一种非金属粉体定量自动包装装置及其包装方法
【专利摘要】本发明公开了一种非金属粉体定量自动包装装置及其包装方法，装置包括包装机体和控制系统，成品罐的下端口与所述卸料阀的入料口连接，所述卸料阀的出料口与过渡小仓连接；所述过渡小仓内部设置有料位计，所述过渡小仓的下方设置有出粉螺旋机；出粉螺旋机与所述驱动电机连接，所述驱动电机用于驱动所述出粉螺旋机工作；所述驱动电机与所述出粉变频器连接；所述称重装置设于出粉螺旋机的出粉管口的后方，用于承载及称取物料。本发明是在料位计和称重仪的协同作用下，PLC控制器分别给卸料变频器和出粉变频器发出指令以调节卸料阀和出粉螺旋机的转速，实现卸料阀输送量与包装机出料量的同步控制，从而达到包装稳定，计量准确的目的。
【专利说明】
一种非金属粉体定量自动包装装置及其包装方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种自动机械化设备领域，特别是涉及一种非金属粉体定量自动包装装置及其包装方法。
【背景技术】
[0002]目前，粉体或者颗粒产品生产制造出来之后，厂商一般会将这些粉体或者颗粒产品进行装袋包装，以起到保护粉体或者颗粒产品的作用，例如，起到防水、防潮、防氧化以及防尘的作用，同时按每一重量等级进行装袋包装之后，也更利于经销商进行销售和运输。
[0003]传统的包装操作完全采用人工方式进行操作，然而，完全采用人工方式进行包装操作，效率极其低下，而且操作人员自身在操作过程中也会在一定程度上引入微生物或者体液，对粉体或者颗粒产品造成污染。
[0004]针对上述问题，市场出现了半自动化的包装机，然而半自动化的包装机存在每袋装入的粉体或者颗粒产品的重量不等、污染等问题。近年，出现的了适用于各类粉体或颗粒的定量计量自动包装机，这种包装机可自动完成计量、包装、打印、计数等整套包装流程，配套人工套袋，人工辅助封合工位或缝制外袋，完成全自动包装过程，这降低包装工人的劳动强度，提高包装效率，降低包装人工成本。
[0005]但是在自动包装机在实际运行中，仍旧出现包装重量的较大波动。例如，专利201320129566.5公开了一种粉体气动螺旋包装机，它包括机架体和设置在机架体上具有进、出料口的推料缸。粉体从进料口被推送往出料口的螺旋叶轮，螺旋叶轮输送粉体至出料管;在推料缸靠近出料口处设有往缩径出料管方向吹气的进气嘴，进气嘴与高压气管路连接，同时对粉体进行吹气，以将粉体送至出料口。这种粉体气动螺旋包装机避免了粉体包装机的堵塞，保证了工作的正常进行。
[0006]再如，专利201310627668.4公开了一种粉料包装计量装置及方法，通过设置筒形计量容器及在粉料进料阀门上方设置料位计，并采用计量容器容积与包装袋的容积匹配的原理，实现恒定体积的计量包装方式，有效提高了包装袋充满率，降低了包装袋溢料率。
[0007]然而，上述专利公开的包装机送料时是按照固定的速度运行或是由粉体自身重力自然落下，无法调整送料速度，也依然存在每袋装入的粉体或者颗粒产品的重量不等的问题，而且它们能定量包装是在供料足够、粉体密度变化不大的情况下才能实现，当出现供料不足、粉体密度变化大、粉体粘结流动不畅或是包装过程因故中断导致粉体未满整袋时就需要人工去补料再次称重，对于使用条件及范围都有了限定，不符合现在快速、精确、精准包装的市场需求。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种非金属粉体定量自动包装装置，从而克服现有非金属粉包装装置送料速度固定、无法调整送料速度出现包装重量不稳定的缺点。
[0009]本发明的另一目的在于提供一种非金属粉体定量自动包装装置，其能解决包装粉体未满整袋时就需要人工去补料再次称重的缺陷。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了一种非金属粉体定量自动包装装置，包括包装机体和控制系统，所述包装机体包括:成品罐、卸料阀、出粉装置、驱动电机、夹紧装置以及称重装置；
所述控制系统包括:卸料变频器、出粉变频器以及PLC控制器；
