CN107743848B - 全自动育苗容器成型及基质装填设备与生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全自动育苗容器成型及基质装填设备，包括机架，所述机架上设置有用以承放基质的料斗，所述料斗与用以输送基质的上料管相连接，所述上料管上设置有气动送料器，所述上料管外设置有用以将平面状的包装膜卷成筒状的育苗袋的育苗袋成型器，基质与育苗袋在所述上料管的出口处复合形成育苗容器，所述上料管的前方设置有育苗容器进给机构；本发明还涉及一种全自动育苗容器成型及基质装填设备的工作方法。本发明结构设计简单、合理，从而有利于大大提高生产效率、降低劳动量。

Description

全自动育苗容器成型及基质装填设备与生产工艺
技术领域
本发明涉及一种全自动育苗容器成型及基质装填设备与生产工艺。
背景技术
容器育苗技术的出现加速了工厂化育苗技术的发展，是当今世界林木育苗、花卉育苗、蔬菜育苗等广泛采用的一项育苗技术。育苗容器选择、基质装填与基质装填后容器育苗营养袋装盘是其中的重要环节。育苗容器有塑料薄膜容器、泥质容器、蜂窝状容器、硬塑料杯以及竹筒、泥炭、木片、牛皮纸、陶土等制作的容器。目前，大多是采用事先购得育苗容器而后进行人工基质装填最后人工装盘的模式，生产效率低、劳动量大、成本高。也有育苗容器成型设备，实现了容器成型与基质装填一体化完成，但主要以螺旋杆旋转挤压的方式进料，易造成营养基质堵塞、基质添加土壤时容易堵塞烧结、螺旋杆磨损快需经常更换等问题。专利号为ZL2013202268612 的“可降解育苗容器成型装置”，由于该机型采用以振动与自重进料，所以也存在基质装填不够紧实的问题。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动育苗容器成型及基质装填设备与生产工艺，不仅结构设计合理，而且高效便捷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种全自动育苗容器成型及基质装填设备，包括机架，所述机架上设置有用以承放基质的料斗，所述料斗与用以输送基质的上料管相连接，所述上料管上设置有气动送料器，所述上料管外设置有用以将平面状的包装膜卷成筒状的育苗袋的育苗袋成型器，基质与育苗袋在所述上料管的出口处复合形成育苗容器，所述上料管的前方设置有育苗容器进给机构。
优选的，所述料斗倾斜设置，所述料斗的内腔底部设置有隔腔，所述隔腔的顶部开口与料斗的出料口相连接，所述隔腔的旁侧开口与上料管的进料口相连接，所述隔腔的顶部开口与料斗的出料口之间设置有支撑格栅，所述料斗的内腔设置有搅拌杆，所述搅拌杆由电机驱动转动，所述搅拌杆上设置有搅拌叶片。
优选的，所述上料管包含前管与后管，所述气动送料器的前端套入前管，所述气动送料器的后端套入后管，所述气动送料器上设置有环形气腔，所述气动送料器的前端环向间隔布置有若干与环形气腔相连接的出气孔，所述气动送料器的中部设置有连接环形气腔的进气孔，所述气动送料器经进气孔、进气管与储气缸、空压机相连接。
优选的，所述机架在育苗袋成型器的后方设置有包装膜输送机构，所述包装膜输送机构包含用以输送包装膜的放卷辊、压辊以及导辊；所述育苗袋成型器包含套设在上料管上避免育苗袋散开的压合圈。
优选的，所述上料管的上方设置有用以对育苗袋的对接线进行封口的热封机构，所述热封机构包含从上到下依次设置的热封气缸、上隔热板、隔热石棉板、下隔热板以及加热块，所述加热块内设置有加热棒与温度传感器，所述加热块外设置有耐热胶层，所述上隔热板、隔热石棉板、下隔热板以及加热块经螺钉串接在一起并设置在热封气缸的伸缩部，所述热封气缸与热封气缸座相连接。
优选的，所述育苗容器进给机构包含用以夹持育苗容器的夹爪，所述夹爪包含上夹块与下夹块，所述上夹块设置在夹爪气缸的伸缩部，所述上夹块由夹爪气缸驱动上下升降，所述夹爪气缸与夹爪气缸座相连接，所述下夹块经下夹块座与夹爪气缸座相连接，所述夹爪气缸座经进给滑块座与进给滑块相连接，所述进给滑块与进给滑轨相配合，所述夹爪气缸座设置在进给气缸的伸缩部，所述夹爪气缸座由进给气缸驱动沿着进给滑轨前后往复滑动。
