新式灌装机的设计与工程分析
机械设计基础中的机械设计案例分析
机械设计基础中的机械设计案例分析机械设计是工程设计中非常重要的一个领域，涵盖了各种机械设备和系统的设计与制造。
在机械设计的学习和实践过程中，案例分析是一种非常有效的方法。
通过分析和研究已有的机械设计案例，我们可以学习到设计思路、解决问题的方法以及设计中的经验教训。
本文将通过分析一个机械设计案例，来探讨机械设计中的一些基础知识和技巧。
案例分析对象为一家食品加工厂所使用的自动灌装机。
这个机器是用来将食品自动装入包装容器中的设备。
在分析这个案例之前，我们首先需要了解自动灌装机的基本构造和工作原理。
自动灌装机主要由料液输送装置、计量灌装装置和操作控制装置组成。
料液输送装置用于输送待灌装料液，计量灌装装置用于控制灌装量，操作控制装置用于控制整个机器的工作。
对于这个案例，我们需要分析的是自动灌装机运行过程中出现的一个问题，即灌装速度无法达到预设要求。
在分析问题的原因之前，我们可以先检查一下机器的各个部件是否正常工作。
首先，我们检查了料液输送装置，发现输送速度是正常的。
然后，我们检查了计量灌装装置，发现计量装置的控制电路存在问题，导致精确计量无法实现。
最后，我们检查了操作控制装置，发现用户在操作过程中没有按照正确的步骤进行，导致机器无法正常运行。
因此，我们可以初步得出结论，灌装速度无法达到预设要求的原因是计量装置的控制电路故障以及操作错误。
针对这个问题，我们可以采取一些解决措施。
首先，我们需要修复计量装置的控制电路问题，确保灌装量的准确计量。
其次，我们需要对操作控制装置进行说明和培训，确保用户按照正确的步骤操作机器。
最后，我们还可以对自动灌装机进行性能优化，提高灌装速度。
例如，我们可以通过优化输送系统的设计，提高物料的输送效率；我们可以采用更快速的控制元件，提高控制效率；我们还可以加强机器的维护和保养，确保机器长期稳定运行。
通过对这个机械设计案例的分析，我们可以学习到以下几点机械设计的基础知识和技巧。
首先，机械设计需要全面考虑系统的各个方面，包括结构、功能、性能等。
灌装机设计论文
摘要灌装机是酒水、饮料类等食品加工行业的关键设备之一。
目前正向着灌装的高速化、精确化；以及智能化、多功能化方向发展。
本文针对传统罐装机性能比较单一、自动化程度低、通用性差，灌装速度调整不方便，而且难以适用瓶形、液体物料及灌装规格的变化等问题，结合全自动液体灌装的工艺流程，分析了全自动液体灌装机的工作过程及其主要部件的功能，重点介绍了全自动液体灌装机关键工作环节的工作原理及控制要求。
全自动液体灌装机实现了灌装生产高速化、精确化、智能化、多功能化以及操作界面人性化的要求。
对灌装工作过程进行实时监控及动态管理，提高了液体灌装的自动化水平，提高了生产效率。
关键词：灌装，包装，灌装机，供瓶系统ABSTRACTLiquid filling machine was one of critical equipments in the filed of food processing for beverages．At present，the development tendency of Liquid filling machine was high speed、accurate、intelligent and multifunction．This paper compared the performance of traditional single．cylinder machine， the lower degree of automation，poor GM，filling speed of adjustment is not convenient，but difficult to apply a bottle—shaped，liquid filling materials and the changes in specifications and other issues，combined with fully automatic liquid filling process processes，analysis of the automatic liquid filling machine of the working process and its main functional parts，focuses on the automatic liquidfilling machine of the key aspects of the work of the working principle and control requirements。
