CN104925317A - 用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置，包括整袋机构和插袋机构，整袋机构由吸袋机构和两个袋仓组成，插袋机构由抓袋机构和喂袋机构组成，抓袋机构从吸袋机构抓取阀口袋，通过喂袋机构完成将阀口袋套插在喂料管上的动作。该装置，结构紧凑，造价低，简单易行，适应国内阀口袋包装粉体，生产效率高，整袋效果好，抓袋精准，袋口打开无误，喂袋灵活，插袋方便准确，并且可以利用吸袋机构滑杆、插袋机构滑杆和喂袋机构滑杆这三套滑杆，可以灵活调整各个工作机构的位置。该装置可用于与现行的水泥包装机配套使用，也可以配套其它各种粉体包装机，还可以以此为基础自行研发形成适合不同粉体物料的专用包装设备以及包装生产线。
Description
技术领域
本发明涉及粉体包装机械设备，尤其是用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置。
背景技术
粉体包装一般使用阀口袋，以免在灌装粉体时粉体喷出。阀口袋为目前国际流行包装袋，从顶部或底部阀口进料，采用专门灌装设备，灌装物料后装成方体，堆包整齐，美观，属于环保袋。阀口袋按材质可分为：pp阀口袋，PE阀口袋，纸塑复合阀口袋，牛皮纸阀口袋以及多层牛皮纸阀口袋。阀口袋主要用于包装食用粉、化工粉末、化肥、合成材料、粮食、盐、矿物质等粉状或粒状的固体物料及柔性物品。特别适合出口企业使用，能提高产品的包装档次。
阀口袋有糊底阀口袋和线缝阀口袋。糊底阀口袋灌装物料后成方体，而线缝阀口袋灌装物料后不成方体，但线缝阀口袋价格便宜，因而在很多场合使用。无论是糊底阀口袋还是线缝阀口袋，其共同特征在于阀口袋袋口普遍为袋子角部开设的一个小口，制作好的阀口袋的袋口部分通常是向内折叠并贴合在一起的(如图1，叫做内阀口袋；也有袋口部分部分向外展的，叫做外阀口袋)，使用时将袋口张开，然后将袋口插在包装机的喂料管上(喂料管呈一悬臂管状)进行灌装。
当使用阀口袋对粉体进行包装时，目前都需要插袋，将阀口袋的袋口插在包装机的喂料管上进行灌装。国内粉体包装机的插袋基本上是采用人工插袋，现场粉尘大，劳动环境差，工人劳动强度高，生产效率低下，职业危害严重，不能满足现代化生产的要求。国外已有自动插袋机，但其结构复杂，价格十分昂贵，维修费用高，且不适应中国的包装袋使用。
申请公布号CN 102673831 A公开的一种水泥包装机自动插袋装置，用于水泥包装，其包括机架、储袋供袋装置、吸袋开袋装置、转运机械臂、插袋机械手，所述机架由方管焊接而成，储袋供袋装置、吸袋开袋装置和转运机械臂均固定在机架上，插袋机械手固定在转运机械臂上。
申请公布号CN 103287624 A公开的是一种水泥包装射袋式自动插袋机，其特征是：包括有空袋输送机，与空袋输送机的前端对接有一工作台架，工作台架的对接端装有拨袋装置；工作台架的台面板上安装有整袋装置，在工作台架中位于台面板上方安装有提袋装置及射袋装置，所述射袋装置包括有向工作台架前方延伸的悬臂支架，在悬臂支架的下端装有前后传动轮，绕传动轮装有同步带，其中一传动轮配装驱动电机，且在同步带的外侧前段装有发射机构，后段装有喂袋机构。
上述两种方案虽然提供了国产插袋装置，但是仍然结构复杂。
发明内容