优选的，所述育苗容器进给机构的前方设置有切断机构，所述切断机构包含切断刀，所述切断刀与切断滑块相连接，所述切断滑块与切断滑轨相配合，所述切断滑块设置在切断气缸的伸缩部，所述切断气缸与切断气缸座相连接，所述切断滑块由切断气缸驱动沿着切断滑轨上下往复运动，所述切断刀的下方设置有用以承接育苗基质卷与育苗基质袋的过渡管，所述过渡管的前部设置有台阶状出口，所述过渡管的后部设置有锥面状入口，所述过渡管的中部设置有用以切断刀穿过的切断缝。
优选的，所述热封气缸、夹爪气缸均与PLC控制器连接，以控制其动作，用于驱动搅拌杆转动的电机、气动送料器的控制器与PLC控制器连接，放卷辊的转动由设在其侧部的放卷电机驱动转动，在放卷辊与导辊之间的下部设有光电传感器，放卷电机为匀速转动，当后端基质袋制作较慢时，位于放卷辊与导辊之间的包装膜即有余量，处于下垂状态，此时光电传感器X35的发射端发射的信号被下垂的包装膜阻挡无法被接收端接收到，光电传感器即反馈给PLC控制器，PLC控制器控制放卷电机停止工作，在包装膜不下垂后，放卷电机继续工作；加热块内设置的温度传感器与PLC控制器的输入接口连接，加热块内设置的加热器及接触器与PLC控制器的输出接口连接，所述PLC控制器的输出接口还连接有过载保护器和启动、停止按钮。
一种全自动育苗容器成型及基质装填设备的工作方法，包括如权利要求8所述的全自动育苗容器成型及基质装填设备，包含以下步骤：前进的基质与育苗袋在所述上料管的出口处复合形成育苗容器，所述进给机构将育苗容器向前输送。
优选的，实现本发明设备自动化工作的控制工艺流程：
（1）手动模式时，可通过触摸屏来分别控制搅拌电机、热封气缸、气动送料器、夹爪气缸或进给气缸动作；
（2）在自动模式下：先检测设备是否有故障，有故障即停止并显示故障，无故障即通过光电传感器X53检测出口位置是否堵满基质袋，如果堵满基质c，则暂停设备并显示信息，如果出口位置没有堵满基质袋，并且在光电传感器X35检测到无纺布处于绷紧状态，则启动放卷电机、搅拌电机、热封气缸、气动送料器、夹爪气缸和进给气缸动作。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明结构设计简单、合理，有利于大大提高生产效率、降低劳动量。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例料斗的内部构造示意图。
图3为本发明实施例气动送料器的内部构造示意图。
图4为本发明实施例气动送料器的外部构造示意图。
图5为本发明实施例育苗容器进给机构的构造示意图。
图6为本发明实施例育苗容器进给机构的构造示意图。
图7为本发明实施例包装膜输送机构的构造示意图。
图8为本发明实施例热封机构的构造示意图。
图9为本发明实施例切断机构的构造示意图。
图10为本发明实施例切断机构的构造示意图。
图11为本发明实施例平面状的包装膜卷成筒状的育苗袋的示意图。
图12为本发明实施例生产线的电路原理框图。
图13为本发明实施例生产线填料部分气缸、传感器等安装示意图。
图14为本发明实施例生产线自动装填料部分控制工艺流程图。
图中：1-机架，2-料斗，201-隔腔，202-支撑格栅，203-搅拌杆，3-上料管，301-前管，302-后管，4-气动送料器，401-环形气腔，402-出气孔，403-进气孔，404-进气管，405-电磁阀，5-育苗袋成型器，6-育苗容器进给机构，601-上夹块，602-下夹块，603-夹爪气缸，604-夹爪气缸座，605-下夹块座，606-进给滑块座，607-进给滑块，608-进给滑轨，609-进给气缸，7-储气缸，8-空压机，9-包装膜输送机构，901-放卷辊，902-压辊，903-导辊，10-热封机构，1001-热封气缸，1002-上隔热板，1003-隔热石棉板，1004-下隔热板，1005-加热块，1006-加热棒，1007-温度传感器，1008-热封气缸座，11-切断机构，1101-切断刀，1102-切断滑块，1103-切断滑轨，1104-切断气缸，1105-切断气缸座，1106-过渡管，a-包装膜，b-育苗袋，c-育苗袋成型器，d-对接线。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~14所示，一种全自动育苗容器成型及基质装填设备，包括机架1，所述机架1上设置有用以承放基质的料斗2，所述料斗2与用以输送基质的上料管3相连接，所述上料管3上设置有气动送料器4，所述上料管3外设置有用以将平面状的包装膜卷成筒状的育苗袋的育苗袋成型器5，基质与育苗袋在所述上料管3的出口处复合形成育苗容器，所述上料管3的前方设置有育苗容器进给机构6。