所述出粉装置包括:过渡小仓、出粉螺旋机以及料位计；
所述成品罐的下端口与所述卸料阀的入料口连接，所述卸料阀的出料口与过渡小仓的入料口连接，所述卸料阀与所述卸料变频器连接;所述过渡小仓内部设置有料位计以用于获取所述过渡小仓内粉料的物料位，所述过渡小仓的出料口处设置有出粉螺旋机;所述驱动电机的输出端与所述出粉螺旋机连接以驱动所述出粉螺旋机工作;所述驱动电机的控制端与所述出粉变频器连接;所述称重装置设于出粉螺旋机的出粉管口的后方以用于承载及称取包装袋内的物料;所述夹紧装置设于所述出粉管口的上方用于夹紧或松开包装袋；所述PLC控制器分别与所述出粉变频器、所述卸料变频器、所述夹紧装置、所述称重装置以及所述料位计连接，所述PLC控制器根据所述称重装置的称重信号通过所述出粉变频器调整驱动电机的转速和根据所述料位计的料位信号通过所述卸料变频器调整所述卸料阀的速度。
[0011]优选地，上述技术方案中，所述出粉螺旋机的出粉管口设置有出粉阀门。
[0012]优选地，上述技术方案中，所述夹紧装置包括压袋气缸以及电磁阀；所述压袋气缸设于所述出粉管口的上方;所述电磁阀分别与所述压袋气缸和所述PLC控制器连接。
[0013]优选地，上述技术方案中，所述称重装置包括:称重仪、称重传感器以及包装袋托架;所述包装袋托架设置于所述出粉管口的后方，所述称重传感器设于所述出粉管口内以计量所述出粉管口内流出物料的重量，所述称重仪分别与所述称重传感器和所述PLC控制器连接。
[0014]优选地，上述技术方案中，所述控制系统还包括控制继电器；
所述PLC控制器通过控制继电器分别与所述卸料变频器、所述出粉变频器、所述电磁阀以及所述出粉阀门连接。
[0015]为了实现上述目的，根据本发明另一方面，本发明提供了一种非金属粉体定量自动包装装置的包装方法，包括以下步骤:
步骤I，非金属粉体进入成品罐(I)待包装；
步骤2，在出粉管口(12)中套入包装袋，PLC控制器(15)控制夹紧装置(102)压住所述包装袋;同时打开卸料阀(2)将非金属粉体落入到过渡小仓(3);
步骤3，当所述过渡小仓(3)内的粉料到达料位计(16)时，料位计(16)的触点闭合并通过所述PLC控制器(15)控制驱动电机(5)启动出粉螺旋机(4)开始输送物料至所述出粉管口
(12)以开始装料；
步骤4，所述PLC控制器(15)根据称重装置(103)的称量信号调整所述出粉螺旋机(4)的装料速度，当达到包装重量时，所述称重装置(103)发信号至所述PLC控制器(15)以控制所述夹紧装置(102)将所述包装袋松开；
步骤5，取下填装好物料的包装袋即完成一个循环；
其中，所述步骤3中所述PLC控制器(15)实时读取所述料位计(16)的触点通断状态信息，当所述过渡小仓(3)中粉料低于所述料位计(16)时，所述料位计(16)的触点断开，此时所述PLC控制器(15)发出快速运行指令至所述卸料阀(2)快速运转以进行快速补料；当粉料的高度与所述料位计(16)相平，所述料位计(16)的触点处于接通与断开两种状态间频繁切换时，此时所述PLC控制器(15)发出慢速运行指令至所述卸料阀(2)慢速运转以进行慢速补料；当粉料高于所述料位计(16 )时，所述料位计(16 )的触点接通，此时所述PLC控制器(15 )发出停止指令至所述卸料阀(2)停止运转以停止向所述过渡小仓(3)填料。
[0016]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
1、本发明在包装过程中，由控制器根据装袋重量控制出粉变频器变换频率驱动电机，使其通过快变慢的送料推进速度完成粉体的推送及包装过程，比只设慢速出料包装方式提高了包装效率则包装精准度提高了，而相对只设单一快速度出料包装方式来说包装重量会波动小，包装精度更高。
[0017]2、在本装置中，PLC控制器通过称重仪读取称重传感器实际的称重数值，并对实际数值进行实时判断而发出对应指令给到卸料变频器和出粉变频器，从而同步调节粉体进料速度及出粉速度，确保包装的稳定和精确。另外出粉装置是在过渡小仓库中的粉料高度与料位计高度相同的前提条件下才起动工作，这就避免了发生不足一袋需人工补料再次称重的问题，降低了生产成本。