本发明的目的就是要解决现在粉体包装时需要插袋的困境，通过一种简单的方式取消插袋这一复杂的过程，解决人工插袋劳动环境差，工人劳动强度高，生产效率低等问题，克服插袋设备(无论是国产设备还是进口设备)结构复杂、维修不方便等缺陷，提供一种结构紧凑，造价低，简单易行，适应国内阀口袋包装粉体的用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置。
本发明的用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置，包括整袋机构和插袋机构，其与现有技术的区别在于：整袋机构由吸袋机构和两个袋仓组成，插袋机构由抓袋机构和喂袋机构组成，抓袋机构从吸袋机构抓取阀口袋，通过喂袋机构完成将阀口袋套插在喂料管上的动作；
所述的吸袋机构通过吸袋机构滑套安置在机架的整袋机构横梁下的吸袋机构滑杆上，吸袋机构可沿吸袋机构滑杆滑动；两个袋仓位于吸袋机构下部，且分别连接升降机构，两个袋仓中的整袋仓放置在整袋框架上；
所述的插袋机构通过插袋机构滑套安置在机架的插袋机构横梁下的插袋机构滑杆上，插袋机构可沿插袋机构滑杆滑动；喂袋机构通过喂袋机构滑套安置在插袋机构滑杆下的喂袋机构滑杆上，喂袋机构可沿喂袋机构滑杆滑动；抓袋机构安置在喂袋机构下方，跟随喂袋机构沿喂袋机构滑杆滑动，抓袋机构的旁边设置袋口打开机构。
本发明所述的自动插袋装置，其所述的吸袋机构由空心管串接而成，其上面设置与真空系统连通的接口，其下面设置有多个分散的吸盘，以利于将阀口袋平整吸住；其前端角部设置一个缺口，使得阀口袋的阀口部露出足够供袋口打开机构夹住的面积。
进一步，在吸袋机构前端设置压袋片，压袋片连接控制压袋片伸缩的伸缩控制机构，伸缩控制机构固定在吸袋机构前部。伸缩控制机构可以采用多种形式，如气缸或者电动，使得压袋片伸出或者缩回。在两个袋仓上升到位后，压袋片伸出，将阀口袋上端(阀口所在的那一端)压平整，便于吸袋机构的吸盘更可靠地吸住阀口袋。
本发明所述整袋仓成口大底小的倒梯形，其底的背面设置挡板，挡板所在的位置一方面使得挡板的一面接触到安置于整袋框架上的震动产生机构，另一方面使得挡板的另一面接触到安置于整袋框架上的回弹机构。
两个袋仓分别叫做储袋仓和整袋仓，储袋仓用于放置阀口袋，可以放置几十个到上百个，具体根据包装速度而定。整袋仓每次只整理一个阀口袋。吸袋机构由储袋仓吸住阀口袋后，沿着吸袋机构滑杆滑动到整袋仓上方，停止真空后，阀口袋自由下落到整袋仓中。整袋仓成口大底小的倒梯形，落下的阀口袋就会顺着倒梯形的斜坡面顺利地滑落到仓底，并且放置整齐。由于整袋仓的底背的挡板接触到安置于整袋框架上的震动产生机构和回弹机构，一边的震动推力和另一边的回弹力使得整袋仓来回快速振动，就更加进一步地使得阀口袋在整袋仓底放置平整和位置准确，完成整袋任务，当吸袋机构再次吸住时这个阀口袋的上端以及阀口部就会处于正确的位置，便于抓袋机构精准抓取。
为了更好地配合抓袋机构精准抓取阀口袋，本发明的整袋仓前部设置多个通孔，通孔连接背面的气仓，气仓设置连接气压系统的通气口。在抓袋机构即将抓取阀口袋时，气压系统的气体由通气口进入气仓再由多个通孔喷出，使得阀口袋的上端以及阀口部平展。作为一种实施方式，气仓作为整袋仓的底背的另一块挡板，用于接触到安置于整袋框架上前端的震动产生机构。此时，整袋仓的底背的原有的那一块挡板则只接触到安置于整袋框架后端的回弹机构。而整袋框架上的震动产生装置和回弹机构则分置于整袋框架的前端和后端。
