CN103998197A - 颗粒配量设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种颗粒配量设备，包括将颗粒(1)倾倒至滑槽(30)上的料斗(10)，该滑槽被振动器装置(3)振动以沿滑槽向前移动颗粒(1)直到使颗粒从排放端(30a)掉落。计数装置(20)设置成用来计数从滑槽(30)的所述排放端(30a)落入到配量容器(4)中的颗粒(1)的数量。所述颗粒(1)被传输器件保持在配量容器(4)中直到颗粒数量达到由控制器件根据接收自所述计数装置(20)的计数信号确定的、与预定剂量相当的数量。然后，控制器件控制传输器件将颗粒从配量容器传输至输出管道。

Description

颗粒配量设备
技术领域
本发明通常涉及一种颗粒配量(dosing)系统，且特别是涉及一种装备有允许计数所配量颗粒数量的计数装置、PLC装置和几个机电系统的颗粒配量设备，从而使得按剂量控制供给至后续过程中的颗粒数量成为可能。通常由塑料材料制成的所述颗粒可用于成型过程。
背景技术
存在一些与组分配量有关的发明。现有的配量系统具有两个特征要素：一方面，用于传输待处理的例如颗粒的组分的传输系统，另一方面，用于控制组分的量的控制系统。颗粒最初容纳在料斗或者槽中。借助于传输系统，颗粒被从料斗移动至另一容器中，在该另一容器中聚积在成型过程中使用的组分的量。
专利US6877933B2描述了一种配量颗粒的系统，其中通过产生真空的抽吸来传输颗粒。颗粒被朝其聚积的料斗传输。当高度传感器确定料斗被完全装填满时，料斗倾倒出其内容物。
专利JP2010149894提供了一种配量颗粒的系统，该系统具有带多个开口的板，因重力而从料斗落下的颗粒保持在该板中。具有多个开口的该板在料斗下面被水平地移位以助于将颗粒引导到开口中。检测系统检验开口容纳颗粒并且所容物最终被倾倒入第二料斗中。
专利CN1474189和CN101148224公开了其中使用振动构件来实现颗粒移动的配量系统。颗粒容纳在水平板上，且向该水平板提供振动。颗粒在振动板上任意地流通，并且在其移位的某一时刻到达输出开口，该输出开口将其引导至传送带。
考虑到上述背景，提出一种允许根据需要来配量特定且可变数量的组分的系统是必须且有用的。在上述专利US6877933B2和JP2010149894中，所获得组分的数量是不变的，因为在第一种情况中其由料斗的容量来确定，并且在第二种情况中其由板的开口数量来确定。显然，通过利用其他不同尺寸或者数量的开口来替换所述构件可获得不同量的剂量，但更方便的是在无需改造机器的情况下具有可变的剂量。
发明人已经证实借助于受控振动来产生颗粒的运动是有效的选择，并且通过电子检测器件来补充颗粒的识别提高了配量设备的功能。
在上述专利CN1474189和CN101148224中，所述振动系统连续地工作。最理想的是，控制该装置的运行并仅在适当时间产生振动而非贯穿整个配量过程。
CN2734627公开了一种颗粒计数设备，其包含本发明的权利要求1的前序部分的全部特征。CN2734627的设备的检测装置描述成外壳联接至振动传输装置的端侧的形式，其中未说明进行颗粒检测的精确位置，是否在振动式传输机的排放端的下面或者在颗粒落下之前。所执行的检测种类也未在CN2734627中指明。
CN201882251公开了一种用于计数并称量颗粒状物品的装置，其包括用于计数从振动盘的释放开口落下的颗粒的检测光栅。可以利用所述检测光栅执行的计数不如更局部地动作以一次检测较少、优选一个颗粒状物品的另一种检测装置配置那样精确和简单，所述检测光栅必须一次同时检测许多落下的颗粒状物品。
EP1332793A1公开了一种用于配量并混合颗粒，例如粒料的过程，包括将一些颗粒移动至对其计数的光学单元的传输单元。所述光学单元具有设置成计数由传输单元传输的颗粒的光学检测器，因为当颗粒中的某些相互靠得太近时其引起了颗粒的不精确的检测，可能将一组所述靠近的颗粒检测成好象仅一个颗粒从光学检测器前面穿过。由于所述配置和光学检测器的位置，可能存在其他缺陷，这可能产生错误或者不正确的检测，例如，由于颗粒粘住或者由于传输单元的振动。
