專利名稱：粉體物料水泥灌裝包裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉體物料灌裝包裝方法，特別是粉體水泥灌裝包裝方法及采用本方法的包裝機(jī)。
背景技術(shù)：
水泥包裝機(jī)是以粉體水泥為操作對象、將水泥灌入包裝袋內(nèi)并且使灌入包裝袋內(nèi)的水泥重量符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的設(shè)備。這類設(shè)備采用循環(huán)作業(yè)，每個循環(huán)作業(yè)周期由兩項基本作業(yè)組成第一項基本作業(yè)是驅(qū)使水泥在灌裝通道中流動從而形成粉體水泥料流，目的是把水泥灌入包裝袋內(nèi)；第二項基本作業(yè)是停止灌裝，準(zhǔn)備開始下一個循環(huán)作業(yè)周期。中國發(fā)明專利申請公開說明書CN 1413880A，中國實用新型專利說明書CN 2164399Y，中國實用新型專利說明書CN 2199937Y，中國實用新型專利說明書CN 2389841Y，中國實用新型專利說明書CN2116661U等公開了水泥包裝機(jī)，這些包裝機(jī)完成第二項基本作業(yè)都采用閘門封堵灌裝通道的方法，在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)其給料裝置和拖動給料裝置的動力裝置在不停地運轉(zhuǎn)，在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)不對給料裝置和動力裝置的轉(zhuǎn)速進(jìn)行外界干預(yù)。
目前技術(shù)先進(jìn)的水泥包裝機(jī)必須設(shè)置閘門裝置(7)，如圖3所示，還包括給料裝置(4)、動力裝置(5)，另外包括電子測控裝置、輔助裝置等。閘門裝置(7)與給料裝置出口之間通過灌裝通道前段(1)作機(jī)械連接，閘門裝置(7)與灌裝出料嘴(3)之間通過灌裝通道后段(2)作機(jī)械連接，從給料裝置的出口到灌裝出料嘴形成可打開或關(guān)閉的物理灌裝通道。閘門裝置的功能有兩個當(dāng)閘門完全打開或者部分打開時，允許被給料裝置驅(qū)動的粉體水泥穿過閘門以及灌裝通道前段和后段，水泥可以連續(xù)灌入包裝袋內(nèi)，使第一項基本作業(yè)得以實現(xiàn)；當(dāng)閘門完全關(guān)閉時，灌裝通道被物理阻斷，灌裝通道前段和后段內(nèi)的粉體水泥都停止流動，結(jié)束第一項基本作業(yè)，使第二項基本作業(yè)得以實現(xiàn)。有的包裝機(jī)閘門能夠位于完全打開與完全關(guān)閉之間的狀態(tài)，行業(yè)內(nèi)稱為細(xì)流，這時水泥灌裝流量比較小，對提高包裝重量控制精度有利。為使閘門動作，有的包裝機(jī)采用彈簧力驅(qū)動閘門，有的包裝機(jī)采用電磁力驅(qū)動閘門，有的包裝機(jī)采用氣動驅(qū)動閘門，有的閘門驅(qū)動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高。給料裝置的功能是對粉體水泥傳遞能量，驅(qū)動粉體水泥在灌裝通道中流動并灌入包裝袋；有的包裝機(jī)采用葉輪給料工藝，有的包裝機(jī)采用螺旋給料工藝。動力裝置的功能是通過交流電動機(jī)把市電電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，用機(jī)械能拖動給料裝置運轉(zhuǎn)。電子測控裝置的功能是通過稱重傳感器檢測灌入包裝袋的水泥重量并發(fā)出控制閘門狀態(tài)的控制信號；電子測控裝置一般有稱重傳感器信號輸入端，有規(guī)定滿量程控制信號輸出端，有細(xì)流控制信號輸出端；閘門裝置是電子測控裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電子測控裝置與稱重傳感器和閘門裝置形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