机械原理课程设计之灌装机
欢迎来到本次机械原理课程设计的报告。本报告将带您深入了解灌装机的原 理和设计，让您对工厂生产线上的灌装工艺有更全面的了解。
引言
灌装机在现代工业生产中扮演着重要角色。本节将介绍灌装机的定义和作用，以及在工厂生产中 的重要性。
灌装机的定义和作用
灌装机是一种关键设备，用于将液体、固体或粉末物质装入容器中。它可以 提高生产效率、减少人力成本，并确保产品的准确度和一致性。
气压灌装机
通过气压将液体或固体物质排入容器中。
灌装机的主要部件和原理
灌装机由多个部件组成，包括传送带、灌装头、控制系统等。本节将详细介绍这些部件以及它们 在灌装机工作中的原理。
机械原理在灌装机设计中的应用
机械原理为灌装机的设计提供了基础和指导。本节将探讨机械原理在灌装机设计中的应用，并分 享一些重要的设计原则。
实例分析：灌装机的工作原理解析
通过一个实例分析，我们将深入了解灌装机的工作原理，并展示不同类型灌装机的适用场景和优 缺点。
结论 and 总结
通过本次报告，我们希望您对灌装机有了更全面的了解。灌装机是现代工业生产中不可或缺的设 备，它大大提高了生产效率和产品质量。
Hale Waihona Puke 灌装工艺和流程灌装工艺是一个复杂的过程，涉及到液体的测量、包装材料的选择、灌装速 度的控制等。本节将为您详细介绍灌装工艺的流程和关键步骤。
常见的灌装机分类
定量灌装机
按照预定的量将液体或固体物质灌装到容 器中。
真空灌装机
利用真空负压将液体或粉末物质灌装到容 器中。
重量灌装机
通过称重来控制灌装物质的准确重量。
旋转型灌装机设计
增加语音提示功能，及时告知操作人 员设备的状态和注意事项，提高人机 交互的便利性和安全性。
05
旋转型灌装机设计的实 践与案例
实际应用案例一
设备特点
该饮料生产线的旋转型灌装机设计采用 了高速旋转技术，能够实现快速、准确 地进行灌装。同时，该设备还配备了多 种不同的灌装头和灌装阀，可以根据不 同饮料的特性和需求进行灵活调整。
灌装机构设计
灌装机构是旋转型灌装机设计的关键部分，负责将液体物料准确、均匀地灌装到容 器中。
灌装机构通常由储液罐、灌装阀、流量计等组成，其中灌装阀是实现液体物料灌装 的关键部件。
灌装机构的设计需要考虑到液体的性质、灌装量、灌装速度和精度等因素，以确保 灌装过程的准确性和可靠性。
控制系统设计
1
控制系统是旋转型灌装机设计的核心组成部分， 负责实现机器的自动化控制和监测。
经济性原则
总结词
经济性原则是灌装机设计的实际考虑，要求设备在满足功能、高效和可靠性的基础上， 具备合理的购置和维护成本。
详细描述
在旋转型灌装机设计中，经济性原则涉及到设备的初始投资、运行成本、维护费用等方 面。设备应采用性价比高的零部件和材料，优化设计以降低制造成本，同时考虑设备的 能耗和资源消耗，以提高经济效益。此外，设备的可维修性和可替换性也是经济性原则
应用效果
该设备在实际应用中表现出了高精度、高效 率、高安全性的性能，大大提高了农药生产 线的生产效率和产品质量。同时，该设备还 具有低噪音、低能耗的特点，符合现代企业 的可持续发展要求。
实际应用案例三
设备特点
该化妆品生产线的旋转型灌装机设计采用了 无菌灌装技术，能够确保产品的卫生和安全 。同时，该设备还具有多种不同的灌装头和 灌装阀，可以根据不同化妆品的特性和需求 进行灵活调整。
灌装机技术要求与对策
设备连接方式
灌装机工作原理
1灌装机的输送带入口位置，有2个电 眼，分别是 倒瓶检测、缺瓶检测 2、在转盘第一个卡口位置，有测物 电眼，以便达到无瓶不灌装功能 3、每次灌装，可由触摸屏设定灌装 数量，也可以限定某只灌装头不灌装 4、每次灌装结束，需要由伺服电机 回转，以便保证不滴漏。灌装没结束 就转动转盘，要停机报警，可以修改 灌装速度 5、灌装时，先缓后急，由于灌装头 是潜入式并跟随液位提升，故灌装速 度最好可以跟随液位，以便不产生泡 沫 6、出口有计数电眼，记录生产数量 并换算生产速度 7、转盘和输送带由变频器控制，速 度调节可在触摸屏设定 8、有四个安全门开关 9需要一个三色指示灯
技术要求与对策
触控屏显示项目
1、灌装期间的机器运行状况： ③输送带运行颜色，指针闪动表示运转方向
技术要求与对策
触控屏显示项目
2、异常项目显示，所有的停机报警，都需要在触控屏确认，才可以重新开机 操作 ①由于泵的设置比较慢，导致一个运行周期结束，凸轮开关已经触发，但灌 装还没结束，此时停机报警，并显示问题所在
技术要求与对策
触控屏其他控制状态设置
④点动操作程序，可点动星轮的动作，直到手指离开按键就停机
技术要求与对策
触控屏其他控制状态设置
