CN115892553A - 一种用于墨粉生产线的分装系统和分装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于墨粉生产线的分装系统和分装方法，分装系统包括振动筛、分流器、下料管、夹管阀、计量装置、除尘装置和称重控制系统，分流器的进料口与振动筛的出料口连接，分流器的底部设有多个下凹的漏斗口，每个漏斗口下均安装有一个下料管，夹管阀设置在下料管的中段外侧，计量装置的进料口与下料管的下端连接，除尘装置的进气口与计量装置的顶部出气口连接，称重控制系统与计量装置的称重传感器以及夹管阀电控制连接。利用分流器将振动筛出来的墨粉均分成多份，各份墨粉通过各下料管分开下料，夹管阀控制下料管的通断，下料管多开则下料快，少开则下料慢，在达到目标重量时下料管的数量从多开改为少开，从而实现精准下料。

Description

一种用于墨粉生产线的分装系统和分装方法

技术领域

本发明涉及墨粉生产技术领域，具体涉及一种用于墨粉生产线的分装系统和分装方法。

背景技术

激光打复印机物理法墨粉生产工艺中，原料依次经过混合、混炼、冷却压片、预粉碎、微粉碎、分级、高速混合(外添包覆)、混批、过筛等环节，形成最终产成品。该工艺中，在振动筛过筛是最后一道环节，随后进入到分装包装环节。

在分装包装环节中，采用原始的电子秤，通过人工进行分装。如图1所示，操作人员需将墨粉包装袋6套装在接粉桶7内，然后将直筒塑料袋5插入墨粉包装袋6内，将除尘管道4安置在接粉桶7上沿位置；准备就绪后，开启振动筛2，再开启旋转阀1，通过调整旋转阀1的变频器，以实现下料速度调整；此时混批完成的墨粉会通过旋转阀1、振动筛2、缓冲罐3、直筒塑料袋5，最终进入墨粉包装袋6内，当达到包装规定重量时，操作人员用手掐死正在下粉的直筒塑料袋5，另一只手移开已达到重量的接粉桶7，然后换下一个接粉桶开始接粉；以此类推，最终完成整批墨粉的分装。

这种人工分装的方式存在以下问题：1、操作工长期置身高粉尘环境作业；2、每批墨粉重量为600kg(非磁性粉)或840kg(磁性粉)，按每包10kg进行分装，需要完成60或84次的重复分装动作，劳动强度大；3、套装墨粉包装袋和换桶的动作，受操作工熟练程度影响较大；4、手掐止粉的形式，对于重量的控制性差，计量不够精准。

若采用常用的粉末类计量灌装设备，其采用计量秤和螺旋喂料配合的形式实现分装，虽然计量比较精准，但此类设备存在以下弊端：1、墨粉过筛后，与空气充分混合，具有极好的流动性的固定特性，由于螺旋与套管内壁间隙难以控制，间隙过大时，导致墨粉从间隙处直接流出，无法有效控制供料，间隙过小时，螺杆会与套管内壁发生剐蹭，导致此处的墨粉受刚性外力挤压而形成料块，使得墨粉无法满足品质要求；2、墨粉具有粒度小，扬尘严重的固有特性，计量螺旋在长时间高速运行的情况下，轴承轴封会出现一定温度上升，此时接触的墨粉会因受热而形成结块，使得墨粉无法满足品质要求。

发明内容

为此，本发明提供一种用于墨粉生产线的分装系统和分装方法，以解决人工分装形式存在的高粉尘带来的危害，并解决以往螺旋计量灌装导致墨粉受刚性外力挤压和受热导致结块的问题，最终实现无危害、无结块、精准定量分装。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种用于墨粉生产线的分装系统，包括振动筛、分流器、下料管、夹管阀、计量装置、除尘装置和称重控制系统，所述分流器的进料口与所述振动筛的出料口连接，所述分流器的底部设有多个下凹的漏斗口，每个所述漏斗口下均安装有一个所述下料管，所述夹管阀设置在所述下料管的中段外侧，所述计量装置的进料口与所述下料管的下端连接，所述除尘装置的进气口与所述计量装置的顶部出气口连接，所述称重控制系统与所述计量装置的称重传感器以及所述夹管阀电控制连接。

