專利名稱：差動定量秤和松散物料裝袋裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種差動定量秤和松散物料裝袋裝置，優選用于小量的自由流動 產品，用于將預給定的松散物料裝填重量裝袋到運輸包裝、尤其是袋中，具有秤和控制裝 置，該控制裝置將預給定的松散物料裝填量從稱量容器排出到運輸包裝中。
背景技術：
除了典型的運輸包裝之外，在所謂包裝工業的領域內已知用于消費包裝的專業化 的灌裝和包裝裝置。在此，在通常情況下制定幾百克、至多幾千克的裝填量。5 IOkg的重 量在通常情況下被認為是上限。這種大小對于銷售和消費者而言適合容易的操作，確切地 說從銷售店鋪到終端用戶，例如在廚房中。運輸包裝主要用于從一個加工企業運輸到下一 個加工企業。在典型情況下是從碾磨廠到面包廠。大多適于男性工作人員的運輸包裝的重 量處于20與IOOkg之間。在實踐中，為了灌裝運輸袋而形成了三個自動化階段，按照專門要求為>自動提供配額，用手將袋懸置和封閉>自動提供配額，用手將袋懸置，全自動地將袋封閉>自動提供配額，全自動地將袋懸置和將袋封閉由此可見，在任何情況下，配額的提供是所有自動化階段的基礎。核心問題在于， 在一個短的時間間隔內形成并且精確稱量松散物料配額。同一種松散物料可以表現不同 物料是否在運輸期間會與空氣混合以及獲得或多或少地類似液體的特性，或者極端條件如 機器元件是冷還是熱以及由此導致的松散物料與壁部分之間的附著力是否形成干擾。與倉儲-料倉設備的尺寸相比，袋內容物是小配額。盡管如此，對于灌裝裝置例如 中間倉庫的尺寸適用大尺寸。如果以3至4m的空間高度為出發點，則裝袋裝置要求1 2 個樓層。除了裝料秤之外，大多使用秤裝料料斗，由此，全部的秤內容物在裝袋之前被收集 在漏斗中，這也需要高度。與過去二十年用儲罐和大容器運輸來取代袋的實踐不同，現在又存在使用小運輸 包裝、即袋的相反趨勢。在許多國家，職業協會希望減小袋重量，例如從50減小到25kg， 這導致在產量噸數相同的情況下袋數量翻番。因此越來越關心件數效率非常高的裝袋站。 對于特別細的工業產品如水泥、石灰、塑料等，所謂的閥袋最為流行。產品經由喙形的裝填 接管通過袋的相應小的閥開口裝填。在達到期望的重量之后，袋開口通過準備好的紙褶 (Papierfalten)立即封閉。巨大的優點在于，產品僅非常少地與空氣混合。該系統的主要缺點在于應用能力 受限。眾所周知，谷物、糝兒、面粉、麩和飼料等具有極其不同的松裝密度，由此在同樣的袋 尺寸中在產品不同的情況下灌裝不同的重量。而在典型的面粉袋的情況下，在經裝填的、封閉的紙袋或塑料袋中少量的空白空 間不形成干擾，因為這種袋在裝填之后用縫紉機或者借助于膠緊密地封閉。[0013]袋適用于在較大距離上簡單地運輸零擔物料并且在現場在各個方面對于最佳“搬 運”都是舒適的單元。視特殊物料而定，特殊準則如衛生問題、無粉塵、袋的飽滿裝填處于首 要地位。在幾乎所有情況下，顧客希望每個單個的袋的裝填重量精確。但只有通過高的自 動化程度才可成本低廉地、重量精確地每小時灌裝大量的袋。立法者通常必須在所謂的凈 裝袋秤中通過檢定規范遵循一定的方法上的游戲規則。為了制定預確定的裝填量，由此得 到下列稱量過程>對稱量容器確定皮重(O-Tarierung)>粗定量>細定量>停機>檢查灌裝量或給定重量>可能情況下校正粗流關斷點和/或細流關斷點在裝袋效率較高時，確定皮重和檢查灌裝量以及由此校正細流關斷點可以僅僅周 期性地進行，即例如每裝料20次進行一次。此外，應考慮下列稱量影響參量>粗流和細流的沖擊壓力>多普勒效應>粗流和細流的后續流>在裝袋重量不同的情況下不同的下落高度對于特別提出的任務，所謂的裝袋秤最為流行地作為凈裝袋秤已經出現了幾十 年。