一、前言
目前國內除個別大堿廠進口了幾台純堿包裝機以外,絕大多數純堿生產廠基本上仍然采用人工磅秤計量包裝。要解決純堿自動化包裝問題,全部依賴進口顯然不現實。國內現有大中小型純堿生產企業近60家,應立足國內解決這一落後的包裝問題。
幾年來有部分企業在純堿自動化包裝上作過努力,但始終沒能完全解決這個問題,達不到純堿企業連續化生產要求。純堿物料的特殊性使得對其自動稱量包裝帶來一定的技術難度。我廠對純堿物料的自動包裝進行了比較深入地探索,開發研製了適合我國大多數堿廠生產用的CT係列純堿包裝機,並去純堿生產廠進行了兩年多的生產考核,獲得了一些有效的經驗,樣機亦於1989年1月通過了化工部技術鑒定。本文擬對純堿物料的自動稱量包裝作一分析研究。
二、純堿粉狀物料的特性
物料特性分析
輕質純堿是個粒度很細的粉狀物料。粉狀物料與顆粒狀物料相比,二者在力學性質上有很大差別。粉狀物料下落的力學何題不僅符合牛頓力學的基本定律,還要受到其它外冷器下部。外冷器內含有氣體的液氦與分蒸發時,上部要留有一定的氣相空間,同時離氣體後回流的液氮存在重度輩,利用重度因為有很多列管,氣速較高,容易帶液。國差產生白然循環。這樣外冷器內可充滿液外也有用臥式外冷器,但臥式外冷器容易沉氨,可充分利用傳熱麵,臥式分離器可以有積結晶,配管也不很方便。建議改成較大的橫截麵(可按需要設計),降低氣氨式,右外冷器上方設一臥式圓柱型分離器。氣速,防止帶液,還可利用重度差自然循整個外冷器內充滿液氨,液氮在外冷器內受環,使外冷簫上下渴差減小,正不必外加泵熱蒸發,蒸發產生的氣氨上升到臥式分離循環。
因素的較大影響。以純堿粉料為例,它易結成粉料團,粉粒之間互相碰撞時,既有硬性接觸,也有軟性變形,粉粒表麵之間還有粘附力等。在集合的粉狀純堿物料團內部,其粉料之間又較大程度地受到毛細粘結力和分子力(範德華爾斯力)的影響。毛細粘結力的影響,主要取決於粉末中細粒部分的含量。含細粒越多,細粒直徑越小,毛細粘結力越大。所以,在設計純堿包裝機下料係統時,必須要對物料受到的重力、空氣浮力、毛細粘結力、分子力、摩擦力等力的作用進行綜合考慮。
三、純堿包裝機的特點及性能分析要想實現純堿的自動稱量包裝,必須解決三個問題。
(一)如何使純堿物料流暢地下落?
1.包裝機稱量係統之前進料係統
進料係統由“進料料倉”及“振動料倉”兩部分組成。進料料倉設計成偏心形狀,即四個麵的傾角不一致(傾角在60。~80。之間),“進料料倉”下部設計有“振動料倉”(內部四麵傾角不一致)。這樣物料從這兩個料鬥的四個麵下落的速度就不會一致,不易在料鬥下部產生堵塞即“搭橋”現象。即使由於一些物料在料倉中堆放時間較久,出現部分結塊,產生“搭橋”,還可以翹過振動給料係統來破壞這種“搭橋”。因為該振動係統與整個包裝機微機控製係統相聯接,采用的是間隙/振動。
這種振動方式,既能改變物料在流動中她’、仔搭橋,不易流動的狀況,也能防止物料在料倉中被震結實不易下落的現象出現,從而確保物料流暢。‘:一2.包裝機稱量係統之後的“卸料係統”‘從稱量係統中稱好的物料馬上經過卸料係統、一夾袋係統進入口袋。為保證稱完物料能全部幹淨地,並具有一定速度地流入到口袋中,保證稱量的精度,在該機卸料係統設計中采取了下列一些措施:
(1)與脅料接觸部不撰翎零件盡可能全部拋光,所有預角保證在洗勸~70a,所有直角全部磨圓,以保證物料不沽在壁上。
(2)當夾袋機構是插口袋夾袋機構時(這樣能保證很少的粉塵飛揚),落料桶較大的下料口不能直接與夾袋機構的較小進料口連接,否則會造成物料一下子全部堵在入口處,下落速度將是很慢。因此在該機的落料桶和夾袋機構之間設計了一個扁形卸料管。該卸料管采用扁形管結構,一側傾角控製在80。左右,並且為使物料從料桶中落下時不致一下子在扁形卸料管入口處堵死,在該管入口處設計有一弧狀導流板。該導流板偏轉角度可以任意調節。工作中調至最佳位置後,可使落料桶中的物料經該導流板以較快流速進入夾袋機構,從而能保證一定的卸料速度,提高了稱量能力。
(二)如何保證在一定速度下精確地計盆?
