专利名称：电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种称量设备，尤其是用于粉末、颗粒物的电子定量包装秤。
背景技术：
现有的通用电子定量包装秤通常由喂料装置与称重装置组成。由于现在的电子称 重元器件已日益完善和模块化，所以，所述的“称重装置”结构已相对简单而且功能完备。因 此，每一种定量包装秤所采用“喂料装置”结构的繁简好坏决定了 “包装秤”本身对物料称 重的准确性、适用性和使用经济性。从现有定量包装秤的原理和结构分析可知，“喂料装置”作用是执行称重控制指令 将物料从机身内排出并准确喂送入称重装置，从而达到定量称重和包装的要求。目前，用于粉末、颗粒物的定量包装秤基本采用“螺旋轴”结构的喂料装置，可分为 二种1)单螺旋轴喂料装置单螺旋轴喂料装置包括变速电机、减速器、螺旋轴、机身、物料封堵段的圆管、气缸 与阀门等5部分组成；还包括称重装置和包装袋。单螺旋轴喂料的原理是由电机带动螺旋轴转动，并通过控制其快慢变化方式，实 现快速和精确喂料。但是，喂料精度与物料封堵段的螺旋轴(有限)长度成正比关系，故一 般封料段长度> 1000 ^ 2500mm。2)双螺旋轴喂料装置双螺旋喂料装置在单螺旋喂料装置基础上增加1套小直径螺旋轴、圆管和电机。 其目的是为了提高喂料精度。双螺旋轴结构方式多以水平并列方式布局。其工作原理是 大直径螺旋用于快速喂料，小直径螺旋用于精确喂料，大、小螺旋所推出物料均喂送入称重 装置后落入包装袋内。上述单、双二种螺旋喂料装置在电子定量包装秤中的结构和工作原理基本上是相 同的，即物料从上一级料仓送入螺旋喂料机身，再由喂料装置电机带动螺旋轴转动，将物 料推送出封堵段管筒，再通过阀门落入到包装袋内。当袋内物料重量达到重量设定值后，电 子称重装置控制电路指令螺旋轴停转、阀门机构关闭以阻断物料落入到包装袋内，整个定 量称重过程完成。单、双螺旋喂料装置有以下不足之处(1)阻力大、功耗高。喂料的螺旋轴套在物料封堵段圆筒内长度500 1500mm，螺 旋浆叶与筒内壁有ι 3mm间隙，当螺旋浆叶转动推送物料沿轴向移动通过封堵段时，浆叶 对物料有挤压和剪切作用，因此形成较大旋转阻力，所需电机功率也随之增大。(2)产生残留料和料垢。由于螺旋浆叶与筒内壁有间隙，因而物料在封堵段圆筒内 会形成残留物料，对使用同一装置包装不同种类的物料产生污染；残留物料经螺旋浆叶挤 压，物料还会粘附在筒内壁形成环状的料垢层。间隙越大，残留量也大，且不易清除，影响产 品质量。(3)由于阀门机构占有一定的高度空间，故会增大物料跌落高度。不仅影响物料称
3重精度，而且增大物料落入包装袋的速度，产生更多从包装袋口溢出的扬尘，扬起的粉尘会 污染操作环境并增加物料损耗。

实用新型内容本实用新型的目的是提供一种由单螺旋轴喂料装置与电子称重装置一起构成的 电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置，应能解决现有技术中单、双螺旋轴喂料装置所固有的 多种不足之处。本实用新型的技术方案为一种电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置，它包括一根等径螺旋轴与驱动其转动的 减速电机，其特征在于还包括上面设有入料口，一端与所述减速器固定连接，另一端固定连接有输料筒，中间可 穿过所述单螺旋轴的机身；上为圆筒状，套在所述机身输料筒外侧，下面开有排料口，排料口下面联接有向下 的导料筒的机头，该机头一端与所述机身固定联接，另一端通过端板和轴承与单螺旋轴的