目前技術(shù)先進(jìn)的水泥包裝機(jī)包裝作業(yè)過程是這樣進(jìn)行的先啟動動力裝置，這時閘門(7)是完全關(guān)閉的，動力裝置(5)驅(qū)動給料裝置(4)運轉(zhuǎn)，裝上空包裝袋，手工觸發(fā)完全打開閘門，粉體水泥物料順序通過灌裝通道前段(1)閘門裝置(7)灌裝通道后段(2)灌裝出料嘴(3)組成的灌裝通道灌入包裝袋內(nèi)，實現(xiàn)第一項基本作業(yè)；當(dāng)包裝袋內(nèi)的水泥重量達(dá)到預(yù)置的細(xì)流重量時，電子測控裝置發(fā)出細(xì)流控制信號使閘門自動處于細(xì)流狀態(tài)，當(dāng)包裝袋內(nèi)的水泥重量達(dá)到規(guī)定滿度重量時，電子測控裝置發(fā)出控制信號使閘門自動完全關(guān)閉，停止繼續(xù)灌裝，實現(xiàn)第二項基本作業(yè)，這時卸掉完成包裝的水泥包裝袋，裝上空包裝袋，手工觸發(fā)打開閘門，開始新的包裝循環(huán)周期。
上述用閘門封堵完成第二項基本作業(yè)的方法存在固有的缺點在包裝循環(huán)周期內(nèi)閘門(7)完全關(guān)閉后，由于給料裝置(4)仍然強(qiáng)迫運轉(zhuǎn)，被閘門阻擋在灌裝通道前段(1)處的水泥受到后續(xù)水泥料流過分?jǐn)D壓往往會形成密度較高的硬塊，當(dāng)閘門再次打開時，由于硬塊的流動阻力大有時不能形成通暢的水泥料流，結(jié)果破壞了下一包裝循環(huán)的第一項基本作業(yè)，這是現(xiàn)場常見的堵料現(xiàn)象，經(jīng)常堵料降低了包裝機(jī)的工作效率，還可能造成零部件損壞；閘門開啟和關(guān)閉作頻繁無潤滑的滑動摩擦運動，每小時往復(fù)達(dá)數(shù)百次，閘門部件機(jī)械磨損較快，因此維護(hù)成本高；磨損縫隙與工作縫隙累加致使閘門關(guān)閉不嚴(yán)密，水泥粉末被閘門阻擋后因繼續(xù)受給料裝置強(qiáng)迫驅(qū)動具有很高能量，在閘門縫隙處泄放能量造成水泥流溢飛揚，形成大量粉塵，嚴(yán)重污染作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境；閘門關(guān)閉時雖然不進(jìn)行灌裝作業(yè)，但給料裝置仍然不停地運轉(zhuǎn)，浪費能源；有的包裝機(jī)閘門驅(qū)動機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。閘門裝置存在的這些缺點，一些制造企業(yè)在積極探索改進(jìn)，中國發(fā)明專利申請公開說明書CN 1311137A，公開了一種改進(jìn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種粉體物料水泥灌裝包裝方法，以簡單的結(jié)構(gòu)防止堵料，防止水泥嚴(yán)重流溢飛揚，而且節(jié)能明顯。
本發(fā)明另一個要解決的技術(shù)問題是提供一種具有簡單機(jī)械結(jié)構(gòu)且能防止發(fā)生堵料、防止水泥嚴(yán)重流溢飛揚，維護(hù)成本低又明顯節(jié)能的粉體物料水泥包裝機(jī)。
對于本發(fā)明的粉體物料水泥灌裝包裝的方法來說，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的粉體物料和水泥在給料裝置(4)內(nèi)間歇地獲得驅(qū)動能量，用改變給料裝置(4)傳遞給粉體物料水泥的驅(qū)動能量的大小使粉體料流或者以高速流動(粗流)或者以低速流動(細(xì)流)或者靜止，亦即，用相對較高的能量驅(qū)動粉體料流進(jìn)行粗流灌裝，用相對較低的能量驅(qū)動粉體料流進(jìn)行細(xì)流灌裝，驅(qū)動能量為零使粉體料流靜止。
在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)對給料裝置(4)和動力裝置(5)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行外界干預(yù)。
在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)給料裝置(4)和動力裝置(5)作間歇運轉(zhuǎn)。