发明内容
本发明涉及一种包括基底的颗粒配量设备，该基底支承：
容纳颗粒的料斗；
从所述料斗接收颗粒的滑槽；
振动器装置，其振动所述滑槽以沿滑槽向前移动颗粒直到使颗粒从滑槽的排放端掉落；
配量容器，其设置在滑槽的所述排放端下面用于接收从该处掉落的颗粒；
传输器件，其可以在保持状态与传输状态之间改变，在保持状态，颗粒被保持在所述配量容器中，在传输状态，颗粒被从配量容器传输至输出管道；控制器件，其控制传输器件以当容纳在配量容器中的颗粒达到与预定的剂量相当的量时使传输器件从所述保持状态改变为所述传输状态，
计数装置，其设置成计算将落入到所述配量容器中的颗粒的量；
其中所述控制器件根据接收自所述计数装置的计数信号来控制所述传输器件；
与已知的提议相反，在本发明的设备中，按特定方式，即计数装置设置成用于在颗粒从滑槽的排放端掉落之后并在进入到配量容器中之前计数颗粒的数量，并且计数装置包括用于发射被从滑槽的排放端掉入到配量容器中的颗粒遮断的光束的器件和用于每当所述光束被遮断时产生所述计数信号的器件，计数装置和滑槽相互之间被设置成，从滑槽的排放端掉落的每个颗粒遮断所发射的光束。
本发明涉及一种颗粒配量设备，并且更特别是涉及一种包含计数装置的、用于配量由塑料材料制成的颗粒的颗粒配量设备。该颗粒配量设备包括支承其中装有颗粒的料斗的基底。在一个实施例中，所述料斗在上部分中具有较大孔口且在下部分中具有较小孔口。上部孔口允许将颗粒引入到料斗中，而下部孔口将颗粒倾倒到滑槽上以朝配量系统引导颗粒。
在一个实施例中，滑槽具有“V”形横截面，并且其宽度沿其长度逐渐减小以能够对齐该颗粒直到其到达排放端。滑槽的最宽部位设置在料斗下面，而最窄部位处于相反端，其终止于上述排放端。滑槽稍微倾斜地放置以助于颗粒的流通。因为所述倾斜度不足以促使颗粒因重力而朝排放端向前移动，颗粒的上述向前移动是由摇动滑槽的振动器装置激发的。在一个实施例中，振动器装置包括，例如移动偏心物质的电机。优选是，由振动器装置所提供的振动运动包括沿基本上平行于滑槽的纵向的一方向的往复运动。
如上所述，当颗粒到达滑槽的排放端时，其由重力而落入到配量容器中，并且设置计数装置来计数从滑槽的所述排放端落入到配量容器中的颗粒的量，其中在掉落期间颗粒遮断以由一装置发射的光束形式来实施的特定计数系统。该计数装置包括用于发射所述光束的器件和用于每当所述光束被遮断时产生计数信号的器件。光束可能是例如激光光束。计数信号可能是例如数字信号，其被发送给包括例如具有记录掉落颗粒的量的存储器的PLC的控制器件。
在任何情况下，上述计数器件是如此的，即，其允许对颗粒确实地计数，以起到配量计数器或开关的作用。
在颗粒掉落的末尾时，颗粒沉积在上述配量容器中，该配量容器具有与其相关联的传输器件，其作为在保持状态和传输状态之间变化的驱动器件的结果，其中在该保持状态中颗粒被保持在所述配量容器中，且在该传输状态中颗粒被从配量容器传输至输出管道。控制器件根据由接收自所述计数装置的计数信号所确定的配量容器中所容纳的颗粒的量来控制传输器件。
通过计数所述颗粒，有可能提供与预定剂量相当的颗粒的量。通过假定颗粒的尺寸是规则的和已知的，则可以由颗粒的对应数量来精确地确定预定剂量。
在一个实施例中，配量容器由配置来称量配量容器中所容纳颗粒的称量装置支承在所述基底上。在该情况中，控制器件根据接收自所述称量装置的称量信号结合接收自所述计数装置的所述计数信号来控制传输器件。因此，如果颗粒的尺寸是不规则的和/或未知的，则可以由颗粒的数量与其重量之间的比来精确地确定预定剂量，并且控制器件可以修改其参数以适应颗粒的实际重量。通过结合颗粒的计数和称量，有可能高精度地提供与预定剂量相当的颗粒量。
在一个实施例中，控制器件被进一步配置成当容纳于配量容器中的颗粒已经达到与预定剂量相当的量时暂时停止振动器装置的操作，由此防止当颗粒被从配量容器传输至输出管道时颗粒接着落入到配量容器中。
在一个实施例中，上述传输器件包括安装在位于配量容器下端的出口处的闸板装置。该闸板装置包括由电机驱动的闸板。在另一实施例中，配量容器被铰接，并且一旦接收了期望的颗粒量时，电机使配量容器倾斜并将颗粒倾倒入输出管道中。