进一步地，所述分装系统还包括缓冲管道，所述缓冲管道竖向设置，所述缓冲管道的上端与所述振动筛的出料口连接，所述缓冲管道的下端与所述分流器的进料口连接。

进一步地，所述分装系统还包括汇流器，所述汇流器呈上大下小状，各所述下料管的下端均与所述汇流器的上端连接，所述汇流器的下端与所述计量装置的上端连接。

进一步地，所述分流器的底部设有7个漏斗口，所述下料管设有7个。

进一步地，在所述振动筛的进料口处设有旋转阀。

本发明第二方面提供了一种用于墨粉生产线的分装方法，其特征在于，使用如本发明第一方面所述的分装系统，包括如下步骤：

启动振动筛向分流器供料；

墨粉在分流器底部被分成M份，M份墨粉分别通过M个下料管流入到计量装置；此时，M个夹管阀均为开启状态；

计量装置的称重传感器感知实时重量并发送给称重控制系统；

当实时重量达到称重控制系统内预存的慢速灌装临界重量时，称重控制系统控制M个夹管阀中的N个关闭，进行慢速灌装；当实时重量达到称重控制系统内预存的目标重量时，称重控制系统控制M个夹管阀全部关闭，停止灌装。

进一步地，启动振动筛后，手动控制变频器调整转速以控制旋转阀的下料速度，使墨粉按一定速度进入到振动筛中。

进一步地，M份墨粉分别通过M个下料管流入到汇流器后再流入到计量装置。

进一步地，停止灌装后，更换计量装置下方套设的墨粉包装袋后，称重控制系统控制M个夹管阀全部开启，进行新一轮的灌装。

本发明具有如下优点：

除尘装置将计量装置中的粉尘吸走，避免高粉尘带来的危害；利用振动筛筛分过的墨粉具有良好流动性的特点，采用自重供料的形式，从振动筛出来的墨粉在自重作用下最终流动到计量装置(计量装置下方套设的墨粉包装袋)中，不使用现有的螺旋喂料方式，避免墨粉结块；利用称重控制系统控制各夹管阀，在灌装初期，各夹管阀全部开启，实施全速灌装，当接近目标重量后(达到慢速灌装临界重量)，关闭若干夹管阀，以减少下料管数量的方式由全速灌装变为慢速灌装，利于精准控制灌装的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为背景技术中的人工分装的设备示意图；

图2为本发明实施例提供的分装系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的分装系统的分流器的立体透视图；

图4为图3所示分流器的俯视图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为图4中B-B的剖视图；

图7为总控电路图；

图8为输入电路图；

图9为输出电路图；

图10为控制电路图；

图11为PLC电路图。

图中：1-旋转阀，2-振动筛，3-缓冲罐，4-除尘管道，5-直筒塑料袋，6-墨粉包装袋，7-接粉桶，8-缓冲管道，9-分流器，10-下料管，11-汇流器，12-计量装置，13-夹管阀，14-称重控制系统，15-漏斗口，16-相贯线。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图2至6所示，本实施例提供了一种用于墨粉生产线的分装系统，包括旋转阀1、振动筛2、缓冲管道8、分流器9、下料管10、汇流器11、计量装置12、除尘装置、夹管阀13和称重控制系统14。

旋转阀1安装在振动筛2的上部进料口处，旋转阀1和振动筛2均可采用现有技术中的相关设备。

缓冲管道8竖向设置，上端的进料口与振动筛2的出料口连接，下端的出料口与分流器9的上端进料口连接。墨粉分装过程中，快速灌装时，所有夹管阀13全部打开，所有墨粉均快速通过。但进入精准灌装时，夹管阀13大部分关闭，只留几个开启，此时在分流器9上方会积存墨粉，因此增加缓冲管道8来缓存。

分流器9也竖向设置，上端与缓冲管道8下端连接，底部设有多个下凹的漏斗口15，相邻的漏斗口15的上边沿相贯(相贯后形成相贯线16)，即相邻漏斗口15的上部紧挨着，此设计将进入分流器9的管道截面全部分割，不会形成平面死角，可确保墨粉全部颗粒顺利进入分流器9，不会形成积存。当墨粉经缓冲管道8流入到分流器9后，墨粉被相贯线16分开流向各漏斗口15，在分流器9内被均分或接近均分(设计时，各个漏斗口15上部的水平面投影面积相等或接近相等，尽量使墨粉均分)，然后经过下料管10送入到计量装置12中。在本实施例中，漏斗口15设有7个，因此下料管10也为7个。分流器9的直径较大，以便保证灌装效率。现人工分装效率为：非磁性粉每批600kg或磁性粉每批840kg，均在40min分装完成。为确保此效率，现场试验DN80管道，墨粉可轻易通过，满足效率要求，即：保证管道通过面积≥5024mm2。

