CN204373750U - 检重秤 - Google Patents

Abstract

一种检重秤，它包括上料送进装置和水平布置的称重滑道，在称重滑道下方设置有称重传感器；还包括与称重传感器电连接的称重控制仪表；其特征是称重滑道就是一个与物料接触面为光滑凹槽、凹槽轴线方向为水平放置且与物料运行方向一致的刚性通道。

Description

检重秤

技术领域

本方案涉及一种计量单元采用水平惯性称重滑道的检重秤，主要用于断续的块状物料的自动动态重量检测。

背景技术

断续的块状物料的自动动态重量检测是指在被称物体运行过程中不间断地动态称重检测。块状物料包括但不限于硬质物料、软质弹性物料、袋装物料、箱装物料、瓶装物料、盒装物料、捆扎物料、串接物料、粘结物料。

检重秤是指采用称重传感器的动态自动电子重量检测秤，大多采用皮带输送物料，又称为分检秤、分拣秤、分选秤、选别秤、重检秤、分级秤、多级分选秤、重量标签秤等，主要用于生产线或包装流水线（也可以单机使用），动态在线地对产品重量进行动态称量、监控、记录、反馈控制、贴重量或价格标签，还可按预设的重量范围对产品进行选别、分级、剔除。

现有检重秤结构主要由以下四部分组成：电气控制装置、被称物品的前置上料送进装置（含送进动力皮带）、称重计量单元（含称重动力皮带）、剔除分级装置（含剔除动力皮带）。通过驱动电机、同步带等外部电力驱动力带动辊轴滚筒、再带动皮带来传送物料的机构简称动力皮带。检重秤的称重计量单元主要由称重控制仪表、称重传感器、水平称重平台组成。现有检重秤计量称重单元的水平称重平台即是动力皮带。该动力皮带一般含：驱动滚筒、从动滚筒、绕在驱动滚筒及从动滚筒上的传送皮带、同步带、驱动电机（其电缆和外界相连），以及固定或托起滚筒、电机、传送皮带及物料并在下部刚性连接称重传感器的托架。该动力皮带既传送物料又充当水平称重平台。物料通过动力皮带进行传送；传送的同时，物料重量连同动力皮带的重量一起传递到称重传感器，再由称重控制仪表输出重量数值。所以，该水平称重平台或动力皮带又称为称重动力皮带。

上述称重动力皮带一直存在如下问题：驱动电机、同步带、传送皮带、滚筒等转动部件不平衡质量引起的震动或跳动严重影响称重精度；驱动电机电缆与外界的连接影响称重计量单元的自由、进而影响称重精度；本身机械结构的无效重量也影响称重精度；运转部件的高精度机械加工成本影响了检重秤称重单元的经济性、维护成本；各个旋转部件的速度限制决定了分检效率无法大幅提高；旋转部件很难实现高等级防护和食品医药卫生要求严重制约了分检秤称重单元的使用范围。可见，称重动力皮带中的旋转运动部件严重影响了检重秤的称重精度、经济性、实用性。

发明内容

本专利针对现有检重秤计量称重单元的称重动力皮带对称重数据的各种干扰，提出一种计量单元采用水平称重滑道的检重秤。

本方案所采用的技术措施是：一种检重秤，它包括上料送进装置和水平布置的称重滑道，在称重滑道下方设置有称重传感器；还包括与称重传感器电连接的称重控制仪表；其特征是称重滑道就是一个与物料接触面为光滑凹槽、凹槽面轴线方向为水平放置且与物料运行方向一致的状刚性通道。

本方案的具体特点还有，上料送进装置设置于第一支撑架上；称重滑道设置于第三支撑架上。

上料送进装置的物料送进速度应满足: υ＞[2×g×(L₁+L₂+L₃)× μ]^1/2。

其中：υ为物料速度；g为当地重力加速度；L₁为称重滑道的长度；L₂为顺料滑道的长度；L₃为物料的与滑道接触的表面在各个方向的最长尺寸；μ为物料对称重滑道和顺料滑道的摩擦系数。