在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)給料裝置(4)和動力裝置(5)運轉(zhuǎn)時作變速運轉(zhuǎn)。
對于本發(fā)明的粉體水泥灌裝包裝的包裝機(jī)來說，上述技術(shù)問題是這樣加以解決的從給料裝置(4)粉體出口到末端的灌裝出料嘴(3)之間的灌裝通道前段(1)和灌裝通道后段(2)是無阻擋物理連通通道。包裝機(jī)包括給料裝置(4)、動力裝置(5)、電力變換裝置(6)，還包括電子測控裝置、輔助裝置等。
給料裝置(4)的功能是把機(jī)械能傳遞給粉體水泥，驅(qū)動粉體水泥在灌裝通道中流動并把粉體水泥灌入包裝袋；給料裝置由動力裝置拖動，其構(gòu)造與現(xiàn)有的包裝機(jī)給料裝置相同。
動力裝置(5)的功能是用交流電動機(jī)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，用機(jī)械能拖動給料裝置運轉(zhuǎn)，其構(gòu)造與現(xiàn)有的包裝機(jī)動力裝置相同。與現(xiàn)有包裝機(jī)動力裝置的不同點是電氣連接，交流電動機(jī)端子不是連接市電電源，而是連接到電力變換裝置的模擬正弦波輸出端口。
電力變換裝置(6)是電力電子技術(shù)裝置，它的功能是提供模擬正弦波電能，它首先把市電變換成直流電，再用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)把直流電變換成不同頻率的模擬正弦波電能。電力變換裝置(6)的第一工作頻率設(shè)置成高頻，第二工作頻率設(shè)置成低于第一工作頻率的低頻。電力變換裝置的功率端口包括市電輸入端口、模擬正弦波輸出端口；電力變換裝置的控制信號輸入端口包括啟動控制端口，停止控制端口，第二工作頻率控制端口。電力變換裝置與包裝機(jī)其它部分和外部的電氣連接方法為市電輸入端口與市電電源連接，模擬正弦波輸出端口與動力裝置交流電動機(jī)的端子連接；電子測控裝置的細(xì)流重量信號輸出端與電力變換裝置的第二工作頻率控制端作電氣連接，電子測控裝置的滿度重量信號輸出端與電力變換裝置的停止控制端作電氣連接。
電力變換裝置在控制信號作用下輸出的模擬正弦波頻率分為高頻率、低頻率、零頻率，動力裝置把電力變換裝置輸出的不同頻率的模擬正弦波電能轉(zhuǎn)換為不同大小的機(jī)械能，拖動給料裝置對應(yīng)模擬正弦波的頻率作高速運轉(zhuǎn)或者低速運轉(zhuǎn)或者停止運轉(zhuǎn)，給料裝置把不同大小的機(jī)械能傳遞給粉體水泥，進(jìn)而使粉體水泥料流在灌裝通道中形成對應(yīng)的粗流或者細(xì)流或者靜止。
電子測控裝置的功能是在給料裝置作高速運轉(zhuǎn)時不停檢測已經(jīng)灌入包裝袋內(nèi)的水泥重量并根據(jù)包裝袋內(nèi)的水泥重量發(fā)出要求粉體水泥料流細(xì)流、靜止的控制信號。該電子測控裝置的電氣端口包括稱重傳感器信號輸入端，規(guī)定滿度控制信號輸出端，細(xì)流控制信號輸出端，其構(gòu)造與現(xiàn)有包裝機(jī)的電子測控裝置相同。該電子測控裝置的細(xì)流控制信號輸出端、規(guī)定滿度控制信號輸出端分別與電力變換裝置低頻率控制信號端口、零頻率控制信號端口作電氣連接；稱重傳感器信號輸入端和稱重傳感器之間的連接方法與現(xiàn)有的包裝機(jī)連接方法相同。電子測控裝置與稱重傳感器和電力變換裝置形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。
該水泥包裝機(jī)灌裝通道沒有設(shè)置機(jī)械閘門裝置，在包裝循環(huán)周期內(nèi)不存在由于閘門關(guān)閉而產(chǎn)生的所有問題，所以，新方法徹底解決了現(xiàn)有水泥包裝機(jī)存在的諸如由堵料引起的工作效率低、由部件機(jī)械磨損和損壞導(dǎo)致的維護(hù)成本高、由粉體物料流溢造成的嚴(yán)重粉塵污染、由強(qiáng)迫空運轉(zhuǎn)形成的能源浪費等等缺點，而且沒有設(shè)置閘門裝置及其驅(qū)動機(jī)構(gòu)使包裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，本發(fā)明的有益效果是明顯的。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