[0018]3、在自动包装机的过渡小仓安装一个料位计，其作用是当粉体的密度不同导致自动包装机的进粉量和出粉量出现微小的不同步时，PLC控制器通过调节卸料阀的转速来控制粉体流量，使得保持过渡小仓中的粉体水平与料位计相持平。即:当粉体在料位计以下时，PLC控制器输出快速指令，卸料阀提高转速，快速补料;当粉料超过料位计时，PLC控制器输出减速指令，卸料阀降低转速，慢速补料，始终保持料位在同一高度，从而对实现进料量等于出料量起到双保险的作用。另外，料位计上方留有空间，确保粉料不受挤压，从而保证粉料密度不发生改变，实现了平衡料位和减少物料密度变化的作用，从未保证进入自动包装机的粉体密度基本保持不变，保持了产品比重，这样就能有效地在自动包装机的长期运行中稳定计量的准确性，大大减少了单包重量的波动范围。
[0019]
【附图说明】
[0020]图1为本发明非金属粉体定量自动包装装置的结构示意图；
图2为本发明非金属粉体定量自动包装装置工作示意图；
图3为本发明控制系统的控制流程示意图。
[0021]主要附图标记说明:
100、包装机体；101、出粉装置；102、夹紧装置；103、称重装置；1、成品罐;2、卸料阀；3、过渡小仓;4、出粉螺旋机;5、驱动电机;6、卸料变频器;7、出粉变频器;8、称重仪;9、出粉阀门；10、称重传感器；11、压袋气缸；12、出粉管口； 13、包装袋托架；14、电磁阀；15、PLC控制器;16、料位计；17、柔性连接管；18、控制继电器;19、电源开关按钮;20、启动按钮;200、控制系统。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的技术方案。下例仅用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。
[0024]如图1、图2和图3所示，非金属粉体定量自动包装装置包括包装机体100和控制系统200，包装机体100包括:成品罐1、卸料阀2、出粉装置101、驱动电机5、夹紧装置102以及称重装置103;控制系统200包括:卸料变频器6、出粉变频器7、控制继电器18以及PLC控制器15;出粉装置1I包括过:渡小仓3、出粉螺旋机4以及料位计16。
[0025]成品罐I的下端口与卸料阀2的入料口连接，卸料阀2的出料口通过柔性连接管17与过渡小仓3的入料口连接，卸料阀2与卸料变频器6电连接;过渡小仓3内部设置有料位计16，该料位计16用于获取过渡小仓3内粉料的物料位，过渡小仓3的出料口处设置有出粉螺旋机4;出粉螺旋机4与驱动电机5的输出端连接，驱动电机5用于驱动出粉螺旋机4工作;驱动电机5的控制端与出粉变频器7连接，由出粉变频器7控制驱动电机5变速旋转;称重装置103设于出粉螺旋机4的出粉管口 12的后方以用于承载及称取包装袋内的物料，在该实施例中，出粉螺旋机4的出粉管口 12即为包装口 ；出粉螺旋机4的出粉管口设置有出粉阀门9以控制出粉管口是否出料;夹紧装置102设于出粉管口 12的上方用于夹紧或松开包装袋。
[0026]PLC控制器15分别与出粉变频器7、卸料变频器6、称重装置103、夹紧装置102以及料位计16连接，PLC控制器15根据称重装置103的称重信号通过出粉变频器7调整驱动电机5的转速和根据料位计16的料位信号通过卸料变频器6调整卸料阀2的速度。
[0027]如图1所示，夹紧装置102包括压袋气缸11以及电磁阀14;压袋气缸11设于出粉管口 12的上方；电磁阀14分别与压袋气缸11和PLC控制器15连接。称重传感器1包括称重仪8、称重传感器10以及包装袋托架13;包装袋托架13设置于出粉管口 12(及包装口)的下方，称重传感器10设于出粉管口 12内用以计量出粉管口 12内流出物料的重量，称重仪8分别与称重传感器10和PLC控制器15连接，PLC控制器15通过称重仪8读取称重传感器10的计重数据。
[0028]进一步地，PLC控制器15优选通过控制继电器18分别与卸料变频器6、出粉变频器
