CN106986072A - 模块化移动式混料包装方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及模块化移动式混料包装方法及设备。在一个方面中，提供用于粉末状产品或颗粒状产品的模块化移动式混料包装设备，该设备包括承载结构(1)，该承载结构(1)具有适于被放入在标准的海运集装箱中的尺寸，并且该承载结构在内部容置有接料且手动称重模块(2)、材料装载模块(3)、混合模块(4)和包装模块(5)。

Description

模块化移动式混料包装方法及设备
技术领域
本发明的目的在于方法及模块化且易于运输的设备，该设备用于定量分配、混合并且包装粉末状产品、颗粒状产品以及具有相似特性的其它产品，并且该设备包括承载结构，该承载结构结合有多个模块，所述多个模块彼此之间相互配合以获得准备出售的混合包装产品。
本发明包括在用于制造、混合并且包装粉末状产品的工业设备如农产品行业中所使用的工业设备的技术领域中，而并不限制将其应用于其它产业制造业中的具有相似特性的其它产品。
背景技术
通常，在用于混合粉末状产品的设备和机器中，要被混合的产品被描述为在竖向方向上经历不同的处理阶段，即，产品由于重力的作用而从一个阶段进行至另一阶段、从设备的上部进入到下部，例如申请号为P0381423的西班牙专利文献中描述的那样，该专利文献描述了用于处理或者混合粉末状产品、颗粒状产品或团状产品的机器。
为了解决这一问题，欧洲专利文献EP2465780描述了一种移动式定量分配混料包装设备，由于该设备可以是能够定量分配、混合并且包装粉末状产品、颗粒状产品或类似产品的可动式设备，因此能够在尺寸为40英尺的符合标准的海上运输集装箱中进行运输，并且在所述集装箱中，该设备的整个结构——包括所有的必要机器、元件和用具——是水平分布的。此外，该文献描述了这样的一种移动式设备：该设备的操作性控制通过远程的方式完成，该设备能够保证对产品的完全控制以及对产品的跟踪能力，该设备设置有与出于所述用途布置在与移动式设备自身的位置不同的另外的位置处的控制中心连接的实时连接装置。
发明内容
本发明的目的在于一种方法以及一种模块化移动式设备，该设备基于专利文献EP2465780中描述的构思而改进其功能性和模块化程度使得其潜在的用途增多并且因此使其通用性增加。
因此，用于粉末状产品或颗粒状产品的模块化移动式混料包装设备包括承载结构，该承载结构具有适于被放入在标准的海运集装箱中的尺寸，该承载结构在内部容置有接料且手动称重模块、材料装载模块、混合模块和包装模块，其中，该设备结合有用于在放入配料之前自动地进行定量分配的自动式定量分配模块，此外还结合有用于自动地将原料装载到设备中的具有自动式开袋系统的自动式配料装载模块。
此外，该移动式设备还结合有用于将液体喷射到粉末混合物中保持最终呈粉末状态的液体喷射模块。所述液体喷射模块是自动的，使得能够自动地将液体定量分配到混合物中，其中，喷射的液体可达十种液体，根据最终用户先前的需要而进行喷射，并且所述液体喷射模块能够将达50％的液体喷射到粉末中，使得在以最终配方所要求的条件和参数比如液体的温度、搅拌和预先混合进行喷射之后保持粉末状形式。
最后，该设备结合有取决于最终用户所需的包装的类型的包装模块，该包装模块以非限制性的方式包括大袋装填模块、欧式袋装填模块或者用于装填任何其它类型的封装物(例如比如小袋)的模块。此外，包装模块能够结合自动堆放模块，因为任何用户需要生产线的最终部分能够自动化。
在所有所描述的模块中，满足一些基本条件以便保证与设备整体的兼容性，这是因为根据模块的类型所有的模块都必须是能够放置在尺寸为20英尺或40英尺的海上运输集装箱中进行运输的，其中，所有必要的机器、辅助元件和用具被包括在所述集装箱中。