本发明中，安置于整袋框架上的震动产生装置选用气缸或者偏心轮，回弹机构选用弹簧。两个袋仓连接的升降机构选用气缸或者螺杆。
作为本发明的一种方式，袋口打开机构和抓袋机构连接，通过非圆形滑套安置在与齿轮轴一起转动的抓袋机构滑杆上，抓袋机构滑杆为与非圆形滑套相吻合的形状；抓袋机构滑杆与喂袋机构滑杆通过组合滑套连接，组合滑套中的与抓袋机构滑杆连接的滑套为内圆形滑套；齿轮轴上的齿轮与齿条啮合，被限制在90°区域内转动。所谓非圆形滑套可以是正方形、长方形或三角形等，而抓袋机构滑杆亦为相应的正方形、长方形或三角形等。当抓袋机构滑杆在齿条作用下随齿轮转动时，非圆形滑套亦随之转动，从而使得袋口打开机构和抓袋机构也随之转动，可以在90°区域内由垂直向下的状态转动到水平朝向吸袋机构，便于顺利抓袋和夹住阀口袋的口部，在抓袋后，又可以由水平状态转动到垂直状态而便于喂袋。由于组合滑套中的与抓袋机构滑杆连接的滑套为内圆形滑套，所以在抓袋机构滑杆转动时，这个滑套并不会转动。组合滑套架在抓袋机构滑杆与喂袋机构滑杆之间，可以在两个滑杆上滑动，从而将阀口袋送到包装机械的喂料管并使喂料管插入阀口袋的袋口内进行灌装。当组合滑套喂袋后再往回滑动返回原位，袋口打开机构和抓袋机构又再次转动90°水平朝向吸袋机构，进行下一循环的工作。
此外，由于袋口打开机构和抓袋机构在两个滑杆上的滑动，在特殊情况下便于调整袋口打开机构和抓袋机构的位置，实现与被吸袋机构吸住的阀口袋的精准对位和确保抓袋的准确无误。
所述抓袋机构的底部设置定片和动片，动片连接动片控制机构。当需要抓袋时，控制机构推动动片向定片靠拢，夹紧阀口袋上端。当喂袋之后，控制机构带动动片离开定片而松开阀口袋。控制机构可以采用常规的形式，气动气缸是一种适宜的形式。
所述袋口打开机构由两根空心管构成剪刀形结构，与袋口打开机构定位板销接；其两根空心管的前端是两个相向对应的吸盘，两根空心管的末端连接真空系统，在两根空心管的末端之间设置使剪刀开合的控制机构。当抓袋机构抓袋时，袋口打开机构也同时运动，两根空心管的前端是两个相向对应的吸盘合拢，既起到辅助抓袋的作用，也为下一步打开阀口作好了准备。在喂袋时，真空系统工作，两个吸盘分别吸住阀口袋的两面，使剪刀开合的控制机构将两根空心管的末端撑开，前端的两个吸盘也就张开，从而将阀口打开，便于喂料管插入阀口袋的袋口内。之后真空系统停止工作，两个吸盘对阀口袋不再有吸力，与抓袋机构的底部的动片一起松开阀口袋，再往回滑动返回原位。这里的使剪刀开合的控制机构同样可以采用常规的形式，而气动气缸是一种适宜的形式。
本发明的用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置，结构紧凑，造价低，简单易行，适应国内阀口袋包装粉体，生产效率高，整袋效果好，抓袋精准，袋口打开无误，喂袋灵活，插袋方便准确，并且可以利用吸袋机构滑杆、插袋机构滑杆和喂袋机构滑杆这三套滑杆，可以灵活调整各个工作机构的位置。该装置可以用于与现行的水泥包装机配套进行水泥包装，也可以配套各种粉体包装机，还可以以此为基础自行研发后续灌装设备，并配套使用，形成适合不同粉体物料的专用包装设备以及包装生产线。
附图说明
图1是线缝阀口袋示意图。
图2是整袋机构示意图。
图3是插袋机构示意图。
图4是整袋仓正面图。
图5是整袋仓背面图。
图6是整袋框架结构图。
