CN103381892B - 全自动称重包装系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动称重包装系统及其控制方法。全自动称重包装系统的第一料罐、第二料罐及混合料仓的底部分别设有第一出料阀门、第二出料阀门和第三出料阀门，两个料罐的顶部均安装有一个风机，第一、第三出料阀门分别经第一、第二螺旋粉体计量秤和混合料仓相连，第三出料阀门和包装机构相连，两个螺旋粉体计量秤、三个出料阀门、混合料仓、包装机构分别和控制电路电连接。控制方法为，控制电路将实时测得的重量、流量等参数进行分析和处理，发出相应的控制信号进行流量控制、开闭阀门及相关设备的启停控制，从而实现两种物料的称重、混合及包装的全自动化控制。本发明称量精确，降低扬尘，减少污染，减少劳动力，提高工作效率。

Description

全自动称重包装系统及其控制方法

技术领域

本发明属于包装机械领域，尤其涉及一种集称重、搅拌和包装于一体而且精确度高、减少污染、提高效率的全自动称重包装系统及其控制方法，适合微小颗粒或粉末类物料的包装。

背景技术

目前民用、化工等行业的微小颗粒或粉末类物料的包装虽然都已实现自动称量和包装，但是仍存在称量和包装精确度不高的问题，特别对于包装粉末类物料，存在比较大的扬尘问题，从而影响称量和包装的精确度，还污染环境，影响工作人员的身体健康。而且一般这种包装只针对一种单纯物料的包装，如果要将两种物料按设定量进行混合和搅拌，再进行包装，仍需工作人员先称量、再混合和搅拌、最后包装进行分工操作，因此存在劳动强度大、效率较低的问题。

发明内容

本发明主要解决原有称重包装设备只针对一种单纯物料的包装，无法将两种物料按设定量进行混合和搅拌，再进行包装，需工作人员进行分工操作，存在劳动强度大、效率较低的技术问题；提供一种全自动称重包装系统及其控制方法，其集称重、搅拌和包装于一体，由机器自动控制完成，称量和包装精确，减少劳动力和劳动强度，提高工作效率。

本发明同时解决原有称重包装设备在包装粉末类物料时，存在比较大的扬尘问题，从而影响称量和包装的精确度，还污染环境，影响工作人员的身体健康的技术问题；提供一种全自动称重包装系统，其能有效降低扬尘，从而提高称量和包装的精确度，同时大大减少对环境的污染，减少对工作人员身体健康的伤害。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的全自动称重包装系统，包括第一料罐、第二料罐、第一螺旋粉体计量秤、第二螺旋粉体计量秤、混合料仓、包装机构和安装有控制电路的控制柜，所述的第一料罐、第二料罐及混合料仓的底部分别设有第一出料阀门、第二出料阀门和第三出料阀门，所述的第一、第二螺旋粉体计量秤均包括相连的计量给料螺旋管和调速给料螺旋管，所述的调速给料螺旋管上设有测速传感器，所述的第一料罐依次经第一出料阀门、第一螺旋粉体计量秤上的计量给料螺旋管、调速给料螺旋管和所述的混合料仓相连，所述的第二料罐依次经第二出料阀门、第二螺旋粉体计量秤上的计量给料螺旋管、调速给料螺旋管和所述的混合料仓相连，所述的第三出料阀门和所述的包装机构相连，所述的第一料罐、第二料罐的顶部均安装有一个抽气的风机，所述的第一、第二螺旋粉体计量秤的计量给料螺旋管、调速给料螺旋管和测速传感器及第一、第二和第三出料阀门、混合料仓、包装机构分别和所述的控制电路电连接。螺旋粉体计量秤，是在吊挂式螺旋计量秤与变频调速皮带秤的基础上进行了改进，用橡胶耳轴代替了十字簧片作为支点，进料口中心在支点上，减少了仓压对螺旋粉体计量秤的影响，在螺旋粉体计量秤的前部用一支拉力传感器把螺旋秤吊起。第一料罐和第二料罐顶部有加料口，通过工人将物料投放入料罐中。计量给料螺旋管对从料罐出来的物料进行称量，调速给料螺旋管控制流向混合料仓的物料的流速，测速传感器实时检测物料的流速，并输送给控制电路，控制电路根据设定流量与实际流量差值自动计算出调节数据并传送给调速给料螺旋管的变频调速器，通过变频调速器调节调速给料螺旋管的转速，形成闭环控制。称量精确，自调转速，实现自动控制。第一料罐和第二料罐中的物料能按设定重量比在混合料仓中得到混合和搅拌。由混合料仓将两种物料充分混合和搅拌后，送入包装机构进行分袋包装。风机的设置，有效降低扬尘，避免粉末类物料在称量、流动和包装过程中造成的环境污染，减少对人体健康造成的影响。另一方面，降低扬尘后，也使螺旋粉体计量秤的称量更加精确。本发明全自动称重包装系统，集称重、搅拌和包装于一体，由机器自动控制完成，称量和包装精确，减少劳动力和劳动强度，提高工作效率。