⑤无瓶不灌装程序：灌装星轮在入口处有测瓶电眼，在生产过程，执行无瓶 不灌装。
技术要求与对策
附加功能
1、实现设备联网功能 ①远程监控生产情况，如操作员、生产型号、生产批次、生产日期等信息
技术要求与对策
触控屏其他控制状态设置
②生产尾段的余量排空生产程序：在输送带测物电眼检测缺瓶后，留在输送 带与星轮中的瓶子，可通过触控屏的余量排空程序，进行生产，由星轮入口 处的测物电眼检测瓶子到位，执行无瓶不灌装操作，将剩余瓶子全部灌装并 送离灌装机星轮。
灌装机设计
前言对40-8型自动灌装压盖联合机进行设计，其包括：进瓶拨轮装置、出瓶拨轮装置、螺旋限位器装置；本文主要对星型拔瓶轮、螺旋限位器、进瓶栏板结构、进行设计及计算，并要了解设备的调试和维护。
星形拨瓶轮是将灌装机的限位机构送来的瓶子，准确地送入灌机中的升降机构或灌满的瓶子从升降机构取下送入传送带的机构。
将定量的液体物料(简称液料)充填入包装容器内的机器称为灌装机械。
因为所要灌入的液体具有流动性，所以所用的容器一般为刚性容器，如聚脂瓶、玻璃瓶(或罐)、金属罐、复合纸盒等。
输送链带、分件供送螺杆、星形拨轮和弧形导板相结合用于容器的输入；同时拨轮也用于容器的输出。
螺旋限位器在包装工业领域内，现以广泛应用多种类型的分件供送螺杆装置，可按某种工艺要求将规则或不规则排列的容器、物件以确定的速度、方向和间距分批或逐个地送到给定的工位。
本设计主要用来分件单列供送正圆柱形的典型组合装置，此分件供送装置是整个灌装设备的“咽喉”，其结构特性的好坏直接影响到产品的质量、工作效率、总体布局和自动化水平。
关键词：星型拔轮机构、螺旋限位、进瓶拦板、包装目录摘要............................. 错误！未定义书签。
Abstract .......................... 错误！未定义书签。
前言. (3)1绪论 ........................... 错误！未定义书签。
1、1灌装机的发展 (3)2总体设计方案 (6)2、1啤酒灌装机的工作原理 (6)2、2液体灌装机的分类与选择 (6)2、2、1液体灌装机的分类 (6)2、2、2液体灌装机的选择 (7)2、3灌装的基本方法 (7)2、4机型的适用范围 (8)2、4、1适用机型 (8)2、4、2灌装压盖方式 (9)2、5工艺分析 (11)2、5、1灌装机的类型及灌装方式的选用 (11)2、5、2包装程序及工艺路线 (12)3星型拔瓶轮设计及计算 (14)3.1星形拨瓶轮方案的确定 (14)3.2拨瓶轮主要结构参数设计计算 (16)3. 3包装容器与拨瓶轮的相对运动 (18)3. 4拨瓶轮主轴的设计计算 (20)3. 5传动齿轮的设计 (22)4 螺旋限位器设计及计算 (23)4. 1螺旋限位器方案确定 (23)4. 2螺旋限位器主要结构参数设计计算 (25)4. 3螺杆螺旋线展开图 (29)5进瓶栏板结构 (31)6设备调试与维护 (32)6. 1整机要求 (32)6. 2拨轮机构 (32)6. 3螺旋限位机构 (32)6. 4进瓶栏板机构 (32)6. 5润滑 (33)6. 6维护基本要求 (33)6. 7安全技术操作规程 (34)7总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)前言本毕业设计说明书是根据2009年青岛理工大学琴岛学院机电系下达工作组的设计任务编写的。
灌装机械课程设计
灌装机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解灌装机械的基本结构及其工作原理，掌握相关术语和概念。
2. 使学生了解灌装机械在工业生产中的应用及其对提高生产效率的作用。
3. 帮助学生掌握灌装机械操作流程和安全规范，了解日常维护与保养的基本知识。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行灌装机械简单部件设计的实际操作能力。
2. 培养学生通过小组合作，分析并解决灌装机械操作过程中遇到的问题的能力。
3. 提高学生实际操作灌装机械的熟练度和准确性。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械工程领域的兴趣，培养其探究精神和创新意识。
2. 培养学生严格遵守操作规程，关注生产安全，形成良好的职业素养。
3. 通过团队合作，培养学生沟通、协作能力和集体荣誉感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，以培养学生的动手能力和解决实际问题的能力为主。