图7是吸袋机构正面图。
图8是吸袋机构背面图。
图9是抓袋机构处于水平的状态示意图。
图10是抓袋机构与喂袋机构的连接示意图。
图11是袋口打开机构示意图。
图12是抓袋机构抓住阀口袋处于垂直的状态示意图。
具体实施方式
线缝阀口袋如图1所示，袋体2的下部是线缝1，上部是线缝3，在线缝3的旁边是阀口4。
见图2。整袋机构横梁11下是吸袋机构滑杆12，二者之间的两个连接块9还起着对吸袋机构滑套10的限位作用。为了稳定起见，吸袋机构滑杆12为平行的两根，吸袋机构8则通过两个吸袋机构滑套10挂在两根吸袋机构滑杆12之下，吸袋机构8下面有吸盘7。两个袋仓6、13位于吸袋机构8下部，且分别连接升降机构气缸5、16，整袋仓13放置在整袋框架15上。在整袋框架15的前端安置整袋气缸14(用于产生震动。具体见对照图6的描述)。
见图7、8。吸袋机构8由空心方管串接焊接而成，内部是相通的。其上面设置与真空系统连通的三个接口47，其下面设置有九个分散的吸盘7。
吸袋机构8前端角部设置一个缺口49，使得阀口袋的阀口部露出足够供袋口打开机构(具体见下述对照图11的描述)夹住的面积。
吸袋机构8前端设置压袋片42，压袋片42连接控制压袋片伸缩的伸缩控制机构，伸缩控制机构固定在吸袋机构8的前部。伸缩控制机构采用伸缩控制气缸46，伸缩控制气缸46安置在伸缩控制气缸固定块45上，伸缩控制气缸固定块45固定在吸袋机构8的前部的空心方管上，伸缩控制气缸固定块45的推杆连接一块活动的推拉块48，推拉块48通过两根推拉杆44连接压袋片42。
见图4、5。整袋仓13成口大底小的倒梯形，从上往下看，四周都存在斜坡面34，其底的背面后端设置挡板35。整袋仓13前部设置一横排六个通孔33，通孔连接背面的气仓37，气仓37设置连接气压系统的通气口36。
见图6，与图4、5所示的整袋仓13相配合，整袋框架15的后端有两根弹簧41，两根弹簧41连接着一块整袋回弹片40，两根弹簧41和一块整袋回弹片40构成回弹机构。而在整袋框架15的前端，安置整袋气缸14，整袋气缸14的整袋推拉杆38连接着一块整袋推拉块39，整袋气缸14、整袋推拉杆38和整袋推拉块39构成震动产生装置。
在整袋时，整袋气缸14工作，使得整袋推拉块39前后移动，整袋推拉块39推动整袋仓13的气仓37使整袋仓13后退，整袋仓13后端的挡板35向整袋框架15后端的整袋回弹片40施压。当整袋气缸14的整袋推拉块39后移时，两根弹簧41回弹，又将整袋仓13往前推动。如此循环往复，使得整袋仓13来回振动，将阀口袋整理好至放置平整和位置准确，特别是使得阀口袋的上端3与整袋仓13的前端平齐。
见图3。插袋机构横梁20下，在机架立柱和插袋机构滑杆限位块21之间是插袋机构滑杆22，插袋机构滑套23套在插袋机构滑杆22上，实现插袋机构的滑动。本实施例中，插袋机构在插袋机构滑杆22上的滑动，是为了抓取整袋机构中吸袋机构8最后吸住的阀口袋。插袋机构滑杆22有平行的两根，同样插袋机构滑套23也是两个，整个插袋机构由两个插袋机构滑套23带着在两根插袋机构滑杆22上滑动。