就包裝機而言,稱量精度是衡量其性能的一個十分重要的指標之一。如何提高純堿包裝機的稱量精度,實際上也就是歸結為如何提高該包裝掃:了稱量靈敏性及穩定性的問題。為了確保純堿包裝機具有較高的稱量精度,該機的設計上具有如下幾個特點。
1.控製係統
(1)電氣控製係統
純堿物料粒度很細,無縫不鑽,飛揚嚴重。最初我們研製的包裝機電氣控製係紡是由繼電器,接觸器等元件構成的。因此飛揚的粉塵常鑽進控製係統造成繼電器接觸不良,使得包裝機動作失誤,稱量不準。後來我們更換了這種電控裝置,采用了可編程序微機控製係統,這種集成塊式無觸點的控製係統大大提高了包裝機工作的可靠性和靈敏性,從而提高了稱量精度。
(2)氣動控製係統
為了防止飛揚的純堿粉塵侵入到氣控元件中去,氣動控製係統的設計作了兩點考慮。首先,元件選型,采用了由西德HERION公司技術生產的氣控元件。這種元件體積小,重量輕,且為全封閉結構,粉塵不易侵入。換向速度及動作靈敏性都較原國產舊型氣動元件要好。其次,將分立的氣動元件全部集成在一氣動控製箱內,確保氣動元件在良好的外部環境下工作,從而使整機工作可靠性,工作壽命相應提高。
2.稱量係統
為了能進一步提高稱量係統的稱量精度,在該係統內部設計有兩次給料結構。即第一次給料量是滿量的90~95%(粗進料),第二次給料量是滿量的5~10%(細進料)。當稱量到一定的重量之後,進料門必須提前關閉,因為在料門關閉後,從料門到料桶之間實際上還有一段處於空中的物料,該物料量我們稱為空中量。空中量與已經落在料桶中的物料量之和應等於要求包裝的重量。
為提高其稱量精度,必須要有一個適合純堿粉料特性的空中量。通過全麵綜合考慮,設計中用控製細進料的通徑大小來確定空中量,這樣既達到較高精度,又有一定的稱量速度。
(三)如何防止包裝過程中產生的粉塵飛揚?
純堿粉料粒度在10。目、200目範圍的占46.45%,大於20。目占32.35%,故其粉塵在包裝時必定會有較大的飛揚,為解決這一難題,在該機設計中采取了下列一些措施。
1.夾袋裝置的設計
由於用戶對包裝袋的要求不同,純堿包裝機分為CTC塑(插口式)及CTD型(大口式)。插口式夾袋裝置使用的是插口式日袋。在該口袋袋口處縫有一袋布,被物料壓住後就能自然封住袋口,物料也就不能泄漏出來了,從而也不需要封包機封口了。在該夾袋裝置中,將夾袋下料管下料口張開的寬度設計成大於袋口寬度,這樣夾袋後下料口會繃緊口袋,粉塵就不易飛揚出來。為了防止粉塵從張開袋夾兩卸管間的間隙中飛揚出來,在袋口土方設計有兩個吸塵罩,即使有部分粉塵飛揚出來,也保證它們處於有效的吸塵區內,不致汙染環境。在大口式夾袋裝置的設計中,用兩組4隻氣缸夾住包裝袋口的四邊,這樣落至袋中的物料絕不能飛揚至空氣中。袋內的空氣隨著物料的進入夾帶部分飛揚而起的粉塵從袋夾裝置的夾層中被負壓吸走。
2.輔助措施
除在夾袋上采取措施之外,還采取了一些輔助措施用以減少粉塵。如配備了除塵器吸塵,料桶氣缸上設計裝有節流閥,控製料門放料速度,減少粉塵對包裝袋的衝擊力;在大口式純堿包裝機的落料鬥上設計兩塊折流板,也能降低粉料下落高度,減少粉塵飛揚.