在裝袋秤本身中精確稱量地準備好預確定的配額重量，該配額重量在將空袋懸置在袋 接管上之后在盡可能最短的時間內被灌裝到袋中。以此方式，每小時提供幾百直到超過 1000份配額并且將產品灌裝到相應數量的袋中。如今，在許多應用中希望明顯大的效率，例 如直到每小時2000份配額。由EP 348 610 A2公知了一種裝袋設備，該裝袋設備適用于包裝多種物質混合物， 其中，對單個組分進行稱量、定量和包裝。為此，給該裝袋設備的各個灌裝站配備組合的排 出、稱重和轉送裝置，所述排出、稱重和轉送裝置逐個地處理單個組分。由EP 288 415 A2公知了一種裝袋裝置，用于從儲備容器通過粗定量系統和細定 量系統用重力測量法灌裝松散物料量。在這兩種公知的裝袋裝置(EP 348 61 A2和EP 288 415 A2)中，將松散物料一直 裝填到單獨的稱量容器中，直到容器中松散物料的所測得的重量恰好裝滿一袋地灌裝到袋 中。在該時間期間，松散物料從儲備裝置到稱量容器的排出停止。EP 348 077 Al描述了一種裝袋裝置，在該裝袋裝置中，松散物料直接灌裝到袋中 并且在那里被稱重。在此一直進行灌裝，直到袋中的松散物料的重量相應于所期望的袋裝 填重量。接著，停止灌裝，將裝填好的袋取下，懸置上一個新袋，然后才重復整個過程。上述全部裝袋裝置屬于凈裝袋秤的類型，這些凈裝袋秤具有下面所述的缺點。在專業其月干丨J "Wagen und Dosieren，，的論文"Gravimetrisch Dosieren-miteiner Bandwaage oder Differentialwaage "(1989 年 11 月，第 6 期)>ManfredKochsiek, Friedr. Vieweg & Sohn 的手冊“Handbuch des Wagens (1985 年，第 335 339 頁)和 Schenk 公司 的公司產品說明書“Continuous Weighing andFeeding Equipment，，(F 9100e)以及“Peseret doser en continu”(F 9100f)中描述了差動定量秤(Differentialdosierwaage)，該差 動定量秤將松散物料借助于一個排出裝置從稱量容器排出。排出量取決于稱量容器中每單 位時間松散物料量的重量減少量。該過程在有關文獻中以概念“差動定量稱重”公開。這 種差動定量秤的目的在于，連續地產生一個預給定的、在時間上恒定的松散物料量，即連續 的松散物料流。為了產生該連續流，必須周期性地用松散物料補充裝載稱量容器。因為在 補充裝載期間不可測量稱量容器中的松散物料的重量減少量，所以差動定量秤轉換到按體 積排出。為此，排出裝置以同一個速度被繼續控制一個短的時間，該速度先前在差動定量稱 重時已經測定。WO 86 05 875描述了一種用于借助于連續式秤自動檢測連續的松散物料流量的 裝置，其包括一個稱量容器和一個用于調節稱量容器出料橫截面的可調節的封閉機構。該 裝置不間斷地檢測從旁邊流過或穿流的松散物料的在時間上變化的量。凈裝袋秤突然地并且以非常高的效率排空裝填重量。由此產生幾個需認真對待的 問題。由于裝填造成空氣被排擠，袋強烈膨脹并且附加地使袋材料承受負荷。此外，在粉末 狀產品的情況下在排空期間裝料裝置接收相當量的空氣，由此，袋接管的通風是另一個已 知問題。出于最佳通風和快速裝填的原因，袋接管必須選擇得盡可能大。為了達到高的效 率而以高的自動化程度為前提條件，因此使用自動的袋懸置器。但是大的袋接管對機械的 袋懸置器的功能可靠性明顯有害。