khi dưới lỗ rót có bao bì.
Ở đáy của thùng rót có lắp ống nối 1 bằng đai ốc 2 ( hình )
Ống lót 3 có vành cao su 4 có thể dịch chuyển dọc theo ống nối. Bề mặt
tiếp xúc của ống lót và ống nối phải gia công mài.
Ống 5 hở cả hai đầu, dùng để tháo không khí bị chất lỏng đẩy ra khỏi
chai. Đầu phía dưới của ống đó ghép chặt với đệm cao su 6. Lò xo 7 dùng để
tăng lực đóng kín cặp van đế. Mép dưới của ống lót 3 là van chắn.
Khi chai được nâng lên phía trên, ấn chặt miệng vào đệm cao su 4. Nén lò
xo 7 và nâng ống lót 3 lên, lúc đó qua khe vừa tạo ra, chất lỏng từ trong thùng
rót chải ra nạp đầy vào bao bì ( chai ).
Khi nạp vào thì miệng chai được ép chặt vào vành cao su 4, còn không
khí thì theo ống 5 đi vào không gian ở bên trên chất lỏng trong thùng rót.
Khi chất lỏng lên đến mép dưới của ống thì áp suất của không khí trong
chai không có chỗ ra và sẽ ngăn cản việc tiếp tục đưa chất lỏng vào.
2.3.4 Cơ cấu rót kiểu van có bình lường cố định
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 9
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
Trên hình chỉ ra thùng rót 1, nối với đáy là bình lường 2 gồm hai ngăn a
và b. Van nút 3 cho phép cắt ngăn b trong những trường hợp phải giảm lượng
chất lỏng đổ vào bao bì ( thường thì thể tích a và b bằng nhau, bởi vậy khi cắt
ngăn b thì việc nạp giảm đi một nữa). Hình nón 4 để định tâm miệng chia bắt
buộc nâng các khung 10,12,13 do các chai 5 bị dâng lên khi đó lò so 11 bị nén .
Khi đó lò xo nén 6 có thể giản dài và van 8 ép lên đế 9, tách bình lường
khỏi thùng rót.
Khi thanh ngang 13 đi đến vòng kẹp 14 thì nâng vòng kẹp này lên, thanh
15 có lắp van 7 ở đầu dưới cũng được nâng lên cùng với chúng. Đúng lúc đó
chất lỏng bắt đầu ở trong bình lường chảy ra.

bì chứa.
Sau khi chảy hết chất lỏng thì bình lường được hạ xuống lại được nạp
chất lỏng và lặp lại chu trình làm việc.
2.3.7 Cơ cấu định lượng nhão
Trong sản xuất thường gặp các loại dịch nhão như dịch cà chua cô đặc,
tương ớt, mứt nhuyễn….trong thực phẩm cùng nhiều loại tương tự trong các
ngành công nghiệp khác.

Nguyên lý làm việc của thiết bị như sau: dịch sau khi được sản xuất cho
vào thùng chứa dịch 1. Thùng nối với thiết bị rót liệu bằng khớp nối ( mục đích
là dễ tháo mở khi vệ sinh ). Khi pittong chuyển động từ phải sang trái, áp suất
trong khoan hút 4 âm dịch được hút từ thùng 1 qua van một chiều 3 vào
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 13
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
khoang 4 do chênh lệch áp suất giữa khoan chứa dịch và thùng 1( khoang 4
được tính toán thiết kế làm sao cho lượng dịch được hút vào đủ cho bình chứa
7 ). Khi pittong chuyen động từ trái sang phải, áp suất trong khoang 4 tăng lên ,
van 3 đóng lại, van 6 mở ra dịch được đẩy vào bình chứa 7. Quá trình tiếp tục
rót chai khác được lặp lại.
2.4 Các loại máy chiết rót.
2.4.1 Máy chiết rót dùng nguyên lý tràn đầy hệ thống
2.4.1.1 Ứng dụng
Đây là loại tốt nhất cho các chất lỏng có độ nhớt thấp đến trung bình, chất
lỏng có hạt rắn không quá 1/16’’.
Ví dụ: Nước sốt, xi rô, gel, dầu gội, chất tẩy rửa bột và hóa chất, nước và dung
dịch nước khác không phải là đồ uống có ga.
2.4.1.2 Ưu điểm
Hiệu suất cao, dễ vệ sinh, dễ vận hành, chi phí thấp.
2.4.1.3 Nguyên lý hoạt động
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 14

yếu được sử dụng trên các sản phẩm mà không tạo bọt.
Ví dụ: Nước, dung môi, rượu, hóa chất, sơn, mực in, hóa chất ăn mòn như axit và
chất tẩy.
2.4.3.2 Ưu điểm
Chi phí thấp, thích hợp đối với hóa chất ăn mòn.
2.4.3.3 Nguyên lý hoạt động
Sản phẩm được bơm vào bể giữ trên một tập hợp các van hoạt động bằng
khí nén. Mỗi van độc lập tính thời gian bằng cách điều khiển của máy tính để có
chính xác số lượng chất lỏng sẽ chảy vào mỗi bình chứa, có thể xử lý nhiều loại
chất lỏng bao gồm sản phẩm bọt.
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 17
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.

