純堿大袋包裝機的結(jié)構(gòu)形式及其應(yīng)用

李立榮(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

大袋包裝是指單袋達到1000千克及以上的純堿包裝，即:噸包裝，它和小袋包裝、散裝不同。大袋包裝具有稱量精確、包裝迅速、性能可靠、維護方便等優(yōu)點。另外，包裝袋還能重復(fù)使用，減小包裝成本，達到控制環(huán)境污染等要求。隨著科學(xué)技術(shù)與生產(chǎn)工藝的日漸精準，大袋包裝逐漸成熟，純堿包裝量逐步上升。但是，我們也應(yīng)該看到純堿大袋包裝機在結(jié)構(gòu)形式方面存在的問題，從各方面改善和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，促進純堿大袋包裝機的應(yīng)用與發(fā)展。

1 大袋包裝的結(jié)構(gòu)形式與特點

根據(jù)稱量方式，大袋包裝機有間接與直接稱量兩種形式。直接稱量是直接將袋子放在包裝機上，根據(jù)給料裝置對大袋灌裝；間接稱量則是整合給料裝置進行桶內(nèi)灌裝，稱量結(jié)束后由稱量桶轉(zhuǎn)向袋內(nèi)卸料。

直接稱量又分為臺秤與吊秤稱量。它們的區(qū)別是:吊秤稱量包裝機是稱量秤上懸掛大袋后，進行灌裝作業(yè)。臺秤稱量則是將大袋平放在臺秤上進行放料稱量。

1.1 吊秤稱量

采用吊秤稱量方法的大袋包裝機由德國生產(chǎn)安裝，單袋凈重為1t，其產(chǎn)量可以達到20-30t/h，精度可以控制在袋重的0.1%-0.3%。由旋轉(zhuǎn)式給料器、料倉、雙速加料器、升降設(shè)施、鼓風設(shè)施、稱量裝置、除塵設(shè)施、液壓設(shè)施以及皮帶輸送構(gòu)成。

它的工作過程是:空袋掛好后，啟動加料程序，讓鼓風機對包裝袋吹風以避免空袋內(nèi)壁粘連，使得物料進入過程更加順滑。在提升裝置升起后，通過稱重控制器的參數(shù)設(shè)定控制好粗加料與細加料，當重量值到達設(shè)定值后，打開袋夾，自動啟動皮帶運輸及將大袋純堿運出，在扎口包裝好后，再由叉車將其運出。在這期間，整個包裝過程由PLC內(nèi)部程序進行全自動控制。該機型作為大袋自動化包裝機的典型，它具有自動加料、升降、脫袋與滿袋運輸?shù)茸饔茫哂邪b強度低、污染少等優(yōu)勢。但是由于這種機型使用年限久，設(shè)施老化，特別是液化系統(tǒng)更容易產(chǎn)生問題，其維修與故障點查找都很復(fù)雜。

1.2 臺秤稱量

臺秤式稱量，每袋凈重為1t，其產(chǎn)量為30-40t/h，精度可以達到滿袋的0.1%-0.3%。由下料弧型閥、料倉、稱量系統(tǒng)、吊袋裝置、夾袋裝置、控制系統(tǒng)和輸送裝置構(gòu)成。它的工作流程是:掛好大袋臺秤后，及時合上袋夾，打開弧形閥。純堿則依賴于自重落入袋中，當達到設(shè)定值要求后，關(guān)閉弧形閥，打開袋夾，脫落袋溝，在包裝工開啟皮帶輸送后把堿袋輸出，扎好口之后再用叉車將其運出。這種包裝具有結(jié)構(gòu)簡便，包裝方便、投資少等優(yōu)勢。從使用效果來看:最主要的原因是臺秤底部積堿堆積，長時間就會生成堿疤，不僅很難清理，還會對設(shè)施造成損壞。

1.3 間接稱量

間接性大袋包裝機，每袋凈重為1t，其產(chǎn)量為30-40t/h，由稱量倉、給料裝置、下料閥、吊袋裝置、夾袋裝置、控制系統(tǒng)與操作平臺構(gòu)成。它的工作流程是:稱量好所需重量后，掛好大袋，向內(nèi)部灌裝。在完成夾袋與吊袋機構(gòu)后，脫落袋子，開啟皮帶運走。在這期間，整個卸料、加料都由PLC自動控制。因為該機型是在稱量完成后進行包裝，不存在積堿問題。因為操作過程經(jīng)過稱量桶，所以安裝該機要有足夠的空間，且機械成本相對較高。

整合稱重精度、包裝速度、故障處理難易程度，間接性稱量的效果最好，其性能也最穩(wěn)定。當然，對于包裝機選型，還是要結(jié)合經(jīng)濟狀況、使用要求進行綜合考評。