四、CT型純堿包裝機與國外水平比較
(一)CT型純堿包裝機原理
該包裝機是由微機控製的機電一體化的包裝機械。由振動係統、稱量係統、卸料係統、氣控係統、微機控製係統,夾袋係統、除塵係統組成。其工作原理是當振動給料係統接到微機給一出的信號後,自動延時給料,稱量係統中的粗細料門打開進行稱量工作,而稱毫係統是由一個天平係統和空中量補償係統構成,通過這二個係統及二次給料結構來保證物料的計量精度。
稱量結束後,由操作者將口袋套上袋夾,給袋夾一個信號,壓縮空氣從袋夾中次出繃緊袋口,夾袋氣缸分別夾住和張開袋口,物料進入口袋,待物料全部進入袋中後,夾袋氣缸鬆開。插口式(CTC一A一6。型)料襲經倒袋機構倒至輸送機,此時袋中物料在物料本身的作用下,通過袋口翻袋而自動封住袋口。該型號最大特點是封口依靠料袋本身結構封口而不需要縫紉機封口,包裝過程中粉塵飛揚極少;大口式(CTD一A一60型)料袋從夾袋係統落下後,經輸送機、卷邊機、縫紉機封口,從而完成一袋的包裝過程。
整個稱量的全過程均是在微機控製下執行,微機根據被檢測到的開關量信號和輸出的控製信號經隔離繼電器輸出雙向可控矽控製極,使可控矽導通驅動電磁閥控製氣路係統工作,因振動、緩衝、料桶門及夾袋係統的關閉要延時動作,微機是采用數字量來模擬稱量包裝過程中的延時,數字量由電位器輸出電壓經模數轉換器轉換後由微機采樣獲得,旋動電位器的旋鈕能改變輸出電壓的大小,就能調整其延時量,從而達到稱量包裝的要求。度0.59/cm各左右,含水量小於0.1%。2.生產能力:CTC一A一6。型,其雌機大於225袋/小時,最大為270袋/小喃CTD一A一6。型,單機大於280袋/小時。每袋4okgo3.計量誤差:單袋允許誤差1609(0.4%);10袋平均誤差809(士0.2%)。
(二)技術特性
1物料性能:粒度召份200目左右,視密度0.59/cm各左右,含水量小於0.1%。2.生產能力:CTC一A一6。型,其雌機大於225袋/小時,最大為270袋/小喃CTD一A一6。型,單機大於280袋/小時。每袋4okg。
3.計量誤差:單袋允許誤差1609(士0.4%);10袋平均誤差809(士0.2%)。
(三)與國外水平比較
目前國際上公認的先進的純堿包裝機主要是西德HAVER&BOECKER公司的NWEDO3稱型電子稱,西德GREIF一WERK公司的VELOX型,日本的山九型,後兩種均屬機電型稱。NWEDO3型電子稱我國已有幾家大型純堿企業引進。
CT型包裝機在稱重結構上與VELOX型相仿,但在下列一些部件上作了新型的設計,如進刹結構采用自控型振動給料結構;氣控係統采用了集成密封型;電控係統采用了可編程序微機控製係統。同時增設了負壓除塵係統。所有這些改進大大提高了該機器的技術性能。
通過對純堿包裝機在稱量誤差,生產能力,稱量合格率,粉塵排放量,價格等幾個技術經濟性能與國外包裝機的比較,就可了解該包裝機的先進程度。稱量誤差:該包裝機已達到與西德NWEDO3稱型電子稱相同,即都是單包稱量精度為士0.4%,10包平均稱量誤差為士0.2%。CT型包裝機的這一精度指標高於國家標準局·《碳酸鈉包裝》(86年)中的規定指標:單包稱重誤差在士1%以內,10包平均誤差在士0.5%以內(以上均指40kg/包)。
生產能力:西德NWEDOS稱型電子稱為850包刁小時(實際很難達到),換成每一稱的能九為284包/小時;日本山九型單口插口機包裝能力為200包/小時,CTC一A一的型包裝機(單口式插口)為225包/小時,熟練者操作最高可達270包/小時。
稱量合格率:CT型包裝機與NWED 型電子稱的指標一致。連續稱量20襲合格率大於等於95%。
粉塵排放量:CTC一A一60型包裝機的操作周圍環境粉塵排放量低於或不大於10mg/m3,這一指標高於NWEDO3型的20mg/m指標。由以上比較,CT型純堿包裝機的部分技術性能已經達到或接近國際先進水平。由於該包裝全部由國產元件組成,操作簡單,其價格是國外同樣生產能力包裝機價格的1/5。

本文源於網絡轉載，如有侵權，請聯係刪除

深圳市k8凯发版官网儀器有限公司是一家專門從事稱重儀表和全自動包裝碼垛生產線的研發及生產的高新技術企業，所生產的JY500係列稱重顯示控製器（包括配料秤儀表、皮帶秤儀表、包裝秤儀表、重量變送器等）高速高精度，使用壽命長。k8凯发版官网儀器有十數年的現場校驗經驗，在業內有良好的口碑，且有專門的售後工程師幫忙解決產品使用過程中遇到的技術問題，客戶可以放心省心順心的使用我司的產品。如果對我司的產品感興趣，歡迎谘詢。