2.4.4 Máy chiết rót dùng nguyên lý piston
2.4.4.1 ứng dụng
Là loại tốt nhất cho các sản phẩm nhớt, được xây dựng để đáp ứng các tiêu
chuẩn cấp thực phẩm và cũng có thể xử lý các ứng dụng hóa học khác nhau.
Ví dụ: Nước sốt, salsas, kem mỹ phẩm, dầu gội đầu, gel, chất tẩy rữa, các
loại dầu và dầu nhờn…
2.4.4.2 Ưu điểm
Chi phí thấp, dễ dàng sử dụng.
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 18
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
2.4.4.3 Nguyên lý hoạt động
Hình: nguyên lý làm việc máy chiết rót dùng piston.
Piston được kéo trở lại trong xi lanh của mình để sản phẩm được hút vào xi lanh.
Một van quay thay đổi vị trí để sản phẩm sau đó được đẩy khỏi xi lanh thay vì trở
lại vào phễu.

Hình: máy chiết rót dùng piston.

- đầu dò mực nước: được đặt ở tank đệm để báo hiệu và điều khiển bơm 2 hoạt
động.
- timer: dùng để cài đặt thời gian chiết. khi đủ thời gian được cài đặt sẵn thì bơm 1
sẽ ngưng hoạt động.
- ngoài ra còn có tủ điện dùng để điều khiển.
3.1.2 Nguyên lý hoạt động:
- phẩm được bơm 1 hút từ tank đệm rồi đẩy đến hệ thống chiết. lúc này dung dịch
sệt được chia thành 3 đường để chiết cho 3 bình chứa cỡ 5 lít. Để đảm bảo cho
khoảng thời gian chiết đầy 3 bình chứa bằng nhau. Ta lắp trên mỗi ống chiết 1 van
tiết lưu điều chỉnh bằng tay và 1 lưu lượng kế để hiển thị lưu lượng để ta dể dàng
điều chỉnh. Khi chiết được 30 giây thì bình chứa sẽ đầy, bơm 1 sẽ tự động ngắt
thông qua timer đã được cài đặt. sau đó bình chứa phẩm sẽ được lấy ra và thay thế
bằng bình rỗng. khi đó ta nhấn nút reset, timer cũng sẽ trở về giá trị 0s và chu trình
sẽ được lặp lại.
- khi đầu dò mực nước báo tank đệm đã hết phẩm, thì bơm 2 sẽ hoạt động để bơm
phẩm vào tank đệm. khi đầu dò mực báo tank đệm đã đầy thì bơm 2 sẽ ngắt. cứ
thế quá trình được thực hiện tuần tự.
GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 22
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
3.2 Tính toán máy chiết rót bán tự động:
3.2.1 tính toán máy bơm:
- Chọn bơm bình thường trong công nghiệp thì 4 yếu tố chính là lưu lượng, cột áp,
độ nhớt và kích thước đường ống.
Chọn bơm:
- Ta chọn loại bơm ly tâm là loại bơm có bộ phận chính là các bánh xe công tác có
các cánh dãn dòng, nó là bộ phận chủ yếu để trao đổi năng lượng với chất lỏng.
Bơm li tâm họat động như sau:
• Chất lỏng được hút vào bánh công tác ( rotor), đi qua
rotor, nhận năng lượng từ rotor rồi đi ra khỏi vỏ.
• Vỏ bơm giúp chuyển động năng này thành tĩnh áp+

GVHD: Nguyễn Tuấn Hùng Trang 23
Đề tài: Thiết Kế, Chế Tạo Máy Chiết Rót Bán Tự Động.
-
Khối lượng riêng của dung dịch cần chiết là 890 kg/m
3
Các thông số kỹ thuật của máy bơm:
- lưu lượng (Q): do có 3 đầu chiết với lưu lượng mỗi đầu chiết là 10 lít/ phút, suy
ra lưu lượng của đường ống chính là 30 lít/ phút.
- Đường kính ống (D):
D =
V
Q
×14.3
4
Trong đó:
D là đường kính ống (m)
Q là lưu lượng trong ống (l/s)
V là vận tốc nước (m/s)
Suy ra, D =
=
×
×
714.3
60
30
4
0.3 dm => D= 30 (mm)
Theo thị trường ta chọn ống ø 34
- Cột áp (H): cột áp của máy bơm là độ gia tăng năng lượng mà một đơn vị trọng
lượng chất lỏng nhận được từ khi vào cho đến khi ra khỏi máy bơm

=
2

2
ω
ρξ
Pa
Ta có Re =
γ
ω
d×
=
6
1010
307.0
−
×
×
= 20 x 10
5
> 10
4
=> dung dịch chảy rối.
Suy ra,
( )
2
64.1Relog82,1
1
−×
=

 H
3
= 1.43 + 2 = 3.43 mét nước cao.
Suy ra, H = 0.7 + 3.43 = 4.13 mét nước cao.
Trong đó,
l là chiều dài đoạn ống : 2 (m).
ρ là khối lượng riêng của dung dịch: kg/m
3
.
ω là tốc độ của dung dịch : m/s.
d là đường kính trong của ống: 28 (mm)
ξ là hệ số trở khán cục bộ xác định theo thông số của nhà sản xuất
λ là thông số trở khán ma sát.
γ là độ nhớt của dung dịch chiết: m
2
/s.
Tính công suất bơm: (P)
P =
η
ω
××
−3
10H
, (w)
Với H là cột áp
ω là vận tốc dung dịch chiết trong ống
η là hiêu suất máy bơm: 0,65 – 0.9.
=> P =
65.0
30102124