作为优选，所述的混合料仓中设有一根水平设置的旋转轴，旋转轴和安装在混合料仓外的减速电机相连，减速电机和所述的控制电路电连接，所述的旋转轴上设有呈双螺旋状设置的桨叶。混合料仓中旋转轴水平设置，使安装于旋转轴上的桨叶向上、向下伸展，而桨叶又呈双螺旋状设置，从而使混合料仓中的物料既在水平方向有来回移动又在垂直方向作上下翻滚，从而使两种物料在混合料仓中得到充分混合和搅拌，搅拌均匀，避免混合死角的存在。

作为优选，所述的混合料仓上安装有混合物料称重装置，混合物料称重装置和所述的控制电路电连接。混合物料称重装置称量混合料仓中混合物料的重量，并将重量值输送给控制电路。在包装过程中，混合料仓中的物料会越来越少，当所称重量达到控制电路设定值时，控制电路会发出信号关闭混合料仓的第三出料阀门，打开两个料罐的出料阀门，继续投料混合。实现出料包装和加料混合的自动控制。

作为优选，所述的包装机构包括过渡料管和下料管，过渡料管的进料口和所述的混合料仓上的第三出料阀门相连，过渡料管的出料口和下料管相连，下料管内设有受螺杆驱动电机驱动的下料螺旋管，下料管的顶端设有底阀，下料管的底端设有带有感应器的夹袋装置，所述的过渡料管的一侧设有一个气压平衡口，气压平衡口和一个真空抽压机相连，螺杆驱动电机、底阀、真空抽压机及感应器分别和所述的控制电路电连接。混合料仓中的混合物料经过渡料管、下料管中的下料螺旋管，最后流入夹在夹袋装置上的包装袋中。过渡料管起到缓冲作用，下料螺旋管确保混合物料匀速地流入包装袋中，有效减少扬尘。真空抽压机通过气压平衡口抽气，使过渡料管和下料管中形成两种流向，一种是混合物料从上往下流，一种是气体从下往上流，既平衡过渡料管和下料管中的气压，又除去其中的粉尘，从而减少包装过程中对环境造成的污染。感应器感应夹袋装置上是否有包装袋，感应器可采用光电传感装置实现，一旦感应到有包装袋，控制电路就会发出信号打开底阀，从而使混合物料流入包装袋中。

作为优选，所述的下料螺旋管设有双螺旋桨叶。使物料再次得到搅拌，不会结块，能更加匀速、均匀地流入包装袋中。

作为优选，所述的进料口和所述的过渡料管之间连接有进料管，进料管倾斜设置，并且进料口和气压平衡口分别位于过渡料管的相对两侧。确保物料的流向和粉尘的流向不会发生冲突，进一步确保气压平衡。进料管倾斜设置，减慢流进过渡料管的物料的流速，进一步起到缓冲作用，降低扬尘。

作为优选，所述的包装机构包括一根除尘管，除尘管的一端和所述的气压平衡口连通，除尘管的另一端即为除尘口，除尘口位于所述的下料管的旁侧，并且在下料管的下方。物料从下料管流到包装袋中又会产生扬尘，真空抽压机通过除尘口能吸走这部分粉尘，既确保包装称重的精确，又减少环境污染。