對于可以通過緊實元件在其體積方面減小以便減小成品 包裝或節省昂貴袋材料的產品，緊實時間由于產品強烈流態化而提高并且裝袋效率降低。作為從秤到袋接管的連接裝置使用秤-裝料漏斗。這種漏斗中的掛料現象一方面 影響包裝的重量精度，另一方面非常不利地影響衛生。特別是在物料強烈地易于附著時，尤 其是裝料漏斗的頻繁清潔不可避免。此外，根據EP-B-522102公知了一種裝袋裝置，在該裝袋裝置中，從稱量容器排出 到運輸包裝中的松散物料量通過稱量容器的差動的重量減少用重力測量法測定，在此，將 排出量控制到預給定的松散物料裝填重量，其中，該裝置也可以構造成回轉裝袋裝置。
實用新型內容現在，本實用新型的目的是減少袋搬運的投入。本實用新型尤其是提出任務盡可能廣泛地排除公知缺點，縮短包裝過程并且簡 化較小量的自由流動松散物料的稱量/定量。本實用新型通過根據本實用新型的差動定量秤和松散物料裝袋裝置來解決該任 務。根據本實用新型，提出了一種松散物料裝袋裝置，具有秤和控制裝置，該控制裝置 將預給定的松散物料裝填量從稱量容器排出到運輸包裝中，其中，該秤構造成受控制的差 動秤，該差動秤用重力測量法通過稱量容器的差動(differentiell)的重量減小來檢測從 稱量容器分別排出到運輸包裝中的松散物料量并且在此將松散物料排出量控制到預給定 的松散物料裝填重量，該差動秤構造成回轉裝袋裝置，其中，在稱量容器后面設置有閘門。取代排出蝸桿，設置有一個閘門、尤其是拱曲的兩級的閘門。下面要明確地區分差動稱重和差動定量稱重的概念。在差動稱重中，僅跟蹤在初始時刻存在的起始重量的重量減少。為此，給稱量容器裝填大體已知的松散物料量并且確定稱量容器連同松散物料的重量。接著，松散物料從稱 量容器一直排出，直到稱量容器和松散物料的瞬間存在的重量與起始重量的差精確地相應 于預給定的松散物料裝填重量。在此，在確定的時間段內排出了多少重量不起作用。因此 例如在開始時可以在短時間內排出非常大的裝料量。接著，排出越緩慢，則重量差就越接近 預給定的松散物料裝填重量。而在差動定量稱重中，每單位時間連續排出確定的松散物料重量，例如每秒IOkg 松散物料。基于EP B 522 102，顯著的干擾效應已經不再存在，例如>粗流和細流的沖擊壓力>多普勒效應>粗流和細流的后續流>變動的下落高度>秤裝料料斗和相應的粉塵區域>不更換接管其它干擾源在其影響方面可以極大地降低>僅僅發生最小的流態化>袋中的松散物料緊實的投入和搖動袋的必要性降低到最小程度>袋接管縮短灌裝配額通過對從差動裝袋秤排出的控制通過測定差動的重量來周期性地提供 并且通過裝袋接管直接灌裝到袋中。為此，差動稱量系統具有差動稱量容器，該差動稱量容器具有松散物料定量裝置 和受控制的產品排出裝置以及計算裝置，所述計算裝置由稱量系統的重量值不僅控制袋裝 填過程而且控制稱量容器裝填過程。周期性地在每次或多次灌裝之后交替地進行差動秤容器的補充裝填。在差動秤中 提供一個配額的1. 5至最多5倍、優選1. 5至3倍，由此可以灌裝(2) 10至IOOkg重量的運 輸袋。松散物料裝袋裝置設置有秤和控制裝置，該控制裝置將預給定的松散物料裝填量 從稱量容器排出到運輸包裝中，其中，秤構造成受控制的差動秤，該差動秤用重力測量法通 過稱量容器的差動的重量減小來檢測從稱量容器分別排出到運輸包裝中的松散物料量并 且在此將松散物料排出量控制到預給定的松散物料裝填重量。由此，整個裝填裝置不僅可構造得較簡單、較低且較衛生，而且允許巨大的自動化 進展，由此，也可以無缺點地實現裝袋效率翻番的目的。該裝置可以被進一步裝備。因此，在一個優選實施形式中，差動裝袋秤的產品排出 裝置直接通到袋懸置裝置的流水線裝填接管中。在差動裝袋秤的排出區域的端部上設置有 一個可控制的閉合裝置，由此可使稱重過程得到改善。