一端联接；主要由摆动马达和转杯组成的转杯总成，其中，摆动马达是一个由压缩空气驱动 转子摆动的气动装置，一端与所述端板内侧固定联接，转子外径与一侧面有缺口的圆筒形 转杯一端固定联接，转杯套在所述机身输料筒的外侧与机头上圆筒内侧之间；绕轴径按圆周均勻分布，垂直固定在与所述输料筒相对一端的单螺旋轴上的多块 方形状刮片；设置在所述机头导料筒两侧的重量传感器，每个传感器通过关节轴承平衡地吊挂 有套在导料筒外下侧的集料筒，该上方下圆的集料筒与机头无任何接触，外侧可套挂包装袋。所述输料筒的下面设有出料口。所述转杯的缺口一旁的侧面上设有筛孔区。以上结构的电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置还设有称重仪表和控制器，通过称 重仪表监视并控制输料和称重过程。具有以下优点(1)结构简单。本实用新型由一根螺旋轴并配合转杯往返转动动作，即可实现快速 喂料、准确喂料、快速截断、封堵等喂料装置全部功能。摒弃一般螺旋喂料装置所固有的封 料段结构及阀门机构，故结构不但简单且更合理，加工成本更低。(2)喂料效率高。本方案喂料装置无封料段结构，故能减少螺旋浆叶排送物料时的 距离和阻力，机身内物料可由螺旋轴快速推送出排料口实现快速喂料，且电机功耗小；故喂
料效率高。(3)对物料适应性广。由于本方案喂料装置螺旋浆叶排送物料的距离短，对流动性 差的物料能顺利推出，且不易因挤压出现结块现象；对流动性好的物料，也可实现可靠封堵 作用，工作原理可靠，适应物料性更广。(4)、使用性能好。本方案喂料装置因无需设置阀门结构，减少物料跌落高度h，提 高了称量的精度；并在称重装置中可置气流平衡通道，从而减少或消除物料在包装过程的 扬尘现象。[0029] 本方案所组成的定量包装秤更适用于化工、饲料添加剂行业不同物料性质批量化 生产的包装要求。

[0030]图1是现有单螺旋轴定量包装秤结构示意图。[0031]图2是现有双螺旋轴定量包装秤结构示意图。[0032]图3是图2沿A-A线剖视的结构示意图。[0033]图4是图2的K向结构示意图。[0034]图5是本实用新型主剖视结构示意图。[0035]图6是图5的俯视结构示意图。[0036]图7是本实用新型机头结构的分解示意图。[0037]图8是图5沿B-B线剖视转杯缺口向下的结构示意图。[0038]图9是图5沿B-B线剖视转杯缺口向上的结构示意图。[0039]图10是图5沿B-B线剖视转杯筛孔区置下位的结构示意图。[0040]图11是转杯总成结构的放大示意图。[0041]图12是控制摆动马达动作、定位的结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步说明。图1所示，是现有单螺旋轴定量包装秤结构示意图。单螺旋轴喂料装置包括附带 减速器的电机1、螺旋轴2、机身3、机身输料圆管4、气缸5与阀门7等5部分组成，还有是 称重传感器6、集料筒8和是包装袋9。单螺旋轴喂料的原理是通过附带减速器的电机1带动螺旋轴2转动，以快慢变化 方式，实现快速和精确喂料。但是，喂料精度与物料封堵段，即机身输料圆管4的螺旋轴(有 限)长度成正比关系。一般封料段长度> 1000 ^ 2500mm，物料跌落高度H较大。图2所示，是现有双螺旋轴定量包装秤结构示意图。双螺旋喂料装置在单螺旋喂 料装置基础上增加一套小直径螺旋轴11、小输料圆管10和电机12。其目的是为了提高喂 料精度。双螺旋轴结构方式多以水平并列方式布局，见图3所示，是图2沿A-A线剖视的结 构示意图；由图中可知，大螺旋轴2和小直径螺旋轴11并列。又如图4所示，是图2的K向 结构示意图，该图能说明其工作原理大直径螺旋轴2用于快速喂料，小直径螺旋轴11用于 精确喂料。在气缸5工作将阀门7张开时，大、小螺旋轴2、11所推出物料均喂落入包装袋 内，经称重装置称重后，由称重仪表和控制器监视并控制是否再输料。从图1 4中可知，在单、双螺旋轴喂料装置中，都设计有长度> 500mm的机身输 料圆管4和阀门7的机构，物料跌落高度H较大。目的有二个第一是防止机身内流动性好 的物料泄流到称重装置；第二是快速封堵物料使之不能落入包装袋内。但这种结构的封料 段和阀门均伴生有共同、明显的缺陷。图5和图6所示，是本实用新型的主剖视和俯视结构示意图，结合图7分解示意图 和图11转杯总成结构的放大示意图可知，机身15由一垂直筒和一横筒固定相交，内腔相通 构成；其中，垂直筒的上口 27为进料口，左端设有输料筒29，该输料筒29的下面设有出料口 31。机身15的两端，分别用法兰与机头16和减速电机13联接。在机身15和机头16的 轴心线上设置有一根Φ ^ 200cm的螺旋轴14，该轴14的机头16内侧端焊固定有多块长方 形的刮片17，刮片17绕轴径按圆周均勻分布垂直固定在轴上。