專利名稱：開關聯動式充填包裝機和方法
技術領域：
本發明涉及機械工程，特別是包裝機械中的定量充填包裝機。
背景技術：
定量充填包裝機按計量方式分為稱重式、容積式、計數式，其基本功能是將物料定量充填進容器內，進料充填和計量，出料裝袋和封口為其主要工作還有制袋、貼標和打印等工作，現市場上所用稱重式計量精度高、速度慢，容積式速度高，計量精度差。已知靠物料自重充填的機構主要為各種開關閥門、容器、計量器、驅動機構，其運行方法大多是上有進料開關開啟進料，達到定量標準先關閉進料，再開啟下面出料開關裝袋，其程序是按時間有序的運行，開關的動作占有生產時間，影響提高包裝效率，為了克服這個問題，出現了多種進料連續，再按多個容器等分格的快速包裝機，但出料每移動一格仍占有生產時間的間斷，目前出料開關和進料開關由電腦程控機控制分快速慢速進料的運行方法，可以提高計量精度，但開關運行占有生產時間。

發明內容
本發明的目的是使開關運行中占有生產時間變為不占有生產時間來提高生產效率，能將稱重式的高精度和容積式的高速度相互兼容，并提供一種進料計量和出料裝袋能同時進行的進料開關和出料開關運行方法，與其相應的定量充填包裝機。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是進料管連接進料開關的裝置，出料管連接出料開關的裝置，插板開關的板塊式結構，計量容器與傳感器的裝置，傳動器的裝置，其改進之處是進料開關和出料開關為聯動式開關，進料開關開啟連接出料開關關閉，出料開關開啟連接進料開關關閉的運行方法，其運行時間是有兩種情況，一是進料開始和出料結束同時啟動，同時到達或先后連續到達；二是出料開始和進料結束同時開啟，同時到達或先后連續到達，因此開關不占用生產時間，兩種運行時間，在雙通道中可以在同一時間聯動，使進料計量和出料裝袋同時進行，在單通道中，兩種運行時間只能獨立分開運行。所以在雙通道以上多個開關聯動運行時，出料也不占用時間。聯動時出料開關要在物料到達容器底部之前關閉最好先于進料開關到達，所以進料開關關閉的時間可以續后到達。當進料開關分快速慢速運行時與本方法是計量精度和速度的相互兼容。聯動式開關的啟動是物料進入計量容器內，到達定量標準時經傳感器如電阻應變片如國產PB-5，接近開關德國施克CM系列，光電管等，發出信息經電路、繼電器、電腦程控器來推動開關聯動，容積式定量包裝時，聯動可以直接由電動、氣動或經驅動器來執行聯動。開關聯動式在雙通道中進料是連續的，與各種進料連續、出料按多個容器等分格運行的快速包裝機，相似之處是容積式計量，改進之處是開關聯動式運行，可用稱重電子秤計量，是將容積式的快速包裝和稱重式的高精度相互兼容的新品。
本發明在定量充填包裝機實用中，對機構進行了相應的改進，與現有技術相比出現的主要特點是一、進料管和出料管的外形按通道的多少而定，以雙通道為典型，其進料管在上層為人字形并列，上面連接進料總開關，總開關控制進料速度，可以手工調控，最好由電腦程控，下面連接進料開關，出料開關在下面為Y字形并列，上面連接出料開關，下面為出料口連接制袋機。單通道是雙通道的一半為直通管，用于半自動分袋包裝機。四通道為雙通道的一倍，是雙通道的高速機，進料管為眾字形，出料管為YY字形，用于特高速全自動包裝機。單通道只有上下開關的聯動，雙通道以上不僅是上下位置開關聯動，而且并列平行位置開關也聯動。
二、進料開關和出料開關使用板塊式結構的插板開關，包括上下連接法蘭、隔層板、墊板、密封板用螺釘緊固連接成一個中間開有單孔或多孔的開關體，每個孔都對應一條通道，雙通道以上為并連連體插板開關。可以將幾個開關連結疊合在一起，將總開關和進料開關連結成一體雙開關，根據需要中間再加一個功能性控制開關則是一體三開關，可用長螺釘連接緊固。