在上料送进装置和称重滑道之间设置有水平布置的顺料滑道，顺料滑道设置于第二支撑架上，顺料滑道低于上料送进装置且高于称重滑道。顺料滑道是一个与物料接触面为光滑凹槽、凹槽轴线方向为水平放置且与物料运行方向一致的刚性通道。顺料滑道内部滑道上还可以设置顺料挡板，使物料按一定姿态进入称重计量单元。所述顺料滑道与称重滑道为同一截面、同一材料、同一润滑措施。

在第三支撑架上设置有光电检测装置。

还设置有剔除分级装置，剔除分级装置设置于第四支撑架上，剔除分级装置低于称重滑道。

还包括设置于剔除分级装置两侧或后端的接料装置。

上料送进装置、顺料滑道、称重滑道和剔除分级装置相互之间不接触，它们的物料运行表面平行相对、保持有间距，高度依次降低。

本方案的有益效果是：

1、本方案用称重滑道取代计量单元上的称重动力皮带来同时用作传送物料和水平称重的平台。称重计量单元采用称重滑道取代称重动力皮带，去掉了驱动滚筒、从动滚筒、皮带、轴承、电机、同步带，把称重动力皮带简化为一个光滑的水平称重平台。利用物料的惯性，在称重滑道上以较小的能量损耗滑过称重滑道，并在这过程中动态称重，彻底解决了检重秤的动态称重精度问题。具体效果如下：（1）秤体上没有称重动力皮带所固有的旋转部件，就不会产生秤体运行不平衡量及其震动干扰，还消除了驱动电机电缆与外界的联系干扰，称重精度可以大大提高。

（2）没有运转部件，大幅降低了制造成本。

（3）本身结构的附加重量大大减轻，被称物料的重量占传感器量程的比例可以大大提高。

（4）没有运动部件很容易实现计量单元的高等级水、湿、尘防护和食品医药卫生要求，满足了更多场合的动态称重要求，动态称重装置的市场将更大。

（5）由于皮带速度有限严重影响现有分检秤的效率，而本方案只须通过调整上料速度就可以实现快速检重。

   2、在上料送进装置与称重计量单元的动态水平称重平台（即水平称重滑道）之间增加顺料滑道，消除了物料在两个装置之间过渡时对称重传感器造成的冲击干扰，大大提高了称重精度。因为，两条传送皮带之间的过渡区就是两个圆弧之间的过渡区，圆弧与圆弧的上顶点之间会有一个大于直径长度的接缝，即物料在跨越上料送进装置与称重计量的动力皮带之间的接缝时必将会产生过冲响应，严重影响称重传感器的输出。这就是原检重秤方案精度受影响的因素之一。

而本方案如果去掉顺料滑道，让物料直接从上料送进装置直接冲上称重滑道，则会对称重传感器输出带来很大干扰。上料送进装置的皮带滚筒与水平称重滑道的平板之间，实际上就是一个圆弧对一根直线。在它们的接缝处，滚筒要带着皮带往下走，而称重滑道的平板不动，所以，要使物料不被卡住就需平板水平位置尽量往下移，甚至低于滚筒轴线水平；但是，作为称重滑道的平板，这么高的落差将给称重传感器带来很大冲击；这是一对矛盾。所以，在上料送进装置与称重滑道之间增加一个和称重滑道水平相对的顺料滑道可以有效解决这一问题。即，先由顺料滑道来缓冲那个落差的冲击，再平稳地把物料送上称重滑道。

附图说明

图1是本方案的结构组成立体示意图；图2是本方案的结构主视图；图3是本方案的结构俯视图；图4是现有技术检重秤结构主视图。图5是现有技术检重秤结构俯视图。

图中：1-上料送进装置；2-顺料挡板；3--顺料滑道；4-光电检测装置；5-称重滑道；6-称重传感器；7-剔除分级装置；8-右挡料杆；9-左挡料杆；10-物料；11-第一支撑架；12-第二支撑架；13-第三支撑架；14-第四支撑架；15-称重控制仪表；16-电气控制装置；17-接料装置。18-动力皮带（即：水平称重平台，又称为称重动力皮带）；21-上料送进装置的传送皮带；23-驱动滚筒及同步带；24-托架；25-计量单元的传送皮带；26-从动滚筒；30-驱动电机；31-支撑台。