螺旋轴14的左端头通过联 轴器23、轴承33与摆动马达21的输出轴34构成转动联接，右端头也与减速电机13构成传 动联接，并由减速电机13带动螺旋轴14转动。机头16的外形结构为上为横圆筒，下为导 料筒24，其中，横圆筒的正下方开有与输料筒出料口 31对应的长方形排料口，排料口的下 面联接一个用作导料，形状为上方下圆的导料筒24。导料筒24的两外侧通过重量传感器 28设有集料筒25，该上方下圆的集料筒25与机头16无任何接触，外侧可套挂包装袋26。由图5 7，结合图11可看到，在机身15左端法兰外侧固定联接有机头16，在机 头16的横圆筒内还设置有摆动马达21和转杯18。摆动马达21是一个由压缩空气驱动其 转轴34及其轴上转子19摆动的现有技术的标准产品，其一端与凹形端板20内侧固定联 接。而其转轴34左端穿出端板20与转盘22的中心固定联接。转子19外侧与一侧面开有 缺口 32的圆筒形转杯18的一端固定联接，转杯18的中部套在所述机身输料筒29的外侧 与机头16上圆筒内侧之间。在摆动马达21的带动下转杯18可作约270°往返旋转，并可 在转动范围内任意位置停止。转杯18是一个圆筒状，圆筒的一侧面上开有缺口 32，该缺口 32约为130°见图7 10，用作排料通道；紧邻缺口 32 —旁的侧面上设有筛孔区30。摆动 马达21、转子19、转杯18和端板20装配成一体即成为转杯总成。由于转杯18的直径稍大 于机身15左端输料筒29直径，所以，转杯18可将整个输料筒29套入转杯内。但是，摆动 马达21的转子19仍可带动转杯18围绕输料筒29轴心线作< 270°范围的同心圆往返转 动；转动中不但可以使转杯18的缺口 32向下，或向上定位，并且也可使缺口 32在转动角度 范围内任意位置上停止或往返转动。详见图8 10所示。图8所示，是图5沿B-B线剖视转杯缺口向下的结构示意图。在图中，转杯18在摆 动马达21转子的带动下，转杯18的缺口 32向下，与机身15输料筒的出料口 31、机头16的 排料口和导料筒24相对应，均可向下排料。在机头16的横圆筒两侧设有重量传感器28，每 个传感器28通过关节轴承平衡地吊挂有套在导料筒24外下侧的集料筒25，该上方下圆的 集料筒25与机头16无任何接触，下面外侧可套挂包装袋26。导料筒24与集料筒25之间 所形的环形通道则作为排泄粉尘之用，当物料称重过程中物料从高处往包装袋26内落下， 扬起的粉尘不从袋口边溢出污染操作环境，如图中的箭头所示。图9所示，是图5沿B-B线剖视转杯缺口向上的结构示意图，图10是图5沿B-B 线剖视转杯筛孔区置下位的结构示意图。由于两图主要是表示转杯18转动定位的两个状 态，其它的结构不变，为了图面简洁，故只画了上部分，下部分的与图8的相同，省略之。由 图中可知，当转杯18在摆动马达转子19的带动下缺口 32向上定位时，机身输料筒29的出 料口 31被转杯18壳体封堵，转杯18与机身输料筒29形成一个封闭的腔体，使机身内的粉 料被堵塞不能泄出机头16的排料口。当转杯18的缺口 32向下方，但与水平线形成一定的 夹角θ时，见图10，转杯18的筛孔区30处于正下方，转杯18的缺口 32与机身输料筒出料 口 31有部分重叠，使输料筒出料口 31的出料面积减小；只允许物料从众多筛孔和变小的排 料口中排出。形成一个可控制排料量的通道和方式。螺旋轴14的装配与作用螺旋轴14左端与联轴器23、轴承33与摆动马达输出轴 34构成转动联接时，螺旋轴14上刮片17则随之被套入机身15左端的输料筒29内。刮片17的旋转直径与输料筒29内径之间有小间隙，刮片17的作用是将输料筒29和转杯18筒 段内的物料刮出排料口，使物料向落入称重装置——包装袋26内。螺旋轴14的右端穿出 机身15的右端面，通过联轴器与减速电机13接联，并由减速电机13驱动旋转。减速电动 机即为减速机和电动机的结合。减速电动机13转动时带动螺旋轴14转动，可将机身15内 物料往左端推送出机头16中的排料口。转速快推料量大；反之，转速慢推料量少。减速电 机13由控制器调速，可带动螺旋轴转速作快慢变化。而控制器则由称重仪表程序控制。