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營口港接卸氧化鋁粉 (以下簡稱鋁粉 )已有多年。 鋁粉抵港卸船后 ,要灌包裝袋 (包裝 ) ,同時進行重量計量 (定量 )。 過去我們港使用的鋁粉包裝機定量系統均為稱重型 ,即在灌包操作平臺的下面放置一臺電子秤 ,電子秤將稱重的結果輸入計算機 ,并由計算機控制鋁粉出料口的開閉裝置。 當裝袋鋁粉的重量接近要求時 ,出料口逐漸關閉 ,流量減少 ,當重量達到要求時出料口全部關閉。

經使用發現 ,這種定量系統有一定的弊端: ①結構復雜 ,調試、維修困難。 該定量系統包括電子秤、計算機以及由計算機控制的繁復的出料口電、氣聯動控制裝置。 系統的每一部件或元件的技術性能、工作狀態以及它們之間的相互配合都將影響包裝機動作和稱重的準確性。 因此調試十分困難。 而且電子元件、氣動元件的故障頻率較高 ,當出現故障時 ,找尋和維修都很困難。 特別是冬季 ,電、氣動控制裝置的氣動回路經常冷凝結冰造成堵塞 ,而一旦堵塞 ,出料口就無法控制 ,造成整機停產。 ②由于灌包裝袋時操作者站在電子秤的操作平臺上 ,操作者的重量和操作狀態會嚴重影響稱重的準確性 ,而且由于鋁粉的流動性很好 ,出料口的開閉裝置密封困難 ,稍有泄漏 ,就會影響灌包裝袋的精度。 ③在計量過程中需逐漸關門以控制和改變流量 ,這也影響了包裝速度和效率。 ④該系統的包裝機每個出料口均需一臺電子秤 ,還需計算機、控制室及繁復的出料口開閉機構和電、氣動控制裝置 ,因此其造價也很昂貴。
  

針對稱重型定量系統的上述缺點 ,經過反復研究試驗 ,我們設計制造了一種新型的鋁粉包裝機定量系統,如圖 1 。 根據鋁粉顆粒均勻 ,流動性較好,不易結塊,在相同的工作條件下其單位體積的容重變化不大(可以忽略 )這一特點 ,新研制的定量系統采用容積計量方式 ,即利用懸掛于主料倉下面的具有準確容積的計量料斗來進行計量。 這就無需使用電子秤、計算機及出料口電、氣動控制裝置 ,使結構簡單 ,調整和維修方便 ,同時也降低了制造成本。 這種包裝機的定量系統由計量料斗、進出料口關閉和控制裝置以及計量完成顯示裝置等三部分組成 ,如圖 2 。
  

計量料斗是計量的關鍵 ,其容積要等于要求的鋁粉重量所轉換出的體積 ,并可做相應的調整。料斗的上蓋用絲杠聯接于料斗支架上。 旋轉絲杠、料斗上蓋可做上下移動 ,使斗容增大或減小 ,以便于料斗做較大容積的調整 (統調 )。 在料斗的上蓋上鏜出兩個圓孔 ,放置兩個小型圓筒 ,用絲杠固定于上蓋支架上。 旋轉此絲杠 ,二圓筒上下移動 ,也可微量增加或減少計量斗的斗容空間 ,起到微量調整的作用 (微調 )。 包裝機的進出料口的開閉裝置采用弧形門結構 ,根據鋁粉的堆存安息角來設計弧形門四周的高度及底部的曲率半徑 ,既便于施力使弧形門旋轉開閉 ,又可保證弧形門轉動封死料口時料口無泄漏。進出料口的開閉控制裝置采用曲柄搖桿機構和兩對齒輪副配合。兩對齒輪中的大齒輪為主動輪 ,有空齒 ,小齒輪為從動輪 ,固聯于弧形門軸上。 考慮適宜于操作 ,推動手柄的轉角以 45 ° 角為宜 ,故大小齒輪的齒數比為 4 ∶ 1 。 當上弧形門(進料口 )打開時 ,下弧形門關閉 ,此時向計量料斗進料 ,計量料斗裝滿 ,顯示器動作 ,操作者推動手柄 (向右 ) ,這時下齒大齒輪處于空齒狀態 ,手柄轉動 ,下弧形門靜止而上弧形門轉動趨于關閉;當上弧形門轉到關閉位置時 ,上齒大齒輪正好進入空齒狀態 ,而下齒大齒輪處于滿齒嚙合狀態 ,計量料斗停止進料 ,繼續轉動手柄則上弧形門靜止而下弧形門打開 ,此時開始灌包裝袋;當灌裝結束時 ,向回拉動手柄 ,則各齒輪反向轉動 ,下齒大齒輪仍處于滿齒嚙合狀態 ,上齒大齒輪仍處于空齒狀態 ,轉動手柄則下弧形門旋轉關閉而上弧形門靜止不動 ,下弧形門轉動到關閉位置時 ,下齒大齒輪再次進入空齒狀態 ,上齒大齒輪進入滿齒嚙合;繼續轉動手柄 ,則下弧形門靜止而上弧形門打開 ,重新回到進料狀態。在兩個門的交替開閉過程中 ,只有一個門*關閉后另一個門才會開始開啟的動作 ,這就保證了計量料斗無泄漏和包裝的精度。

為避免由于料倉供料不足使計量料斗未填滿而影響計量的準確性 ,本計量系統設置了計量完成顯示裝置。 在計量料斗供料口的弧形門上方的管口上裝有電容式接近開關 ,計量料斗未填滿時鋁粉下落不會進入裝有接近開關的容器管內 ,接近開關處于斷開狀態;當計量料斗填滿計量過程結束時 ,裝有接近開關的容器管內會填充進一些鋁粉 ,此時接近開關的控制回路閉合 ,顯示器動作 ,指示燈亮 ,告訴操作者計量過程已經完成 ,可以灌包裝袋。

綜上所述 ,本包裝機的計量控制裝置是一個獨立的系統 ,只要調整正確 ,并按規定的操作程序操作 ,就可以保證定量包裝的精度。

我們設計制造的這種容積計量型鋁粉包裝機定量控制裝置的額定值為 1 t,調整范圍為額定值的±13 % (這也為以后接卸其它類似貨種做準備 )。 微調刻度間距為 10 mm,每一刻度可調整 0. 3 kg,為允許誤差的 1/10(袋裝散貨的重量誤差部頒標準為±3 ‰ )。本包裝機經 3條船近 10萬噸鋁粉的試包裝作業 ,在車輛配備不齊、操作者操作不夠熟練且斷續作業的情況下 , 3臺包裝機平均每晝夜灌裝 9 000多噸 ,比原稱重型包裝機提高工效 2倍以上 ,所創經濟效益相當可觀 ,而且操作簡單 ,調整方便 ,故障率極低。 經現場檢測 ,每袋鋁粉的重量誤差均在 3 kg以內 ,*部頒標準的要求。 另外這種包裝機的造價也很低 ,僅為原稱重型包裝機的 1/2 。

需要說明的是 ,考慮物料的流速、堆存角 ,為防止物料滯流或倒不凈現象的發生 ,計量料斗的斗體傾角應取得大一些 ,以大于或等于 50° 為宜。 另外 ,進出料口開閉門控制裝置中的大齒輪由于有空齒 ,其重合系數降低 ,強度受到影響 ,設計時應予考慮。同時由于該齒輪僅用幾個固定齒 ,所以可將該齒輪設計成扇形齒。為保證弧形門轉動回位時位置準確 ,避免卡齒 ,應設置弧形門定位裝置和復位彈簧。

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