学生特点：学生处于工业技术相关专业高年级，具有一定的专业基础知识和动手能力，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：教师需结合课程内容和学生的特点，采用理论讲解与实践操作相结合的方式进行教学，注重培养学生的实际操作能力和团队合作精神。
在教学过程中，及时对学生的学习成果进行评估和反馈，确保课程目标的实现。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 灌装机械概述：介绍灌装机械的定义、分类及其在工业生产中的应用，对应教材第一章。
2. 灌装机械结构及工作原理：详细讲解灌装机械的主要部件、工作原理和性能参数，对应教材第二章。
3. 灌装机械操作与维护：教授灌装机械的操作流程、安全规范、日常维护与保养方法，对应教材第三章。
4. 灌装机械设计基础：引导学生学习灌装机械设计的基本原则和步骤，结合CAD软件进行简单部件设计，对应教材第四章。
5. 实践操作与问题分析：组织学生进行灌装机械的实践操作，针对操作过程中遇到的问题进行小组讨论和分析，提高解决实际问题的能力。
教学内容安排如下：第一周：灌装机械概述及结构认识；第二周：灌装机械工作原理及性能参数学习；第三周：灌装机械操作流程及安全规范；第四周：灌装机械维护与保养方法；第五周：灌装机械设计原则及CAD软件应用；第六周：实践操作与问题分析。
【文献综述】新型全自动灌装机的结构设计
灌装机的主要工作原理是通过利用控制瓶内液面高度的方法来达到控制灌 装量。该方法——控制液位定量法不仅简单而且可靠，而被广泛应用于灌装设 备中。控制液位定量法的液面高度位置主要是通过控制回液管回液口的高度来 实现。回液管回液口的高度用户可根据灌装量之需要经计算确定后再进行调 节。以适应灌装各种大小瓶子需要[4]。图1.1为灌装机整体图。
由长气缸或丝杆构成，用于推动灌枪的上下移动和停止。升降机构上的位 置探测仪可准确测定灌枪高度，并将信息发送控制仪表，确保灌枪能停在预先 设定的高度上。 6.4 控制仪表
其大尺寸中英双语提示智能显示屏，可及时明确地显示各种重要信息；其 高精度称重传感器信号测量电路，可对输入信号进行快速准确的测量；其可编 程功能，可将所有操作都按下载于仪表中的专用测控软件完成；其多层级密码 数据库，可确保各级人员准确履行自身职责。 6.5 控制系统的构成
2. 缸筒与活塞之间的密封容易磨损。这样在吸入液体的同时，从密封磨损 处容易吸入空气； 而在灌装时又容易从密封磨损处泄漏出液体，从而使灌装量 精度不能保证。
3. 灌装量的调整，是通过改变偏心装置偏心距或改变气缸行程来完成的。 调整过程麻烦而且不准确，影响灌装量的精度。
4. 灌装头出口处的滴漏除了影响灌装量的精度外，主要缺点是污染，容器 和环境。
现代社会对灌装食品的安全要求越来越高，为使灌装出的食品整齐、美观 并且具有良好的包装质量，要求灌装机具有精确的动作、定位精度及较高的生 产率和一定的柔性。因此对灌装机的控制要求越来越高，传统的继电器已经不 能满足现代生产的要求，所以研制高效、经济且有一定柔性的新型灌装机械是 市场的迫切需要。因此PLC控制系统就由为重要了[7]。 6.6.1 PLC功能
文献综述
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摘要在科学技术日益发展的今天，灌装行业越来越受到人们的关注。
灌装行业的发展直接影响到液体灌装的精度，精准的灌装量不仅体现了灌装机械的发展水平，也是对消费者权益的一种保护。
本次设计的灌装机主要适应用矿泉水、果汁以及纯净水等无气液体的灌装，它具有操作简单、成本低廉及可批量生产等特点，可适用于一些中小企业的灌装生产。
它的主要机构有一下几个：供料装置、供瓶装置、托瓶机构、瓶高调节装置以及灌装阀，此外，它的正常运转还需要靠传动系统的带动。
它基本的设计方案是：灌装整体布局是呈立式、旋转型，由洗瓶器出来的瓶子通过传送带传送给供瓶装置，由它分瓶、送瓶给托瓶机构；灌装机的液箱内安装有灌装阀，阀头的喇叭口对准了每一个待灌瓶，液箱内的液体由供料装置供给，液体经供料装置供到液箱中，再通过灌装阀流入每一个空瓶内；待瓶灌满后，再由供瓶装置的星形拨轮拨到传送带然后传送出，运送到下一个工序。
本文从灌装机的基本理论、基本工作原理、基本工作结构以及传动部分的设计上作了阐述，并利用UG软件绘制三维图，从而更直观的反应整体效果。