三、開關的驅動力根據不同開關閥門要求而定，可以用電動、氣動，插板開關可以直接驅動如用氣缸、步進電機變速驅動或加速器驅動，在加速驅動時使用了一種加速驅動桿，為扁方形長桿，兩頭設有小軸連接動力和插板開關，靠近動力邊設置中心軸，使驅動桿繞中心軸轉動90度的行程，使開關插板得到兩倍以上的加速。
四、計量容器與傳感器的裝置，在整機不變的情況下，只要改變傳感器的安裝設置，就可用在不同的計量方式中，在秤重計量時，計量容器下部安裝一個中間開有單孔或多孔的保護盒，盒內安裝稱重傳感器電阻應變片電路，型號如國產的PB-5，保護盒固定在下層底板上，或將保護盒固定在上層底板上，用吊桿連接計量容器。當用容積式計量時，其裝置是在計量容器上的可調進料管內裝有接近開關，型號如德國施克CM系列，可調進料管安裝在調節板上，調節板安裝在兩根長螺桿上可以移動和固定，長螺桿固定在上層底板和下層底板中間，在出料口下安裝電子秤，顯示每次包裝計量精度，并可校準定量標準，上下移動調節板進行微調。
五、機箱分上下兩層，上層安裝進料系統，下層安裝計量系統和出料系統，外形可以做成一個機箱或多個機箱，機箱下為機架和制袋封口等工序的機械。
六、定量充填包裝機結構要根據物料外形，比重和包裝重量等物理因素來決定，所以將有多種形式與結構的進料開關和出料開關來適應各種物料的包裝需要，參見實施例1-4，這些開關閥門都能使用本發明的聯動式方法來提高生產效率，這是本方法的通用性能。
七、開關聯動式所節約的時間產生的效率可以通過不同重量的包裝統計資料進行對比，將實施例1與2所述和市場上LCS與DCS兩種機型在同樣的能源消耗下用大米包裝平均效率比較1)在現行雙秤1kg重裝袋速度最高為每分鐘20包，在聯動式雙通道中進料、出料同時進行，開關每運行一次裝袋一次，速度每分鐘為28包，提高效率40％以上。
2)在現行單秤25kg裝袋速度為每分鐘8包，在聯動式單通道中開關運行兩次裝袋一次，每分鐘10包，可提高效率25％以上。
3)在實例3中四通道可與多頭電腦秤相比，在聯動式開關四通道中開關每運行一次即裝袋兩次，500克重大米每分鐘在72包以上，提高效率更為顯著，四通道以上還可有五、六、七、八……多通道。
本發明的有益效果是顯著的提高了生產效率，節約了能源，對各種使用進料開關和出料開關的充填包裝機具有廣泛使用的功能。


圖1是主圖為開關聯動式充填包裝機在雙通道中用插板開關運行的結構示意圖，上圖為頂視圖可看出基本結構為圓形管狀體。
圖2是開關驅動桿示意圖。
圖3是容積式計量裝置示意圖，其中(1-3)(1-4)(1-5)(1-8)與圖1相同。
圖4是桿板開關結構剖視示意圖和頂視圖。
圖5是球形開關示意圖，上圖為側視傳動結構，中圖為開啟狀態，下圖為關閉狀態。
圖6是蝶形開關示意圖，上圖為頂視傳動結構，中圖為開啟狀態，下圖為關閉狀態。
圖7是對開式閘門開關示意圖，上圖為頂視圖，右下圖為關閉狀態，左下圖為開啟狀態。
摘要附圖中開關處于原位，其中人字形進料管(1)，進料開關(2)，可調進料管(3)，計量容器(4)，傳感器保護盒(5)，出料開關(6)，出料管(7)。
具體實施例方式圖1是開關聯動式充填包裝機在雙通道中用插板開關結構的示意圖，為包裝機連續自動制袋——充填——封口生產線的充填機構，其運行情況是物料從總開關(12)開始落下，進入人字形并列進料管(1)(11)，進入左右兩通道，開關處于原位置，進料開關(2)的左通道開啟，進料到左通道計量容器(5)，右通道關閉，這時出料開關(6)的左通道關閉，右通道開啟出料到并列Y形管(7)的出料口，落到制袋機進料口(13)，當左計量容器達到定量標準時，容器下保護盒內稱重傳感器(9)型號為國產PB-5，發出信息到PLS程控機，啟動驅動桿使進料開關插板推進，關閉了左通道，開啟了右通道進料到右計量容量(10)，這時出料開關同時聯動拉出，開啟了左通道，關閉了右通道，物料從并列Y形出料管(7)落到制袋機進料口(13)，當右計量容器內物料達到定量時，再次由傳感器(9)發出信息，使開關恢復到原位，如此反復運動。插板每運行一次，兩個通道的四個開關聯動，兩種運行時間同時運行，上下開關和并列開關，改變一次開或關的動作，完成一次出料裝袋和一次進料計量。
