专利名称：无闸门粉体物料灌装包装机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粉体物料灌装包装设备，特别是无闸门粉体物料灌装包装机。
背景技术：
粉体物料灌装包装机是以粉体为操作对象、将粉体物料灌入包装袋内并且使灌入包装袋内的粉体物料重量符合标准规定的设备。这类设备采用循环作业，每个循环作业周期由两项基本作业组成第一项基本作业是驱使粉体物料在灌装通道中流动从而形成粉体物料流，目的是把粉体物料灌入包装袋内；第二项基本作业是停止灌装，准备开始下一个循环作业周期。水泥包装机是最典型的粉体物料灌装包装机，中国发明专利申请公开说明书CN1413880A，中国实用新型专利说明书CN 2164399Y，中国实用新型专利说明书CN2199937Y，中国实用新型专利说明书CN2389841Y，中国实用新型专利说明书CN2116661U公开了水泥包装机，作为粉体物料灌装包装机，这些包装机完成第二项基本作业都采用闸门封堵灌装通道的方法。
目前粉体物料灌装包装机构造如图3所示，必须设置闸门装置(7)，包括给料装置(4)、动力装置(5)，另外包括电子测控装置、辅助装置等。闸门装置(7)与给料装置出口之间通过灌装通道前段(1)作机械连接，闸门装置(7)与灌装出料嘴(3)之间通过灌装通道后段(2)作机械连接，从给料装置的出口到灌装出料嘴(3)形成可打开或关闭的料流通道。闸门装置的功能有两个当闸门完全打开或者部分打开时，允许被给料装置驱动的粉体穿过闸门区以及灌装通道前段和灌装通道后段连续灌入包装袋内，使第一项基本作业得以实现；当闸门完全关闭时，灌装通道被物理阻断，灌装通道前段和灌装通道后段内的粉体都停止流动，结束第一项基本作业，使第二项基本作业得以实现。有的包装机闸门能够位于完全打开与完全关闭之间的状态，行业内称为细流，这时粉体灌装流量比较小，对提高包装重量控制精度有利。为使闸门动作，有的包装机采用弹簧力驱动闸门，有的包装机采用电磁力驱动闸门，有的包装机采用气动驱动闸门，有的闸门驱动机构结构复杂成本高。给料装置的功能是对粉体传递能量，驱动粉体在灌装通道中流动并灌入包装袋；有的包装机采用叶轮给料工艺，有的包装机采用螺旋给料工艺。动力装置的功能是通过交流电动机把市电电能转变为机械能，用机械能拖动给料装置运转。电子测控装置的功能是通过称重传感器检测灌入包装袋的粉体重量并发出控制闸门状态的控制信号；电子测控装置一般有称重传感器信号输入端，有规定满量程控制信号输出端，有细流控制信号输出端；闸门装置是电子测控装置的执行机构，电子测控装置与称重传感器和闸门装置形成闭环控制系统。
目前的粉体灌装包装机包装作业过程是这样进行的先启动动力装置，这时闸门(7)是完全关闭的，动力装置(5)驱动给料装置(4)运转，装上空包装袋，手工触发完全打开闸门，粉体物料顺序通过灌装通道前段(1)闸门装置(7)灌装通道后段(2)灌装出料嘴(3)组成的灌装通道灌入包装袋内，实现第一项基本作业；当包装袋内的粉体重量达到预置的细流重量时，电子测控装置发出细流控制信号使闸门自动处于细流状态，当包装袋内的粉体重量达到规定满度重量时，电子测控装置发出控制信号使闸门自动完全关闭，停止继续灌装，实现第二项基本作业，这时卸掉完成包装的包装袋，装上空包装袋，手工触发打开闸门，开始新的包装循环周期。