下料管10也竖向设置，上端与分流器9底部的漏斗口15连接，下端与汇流器11连接。为保证灌装效率，结合夹管阀13规格尺寸，下料管10为DN32管道，总的通过面积为5626.88mm2，符合要求。

汇流器11呈漏斗状，顶部有盖，避免飞尘外扬。7个下料管10均与汇流器11顶部连接，墨粉在汇流器11内重新汇合，然后流至计量装置12。物料被分割是为了实现供料速度控制，完成该功能后，物料还需汇集在一起进入墨粉包装袋6，故设计增加汇流器11。

计量装置12参照现有的，具有称重传感器。计量装置12顶部封闭，底部敞口，汇流器11的出料口与计量装置12的顶部进料口连接，计量装置12的下方套设墨粉包装袋6，墨粉进入到计量装置12后也就进入到了墨粉包装袋6中，称重传感器感知重量变化并发送给称重控制系统14。可利用自动上袋给袋机(非本申请要保护的设备)进行移袋和套袋。

除尘装置采用现有的，将除尘装置的除尘管道4的进气口与计量装置12的顶部出气口用管道连通。墨粉落入到计量装置12下的墨粉包装袋6中引起的粉尘，被除尘装置快速抽走，从而避免换袋时粉尘飘散到周围环境中。

在各个下料管10的中段外侧均设置一个夹管阀13，采用空气直压式夹管阀13，来实现墨粉分装时的截断。各个夹管阀13均与称重控制系统14电连接，在称重控制系统14的控制下开启或关闭。经过测试，空气直压式夹管阀13在带料状态下，“加紧—松开”往复动作100次，未产生挤压性结块；在接粉作业中，每袋墨粉“加紧—松开”动作只一次，因此该试验证明此夹管阀13可用于墨粉分装作业中的截断作用。

称重控制系统14与计量装置12的称重传感器以及夹管阀13电控制连接。一般的，该系统由PLC板以及触摸屏等组成。触摸屏作为输入和数据显示设备使用，与PLC板电连接，PLC板与称重传感器以及各夹管阀13电连接。

在称重控制系统14中，设定目标重量，然后再设定灌装提前量(此提前量为快速灌装进入慢速灌装时的节点，也称为慢速灌装临界重量)。再根据墨粉特性，选定慢速灌装时的夹管阀13(可1#至7#任意选择或搭配)。全部设定完成后，开始进入墨粉分装作业。作业过程中，根据分装速度，手动控制旋转阀1。

本实施例提供的分装系统，其控制电路可由本领域技术人员根据需要采用本领域现有技术手段进行设计，也可参考图7至11所示的电路图，图7至11所示的电路图仅为举例，是非必须的，不限制使用其它控制电路。电路图属于根据需要进行的常规设计，因此不再赘述。

本实施例还提供了一种用于墨粉生产线的分装方法，包括如下步骤：

启动振动筛2，手动控制变频器调整转速，从而控制旋转阀1的下料速度，使墨粉按一定速度进入到振动筛2中，过筛后的墨粉流入到缓冲管道8中。过筛后的墨粉具有非常好的流动性，因此不需要采用螺旋喂料。

在快速灌装阶段，墨粉快速通过缓冲管道8进入到分流器9中；在慢速灌装阶段，部分墨粉缓存在缓冲管道8内。

墨粉进入到分流器9后，在分流器9底部被分成M份。在在快速灌装阶段，M个夹管阀13均为开启状态，此时，M份墨粉分别通过M个下料管10流入到汇流器11中；在慢速灌装阶段，M个夹管阀13中的N个关闭，通过剩余的下料管10向汇流器11供料，因为开启的下料管10的数量减少，供料速度也减少。在本实施例中，M＝7，6≥N≥1；关闭的N可以预先设置，通过PLC进行控制，例如将夹管阀13编号1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#，慢速灌装时1-6#全关闭，仅7#开启，此时的供料速度只有快速灌装阶段的1/7，速度的显著降低，便于精准控制质量。