在本发明实施例中，所述料斗2倾斜设置，所述料斗2的内腔底部设置有隔腔201，所述隔腔201的顶部开口与料斗2的出料口相连接，所述隔腔201的旁侧开口与上料管3的进料口相连接，所述隔腔201的顶部开口与料斗2的出料口之间设置有支撑格栅202；所述料斗2的内腔内的基质在重力的作用下自动流向隔腔201，所述支撑格栅202，防大块基质堵塞上料管，还可以避免基质压实，从而利于基质的下料。
在本发明实施例中，所述料斗2的内腔设置有搅拌杆203，所述搅拌杆203由电机驱动转动，所述搅拌杆203上设置有搅拌叶片，所述搅拌杆203、搅拌叶片将基质搅拌、粉碎均匀，避免基质结块。
在本发明实施例中，所述上料管3包含前管301与后管302，所述气动送料器4的前端套入前管301，所述气动送料器4的后端套入后管302，所述气动送料器4上设置有环形气腔401，所述气动送料器4的前端环向间隔布置有若干与环形气腔401相连接的出气孔402，所述气动送料器4的中部设置有连接环形气腔401的进气孔403，所述气动送料器4经进气孔403、进气管404与储气缸7、空压机8相连接，储气缸具有压力稳定作用；压缩空气经所述储气缸7、空压机8、进气管404、进气孔403进入环形气腔401，然后从出气孔402高速喷出，所述气动送料器4的后端产生低压形成真空，于是所述后管302内的基质被高压气流吸入，并被运输到所述前管301，在进气管404上串接有由PLC控制的电磁阀405，通过该电磁阀405可控制进气量、进气间隔时间等，从而便于根据后端育苗基质袋输送情况调整进气；所述气动送料器4在工作过程中磨损小，不对基质产生挤压，既能够保证装填的紧实度，又不会产生烧结与卡死，对比现有的振荡进料、绞龙螺旋进料，具有突出的实质性特定与进步。
在本发明实施例中，所述机架1在育苗袋成型器5的后方设置有包装膜输送机构9，所述包装膜输送机构9包含用以输送包装膜的放卷辊901、压辊902以及导辊903，平面状的包装膜缠绕在所述放卷辊901上，所述放卷辊901、压辊902以及导辊903均由电机驱动转动，将平面状的包装膜放出；所述压辊902的压力可以调整，以适应不同厚度的包装膜，所述导辊903可以复制包装膜偏移。
在本发明实施例中，所述育苗袋成型器5包含套设在上料管3上避免育苗袋散开的压合圈；在工作的最初，需要操作者手动将平面状的包装膜抽过育苗袋成型器5，将经过所述育苗袋成型器5的平面状的包装膜两侧上卷对接、包覆在上料管3外形成筒状的育苗袋，所述上料管3内不断输出基质，育苗容器进给机构6间歇将复合形成的育苗容器向前输送，之后平面状的包装膜受到育苗容器进给机构6的拉动前进，经过育苗袋成型器5形成筒状的育苗袋。
在本发明实施例中，所述上料管3的上方设置有用以对育苗袋的对接线进行封口的热封机构10，所述热封机构10包含从上到下依次设置的热封气缸1001、上隔热板1002、隔热石棉板1003、下隔热板1004以及加热块1005，所述加热块1005内设置有加热棒1006与温度传感器1007，所述加热块1005外设置有耐热胶层，所述上隔热板1002、隔热石棉板1003、下隔热板1004以及加热块1005经螺钉串接在一起并设置在热封气缸1001的伸缩部，所述热封气缸1001与热封气缸座1008相连接，将育苗袋成型器5放于机架1上，在隔热板智能恒温下施以压力，使育苗袋成型器5完成封口。
