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現(xiàn)代飼料加工工藝在末道工序中廣泛使用定量包裝秤,將成品按要求的重量定量計(jì)量后進(jìn)入包裝袋,經(jīng)縫包后進(jìn)行銷(xiāo)售??蛻?hù)對(duì)飼料產(chǎn)品的要求除產(chǎn)品質(zhì)量、包裝外觀(guān),防潮性能、保質(zhì)期外,也注重對(duì)包裝袋內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量是否符合要求,即對(duì)計(jì)量精度提出了更高的要求。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG564-002《重力式自動(dòng)裝料衡器》檢定規(guī)程,飼料行業(yè)所使用包裝秤精度為X(0.2)級(jí)。根據(jù)計(jì)量檢定規(guī)程JJG564-2002,一般飼料包裝X(0.2)級(jí)的最大允許偏差見(jiàn)表1?,F(xiàn)代飼料工業(yè)所生產(chǎn)的雞、豬、水產(chǎn)、特種動(dòng)物等飼喂用飼料的物理形狀,一般分為顆粒狀料、粉狀與片狀飼料和2~3種形狀料滲合在一起等,有些飼料還具有一定的黏性,其密度差異較大;因此,科學(xué)地設(shè)與選擇喂料形式是確保包裝精度關(guān)鍵所在。
表1 JJG564-2002 X(0.2)級(jí)的最大允許偏差
傳統(tǒng)飼料包裝秤典型的喂料形式傳統(tǒng)飼料包裝秤的喂料形式分為皮帶喂料器、螺旋喂料器和重力喂料器三類(lèi),其主要結(jié)構(gòu)與工作原理如下所述:
1.1 皮帶喂料器
皮帶喂料器是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器上皮帶輪驅(qū)動(dòng)皮帶輸送機(jī),強(qiáng)制將物料送入秤斗內(nèi)稱(chēng)量。皮帶喂料器主要適用于流動(dòng)性比較差,顆粒粒度不均勻與略具黏性的物料。從進(jìn)料經(jīng)皮帶輸送排料進(jìn)入定量秤,整個(gè)過(guò)程都是在一個(gè)密閉箱形結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行,皮帶輸送機(jī)僅通過(guò)一根伸出軸端,由皮帶輪驅(qū)動(dòng)。皮帶運(yùn)行速度快慢可進(jìn)行調(diào)節(jié)。在箱形結(jié)構(gòu)內(nèi)設(shè)有擋料機(jī)構(gòu),在快進(jìn)料時(shí)上升,增加料層厚度相應(yīng)控制包裝速度;在慢進(jìn)料時(shí)下降,減少料層厚度,相應(yīng)提高包裝精度。擋料機(jī)構(gòu)的上升和下降均由氣缸控制。在箱形結(jié)構(gòu)出料處設(shè)置由氣缸作用的截料門(mén),物料達(dá)到秤斗設(shè)定的重量時(shí),截料門(mén)迅速關(guān)閉。
控制包裝精度主要因素——驅(qū)動(dòng)電機(jī):擋料門(mén)、截料門(mén)的動(dòng)作和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)都應(yīng)在儀表控制下配合運(yùn)行。為了提高精度和速度,驅(qū)動(dòng)電機(jī)有幾種選擇:
① 使用2/12 極電動(dòng)機(jī)來(lái)達(dá)到快喂料和慢喂料的目的。② 使用變頻器控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到快喂料和慢喂料的目的。使用2/12極電動(dòng)機(jī)切換速度變化快,另外由通過(guò)控制料層斷面大小的擋料門(mén),能有效的控制皮帶秤的包裝速度和精度。試驗(yàn)結(jié)果表明:在維持X(0.2)級(jí)精度情況下能達(dá)到11包/min的包裝速度,而變頻器控制很難達(dá)到上述數(shù)據(jù)。
1.2 螺旋喂料器
