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幾種全自動(dòng)定量包裝機(jī)的計(jì)量原理

在商品流通中人們對小袋商品的包裝提出了越來越高的要求,不僅要求包裝美觀、 便于運(yùn)輸、 儲(chǔ)存、使用方便和產(chǎn)品保質(zhì),而且要求包裝袋內(nèi)的商品計(jì)量準(zhǔn)確,誤差小。“計(jì)量”是包裝過程中的重要組成部分,因此商品包裝的精確計(jì)量是包裝行業(yè)時(shí)刻關(guān)注的一項(xiàng)重要課題。為此,我們將多年來和企業(yè)合作研制的容積式和動(dòng)態(tài)稱重式計(jì)量裝置方案總結(jié)、 比較如下 。

一 、 容積式定量包裝計(jì)量裝置

容積式定量包裝計(jì)量裝置適用于視密度穩(wěn)定 、 容量較小的物料包裝計(jì)量。其結(jié)構(gòu)簡單 ,計(jì)量速度快,成本低,但準(zhǔn)確度低( 一般只能達(dá)到 3%～ 1. 5% ) 。

1.容杯式定量包裝計(jì)量裝置

容杯式定量包裝計(jì)量裝置 ,分為固定和可調(diào)容杯式定量包裝計(jì)量裝置兩種。

固定容杯式定量包裝計(jì)量裝置有兩種類型, 一種適用于顆粒狀、粉狀物料包裝; 另一種適用于粉狀物料包裝 。

適用于顆粒狀、粉狀物料包裝主要由料斗、 定量杯、 轉(zhuǎn)盤、 刮板 、 粉罩、 活門、 轉(zhuǎn)軸及機(jī)架等組成。其工作原理為 : 轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)定量杯在轉(zhuǎn)軸的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)入由刮板隔斷的料倉時(shí),向其內(nèi)充填物料,同時(shí)料斗補(bǔ)充物料,以便定量杯充滿物料 ; 當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)出由刮板隔斷的料倉時(shí),刮板將其上口物料刮平,保證各杯料高一致 ; 當(dāng)定量杯轉(zhuǎn)到卸料口時(shí) ,由固定在機(jī)架上的頂桿撥開其底部的活門,物料經(jīng)下料管落入包裝袋,落料完畢再由頂桿關(guān)閉其底部的活門,完成計(jì)量自動(dòng)落料的動(dòng)作要求。

適用于粉狀物料包裝主要由料斗 、 定量杯 、 滑板、滑座、 滑座蓋、 支座、 攪拌器及機(jī)架等組成 。其工作原理為: 滑板帶動(dòng)定量杯在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下做等幅往復(fù)滑移,攪拌器勻速轉(zhuǎn)動(dòng)防止物料結(jié)塊 ,當(dāng)定量杯滑到料斗的下料口時(shí),其內(nèi)充填物料, 不僅保證了定量杯中能夠充滿物料,而且保證了其內(nèi)物料比重均勻,當(dāng)定量杯滑出料部下料口時(shí), 滑座蓋將其上刮平, 保證其料高一致; 當(dāng)定量杯滑到漏斗上口時(shí), 其內(nèi)物料經(jīng)漏斗落入包裝袋,完成計(jì)量自動(dòng)落料的動(dòng)作要求。后者比前者生產(chǎn)效率低,但能更好地適應(yīng)粉料計(jì)量 。