关键词：灌装机；灌装阀；星形拨轮；传动装置；AbstractToday, with the development of science and technology , the filling industry has been paid more and more attention. The development of filling industry directly affects the accuracy of liquid filling ,the filling precision not only reflects the development level of the filling machine, but also is a kind of protection of the rights and interests of consumers.The design of the filling machine is mainly adapted to use for mineral water, fruit juice and water without liquid filling of gas.It has the advantages of simple operation, low cost and mass production characteristics .The filling production can be applied to some small and medium- sized enterprises of filling production. It has some main institutions,such as feeding device, the bottle supply device, bottle table institutions, the bottle of high regulator device and the filling valve. In addition, its function also needs to be driven by the drive system.The following is its basic design scheme . Its overall mechanism is vertical and rotary. The bottle which comes from washing device conveys through the conveyor belt transmission to the bottle supply device.The device can let the bottle be separated,and then send these bottles to bottle table institutions;The liquid filling valve is installed in the cabinet, and its valve head is admitted to each bottling. The liquid in the liquid box is supplied by feeding device,and then it is delivered through the filling valve to each empty bottle. After the bottle is filled, the installation of the star dial wheel deliver -ed them to the conveyor belt and then sent to the next working procedure.This article describes the basic theory, working principle, structure and transmission part of the filling machine. The use of UG software renders 3D visual effects by drawing its 3D graph.Key words:filling machine; filling valve; star thumbwheel; transmission device目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (V)1 绪论 (1)1.1本课题的设计内容和意义 (1)1.2本课题的国内外发展概况 (1)1.3本课题应达到的要求 (2)2液体灌装机主体机构的方案设计 (3)2.1灌装机的概述 (3)2.1.1 