CN107628287B - 一种高精度红糖自动包装机及其包装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度红糖自动包装机及其包装方法，包装机包括物料仓、下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀、物料秤、自动包装机构和控制器；带式输送机与下料斗之间的高度可调，控制器控制输送速度；物料筛设电磁振动器，控制器控制筛底的开闭；自动包装机构将从物料秤中落下的红糖进行自动包装；控制器包括微处理器、键盘、显示器、电机驱动电路、电磁振动器驱动电路、称重传感器信号采集电路。包装方法采用高精度物料秤；当红糖质量接近定量包装设定值时关闭筛底，输送机切换至缓慢速度，半关闭物料阀直至红糖质量达到定量包装设定值时彻底关闭；在容器和输送中红糖厚度≤50mm以防红糖粘结。本发明具有包装净含量精度高、操作方便高效、制作与运行成本低的特点。

Description

一种高精度红糖自动包装机及其包装方法

技术领域

本发明涉及一种红糖包装设备及包装方法，特别涉及一种高精度红糖自动包装机及其包装方法。

背景技术

红糖指带蜜的甘蔗成品糖，是甘蔗经过榨汁、浓缩形成的带蜜糖。红糖具有丰富的营养价值，因此广泛应用于食品制造行业，具有非常大的市场需求和价值。

市场上使用的红糖以粉状红糖为主，粉状红糖具是一种粘性很大的混合物，容易受到重力或者外力挤压成团；并且由于蜜糖和水分的存在，粉状红糖颗粒很不均匀，3mm以下颗粒约占70％，3～10mm颗粒约占20％，10mm以上颗粒约占10％；所以市面上很多食品包装机用于定量包装红糖时会出现结块、粘附或者堵塞现象，导致无法定量包装或包装成品净含量误差大。CN102774514B公开了一种红糖自动化包装装置，希望通过搅拌和振动传送等功能实现自红糖自动化包装并避免红糖在包装过程中出现结块，但是该发明存在结构不合理和红糖单件包装可能会出现净含量不满足JJF1070-2005《定量包装商品净含量计量检验规则》要求的缺陷，具体因素如下：

1、包装装置不能安装使用搅拌装置，因为如果安装搅拌装置，那么受到搅拌的红糖容易因受到外力挤压而出现二次粘结；

2、料仓中的红糖是通过出料口和振动送料装置到达分装装置的，如果出料口宽度比料仓宽度小，那么红糖从料仓移动到出料口时会因为相互挤压而造成粘结，堵塞出料口；同样如果振动送料装置的宽度比出料口宽度小，红糖也会堵塞在振动送料装置；所以比较合理的情况是料仓、出料口和振动送料装置的宽度是一样的，根据这种结构如果出料口宽度小，则料仓容纳的红糖少；如果出料口宽度大，则通过出料口和振动送料装置到达分装装置的红糖流量过大，包装净含量很容易造成大的超差，给企业带来较大损失；

3、料仓和分装装置是通过振动送料，则料仓和振动送料装置中容易残留部分红糖无法到达包装装置，容易造成红糖拥堵；并且抖动送料对于送料速度和数量无法精确控制，包装效率低和包装精度低的问题；

