小型饮料瓶瓶标剥离机的研制开发

张述功，郭文松，赵　飞

（1.玛纳斯县祥和农机有限责任公司，新疆玛纳斯　832200；2.塔里木大学机械电气化工程学院)

小型饮料瓶瓶标剥离机的研制开发

张述功1，郭文松2，赵飞2

（1.玛纳斯县祥和农机有限责任公司，新疆玛纳斯832200；2.塔里木大学机械电气化工程学院)

摘要：为了实现饮料瓶的造粒再回收，必须要先将饮料瓶的标纸剥离，目前饮料瓶瓶标的剥离还主要是以手工剥标为主，手工剥标不仅消耗大量的劳动力、而且对人身体危害很大。文中介绍了一种新型、高性能的饮料瓶瓶标剥离机。该机利用滚刀棍和刷辊与圆弧刀的配合作用完成瓶标的剥离，在出口处利用风力的作用将剥离后的标纸和饮料瓶分开，试验表明：该剥标机生产效率为100 kg/h，剥标干净率为98%。

关键词：饮料瓶；标纸；剥离机

随着我国经济的快速发展，环境与资源问题已经成为了制约经济发展的瓶颈，所以发展循环经济、走可持续、资源再利用是我国工业化产业升级的必经之路，饮料瓶是一种质量轻、常温状态下无毒、耐摔等特性，因而广泛用于饮料行业，我国是世界上饮料瓶最大的提供国与消费国，据不完全统计，我国每年生产500多万t的饮料瓶，废旧饮料瓶具有巨大的经济价值，据有关专家测算，回收5万t旧可乐瓶、矿泉水瓶等聚酯瓶，相当于年减少30万t石油消耗[1-3]。饮料瓶为了回收造粒，就必须要先将饮料瓶上的瓶标剥离，目前我国大部分地区的剥标依旧采用人工剥标方式，工作量大，效率低，且对人身体伤害较大[4-7]。为此我们研制了一种快速、易操作、易维修、剥标效率高的脱标机来代替人工剥标。

1　饮料瓶瓶标剥离机的结构与工作原理

1.1结构组成

根据我国饮料瓶大部分容量约600 ml，长约为25 cm、瓶体直径约为6 cm以及大量瓶体都是圆柱形，少数瓶体是类似于矩形的特点，针对这样的瓶子结构，本文设计了饮料瓶瓶标剥离机[8],其结构如图1所示。

1.2工作原理

物料从入料口进入，通过滚轴刀卷入轨道，三个滚轴辊与圆弧刀配合剥离标纸，经过三个滚轴辊的转动，可使瓶标大都从瓶体上剥离下来，只有少数碎标粘在瓶体上，再通过刷辊与圆弧刀配合，便可将碎标彻底的从瓶体上刷离下来，由于机体本身有一定的倾斜角，所以不会像其他剥标机那样容易堵塞，利用瓶体与瓶标的质量不同的特性，当物料到达出料口之前，风机便可将瓶体与瓶标分离开来，瓶标从出标口出来后，用布袋将瓶标收集起来以避免环境污染；瓶体则从出料口出来，整个剥标过程操作简单，一人便可操作。

2　主要部件设计

2.1滚刀辊

滚刀辊在整个系统中是比较关键的部件，剥标机的滚轴如图2所示。滚筒表面上焊有辊刀，通过滚刀辊的旋转，滚刀可以将瓶标切开。滚筒直径为30 cm，长50 cm，滚刀材料选择45#钢。刀体采用20CrMnTi制成，20CrMnTi具有良好的耐磨性、强度和韧度。

2.2刷辊

当饮料瓶通过三个滚刀辊到达刷辊时，大部分标纸已经剥离干净，刷辊的作用就是将剩余碎标剥离干净，刷辊如图3所示。刷辊滚筒的直径设计为28 cm，长为50 cm，钢丝的长度设为3 cm。其结构与滚刀辊大致相同。刷辊与滚刀辊配合成为脱标机刀的主动机构，由于瓶体经滚刀辊已经挤压剥标变形，所以瓶体的尺寸会稍微变小一些，因此刷辊直径稍大于滚刀辊直径。刷辊安装在滚刀辊的后面，通过钢刷便可将碎标刷掉，避免了人工二次处理，大大节省了人力。

图2　滚刀辊的三维模型

图3　刷辊的三维模型

图4　圆弧座刀体的设计

2.3剥刀与圆弧座的设计

剥刀对饮料瓶脱标的干净与否起着至关重要的作用。该机剥刀采用锯齿型剥刀，其结构如图4所示。采用此种结构增加了刀与瓶体的接触时间，可使剥标更加干净。刀体材料采用合金钢20CrMnTi，其特点是力学性能的强度极限和屈服极限都比较好。锯齿长度设计为5 mm，宽度依据滚刀辊或者圆弧座的不同而不同，避免锯齿过长容易打断，齿距依照安装在滚刀辊及圆弧刀上的方向不同而改变。将刀体焊接在滚刀辊和圆弧座上，刀体沿轴向分布，如图1所示，每个滚刀辊上排列6组刀，当滚刀辊和刷辊旋转时，即可与圆弧刀配合进行剥标，圆弧座的弧度大小以及过度时的角度及其关键，滚刀辊的直径为30 cm，圆弧座排列5组，其弧度要与滚刀辊及刷辊相适应，尤其是每个圆弧座，其角度设置非常关键，否则可能造成瓶体阻塞。

3　主要特点及试验情况

该机带有滚刀辊和刷辊和圆弧刀，大大的增加了瓶体与刀的接触面积，并且可以利用刷辊将碎标彻底刷离干净，不像其他脱标机那样，瓶体已经挤压变形而标纸没有彻底剥离，只能通过人力进行二次剥标。该机具有一定的倾斜角度，当瓶体进入入料口时，可以比较容易的进入滚刀辊进行剥标，不易堵塞，大大的提高了剥标效率，而且机械部件不易受损。当瓶子与标到达出料口之前，会经过风机的风口，通过风机将瓶体和瓶标分开，瓶标从上出标口或侧出标口吹出，可用布袋收集。

2014年10月在新疆昌吉州玛纳斯县祥和农机有限公司对该机进行了试验，试验对象：，长约为25 cm、瓶体直径约为6 cm、容积为600 ml的饮料瓶，试验数量2000个。试验结果表明：该剥标机生产效率为100 kg/h，瓶标剥净率为98%，主要适用于常用的容量约为600 ml的小型饮料瓶，能够完成饮料瓶剥标作业。

参考文献：

[1]张志国，张子元.废旧饮料瓶的智能化回收之路[J].绿色中国，2013（2）：22～25.

[2]钟证.饮料瓶含致癌物技术层面安全问题仍待解[N].中国工业报，2013-3-20（B020）.

[3]克朗斯.PET瓶回收再利用新技术[J].中国食品卫生杂志，2008(04).

[4]王宁，王益龙，李莉，萧扬眉.废饮料瓶的处理利用技术新进展[J].工程塑料应用，2007（12）.

[5]废旧饮料瓶的回收利用技术[J].技术与市场，2006（2）.

[6]回收系统联成网络，饮料瓶罐变废为宝[J].再生资源研究，2005（2）.

[7]赵飞，郭文松，段海龙.饮料瓶自动瓶标剥离机的研究现状分析[J].中国科技投资，2013（A32）:416～417.

[8]郭文松,赵飞.一种饮料瓶瓶标自动剥离机[P].中国专利，ZL201320852654.8，2013-12-23.

收稿日期：2014-12-18

文章编号：1007-7782（2015）01-0008-02

中图分类号：TS206.5

文献标识码：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.01.003