開關所使用的驅動桿為一扁平形長桿(圖2-3)，兩頭裝有小軸，連接動力(2-1)和插板開關(2-4)，驅動桿在靠近動力邊設置有中心軸(2-2)固定在底板上，驅動桿繞中心軸轉動90度往復動作，可以提高速度2倍以上。
板塊式結構的插板開關示意圖(圖4)，上下連接法蘭(4-1)，隔層板(4-2)，密封板(4-3)，墊板(4-4)，為一中間開有單孔或多孔的用螺釘(4-7)緊固連接的開關體，在密封板下面設置插板(4-5)，中間開有一個孔(4-6)，在關閉左通道時用于開啟右通道，上圖為頂視示意圖，下圖為剖視示意圖，正處于左通道開啟，右通道關閉狀態。
本實施例在實用中可作為糧食類包裝，當稱重為1公斤大米時，每分鐘可達28包以上，計量精度滿足輕工標準GP/T2501-2000要求。
實施例2，圖1雙通道只需要一半即成為單通道，為半自動分袋包裝機，要手工接料封口，粉料的總開關進料口要有喂料機，如螺桿式喂料機來控制進料速度。進料和出料開關使用蝶形開關(圖6)，轉軸(3)兩頭固定在軸承座(2)上，軸承座固定在料筒(7)上或底板上，軸(3)的一頭用鍵連接在撥叉式連桿上(1)，撥叉連桿由動力驅動桿(8)拖動，驅動桿(8)可連結幾個開關同時聯動。使撥叉連桿往復運動90度，蝶片(4)樹直時為開啟，蝶片(4)放平時為關閉，蝶片樹直在落料時要由連桿傳入快速搖擺震動，使粉料不沾停在機構上而快速落下，(5)(6)為蝶形開關與進料出料管道的連接法蘭。單通道的運行情況只有上下兩個開關的聯動，原位為圖1的左通道，進料開關開啟進料，出料開關關閉，當計量達到定量標準，傳感器發出信息經繼電器、PC機推動聯動，出料開啟，進料關閉，出料完畢才能再次開啟進料，兩種運行時間，在單通道中要分開兩次進行。所以開關運行兩次才能裝袋一次。單通道使用容積式計量時見圖3，計量容器(1-5)上有進料調節管(1-4)的內部下端裝有接近開關(1)如德國施克CM系列，進料調節管可伸縮高度，連接在調節板上(2)，調節板連接在兩根長螺桿上(3)，可移動和固定，調節和控制不同需要的定量。長螺桿固定在上層底板(1-3)和下層底板(1-8)中間，出料口下有電子秤(4)顯示每次裝袋重量，并利用調節板上下移動對定量進行微調，達到最佳精度，可滿足國家市場管理定量監督規定的要求。用蝶形開關可秤重25公斤的粉類物料如面粉、飼料、化肥等，每分鐘可達10袋。
實施例3，圖1所示再增加一臺組裝在一起成為四通道，是高速全自動包裝機，可采用并行排例，或橫向排列成一條線，四個通道有四個進料開關和四個出料開關，可采用球形開關見圖5，上圖為傳動機構側向安裝，中圖為開啟，下圖為關閉。轉軸(3)用鍵連接小齒輪(4)，齒輪(4)由共用的長齒條(5)來推動，使4個球形開關同時啟動，齒條下有滑板(6)，滑板固定在底板上，齒條由動力直接拖動往復運行，安裝時要注意小齒輪的開或關位置對正。(2)為開啟狀態，(7)為關閉狀態。兩組雙通道的高速機運行方式和雙通道實施例1相同，其生產的效率則要提高一倍，開關每運行一次即有兩次裝袋可分兩條自動化生產線作業，實用中由于球形開關有較強的切斷功能，配上齒輪轉動的強勁力，可作為柔性肉食類的包裝，如牛肉干、熟食類、紅棗肉等大顆粒的包裝，大顆粒物料在總開關的進料口，要有喂料機構，如鏈條式輸送帶來控制進料速度。當稱重量在500克重其包裝速度每分鐘可達72包。