對于具有不利的流動特性的產品，該裝置可以包括一個直立的稱量容器、一個具 有從稱量容器基本上水平指向排出裝置的轉速可控制的排出蝸桿以及一個從稱量容器到 排出蝸桿的轉移段和差動稱量元件，其中，排出裝置通過重力直接通到裝袋接管中。在此， 差動裝袋秤優選不僅具有粗定量裝置而且具有細定量裝置，其中，粗排出裝置和細排出裝置構造成受控制的強制排出元件，優選構造成排出蝸桿。而對于能自由流動的產品則提出，產品排出裝置構造成具有可控制的定量閘門的定量裝置。[0062] 在另一個構型中，差動裝袋秤配置給一個回轉裝袋裝置并且在回轉裝袋裝置的循環中將分別預確定的配額通過裝袋接管、更確切地說是流水線裝填接管轉送用于裝袋。[0063] 為了形成最高的裝袋效率，在一個設備中優選為回轉裝袋裝置的一個流水線裝填接管配置兩個或者多個差動裝袋秤。在此可以或者以串聯工作方式或者短時間地以雙倍的小時效率提供配額。[0064] 被證實特別有利的是，流水線裝填接管具有一個小于或者大致相應于產品從秤容器排出的橫截面的自由通流橫截面。該措施也允許自動化的提高，因為小的袋接管較容易使袋懸置器進行快速的機械運動。此外，對于從例如(2)20至lOOkg的袋的大范圍可使用相同的裝袋接管。[0065] 高效率裝袋站具有兩個粗定量秤以及一個細定量秤，其具有所屬的計算裝置，并且回轉裝袋裝置具有3—6(8)個流水線裝填接管。[0066] 該情況允許制定用于精確檢查產品移動的程序，由此，例如根據確定的必須裝袋的產品量在任何地方都不遺留產品剩余物。也可以用相同的裝袋裝置較快速地準備和進行產品更換。[0067] 有利的是，差動秤被構造用于在回轉裝袋裝置的循環中通過裝袋接管或流水線裝填接管(F“eSS—BefullStutZen)轉送預確定的份額。[0068] 有利的是，給一個流水線裝填接管位置配置兩個差動秤。[0069] 有利的是，給另一個流水線裝填接管位置配置另一個受控制的差動秤。[0070] 有利的是，給手柄閥配置一個頂推缸，在該頂推缸后面緊跟一個閥挺桿。r007、] 有利的是，設置有一個具有沖擊柵的側面鎮壓機，該沖擊柵借助于三相交流電動機驅動，其中，僅正振幅對沖擊柵起作用。[0072] 有利的是，腳踏開關設置有電開關和／或氣動閥。
[0073] 下面借助于實施例更詳細地描述本實用新型。附圖表示r0074] 圖l具有根據現有技術(EP—B一522102)的差動裝袋秤的單裝袋站的示意圖；[0075] 圖2與回轉裝袋裝置共同作用的差動稱重裝置；[0076] 圖3根據本實用新型的用于自由流動產品的站；r0077] 圖4用于非自由流動產品的方案；[0078] 圖5與一個秤組合的方案；[0079] 圖6與兩個秤組合的方案；[0080] 圖7與圖l類似的解決方案，但具有袋包裝機；[0081] 圖8用于松散的松散物料的四接管回轉裝袋裝置；[0082] 圖9具有四個袋接管的袋接管氣動裝置的示意圖；[0083] 圖lo袋搖動器。
具體實施方式
現在參照圖1進行論述。根據現有技術的差動秤1通過柱2、平臺3以及重量檢測 元件4支撐，更確切地說懸置在天花板5上。差動秤1基本上包括稱量容器6、轉移段7和強制排出蝸桿8，該強制排出蝸桿由 驅動電動機9通過傳動裝置10驅動并且由計算機11控制。粗流定量和細流定量可以用具 有兩個轉速的定量蝸桿進行，或者細流定量通過被單獨驅動的未示出的細流蝸桿進行。為了不從喂料裝置8產生不可控制的后續流動，出料開口 16通過一個閘板15可 由計算機11控制地打開和封閉。裝袋頭17與差動秤1無關地支撐在地面18上，該裝袋頭 具有裝袋接管19以及袋保持器20，該袋保持器在圖1中夾緊一個袋21。