作为优选，所述的下料管的下方设有传送带，传送带位于下料管下方的位置上设有包装称重装置，传送带的旁边设有一台热合机，包装称重装置、传送带分别和所述的控制电路电连接。包装称重装置称量包装袋的重量并将重量值输送给控制电路，一旦包装袋到达控制电路设定的重量，控制电路输出信号关闭底阀，同时传送带输送装满了混合物料的包装袋到热合机处，进行热合封口。

本发明的全自动称重包装系统的控制方法，包括如下步骤：

a.在所述的控制电路的控制下，所述的第一出料阀门和第二出料阀门打开，第三出料阀门关闭，所述的第一螺旋粉体计量秤、第二螺旋粉体计量秤、两个风机及混合料仓开始工作，所述的第一、第二螺旋粉体计量秤将实时测得的物料重量和物料流量发送给所述的控制电路，控制电路根据测得的实时物料流量和设定的标准流量计算出控制量并输送给所述的调速给料螺旋管，形成闭环控制，所述的第一料罐中的物料经第一螺旋粉体计量秤进入混合料仓，所述的第二料罐中的物料经第二螺旋粉体计量秤进入混合料仓，由混合料仓对两种物料进行混合和搅拌；当实时测得的物料重量达到控制电路的设定重量时，控制电路分别输出信号关闭第一出料阀门和第二出料阀门；

b.所述的混合料仓的工作时间到达控制电路的设定时间时，在控制电路的控制下，第三出料阀门打开，混合物料流入所述的包装机构进行分袋包装。

作为优选，所述的包装机构包括过渡料管和下料管，过渡料管的进料口和所述的混合料仓上的第三出料阀门相连，过渡料管的出料口和下料管相连，下料管内设有受螺杆驱动电机驱动的下料螺旋管，下料管的顶端设有底阀，下料管的底端设有带有感应器的夹袋装置，所述的过渡料管的一侧设有一个气压平衡口，气压平衡口和一个真空抽压机相连，所述的下料管的下方设有传送带，传送带位于下料管下方的位置上设有包装称重装置，传送带的旁边设有一台热合机，所述的混合料仓上安装有混合物料称重装置，混合物料称重装置、螺杆驱动电机、底阀、真空抽压机、感应器、包装称重装置及传送带分别和所述的控制电路电连接；所述的控制方法包括步骤c: 在所述的夹袋装置上夹上包装袋，夹袋装置上的感应器发出有袋信号给所述的控制电路，在控制电路的控制下，第三出料阀门和底阀打开，螺杆驱动电机和真空抽压机开始工作，混合料仓中的混合物料依次经第三出料阀门、过渡料管和下料螺旋管流入夹在夹袋装置上的包装袋中，所述的包装称重装置实时测量包装袋中的混合物料重量并输送给控制电路，当包装袋所装混合物料重量到达控制电路设定值时，控制电路发出信号使所述的底阀关闭，同时传送带将该包装袋运送到所述的热合机处，进行热合封口，再重复步骤c；所述的混合物料称重装置实时测量混合料仓中混合物料的重量，并输送给所述的控制电路，当混合料仓中混合物料的重量小于控制电路的设定值时，回到步骤a。

控制电路一般由中央处理单元、按键、显示屏及A/D转换电路和一些驱动电路构成，中央处理单元内预设有全自动称重包装的工作程序，包括一些设定的参数。通过控制电路将实时测得的重量、流量等参数进行分析和处理，发出相应的控制信号进行流量控制或开闭阀门或其他设备的启停控制，从而实现两种物料的称重、混合及包装的全自动化控制。称量精确，降低扬尘，减少污染，减少劳动力和劳动强度，大大提高工作效率。

本发明的有益效果是：集称重、搅拌和包装于一体，实现两种物料的称重、混合及包装的全自动化控制，称量精确，降低扬尘，减少污染，减少劳动力和劳动强度，大大提高工作效率。

