粉料包裝線快速精確加料稱重方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬工業(yè)自動化領(lǐng)域，涉及粉末狀物料的加料稱重方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 把能實現(xiàn)粉料自動加料、稱重、包裝、輸送等功能的生產(chǎn)線簡稱為"包裝線";把"包 裝線"上能實現(xiàn)自動加料、稱重功能的系統(tǒng)稱為"加料稱重系統(tǒng)";把裝卡及懸掛包裝料袋的 裝置稱為"包裝料袋固定裝置"。
[0003] 目前，已被廣泛應(yīng)用的粉料自動加料稱重系統(tǒng)僅適用于顆粒較大、流動性較好、粉 料價值較低、對稱重精度要求不高的粉料；在國內(nèi)、除了采用進口的、基于成本較高的閥口 袋的加料稱重系統(tǒng)外，對價值較高的細微及夾氣嚴重的粉料的稱重包裝大都還采用人工方 式。
[0004] 正在研發(fā)的或已經(jīng)安裝并在試運行之中的加料稱重系統(tǒng)的各項技術(shù)指標(biāo)尚不能 滿足應(yīng)用需求。分析表明，這些正在研發(fā)或試運行之中的加料稱重系統(tǒng)所基于的加料稱重 原理存在固有缺陷，這是導(dǎo)致主要技術(shù)指標(biāo)不能滿足要求的根本原因。
[0005] 以下是關(guān)于傳統(tǒng)"加料稱重系統(tǒng)"的結(jié)構(gòu)及工作原理： 圖1是【背景技術(shù)】采用的加料稱重系統(tǒng)的原理框圖。圖1的下方有一段連接稱重料斗出 口和包裝料袋入口的過渡料斗，過渡料斗的下方有一個包裝料袋固定裝置；在過渡料斗的 上方有兩個并排放置的、作用和功能完全相同的稱重料斗(或稱"稱重裝置"）；每個稱重料 斗的下方各有一個可經(jīng)程序控制開閉的出口閥門；兩個稱重料斗共用一個過渡料斗，稱重 料斗的出口閥門打開后，完成稱重的粉料可經(jīng)過渡料斗落入下方的包裝料袋中；在每個稱 重料斗的上方各有一組可以控制向稱重料斗內(nèi)加料流量的裝置(下稱"加料裝置")。視適用 對象的不同，"加料裝置"可由可控開啟度的閥門構(gòu)成，通過實時控制閥門的開啟度來控制 加料流量；也可由在出口處帶有開閉閥門的螺旋加料器構(gòu)成，通過實時控制螺旋加料器的 轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)注入稱重料斗內(nèi)的粉料的流量，進而控制加料稱重的精度。
[0006] 為改善對氫鈣之類的細微夾氣粉料的加料稱重控制精度，業(yè)內(nèi)有人在針對氫鈣稱 重包裝而研制的加料裝置中，采用一大一小兩個螺旋加料器，并分別通過對這兩個螺旋加 料器開閉時序及轉(zhuǎn)速的控制來實現(xiàn)大加、中加和精加三級加料控制，以期獲得較高的動態(tài) 稱重控制精度。這種方法雖然有效地提高了加料控制精度，但由于這里的三級加料均是對 稱重料斗進行的，無法解決在將粉料由稱重料斗向包裝料袋轉(zhuǎn)移的過程中引入的附加誤 差，且螺旋加料器的加料精度極大地依賴于粉料的溫度、濕度、夾氣程度等物理參數(shù)，因此、 在實驗時段內(nèi)得到的加料稱重控制精度與實際生產(chǎn)中可以長期保證的加料稱重控制精度 之間有很大的差別。
[0007] 以下是關(guān)于現(xiàn)有"加料稱重系統(tǒng)"的固有缺陷。
[0008] 現(xiàn)有的"加料稱重系統(tǒng)"存在的缺陷包括： 1.在動態(tài)加料稱重控制過程中，處于加料器出口之后與已進入被稱重的粉料容器內(nèi)的 粉料表面之間的、正在下落而尚未被計重的粉料被稱為"飛料"。由于"飛料"不能被實時 計重，動態(tài)稱重控制系統(tǒng)必須通過對即將到達的"飛料"重量的預(yù)測來決定提前關(guān)閉加料器 的時間，以此來控制最終加料精度。動態(tài)稱重控制方式的控制精度極大地依賴于加料過程 中粉料流量相對于時間的穩(wěn)定性。當(dāng)加料器的控制參數(shù)固定后，粉料流量與粉料的溫度、濕 度、夾氣程度及結(jié)晶度相關(guān)，這些參數(shù)的波動將極大地限制動態(tài)稱重控制系統(tǒng)的控制精度。