由袋21中的產品 排擠的空氣可以通過吸氣裝置22逸出。產品喂料頭24通過橡膠膜片23對粉塵密封地與 稱量容器6相連接。產品喂料輸送機25通到喂料頭24中，該產品喂料輸送機通過驅動電 動機9周期性地由計算機11、更確切地說按照秤信號進行控制。圖2中示出了直接在回轉裝袋裝置31上方的差動秤1，在該回轉裝袋裝置上可以 看到裝袋接管32、32'、32"。在此也重要是，袋尤其是在折疊袋的情況下從下到上均勻地 被裝填上產品。緊實系統、例如側面鎮壓機33使袋中的產品通過搖動和振動運動非常有效 地在粗定量和細定量期間從下向上同樣強度地緊實。視所提出的問題而定，也可以使用一 個第二側面鎮壓機33，該第二側面鎮壓機處于裝袋接管32'或32"后面。在袋裝填和袋搖 動結束之后，將袋放置在輸送帶34上，將其引導通過封閉站35并且為運走作好準備。圖3示出了根據本實用新型的差動定量秤和松散物料裝袋裝置。與根據圖1的實 施形式相比，在稱量容器6和轉移段7之后在裝袋頭17之前是一個拱曲的兩級的間門50。 這在容易流動的產品的情況下與蝸桿排出裝置相比可實現明顯的簡化。為此，圖4 圖6示出了用于難于流動的產品等的方案。圖7中示出了所謂的袋包裝機的另一個較舒適的實施形式，其中，涉及單裝袋接 管。單個袋21與圖1類似地懸置，其中，伸縮式的袋接管進行垂直運動V，由此可以完全避 免在袋21中形成粉塵。裝填在此通過被驅動的裝填蝸桿50進行。所述垂直運動通過氣動 缸51進行。這種作為袋包裝機公知的裝袋裝置在此通過支架53支撐在地面上，與圖1類 似。對于運動過程，由操作人員通過輸入裝置預給定期望的數據。于是，然后通過控制器 54、或者說通過相應的秤控制系統55結束裝袋過程。取代圖1的具有強制排出裝置的差動秤1，圖8中示出了用于能自由流動的物料 的、具有可調節的排出定量閘門61、61'的差動秤60。在此可以通過氣動缸62以及秤控制 系統63選擇不同的定量位置，以便對袋快速地、但最佳地進行裝填。現在出現幾種令人非 常感興趣的組合的效果。受料漏斗64與裝袋接管32構造成一個結構單元。這兩個部分如 喂料頭65那樣通過支架66固定地支撐在地板18上。稱量容器6在上部和下部在橡膠密 封圈67或者說68的區域中具有相同橫截面，還帶有固定的過渡段。現在，在下部在袋中被 排擠出的全部空氣通過空氣補償管69大橫截面地向上被引導，由此，在此既不產生粉塵問 題也不產生上部與下部之間的壓力差問題。在喂料頭65中在料斗70下方設置有一個可控制的閘門71，該閘門通過氣動缸72 操作。秤電子裝置直接連接在控制盒73上，從該控制盒發送出主工作指令，因此也發送給 半自動的袋夾緊裝置74。[0093]圖8示出了用于回轉裝袋裝置的裝袋接管32的氣動裝置的示意圖。在每個裝袋 接管32 (僅清楚地示出了其中一個)上設置有一個可復位的手柄閥206，該手柄閥借助于一 個頂推缸(Ausmirfzyl inder)(短行程缸)201操作。該頂推缸壓在挺桿閥202上。電磁閥 203控制頂推缸并且借助于手柄閥206控制氣動缸204。一個公用的維護單元205保證空 氣供應的可靠性。由此可實現簡單且易于維護的氣動裝置，此外，該氣動裝置僅具有很小的 結構尺寸。圖9示出了具有沖擊板210的側面鎮壓機(袋搖動器)33，該沖擊板覆蓋沖擊柵 211。沖擊柵211通過三相交流電動機運動，其中，僅利用由電動機驅動的偏心裝置的正振 幅來進行緊實沖擊。這允許明顯較高地緊實袋內容物。此外，在沖擊板210上設置有一個 吸氣接頭213，也設置沖擊板的調節可能性212，以便與不同的袋接管直徑等相適配。