另外，所述模块必须是可连接的即插即用式模块，即，所述模块必须能够与对设备整体进行管控的CPU相连接以便能够立即使用，这意味着所述模块在电气和气动学这两方面必须是可兼容的。
所有这些内容如从附属于本发明的独立要求中所表明的不同的方面所描述的那样，并且所有这些内容通过相同的表述而被包括在该说明书中。同样，从属权利要求示出了本发明的特定的实际的实施方式，其内容也通过相同的表述被包括在本文中。
在该说明书和权利要求书通篇中，用语“包括”及其变型并不意在排除其它技术特征、附件、部件或步骤。对于本领域技术人员而言，本发明的其它目的、优点和特征部分地取决于说明书并且部分地取决于将本发明付于实践。以下示例和附图以例示的方式提供，并且这些示例和附图并不意在限定本发明。此外，本发明涵盖本文中所表明的特定实施方式和优选实施方式的所有可能的组合形式。
附图说明
下面对与以非限制性示例的方式表示的本发明的实施方式特别有关的一系列附图作以非常简要的描述，这些附图能够帮助更好地理解本发明。
图1示出了如专利文献EP2465780中描述的用于粉末状产品的可动式混合设备及其承载结构的立体图。
图2示出了处于运输位置的图1的设备。
图3示出了与图1的用于粉末状产品的移动式混料设备相连接的液体喷射模块(图3a、图3b、图3c、图3d和图3e分别为轴测图、平面图、正视图、侧视图和内部视图)。
图4示出了与图1的用于粉末状产品的移动式混料设备相连接的大袋包装模块的单独视图。
具体实施方式
如图1中所见，作为本发明的目的模块化移动式设备基本包括承载结构1、接料且称重区域2、装载区域3、混合区域4、包装区域5、装订贴标签区域6、金属检测区域7、堆放区域8和清洁区域9。
承载结构1由支承在数个高度可调节的支承点12处的各种方形管11、数个铰链13以及具有安全栏栅15的爬梯14形成。该结构的尺寸不会比尺寸为40英尺的标准集装箱的尺寸大，从而总尺寸允许该结构放置在标准运输集装箱(通常为尺寸为40英尺的海运集装箱)中被运输。
在实际的实施方式中，结构1用方形的不锈钢管构造而成。该结构的底部由轧制的碳钢型材形成。该结构的型材和横梁由方形的不锈钢管制成。结构1由六个高度可调节的支承点支承，在这六个高度可调节的支承点上支承有菱形板，物体和工作人员在菱形板上来回移动。一个侧部16以三个部段的形式折叠，并且所述一个侧部16也用方形管和菱形板构造而成。前述铰链通过使用多个绞盘而折叠前述侧部以便于进行安装和定位。
进入爬梯14除了台阶的踏步板之外用不锈钢构造而成，进入爬梯14也能够由防滑的不锈钢板构造而成。爬梯的端部处布置有矩形件以便提供通向平台的上部的入口。平台和进入爬梯的顶部具有沿着整个周缘的用方形不锈钢管构造而成的保护性栏栅15。
自动式定量分配模块在引入配料之前进行定量分配，此外，自动式定量分配模块还结合有用以自动地将原料装载到设备中的具有自动式开袋系统的自动式配料装载模块。这些自动式定量分配模块与接料且称重模块2相连接。
此外，可动式设备还结合有用于将液体喷射到粉末混合物中保持粉末最终呈粉末状态的液体喷射模块(图3)。所述液体喷射模块是自动的，使得能够自动地将液体定量分配到混合物中，其中，喷射的液体可达十种液体，根据最终用户先前的需要而进行喷射，并且所述液体喷射模块能够将达50％的液体喷射到粉末中，使得在以最终配方所要求的条件和参数比如液体的温度、搅拌和预先混合进行喷射之后保持粉末状形式。该液体喷射模块与混合模块4中的搅拌箱41连接。
更具体地，液体喷射模块300用于通过泵318——优选为凸轮泵，但不排除任何其它类型的泵——定量分配具有任何粘度的混合液体量，其中，流速通过多个测力传感器(负荷传感单元)320进
行控制。在处理过程期间，液体喷射模块执行下述阶段：
i.用构成原料的液体来装载搅拌箱305。
ii.通过结合有刮具的锚式搅拌器326、327搅拌所述液体。搅拌箱305由于其具有电阻器的双室以及借助于至少一个温度探头324的温度控制而能够保持或者实现最佳的温度。