可調(diào)容杯式計(jì)量裝置適用于物料視密度變化對準(zhǔn)確度有較大影響的顆粒狀、粉狀物料包裝 。主要由料斗、 可調(diào)量杯、 旋轉(zhuǎn)盤 、 定盤、 刮板、粉罩、調(diào)整機(jī)構(gòu)、 控制裝置及機(jī)架等組成。其工作原理為: 旋轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)可調(diào)量杯( 由固定杯和可調(diào)杯組成) 、下刮板隨轉(zhuǎn)軸在原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 當(dāng)可調(diào)量杯隨旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)入料斗底部時(shí) , 料斗中的物料自動(dòng)填充量杯,并由固定在料斗上的上刮板( 由收集板和刮平板組成) 將杯口刮平,保證旋轉(zhuǎn)盤上不積物料和各可調(diào)量杯料高一致; 當(dāng)計(jì)量杯再轉(zhuǎn)至定盤的長圓孔卸料口時(shí) ,可調(diào)量杯中的物料落入包裝袋的同時(shí), 固定在可調(diào)杯后與可調(diào)杯同步旋轉(zhuǎn)的下刮板將可調(diào)杯滲出的物料刮至卸料回落入包裝袋, 完成計(jì)量自動(dòng)落料的要求。可調(diào)杯的上端套在固定杯的外表面 ,下端與定盤接觸 ,并在定盤上滑動(dòng) ; 可調(diào)杯與固定杯內(nèi)表面組成的內(nèi)腔為計(jì)量容腔 ; 可調(diào)杯與定盤在調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用下可上下滑動(dòng) , 以改變計(jì)量容腔的容積。調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整軸兩個(gè)外伸端上, 一端與伺服電機(jī)直接相聯(lián), 另一端與手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)絞合式聯(lián)接 ,因此可實(shí)現(xiàn)計(jì)量的手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié) 。

2.轉(zhuǎn)鼓式定量包裝計(jì)量裝置

轉(zhuǎn)鼓式定量包裝計(jì)量裝置是依靠轉(zhuǎn)鼓外線穿腔和殼體內(nèi)表面形成的密封容腔實(shí)現(xiàn)計(jì)量的。適用于密度穩(wěn)定和流動(dòng)性好的物料包裝。

轉(zhuǎn)鼓式定量包裝計(jì)量裝置分為扇形轉(zhuǎn)鼓定量包裝計(jì)量裝置和槽形截面可調(diào)容腔的圓柱形轉(zhuǎn)鼓定量包裝計(jì)量裝置兩種。扇形轉(zhuǎn)鼓定量包裝計(jì)量裝置 ,主要由料斗、 轉(zhuǎn)鼓 、 殼體及機(jī)夾等組成 。其工作原理為:轉(zhuǎn)鼓在傳動(dòng)軸的作用下作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)鼓上的扇形槽轉(zhuǎn)到料斗下部的進(jìn)料管位置時(shí),物料從料斗經(jīng)進(jìn)料管落入轉(zhuǎn)鼓的扇形槽; 當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)出進(jìn)料管位置時(shí), 由殼體內(nèi)表面將扇形槽內(nèi)多余物料刮去,保證轉(zhuǎn)鼓外線容腔和殼體內(nèi)表面形成的密封容腔內(nèi)的物料體積一致; 當(dāng)計(jì)量腔隨轉(zhuǎn)鼓到出料管時(shí),物料經(jīng)出料管落入包裝袋,完成計(jì)量自動(dòng)落料的要求。槽形截面可調(diào)容腔的圓柱形轉(zhuǎn)鼓定量包裝計(jì)量裝置, 主要由料斗 、 轉(zhuǎn)鼓、 殼體、 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及機(jī)夾等組成 。其工作原理同扇形轉(zhuǎn)鼓包裝。它是通過轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲,改變計(jì)量容腔中柱塞板的位置來實(shí)現(xiàn)計(jì)量調(diào)節(jié)的。

3.柱塞式定量包裝計(jì)量裝置

適用于粉狀 、 顆粒狀和粘稠物料包裝 。更適用于流動(dòng)性小 、 易結(jié)塊和產(chǎn)生架橋等柱塞現(xiàn)象的物料包裝。主要由料斗、殼體 、 柱塞及機(jī)架等組成 。其工作原理為: 柱塞在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng), 當(dāng)柱塞向左移動(dòng)時(shí) ,轉(zhuǎn)閥順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉出料管打開進(jìn)料管,料斗中的物料經(jīng)進(jìn)料管被吸入柱塞和殼體形成的容腔實(shí)現(xiàn)計(jì)量 ; 當(dāng)柱塞向右移動(dòng)時(shí) ,轉(zhuǎn)閥逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉進(jìn)料管打開出料管 ,物料被推入出料管落入包裝袋 ,完成計(jì)量自動(dòng)落料的要求。