由图5可知，本实用新型还包括称重仪表和控制器，整个物料的称重和包装过程 都由称重仪表监视，并通过控制器控制减速电机13、摆动马达21和重量传感器28工作，完 成输料和称重过程。其中，重量传感器28产生的称重信号输送给称重仪表和控制器，经处 理后物料的重量值在仪表上显示。所述的称重仪表和控制器是现有技术，或由该项领域的 技术人员根据现有技术设置。摆动马达21是现有技术的通用气动元件——叶片式摆动马达，型号为MB — 270X80。摆动马达21与螺旋轴14的联接见图11。图11中，摆动马达21输出轴34的右 端通过联轴器23、轴承33与螺旋轴14构成转动联接；输出轴34的左端穿出凹形端板20固 定有带信息孔的转盘22，转盘22 —侧的制动气缸35可对转盘22进行制动钳定；摆动马达 21的左一端面与凹形端板20内侧面固定联接。图12所示，是控制摆动马达动作、定位的结构原理示意图。从图中可知，当控制仪 表按程序使三位五通气控阀44的控制线圈40通电时，压缩空气42通过阀体44的一通道 进入摆动马达21使转子19并带动转盘22、转杯18以逆时针方向转动，可使转杯18缺口 32向下；同理，若控制仪表程序使气控阀44的另一通道线圈39通电，压缩空气42从另一 通道进入摆动马达21则使摆动马达转子19以顺时针方向转动，并带转杯18缺口 32向上。 当气控阀线圈39、40均不通电时，压缩空气被阀体44截止，摆动马达21便停止转动；与此 同时，控制仪表按程序使二位二通气控阀43的控制线圈41通电，压缩空气42通过阀体43 的一通道进入制动气缸35，使制动气缸35对转盘22进行制动钳定。从图12尚可知，采用包括发光二极管36和光控开关37构成的光电传感器可感知 转盘22的转动时的角度变化。在转盘22的周边上设有多个间隔的透光信息孔38，发光二 极管36和光控开关37分别设在转盘透光信息孔38的两侧。其感知原理为当发光二极管 36发出的光束穿过透光孔38照射到光控开关37时，光控开关37导通；反之，二极管36发 出的光束被遮挡不能照射到光控开关37时，光控开关37截止。按上述原理，当转盘22被摆动马达21带转动时，每一个透光信息孔38通过光电 传感器，控制仪表便获得一个由传感器给出的电脉冲信号，相应地也感知转杯19的转动角 度。因此，控制仪表可按程序的需要，依据获得电脉冲信号个数，按称重要求发出指令，使气 控阀线圈39、40分别处于通电、或断电的状态，从而控制摆动马达转子的转向、制动及转动 角度大小，实现对转杯18的转动、定位。本实用新型的工作原理为物料从机身15的上口 25进料，并可在机身15内贮存，接通称重仪表和控制器，以 及相关的电源。(a)快速喂料通过称重仪表和控制器控制摆动马达21连带转杯18转动，并使转 杯18的缺口 32向下定位时，转杯18的缺口 32则与机身15，机头16排料口重合而形成一个直通排料口 ；然后，控制指令使减速电机13直联驱动螺旋轴14，快速地将机身15内的物料 由螺旋轴14浆叶旋转向左则推送出直通排料口，通过导料筒24落入下方的包装袋26内。(b)慢速喂料当需慢速喂料时，以相同的控制方式，使转杯18的缺口 32以顺时 针方向转动，与水平线形成一定的夹角θ。此时转杯18的筛孔区30处于正下方，出料速度 受限制。同时，控制指令使螺旋轴14速转相应地减慢，而螺旋轴14上的刮片17则可将转 杯18内的物料向已减小面积的排料口少量地刮出，同时筛孔区30上物料也可从筛孔少量 漏出落入下方的包装袋26内。当控制指令使摆动马达21转子继续以顺时针方向转动，夹角θ逐渐变小，排料口 更小；相应螺旋轴14速转更慢，从排料口排出的物料越少，控制排料重量精度越高。另一种方式螺旋轴14不转动，但转杯18作小幅度往返转动，类似筛网筛物原理， 则物料可从转杯18的筛孔区30少量漏出落入下方的包括重量传感器28和包装袋26的称 重装置，达到少量喂料目的。在慢速喂料过程中，若出现物料堵塞筛孔而不能排出，则控制程序自动判断后发 出指令使转杯18缺口 32反转，加大排料口，保证排料进行。(C)截断/封堵物料当需停止排料时，螺旋轴14停止转动，同时转杯18的缺口 32快速转向正上方，则排料口封闭，物料被截断而排料停止。