一种密闭投料精度控制装置及方法
【专利摘要】本发明提供一种密闭投料精度控制装置，设置有给料精度控制装置，其包括连接接头和与其相连接的医用硅胶软连接，所述医用硅胶软连接外侧从上到下依次设置有都与控制装置相连接的中加料控制气缸、精加料控制气缸、震荡加料气缸，所述三组气缸面向医用硅胶软连接的位置设置有聚甲醛夹板。本发明可实现对多种物料进行计量配比输送，具有计量准确、速度快、对物料不产生磨损、不掉屑、不分层、计量精度高的特点。具有自动化程度高，操作简单，环保卫生，投料准确，配比精度高的特点。通过自动化控制中心，可纵观整个生产过程，对作业流程进行有效控制，有效杜绝人为操作可能引起的误差。
【专利说明】
一种密闭投料精度控制装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及粉体物料，包括药品、食品、化工、化妆品、核原料等的输送、粉碎、分装领域，具体地涉及药品、食品、化工、化妆品、核原料等物料的密闭输送、粉碎、自动分装、自动控制的密闭投料精度控制装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，粉体物料的分装型式通常为:手动分装、给料阀分装、电磁振动给料分装型式等，手动分装:一、精度不好保证，二、效率低，三、尤其制药行业，无法实现密闭及无菌分装，不能满足新版GMP要求;给料阀分装缺点:一、阀瓣的频繁开启，使阀瓣与密封垫之间摩擦会产生掉肩，污染物料，二、阀瓣与密封垫密封不严，容易产生漏料问题;电磁振动给料分装:由于物料在输送管内通过电磁振动使物料做波浪式前进，物料容易产生分层，所以此分装型式对物料要求比较高。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少在一定程度上解决了目前传统分装型式下存在的相关技术问题，为此，本发明提出一种密闭投料精度控制装置及方法，使得物料通过密闭真空输送，减少对物料的破坏性，减少扬尘，保护环境和减少对物料污染;通过磨粉机使物料粒径均匀化，根据物料特性和工艺要求可以更换磨粉机筛网孔径大小;通过给料精度控制装置，在一定程度上解决了目前传统分装型式下存在的相关技术问题。其技术方案如下所述:
[0004]—种密闭投料精度控制装置，包括依次连接的真空上料机、暂存料罐、磨粉机、暂存料桶、给料精度控制装置、电子秤，所述电子秤通过PLC控制与给料精度控制装置相连接，所述给料精度控制装置包括上端的连接接头和位于其下端与其相连接的医用硅胶软连接，所述医用硅胶软连接外侧从上到下依次设置有都与控制装置相连接的中加料控制气缸、精加料控制气缸、震荡加料气缸，分别用于加料控制、精加料控制、震荡加料，所述三组气缸面向医用硅胶软连接的位置设置有聚甲醛夹板，三组气缸都关闭时，三组气缸挤压医用硅胶软连接，使其内部形成锥形，最下面的震荡加料气缸锁死医用硅胶软连接。
[0005]所述三组气缸分别通过螺栓与固定支架连接。
[0006]所述电子秤与给料精度控制装置之间设置有用于连接的包装袋。
[0007]所述真空上料机通过物料管吸取物料。
[0008]所述真空上料机底部设置有下料底阀，通过开启下料底阀使物料进入到暂存料罐。
[0009]所述暂存料罐的底部设置有旋转给料阀，通过开启旋转给料阀使物料匀速进入磨粉机。
[0010]所述磨粉机包括锥形筛网和转子，转子的旋转运动使物料流经筛网。
[0011]—种利用上述的密闭投料精度控制装置进行的精度控制方法，包括以下步骤:
[0012](I)启动装置，物料进入给料精度控制装置前，初始化三组气缸，使三组气缸都为关闭状态，此时，三组气缸挤压医用硅胶软连接，使其内部形成锥形，最下面的震荡加料气缸锁死医用硅胶软连接；
