专利名称：全自动粉状物料制袋计量充填包装机的制作方法
技术领域：
一种全自动粉状物料制袋计量充填包装机，属于粉状物料特别是奶粉、豆粉类物料的小袋包装机。
目前，粉状物料如农药、面粉、奶粉、豆粉及洗衣粉等的小袋包装大都仍采用人工包装，因此存在计量不够准确、工作效率低、工作质量差、工人的工作环境差、劳动强度也大等问题。采用机械自动包装的比较少，现有的这类包装机也存在一些问题，如计量精度低、结构复杂、体积大、笨重、造价高和可靠性差，有些包装机的精度甚至达不到国家标准。
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足而提供一种计量精度高、工作可靠、结构简单、体积小、重量轻、造价低的全自动高速粉状物料小袋包装机。
本实用新型以如下技术方案实现包括计量组件及其下方联接的包装组件和相关的控制系统，包装组件由袋成型机构22，在袋成型机构22前方装有固定在机架前面板上的纵封机构24，在纵封机构24的下部装有横封机构25，袋成型机构22的两侧安装拉膜机构23，在机架后侧固定安装有供膜机构34及光电传感器39构成，所述的计量组件中的料斗11，其上方由固定安装在园盘机构9上的弹簧钩10挂接，料斗11的下端与料管支承盘19浮动联接构成浮动式料斗，料斗11下部外侧固定安装振动器18；与园盘机构9心轴联接的位于料斗11内的螺杆12成倒锥形结构，其锥顶角为3°～10°，位于料管20内的螺杆12为圆柱形结构。包装组件中的横封机构25由两平行固定设置的轴承座56，其上滑动安装滑轨52，安装有前横封头66的前滑板65和安装有后横封头59的后滑板58同位于轴承座56的前方并滑动安装在二根滑轨52上，滑轨52的两端固定安装前横梁63和后横梁51，在后滑板58与后横梁51间背向安装气缸57和53，气缸杆分别与其固定相联，在前横梁63与前滑板65之间的滑轨52上套装有压缩弹簧62，前横梁63上固定安装切断刀64，切断刀64穿过前滑板65并插入到前横封头66内构成。所述的拉膜机构23驱动部分是在位于其链轮44正下方固定安装摆动气缸30，摆动气缸30的摆动轴上固定安装偏心机构31，偏心机构31与链轮44上设置的链条47一端相联。所述的包装组件中纵封机构24由固定安装在机架前面板上的支承臂67，支承臂67的前端安装摆动轴68，摆动轴68上活动安装摆动臂70，摆动臂70另一端固定安装纵封头71，支承臂67与摆动臂70分别与气缸69两端铰接构成。
本实用新型所具有的有益效果1、本实用新型所用料斗为浮动式结构的料斗，其上又安装有振动器，料斗可在平面内做微幅快速振动，保证了计量螺杆高速转动时物料也能充分进入到计量螺杆的螺旋槽内，同时，料斗内部位的螺杆采用了倒锥形结构，使物料在进入料管之前予先受到均匀的予压缩，减少了物料视比重的变化，同时也有利于螺杆下部的螺旋槽内物料均匀，从而大大地提高了计量精度，使其实测计量精度可达2‰。2、由于设置有计量电机和搅拌电机，减少了动力分配机构，减化了结构，提高了可靠性。又由于包装组件中的纵封机构、横封机构及拉膜机构全部采用气缸驱动，各机构相互独立，分别与机架用螺栓联接，减化了结构，减轻了重量，缩小了体积，降低了成本，并且便于控制和无级调速。包装组件中的拉膜机构采用摆动气缸驱动偏心机构，即可使拉膜机构的两个拉膜工作头在拉膜时速度由零逐渐增大再逐渐减小，薄膜运动平稳，又进一步简化了结构，便于计算机控制和整机的安装调试。由于采取了上述的结构，使得本实用新型与目前现有的同类设备比较，体积缩小了25％，重量减轻了40％，成本降低了30％，如包装500克/袋～250克/袋的包装机，体积可为1200毫米×6800毫米×2500毫米，重达700公斤，由于包装组件全部采用气缸驱动，简化了控制系统，可靠性高。3、本机主要用于奶粉、豆粉等小袋自动包装，其包装量可在250克/袋～1000克/袋之内调节，与物料接触的部件和与包装薄膜接触的零部件全部采用不锈钢制造，因此，无污染。该机也可用于其它粉料包装，当将计量组件改换成颗粒状物料计量组件时与包装组件结合又可构成全自动颗粒状物料制袋计量充填包装机。该机应用范围广，改善了工人的劳动环境。