4、没有物料筛选功能，在定量包装称重时，会因为大颗粒抖入物料秤中引起包装净含量较大误差。

因此，根据红糖使用量大、粘性大的特点，设计一种结构简单、粘附少、易清理、不挤压物料并且净含量控制准确的红糖自动包装机显得很有必要。

发明内容

本发明目的是提供一种红糖定量包装净含量精度高、包装过程中避免结块粘附、包装净含量精度高、操作方便高效、制作与运行成本低的一种高精度红糖自动包装机及其包装方法。

为实现以上目的，本发明一种高精度红糖自动包装机及其包装方法，其包装机包括物料仓、含梯形斗的下料斗、装有输送带的带式输送机、含筛体和配有第三电机的筛底的物料筛、含装有第四电机的第一阀片和装有第五电机的第二阀片的物料阀、物料秤、自动包装机构和控制器；所述物料仓上安装有带减速机构的第一电机，物料仓在第一电机的转动控制下可倾斜，从而将红糖倾倒至位于物料仓出口下方的所述下料斗中，第一电机的转速由控制器控制，从而实现红糖倾倒速度由控制器控制；所述下料斗是一个由四个侧面围成的梯形斗，其上矩形开口比下矩形开口大，该梯形斗的作用是将从物料仓倾倒下来的红糖集中引流并防止出现红糖飞溅；所述带式输送机位于下料斗的正下方，其输送带的上表面与梯形斗底部矩形开口之间的高度可调，为(5～30)mm，以控制红糖在输送带表面的厚度，输送带的宽度应保证从矩形开口落下的红糖不会散落在输送带边缘以外，该输送带通过第二电机带动实现其上表面的物料输送，输送方向与梯形斗底部的矩形开口长边平行，输送速度由第二电机的转速控制，第二电机转速由控制器控制，从而实现输送带输送速度由控制器控制为正常速度和缓慢速度，以提高包装净含量精度；所述物料筛设在输送带前端的下方，所述筛体的侧面中心位置固定安装电磁振动器，所述筛底均匀分布有小通孔并且由第三电机控制筛底的开闭，第三电机的转动由所述控制器控制，从而控制筛底的开启和关闭，以进一步提高包装净含量精度；所述物料阀设在物料筛的正下方，所述第一阀片和第二阀片分别在第四电机和第五电机的转动控制下实现开启和闭合，第四电机和第五电机的转动由所述控制器控制，从而控制物料阀的开口度和关闭，以保证包装效率；所述物料秤设在物料阀的正下方，其上装有称重传感器，秤底由安装在秤体上的第六电机的转动控制下实现开启和闭合，该称重传感器能够测量出落入物料秤中红糖的质量，称重传感器根据定量包装的最大称量和精度要求进行选型，以确保包装净含量精度；所述自动包装机构将从物料秤中落下的红糖进行自动包装；所述控制器包括微处理器、键盘、显示器、电机驱动电路、电磁振动器驱动电路、称重传感器信号采集电路。

所述物料仓为簸箕状容器或食品提升机中的一种。

所述下料斗的上缘各设有一块矩形挡板，能更有效地防止红糖飞溅。

所述下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀、物料秤设有多组呈并联布置，多组并联能实现红糖的多条包装线路同时包装以提高生产效率。

所述下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀、物料秤设有三组。

在所述物料仓、下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀和物料秤和自动包装机构与红糖接触的表面设有聚四氟乙烯涂层，以进一步避免红糖包装过程中的粘附现象。

上述控制器主要包括微处理器、键盘、显示器、电机驱动电路、电磁振动器驱动电路、称重传感器信号采集电路；微处理器用于存储、运行红糖自动包装控制程序和参数设置程序，并按照相应的程序接收各电路的输入、反馈信号和发送各电路的控制信号，实现红糖包装过程中的自动控制及参数设置；键盘实现操作人员对本发明红糖包装机的操作；显示器用于监视包装控制过程和参数；电机驱动电路在接收到微处理器的信号后，发送反馈信号并驱动各电机按要求转动；电磁振动器驱动电路在接收到微处理器的信号后，发送反馈信号并驱动电磁振动器按照设定的参数振动；称重传感器信号采集电路在接收到微处理器的信号后，采集物料秤中称重传感器信号并发送反馈信号。

上述控制器属于现有技术，提供商为福建好日子食品有限公司，地址为福建省龙岩市永定区莲花工业园区，产品名称为好日子红糖自动包装机控制终端产品型号为BSAPMController-2016，上市日期为2016年8月。

本发明一种高精度红糖自动包装机的包装方法，红糖从物料仓开始，经过下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀和物料称，最后落入自动包装机构，形成红糖的一个完整包装线路，具体操作如下：

(1)、通过控制器设置并实时修改各包装线路红糖包装过程中的参数，所述参数包括电磁振动器的振动强度、带式输送机正常输送速度和缓慢输送速度、物料阀的半关闭位置、物料秤的定量包装设定值和接近值、物料仓往下料斗中倾倒红糖的速度和自动包装机构所制成的包装袋的规格；