液体灌装机的分类 (3)2.1.2 液体灌装机的选择原则 (5)2.1.3 灌装的基本方法 (6)2.2灌装机的总体方案 (7)2.3灌装机的供料装置 (7)2.4灌装机的供瓶装置 (8)2.4.1 螺旋限位装置 (8)2.4.2 星形拨瓶轮装置 (8)2.5灌装机的托瓶机构 (9)2.6灌装机的灌装阀 (10)2.6.1灌装阀的定量方法 (10)2.6.2 灌装阀的灌装原理 (12)2.6.3 灌装阀的密封 (13)3 灌装机传动部分的设计计算 (14)3.1电动机的选择 (14)3.2减速器的选择 (15)3.3带传动的设计 (15)3.4中心轴的设计 (18)3.4.1 中心轴的材料 (18)3.4.2 中心轴的安装 (19)3.4.3 中心轴的结构尺寸 (20)3.4.4 中心轴的计算 (21)3.4.5 轴上键的选择 (23)3.5中心轴齿轮的设计 (24)3.5.1 齿轮的材料 (24)3.5.2 齿轮的计算 (25)3.6锥齿轮的设计计算 (30)3.7本章小结 (35)4 灌装机的设备调试与维护 (36)4.1设备调试 (36)4.2设备维护 (36)5 结论与展望 (38)5.1结论 (38)5.2不足之处及未来展望 (38)致谢 (39)参考文献 (40)新式灌装机的设计与工程分析1 绪论1.1 本课题的设计内容和意义食品包装是生产生活中必不可少的一个环节，其中液体饮料的灌装占据了很大一块市场。
它在人们的生活中占据的地位的提高，也带动了灌装机械的发展。
灌装机作为液体包装的主要设备，它的研究水平近年来也随着科技的发展，也有了很大的提高。
近半个多世纪以来，随着人们生产与流通日益社会化、现代化，灌装行业正以崭新的面貌为人们所重视。
在国内外，灌装产业已涉及各行各业，对人们生活、国家经济以及国防建设都有深刻的影响，甚至在现实生活中出现了过去难以想象的新场景，灌装机的出现使液体的灌装过程更加方便、快捷，更加自动化。
我国饮料、乳品、啤酒市场得到长期发展的同时也带动了包装机械业的飞速发展。
自从上世纪80年代开始，中国每年都要进口大量的饮料、乳品和啤酒包装机械，至今引进的势头仍然是有增无减。
这些机械大多是高速自动化生产线，可靠性强，产量高，部分设备是当今世界最为先进的机型。
这些生产线的引进，使中国部分饮料、乳品和啤酒企业的包装水平得以与发达国家同步发展。
目前，品包装机械的产值在300亿元人民币左右，而每年进口的食品包装机械约10亿美元。
其中饮料、乳品和啤酒包装机械占有相当大的比重[1]。
灌装是食品生产中重要的环节，而矿泉水及其他无气液体饮料在人们的生活中占据了重要的地位，从而也带动了灌装机械的发展。
本设计是针对矿泉水、果汁等无气饮料的灌装设备的设计，它的主体部分包括6大部分：供料装置、灌装阀、托瓶机构、供瓶装置、瓶高调节装置以及进出瓶装置，其中进出瓶装置又包括进瓶螺旋限位装置、进瓶拨轮装置以及出瓶拨轮装置。
除主体部分外，还有传动部分，本设计主要对进出瓶装置以及传动部分的计算及校核，使之能够符合工作要求，满足生产需要。
大量事实表明，实现灌装行业的机械化和自动化，尤其是实现高度灵活的自动包装线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济利益。
(a)能增加品种花色，提高产品质量，增强市场的竞争能力；(b)能改善劳动条件，降低环境污染，改善生活质量；(c)能节约材料，降低成本，增加材料的利用率；(d)能提高生产效率，加速产品的不断更新换代。
1.2 本课题的国内外发展概况灌装方法的产生源自于人类开始采用容器盛装液体以后。
19世纪末到20世纪初之前，人们通常使用水罐或水杓的方法进行人工灌装或直接将容器浸入液料中进行灌装。
大约在1980年，美国的Horix、Kiefer和U.S.BottLers等三家公司开始制造容器灌装的机械装置。
第一台商业型灌装机是由美国一家名为Kiefer公司制造的，Horix公司也在1920年首次制造了一款重力灌装机，被用于灌装番茄酱，时至今日这家公司仍生产灌装机。
20年代初这几家公司着手生产回转式灌装机，其中U.S公司制造纯真空灌装机。
20世纪以来，灌装机械工业迅速发展，那时灌装的速度取决于人工将瓶子对准灌装阀，等待瓶子灌完所需的时无锡太湖学院学士学位论文间。
今天，回转式自动灌装机的生产能力己达每分钟2000瓶。
我国在解放前夕几乎没有灌装机械，灌装生产绝大部分处于手工操作阶段，非常落后。
之后的70年代初，上海、北京、广州、青岛、烟台等地引进三十多条灌装线，其中有西德Seitz厂、意大利Simonazi公司、美国Merer公司、日本三菱公司，另外还有许多罗马尼亚灌装线。