图1为全自动粉状物料制袋计量充填包装机的结构示意图；图2为全自动粉状物料制袋计量充填包装机包装组件的拉膜机构的驱动部分的右视图；图3为全自动粉状物料制袋计量充填包装机包装组件的横封机构俯视图；图4为全自动粉状物料制袋计量充填包装机包装组件的纵封机构的俯视图；图5为全自动粉状物料制袋计量充填包装机计量组件下部的局部放大视图。
以下结合附图详细说明本实用新型。全自动粉状物料制袋计量充填包装机包括计量组件和包装组件两大部分构成。其中计量组件由固定在支承体上的电机1，安装在电机1轴上的塔形齿型带轮2和齿型带3，固定在支承体上的电磁离合制动器7，在电磁离合制动器7的输入轴上安装大齿型带轮5，在电磁离合制动器7的中间输出轴上端安装码盘6，固定在支承体上并位于码盘6周缘上安装光电传感器4，电磁离合制动器7中间输出轴下端安装联轴器8，经联轴器8联接安装在支承体上的园盘机构9的心轴上，圆盘机构9的盘形支承座内装有空心转动轴，空心轴内装有心轴，园盘机构9上固定装有不锈钢弹簧钩10，不锈钢弹簧钩10上挂接料斗11，固定在料斗11下端的导向块75插入到料管支承架盘19的导向槽中，料管支承架盘19的导向槽中的导向销73插入到导向块75中构成浮动联接并形成浮动料斗，由附图5给出，浮动料斗11的下部外圈安装有无毒密封圈72，位于料管支承盘19的导向槽内在导向块75前后设置有无毒橡胶弹簧74，固定在园盘机构9心轴下端的计量螺杆12插入到其下方的料管20内，料管20固定在料管支承盘19上，而料管支承透19固定在其侧的立柱76上，立柱76上固定有电机13，电机13的轴上安装有链轮14，并由它拖动安装在园盘机构9空心轴上端安装的链轮15，在园盘机构9空心轴下端位于浮动料斗11内安装有搅拌浆17，料位传感器16位于浮动料斗11内并安装在园盘机构9的园盘上，浮动料斗11下部外侧正后方固定安装振动器18，与园盘机构9心轴联接的位于浮动料斗11内的螺杆12形状成倒锥形，其锥顶角可制成3°～10°，此实施例的锥顶角为4°，位于料管20内的螺杆12为园柱形，上述结构构成了全自动粉状物料制袋计量充填包装机的计量组件。它的包装组件包括袋成型机构22、拉膜机构23、纵封机构24、横封机构25、接袋盘27、机架28、共膜机构34、光电传感器支架36及其上设置的光电传感器39。袋成型机构22位于机架28的正前方并固定在机架28上方的上支承板21上，纵封机构24位于袋成型机构22的正前面，由螺栓固定在机架28的前面板26上，拉膜机构23的两个拉膜工作头分别位于袋成型机构22的导膜管42的两侧，并固定在前面板26上，位于机架28内的两个拉膜工作头的转动轴上联有两个万向联接器40，分别联接在2个万向联轴器40后端的由图2给出的齿轮轴43和电磁离合制动器35均固定在机架28的横梁37上，位于袋成型机构22的导膜管42正下方设置有横封机构25，它固定在机架28中间联接板29上，在前面板26上横封机构25下方固定有接袋盘27，在机架28后侧安装有供膜机构34，在机架28的上后方安装有光电传感器支架36。拉膜机构23拉于机架28内的两个拉膜工作头联接的两个万向联轴器40上联接的齿轮轴43上固定安装齿轮50，在电磁离合制动器35输出轴上固定装有齿轮32，其输入轴上固定安装有链轮44，链轮44上设置有链条47，链轮44正下方并与链条相联有偏心机构31，偏心机构31固定安装在摆动气缸30的摆动轴上，摆动气缸30固定安装在机架28中间联接板29上，导向链轮45和导向链轮46固定在横梁37上，链条47另一端与位于偏心机构左下方固定在机架底板49上的弹簧上端相联。