插袋机构滑杆22下，连接在插袋机构滑套23上的喂袋机构有两根喂袋机构滑杆25，两个喂袋机构滑套67(参见图10)带着喂袋机构沿两根喂袋机构滑杆25滑动，喂袋机构固定块24、喂袋机构滑杆25和喂袋机构滑套67构成喂袋机构；喂袋机构固定块24下部固定着齿条箱26，齿条32安置在齿条箱26中，齿条32与齿轮32啮合，齿条32前进或者后退，只能使得齿轮31转动90°。抓袋机构安置在喂袋机构下方，跟随喂袋机构沿喂袋机构滑杆25滑动，抓袋机构的旁边设置袋口打开机构。齿条箱26、齿条32、齿轮31、抓袋机构固定座30和两片抓袋片27构成抓袋机构。两个对应的吸盘28和两根空心管29构成袋口打开机构。
见图9。袋口打开机构和抓袋机构通过连接杆51连接而同时运动(包括转动和滑动)，连接杆51的长度根据阀口袋大小可以调节。与齿轮31的轴一起转动的抓袋机构滑杆52为三角形，两个三角形滑套60套在抓袋机构滑杆52上，三角形滑套60的另一端固接抓袋机构固定座30；袋口打开机构定位板55的上部亦为三角形滑套；组合滑套(参见图10)中的与抓袋机构滑杆52连接的抓袋机构滑套50为内圆形滑套，位于两个三角形滑套60之间，且两头都与两个三角形滑套60挨着。抓袋机构滑杆52随齿轮31转动时，两个三角形滑套60和袋口打开机构定位板55均在抓袋机构滑杆52三角形带动下跟着转动，而滑套50由于是内圆滑套，所以三角形的抓袋机构滑杆52在内圆滑套内转动而内圆滑套并不跟随转动。
抓袋机构固定座30的底部(面对图9的方向)设置定片59和动片27(即两片抓袋片)，动片27连接动片控制机构气缸57。当需要抓袋时，控制机构气缸57的推杆推动动片推动片58，进而推动动片25向定片59靠拢，即可夹紧阀口袋上端。喂袋插袋之后，控制机构气缸57的推杆拉会动片推动片58，进而拉回动片27离开定片59而松开阀口袋。
见图10。抓袋机构滑杆52与喂袋机构滑杆25通过组合滑套连接，组合滑套中的与抓袋机构滑杆52连接的抓袋机构滑套50和与喂袋机构滑杆25连接的喂袋机构滑套67均为内圆形滑套，因此，不管抓袋机构滑杆52、喂袋机构滑杆25是什么形状，滑杆的转动都不会引起滑套转动。滑套50与滑套67通过组合滑套连接杆65连接。喂袋机构滑杆25一头固定于喂袋机构固定块24，另一头固定于滑杆固定座66，抓袋机构滑杆52一头实际上就是齿轮31的轴，另一头位于滑杆固定座66的一个圆孔内。正因为是圆孔，所以三角形的抓袋机构滑杆52可以在齿轮31的带动下转动。齿条32在齿条箱26中被限制进出的行程只有齿轮31圆周的四分之一，因此齿轮31只能正反转动90°。
回到图9。抓袋机构处于水平状态，这是抓袋机构准备去抓袋和袋口打开机构准备去夹住阀口袋的口部的准备状态。
见图11。袋口打开机构由两根空心管构成剪刀形结构，与袋口打开机构定位板55通过定位销53销接；其两根空心管的前端29、56的口部是两个相向对应的吸盘28、54，两根空心管的末端61、63连接真空系统，在两根空心管的末端61、63之间设置使剪刀开合的控制机构双推杆气动气缸62。双推杆气动气缸62两头的两根推杆同时顶出时，前端的两个相向对应的吸盘28、54分开，相反，吸盘28、54分开合拢。图中，还有连接袋口打开机构和抓袋机构的连接杆51，以及用于三角形滑套64。
见图12。袋口打开机构和抓袋机构在齿轮31的转动下垂直向下。动片27(在阀口袋2背面)贴近定片59，夹住了阀口袋2的上端3，袋口打开机构两根空心管的前端29与另一根56(在阀口袋2背面)的口部是两个相向对应的吸盘28、54(在阀口袋2背面)也夹住了阀口袋2的袋口部。