圖1為本發(fā)明包裝機(jī)灌裝通道的縱向剖面圖。
圖2為本發(fā)明包裝機(jī)各部分機(jī)械電氣關(guān)系示意圖。
圖3為目前包裝機(jī)的工作原理圖具體實施方式
從圖1看到，本發(fā)明粉體水泥包裝機(jī)的灌裝通道前段(1)和灌裝通道后段(2)是無中間件的一體通道，從給料裝置粉體出口經(jīng)過灌裝通道前段(1)和灌裝通道后段(2)到末端的灌裝出料嘴(3)之間是無阻擋物理連通通道。
從圖2看到，電力變換裝置(6)把市電變換成模擬正弦波。動力裝置(5)由交流異步電動機(jī)組成，交流電動機(jī)用電力變換裝置(6)產(chǎn)生的模擬正弦波驅(qū)動。動力裝置與給料裝置的機(jī)械傳動構(gòu)造與現(xiàn)有水泥包裝機(jī)該部分相同。
給料裝置(4)可以采用葉輪給料工藝也可以采用螺旋給料工藝。給料裝置的粉體水泥出口與灌裝通道前段(1)連接。灌裝通道不設(shè)置機(jī)械閘門裝置和閘門驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
電子測控裝置系統(tǒng)這樣組成稱重傳感器可以采用目前水泥包裝機(jī)上常見的S型傳感器，稱重傳感器安裝位置以及稱重機(jī)構(gòu)構(gòu)造與目前包裝機(jī)相同。測控裝置主機(jī)可以采用微機(jī)控制智能稱重儀表，如A&D公司生產(chǎn)的AD-4401稱重控制儀表，該儀表有多個重量控制輸出端供使用選擇，比如，可使用Underlimit作細(xì)流控制信號輸出端，使用Overlimit作滿度停止信號輸出端；按需要設(shè)置細(xì)流重量和滿度重量；稱重傳感器與AD-4401稱重控制儀表按照常規(guī)要求連接。
電力變換裝置(6)可以采用成熟的電力電子技術(shù)裝置，如SIEMENS的MicroMaster440系列，MITSUBISHI的FR-E540系列。電力變換裝置(6)的電源輸入A、B、C端通過開關(guān)接市電電源，模擬正弦波輸出端U、V、W接動力裝置(5)交流異步電動機(jī)的端子；電力變換裝置有啟動控制端k1，有停止控制端k2，有第二工作頻率控制端k3。電力變換裝置(6)設(shè)置成可以在兩個頻率上工作，且頻率-時間曲線的第一工作頻率設(shè)置成高頻，第二工作頻率設(shè)置成低于第一工作頻率的低頻。電力變換裝置(6)啟動后先在高頻工作，當(dāng)有第二頻率觸發(fā)信號時即轉(zhuǎn)入第二頻率工作，有停止信號時既停止工作。電力變換裝置的啟動控制端k 1與手動觸發(fā)啟動開關(guān)作電氣連接，第二工作頻率控制端k3與AD-4401稱重控制儀表的細(xì)流控制信號輸出端作電氣連接，停止控制端k2與AD-4401稱重控制儀表的滿度停止信號輸出端作電氣連接。
新的包裝機(jī)是這樣工作的開始進(jìn)行包裝時，裝上空包裝袋，手動觸發(fā)啟動電力變換裝置工作，第一項基本作業(yè)被啟動，由包裝袋內(nèi)的水泥重量決定電力變換裝置輸出的模擬正弦波為高頻率，這時給料裝置作高速運轉(zhuǎn)，水泥料流以粗流高速灌入包裝袋；當(dāng)包裝袋內(nèi)的水泥重量達(dá)到預(yù)置細(xì)流重量時，電子測控裝置發(fā)出細(xì)流控制信號，該細(xì)流控制信號使電力變換裝置輸出的模擬正弦波自動變?yōu)榈皖l率，給料裝置隨之作低速運轉(zhuǎn)，傳遞給粉體水泥的能量減小，降低水泥的流速，形成細(xì)流灌裝，以保證包裝精度；當(dāng)包裝袋內(nèi)的水泥重量達(dá)到預(yù)置停止重量即規(guī)定滿度重量時，電子測控裝置發(fā)出停止信號要求給料裝置停機(jī)，該停止信號使電力變換裝置輸出的模擬正弦波頻率為零，給料裝置隨之停止運轉(zhuǎn)，粉體水泥得到的驅(qū)動能量變?yōu)榱?，流速為零，完全靜止，不再繼續(xù)灌入包裝袋內(nèi)，也沒有能量流溢飛揚，實現(xiàn)第二項基本作業(yè)，這時包裝機(jī)消耗的能量很小。完成了一個包裝，裝上空包裝袋，開始新的包裝循環(huán)。
按照以上具體實施方式