(2)、启动电磁振动器，打开物料筛筛底，关闭物料秤秤底、开启物料阀；

(3)、按正常输送速度启动带式输送机，控制物料仓按预设速度往下料斗中倾倒红糖；

(4)、当物料秤中红糖质量达到定量包装设定值的接近值时，关闭物料筛筛底，带式输送机切换至缓慢速度输送红糖，物料阀关闭至设定的半关闭位置以减少阀片之间的空隙；

(5)、当物料秤中的红糖质量达到定量包装的设定值时，彻底关闭物料阀，打开物料秤秤底，则物料秤中的红糖落入自动包装机构中；

(6)、控制自动包装机构将从物料秤中落下的红糖进行自动包装，同时关闭物料秤秤底，打开物料筛筛底和物料阀，带式输送机切换至正常速度输送红糖；

(7)、重复3至5的步骤，完成单线路的红糖自动批量包装；

在红糖的多线路同时包装时，控制器控制各线路的红糖包装时长和时序，以保证各线路红糖的自动包装；

为避免因为重力挤压造成红糖粘结，放置在容器和输送设备中的红糖厚度≤50mm。

所述定量包装设定值的接近值为设定值的80％-95％。

本发明一种高精度红糖自动包装机及其包装方法具有以下技术特点和有益效果：

(1)红糖包装过程中能有效避免粘结和粘附现象；

(2)经过多级的给料速度控制，能够实现对红糖包装净含量的高精度控制；

(3)本发明具有结构简单、粘附少、易清理、不挤压物料的特点。

附图说明

图1为本发明一种高精度红糖自动包装机及其包装方法之包装机结构示意图。该包装机的物料仓为簸箕状容器，共有三条高精度红糖自动包装线路。

图2为本发明一种高精度红糖自动包装机及其包装方法之包装机的控制器结构原理框图。

附图标记：物料仓1、下料斗2、梯形斗2-1、矩形挡板2-2、带式输送机3、输送带3-1、物料筛4、筛体4-1、第三电机4-2、筛底4-3、物料阀5、第四电机5-1、第五电机5-2、第一阀片5-3、第二阀片5-4、物料秤6、秤体6-1、秤底6-2、第六电机6-3、自动包装机构7。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明一种高精度红糖自动包装机及其包装方法作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，本发明一种高精度红糖自动包装机及其包装方法，其包装机的物料仓为簸箕状容器，定量包装净含量为500g，三线路包装共用一个自动包装机构，该包装机包括物料仓1、含梯形斗2-1的下料斗2、装有输送带3-1的带式输送机3、含筛体4-1和配有第三电机4-2的筛底4-3的物料筛4、含装有第四电机5-1的第一阀片5-3和装有第五电机5-2的第二阀片5-4的物料阀5、物料秤6、自动包装机构7和控制器；

所述物料仓1为簸箕状容器，用于放置待包装的红糖，在物料仓1上安装有带减速机构的第一电机，物料仓1在第一电机的转动控制下发生倾斜从而将红糖倾倒至位于物料仓1出口下方的所述下料斗2中，第一电机的转速由控制器控制，从而实现红糖倾倒速度由控制器控制。

所述下料斗2是一个由四个侧面围成的梯形斗2-1，其上矩形开口比下矩形开口大，该梯形斗2-1的作用是将从物料仓倾倒下来的红糖集中引流并防止出现红糖飞溅；所述下料斗2的上缘各设有一块矩形挡板2-2，能更有效地防止红糖飞溅。