iii.为了控制要定量分配的量，箱305具有这样的多个测力传感器320：所述多个测力传感器320控制泵318，并且将配方所需的准确量传递到混合模块4的搅拌箱41中。
液体通过搅拌器326、327而均匀化，因为在具有多于一种的液体的情况下，必须先使具有相同比例的数量准确的每种成分均匀化，并且然后以上述方式进行定量分配。液体喷射能力相对于粉末达到50％的百分比(其通常为较低的百分比)，使得在以最终配方所要求的条件和参数比如液体的温度、搅拌和预先混合进行喷射之后保持粉末状形式。
如下表中所见，在图3中示出的非限制性的特定实施方式中，液体喷射模块300包括下述元件：
在特定实施方式中，液体隔室305或搅拌隔室是筒型隔室，其具有截头锥状的底部以及双室，该双室布置用于引入用于分布电阻器306——在该实施方式中，每个电阻器的功率为3kW——的热的导热油。
隔室305具有卫生的台架，该台架处支承有锚式刮具326，锚式刮具326具有由白色食品级塑料制成的并且能够经受具有60℃且最高达100℃的工作温度的刮具327。此外，隔室305在顶部处包括至少一个盖307，从而便于进行清洁和检查，此外，如图3中示出的，所述至少一个盖307具有一定的倾斜度。
用于产品的出口具有卫生的底阀317。上开口在两个盖307中具有安全传感器323。隔室305的每个支承件具有允许读取产品的重量的测力传感器320。
加热系统在需要的情况下通过围绕隔室305的双室来执行将产品保持处于期望的温度的功能，在该双室中导热油循环流通并且安装有电阻器306。隔室305的外部是绝热的。
为了装载导热油，设备具有还用作膨胀箱的隔室。油进入箱的双室，在双室中，油通过热电阻器306被加热。用于油的出口位于下部中，在该出口处设置有齿轮泵315，齿轮泵315在导热油是热的时使导热油通过油路313连续再循环。
位于隔室305内的产品的温度以及导热油的温度均由温度探头324控制。
定量分配系统允许将包含在隔室305中的产品朝向图1的设备的混合模块的混合箱41有效地定量分配。定量分配通过由变频驱动器控制的泵318执行。泵318的入口通过挠性且卫生的连接装置连接至隔室305的底阀317。泵318的入口始终低于底阀317的出口。泵的出口与给送软管相连接，给送软管具有与和图1的设备的混合模块4的混合箱41的入口相匹配的连接部。
最后，框架由管状结构325形成以防止平坦表面以及因此防止了脏物的累积并且以使得所有的表面的清洁更加容易。该结构结合有能够固定的轮322以及用以对组件提供稳定性的高度可调节的足部321。
最后，该设备结合有取决于最终用户所需的包装的类型的包装模块，该包装模块以非限制性的方式包括大袋装填模块、欧式袋装填模块或者用于装填任何其它类型的封装物(例如，比如小袋)的模块。此外，包装模块能够结合有自动堆放模块，因为用户需要生产线的最终部分能够自动化。
如图4中详细所见，在特定实施方式中，图1的设备能够包装大型袋(通常所知为大袋)，这允许包装模块5能够装填500kg至1000kg的袋。然而，在一些特定的实施方式中，产品能够被装填在从100kg开始的袋中，并且在一些实施方式中，产品也能够被装填在350kg或400kg的袋中。
该设备的布置形式是尺寸为20英尺的水平式集装箱，当该设备位于其目的地时，能够竖向地安装，并且将位于混合模块4之后。大袋模块400由三个块体组成，所述三个块体在竖向上以一个位于另一个之上的方式放置，并且所有的安装借助快速连接适配器进行连接，而不需要就地进行安装，这是因为一切都准备好进行组装并且所有的安装都准备好在一天内开始。快速连接装置和电力装置由图1的设备的常见的配电箱提供。
因此，当产品在混合模块4中的混合结束时，所述产品进入包装模块5，在该实施方式中，包装模块5包括用于将混合后的粉末带至大袋模块400的系统。根据产品，所需实现的生产能力约为1000kg/h。