在本发明实施例中，所述育苗容器进给机构6包含用以夹持育苗容器的夹爪，所述夹爪包含上夹块601与下夹块602，所述上夹块601设置在夹爪气缸603的伸缩部，所述上夹块601由夹爪气缸603驱动上下升降，所述夹爪气缸603与夹爪气缸座604相连接，所述下夹块602经下夹块座605与夹爪气缸座604相连接，所述夹爪气缸座604经进给滑块座606与进给滑块607相连接，所述进给滑块607与进给滑轨608相配合，所述夹爪气缸座604设置在进给气缸609的伸缩部，所述夹爪气缸座604由进给气缸609驱动沿着进给滑轨608前后往复滑动；所述上夹块601置于育苗容器的上方，所述下夹块602承接育苗容器，在工作时，所述上夹块601下行，所述上夹块601与下夹块602夹紧育苗容器并带动其沿着进给滑轨608前进，将育苗容器的前端送入下一个工位，接着所述上夹块601上行，所述上夹块601与下夹块602分开，所述上夹块601与下夹块602沿着进给滑轨608后退复位。
在本发明实施例中，所述育苗容器进给机构6的前方设置有切断机构11，所述切断机构11包含切断刀1101，所述切断刀1101与切断滑块1102相连接，所述切断滑块1102与切断滑轨1103相配合，所述切断滑块1102设置在切断气缸1104的伸缩部，所述切断气缸1104与切断气缸座1105相连接，所述切断滑块1102由切断气缸1104驱动沿着切断滑轨1103上下往复运动，所述切断刀1101的下方设置有用以承接育苗基质卷与育苗基质袋的过渡管1106，所述过渡管1106的前部设置有台阶状出口，所述过渡管1106的后部设置有锥面状入口，所述过渡管1106的中部设置有用以切断刀1101穿过的切断缝。
在本发明实施例中，所述包装膜由无纺布制成，所述无纺布工作性能优异，绿色环保。
在本发明实施例中，一种全自动育苗容器成型及基质装填设备的工作方法，包括上述任意一项所述的全自动育苗容器成型及基质装填设备，包含以下步骤：前进的基质与育苗袋在所述上料管3的出口处复合形成育苗容器，同时完成育苗容器成型及基质装填，所述进给机构将育苗容器向前输送。
在本发明实施例中，实现本发明设备自动化工作的电控部分如下所述（见图10-图11）：
前述的热封气缸1001、夹爪气缸603均与PLC控制器连接，以控制其动作。
前述用于驱动搅拌杆203转动的电机、气动送料器4的控制器（电磁阀）与PLC控制器连接。
放卷辊901的转动由设在其侧部的放卷电机驱动转动，在放卷辊901与导辊903之间的下部设有光电传感器X35，放卷电机为匀速转动，当后端基质袋制作较慢时，位于放卷辊901与导辊903之间的包装膜（无纺布）即有余量，处于下垂状态，此时光电传感器X35的发射端发射的信号被下垂的包装膜阻挡无法被接收端接收到，光电传感器X35即反馈给PLC控制器，PLC控制器控制放卷电机停止工作，在包装膜不下垂后，放卷电机继续工作；
上述PLC控制器为三菱FX3U可编程控制器PLC，其通过RS422通讯接口可连接触控屏，以进行参数等设置。
加热块1005内设置的温度传感器1007与PLC控制器的输入接口连接，加热块1005内设置的加热器211及接触器与PLC控制器的输出接口连接，所述PLC控制器的输出接口还连接有过载保护器和启动、停止按钮。
实现本发明设备自动化工作的自动装填料部分控制工艺流程如图12所示：
手动模式时，可通过触摸屏来分别控制搅拌电机、热封气缸1001、气动送料器4、夹爪气缸603或进给气缸609动作。
在自动模式下：先检测设备是否有故障，有故障即停止并显示故障，无故障即通过光电传感器X53检测出口位置是否堵满基质袋，如果堵满基质c，则暂停设备并显示信息，如果出口位置没有堵满基质袋，并且在光电传感器X35检测到无纺布处于绷紧状态，则启动放卷电机、搅拌电机、热封气缸1001、气动送料器4、夹爪气缸603和进给气缸609动作。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的全自动育苗容器成型及基质装填设备与生产工艺。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种全自动育苗容器成型及基质装填设备，其特征在于：包括机架，所述机架上设置有用以承放基质的料斗，所述料斗与用以输送基质的上料管相连接，所述上料管上设置有气动送料器，所述上料管外设置有用以将平面状的包装膜卷成筒状的育苗袋的育苗袋成型器，基质与育苗袋在所述上料管的出口处复合形成育苗容器，所述上料管的前方设置有育苗容器进给机构；