7、电磁阀14以及出粉阀门9连接，PLC控制器15读取料位计16上的触点通断状态信息进行比较分析并转换成指令输送至控制继电器18;控制继电器18接收并将指令分别传送至卸料变频器6、出粉变频器7、电磁阀14及出粉阀门9。
[0029]其中，PLC控制器15发送给卸料变频器6的指令包括快速及慢速指令;PLC控制器15发送给出粉变频器7的指令包括快速、中速及慢速指令。
[0030]卸料变频器6接收并传输指令至卸料阀2以向过渡小仓3快速进料或是慢速进料；出粉变频器7接收控制继电器18转发的信号后，启动驱动电机5来牵出粉螺旋机4执行指令；电磁阀14从控制继电器18接收并传输给压袋气缸11执行指令。
[0031]下面对非金属粉体定量自动包装装置的包装方法进一步说明，如图2和图3所示，包括以下步骤:
步骤I，启动电源开关按钮19，非金属粉体进入成品罐I待包装，包装机进入待命状态；步骤2，在包装口 12中套入包装袋，PLC控制器15控制压袋气缸11伸出压住包装袋;按下启动按钮20，出粉闸门9打开，PLC控制器15控制卸料阀2开始旋转，非金属粉体经柔性连接管17落入到过渡小仓3;
步骤3，当过渡小仓3内的粉料到达料位计16时，料位计16的触点闭合并通过PLC控制器15控制驱动电机5启动牵引出粉螺旋机4开始输送物料至出粉管口 12以开始装料；
更为具体的，当称重仪8称到的包装重量在重量设定值的0%-85%时，PLC控制器15给出粉变频器7发出快速指令，出粉螺旋机4快速输送物料，粉体流速最快；
当包装重量达到重量设定值的85%时，PLC控制器15给出粉变频器7发出中速指令，出粉螺旋机4的转速由快速变成中速，粉体流速也由快速变中速；
当包装重量达到重量设定值的95%时，PLC控制器15给出粉变频器7发出慢速指令，出粉螺旋机4转速由中速减至慢速，粉体流速也由中速变慢速。
[0032]在此步骤中，PLC控制器15同时读取料位计16的触点通断状态信息，进行判断后输出指令给到出粉变频器7，出粉变频器7将对应指令发送给驱动电机5带动出粉螺旋机4转动，具体为:
PLC控制器15实时读取料位计16的触点通断状态信息，当过渡小仓3中粉料低于料位计16时，料位计16的触点断开，卸料阀快速运转，快速补料；
当粉料高度与料位计16相平时，料位计16的触点在接通与断开两种状态间频繁切换，PLC控制器15发出慢速运行指令，卸料阀2慢速运转，粉料向过渡小仓3缓慢填料；
当过渡小仓3中的粉料高于料位计16时，料位计16的触点接通，PLC控制器15发出停止指令，卸料阀2停止运转，停止向过渡小仓3填料。
[0033]步骤4，达到包装重量时，压袋气缸11完全收缩并将包装袋松开；
更为具体的，当称重仪8称重值达到重量设定值时，PLC控制器15发出停止转动指令，出粉闸门9立即关闭，驱动电机5和出粉螺旋机4停止转动。此时，压袋气缸11完全收缩并保压延时一段时间后，电磁阀14接收PLC控制器15的气压调节命令带动压袋气缸11回退至原位。
[0034]步骤5，取下填装好物料的包装袋，完成一个循环。
[0035]综上，本发明是在料位计和称重仪的协同作用下，PLC控制器分别给卸料变频器和出粉变频器发出指令以调节卸料阀和出粉螺旋机的转速，实现卸料阀输送量与包装机出料量的同步控制，从而达到包装稳定，计量准确的目的。
[0036]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种非金属粉体定量自动包装装置，包括包装机体(100)和控制系统(200)，其特征在于:所述包装机体(100 )包括成品罐(I)、卸料阀(2 )、出粉装置(1I)、驱动电机(5 )、夹紧装置(102)以及称重装置(103); 所述控制系统(200 )包括:卸料变频器(6 )、出粉变频器(7 )以及PLC控制器(15); 所述出粉装置(101)包括:过渡小仓(3)、出粉螺旋机(4)以及料位计(16); 所述成品罐(I)的下端口与所述卸料阀(2)的入料口连接，所述卸料阀(2)的出料口与过渡小仓(3 )的入料口连接，所述卸料阀(2 )与所述卸料变频器(6 )连接;所述过渡小仓(3 )内部设置有料位计(16)以用于获取所述过渡小仓(3)内粉料的物料位，所述过渡小仓(3)的出料口处设置有出粉螺旋机(4);所述驱动电机(5)的输出端与所述出粉螺旋机(4)连接以驱动所述出粉螺旋机(4)工作;所述驱动电机(5)的输入端与所述出粉变频器(7)连接;所述称重装置(103)设于出粉螺旋机(4)的出粉管口(12)的后方以用于承载及称取包装袋内的物料;所述夹紧装置(102)设于所述出粉管口(12)的上方用于夹紧或松开包装袋； 所述PLC控制器(15)分别与所述出粉变频器(7)、所述卸料变频器(6)、所述夹紧装置(102)、所述称重装置(103)以及所述料位计(16)连接，所述PLC控制器(15)根据所述称重装置(103)的称重信号通过所述出粉变频器(7)调整驱动电机(5)的转速和根据所述料位计(16)的料位信号通过所述卸料变频器(6)调整所述卸料阀(2)的速度。2.根据权利要求1所述的非金属粉体定量自动包装装置，其特征在于:所述出粉螺旋机(4)的出粉管口(12)设置有出粉阀门(9)。3.根据权利要求2所述的非金属粉体定量自动包装装置，其特征在于:所述夹紧装置(102)包括压袋气缸(11)以及电磁阀(14);所述压袋气缸(11)设于所述出粉管口(12)的上方;所述电磁阀(14)分别与所述压袋气缸(11)和所述PLC控制器(15)连接。4.根据权利要求1所述的非金属粉体定量自动包装装置，其特征在于:所述称重装置(103)包括:称重仪(8)、称重传感器(10)以及包装袋托架(13);所述包装袋托架(13)设置于所述出粉管口(12)的后方，所述称重传感器(10)设于所述出粉管口内以计量所述出粉管口内流出物料的重量，所述称重仪(8)分别与所述称重传感器(10)和所述PLC控制器(15)连接。5.根据权利要求3所述的非金属粉体定量自动包装装置，其特征在于:所述控制系统(200)还包括控制继电器(18); 所述PLC控制器(15)通过控制继电器(18)分别与所述卸料变频器(6)、所述出粉变频器(7)、所述电磁阀(14)以及所述出粉阀门(9)连接。6.一种采用权利要求1所述非金属粉体定量自动包装装置的包装方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤I，非金属粉体进入成品罐(I)待包装； 步骤2，在出粉管口(12)中套入包装袋，PLC控制器(15)控制夹紧装置(102)压住所述包装袋;同时打开卸料阀(2)将非金属粉体落入到过渡小仓(3); 步骤3，当所述过渡小仓(3)内的粉料到达料位计(16)时，料位计(16)的触点闭合并通过所述PLC控制器(15)控制驱动电机(5)启动出粉螺旋机(4)开始输送物料至所述出粉管口(12)以开始装料； 步骤4，所述PLC控制器(15)根据称重装置(103)的称量信号调整所述出粉螺旋机(4)的装料速度，当达到包装重量时，所述称重装置(103)发信号至所述PLC控制器(15)以控制所述夹紧装置(102)将所述包装袋松开； 步骤5，取下填装好物料的包装袋即完成一个循环； 其中，所述步骤3中所述PLC控制器(15)实时读取所述料位计(16)的触点通断状态信息，当所述过渡小仓(3)中粉料低于所述料位计(16)时，所述料位计(16)的触点断开，此时所述PLC控制器(15)发出快速运行指令至所述卸料阀(2)快速运转以进行快速补料；当粉料的高度与所述料位计(16)相平，所述料位计(16)的触点处于接通与断开两种状态间频繁切换时，此时所述PLC控制器(15)发出慢速运行指令至所述卸料阀(2)慢速运转以进行慢速补料；当粉料高于所述料位计(16 )时，所述料位计(16 )的触点接通，此时所述PLC控制器(15 )发出停止指令至所述卸料阀(2)停止运转以停止向所述过渡小仓(3)填料。
【文档编号】B65B43/46GK105836167SQ201610258376
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】贝进国, 李奇洪, 郑焱天, 黄华彬, 唐洋喜, 蒙福华, 莫瑾辉
【申请人】广西贺州市科隆粉体有限公司