将四个或五个200kg的批次彼此组合进行包装。模块设计成被容纳在20英尺的开顶式集装箱中并进行运输，其中，所有必要的机器、辅助元件和用具均被包括在该集装箱中。
该设备设计成以隐藏的方式并且以保护元件免受损害的方式竖向地安装在通风的位置处，并且定位在适于所述载荷的平坦的地面上。
该设计确定被分为高各为2.3m的三个块体(在任何情况下都小于2.4m，2.4m为集装箱的最大高度)，并且使得在进行组装和安装期间能够借助电动叉车来处理所述三个块体。由此，除了在处理过程中能够实现安全和跟踪能力之外，还能够保证适当的运输和操作，使得在设备处工作的工作人员不会出错，并且更容易遵循已经计划的制造工序，并且由中心局实施必要的监督和控制手段。
大袋模块400包括下述元件：
(a)结构401，所述结构401能够被放入在20英尺集装箱中而不会发生变形，所述结构401能够保护用于执行不同过程的不同机器及辅助设备，并且能够为其提供支承。
(b)储料器402，混合产品被接纳在储料器402中并且被定量分配以进行包装。
(c)定量分配阀403，定量分配阀403安装在储料器402后面，用于对已经混合好的产品进行定量分配。
(d)直列式(in-line，在线式)金属检测器404，直列式金属检测器404具有截留装置。
(e)装袋模块405，装袋模块405用于成批地进行装袋，并且具有贴标签及重量控制装置406。
要实现的产品参数为每袋4批或5批为1Tm/h。不同阶段中的时间至多为12分钟，从而所述循环至多继续保持以便保证必要的生产能力。为了确保完成并且与现有的混合设备相结合，在该非限制性示例中，用时如下(用时逻辑上可以根据期望的安装而改变)：
-独立地进行称重。
-装载。
○拿起袋：1min。
○装填：10min。
○连接/断开连接：1min。
○总计：12分钟。
-混合：
○机器连接：1min。
○混合：10min。
○断开连接：1min。
○总计：12分钟。
-将产品从混合装置运送至给送储料器402，给送储料器402符合允许保证1000kg/h的目标的循环
-装袋：
○与之前的阶段连续地连接，必须在每批约200kg经过旋转安装和金属检测器，直到总共达到4批至5批为止的情况下进行包装，而这取决于密度。
○该操作必须在1小时内完成。
○(对于每个批次而言)更换五个集装箱。
○将这五个批次包装在一个袋中，穿过旋转安装和金属检测器。对于每个袋而言，会经历袋的重量确认、贴标签和收回，将空袋放回以便开始新的包装循环(用于五个批次的1000kg的每循环60分钟)。
通常，安装的所有常用的装置与图1的设备的常用的装置相连接。

Claims (12)

1.一种用于粉末状产品或颗粒状产品的模块化移动式混料包装设备，所述设备包括承载结构(1)，所述承载结构(1)具有适于被放入在标准的海运集装箱中的尺寸，并且所述承载结构(1)在内部容置有接料且手动称重模块(2)、材料装载模块(3)、混合模块(4)和包装模块(5)，其特征在于，所述设备包括选自下述各项的至少一种附加模块：自动定量分配的液体喷射模块(300)或者用于包装成大袋的模块(400)；其中，所述附加模块是可插式的，并且能够与所述模块化设备的控制PLC相连接。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述液体喷射模块(300)构造成通过泵(318)将具有任何粘度的液体量定量分配到所述混合模块(4)的混合箱(41)中，其中，所述液体量的流速通过多个测力传感器(320)进行控制。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的设备，其中，所述液体喷射模块(300)包括筒状的搅拌隔室(305)，所述搅拌隔室(305)具有截头锥状的底部、以及双室，所述双室布置用于引入用于分布热电阻器(306)的热的导热油。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述隔室(305)具有卫生的台架，在所述台架处支承有锚式刮具(326)，所述锚式刮具(326)具有由白色食品级塑料制成的并且能够经受60℃且最高达100℃的工作温度的刮具(327)。