[0013](2)进入大加料状态，三组气缸全部开启，直到下落物料达到设定重量SI值时，中加料控制气缸关闭，另外两组气缸开启，进入中加料状态；
[0014](3)在中加料状态中，直到下落物料达到设定重量S2值时，关闭三组气缸；
[0015](4)通过电子秤返回的信息判断此时下落物料是否到达设定重量S3值，达到则使三组气缸回到起始状态，结束给料;没有达到则控制震荡加料气缸在固定的间隔时间循环开启、关闭，直至达到设定重量S3值。
[0016]进一步的，步骤(4)中，所述间隔时间为0.5秒。
[0017]本发明可实现对多种物料进行计量配比输送，具有计量准确、速度快、对物料不产生磨损、不掉肩、不分层、计量精度高的特点。具有自动化程度高，操作简单，环保卫生，投料准确，配比精度高的特点。通过自动化控制中心，可纵观整个生产过程，对作业流程进行有效控制，有效杜绝人为操作可能引起的误差。
【附图说明】
[0018]图1是所述密闭投料精度控制装置的结构示意图；
[0019]图2是所述给料精度控制装置的结构示意图；
[0020]图3是所述给料精度控制装置的初始状态图；
[0021 ]图4是所述给料精度控制装置的大加料状态图；
[0022]图5是所述给料精度控制装置的中加料状态图；
[0023]图6是所述给料精度控制装置的投料精度控制方法的流程图；
[0024]图7是所述给料精度控制装置的线路图；
[0025]图8是所述磨粉机的结构示意图；
[0026]图9是所述给料精度控制装置的电气示意图。
【具体实施方式】
[0027]如附图1，在操作平台16上，粉体物料通过真空上料机I，经过物料管17，把物料吸入到真空上料机I内部，通过开启下料底阀2，使物料进入到暂存料罐3内部，通过旋转给料阀4，匀速把物料进入到磨粉机5里，经过磨粉机把物料颗粒粉碎成均匀的粒径，后进入到暂存料桶6内，开启蝶阀7，使物料经由给料精度控制装置8，通过包装袋13下面的电子秤14，把称重信号通过PLC控制箱18传递到给料精度控制装置8，从而达到精确给料。
[0028]所述给料精度控制装置8下方设置有呼吸器9和分装头10，所述分装头10和包装袋13之间设置有夹带器11，所述包装袋13外部设置有支架12。
[0029]所述PLC控制箱18与触摸屏15电气连接，所述触摸屏15用于提供输入和显示功能。
[0030]所述真空输送机I是一种借助于真空吸力来传送颗粒和粉末状物料的输送设备，使用真空输送机可大大减少车间内的粉尘污染，提高洁净度，显著提高生产能力，并大量节约人力，减少污染，安全可靠。
[0031]如图2所示，在给料精度控制装置8中，中加料控制气缸24、精加料控制气缸25、震荡加料气缸26分别通过螺栓与固定支架连接，三组气缸再分别通过螺栓连接聚甲醛夹板22，医用硅胶软连接27和连接接头21相连接，当物料从连接接头21流经医用硅胶软连接27时，三组气缸通过PLC控制电磁阀，从而控制气缸伸缩，带动聚甲醛夹板22伸缩，控制落料速度。如图3中下面两个气缸伸长到最长位置，使聚甲醛夹板把软连接顶紧，没有了缝隙，物料就不会落下来。
[0032]硅胶软连接具有弹性，有韧性，能自动恢复原样且使用寿命长。医用硅胶软连接27的优点一是用软连接通过变形实现控制给料;二是医用硅胶材质无毒无副作用，适合用于制药设备。
[0033]中加料控制气缸24、精加料控制气缸25、震荡加料气缸26的气缸状态分别用XV001、XV002、XV003表示，为O时是关闭状态，为I时是开启状态。
[0034]【具体实施方式】:
[0035]一、开机，PLC开始运行，进入初始化状态，判断XV001/XV002/XV003是否为O关闭状态，如果是，这时附图1气缸24、25、26处于附图3起始状态，得电后，去皮，直到称重模块Weight显示为O，这时进入大加料状态；
[0036]二、进入大加料状态，XV001/XV002/XV003得电为I状态时，附图2中的24、25、26气缸收缩，到附图4状态，这时开始大加料，直到达到设定重量SI值时，XV001失电，XV002得电，XV003得电，附图2中的中加料控制气缸24伸长到起始状态，精加料控制气缸25、震荡加料气缸26位置不动，如附图5，这时进入中加料状态；
[0037]三、直到达到设定重量S2值时，XV001/XV002/XV003失电，判断是否到达设定重量S3值，如果是，XV001/XV002/XV003失电，回到起始状态，结束给料；如果否，XV001失电，XV002失电，XV003得电，并在0.5秒内XV003循环得电、失电，使附图2中的26震荡加料气缸产生连续伸缩，起到震荡作用，防止物料落料过程中产生架桥，直到达到设定重量S3值时，XV001/XV002/XV003失电，气缸停止运动，回到起始状态，如附图3。
[0038]S3即为目标重量设定值，可根据用户要求设定，达到目标值了，气缸停止工作，回到起始状态。
[0039]图6是所述给料精度控制装置的投料精度控制方法的流程图，图7是所述给料精度控制装置的线路图，通过这两个图，可以看出操作的流程示意，首先初始化三组气缸，使三组气缸都为关闭状态，此时，三组气缸挤压医用硅胶软连接，使其内部形成锥形，最下面的震荡加料气缸锁死医用硅胶软连接;进入大加料状态，三组气缸全部开启，直到下落物料达到设定重量SI值时，中加料控制气缸关闭，另外两组气缸开启，进入中加料状态;在中加料状态中，直到下落物料达到设定重量S2值时，关闭三组气缸;通过电子秤返回的信息判断此时下落物料是否到达设定重量S3值，达到则使三组气缸回到起始状态，结束给料;没有达到则控制震荡加料气缸在固定的间隔时间循环开启、关闭，直至达到设定重量S3值。
[0040]如图8所示，所述磨粉机5(粉碎机)由一个锥形筛网和转子组成，转子的旋转运动使物料流经筛网，筛网和转子采用卡箍拆装，装配迅速，其具有以下特点:
[0041]I)完全支持 CIP、SIP;
[0042]磨头与设备驱动部分采用快卡连接，提供两种灭菌方法，在线灭菌SIP和离线灭菌CIP(将磨头拆下放入湿热灭菌柜中灭菌)。
[0043]2)粉碎过程不会掉肩、金属异物和高温润滑油泄漏；
[0044]磨粉机(粉碎机)是高速运转设备(最高转速达1800转/分)，轴密封圈是非常关键部件，该设备配置进口耐磨PTFE材质双唇密封圈，防止无菌物料被污染和符合GMP要求;设备加工精良，筛网和转刀间无接触，运转过程中不会摩擦，不会有金属物脱落。
[0045]3)先进的底部驱动方式；
[0046]采用底部驱动方式，使得设备运行时物料不会与驱动轴接触，管路中不会出现残留，整个设计无死角。可用低压水喷枪(<4bar)清理密封圈位置，其余地方可以使用高压水喷枪(Mbar)清洗。
[0047]4)专业的转子和筛网制造技术；
[0048]转子和筛网的设计与制造是磨粉(整粒)设备的核心技术之一，所述筛网为锥形筛网，设置为圆形孔/方形孔，挫式开孔，专业的转子和筛网可大幅度提高原设备的筛分速度和效果，筛分后粉料的均匀度可大幅度提高，从而保证后道工序的成品质量。
[0049]该设备的优点:易于使用和改造;模块化，一体化设计;转子和筛网易于更换;重量轻可分离磨粉机头;拥有活动支架;防错系统保障转子和筛网的正确装配和拆卸。