所述料斗倾斜设置，所述料斗的内腔底部设置有隔腔，所述隔腔的顶部开口与料斗的出料口相连接，所述隔腔的旁侧开口与上料管的进料口相连接，所述隔腔的顶部开口与料斗的出料口之间设置有支撑格栅，所述料斗的内腔设置有搅拌杆，所述搅拌杆由电机驱动转动，所述搅拌杆上设置有搅拌叶片；
所述上料管包含前管与后管，所述气动送料器的前端套入前管，所述气动送料器的后端套入后管，所述气动送料器上设置有环形气腔，所述气动送料器的前端环向间隔布置有若干与环形气腔相连接的出气孔，所述气动送料器的中部设置有连接环形气腔的进气孔，所述气动送料器经进气孔、进气管与储气缸、空压机相连接；
所述机架在育苗袋成型器的后方设置有包装膜输送机构，所述包装膜输送机构包含用以输送包装膜的放卷辊、压辊以及导辊；所述育苗袋成型器包含套设在上料管上避免育苗袋散开的压合圈；
所述上料管的上方设置有用以对育苗袋的对接线进行封口的热封机构，所述热封机构包含从上到下依次设置的热封气缸、上隔热板、隔热石棉板、下隔热板以及加热块，所述加热块内设置有加热棒与温度传感器，所述加热块外设置有耐热胶层，所述上隔热板、隔热石棉板、下隔热板以及加热块经螺钉串接在一起并设置在热封气缸的伸缩部，所述热封气缸与热封气缸座相连接；
所述育苗容器进给机构包含用以夹持育苗容器的夹爪，所述夹爪包含上夹块与下夹块，所述上夹块设置在夹爪气缸的伸缩部，所述上夹块由夹爪气缸驱动上下升降，所述夹爪气缸与夹爪气缸座相连接，所述下夹块经下夹块座与夹爪气缸座相连接，所述夹爪气缸座经进给滑块座与进给滑块相连接，所述进给滑块与进给滑轨相配合，所述夹爪气缸座设置在进给气缸的伸缩部，所述夹爪气缸座由进给气缸驱动沿着进给滑轨前后往复滑动；
所述育苗容器进给机构的前方设置有切断机构，所述切断机构包含切断刀，所述切断刀与切断滑块相连接，所述切断滑块与切断滑轨相配合，所述切断滑块设置在切断气缸的伸缩部，所述切断气缸与切断气缸座相连接，所述切断滑块由切断气缸驱动沿着切断滑轨上下往复运动，所述切断刀的下方设置有用以承接育苗基质卷与育苗基质袋的过渡管，所述过渡管的前部设置有台阶状出口，所述过渡管的后部设置有锥面状入口，所述过渡管的中部设置有用以切断刀穿过的切断缝。
2.根据权利要求1所述的全自动育苗容器成型及基质装填设备，其特征在于：所述热封气缸、夹爪气缸均与PLC控制器连接，以控制其动作，用于驱动搅拌杆转动的电机、气动送料器的控制器与PLC控制器连接，放卷辊的转动由设在其侧部的放卷电机驱动转动，在放卷辊与导辊之间的下部设有光电传感器，放卷电机为匀速转动，当后端基质袋制作较慢时，位于放卷辊与导辊之间的包装膜即有余量，处于下垂状态，此时光电传感器X35的发射端发射的信号被下垂的包装膜阻挡无法被接收端接收到，光电传感器即反馈给PLC控制器，PLC控制器控制放卷电机停止工作，在包装膜不下垂后，放卷电机继续工作；加热块内设置的温度传感器与PLC控制器的输入接口连接，加热块内设置的加热器及接触器与PLC控制器的输出接口连接，所述PLC控制器的输出接口还连接有过载保护器和启动、停止按钮。
3.一种全自动育苗容器成型及基质装填设备的工作方法，其特征在于，包括如权利要求2所述的全自动育苗容器成型及基质装填设备，包含以下步骤：前进的基质与育苗袋在所述上料管的出口处复合形成育苗容器，所述进给机构将育苗容器向前输送。
4.根据权利要求3所述的全自动育苗容器成型及基质装填设备的工作方法，其特征在于，实现设备自动化工作的控制工艺流程：
（1）手动模式时，可通过触摸屏来分别控制搅拌电机、热封气缸、气动送料器、夹爪气缸或进给气缸动作；
（2）在自动模式下：先检测设备是否有故障，有故障即停止并显示故障，无故障即通过光电传感器X53检测出口位置是否堵满基质袋，如果堵满基质c，则暂停设备并显示信息，如果出口位置没有堵满基质袋，并且在光电传感器X35检测到包装膜处于绷紧状态，则启动放卷电机、搅拌电机、热封气缸、气动送料器、夹爪气缸和进给气缸动作。
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