所述带式输送机3位于下料斗2的正下方，其输送带3-1的上表面与梯形斗2-1底部矩形开口之间的高度可调，为(5～30)mm，输送带3-1的宽度应保证从矩形开口落下的红糖不会散落在输送带3-1边缘以外；该输送带3-1通过第二电机带动实现其上表面的物料输送，输送方向与梯形斗2-1底部的矩形开口长边平行，输送速度由第二电机的转速控制，第二电机转速由控制器控制，从而实现输送带3-1输送速度由控制器控制。带式输送机3未启动时梯形斗2-1中的红糖通过底部矩形开口下落在输送带3-1表面，但因为输送带3-1上表面与矩形开口距离较近，红糖在矩形开口周围小范围堆积后即停止下落；启动带式输送机3后，下落在输送带3-1表面的红糖会被输送带3-1带走，而梯形斗2-1中的红糖会通过矩形开口继续下落在输送带3-1上表面；通过调整输送带3-1上表面与矩形开口的高度，控制红糖在输送带3-1表面的厚度。第二电机转速由控制器控制，从而实现输送带3-1输送速度由控制器控制；输送速度分为正常速度和缓慢速度，当所述物料秤6中红糖质量远未达到包装净含量要求(小于450g)时，输送带3-1按正常速度输送，保证包装效率；当物料秤6中红糖质量接近包装净含量要求(大于等于450g)时，输送带3-1输送速度切换至缓慢输送，从而提高包装净含量精度。

所述物料筛4设在输送带3-1前端的下方，所述筛体4-1的侧面中心位置固定安装电磁振动器，所述筛底4-3均匀分布有小通孔并且由第三电机4-2转动控制实现筛底4-3的开闭，当筛底4-3打开时由输送带3-1输送到其末端的红糖能通过筛体4-1自由落下，当筛底4-3关闭时由输送带3-1输送到其末端的红糖则落在筛体4-1与筛底4-3构成的容器中，此时红糖中较大的颗粒被留在物料筛4中，较小的颗粒在电磁振动器的振动下会通过筛底4-3小通孔继续落下，留在物料筛4中的红糖将会在筛底4-3下一次开启时通过筛体4-1自由落下；第三电机4-2的转动由所述控制器控制，从而控制筛底4-3的开启和关闭；当所述物料秤6中红糖质量远未达到包装净含量要求(小于450g)时，筛底4-3打开，红糖中大小颗粒一同通过筛体4-1落下，保证包装的效率；当物料秤6中红糖质量接近包装净含量要求(大于等于450g)时，筛底4-3关闭，红糖中只有小颗粒通过筛底4-3落下，进一步提高包装净含量精度。

所述物料阀5设在物料筛4的正下方，所述第一阀片5-3和第二阀片5-4分别在第四电机5-1和第五电机5-2的转动控制下实现开启和闭合，当物料阀5开启时，从物料筛4落下的红糖能通过两个阀片之间的空隙落下，当物料阀5关闭时，从物料筛4落下的红糖被阀片挡住并留在阀片上表面，留在阀片上表面的红糖将会在物料阀5下一次开启时从两个阀片之间的空隙落下；第四电机5-1和第五电机5-2的转动由所述控制器控制，从而控制物料阀5的开启和关闭；当所述物料秤6中红糖质量远未达到包装净含量要求(小于450g)时，物料阀5开启，红糖通过物料阀5落下，保证包装效率；当物料秤6中红糖质量接近包装净含量要求(大于等于450g)时，物料阀阀片关闭至设定的半关闭位置，以减少通过物料阀5落下的红糖，进一步提高包装净含量精度；当物料秤6中红糖质量达到包装净含量要求(500g)时，彻底关闭物料阀5，以阻止红糖下落。

所述物料秤6设在物料阀5的正下方，其上装有称重传感器，秤底6-2由安装在秤体6-1上的第六电机6-3的转动控制下实现开启和闭合，该称重传感器能够测量出落入物料秤6中红糖的质量；所述称重传感器最大称量为1000g，分辨力为0.1g，最大允许误差为±0.5g；当物料秤6中红糖质量未达到包装净含量要求(500g)时，秤底6-2处于关闭状态，通过物料阀5的红糖则落在秤体6-1和秤底6-2构成的容器中；当物料秤6中红糖质量达到包装净含量要求(500g)时，秤底6-2处于开启状态，物料秤6中的红糖通过秤体6-1和秤底6-2之间的空隙落下。

