CN1775643A - 粉末物料自动计量下料装置 - Google Patents

Abstract

粉末物料自动计量下料装置，属于自动计量技术领域。为了解决在密度、流动性、粒度等特性上有较大差异的粉料的高精度下料问题，本发明公开了一种对粉末状物料自动计量下料的装置，包括料仓、搅拌机构和输出控制机构，所述输出控制机构包括叶轮和设有叶轮腔的壳体；叶轮上设有凹槽，其两侧端面设有遮盖凹槽的圆形挡片；叶轮腔上部设有入口，其位于叶轮朝上的投影区域的中心，宽度略小于叶轮厚度；叶轮腔下部设有出口，其位于叶轮朝下的投影区域中叶轮转轴的一侧，宽度等于叶轮腔的宽度，以保证对下料的精度控制。本发明能适用于在粒度、密度、流动性等方面特性不同的多种粉料。下料过程中，料仓内的粉末利用效率高，下料过程精度高和可控制性好。

Description

粉末物料自动计量下料装置

技术领域

本发明涉及一种粉末物料自动计量装置，尤其是涉及一种能对多种类型的粉末状物料下料过程精确控制，配合天平实现高精度计量下料的装置，属于自动计量技术领域。

背景技术

对粉末的计量技术较多的使用在包装工艺中。一般是需要输出某一指定质量的粉料，且在工作过程中，这一指定质量一般不进行更改。在这种工作条件下多使用一个标准体积的容器来计量，工作效率高但不适合随时变化的质量要求。粉末计量技术的另一种应用是能根据变化的质量要求进行高精度的计量输出。为达到这种目的，较常见方式有利用螺旋来输送物料，或利用大小两个齿轮来实现高低精度的下料目的。这些方式都具有内部结构复杂，维护清洁困难的特点，且对某些易形成孔洞的粉料不太适用。

例如：国内有一个实用新型专利“粉料自动称重送料装置”，申请日2004.1.14，专利申请号200420000617.5，其中公开了一种粉末计量下料装置。该装置在料仓底部连接一个绕水平轴转动的螺旋来实现将粉料推出，没有考虑对料仓内粉料的搅拌，同时螺旋结构也不方便清洗。再如：实用新型专利“粉料自动定量包装机”，申请日2001.5.15，专利申请号01237827.5，其中公开的一种粉末计量装置，采用粗细两级给料螺旋来控制下料精度，并有弹性敲打锤来促使粉末流动。这一类装置使用于自动包装领域，一般不用更换粉末种类，因此没有针对清洗作特殊考虑。

已有的粉料计量下料装置不能满足使用要求的条件下，开发一种适合多种性质的粉料，下料效果好，维护清洁方便的下料装置就显得很有意义。

发明内容

本发明的目的在于解决在密度、流动性、粒度等特性上有较大差异的粉料的高精度下料问题。本发明的另一目的在于减轻系统维护和清洁过程的工作量。本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种能实现多种特性的粉末物料高精度计量下料装置。该装置包括存料的料仓，与所述料仓下部连接的搅拌机构，以及与所述搅拌机构下部连接的输出控制机构，其特征在于：所述输出控制机构包括由电机驱动的叶轮和设有叶轮腔的壳体；所述叶轮上设有凹槽，其两侧端面设有遮盖所述凹槽的圆形挡片，以防止凹槽中粉料从两侧漏出；所述叶轮腔上部设有接受通过所述搅拌机构输出的粉料的入口，所述入口位于所述叶轮朝上的投影区域的中心，宽度略小于叶轮厚度，以保证从入口进入的粉料都能进入叶轮凹槽中；所述叶轮腔下部设有供粉料输出的出口，所述出口位于所述叶轮朝下的投影区域中叶轮转轴的一侧，宽度等于叶轮腔的宽度，以保证对下料的精度控制。

在本发明中，所述入口的长度小于叶轮直径。

在本发明中，所述出口的长度小于等于入口长度的一半。

在上述入口和出口形式下，选择合适的转向，粉料在叶轮的凹槽中被携带到朝下的位置时，首先到达的是被壳体挡住一半，此时粉料因为重力作用下落实际是落到了壳体的叶轮腔内表面上。随着叶轮的运动，内表面上的粉料被叶轮的叶片推动，最终被推至出口位置输出。由于粉料的输出过程并不是完全按重力作用掉落，而是被叶轮的叶片推到出口位置，推出粉料的多少基本决定于叶轮旋转的角度，这样下料的精度就能得到较好的控制。同时由于叶轮端面挡片和叶轮腔出口半开口形状的作用，在系统受到一般振动干扰的情况下，粉末不会自动流出装置影响精度。