2 大袋包裝機的系統(tǒng)分析

2.1 余料欠穩(wěn)定

受PLC關(guān)閉控制影響，給料器慣量造成的誤差會在10毫米的閘閥跑道移動，重灰具有很強的吸濕性，讓閘閥無法正常運作。在系統(tǒng)穩(wěn)定性得不到保障的情況下，很難控制精度，最后讓系統(tǒng)出現(xiàn)波動。在包裝時，閘閥到包裝袋出口的距離為1米左右，當秤信號為滿時，閘閥出口到整個包裝袋依然有余料。由于使用的螺旋性給料器進行加料，所以使預(yù)料量大小具有不確定性，閘閥口與給料器面料較少時，余料也最少；當其相差達到180度時，其余料量達到最多。同時也讓余料開始變得不穩(wěn)定，電子秤可以結(jié)合上袋偏差整理下袋控制量。當然，不可避免不穩(wěn)定與發(fā)散振蕩，尤其是工藝條件不具備，介質(zhì)波動、料少時，其余料將變得更加不穩(wěn)定。

2.2 誤差測量

在傳感器荷重測量中，單元測量使用的是HMR單位的0.5t、1t，其電子秤使用的是85-SWA秤，其線性與工作穩(wěn)定性都較好，量程與零點漂移較小，分辨率可以達到200g/500g，傳感器信號強度為△2Mv/v，電子秤控制室與傳感器中的信號電纜使用的都是屏蔽性鍍銀電纜。為了保障系統(tǒng)測量的穩(wěn)定性與安全性，從源頭上避免受力不均造成的誤差，我們使用3臺傳感器進行水平安裝，在垂直懸掛的同時，使用軸承關(guān)節(jié)，調(diào)整受力；對于電子秤取樣，我們使用平均電位，這樣測出的系統(tǒng)誤差相對較小。

3 改進措施

3.1 改善工藝方案

在新增大袋工藝生產(chǎn)中，一般情況下是由操作工人將空包裝袋套在夾袋裝置上，夾袋動作結(jié)束后，再將包裝袋放到吊鉤上，這樣就能將裝置提到工作狀態(tài)中，最后再由充氣系統(tǒng)充氣。來自于上游粉料依靠重力進入料箱，經(jīng)過精給料、料箱到稱重裝置稱重。在稱重值到額定值之間，讓給料箱停止運作，打開翻門，設(shè)定的物料重量就會進入包裝袋內(nèi)部，再下線叉車。

只有該系統(tǒng)實現(xiàn)了余料穩(wěn)定與閉環(huán)控制后，才能保障稱重的穩(wěn)定性，縱然增加閘閥作用，定時對滑道積堿進行清理，依然存在不穩(wěn)定因素。對此，在純堿大袋包裝機設(shè)計中，必須使用除塵吹風、控制吹風等旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)確保閉環(huán)控制。因為活力門是雙位電磁閥、執(zhí)行機構(gòu)油缸，P=9.0MPa，具有靈活、可靠、準確等優(yōu)勢，通常袋口與活門之間的距離為0.3米，一旦停止給料，空中量就會變得比較穩(wěn)定，因為電子秤的調(diào)整量與變化量相對較小，所以系統(tǒng)一直很穩(wěn)定。

3.2 控制方式

在活門控制信號中，Q8.0由上線信號與電子秤信號共同控制;Q8.1由裝置輸出與電子秤信號控制；Q16.1多半為輸送帶信號，由Q8.1復(fù)位。電磁閥的活門控制為REXROTH單位生產(chǎn)的雙位電磁閥，其滯后時間為20-45ms，它具有動作可靠穩(wěn)定的特點，能有效控制和保障余料穩(wěn)定性。

3.3 調(diào)整參數(shù)

因為給料是該裝置的上限，滿量程與零點以裝置上限為基準，所以校驗電子秤必須是在裝置上限中校驗，這樣才能確保測量精確性。

在裝置上下移動中，由于有機械零點，不管是重量測量還是包裝袋皮，都必須鎖定零點動態(tài)以及電子秤跟蹤功能。在默認皮重的基礎(chǔ)上，以確保每次測重的精確性。

4 結(jié)語

在改造純堿大袋包裝機結(jié)構(gòu)中，由于給料絞籠與減速機都沒有恢復(fù)，依然有慣量。因此，在實際工作中，必須整合國內(nèi)包裝機設(shè)計、技術(shù)以及制造工藝，通過引進先進的技術(shù)工藝和設(shè)施，改善包裝機結(jié)構(gòu)形式和工作進程。從應(yīng)用情況來看:自增加大袋包裝運用以來，其包裝能力明顯得到了很大的改善，產(chǎn)品包裝質(zhì)量也得到了一定程度的提升。所以，純堿大袋包裝機在市場發(fā)展中具有很好的應(yīng)用空間。

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