附图说明

图1是本发明全自动称重包装系统中混合搅拌部分的一种主视结构示意图。

图2是本发明全自动称重包装系统中包装机构的一种主视结构示意图。

图3是本发明全自动称重包装系统中控制电路的一种电路原理框图。

图中1.第一料罐，2.第二料罐，3.混合料仓，4.控制电路，5.控制柜，6.计量给料螺旋管，7.调速给料螺旋管，8.测速传感器，9.风机，10.过渡料管，11.第一出料阀门，12.第一螺旋粉体计量秤，13.下料管，14.进料口，15.螺杆驱动电机，16.下料螺旋管，17.底阀，18.夹袋装置，181.感应器，19.气压平衡口，191.真空抽压机，20.进料管，21.第二出料阀门，22.第二螺旋粉体计量秤，23.除尘管，24.除尘口，25.传送带，26.包装称重装置，27.热合机，31.第三出料阀门，32.旋转轴，33.减速电机，34.桨叶, 35.混合物料称重装置。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的全自动称重包装系统，如图1所示，包括第一料罐1、第二料罐2、第一螺旋粉体计量秤12、第二螺旋粉体计量秤22、混合料仓3、包装机构和安装有控制电路4的控制柜5。第一料罐1、第二料罐2及混合料仓3的底部分别安装有第一出料阀门11、第二出料阀门21和第三出料阀门31，第一料罐、第二料罐的顶部各有一个加料口，顶部一侧还均安装有一个抽气的风机9。第一、第二螺旋粉体计量秤12、22均包括相连的计量给料螺旋管6和调速给料螺旋管7，两个计量给料螺旋管分别和第一出料阀门、第二出料阀门相连，两个调速给料螺旋管分别和混合料仓3的进料口相连，调速给料螺旋管7上安装有测速传感器8。混合料仓上的第三出料阀门31和包装机构相连，混合料仓3中有一根横穿过混合料仓、水平设置的旋转轴32，旋转轴32和安装在混合料仓3外的减速电机33相连，旋转轴32上安装有呈双螺旋状设置的桨叶34，螺旋的延伸方向和旋转轴的设置方向一致。混合料仓3上还安装有混合物料称重装置35。如图2所示，包装机构包括过渡料管10和下料管13，过渡料管10的进料口14和混合料仓3上的第三出料阀门31相连，进料口14通过进料管20和过渡料管10相连，进料管20倾斜设置于过渡料管的一侧，过渡料管的另一侧有一个气压平衡口19，气压平衡口19和一个真空抽压机191相连。过渡料管10的出料口和下料管13相连，下料管13内有一个受螺杆驱动电机15驱动的下料螺旋管16，下料螺旋管16有双螺旋桨叶，下料管13的顶端安装有底阀17，下料管13的底端安装有带有感应器181的夹袋装置18。下料管13下方的旁侧有一个和除尘管23相连的除尘口24，除尘管23的另一端和气压平衡口19连通。下料管13的下方的地面上安装有一条传送带25，传送带25位于下料管13下方的位置上有一台包装称重装置26，传送带25的旁边有一台热合机27。如图3所示，第一螺旋粉体计量秤、第二螺旋粉体计量秤的计量给料螺旋管、调速给料螺旋管和测速传感器及风机、第一出料阀门、第二出料阀门、第三出料阀门、减速电机、混合物料称重装置、螺杆驱动电机、底阀、真空抽压机、感应器、包装称重装置、传送带分别通过电缆和控制电路相连。

上述全自动称重包装系统的控制方法，包括如下步骤：

a.在控制电路4的控制下，第一出料阀门11和第二出料阀门21打开，第三出料阀门31关闭，第一螺旋粉体计量秤12、第二螺旋粉体计量秤22、两个风机9及混合料仓3开始工作，第一螺旋粉体计量秤12将实时测得的物料重量和物料流量发送给控制电路4，控制电路4根据测得的实时物料流量和设定的标准流量计算出控制量并输送给第一螺旋粉体计量秤12的调速给料螺旋管7，形成闭环控制，第二螺旋粉体计量秤22将实时测得的物料重量和物料流量发送给控制电路4，控制电路4根据测得的实时物料流量和设定的标准流量计算出控制量并输送给第二螺旋粉体计量秤22的调速给料螺旋管7，形成闭环控制，第一料罐1中的物料经第一螺旋粉体计量秤12进入混合料仓3，第二料罐2中的物料经第二螺旋粉体计量秤22进入混合料仓3，由混合料仓3对两种物料进行混合和搅拌；当第一、第二螺旋粉体计量秤实时测得的物料重量达到控制电路4的设定重量时，控制电路4分别输出信号关闭第一出料阀门11和第二出料阀门21；