(d)喂料动作与称重过程描述定量包装秤在工作状态下，称重装置均处于待料位；开始称重装置(仪表)通过方 向阀控制摆动马达21的转子连带转杯18转动，将转杯18的缺口 32由上方(初始位)旋 转到正下方，同时控制器控制减速电机13直联驱动螺旋轴14快速将机身15内贮存的物料 由螺旋轴14浆叶旋转推送出排料口，落入下方的包装袋26内。当上述快速喂料量达到预设重量95%值时，控制程序指令摆动马达21转子连带 转杯18按顺时针方向快速旋转一定的角度，使转杯18缺口 32由正下方偏转到与水平线有 夹角θ的位置，排料口随之变小，同时控制器控制减速电机13降低螺旋轴14的转速，一方 面将机身内物料缓慢推到其左端的排料口处，而轴端上的刮片17则将此物料小量地刮出 排料口，并落入包装袋26内。另外，少量物料从筛孔漏出。整个慢速喂料过程均由控制程 序进行调节，经过3 5秒时间慢速喂料，包装袋26内的物料重量达到设定重量值，控制程 序指令转杯18快速旋转到正上方、螺旋轴14同时停转，一个定量包装称重动作周期完成。 整个进料、输料和称料由重仪表和控制器按程序控制完成，自动化程度高。另外，在上述喂料过程中，包装袋26内产生的扬尘通过导料筒24与集料筒25之 间的夹层通道排出机头上方，经风管收集后，回流入上一级贮料仓，不污染操作环境。
权利要求一种电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置，它包括一根等径螺旋轴与驱动其转动的减速电机，其特征在于还包括上面设有入料口(27)，一端与所述减速电机(13)固定连接，另一端固定连接有输料筒(29)，中间可穿过所述单螺旋轴(14)的机身(15)；上为圆筒状，套在所述机身输料筒(29)外侧，下面开有排料口，排料口下面联接有向下的导料筒(24)的机头(16)，该机头(16)一端与所述机身(15)固定联接，另一端通过端板(20)和轴承(21)与单螺旋轴(14)的一端联接；主要由摆动马达(21)和转杯(18)组成的转杯总成，其中，摆动马达(21)是一个由压缩空气驱动转子(19)摆动的气动装置，一端与所述端板(20)内侧固定联接，转子(19)外径与一侧面有缺口(32)的圆筒形转杯(18)一端固定联接，转杯(18)套在所述机身输料筒(29)的外侧与机头(16)上圆筒内侧之间；绕轴径按圆周均匀分布，垂直固定在与所述输料筒(29)相对一端的单螺旋轴(14)上的多块方形状刮片(17)；设置在所述机头导料筒(24)两侧的重量传感器(28)，每个传感器(28)通过关节轴承平衡地吊挂有套在导料筒(24)外下侧的集料筒(25)，该上方下圆的集料筒(25)与机头(16)无任何接触，外侧可套挂包装袋(26)。
2.根据权利要求1所述的电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置，其特征在于 所述输料筒(29)的下面设有出料口(31)。
3.根据权利要求1所述的电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置，其特征在于 所述转杯(18)的缺口(32) —旁的侧面上设有筛孔区(30)。
专利摘要本实用新型公开了一种电子定量包装秤单螺旋轴喂料装置，它包括螺旋轴与驱动其转动的和减速电机，其特征在于还包括上面设有入料口，一端与所述减速器固定连接，另一端固定连接有输料筒，中间可穿过所述单螺旋轴的机身；上为圆筒状，套在所述机身输料筒外侧，下面联接有向下的导料筒的机头；主要由摆动马达和转杯组成的转杯总成；垂直固定在与所述输料筒相对一端的单螺旋轴上的多块方形状刮片；设置在所述机头导料筒两侧的重量传感器，每个传感器通过关节轴承平衡地吊挂有套在导料筒外下侧的集料筒，其外侧可套挂包装袋。该装置结构简单，喂料效率高，使用性能好和自动化程度高。适用于粉末、颗粒物的电子定量包装。
文档编号G01G13/10GK201707117SQ20102019270
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者邓惠文 申请人:邓惠文