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感应封口机原理

1、感应封口发展简史
    早在19世纪处热门呢就发现了电磁感应现象,知道出于交变磁场中的导体内会产生感应电流而引起导体发热,但是,长期以来人们视这种发热为损耗,并为保护电气设备和提高效率而千方百计的减少这种发热,直到19世纪末才开始开发和利用这种热源进行有目的的加热、熔炼、淬火、焊接、热处理等,随之出现了各种形式的感应加热设备,而感应封口技术于20世纪60年代中期问世。
2、感应封口的原理
    感应封口这一曾认为神秘的技术其实并不难以理解,感应封口是“感应电源”通过“感应封头”(感应线圈)形成的涡流(感应电流)将点能传递给“感应封头”下面瓶盖中的铝箔,而电能在铝箔内部转变为热能,将涂布于铝箔上的聚合物(内衬材料)沿瓶口火罐口熔化,此时与加在瓶口上的压力共同作用,使内置密封融化于瓶口端,从而产生封闭密封的过程,由此而知感应封口是一个不接触的热处理过程,密封过程发生在灌装和加盖过程之后,加盖的容器经过安装在传送带上的感应装置而实现密封,美国食品药膏管理局(FDA)认定感应密封可以有效地保留开启痕迹。
3、感应封口机的组成
    感应封口机标准系统有两个主要部件组成,感应电源和感应封头。电源相当于发电机,在中高频段运行,封头是一个塑料盒子,里面装有感应线圈。
3.1 感应电源
焦耳热的公式:Q=0.24I2RT
Q :涡流通过铝箔产生的热量(J)
I :涡流有效值(A)
R :铝箔的等效电阻(欧姆)
I :铝箔通过封头的时间(S)
    根据焦耳热公式,要达到封口密封所需要的热量与三个因素有关:一、感应电源;二、瓶盖铝箔的大小;三、输送线的速度不同的感应电源有着不同的发热功率,而发热功率与电源的频率和磁场强弱有关,感应线圈中流过的电流越大,其产生的磁通也就越大,因此提高感应线圈中的电流可以使铝箔中产生的涡流加大;同样提高工作频率也会使铝箔中的感应电流加大,从而增加发热效果,使铝箔升温更快,因此,感应电源的功率大小的选择取决于瓶盖的大小和输送线的设定速度。
3.2 感应封头
    感应封头的设计与具体应用有关,密封头通常采用平板式和槽式,平板式密封头形成的磁场覆盖范围较宽,可用于密封大盖;槽式密封头磁场集中于盖的周围和上方,通常产生均匀的电磁场和一致的密封效果。


         槽式封头                          加高槽式封头                 平板式封头
4、密封材料
    瓶盖内置密封材料的选择与具体应用有关,多种材料组合可用于内置密封,包括泡沫或纸板与铝箔合成的密封材料,内置密封材料还可以印刷顾客的标志和注册商标或其他信息,如“保险密封”的标示,当内置密封由两件组成时,受热的铝箔将蜡层熔化,熔化之后的蜡被纸板吸收,并将铝箔和纸板分离。
        封口后内衬密封材料与瓶口的粘合程度有两种,一种是内衬密封可以非常坚固可靠,必须将密封破坏之后才可接触到包装物,另一种情况是密封又可轻易剥离,有很多因素可决定到底使用哪种内衬材料,选择最适合您的那一种,我们建议您与内衬材料的供应商联系,不过不管那一种内衬材料必须与容器材料相匹配,不匹配的聚合物溶化后与瓶子的材料不会粘合。
5、容器材料
    包装容器的材质可以是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、ABS等,带塑料旋盖的塑料容器最容易密封,其它情况会相对复杂些,感应密封也可用于玻璃容器或带金属盖的容器,但这两种应用情形均较复杂,玻璃容器瓶口须预先处理才可使其瓶口易于密封,对带金属的容器进行密封虽然技术上可行,但还又许多具体问题需要考虑,密封设备将对内置密封铝箔和金属盖本身加热,金属盖受热后不易冷却,会将容器瓶口处的塑料螺纹熔化,因此又可能产生安全问题。


6、散热方式
    感应封口过程会产生大量的热,众所周知,电子元件在运作的时候,无法达到100%的效率,所流失的能量绝大部分都转换成为热量发散,但是对于电子元件来说,温度每上升10℃,其寿命就减少到原来的一半甚至更短,这就是电子元件随温度而变的特性。所以大量的热能会影响感应封口系统中电子元件及感应线圈的寿命,若系统的散热不好,轻则影响系统使用的稳定性,重则损坏整个系统,所以一般感应封口机都设有温度传感器,过热会自动报警。 传统散热方法是使用水冷却方式,但在最近几年,电源技术的发展使风冷式密封日受青睐,如今,使用风冷散热方式的感应电源可用于供给过去只能使用水冷的生产线,此外,与水冷相比,风冷式装置造价低,省去了对水箱循环系统的维修。所以如今水冷式系统只在小范围内使用,风气式密封系统的用途要广泛得多。
7、电源驱动
    由感应封口机原理我们知道,感应电源必须给感应线圈提供一个交变的电流才能使感应线圈形成电磁场,而感应电源有集中驱动方式,一时使用大功率电子管,低电压大电流高频率,采用这种方式,感应线圈必须要有很好的散热方式,一般用水冷方式散热,二是使用IGBT单管,高电压小电流高频率,一般是手持式或者台式感应封口机采用这种驱动,三是使用IGBT模块,在线式感应封口机采用这种驱动。
    感应封口机的电磁频率一般在20-50KHZ,对人体无损害。


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