4.螺桿式定量包裝計(jì)量裝置

螺桿式定量包裝計(jì)量裝置是一種利用螺旋給料器來完成計(jì)量的裝置。在每一裝料循環(huán)中, 只要精確控制螺桿的轉(zhuǎn)數(shù), 就能獲得所要求的計(jì)量。該裝置的裝料距離短, 很少飛揚(yáng)粉塵 ,且速度快, 適用于粉狀物料包裝 。但計(jì)量螺桿加工精度和成本高 。

主要由驅(qū)動(dòng)裝置 、 計(jì)量螺桿 、料斗、攪拌器及機(jī)架等組成。其工作原理為 : 驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)計(jì)量螺桿和攪拌器由送料口送入計(jì)量管 ,經(jīng)接料斗落入包裝袋, 完成計(jì)量自動(dòng)落料的要求。
 

上述幾種方案都是非連續(xù)式落料方案, 有利于制袋包裝的橫封, 并能保證計(jì)量容腔中的物料與落入包裝袋中的物料容積保持一致。雖然其結(jié)構(gòu)簡單, 動(dòng)作靈活,計(jì)量速度快,成本低 ,但是計(jì)量容腔的制造誤差 、 物料的密度變化都會(huì)直接影響計(jì)量精度, 故只適用于定量準(zhǔn)確度要求不高的場合 。

二、稱重式動(dòng)態(tài)定量包裝計(jì)量裝置

稱重式動(dòng)態(tài)定量包裝計(jì)量是指對變化或運(yùn)動(dòng)中的物料進(jìn)行定量稱重計(jì)量的方式。適用于易吸潮結(jié)塊、 顆粒不均勻及視密度變化較大等物料的計(jì)量 。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,計(jì)量速度慢 ,成本高, 但準(zhǔn)確度高( 能達(dá)到 1%～ 0. 1 % ) 。

1.連續(xù)稱重式計(jì)量

連續(xù)稱重式計(jì)量實(shí)質(zhì)上是定時(shí)計(jì)重量。通過閉環(huán)控制系統(tǒng) ,控制物料的穩(wěn)定流量及其流動(dòng)時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)量。

連續(xù)稱重式定量包裝計(jì)量裝置主要有電子皮帶秤和螺旋秤。電子皮帶秤適用于粉粒物料包裝。主要由料斗 、 輸送裝置 、 計(jì)量秤、傳感器、 稱重調(diào)節(jié)控制器及機(jī)架等組成 。其工作原理為 : 當(dāng)物料由料斗經(jīng)自動(dòng)控制閘門流到輸送帶上時(shí) ,連續(xù)勻速運(yùn)轉(zhuǎn)的輸送帶將物料帶到秤臺(tái), 皮帶秤立即測出該段皮帶上物料的重量 ,并將物料容重變化經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)傳給稱重調(diào)節(jié)控制器 , 控制粒斗自動(dòng)調(diào)節(jié)閘門的開度 ,保證物料流量的穩(wěn)定 。再經(jīng)與皮帶電子秤同步運(yùn)轉(zhuǎn)的等分盤, 將皮帶秤輸送帶上某段范圍內(nèi)的物料分成分量相等的充填量落入包裝袋, 完成計(jì)量自動(dòng)落料。螺旋秤適用于不會(huì)產(chǎn)生粘附和起拱的顆粒物料。主要由料斗、伺服電機(jī)、螺桿給料器 、 擋板、 傳感器 、 調(diào)節(jié)控制器及機(jī)架等組成。其工作原理為: 伺服電機(jī)帶動(dòng)螺桿給料器作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并將料斗中的物料由螺桿給料器向前推動(dòng)經(jīng)下料口落到擋板上; 物料對擋板沖力的垂直分量能經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳給調(diào)節(jié)控制器, 并由調(diào)節(jié)控制器調(diào)節(jié)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速 , 改變物料的流量。由于傳感器的輸出信號(hào)的強(qiáng)弱與物流沖力成正比 ,所以能夠保證物料流量穩(wěn)定, 達(dá)到準(zhǔn)確定時(shí)計(jì)量的目的。再經(jīng)與螺桿秤同步運(yùn)轉(zhuǎn)的等分盤將螺桿給料器推出的某段范圍內(nèi)的物料分成分量相等的充填量落入包裝袋,完成計(jì)量自動(dòng)落料的要求。