[0009] 2.加料稱重控制是針對稱重料斗進行的，受溫度、濕度、夾氣程度及其它物理參數(shù) 的影響，粉料會在稱重料斗的側(cè)壁上形成粘接。一方面、形成粘接的現(xiàn)象具有很大的不確定 性、無法預(yù)測何時會出現(xiàn)粘接，也無法預(yù)測粘接到料斗側(cè)壁上粉料的重量，因此、為保證本 次稱重控制的精度，在開始加料計重前、稱重控制系統(tǒng)會對稱重料斗進行去皮操作。如果 在去皮操作后的本次加料過程中，新粘接到側(cè)壁上的粉料未轉(zhuǎn)移到包裝料袋中，包裝后的 粉料重量就會出現(xiàn)負誤差；另一方面、粘接在料斗側(cè)壁上的粉料具有不穩(wěn)定性，如果上次加 料過程中粘接到側(cè)壁上的粉料在向包裝料袋轉(zhuǎn)移的過程中沒有落下，因去皮操作，它在本 次加料過程中將不被計重，如果這些未被計重的粉料在本次向包裝料袋轉(zhuǎn)移的過程中落入 包裝料袋，包裝后的粉料就會出現(xiàn)附加的正誤差。由粘接導(dǎo)致的誤差的量值可能會很大且 具有不可預(yù)測性，在這種情況下、即便稱重料斗有很高的稱重控制精度，也不能保證裝袋后 的實際粉料重量能滿足規(guī)定的精度要求，甚至于在縫包時也并不知道被縫包的對象是否合 格，只有在復(fù)稱時發(fā)現(xiàn)其超差后將其剔除。
[0010] 3.超細微夾氣粉料具有很大的"安息角"，在加料裝置的出口處會產(chǎn)生"搭橋"現(xiàn) 象，搭橋的粉料不會順暢地落入包裝料袋中，特別是用小流量實現(xiàn)精確稱重控制時"搭橋" 現(xiàn)象顯得更加嚴重。
[0011] 4.除稱重控制精度問題外，現(xiàn)有的包裝線完全不適用于細微夾氣粉料進行自動 稱重包裝，下面以氫鈣為例來加以說明。
[0012] 在生產(chǎn)線的出口處，氫鈣具有一定的溫度和潮氣，如果對裝料后的包裝料袋立即 封口，氫鈣將會在袋內(nèi)結(jié)塊；氫鈣之類的細微夾氣粉料的夾氣程度與生產(chǎn)工藝相關(guān)，當(dāng)工藝 引起的夾氣量過大時，還將導(dǎo)致一個50公斤的包裝料袋在不采取震動排氣措施時裝不下 50公斤粉料的情況。
[0013] 目前、業(yè)內(nèi)一般采用以下方法解決上述問題： 1.采用閥口袋將夾氣粉料以氣密方式封裝在袋內(nèi)以解決結(jié)塊問題。這種方法的成本 較高且易出現(xiàn)袋口密封強度問題導(dǎo)致搬運過程中出現(xiàn)袋口開裂粉料泄漏。
[0014] 2.將裝料后的包裝料袋敞口放置，經(jīng)自然排氣達到縫包要求后再行縫包，這是目 前人工包裝采用的方法。
[0015] 3.對裝有夾氣粉料的包裝料袋整體震動排氣。業(yè)內(nèi)有人嘗試過多種不同的震動 排氣方案，這些方案大都專為解決排氣問題而設(shè)計，不僅增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，還為包 裝料袋在包裝線上的轉(zhuǎn)移增加了難度。
[0016] 綜上所述，目前還沒有一種能全面解決上述問題的、適用于細微夾氣粉料的加料 稱重系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種高效、精準的，并適用于細微夾氣粉料的快 速稱重方法和裝置。
[0018] 本發(fā)明的粉料包裝線快速精確加料稱重方法依次由初加料稱重步驟和補料稱重 步驟完成，所述的初加料稱重步驟是在標(biāo)稱重量的95%_100%之間獲取一個初加料量設(shè)定 值，基于這個初加料量設(shè)定值通過動態(tài)稱重控制方式將粉料加入包裝料袋；所述的補料稱 重步驟是通過靜態(tài)稱重方式獲得完成初加料稱重步驟后的包裝料袋中粉料的實際重量，并 對實際重量與標(biāo)稱重量之間的差額進行補充加料，經(jīng)補充加料使包裝料袋中粉料的實際重 量達到標(biāo)稱重量規(guī)定的精度。
[0019] 所述的獲取初加料量設(shè)定值應(yīng)滿足于初加料稱重步驟的耗時和補充加料的耗時 得到匹配。
[0020] 如上所述的加料稱重方法，更進一步說明為，所述的初加料稱重步驟的耗時和補 充加料的耗時得到匹配，進一步說明為，使完成初加料稱重步驟所消耗的時間與完成向包