上述用闸门封堵完成第二项基本作业的方法存在固有的缺点在包装循环周期内闸门(7)完全关闭后，由于给料装置(4)仍然强迫运转，被闸门阻挡在灌装通道前段(1)处的粉体受到后续粉体料流过分挤压往往会形成密度较高的硬块，当闸门再次打开时，由于硬块的流动阻力大有时不能形成通畅的料流，结果破坏了下一包装循环的第一项基本作业，这是现场常见的堵料现象，经常堵料降低了包装机的工作效率，还可能造成零部件损坏；闸门开启和关闭作频繁无润滑的滑动摩擦运动，每小时往复达数百次，闸门部件机械磨损较快，因此维护成本高；磨损缝隙与工作缝隙累加致使闸门关闭不严密，料流被闸门阻挡后因继续受给料装置强迫驱动具有很高能量，在闸门缝隙处泄放能量造成粉体流溢飞扬，形成大量粉尘，严重污染作业现场环境；闸门关闭时虽然不进行灌装作业，但给料装置仍然不停地运转，浪费能源；有的包装机闸门驱动机构复杂，制造成本高。闸门装置存在的这些缺点，一些制造企业在探索改进，中国发明专利申请公开说明书CN 1311137A，公开了一种改进装置。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种无闸门粉体物料灌装包装机，不仅具有简单的机械结构且能防止发生堵料、防止粉体严重流溢飞扬，维护成本低又明显节能。
为解决上述技术问题，本实用新型的包装机包括灌装通道前段(1)、灌装通道后段(2)、灌装出料嘴(3)、给料装置(4)、动力装置(5)、电力变换装置(6)，还包括电子测控装置、辅助装置。给料装置(4)的粉体出口与灌装通道前段(1)连接；灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)是无闸门的通道；从给料装置(4)粉体出口经过灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)到末端的灌装出料嘴(3)之间是机械连接的无阻挡物理连通通道。用改变给料装置(4)传递给粉体驱动能量的大小使粉体料流或者以高速流动(粗流)或者以低速流动(细流)或者静止。
给料装置(4)的功能是把机械能传递给粉体，驱动粉体在灌装通道中流动并把粉体灌入包装袋；给料装置由动力装置(5)拖动，其构造以及与部件(1)部件(5)的连接方式与现有的包装机给料装置相同。
动力装置(5)的功能是用交流电动机把电能转变为机械能，用机械能拖动给料装置运转，其构造与现有的包装机动力装置相同。与现有包装机动力装置的不同点是电气连接，交流电动机端子不是连接市电电源，而是连接到电力变换装置的模拟正弦波输出端口。
电力变换装置(6)是电力电子技术装置，它的功能是提供模拟正弦波电能，它首先把市电变换成直流电，再用脉冲宽度调制技术把直流电变换成不同频率的模拟正弦波电能。电力变换装置(6)的第一工作频率设置成高频，第二工作频率设置成低于第一工作频率的低频。电力变换装置的功率端口包括市电输入端口、模拟正弦波输出端口；电力变换装置(6)的控制信号输入端口包括启动控制端口k1，停止控制端口k2，第二工作频率控制端口k3。电力变换装置(6)与包装机其它部分和外部的电气连接方法为市电输入端口与市电电源连接，模拟正弦波输出端口与动力装置交流电动机的端子连接；电子测控装置的细流重量信号输出端与电力变换装置的第二工作频率控制端k3作电气连接，电子测控装置的满度重量信号输出端与电力变换装置的停止控制端k2作电气连接。
电力变换装置(6)在控制信号作用下输出的模拟正弦波频率分为高频率、低频率、零频率，动力装置(5)把电力变换装置(6)输出的不同频率的模拟正弦波电能转换为不同大小的机械能，拖动给料装置对应模拟正弦波的频率作高速运转或者低速运转或者停止运转，给料装置把不同大小的机械能传递给粉体，进而使粉体料流在灌装通道中形成对应的粗流或者细流或者静止。
电子测控装置的功能是在给料装置作高速运转时不停检测已经灌入包装袋内的粉体重量并根据包装袋内的粉体重量发出要求粉体料流细流、静止的控制信号。该电子测控装置的电气端口包括称重传感器信号输入端，规定满度控制信号输出端，细流控制信号输出端，其构造与现有包装机的电子测控装置相同。该电子测控装置的细流控制信号输出端、规定满度控制信号输出端分别与电力变换装置(6)低频率控制信号端口k3、零频率控制信号端口k2作电气连接；称重传感器信号输入端和称重传感器之间的连接方法与现有的包装机连接方法相同。电子测控装置与称重传感器和电力变换装置形成闭环控制系统。