參考標號清單[0096]1、1' 、60、108差動秤[0097]2柱[0098]3平臺[0099]4,113差動秤元件[0100]5天花板[0101]6,110稱量容器[0102]7,112轉移段[0103]8,111控制裝置(強制排出蝸桿)[0104]9,114驅動電動機[0105]10傳動裝置[0106]11,15封閉裝置(計算機)[0107]15閘板[0108]16出料開口[0109]17裝袋頭[0110]18,105地面[0111]19,32,32' 、32"裝袋接管[0112]20袋保持器[0113]21 運輸包裝(袋)[0114]22 吸氣裝置[0115]23 橡膠膜片[0116]24 產品喂料頭[0117]25 產品喂料輸送機[0118]31 回轉裝袋裝置[0119]33 側面鎮壓機[0120]34 輸送帶[0121]35 封閉站[0122]50 閘門[0123]51 氣動缸[0124]53支架[0125]64受料漏斗[0126]65喂料頭[0127]67橡膠密封圈[0128]68相同橫截面[0129]69空氣補償管[0130]70料斗[0131]71閘門[0132]73控制盒[0133]74袋夾緊裝置[0134]119控制系統[0135]120信號變換裝置[0136]121計算機[0137]123拉出(Auszug)[0138]124軸線[0139]201頂推缸[0140]201短行程缸[0141]202挺桿閥[0142]203電磁閥[0143]205維護單元[0144]206手動閥[0145]210沖擊板[0146]211沖擊柵[0147]212調節可能性[0148]213吸氣接頭
權利要求1.松散物料裝袋裝置，具有秤(1，1'，108)和控制裝置，該控制裝置將預給定的松散 物料裝填量從稱量容器(6，110)排出到運輸包裝(21)中，其中，該秤(1，1')構造成受控 制的差動秤(1，1')，該差動秤用重力測量法通過該稱量容器(6)的差動的重量減小來檢 測從該稱量容器(6，110)分別排出到運輸包裝(21)中的松散物料量并且在此將松散物料 排出量控制(8，11)到預給定的松散物料裝填重量，該差動秤構造成回轉裝袋裝置(31)，其 特征在于，在該稱量容器(6)后面設置有閘門(50)。
2.根據權利要求1的裝袋裝置，其特征在于，該回轉裝袋裝置(31)包括用于轉送預確 定的配額的裝袋接管或流水線裝填接管(32，32'，32")。
3.根據權利要求2的裝袋裝置，其特征在于，給一個流水線裝填接管位置配置兩個差 動秤(1，1')。
4.根據權利要求1至3之一項的裝袋裝置，其特征在于，該裝袋裝置在另一個流水線裝 填接管位置具有另一流水線裝填接管(32，32'，32")，并且，給該另一個流水線裝填接管 位置配置了另一個受控制的差動秤(1)。
5.根據權利要求2或3的裝袋裝置，其特征在于，在每個裝袋接管(32，32'，32")上 設置有一個可復位的手柄閥(206)，并且，給手柄閥配置了一個頂推缸(201)，在該頂推缸 后面緊跟一個閥挺桿(202)。
6.根據權利要求5的裝袋裝置，其特征在于，設置有一個具有沖擊柵(211)的側面鎮壓 機(33)，該沖擊柵借助于三相交流電動機驅動，其中，僅正振幅對該沖擊柵(211)起作用。
專利摘要本實用新型涉及一種松散物料裝袋裝置，用于將預給定的松散物料裝填重量裝袋到運輸包裝、尤其是袋中，具有秤和控制裝置，該控制裝置將預給定的松散物料裝填量從稱量容器排出到運輸包裝中。在稱量容器(6)和轉移段(7)后面設置有一個閘門(50)。
文檔編號G01G13/24GK201784810SQ20102018014
公開日2011年4月6日 申請日期2010年4月16日 優先權日2009年4月16日
發明者H·布蘭德 申請人:布勒公司