5.根据权利要求3至4中的任一项所述的设备，其中，所述搅拌隔室(305)包括在顶部处倾斜的至少一个盖(307)。
6.根据权利要求3至5中的任一项所述的设备，其中，所述液体隔室(305)包括用于所述产品的出口，所述出口具有卫生的底阀(317)；并且其中，上开口在至少一个盖(307)中具有安全传感器(323)；并且其中，所述搅拌隔室(305)的每个支承件包括允许读取所述产品的重量的测力传感器(320)。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的设备，其中，所述液体喷射模块(300)包括加热系统，所述加热系统在需要的情况下通过围绕所述搅拌隔室(305)的双室来执行将所述产品保持处于期望的温度的功能，在该双室中导热油循环流通并且安装有热电阻器(306)；并且其中，所述搅拌隔室(305)的外部是绝热的。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，为了装载所述导热油，所述设施具有还用作膨胀箱的隔室，使得所述油进入所述搅拌隔室(305)的双室，在该双室处所述油通过所述热电阻器(306)被加热；并且其中，用于所述油的出口位于下部中，在该出口处设置有齿轮泵(315)，所述齿轮泵(315)在所述导热油是热的时使所述导热油通过油路(313)连续地再循环。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的设备，其中，位于所述隔室(305)内的所述产品的温度以及所述导热油的温度由温度探头(324)控制。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的设备，其中，所述定量分配由泵(318)执行，使得所述泵(318)的入口连接至所述搅拌隔室(305)的底阀(317)；并且其中，所述泵(318)的所述入口始终低于所述底阀(317)的出口。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的设备，其中，所述大袋模块(400)包括：(a)结构(401)，所述结构(401)能够被放入在20英尺集装箱中而不会发生变形，所述结构(401)能够保护用于执行不同过程的不同机器及辅助设施，并且能够为所述机器及辅助设施提供支承；(b)储料器(402)，经混合的产品被接纳在所述储料器(402)中并且被定量分配以进行包装；(c)定量分配阀(403)，所述定量分配阀(403)安装在所述储料器(402)后面，用于对已经混合好的产品进行定量分配；(d)直列式金属检测器(404)，所述直列式金属检测器(404)具有截留装置；以及(e)装袋模块(405)，所述装袋模块(405)用于成批地装填袋，并且具有贴标签及重量控制装置(406)。
12.一种在根据权利要求1至11中的任一项所述的设备中混合并且包装粉末状产品或者颗粒状产品的方法，所述方法包括下述步骤：接料并且手动称重、材料装载、混合以及包装，并且其特征在于，所述步骤由与向最终产品提供混合和构型指令和命令的中央服务器远程连接的PLC控制，并且此外，所述方法还包括选自下述各项的至少一个附加步骤：自动定量分配、液体喷射以及装袋；其中，所述附加模块是可插式的，并且能够与所述模块化设备的控制PLC相连接。
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