在本发明中，所述搅拌机构包括位于其中心的供粉料通过的圆筒，圆筒上固连伸入所述料仓中的搅拌臂，搅拌臂可沿料仓底部运动，以来实现搅拌功能。搅拌机构的壳体与料仓下部相连，电机经过一级减速后驱动搅拌机构中心的圆筒运动。运动的圆筒与静止的料仓出口之间采用动密封圈连接以保证粉料不会离开其预定流通通道。粉料从料仓输出后，流经搅拌圆筒的内孔，然后进入输出控制机构。

在本发明中，所述料仓与搅拌机构、搅拌机构与输出控制机构间采用唇形密封圈来实现动密封。密封圈压紧在静止的机构上，保证圈与金属结构之间粉末不能进入。密封圈内侧的唇部分抱紧运动件。

在本发明中，所述料仓与搅拌机构、搅拌机构与输出控制机构这几大部分之间的连接方式采用固定的螺栓配合外表面滚花过的手拧螺母，故拆装过程不需要工具。

在本发明中，为了便于清洁，粉料流经的通道里如果出现两个平面平行且靠近的情况，两个平面间保持0.5mm以上的距离，防止粉末进入后形成清洗死角；从装置的可维护性考虑，为了便于拆装，搅拌机构、输出控制机构都已设计为较为独立的模块，彼此间连接方便。

在本发明中，所述料仓下部连接可拆卸的防尘盖，容纳整个下料装置，只留粉料出口，以方便整体冲洗。

本发明所述的下料装置与底面形状合适的料仓配合使用，能适用于在粒度、密度、流动性等方面特性不同的多种粉料。下料过程中，料仓内的粉末利用效率高，下料过程精度高和可控制性好。下料作业完成后，原地清洗和拆卸都很方便。因此，本发明是一种适合于工厂、实验室等多种场合的粉末状原料自动计量下料装置。

附图说明

图1为本发明的一个典型实施例的结构示意图；

图2为本发明所述的搅拌机构的结构示意图；

图3a为本发明所述的输出控制机构的主视图；

图3b为本发明所述的输出控制机构的侧视图；

图4为本发明所述的动密封部分的示意图；

其中：1：料仓，2：搅拌臂，3：搅拌机构，4：输出控制机构，5：防尘盖，6：第一螺栓(用于连接料仓)，7：上部唇形密封圈(较小)，8：搅拌机构壳体，9：第二螺栓(用于连接输出控制机构)，10：搅拌电机，11：小齿轮，12：大齿轮，13：可转动圆筒，14：凸块(用于连接搅拌臂)，15：下部唇形密封圈(较大)，16：叶轮腔入口，17：叶轮，18：叶轮端面挡片，19：输出控制机构壳体，20：叶轮腔出口，21：法兰，22：下料电机唇形密封圈(最小)，23：下料电机，24：滚花螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，在本发明的实施例所述的粉末物料自动计量下料装置中，圆锥形底面的料仓底部与搅拌机构3连接。搅拌机构3驱动的搅拌臂2伸入料仓1中，且其形状与料仓1底部形状相配合。搅拌机构3下部连接输出控制机构4。整个下料装置除最下部的粉料出口外全部置入可拆卸的防尘盖5中。防尘盖的使用可以避免粉尘进入装置外表面难以清洁的死角中，同时具有防水的作用，使得整个装置可以直接用喷头冲洗。

所述搅拌机构3的一种典型结构如图2所示。搅拌机构中的搅拌臂2固连在凸块14上，凸块14固定在可转动圆筒13内表面上。搅拌臂2的形状根据料仓底面形状设计，保证其能贴近料仓底部运行。凸块14的外形应保证与圆筒内壁过渡圆滑以避免存料。圆筒13由步进电机10经过以及大齿轮11和小齿轮12减速来驱动。系统运行时，搅拌臂2贴近料仓1底部的运动能起到打破仓内粉料形成的孔洞使其能顺利输出，破坏粉料在料仓1底部形成的粘连的作用。粉料从料仓输出后通过圆筒13的内孔流向下一级机构。

所述的输出控制机构4的一种典型结构如图3a和图3b所示。输出控制机构主要包括设有叶轮腔的壳体19以及叶轮17。叶轮直接安装在下料电机23的轴上，下料电机固定于法兰21，法兰再与输出控制机构壳体19连接，从而即固定了电机又将叶轮腔的侧面封闭。下料电机23的转轴通过下料电机唇形密封圈22实现动密封。