该粉体包装机灌装通道没有设置机械闸门装置，在包装循环周期内不存在由于闸门关闭而产生的所有问题，所以，新方案彻底解决了现有粉体灌装包装机存在的诸如由堵料引起的工作效率低、由部件机械磨损和损坏导致的维护成本高、由粉体物料流溢造成的严重粉尘污染、由强迫空运转形成的能源浪费等等缺点，而且由于没有设置闸门装置及其驱动机构使包装机的机械结构简单。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1为本实用新型包装机灌装通道的纵向剖面示意图。
图2为本实用新型包装机各部分机械电气关系示意图。
图3为目前包装机的构造示意图具体实施方式
从
图1看到，本实用新型无闸门粉体物料包装机的灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)是无闸门的通道，从给料装置(4)粉体出口经过灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)到末端的灌装出料嘴(3)之间是机械连接的无阻挡物理连通通道。
从图2看到，电力变换装置(6)把市电变换成模拟正弦波。动力装置(5)由交流异步电动机组成，交流电动机用电力变换装置(6)产生的模拟正弦波驱动。动力装置(5)与给料装置(4)的机械传动构造与现有粉体包装机该部分相同。
给料装置(4)可以采用叶轮给料工艺也可以采用螺旋给料工艺。给料装置(4)的粉体出口与灌装通道前段(1)连接。灌装通道不设置机械闸门装置和闸门驱动机构。
电子测控装置系统这样组成称重传感器可以采用目前粉体包装机上常见的S型传感器，称重传感器安装位置以及称重机构构造与目前包装机相同。测控装置主机可以采用微机控制智能称重仪表，如A&D公司生产的AD-4401称重控制仪表，该仪表有多个重量控制输出端供使用选择，比如参考随机手册提供的电气连接图，可使用Underlimit作细流控制信号输出端；使用Overlimit作满度停止信号输出端；按需要设置细流重量和满度重量；称重传感器与AD-4401称重控制仪表按照常规要求连接。
电力变换装置(6)可以采用成熟电力电子技术装置，如MITSUBISHI的FR-E540系列。可以参考随机手册的电气连接图，把电力变换装置(6)的电源输入A、B、C端通过开关接市电电源，模拟正弦波输出端U、V、W接动力装置(5)交流异步电动机的端子；电力变换装置有启动控制端k1，有停止控制端k2，有第二工作频率控制端k3。电力变换装置(6)设置成可以在两个频率上工作，且频率-时间曲线的第一工作频率设置成高频，第二工作频率设置成低于第一工作频率的低频。电力变换装置(6)启动后先在高频工作，当有第二频率触发信号时即转入第二频率工作，有停止信号时即停止工作。电力变换装置的启动控制端k1与手动触发启动开关作电气连接，第二工作频率控制端k3与AD-4401称重控制仪表的细流控制信号输出端作电气连接，停止控制端k2与AD-4401称重控制仪表的满度停止信号输出端作电气连接。