由图3给出了包装组件的横封机构25的最佳结构，它是在底板54上固定相互平行布置的两个轴承座56，其内安装直线轴承55，其内分别安装两根滑轨52，其长度要远大于轴承座的长度，滑轨52在轴承座前端伸出的长，在后端伸出的短，位于滑轨52的最前端固定有前横梁63，前横梁后的滑轨52上套装两个压缩弹簧62，在压缩弹簧62的后方的2根滑轨52上滑动安装前滑板65，在前滑板65上固定有前横封头66，前滑板65的后部的滑轨52上用销钉61固定有限位挡圈60，前横梁63上固定安装有切断刀64并穿过前滑板65插入到前横封头66内，位于限位挡圈60的后面，滑动安装在两根滑轨52上并与背向安装的气缸中的气缸57的气缸杆相联后滑板58，后横封头59固定在后滑板58上，位于滑轨52的最末端安装有后横梁51，位于两个轴承座中间并固定在底板54上背向布置有薄型气缸57和53，薄型气缸53的气缸杆与后横梁51相联，底板54与机架28的中间联接板29可用螺栓联接。横封机构25与其它部件相互独立，位置可调，机构结构简单，其上的弹簧62的作用可以保证封口压力恒定，同时又能做到当前横封头66和后横封头59相接触后切断刀64继续向前移动保证薄膜被夹牢后再将其切断，减少了单独的切断刀64的驱动气缸。包装组件中的纵封机构24的支承臂67采用螺栓固定在前面板26上，支承臂67的前端安装摆动轴68，摆动轴68上活动安装摆动臂70，在摆动臂70另一端固定有纵封头71，气缸69分别与支承臂67和摆动臂70铰接。纵封机构24与其它机构独立，位置可调，结构简单、可靠。本实用新型中的部分零部件可外购，供计量及搅拌用的电机1、电机13可选用Y90L—6和齿轮减速电机AOC6334—370W的电机，快速电磁离合制动器7和24可分别选用DLZ2—40和DLZ2—25组合式电磁离合制动器，拉膜用摆动气缸30及纵封机构的驱动气缸69、横封机构的薄型气缸53、57可分别选用日本SMC公司的CRAIB30—180型、CMIB25—30A型、CQIB32—85型、CQIB32—80型气缸，并同时选用与之相配套的电磁阀、减压阀、节流阀和磁性开关、气管和气源，上述气缸也可选用国产同类型的气缸。为了保证设备的可靠性，各种阀类和接头尽量选用进口件。控制用计算机可用单片机或可编程控制器。由于该机主要用于奶粉、豆粉的包装，因此与物料接触的零部件及与薄膜接触的零部件全部采用不锈钢材料制造，设备的外围护板采用喷塑钢板制造。
本机的工作程序本机在工作前，应先将包装材料33安装在供膜机构34上，并将薄膜33经过供膜机构34上的导向辊、光电传感器支架36上的导向辊38装到袋成型机构22的成型器41上，经过成型器41后被折成圆筒形的薄膜套在导膜筒42上，然后将拉膜机构23的拉膜工作头压向导膜筒42的两侧并锁死，开动电源，打开温控仪，并根据所用的包装材料设定封口温度，然后开动一个附属的供料装置向浮动料斗11供料，当料位达到予定的高度时，供料机构停止供料，上述准备工作完成后，起动控制系统，并分别起动计量电机1、搅拌电机13、振动器18，计算机执行完上述起动程序后进入执行工作程序，进入正常工作，在正常工作时，计量电机1通过塔形齿型带轮2、齿型带3带动大齿型带轮5，大齿型带轮5装在快速电磁离合制动器7的输入轴上，因此电磁离合制动器7的输入轴也高速转动。搅拌电机13通过链轮14带动链轮15、园盘机构9的空心轴及轴下端位于浮动料斗11内的搅拌浆17以40转/分的速度转动，连续搅拌物料。浮动料斗11上部悬挂在园盘机构9的弹簧钩10上，下端固定的导向块75位于料管支承盘19内导向槽中，限制浮动料斗11只能在前后方向进行摆动。导向块75前后与料管支承盘19之间装有无毒橡胶弹簧板74，它可起弹簧作用，又可防止物料进入到导向块75与料管支承盘19之间的缝隙中。浮动料斗11下部安装的振动器18带动浮动料斗11前后微幅摆动。