墨粉在汇流器11中重新汇合到一起，流入到计量装置12中。

计量装置12的称重传感器感知实时重量并发送给称重控制系统14，同时除尘装置将计量装置12内的粉尘及时吸走。

当实时重量达到称重控制系统14内预存的慢速灌装临界重量(接近目标重量的一个预设值)时，称重控制系统14控制M个夹管阀13中的N个关闭，由快速灌装变为进行慢速灌装。当实时重量达到称重控制系统14内预存的目标重量时，称重控制系统14控制M个夹管阀13全部关闭，停止灌装。

停止灌装后，更换计量装置12下方套设的墨粉包装袋6后，称重控制系统14控制M个夹管阀13全部开启，进行新一轮的灌装。可选的，配合自动上袋给袋机使用，实现自动将墨粉包装袋6套在称重装置上，收到信号后，移走已灌装完成的墨粉包装袋6，再套上新墨粉包装袋6，实现墨粉分装完全自动化。

除尘装置将计量装置12中的粉尘吸走，避免高粉尘带来的危害；利用振动筛2筛分过的墨粉具有良好流动性的特点，采用自重供料的形式，从振动筛2出来的墨粉在自重作用下最终流动到计量装置12(计量装置12下方套设的墨粉包装袋6)中，不使用现有的螺旋喂料方式，避免墨粉结块；利用称重控制系统14控制各夹管阀13，在灌装初期，各夹管阀13全部开启，实施全速灌装，当接近目标重量后(达到慢速灌装临界重量)，关闭若干夹管阀13，以减少下料管10数量的方式由全速灌装变为慢速灌装，利于精准控制灌装的重量。

按照上述方案，进行目标重量9.99kg，设定慢速灌装临界重量9.5kg，选定慢速灌装时的夹管阀13为1#(慢速时该阀开启，其余关闭)，测试效果如下：

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于墨粉生产线的分装系统，其特征在于，包括振动筛、分流器、下料管、夹管阀、计量装置、除尘装置和称重控制系统，所述分流器的进料口与所述振动筛的出料口连接，所述分流器的底部设有多个下凹的漏斗口，每个所述漏斗口下均安装有一个所述下料管，所述夹管阀设置在所述下料管的中段外侧，所述计量装置的进料口与所述下料管的下端连接，所述除尘装置的进气口与所述计量装置的顶部出气口连接，所述称重控制系统与所述计量装置的称重传感器以及所述夹管阀电控制连接。

2.根据权利要求1所述的用于墨粉生产线的分装系统，其特征在于，所述分装系统还包括缓冲管道，所述缓冲管道竖向设置，所述缓冲管道的上端与所述振动筛的出料口连接，所述缓冲管道的下端与所述分流器的进料口连接。

3.根据权利要求1所述的用于墨粉生产线的分装系统，其特征在于，所述分装系统还包括汇流器，所述汇流器呈上大下小状，各所述下料管的下端均与所述汇流器的上端连接，所述汇流器的下端与所述计量装置的上端连接。

4.根据权利要求1所述的用于墨粉生产线的分装系统，其特征在于，所述分流器的底部设有7个漏斗口，所述下料管设有7个。

5.根据权利要求1所述的用于墨粉生产线的分装系统，其特征在于，在所述振动筛的进料口处设有旋转阀。

6.一种用于墨粉生产线的分装方法，其特征在于，使用如权利要求1-5任意一项所述的分装系统，包括如下步骤：

启动振动筛向分流器供料；

墨粉在分流器底部被分成M份，M份墨粉分别通过M个下料管流入到计量装置；此时，M个夹管阀均为开启状态；

计量装置的称重传感器感知实时重量并发送给称重控制系统；

当实时重量达到称重控制系统内预存的慢速灌装临界重量时，称重控制系统控制M个夹管阀中的N个关闭，进行慢速灌装；当实时重量达到称重控制系统内预存的目标重量时，称重控制系统控制M个夹管阀全部关闭，停止灌装。

7.根据权利要求6所述的用于墨粉生产线的分装方法，其特征在于，启动振动筛后，手动控制变频器调整转速以控制旋转阀的下料速度，使墨粉按一定速度进入到振动筛中。

8.根据权利要求6所述的用于墨粉生产线的分装方法，其特征在于，M份墨粉分别通过M个下料管流入到汇流器后再流入到计量装置。

9.根据权利要求6所述的用于墨粉生产线的分装方法，其特征在于，停止灌装后，更换计量装置下方套设的墨粉包装袋后，称重控制系统控制M个夹管阀全部开启，进行新一轮的灌装。

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