飲料產品在我們的生活中隨處可見，在生產過程中一般需經過配料、灌裝、包裝等工藝，自動灌裝機是生產過程中的核心設備之一。調配好的料液通過進料管輸人灌裝機，進料管處于固定靜止狀態，而在生產時灌裝機處于旋轉狀態，因此需要實現進料管和灌裝機之間的動態密封[。目前國際、國內各種型號的灌裝機的動態密封主要采用“V型”密封圈來實現。"V型”密封圈安裝在靜止管道上，與旋轉管道的內壁接觸摩擦實現密封，此種動態密封技術的特點是:對灌裝機的旋轉精度要求高;對密封圈的耐熱性、耐磨性、耐酸堿性要求高;密封圈易老化、壽命短、更換難度大;灌裝機的旋轉管道內壁易磨損且不易修復等。如何進行技術改進，有效的解決傳統設計的不足，這已經成為飲料生產等行業的熱點問題之一。
一、傳統動態密封
1 .傳統動態密封結構介紹
傳統的灌裝機進料管動態密封結構是直接采用"V型”密封圈，實現內、外管道之間的圓周密封。如圖所示，料液自下而上從外部進料管道輸人到灌裝閥，先后經過外部進料管道一進料對接管一內部密封管一旋轉進料管一分配器一灌裝閥一瓶子，從內部密封管向下的各部件固定在設備機架上，從旋轉進料管向上的部分隨灌裝機旋轉。如圖所示，為管道密封結構局部放大圖，傳統的動態密封結構在內部密封管和旋轉進料管之間設計了管道密封環，在管道密封環上裝配兩只保護支撐環和一只“V型”密封圈，從而實現了靜止管道與旋轉管道之間的密封。
2分析
在實際使用過程中，作者發現傳統動態密封結構雖然密封效果好，但也存在一定的不足之處，主要體現在動態密封的機械結構和密封圈的選用上。
（1）傳統的機械結構導致了密封圈及旋轉進料管的決速磨損
①灌裝機的直徑通常達到1.5 m以上，在轉動時，徑向跳動誤差偏大，引起上、下進料管同軸度誤差較大，導致密封圈圓周受力不均勻，局部擠壓力過大而引起密封圈及旋轉進料管的內壁快速磨損;
②傳統的機械結構在更換密封圈時對裝配精度要求高，需保證上、下進料管道的垂直度與同軸度，其誤差不超過15mm，但由于更換后無法通過工具進行測量校正，只能依靠技術人員的經驗，若不垂直或不同軸，必然會引起密封圈和旋轉進料管的受力不均勻，加速了二者的磨損。
（2） "V型”密封圈的成本高:由于灌裝機需定期進行酸、堿清洗以及熱水殺菌，溫度變化大，對密封圈的耐熱性、耐磨性、耐酸堿性要求很高，需采用進口的高分子材料制作，價格昂貴。
（3）維修成本高:密封圈的使用壽命一般為3個月，在生產過程中需定期更換，若旋轉進料管的內壁出現磨損，則需及時更換旋轉進料管，否則會降低密封效果并加速密封圈的磨損，而這2種部件的成本均比較高。
（4）故障率高，易耽擱生產:由于傳統動態密封技術故障率高，生產過程中易漏液，浪費大，同時由于更換密封圈時維修時間較長，直接影響生產線的正常運行。
針對傳統的動態密封結構中的諸多缺點，作者逐一進行了分析研究，設計了一種新型動態密封結構，解決了現有傳統動態密封結構的不足，實現了灌裝機進料管動態密封成本低、故障少，易維護等特點。
二、.新型動態密封結構
1.新型動態密封結構的設計與裝配
如圖所示，是新型動態密封技術局部裝配圖，在傳統動態密封的機械結構基礎上設計增加了一對碳化硅密封圈、壓力彈簧、彈簧定位柱、0型密封圈等，采用彈簧結構，實現了上下管道的柔性連接，使上、下2段進料管道同步旋轉，將摩擦密封面轉移到兩只碳化硅密封圈處。一方面，消除了由于灌裝機旋轉時的跳動誤差和上、下2段進料管的同軸度誤差及垂直度誤差產生的影響，另一方面，"V型”密封圈與旋轉進料管相對靜止，有效保護了“V型”密封圈與旋轉進料管不受磨損，大大延長了二者的使用壽命，降低的設備故障率及維修成本，同時此“V型”密封圈可采用"0型”密封圈取代，進一步降低了備件成本。
上圖為新型動態密封結構的局部示意圖，根據內部密封管下端法蘭和進料對接管的尺寸設計上、下2只不銹鋼法蘭，嵌套2只碳化硅密封圈(具體的安裝位置如圖所示)，其中一只碳化硅密封圈安裝在內部密封管的下端法蘭上，密封面朝下，另一只安裝在進料對接管的上端，密封面朝上，在法蘭的接縫處均采用0型密封圈密封，6只壓力彈簧及相應的彈簧定位柱如圖4所示進行裝配。內部密封管在其自有重力及彈簧壓力作用下，使得上、下2只碳化硅密封圈的密封面緊密接合，起到良好的密封作用。在灌裝機旋轉時，旋轉進料管與灌裝機同步轉動，通過彈簧定位柱及彈簧的作用力，內部密封管也發生同步轉動，實現“V型”密封圈與旋轉進料管的內壁相對靜止，從而將旋轉摩擦面轉移到兩只碳化硅密封圈的密封面上。目前碳化硅密封圈的加工技術比較成熟，其密封面的光潔度可達到鏡面的水平，灌裝機旋轉過程中在彈簧的柔性作用力下，可以有效抵消上、下同軸度及垂直度的誤差，確保上下密封圈的緊密接觸，對液體有良好的密封性。
2.新型動態密封結構的優點
該新型動態密封結構于2008年應用于灌裝機的進料管動態密封，通過3年的使用實踐證明，與傳統的動態密封結構相比，新型動態密封結構對其不足之處有了顯著的改善。
三、結論
新型動態密封結構在各項指標上均優于傳統結構，密封圈的使用壽命得到明顯提高，安裝難度降低，同時節約了能源、原材料、備件等方面的成本，是對飲料灌裝機進料管道動態密封技術的突破和創新，具有良好的推廣前景。