2.非連續(xù)稱重式定量包裝計(jì)量

非連續(xù)稱重式定量包裝計(jì)量 , 實(shí)質(zhì)上是通過閉環(huán)控制系統(tǒng),控制進(jìn)入秤斗物料多少進(jìn)行計(jì)量。適用于粉粒物料包裝 。

非連續(xù)稱重式定量包裝計(jì)量裝置 ,可分為利用槽式振蕩器供料和利用螺旋桿供料兩種形式。利用槽式振蕩器供料主要由料斗、槽式振蕩器、秤斗、稱重傳感器、 控制系統(tǒng)、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)及機(jī)架等組成。其工作原理為 : 槽式振蕩器將料斗內(nèi)的物料 ,由粗給料調(diào)節(jié)閘門和細(xì)給料調(diào)節(jié)閘門控制成一定厚度, 分別通過振動(dòng)槽和槽端的粗加料開關(guān)閘門和細(xì)加料開關(guān)閘門流入秤斗,與秤斗直接接觸的稱重傳感器將物重直接變成電信號(hào)傳給單片機(jī)控制系統(tǒng) ,并與設(shè)定值進(jìn)行比較 ,當(dāng)秤斗內(nèi)的重量達(dá)到設(shè)定值的 90%時(shí),發(fā)出粗加料終了信號(hào) ,使槽式振蕩器的粗加料開關(guān)閉門在氣缸或電磁鐵的作用下關(guān)閉出料口, 由細(xì)給料振蕩槽單獨(dú)供料 ,直至發(fā)出滿秤信號(hào) ,使槽式振蕩器的細(xì)加料開關(guān)閘門在氣缸或電磁鐵的作用下關(guān)閉,槽式振蕩器停振, 并下達(dá)放料指令 ,在氣缸或電磁鐵的作用下通過秤斗門撥桿打開秤斗門, 物料經(jīng)充填斗落入包裝袋, 完成計(jì)量自動(dòng)落料。利用螺旋桿供料的主要由料斗、 步進(jìn)電機(jī)、秤斗 、 供料螺桿 、 稱重傳感器 、 控制系統(tǒng)、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)及機(jī)架等組成。不同之處 ,是該裝置通過控制步進(jìn)電機(jī)單位時(shí)間的驅(qū)動(dòng)脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)給秤斗的快 、慢速加料 。實(shí)質(zhì)上是控制供料螺桿的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)角度完成動(dòng)態(tài)供料的。

三、 結(jié)語

稱重式動(dòng)態(tài)定量包裝計(jì)量裝置與容積式定量包裝計(jì)量裝置相比雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、計(jì)量速度慢、 成本高,但是單機(jī)不僅能夠滿足多品種、 多計(jì)量的粉粒包裝要求,而且計(jì)量準(zhǔn)確。隨著科技進(jìn)步和組合秤的使用不僅提高了稱重式動(dòng)態(tài)計(jì)量裝置的計(jì)量速度,而且大大降低了成本。因此,動(dòng)態(tài)計(jì)量包裝作為包裝行業(yè)的發(fā)展方向, 一定會(huì)得以迅速發(fā)展和不斷提高完善 。當(dāng)然,根據(jù)不同物料和不同準(zhǔn)確度要求, 我們可以選擇不同的定量裝置滿足包裝行業(yè)的不同需要。

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