为了开始上述过程，操作人员导入期望数量的颗粒以在与控制器件相关联的数字屏幕上形成预定剂量并确认该过程。此时，启动使颗粒流通过滑槽的振动装置。当颗粒从滑槽掉落到配量容器时，通过计数装置计数颗粒。当计数装置达到预先导入的量时，停止振动装置并且将由容纳于配量容器中的颗粒所形成的预定剂量传输至输出管道，该输出管道将颗粒例如引导至模具。
附图说明
从以下参照附图的示例性实施例的详细描述将更好地理解前述及其他优点和特点，其中：
图1是根据本发明的实施例的颗粒配量设备的侧视图；
图1A是图1的细节A的放大平面图；
图2是颗粒配量设备的前视图；以及
图3是颗粒配量设备的一些部件的局部透视图。
具体实施方式
图1和图2显示了根据本发明的实施例的颗粒配量设备，其包括料斗10，该料斗10固定至支承构件6，该支承构件6固定至基底2。料斗10用来容纳颗粒1，该颗粒1随后被用于例如成型机45(图2)中执行的成型过程，该成型机45不形成本发明的一部分。料斗10具有上部孔口11和下部孔口12。上部孔口11具有比下部孔口12更大的尺寸，并且允许将颗粒1引入到料斗10内，而下部孔口12允许由重力从料斗10释放颗粒1。
在料斗10下面设置滑槽30以接收从料斗10释放的颗粒1。滑槽30具有按照例如“V”形或者“U”形的特定几何形状的横截面，其具有在计数系统之前对齐颗粒并使其落入到配量容器4中的主要功能。
在实施例中为“V”形的滑槽30具有从位于料斗10下面的最宽部位至终止于排放端30a的最窄部位、沿其长度逐渐减小的宽度，如图1A中所示。
滑槽30被支承在基底2上，从而其相对于水平方向稍微倾斜。该倾斜位置便于颗粒1沿滑槽30的移动，并且上述“V”形横截面结合滑槽30的减小宽度便于当颗粒1朝排放端30a移动时对齐颗粒1。
滑槽30的轻微倾斜不足以由重力促使颗粒1的移位，因此颗粒配量设备包括固定至滑槽30并配置成用于振动滑槽30的振动器装置3，这促使颗粒1朝向排放端30a的流通。优选是，振动器装置3被配置成沿基本上平行于滑槽30的纵向的一方向提供往复的振动运动，如由图1中的双箭头所表示出的。振动器装置3能包括移动偏心质量的电机。
当颗粒1到达滑槽30的端部时，颗粒由重力从排放端30a落入到支承在基底2上的配量容器4内。在掉落期间(还参见图3)，颗粒1遮断由支承在基底2的适当位置中的计数装置20所产生的例如激光光束的光束21。每当光束21被颗粒遮断时，计数装置20产生被发送至控制器件的计数信号，该控制器件可能包括例如配置成计数掉落颗粒1的数量的、具有存储器的PLC。一旦穿过光束21，颗粒1最后沉积到所述配量容器4内。
配量容器4由称量装置42支承在基底2上，该称量装置42配置成称量容纳在配量容器4中的颗粒1。称量装置42能包括例如一个或多个伸长量测量仪(extensometric gauges)并产生发送给控制器件的称量信号。
如图3中更好地示出的，在配量容器4的下端处存在出口，在该出口处安装由闸板装置40组成的传输器件，该闸板装置40由电机5驱动。闸板装置40包括由所述电机5在保持位置(未显示)与传输位置(图3)之间移动的闸板43，在该保持位置中颗粒1被闸板43保持在配量容器4内，在传输位置中闸板43允许颗粒1被从配量容器4传输至输出管道41，该输出管道41将颗粒1引导至例如所述成型机45的模具44(图2)。在备选实施例(未显示)中，配量容器4能够摇晃，并且所述传输器件包括电机，该电机设置成使配量容器4倾斜并从而将颗粒1从配量容器4倾倒至输出管道41。
当容纳于配量容器4中的颗粒1达到与预定剂量相当的量时，控制器件控制闸板装置40的电机5，以将闸板43从保持位置移动至传输位置，这是由控制器件根据接收自所述称量装置42的上述称量信号结合接收自所述计数装置20的所述计数信号来确定的。此外，控制器件被配置成当配量容器4中的颗粒1已经达到与预定剂量相当的量时并且在闸板43处于传输位置时期间暂时停止振动器装置3的操作。一旦闸板43已经返回到保持位置，则将计数装置20设为零，并且再次打开振动装置3。