计量螺杆12高速转动时，螺杆12上部物料很快就被排空，而周围的物料因其内摩擦力作用等原因而不能高速的充入到正排出物料的螺旋槽内，浮动料斗11的快速振动就可以将振动力传给物料，使物料快速充入到已排空物料的螺旋槽内，提高了包装机的计量精度。振动器18连续工作，而包装机的其它机构是周期工作的。在一个工作周期内，开始时，计算机通过电磁阀控制拉膜摆动气缸30摆动，位于正上方的偏心机构31的偏心连杆拉动链条47向下运动，带动链轮44顺时针转动，链条47经过导向链轮45和46拉动弹簧48，同时电磁离合制动器35的离合器结合而制动器脱开，输出轴转动，通过齿轮32和齿轮50啮合带动齿轮轴43转动，分别与齿轮轴43和电磁离合制动器35输出轴相联的2个万向联轴器40带动拉膜机构23的两个拉膜工作头运动，夹在套在导膜筒42外面与两个拉膜工作头之间的薄膜向下拉动，平张的薄膜经过袋成型器41后被折成圆筒形并套在位于袋成型器22的导膜筒42上。当光电传感器39捕捉到薄膜33上的定位色标时，发出信号，该信号控制电磁离合制动器35的离合器脱开而制动器结合，电磁离合制动器35的输出轴停止，输入轴空转，实现定长拉膜。当摆动气缸30摆到180°时停止摆动，过一段很小的时间计算机定时控制电磁阀换向，气缸3 往回摆动，链条47在弹簧48作用下也向回运动。电磁离合制动器35的输入轴向相反的方向空转，为下一工作周期拉膜作好准备。调节偏心机构31的偏心连杆上链条47的位置可以改变拉膜机构的最大拉膜长度。当一个工作周期开始时计算机也同时发出信号控制电磁离合制动器7的离合器结合，制动器脱开，电磁离合制动器7的输出轴与输入同步转动，它的输出轴经联轴器8圆盘机构9的心轴带动位于浮动料斗11和料管20内的计量螺杆12转动，实现高速计量，装在电磁离合制动器7输出轴上端的码盘6转动，光电传感器4发出脉冲信号，计算机开始计数，当该脉冲信号的个数与予先设置的脉冲个数相等时计算机发出信号控制电磁离合制动器7的离合器脱开，制动器结合，电磁离合制动器7的输出轴停止转动。计量螺杆12停止供料，实现精确计量，这时输入轴空转。塔形齿型带轮2的作用是为了调节计量螺杆12的转速以适应包装不同物料和包装速度变化的需要，使包装机的包装速度在25袋/分～45袋/分之间无级可调。大齿型带轮5的尺寸比较大，这一方面是便于调速，另一方面又可起到飞轮的作用。当计量螺杆12快要停止转动时，计算机发出信号控制纵封机构24的气缸69的电磁阀和控制横封机构25的电磁阀同时动作，使纵封机构24的气缸70的气缸杆往回拉，经支承在摆动轴68上的摆动臂70带动纵封头71向套有薄膜的导膜筒42上的薄膜纵向封口运动，当纵封机构24的纵封头71运动到其行程一半的位置时，螺杆12已完成计量工作。当纵封头71压到套有薄膜的薄膜导向筒42时，将薄膜的纵封口加热并保持一个恒定的压力使纵封口封合，然后计算机发出信号使控制纵封气缸69的电磁阀换向，气缸69推动纵封头71离开薄膜返回到原来的位置，为下一工作周期作好准备。横封机构25的驱动气缸57和气缸53由一个电磁阀控制，当纵封头向薄膜导向筒42运动的同时，气缸57和气缸53的气缸杆同时向外推，气缸57直接带动后滑板58及固定在其上的后横封头59向前运动。气缸53带动后横梁51和导轨52及固定在导轨前端的前横梁63一起向后运动，在弹簧62的压力作用下，前滑板65也一起向后运动，前滑板65上固定有前横封头66，在前后横封头66和59相接触之前螺杆12已完成计量工作，当横封头66和横封头59相接触时将它们中间的筒形薄膜夹住并对薄膜加热加压，使位于两个封头之间的薄膜筒封合，由于气缸53的行程大，这时前横梁63继续向前运动，压缩弹簧62带动固定在前横梁63上并插入到前横封头66内的切断刀64继续向后运动将已封好的薄膜筒从封口的中间切断。位于横封头下部已装有物料的薄膜筒这次封合的是它的上封口，位于横封头上部的薄膜筒这次封合的是它的底部，即下一工作周期包装的包装袋的下横封口。