具体实施方式

如图1-3所示，一种检重秤，它包括上料送进装置1和水平布置的称重滑道5，在称重滑道5下方设置有称重传感器6；还包括与称重传感器6电连接的称重控制仪表15；称重滑道5就是一个与物料接触面为光滑凹槽、凹槽轴线方向为水平放置且与物料运行方向一致的刚性通道。上料送进装置1设置于第一支撑架11上；称重滑道5设置于第三支撑架13上；顺料滑道3出口高于称重滑道5。在上料送进装置1和称重滑道5之间设置有水平布置的顺料滑道3，顺料滑道3设置于第二支撑架12上，顺料滑道3低于上料送进装置1且高于称重滑道5。在第三支撑架13上设置有光电检测装置4；还设置有剔除分级装置7，剔除分级装置7设置于第四支撑架14上，剔除分级装置7低于称重滑道5。还包括设置于剔除分级装置7两侧的接料装置17。上料送进装置1、顺料滑道3、称重滑道5和剔除分级装置7相互之间不接触，它们的物料运行表面平行相对、有小间距，高度依次相应降低。

用水平称重滑道5取代计量单元上的称重动力皮带18来同时用作传送物料10和水平称重的平台。计量单元采用的水平称重滑道5，与外界没有任何电连接；该水平称重滑道5直接用作水平称重平台18，它对物料10的摩擦耗能足够小，物料不依赖外界动力驱动、仅依靠惯性就可滑过该水平称重滑道5，称重控制仪表15在这过程中可完成动态称重。

用检重秤应用于药品包装生产线检测一种药品包装重量，目的是把超过目标值重量±2%的产品剔除，超重的放一起，超轻的放一起，重量在要求范围内的放行通过。

药品包装生产线，高1.0米，每分钟100包，皮带速度100米/分钟，被称量物料10为目标重量在100g的纸盒装药品、尺寸为100mm×60mm×15mm。

按计量台面物料10运动方向长度大于物料最长方向的1.5倍原则，用2mm厚304镜面不锈钢折弯制成称重滑道5，形状为底面宽200mm长250mm的长方形、档边高为20mm的槽体结构，重约1kg，作为物料10滑行称重的称重滑道5；再用2mm厚304镜面不锈钢折弯制成顺料滑道3，为底面宽190mm、沿物料滑行方向长130mm的长方形、档边高为20mm的槽体结构，重约0.5kg，把来自生产线或上料送进装置1的物料10变成速度方向平行于水平布置的称重滑道5。上料送进装置1和剔除分级装置7仍采用现有检重秤的动力皮带及相应装置。

称重滑道5槽体下面中部通过螺栓与德国HBM公司产的7.2kg量程的铝制PW2D（长130mm、宽25mm、高15mm，自重250g）单点称重传感器6的承载端刚性连接，称重传感器6设计受力方向与水平称重滑道5长度方向（指沿物料滑行方向）垂直；顺料滑道3刚性连接到第二支撑架 12，长度方向（即130mm边方向）与称重滑道5平行；顺料滑道3出料口水平距离称重滑道5进料口为1mm，其底面高出称重滑道5底面0.5mm；称重传感器6（或力传感器）固定端通过螺栓与第三支撑架13安装平面刚性连接、第三支撑架13在称重过程保持静止；光电检测装置4安装在第三支撑架13上，光电检测装置4不是必需的，当采用通过重量阈值识别物料上称重平台的模式时，可以不要光电检测装置4。