b.混合料仓3的工作时间到达控制电路4的设定时间时，在控制电路4的控制下，第三出料阀门31打开，混合物料流入包装机构进行分袋包装；

c．在夹袋装置18上夹上包装袋，夹袋装置18上的感应器发出有袋信号给控制电路4，在控制电路4的控制下，底阀17打开，螺杆驱动电机15和真空抽压机开始工作，混合料仓3中的混合物料依次经第三出料阀门31、过渡料管10和下料螺旋管16流入夹在夹袋装置18上的包装袋中，包装称重装置26实时测量包装袋中的混合物料重量并输送给控制电路4，当包装袋所装混合物料重量到达控制电路4设定值时，控制电路4发出信号使底阀17关闭，同时传送带25将该包装袋运送到热合机27处，进行热合封口，重复步骤c；混合物料称重装置35实时测量混合料仓3中混合物料的重量，并输送给控制电路4，当混合料仓4中混合物料的重量小于控制电路4的设定值时，回到步骤a。重复上述循环，实现两种物料的称量、混合和包装的全自动化控制。

Claims (9)

1.一种全自动称重包装系统，其特征在于包括第一料罐（1）、第二料罐（2）、第一螺旋粉体计量秤（12）、第二螺旋粉体计量秤（22）、混合料仓（3）、包装机构和安装有控制电路（4）的控制柜（5），所述的第一料罐（1）、第二料罐（2）及混合料仓（3）的底部分别设有第一出料阀门（11）、第二出料阀门（21）和第三出料阀门（31），所述的第一、第二螺旋粉体计量秤（12、22）均包括相连的计量给料螺旋管（6）和调速给料螺旋管（7），所述的调速给料螺旋管（7）上设有测速传感器（8），所述的第一料罐（1）依次经第一出料阀门（11）、第一螺旋粉体计量秤（12）上的计量给料螺旋管（6）、调速给料螺旋管（7）和所述的混合料仓（3）相连，所述的第二料罐（2）依次经第二出料阀门（21）、第二螺旋粉体计量秤（22）上的计量给料螺旋管（6）、调速给料螺旋管（7）和所述的混合料仓（3）相连，所述的第三出料阀门（31）和所述的包装机构相连，所述的第一料罐（1）、第二料罐（2）的顶部均安装有一个抽气的风机（9），所述的第一、第二螺旋粉体计量秤（12、22）的计量给料螺旋管（6）、调速给料螺旋管（7）和测速传感器（8）及第一、第二和第三出料阀门（11、21、31）、混合料仓（3）、包装机构分别和所述的控制电路（4）电连接；所述的包装机构包括过渡料管（10）和下料管（13），过渡料管（10）的进料口（14）和所述的混合料仓（3）上的第三出料阀门（31）相连，过渡料管（10）的出料口和下料管（13）相连，下料管（13）内设有受螺杆驱动电机（15）驱动的下料螺旋管（16），下料管（13）的顶端设有底阀（17），下料管（13）的底端设有带有感应器（181）的夹袋装置（18），所述的过渡料管（10）的一侧设有一个气压平衡口（19），气压平衡口（19）和一个真空抽压机（191）相连，螺杆驱动电机（15）、底阀（17）、真空抽压机（191）及感应器（181）分别和所述的控制电路（4）电连接。

2.根据权利要求1所述的全自动称重包装系统，其特征在于所述的混合料仓（3）中设有一根水平设置的旋转轴（32），旋转轴（32）和安装在混合料仓（3）外的减速电机（33）相连，减速电机（33）和所述的控制电路（4）电连接，所述的旋转轴（32）上设有呈双螺旋状设置的桨叶（34）。

3.根据权利要求1或2所述的全自动称重包装系统，其特征在于所述的混合料仓（3）上安装有混合物料称重装置（35），混合物料称重装置（35）和所述的控制电路（4）电连接。

4.根据权利要求1所述的全自动称重包装系统，其特征在于所述的下料螺旋管（16）设有双螺旋桨叶。

5.根据权利要求1所述的全自动称重包装系统，其特征在于所述的进料口（14）和所述的过渡料管（10）之间连接有进料管（20），进料管（20）倾斜设置，并且进料口（14）和气压平衡口（19）分别位于过渡料管（10）的相对两侧。