在输出控制机构中，零件各个部分的形状以及相互尺寸位置关系是实现功能的关键。粉料从搅拌机构3落下后，首先经过叶轮腔入口16流向叶轮。入口16位于叶轮17朝上的投影区域的中心，宽度略小于叶轮厚度，长度小于叶轮直径。这样保证了从入口流入的粉末直接落到叶轮上而不会从叶轮两侧间隙落下。叶轮17形状与齿轮类似，上面均布有半圆形截面的凹槽，用于容纳粉末。叶轮17的两端面都被直径与叶轮直径一样的圆形挡片18所挡住，避免了进入叶轮凹槽的粉末从端面流失。在这种入口结构形式下，粉末只有可能沿叶轮圆周方向与壳体之间的间隙下漏。实践证明，当这个间隙缩小到0.5mm时，可以同时避免机构的摩擦和粉末的下漏。

叶轮腔下部设有供粉料输出的出口20，出口20位于叶轮17朝下的投影区域中叶轮转轴的一侧，宽度等于叶轮腔的宽度，长度小于等于叶轮的半径。在叶轮逆时针转动的情况下，当某个存满粉料的凹槽转到朝下的位置时，粉料将首先掉落到叶轮腔的内表面上，然后被叶轮的叶片推动前进，最后被推至出口位置离开系统。

所述的机构之间的连接部分(包括运动件和固定件之间的连接以及壳体之间的连接)如图4所示。图中以搅拌机构与输出控制机构的连接为例：搅拌机构壳体8与输出控制机构壳体19之间通过第二螺栓9与滚花螺母24连接。第二螺栓9固连在搅拌机构壳体8上，当拧上滚花螺母24时，螺母将扣住输出控制机构壳体19的边缘，从而实现连接。当两部分壳体连接时，同时也从上下两个方向压紧了下部唇形密封圈15，使其与下部壳体之间消除间隙。搅拌机构的转动圆筒13作为运动件，通过下部唇形密封圈15来与下部连接。为防止出现死角，圆筒13的下部做成尖角防止形成与下部壳体相对的端面。料仓与搅拌机构的连接方式与此基本相同：由滚花螺母与搅拌机构上部的第一螺栓6连接，滚花螺母扣住料仓1的边缘，从而实现连接并从上下两个方向压紧上部唇形密封圈7。

粉末装物料自动计量下料装置运行时，料仓内的粉料首先在伸入料仓的搅拌臂的扰动下，从料仓下部出口流出，并经过搅拌机构转动圆筒的中心流向输出控制机构。粉料从输出控制机构的入口流入后，将全部进入下料叶轮的凹槽中，随着叶轮的转动被携带到朝下的方向。由于出口尺寸只有叶轮直径的一半，当凹槽的方向朝下后，其中的粉末首先掉落到叶轮腔内表面上，再因为叶轮的运动被逐渐推出出口。由于粉料输出过程本质上是被“推”出，而不是从凹槽直接掉落，故能达到较高的下料精度。

上述典型实施例仅是对本发明的说明，而并不是限定，对于本领域的技术人员来说，适当的改进和变化(如为了提高下料效率减小叶轮的凹槽数量，扩大每个凹槽的体积，或者在精度要求不太高的情况下将出口尺寸扩大到接近叶轮直径)，均没有脱离本发明的精神和权利要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种粉末物料自动计量下料装置，包括存料的料仓，与所述料仓下部连接的搅拌机构，以及与所述搅拌机构下部连接的输出控制机构，其特征在于：所述输出控制机构包括由电机驱动的叶轮和设有叶轮腔的壳体；所述叶轮上设有凹槽，其两侧端面设有遮盖所述凹槽的圆形挡片，以防止凹槽中粉料从两侧漏出；所述叶轮腔上部设有接受通过所述搅拌机构输出的粉料的入口，所述入口位于所述叶轮朝上的投影区域的中心，宽度略小于叶轮厚度，以保证从入口进入的粉料都能进入叶轮凹槽中；所述叶轮腔下部设有供粉料输出的出口，所述出口位于所述叶轮朝下的投影区域中叶轮转轴的一侧，宽度等于叶轮腔的宽度，以保证对下料的精度控制。

2.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述入口的长度小于叶轮直径。

3.根据权利要求1或2所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述出口的长度小于等于入口长度的一半。

4.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述料仓、搅拌机构、输出控制机构之间采用螺栓和滚花螺母连接。

5.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述料仓与搅拌机构、搅拌机构与输出控制机构之间采用唇形密封圈来实现动密封。

6.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述搅拌机构包括位于其中心的供粉料通过的圆筒，圆筒上固连伸入所述料仓中的搅拌臂。

7.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述料仓下部连接可拆卸的防尘盖，容纳整个下料装置，只留粉料出口，以方便整体冲洗。

8.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述叶轮由步进电机直接驱动。

9.根据权利要求1所述的粉末物料自动计量下料装置，其特征在于：所述搅拌机构由步进机经过一级减速来驱动。

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