称重传感器6与光电检测装置4电连接称重控制仪表15，称重传感器6感受的物料10的重量电信号经称重控制仪表15处理并显示数值，称重控制仪表15把重量值输出给电气控制装置16，电气控制装置16经过延时来控制左挡料杆9和右挡料杆8对本次物料10予以放行或者剔除分级。电气控制装置16分别与上料送进装置1、剔除分级装置7、称重控制仪表15、光电检测装置4连接。它控制上料送进装置1或剔除分级装置7的皮带速度，还根据各个光电检测装置4判断物料10速度及位置、称重控制仪表15给出的物料10的重量值来延时控制剔除分级装置7的左挡料杆9和右挡料杆8。

称重控制仪表15选用山东西泰克公司的PLAC-5000仪表，所有支撑架均为焊接件，均重40kg（如现场有地脚螺栓，支撑架可以大幅减重；也可以把第一支撑架11、第二支撑架12、第四支撑架14连成一个整体）。与生产线相连时，机械和仪表安装连接好后，先用标准重物对本计量单元进行静态标定，然后进行动态修正。之后就可用于盒装药品重量的动态分检。

结果如下：用实际重量为100±0.01g的纸盒装药品作为物料10，本方案的20包连续称重的标准偏差为0.1g、峰峰值误差为0.3g。

用现有采用称重动力皮带18的分检秤进行对比：采用与称重滑道检重试验同样的上料送进装置1和剔除分级装置7，采用同样的PLAC-5000称重控制仪表和数字滤波程序，称重计量单元采用同样的HBM称重传感器、瑞士哈伯斯公司皮带、日本东方公司无刷直流电机，美国产同步带、2个经动平衡处理过的滚筒、通用秤体结构；同样的静态标定和动态测试修正；电机、皮带、滚筒、秤体等制造成本约为3800元人民币。可见，现有技术的分检秤的主要结构为：上料送进装置1、动力皮带18和剔除分级装置7。测试时，用实际重量为100±0.01g的纸盒装药品作为物料10，其20包连续称重的最好的结果是标准偏差为0.13g、峰峰值误差在0.5g。可见，本方案用水平布置的称重滑道5取代计量单元上的称重动力皮带18来同时用作传送物料和水平称重的平台，再辅以顺料滑道3，在大幅减少制造成本和维护成本下，大幅提高了动态称重精度，还可以大幅提高防尘、防水、卫生防护的等级。

Claims (9)

1.一种检重秤，它包括上料送进装置和水平布置的称重滑道，在称重滑道下方设置有称重传感器；还包括与称重传感器电连接的称重控制仪表；其特征是称重滑道就是一个与物料接触面为光滑凹槽、凹槽轴线方向为水平放置且与物料运行方向一致的刚性通道。

2.根据权利要求1所述的检重秤，其特征是上料送进装置设置于第一支撑架上；称重滑道设置于第三支撑架上。

3.根据权利要求1所述的检重秤，其特征是在上料送进装置和称重滑道之间设置有水平布置的顺料滑道，顺料滑道设置于第二支撑架上，顺料滑道低于上料送进装置且高于称重滑道。

4.根据权利要求2所述的检重秤，其特征是顺料滑道是一个与物料接触面为光滑凹槽、凹槽轴线方向为水平放置且与物料运行方向一致的刚性通道。

5.根据权利要求1所述的检重秤，其特征是还设置有剔除分级装置，剔除分级装置设置于第四支撑架上，剔除分级装置低于称重滑道。

6.根据权利要求5所述的检重秤，其特征是还包括设置于剔除分级装置两侧或后端的接料装置。

7.根据权利要求5所述的检重秤，其特征是上料送进装置、顺料滑道、称重滑道和剔除分级装置相互之间不接触，它们的物料运行表面平行相对、保持有间距，高度依次降低。

8.根据权利要求1所述的检重秤，其特征是上料送进装置的物料送进速度应满足: υ＞[2×g×(L₁+L₂+L₃)× μ]^1/2；

其中：υ为物料速度；

g为当地重力加速度；

      L₁为称重滑道的长度；

L₂为顺料滑道的长度；

L₃为物料的与滑道接触的表面在各个方向的最长尺寸；

μ为物料对称重滑道和顺料滑道的摩擦系数。

9.根据权利要求2所述的检重秤，其特征是在第三支撑架上设置有光电检测装置。