所述自动包装机构7将从物料秤6中落下的红糖进行自动包装。

所述下料斗2、带式输送机3、物料筛4、物料阀5、物料秤6设有三组呈并联布置，三组并联能实现红糖的多条包装线路同时包装以提高生产效率。

在所述物料仓1、下料斗2、带式输送机3、物料筛4、物料阀5和物料秤6和自动包装机构7与红糖接触的表面设有聚四氟乙烯涂层，以进一步避免红糖包装过程中的粘附现象。

控制器主要由微处理器、键盘、显示器、电机驱动电路、电磁振动器驱动电路、称重传感器信号采集电路构成；微处理器用于存储、运行红糖自动包装控制程序和参数设置程序，并按照相应的程序接收各电路的输入、反馈信号和发送各电路的控制信号，实现红糖包装过程中的自动控制及参数设置；键盘实现操作人员对本发明红糖包装机的操作；显示器用于监视包装控制过程和参数；电机驱动电路在接收到微处理器的信号后，发送反馈信号并驱动各电机按要求转动；电磁振动器驱动电路在接收到微处理器的信号后，发送反馈信号并驱动电磁振动器按照设定的参数振动；称重传感器信号采集电路在接收到微处理器的信号后，采集物料秤中称重传感器信号并发送反馈信号。

通过控制器可设置并实时修改各包装线路红糖包装过程中的以下参数：

1、电磁振动器的振动强度；

2、带式输送机正常输送速度和缓慢输送速度；

3、物料阀的半关闭位置；

4、物料秤的定量包装设定值(本实施例设定为500g)和接近值(本实施例设定为450g)；

5、物料仓往下料斗中倾倒红糖的速度；

6、自动包装机构所制成的包装袋的规格；

该实施例选用簸箕状容器的物料仓，采用三线路高精度自动红糖包装，通过控制器设定参数后，单条包装线路红糖包装在控制器控制下的操作过程如下：

1、启动电磁振动器，打开物料筛筛底，关闭物料秤秤底、开启物料阀；

2、按正常输送速度启动带式输送机，控制物料仓按预设速度往下料斗中倾倒红糖；

3、当物料秤中红糖质量达到定量包装设定值的接近值(本实施例设定为450g)时，关闭物料筛筛底，带式输送机切换至缓慢速度输送红糖，物料阀关闭至设定的半关闭位置以减少阀片之间的空隙；

4、当物料秤中的红糖质量达到定量包装的设定值(本实施例设定为500g)时，彻底关闭物料阀，打开物料秤秤底，则物料秤中的红糖落入自动包装机构中；

5、控制自动包装机构将从物料秤中落下的红糖进行自动包装，同时关闭物料秤秤底，打开物料筛筛底和物料阀，带式输送机切换至正常速度输送红糖；

6、重复3至5的步骤，完成单线路的红糖自动批量包装；

在红糖的三线路同时包装时，控制器控制各线路的红糖包装时长和时序，以保证各线路红糖的自动包装；

为避免因为重力挤压造成红糖粘结，放置在容器和输送设备中的红糖厚度≤50mm。

Claims (8)