組成的粉體物料水泥灌裝包裝機(jī)，能夠完成粉體水泥灌裝包裝的兩個基本作業(yè)，徹底消除了現(xiàn)有水泥包裝機(jī)存在的諸如由堵料引起的工作效率低、由部件機(jī)械磨損導(dǎo)致的維護(hù)成本高、由物料流溢造成的嚴(yán)重粉塵污染、由強(qiáng)迫空運轉(zhuǎn)形成的能源浪費等等缺點。
權(quán)利要求
1.一種粉體物料特別是水泥灌裝包裝方法，粉體物料水泥從給料裝置(4)流出，經(jīng)過灌裝通道前段(1)和灌裝通道后段(2)以及灌裝出料嘴(3)灌裝入包裝袋內(nèi)，包裝袋內(nèi)物料達(dá)到規(guī)定滿度重量時自動停止灌裝，其特征在于通過改變獲得能量的大小使粉體水泥以高速流動(粗流)或者以低速流動(細(xì)流)或者靜止。
2.按照權(quán)利要求1所述的粉體物料特別是水泥灌裝包裝方法，其特征在于在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)對給料裝置(4)和動力裝置(5)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行外界干預(yù)。
3.按照權(quán)利要求2所述的粉體物料特別是水泥灌裝包裝方法，其特征在于在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)給料裝置(4)和動力裝置(5)作間歇運轉(zhuǎn)。
4.按照權(quán)利要求3所述的粉體物料特別是水泥灌裝包裝方法，其特征在于在每個包裝作業(yè)循環(huán)周期內(nèi)給料裝置(4)和動力裝置(5)運轉(zhuǎn)時作變速運轉(zhuǎn)。
5.一種采用權(quán)利要求1所述粉體物料特別是水泥灌裝包裝方法的包裝機(jī)，包括給料裝置(4)，動力裝置(5)，電子測控裝置，輔助裝置，其特征在于從給料裝置(4)粉體出口到末端的灌裝出料嘴(3)之間的灌裝通道前段(1)和灌裝通道后段(2)是無阻擋物理連通通道。
6.按照權(quán)利要求5所述的包裝機(jī)，其特征在于有把市電變換成模擬正弦波的電力變換裝置(6)。
7.按照權(quán)利要求6所述的包裝機(jī)，其特征在于動力裝置(5)的交流電動機(jī)用電力變換裝置(6)產(chǎn)生的模擬正弦波驅(qū)動。
8.按照權(quán)利要求6所述的包裝機(jī)，電力變換裝置(6)有不同的輸出頻率，有啟動控制端k1，有停止控制端k2，有第二工作頻率控制端k3，其特征在于電力變換裝置(6)的第一工作頻率設(shè)置成高頻，第二工作頻率設(shè)置成低于第一工作頻率的低頻。
9.按照權(quán)利要求6所述的包裝機(jī)，電子測控裝置有細(xì)流重量設(shè)定和滿度重量設(shè)定，有細(xì)流重量信號輸出端，有滿度重量信號輸出端，其特征在于電子測控裝置的細(xì)流重量信號輸出端與電力變換裝置(6)的第二工作頻率控制端k3作電氣連接，電子測控裝置的滿度重量信號輸出端與電力變換裝置(6)的停止控制端k2作電氣連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉體物料水泥灌裝包裝方法及采用本方法的包裝機(jī)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是以簡單的結(jié)構(gòu)防止堵料，防止水泥嚴(yán)重流溢飛揚，而且節(jié)能明顯。粉體物料和水泥在給料裝置內(nèi)間歇地獲得驅(qū)動能量，改變給料裝置傳遞給粉體物料水泥驅(qū)動能量的大小使粉體料流或者以高速流動(粗流)或者以低速流動(細(xì)流)或者靜止。對于本發(fā)明的包裝機(jī)來說，從給料裝置粉體出口到末端的灌裝出料嘴(3)之間的灌裝通道是不設(shè)置機(jī)械閘門裝置的無阻擋物理連通通道。電力變換裝置在控制信號作用下輸出的模擬正弦波頻率分為高頻率、低頻率、零頻率，進(jìn)而使粉體水泥料流在灌裝通道中形成對應(yīng)的粗流或者細(xì)流或者靜止。
文檔編號B65B57/00GK1836976SQ20051020017
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者韓磊光 申請人:韓磊光