新的无闸门粉体物料灌装包装机是这样工作的开始进行包装时，装上空包装袋，手动启动电力变换装置工作，第一项基本作业被启动，由包装袋内的粉体重量决定电力变换装置输出的模拟正弦波为高频率，这时给料装置作高速运转，粉体料流以粗流高速灌入包装袋；当包装袋内的粉体重量达到预置细流重量时，电子测控装置发出细流控制信号，该细流控制信号使电力变换装置输出的模拟正弦波自动变为低频率，给料装置随之作低速运转，传递给粉体的能量减小，降低粉体的流速，形成细流灌装，以保证包装精度；当包装袋内的粉体重量达到预置停止重量即规定满度重量时，电子测控装置发出停止信号要求给料装置停机，该停止信号使电力变换装置输出的模拟正弦波频率为零，给料装置随之停止运转，粉体得到的驱动能量变为零，流速为零，完全静止，不再继续灌入包装袋内，也没有能量流溢飞扬，实现第二项基本作业，这时包装机消耗的能量很小。完成了一次包装，装上空包装袋，开始新的包装循环。
按照以上具体实施方式
组成的无闸门粉体物料灌装包装机，能够完成粉体灌装包装的两个基本作业，彻底消除了现有粉体包装机存在的诸如由堵料引起的工作效率低、由部件机械磨损导致的维护成本高、由物料流溢造成的严重粉尘污染、由强迫空运转形成的能源浪费等等缺点。
权利要求1.一种无闸门粉体物料灌装包装机，包括灌装通道前段(1)、灌装通道后段(2)、灌装出料嘴(3)、给料装置(4)、动力装置(5)、电力变换装置(6)，还包括电子测控装置、辅助装置；给料装置(4)的粉体出口与灌装通道前段(1)连接；粉体物料水泥从给料装置(4)流出，经过灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)以及灌装出料嘴(3)灌装入包装袋内，包装袋内物料达到规定满度重量时自动停止灌装，其特征在于灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)是无闸门的通道；从给料装置(4)粉体出口经过灌装通道前段(1)和灌装通道后段(2)到末端的灌装出料嘴(3)之间是机械连接的无阻挡物理连通通道。
2.按照权利要求1所述的包装机，其特征在于有把市电变换成模拟正弦波的电力变换装置(6)。
3.按照权利要求1所述的包装机，其特征在于电力变换装置(6)与包装机其它部分和外部的电气连接方法为市电输入端口与市电电源连接，模拟正弦波输出端口与动力装置交流电动机的端子连接；电子测控装置的细流重量信号输出端与电力变换装置的第二工作频率控制端k3作电气连接，电子测控装置的满度重量信号输出端与电力变换装置的停止控制端k2作电气连接。
4.按照权利要求1所述的包装机，其特征在于动力装置(5)的交流电动机的端子与电力变换装置(6)的模拟正弦波输出端口连接，是用模拟正弦波驱动的。
5.按照权利要求1所述的包装机，电子测控装置有细流重量设定和满度重量设定，有细流重量信号输出端，有满度重量信号输出端，其特征在于电子测控装置的细流重量信号输出端与电力变换装置(6)的第二工作频率控制端k3作电气连接，电子测控装置的满度重量信号输出端与电力变换装置(6)的停止控制端k2作电气连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无闸门粉体物料灌装包装机，包括灌装通道前段(1)、灌装通道后段(2)、灌装出料嘴(3)、给料装置(4)、动力装置(5)、电力变换装置(6)，还包括电子测控装置、辅助装置。给料装置(4)的粉体出口与灌装通道前段(1)连接灌装通道前段(l)和灌装通道后段(2)是无闸门的通道；从给料装置(4)粉体出口经过灌装通道前段(l)和灌装通道后段(2)到末端的灌装出料嘴(3)之间是机械连接的无阻挡物理连通通道。彻底消除了现有粉体包装机存在的诸如由堵料引起的工作效率低、由部件机械磨损导致的维护成本高、由物料流溢造成的严重粉尘污染、由强迫空运转形成的能源浪费等等缺点。
文档编号B65B57/00GK2823114SQ200520200210
公开日2006年10月4日 申请日期2005年3月25日 优先权日2005年3月25日
发明者韩磊光 申请人:韩磊光