1.一种高精度红糖自动包装机，它包括物料仓、含梯形斗的下料斗、装有输送带的带式输送机、含装有第四电机的第一阀片和装有第五电机的第二阀片的物料阀、物料秤、自动包装机构和控制器；所述物料仓上安装有带减速机构的第一电机，物料仓在第一电机的转动控制下可倾斜，从而将红糖倾倒至位于物料仓出口下方的所述下料斗中，第一电机的转速由控制器控制，从而实现红糖倾倒速度由控制器控制；所述下料斗是一个由四个侧面围成的梯形斗，其上矩形开口比下矩形开口大，该梯形斗的作用是将从物料仓倾倒下来的红糖集中引流并防止出现红糖飞溅；所述带式输送机位于下料斗的正下方，输送带的宽度应保证从矩形开口落下的红糖不会散落在输送带边缘以外，该输送带通过第二电机带动实现其上表面的物料输送，输送方向与梯形斗底部的矩形开口长边平行；所述物料秤设在物料阀的正下方，其上装有称重传感器，秤底由安装在秤体上的第六电机的转动控制下实现开启和闭合；所述自动包装机构将从物料秤中落下的红糖进行自动包装；所述控制器包括微处理器、键盘、显示器、电机驱动电路、电磁振动器驱动电路、称重传感器信号采集电路；其特征是：它还包括含筛体和配有第三电机的筛底的物料筛；所述带式输送机输送带的上表面与梯形斗底部矩形开口之间的高度可调，为5～30mm，以控制红糖在输送带表面的厚度，第二电机转速由控制器控制，从而实现输送带输送速度由控制器控制为正常速度和缓慢速度，以提高包装净含量精度；所述物料筛设在输送带前端的下方，所述筛体的侧面中心位置固定安装电磁振动器，所述筛底均匀分布有小通孔并且由第三电机控制筛底的开闭，第三电机的转动由所述控制器控制，从而控制筛底的开启和关闭，以进一步提高包装净含量精度；所述物料阀设在物料筛的正下方，所述第一阀片和第二阀片分别在第四电机和第五电机的转动控制下实现开启和闭合，第四电机和第五电机的转动由所述控制器控制，从而控制物料阀的开口度和关闭，以保证包装效率；所述称重传感器能够测量出落入物料秤中红糖的质量，称重传感器根据定量包装的最大称量和精度要求进行选型，以确保包装净含量精度。

2.如权利要求1所述高精度红糖自动包装机，其特征是：所述物料仓为簸箕状容器或食品提升机中的一种。

3.如权利要求1所述高精度红糖自动包装机，其特征是：所述下料斗的上缘各设有一块矩形挡板，能更有效地防止红糖飞溅。

4.如权利要求1所述高精度红糖自动包装机，其特征是：所述下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀、物料秤设有多组呈并联布置，多组并联能实现红糖的多条包装线路同时包装以提高生产效率。

5.如权利要求1或4所述高精度红糖自动包装机，其特征是：所述下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀、物料秤设有三组。

6.如权利要求1所述高精度红糖自动包装机，其特征是：在所述物料仓、下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀和物料秤和自动包装机构与红糖接触的表面设有聚四氟乙烯涂层，以进一步避免红糖包装过程中的粘附现象。

7.一种高精度红糖自动包装机的包装方法，红糖从物料仓开始，经过下料斗、带式输送机、物料筛、物料阀和物料称，最后落入自动包装机构，形成红糖的一个完整包装线路；其特征是：按如下步骤进行包装操作：

(1)、通过控制器设置并实时修改各包装线路红糖包装过程中的参数，所述参数包括电磁振动器的振动强度、带式输送机正常输送速度和缓慢输送速度、物料阀的半关闭位置、物料秤的定量包装设定值和接近值、物料仓往下料斗中倾倒红糖的速度和自动包装机构所制成的包装袋的规格；

(2)、启动电磁振动器，打开物料筛筛底，关闭物料秤秤底、开启物料阀；

(3)、按正常输送速度启动带式输送机，控制物料仓按预设速度往下料斗中倾倒红糖；

(4)、当物料秤中红糖质量达到定量包装设定值的接近值时，关闭物料筛筛底，带式输送机切换至缓慢速度输送红糖，物料阀关闭至设定的半关闭位置以减少阀片之间的空隙；

(5)、当物料秤中的红糖质量达到定量包装的设定值时，彻底关闭物料阀，打开物料秤秤底，则物料秤中的红糖落入自动包装机构中；

(6)、控制自动包装机构将从物料秤中落下的红糖进行自动包装，同时关闭物料秤秤底，打开物料筛筛底和物料阀，带式输送机切换至正常速度输送红糖；

(7)、重复3至5的步骤，完成单线路的红糖自动批量包装；

在红糖的多线路同时包装时，控制器控制各线路的红糖包装时长和时序，以保证各线路红糖的自动包装；

为避免因为重力挤压造成红糖粘结，放置在容器和输送设备中的红糖厚度≤50mm。

8.如权利要求7所述高精度红糖自动包装机的包装方法，其特征是：所述定量包装设定值的接近值为设定值的80％-95％。