實施例4，前三種實施例當改變包裝物料或重量時，進料開關和出料開關要作相應的調整，都可以達到上下開關和并列平行開關的聯動，如采用對開式閘門開關作為出料開關，出料速度可以加快見圖7，用氣缸(2)推動連桿(6)驅動閘門開關(5)運行，可采用同時供氣給多個氣缸使閘門進行聯動，上兩圖為下視圖，下左圖為開啟狀態，下右圖為關閉狀態，氣缸安裝在料筒的壁上(1)，其中(4)為連桿滑動軸，(3)為閘門滑動軸，(7)為上下管道連接法蘭。
從上面四個實施例已知第一實施例為本發明包裝機結構和運行方法的典型實例，其他實施例說明本發明的系列化和通用性，進料開關和出料開關將根據包裝物料的物理性質來確定，實施例之間主要構件可以相互使用來實施對各種物料的充填包裝，所以實施方案將有很多的變化。
權利要求
1.開關聯動式充填包裝機和方法，所述包裝機包括進料管、進料開關、出料管、出料開關、驅動器、計量容器、傳感器，其特征在于進料管(1)與進料開關(2)，出料管(7)與出料開關(6)的裝置插板開關(2)(6)的板塊式結構驅動桿裝置計量容器(5)(10)與傳感器的裝置(9)
2.根據權利要求1的包裝機，其特征在于進料管與出料管以雙通道為典型，分左通道、右通道，其進料管為人字形狀，管下連接進料開關、管上連接總開關，出料管為Y字形狀，管上連接出料開關，管下為出料口，單通道為雙通道的一邊左通道，是直通管，四通道為兩組雙通道，進料管為眾字形態，出料管為雙YY字形狀。
3.根據權利要求1的包裝機，其特征在于進料開關和出料開關是板塊式插板開關，有上下連接法蘭，隔層板、墊板、密封板，用螺釘連接緊固成一個中間開有單孔或多孔的開關體，密封板下面裝置插板，可以將幾個插板開關連接成一個集成開關。
4.根據權利要求1的包裝機，其特征在于動力傳動使用的驅動桿為一扁方形長桿，兩頭設有小軸連接動力和插板開關，可以直接驅動或靠近動力位置設置中心軸，使驅動桿繞中心軸轉動90度。
5.根據權利要求1的包裝機，其特征在于計量容器與傳感器的裝置，稱重式時，計量容器下面安裝一個中間開有單孔或多孔的保護盒，盒內裝有稱重電阻應變片電路，容積式時，計量容器上面裝有可調進料管，管內下端裝有接近開關電路，可調進料管安裝在調節板上，調節板固定在兩根長螺桿上可移動和固定，長螺桿固定在上層底板和下層底板中間，在出料口下設有電子秤。
6.開關聯動式充填包裝機和方法，在該方法中物料進入容器內達到定量標準時，由傳感器發出信息經由電路、繼電器、電腦程控機來推動開關運行，其特征在于經由傳感器信息、電路、繼電器、電腦程控機來推動或由動力、驅動器直接推動的進料開關和出料開關是同時聯動運行的開關，是各種形狀與結構的進料開關和出料開關都可連結的運行方法。
7.根據權利要求6開關聯動式方法，其特征在于進料開關和出料開關的聯動是指進料開關開啟連接出料開關關閉聯動，出料開關開啟連接進料開關關閉聯動。這兩種聯動方式還可一同聯動，或分開聯動。
8.根據權利要求6開關聯動式方法，其特征在于進料開關和出料開關運行的時間是有兩種，一是進料開始和出料結束同時啟動，同時到達或先后連續到達，二是出料開始和進料結束同時啟動、同時到達或先后連續到達，兩種運行時間可同時運行或分開運行。
全文摘要
開關聯動式充填包裝機和方法是一種用于定量充填包裝機的機構和方法，進料開關和出料開關為一對聯動式開關，其運行方法是進料開關開啟連接出料開關關閉，兩個開關運行的時間是同步的，進料和出料同時運行，能提高產量，節約能源，運用這一方法，設計了相應的新型充填包裝機，可開發系列產品。這種聯動式運行方法適宜于各種類型進料開關和出料開關用來提高生產效率。
文檔編號B65B1/30GK101037142SQ200610031358
公開日2007年9月19日 申請日期2006年3月16日 優先權日2006年3月16日
發明者黃世甫, 黃勝, 黃榮 申請人:黃世甫