接下来将是抓袋机构滑套50与喂袋机构滑套67一起分别沿着抓袋机构滑杆52和喂袋机构滑杆25向左滑动，抓袋机构滑套50推动其左边的三角形滑套60在抓袋机构滑杆52上向左滑动，从而带着抓袋机构以及袋口打开机构一起向左移动。同时，袋口打开机构两根空心管的前端29与另一根56(在阀口袋2背面)的口部是两个相向对应的吸盘28、54(在阀口袋2背面)分开，在真空系统作用下吸盘28、54分别吸住阀口袋2的袋口部的两面，使得阀口袋的阀口4张开，最后喂料管插入阀口袋的袋口内。
Claims (10)
1.用于阀口袋包装粉体的自动插袋装置，包括整袋机构和插袋机构，其特征在于：整袋机构由吸袋机构和两个袋仓组成，插袋机构由抓袋机构和喂袋机构组成，抓袋机构从吸袋机构抓取阀口袋，通过喂袋机构完成将阀口袋套插在喂料管上的动作；
所述的吸袋机构通过吸袋机构滑套安置在机架的整袋机构横梁下的吸袋机构滑杆上，吸袋机构可沿吸袋机构滑杆滑动；两个袋仓位于吸袋机构下部，且分别连接升降机构，两个袋仓中的整袋仓放置在整袋框架上；
所述的插袋机构通过插袋机构滑套安置在机架的插袋机构横梁下的插袋机构滑杆上，插袋机构可沿插袋机构滑杆滑动；喂袋机构通过喂袋机构滑套安置在插袋机构滑杆下的喂袋机构滑杆上，喂袋机构可沿喂袋机构滑杆滑动；抓袋机构安置在喂袋机构下方，跟随喂袋机构沿喂袋机构滑杆滑动，抓袋机构的旁边设置袋口打开机构。
2.根据权利要求1所述的自动插袋装置，其特征在于：所述的吸袋机构由空心管串接而成，其上面设置与真空系统连通的接口，其下面设置有多个分散的吸盘，以利于将阀口袋平整吸住；其前端角部设置一个缺口，使得阀口袋的阀口部露出足够供袋口打开机构夹住的面积。
3.根据权利要求1或2所述的自动插袋装置，其特征在于：在吸袋机构前端设置压袋片，压袋片连接控制压袋片伸缩的伸缩控制机构，伸缩控制机构固定在吸袋机构前部。
4.根据权利要求1所述的自动插袋装置，其特征在于：所述整袋仓成口大底小的倒梯形，其底的背面设置挡板，挡板所在的位置一方面使得挡板的一面接触到安置于整袋框架上的震动产生机构，另一方面使得挡板的另一面接触到安置于整袋框架上的回弹机构。
5.根据权利要求4所述的自动插袋装置，其特征在于：整袋仓前部设置多个通孔，通孔连接背面的气仓，气仓设置连接气压系统的通气口。
6.根据权利要求4所述的自动插袋装置，其特征在于：震动产生装置选用气缸或者偏心轮，回弹机构选用弹簧。
7.根据权利要求1所述的自动插袋装置，其特征在于：两个袋仓连接的升降机构选用气缸或者螺杆。
8.根据权利要求1所述的自动插袋装置，其特征在于：袋口打开机构和抓袋机构刚性连接，通过非圆形滑套安置在与齿轮轴一起转动的抓袋机构滑杆上，抓袋机构滑杆为与非圆形滑套相吻合的形状；抓袋机构滑杆与喂袋机构滑杆通过组合滑套连接，组合滑套中的与抓袋机构滑杆连接的滑套为内圆形滑套；齿轮轴上的齿轮与齿条啮合，被限制在90°区域内转动。
9.根据权利要求1所述的自动插袋装置，其特征在于：所述抓袋机构的底部设置定片和动片，动片连接动片控制机构。
10.根据权利要求1所述的自动插袋装置，其特征在于：所述袋口打开机构由两根空心管构成剪刀形结构，与袋口打开机构定位板销接；其两根空心管的前端是两个相向对应的吸盘，两根空心管的末端连接真空系统，在两根空心管的末端之间设置使剪刀开合的控制机构。
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