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1  引　 言
隨著科技進(jìn)步、社會發(fā)展以及人民生活水平提高 ,尤其是加入 WTO后 ,企業(yè)參與激烈的國際市場競爭 ,對商品包裝提出了更高的要求。其中 ,粉粒狀農(nóng)用產(chǎn)品 ,如糧食、種子、飼料、化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用品 ,以及薯片、米花、豆花等農(nóng)副產(chǎn)品的深加工食品 ,都需要大量各種規(guī)格定量包裝。目前國內(nèi)大量農(nóng)用產(chǎn)品仍然采用手工定量包裝。 手工包裝一方面勞動強(qiáng)度大 ,工作環(huán)境惡劣 ,速度慢 ,準(zhǔn)確度低 ,生產(chǎn)效率低 ,經(jīng)濟(jì)效益差;另一方面對采用手工包裝不能符合衛(wèi)生要求的食品、藥品 ,以及對人體有毒有害的物品需要自動化、無人化定量包裝[1, 2] 。 因此實(shí)現(xiàn)大量粉粒狀農(nóng)用產(chǎn)品高速高準(zhǔn)確度自動定量包裝是急需解決的技術(shù)難題。
2 　 粉粒狀農(nóng)用產(chǎn)品自動定量包裝現(xiàn)狀
目前國內(nèi)粉粒狀農(nóng)用產(chǎn)品自動定量包裝有 2種方式[3] : 1)容積式自動定量包裝 ,是基于容積來計(jì)量包裝物料的數(shù)量 ,結(jié)構(gòu)簡單 ,成本低 ,定量速度高 ,但定量準(zhǔn)確度依賴于物料比重的穩(wěn)定性 ,受物料松散程度、顆粒大小均勻程度、吸濕性、結(jié)塊性等物理化學(xué)性質(zhì)的變化影響較大。 主要適用于顆粒大小均勻、自流性好、比重相對穩(wěn)定、價(jià)格較低的農(nóng)用產(chǎn)品定量包裝。 目前農(nóng)用產(chǎn)品自動定量包裝主要采用容積式 ,中小規(guī)格容積式自動定量速度在 40 ～ 60包 /min左右 ,準(zhǔn)確度在± 2 % ～ ± 3 %左右。 由于準(zhǔn)確度差 ,企業(yè)在執(zhí)行《定量包裝商品的計(jì)量監(jiān)督規(guī)定》時(shí) ,為了滿足計(jì)量監(jiān)督部門檢查 ,只能“寧多勿少” ,從而在定量包裝上造成巨大損失[4] ; 2)稱重式自動定量包裝 ,是以重量來計(jì)量包裝物料的數(shù)量 ,與容積式相比 ,結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,成本高 ,定量速度慢 ,但準(zhǔn)確度較高。主要適用于顆粒大小不均勻不規(guī)則、比重不穩(wěn)定、價(jià)格較高的農(nóng)用產(chǎn)品定量包裝。目前中小規(guī)格稱重式自動定量 速度 在 10～ 20 包 /min 左右 , 準(zhǔn)確 度在 ± 1 %～± 1. 5 %左右。 盡管稱重式自動定量包裝在企業(yè)實(shí)現(xiàn)“稱平量準(zhǔn)”上已經(jīng)前進(jìn)了一大步 ,但速度慢 ,仍然不能滿足大量粉粒狀農(nóng)用產(chǎn)品定量包裝要求[4] 。
國外自動定量包裝發(fā)展趨勢是應(yīng)用微電子等高新技術(shù) ,同時(shí)提高定量的速度和準(zhǔn)確度[ 5] 。 如組合式定量包裝 ,速度在 60包 /min以上 ,準(zhǔn)確度在± 1 % 左右 ,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,成本高 ,一套設(shè)備上百萬元 ,國內(nèi)一般企業(yè)難以承受[5] 。 為此本文在實(shí)用新型專利基礎(chǔ)上 [6],借鑒國外的先進(jìn)技術(shù) ,提出一種混合式自動定量包裝新方法 ,以提高定量的準(zhǔn)確度和速度。
3 　 混合式自動定量包裝原理
混合式自動定量包裝系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)包括: 由料倉、粗細(xì)給料管、粗細(xì)給料器及其數(shù)字控制組成給料子系統(tǒng) ,由稱重料斗、投料汽缸、稱重傳感器及其稱重?cái)?shù)據(jù)采集組成稱重子系統(tǒng) ,包裝機(jī)及其控制子系統(tǒng) ,主控微機(jī)。
混合式自動定量包裝是在容積式和稱重式自動定量充填基礎(chǔ)上發(fā)展起來的[7] 。其自動定量整個(gè)過程在主控微機(jī)的協(xié)調(diào)控制下 ,采用多級給料及靜態(tài)稱重實(shí)現(xiàn)。首先由粗給料器采用容積式快速往稱重料斗加入目標(biāo)量的大部分 (主加料 ) ,穩(wěn)定一定時(shí)間后進(jìn)行準(zhǔn)確靜態(tài)稱重 ,而不象稱重式自動定量 ,一邊給料一邊稱重的動態(tài)稱重;然后計(jì)算確定剩余的小部分量 ,并將其換算成細(xì)給料器加料的容積 ,在流量一定的情況下用時(shí)間大小表示;最后控制細(xì)給料器加料 (補(bǔ)加料 ) ,同時(shí)控制稱重料斗投料汽缸打開投料門 ,向包裝機(jī)投料 ,完成自動定量一次循環(huán)過程。
其中 ,給料和稱重分時(shí)進(jìn)行 ,以提高加料速度 ,減少加料沖擊和落差對稱重的影響。細(xì)給料器采用容積式加料 ,但由于加料量少 ,補(bǔ)加料誤差亦小 ,提高了定量準(zhǔn)確度。 同時(shí)細(xì)給料器加料后不再稱重 ,在細(xì)給料同時(shí)就投料 ,進(jìn)一步提高了定量速度。 混合式自動定量包裝綜合了容積式自動定量速度高和稱重式自動定量準(zhǔn)確度高優(yōu)點(diǎn)。

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