当上述工作完成后计算机控制其电磁阀换向，气缸57的气缸杆向回拉带动后滑板58向后运动，气缸53带动后横梁51、滑轨52、前横梁63及切断刀64一起向前运动，这时前滑板65基本原地不动，当限位挡圈60压到前滑板65时，前滑板及其上的前横封头66才与滑轨52等一起向前运动，反回原来的位置为下次工作作好准备。当上述反回运动开始时一个工作周期结束，下一工作周期开始。已包装好的包装袋经接袋盘27排出至输送带上。供膜机构34用于装成卷的薄膜，位于机架的后部并与光电传感器支架36相联，固定在机架28上部后侧的光电传感器支架36上装有光电传感器39，并起到薄膜导向和张紧作用。安装在圆盘机构9上并位于料斗11内的料位传感器16是用于与附属的供料装置结合控制浮动料斗11内的料位高度在规定的范围内变化。当将包装组件与颗粒状物料计量充填组件结合时可构成全自动颗粒状物料制袋计量充填包装机。
权利要求1.一种全自动粉状物料制袋计量充填包装机，包括计量组件及其下方联接的包装组件和相关的控制系统，包装组件由袋成型机构(22)，在袋成型机构(22)前方装有固定在机架前面板的纵封机构(24)，纵封机构(24)的下部安装横封机构(25)，袋成型机构(22)的两侧安装拉膜机构(23)，在机架后侧固定安装有供膜机构(34)及光电传感器(39)构成，其特征在于a、计量组件，其料斗(11)上端由固定在圆盘机构(9)上的弹簧钩(10)挂接，料斗(11)的下端与料管支承盘(19)浮动联接构成浮动式料斗，料斗(11)下部外侧固定安装振动器(18)，与园盘机构(9)心轴联接的位于料斗(11)内的螺杆(12)成倒锥形结构，其锥顶角为3°～10°，位于料管(20)内的螺杆(12)为圆柱形结构；b、包装组件中的横封机构(25)，由两平行固定设置的轴承座(56)，其上滑动安装滑轨(52)，安装有前横封头(66)的前滑板(65)和安装有后横封头(59)的后滑板(58)同位于轴承座的前方并滑动安装在二根滑轨(52)上，滑轨(52)的两端固定安装前横梁(63)和后横梁(51)，在后滑板(58)与后横梁(51)间背向安装气缸(57)和气缸(53)，其气缸杆分别与其固定相联，在前横梁(63)与前滑板(65)之间的滑轨(52)上套装压缩弹簧(62)，前横梁(63)上固定安装切断刀(64)，切断刀(64)穿过前滑板(65)并插入到前横封头(66)内构成。
2.根据权利要求1所述的全自动粉状物料制袋计量充填包装机，其特征在于包装组件中拉膜机构(23)驱动部分是在位于其链轮(44)正下方固定安装有摆动气缸(30)，摆动气缸(30)的摆动轴上固定安装偏心机构(31)，偏心机构(31)与链轮(44)上设置的链条(47)一端相联。
3.根据权利要求1、2所述的全自动粉状物料制袋计量充填包装机，其特征在于包装组件中纵封机构(24)由固定安装在机架前面板上的支承臂(67)，支承臂(67)的前端安装摆动轴(68)，摆动轴(68)上活动安装摆动臂(70)，摆动臂(70)另一端固定安装纵封头(71)，支承臂(67)与摆动臂(70)分别与气缸(69)两端铰接构成。
专利摘要一种全自动粉状物料制袋计量充填包装机，属粉料小袋包装机。由用弹性钩挂接而下端浮动联接的料斗，位于其内成倒锥形螺杆为特征的计量组件和由袋成型、纵封、横封、设置有摆动气缸的拉膜机构构成的包装组件。其横封机构由固定前、后横梁的滑轨，其后部安装背向设置的气缸，其前部套装有前、后横封头的前、后滑板，前横梁装切断刀并穿过前滑板插入前横封头内构成。该包装机结构简单、计量精度高，包装质量好，工作可靠且造价低。
文档编号B65B1/00GK2233890SQ9522986
公开日1996年8月28日 申请日期1995年12月29日 优先权日1995年12月29日
发明者王昕 , 吕进, 侯宇航 申请人:王昕