6.根据权利要求1或4或5所述的全自动称重包装系统，其特征在于所述的包装机构包括一根除尘管（23），除尘管（23）的一端和所述的气压平衡口（19）连通，除尘管（23）的另一端即为除尘口（24），除尘口（24）位于所述的下料管（13）的旁侧，并且在下料管（13）的下方。

7.根据权利要求1或4或5所述的全自动称重包装系统，其特征在于所述的下料管（13）的下方设有传送带（25），传送带（25）位于下料管（13）下方的位置上设有包装称重装置（26），传送带（25）的旁边设有一台热合机（27），包装称重装置（26）、传送带（25）分别和所述的控制电路（4）电连接。

8.一种根据权利要求1所述的全自动称重包装系统的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

a.在所述的控制电路（4）的控制下，所述的第一出料阀门（11）和第二出料阀门（21）打开，所述的第三出料阀门（31）关闭，所述的第一螺旋粉体计量秤（12）、第二螺旋粉体计量秤（22）、两个风机（9）及混合料仓（3）开始工作，所述的第一、第二螺旋粉体计量秤（12、22）将实时测得的物料重量和物料流量发送给所述的控制电路（4），控制电路（4）根据测得的实时物料流量和设定的标准流量计算出控制量并输送给所述的调速给料螺旋管（7），形成闭环控制，所述的第一料罐（1）中的物料经第一螺旋粉体计量秤（12）进入混合料仓（3），所述的第二料罐（2）中的物料经第二螺旋粉体计量秤（22）进入混合料仓（3），由混合料仓（3）对两种物料进行混合和搅拌；当实时测得的物料重量达到控制电路（4）的设定重量时，控制电路（4）分别输出信号关闭第一出料阀门（11）和第二出料阀门（21）；

b.所述的混合料仓（3）的工作时间到达控制电路（4）的设定时间时，在控制电路（4）的控制下，第三出料阀门（31）打开，混合物料流入所述的包装机构进行分袋包装。

9.根据权利要求8所述的全自动称重包装系统的控制方法，其特征在于所述的包装机构包括过渡料管（10）和下料管（13），过渡料管（10）的进料口（14）和所述的混合料仓（3）上的第三出料阀门（31）相连，过渡料管（10）的出料口和下料管（13）相连，下料管（13）内设有受螺杆驱动电机（15）驱动的下料螺旋管（16），下料管（13）的顶端设有底阀（17），下料管（13）的底端设有带有感应器（181）的夹袋装置（18），所述的过渡料管（10）的一侧设有一个气压平衡口（19），气压平衡口（19）和一个真空抽压机（191）相连，所述的下料管（13）的下方设有传送带（25），传送带（25）位于下料管（13）下方的位置上设有包装称重装置（26），传送带（25）的旁边设有一台热合机（27），所述的混合料仓（3）上安装有混合物料称重装置（35），混合物料称重装置（35）、螺杆驱动电机（15）、底阀（17）、真空抽压机（191）、感应器（181）、包装称重装置（26）及传送带（25）分别和所述的控制电路（4）电连接；所述的控制方法包括步骤c: 在所述的夹袋装置（18）上夹上包装袋，夹袋装置（18）上的感应器发出有袋信号给所述的控制电路（4），在控制电路（4）的控制下，第三出料阀门（31）和底阀（17）打开，螺杆驱动电机（15）和真空抽压机开始工作，混合料仓（3）中的混合物料依次经第三出料阀门（31）、过渡料管（10）和下料螺旋管（16）流入夹在夹袋装置（18）上的包装袋中，所述的包装称重装置（26）实时测量包装袋中的混合物料重量并输送给控制电路（4），当包装袋所装混合物料重量到达控制电路（4）设定值时，控制电路（4）发出信号使所述的底阀（17）关闭，同时传送带（25）将该包装袋运送到所述的热合机（27）处，进行热合封口，重复步骤c；所述的混合物料称重装置（35）实时测量混合料仓（3）中混合物料的重量，并输送给所述的控制电路（4），当混合料仓（4）中混合物料的重量小于控制电路（4）的设定值时，回到步骤a。