本领域技术人员在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下能够由所显示和描述的实施例提出改进和变型。

Claims (9)

1.一种包括基底(2)的颗粒配量设备，该基底支承：
容纳颗粒(1)的料斗(10)；
从所述料斗接收颗粒(1)的滑槽(30)；
振动器装置(3)，其振动所述滑槽(30)以沿所述滑槽(30)向前移动所述颗粒(1)直到使所述颗粒从所述滑槽的排放端(30a)掉落；
配量容器(4)，其设置在滑槽(30)的所述排放端(30a)下面以用于接收从该处掉落的颗粒(1)；
传输器件，其能在保持状态与传输状态之间变化，其中在该保持状态中颗粒(1)被保持在所述配量容器(4)中，并且在该传输状态中颗粒(1)被从所述配量容器(4)传输至输出管道(41)；
控制器件，其当容纳于所述配量容器(4)中的颗粒(1)达到与预定剂量相当的量时控制所述传输器件，以使它们从所述保持状态改变为所述传输状态，
计数装置(20)，其设置成计数落入所述配量容器(4)中的颗粒(1)的数量；
其中所述控制器件根据接收自所述计数装置(20)的计数信号来控制所述传输器件；
所述设备的特征在于，所述计数装置(20)被设置成在颗粒(1)从滑槽(30)的所述排放端(30a)掉落之后并且在颗粒(1)进入所述配量容器(4)之前计数颗粒(1)的数量，并且在于所述计数装置(20)包括用于发射被从所述滑槽(30)的排放端(30a)落入到所述配量容器(4)中的颗粒(1)遮断的光束(21)的器件和用于每当所述光束(21)被遮断时产生所述计数信号的器件，所述计数装置(20)和所述滑槽(30)相互之间设置成，从所述滑槽(30)的排放端(30a)掉落的每个颗粒遮断所述发射的光束(21)。
2.根据权利要求1所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述配量容器(4)由配置成用于称量容纳于所述配量容器(4)中的颗粒(1)的称量装置(42)支承在所述基底(2)上，并且所述控制器件根据接收自所述称量装置(42)的称量信号结合接收自所述计数装置(20)的所述计数信号来控制所述传输器件。
3.根据权利要求1或2所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述控制器件配置成用于当所述配量容器(4)中的颗粒(1)已经达到与预定剂量相当的所述量时暂时停止所述振动器装置(3)的操作，以中断配量。
4.根据权利要求1所述的颗粒配量设备，其特征在于，由所述计数装置(20)发射的光束(21)为激光光束。
5.根据权利要求1所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述滑槽(30)具有从位于所述料斗下面的最宽部位至邻近所述排放端(30a)的最窄部位、沿其长度逐渐减小的宽度。
6.根据权利要求5所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述滑槽(30)具有“V”形横截面。
7.根据权利要求1所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述振动器装置(3)被配置成用于在基本上平行于所述滑槽(30)的纵向的一方向上提供往复的振动运动。
8.根据权利要求1所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述传输器件包括由电机(5)驱动并安装在所述配量容器(4)的出口处中的闸板装置(40)。
9.根据权利要求1所述的颗粒配量设备，其特征在于，所述配量容器(4)能够摇晃，并且所述传输器件包括电机，该电机设置成使所述配量容器(4)倾斜并由此将所述颗粒(1)从所述配量容器(4)倾倒至所述输出管道(41)。
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