[0050]所述电子秤14采用全不锈钢秤体，焊接密封称重传感器，操作简单，维护简便，可使用于恶略环境，配备高品质称重控制终端，丰富的接口配置，支持4_20mA模拟量输出，Profibus、DP、AB R10、DeviceNet等PLC接口，能够轻松嵌入各种工业控制系统。
[0051 ]本发明的关键技术是通过机械、电气程序控制和气动元件有机结合，如图9所示，PLC控制箱18与人机界面相连接，人机界面指触摸屏15，所述PLC控制箱18信号的接收来自电子秤14，电子秤采用的是平台秤，所述PLC控制箱18内置可编程控制器，并通过阀组与气缸相连接。从而实现机电一体化，完成密闭投料的精度控制，优点:1.物料在落料过程中不会产生摩擦，不会掉肩；2.由于靠重力垂直落料，使物料不会出现分层;3.对物料的特性要求低，使用性更广;4.结构简单，操作方便，使用成本的。
【主权项】
1.一种密闭投料精度控制装置，包括依次连接的真空上料机、暂存料罐、磨粉机、暂存料桶、给料精度控制装置、电子秤，所述电子秤通过PLC控制与给料精度控制装置相连接，所述给料精度控制装置包括上端的连接接头和位于其下端与其相连接的医用硅胶软连接，所述医用硅胶软连接外侧从上到下依次设置有都与控制装置相连接的中加料控制气缸、精加料控制气缸、震荡加料气缸，分别用于加料控制、精加料控制、震荡加料，所述三组气缸面向医用硅胶软连接的位置设置有聚甲醛夹板，三组气缸都关闭时，三组气缸挤压医用硅胶软连接，使其内部形成锥形，最下面的震荡加料气缸锁死医用硅胶软连接。2.根据权利要求1所述的密闭投料精度控制装置，其特征在于:所述三组气缸分别通过螺栓与固定支架连接。3.根据权利要求1所述的密闭投料精度控制装置，其特征在于:所述电子秤与给料精度控制装置之间设置有用于连接的包装袋。4.根据权利要求1所述的密闭投料精度控制装置，其特征在于:所述真空上料机通过物料管吸取物料。5.根据权利要求1所述的密闭投料精度控制装置，其特征在于:所述真空上料机底部设置有下料底阀，通过开启下料底阀使物料进入到暂存料罐。6.根据权利要求1所述的密闭投料精度控制装置，其特征在于:所述暂存料罐的底部设置有旋转给料阀，通过开启旋转给料阀使物料匀速进入磨粉机。7.根据权利要求1所述的密闭投料精度控制装置，其特征在于:所述磨粉机包括锥形筛网和转子，转子的旋转运动使物料流经筛网。8.—种利用权利要求1所述的密闭投料精度控制装置进行的精度控制方法，包括以下步骤: (1)启动装置，物料进入给料精度控制装置前，初始化三组气缸，使三组气缸都为关闭状态，此时，三组气缸挤压医用硅胶软连接，使其内部形成锥形，最下面的震荡加料气缸锁死医用硅胶软连接； (2)进入大加料状态，三组气缸全部开启，直到下落物料达到设定重量SI值时，中加料控制气缸关闭，另外两组气缸开启，进入中加料状态； (3)在中加料状态中，直到下落物料达到设定重量S2值时，关闭三组气缸； (4)通过电子秤返回的信息判断此时下落物料是否到达设定重量S3值，达到则使三组气缸回到起始状态，结束给料;没有达到则控制震荡加料气缸在固定的间隔时间循环开启、关闭，直至达到设定重量S3值。9.根据权利要求4所述的密闭投料精度控制方法，其特征在于:步骤(4)中，所述间隔时间为0.5秒。
【文档编号】B65B37/04GK105936351SQ201610100759
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月24日
【发明人】何国强, 陈跃武, 闫永辉, 康国利, 董书平, 李福 , 马彦辉, 马敏肖
【申请人】奥星制药设备（石家庄）有限公司