螺旋喂料器是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)螺旋軸,強(qiáng)制把物料推向出料口,送入定量秤斗內(nèi)稱(chēng)量。螺旋喂料器主要適用于帶有一定流動(dòng)性的粉狀物料。整個(gè)螺旋喂料器在一個(gè)管狀密閉空間內(nèi),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,輸送物料損耗小,當(dāng)物料被推出管狀密閉空間時(shí)落下,下部有一個(gè)截料門(mén),當(dāng)落下到秤斗內(nèi)物料達(dá)到設(shè)定重量時(shí),截料門(mén)迅速關(guān)閉。為了使包裝秤達(dá)到一定的速度(即生產(chǎn)能力)和一定的精度,一般采用兩個(gè)螺旋同時(shí)工作,其中一個(gè)是直徑偏大的螺旋喂料器,以保證一定的包裝速度,即快喂料,另一個(gè)是直徑偏小的螺旋喂料器,以保證一定的包裝精度,即慢喂料,并且通過(guò)變頻器,針對(duì)不同物料不同稱(chēng)重量,調(diào)整慢喂料器的旋轉(zhuǎn)速度,以達(dá)到要求的精度。
1.2.1 針對(duì)客戶(hù)特殊要求—長(zhǎng)雙螺旋喂料器的產(chǎn)生
某些原來(lái)手工包裝物料的客戶(hù),要求使用螺旋喂料包裝秤來(lái)包裝,這時(shí)螺旋喂料器進(jìn)料口位置很低,必須設(shè)計(jì)比較長(zhǎng)的斜置雙螺旋喂料器,這種雙螺旋喂料器進(jìn)出料口中心線(xiàn)距離可超過(guò)3 m以上。設(shè)計(jì)這種長(zhǎng)的斜置螺旋喂料器,必須考慮喂料器的剛性、電動(dòng)機(jī)功率的增加、盡可能少的殘留、和客戶(hù)清理的要求,以使這種包裝秤能正常工作,達(dá)到要求的速度和精度。
1.2.2 適用小包裝的螺旋喂料器—單螺旋喂料器
對(duì)于稱(chēng)量要求較少的粉狀料定量秤,譬如 2~5 kg/包的粉狀料包裝,考慮物料流動(dòng)和量少,一般都采用單螺旋喂料器,可以垂直、水平、傾斜布置。為了滿(mǎn)足精度要求,采用了2/12極電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)單螺旋喂料器的動(dòng)力,同時(shí)螺旋喂料器傾斜布置,消除落料差造成的影響,此類(lèi)單螺旋喂料器安裝在每包2~5 kg
的包裝秤上,可有效控制在10~25 g的精度范圍內(nèi),達(dá)到X(0.5)級(jí)的精度。1.2.3 螺旋喂料器的擴(kuò)展—多排系列 微量配料秤在飼料行業(yè)中有多種甚至幾十種粉狀微量元素按預(yù)定的重量添加到飼料中,然后進(jìn)行混合,由此而開(kāi)發(fā)了適用于微量配料秤。配料秤主要由盛料斗、螺旋喂料器、帶有傳感器的稱(chēng)量斗、輸送機(jī)及機(jī)架組成。幾臺(tái)或幾十臺(tái)螺旋喂料器分別把含有幾種或幾十種微量元素的物料送入一個(gè)或幾個(gè)稱(chēng)量斗中,依次稱(chēng)量,然后輸送到混合機(jī)中。
1.2.3.1 工作過(guò)程
配料秤由控制電路發(fā)出信號(hào),第一臺(tái)螺旋喂料器把物料送入稱(chēng)量斗,稱(chēng)量完成后即發(fā)信號(hào),第二臺(tái)喂料器工作,這樣依次完成所需要的幾種物料稱(chēng)量后,稱(chēng)量斗即把所稱(chēng)物料放入到輸送機(jī),由輸送機(jī)送入混合機(jī)內(nèi)。然后進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
1.2.3.2 配料秤速度和精度控制—變頻電機(jī)—稱(chēng)量
斗的數(shù)量如果用6條、8條、10條……20條單絞龍喂料器組合,可以組成微量配料秤,上海某包裝機(jī)電制造有限公司生產(chǎn)的 6~150 L、8~400 L、6~1 500 L 與 10~600 L系列微量配料秤。
其螺旋喂料器都是用變頻電機(jī)控制,微量秤的配料周期一般都比包裝秤包裝速度長(zhǎng),當(dāng)配料種類(lèi)較多時(shí),長(zhǎng)的配料周期與混合機(jī)速度不能匹配時(shí),可以實(shí)現(xiàn)分組同時(shí)配料。
1.3 重力喂料器
重力喂料器主要適用于流動(dòng)性較好的顆粒狀物料。物料依靠自身的重量,自動(dòng)流入喂料器,由喂料器截料門(mén)控制進(jìn)入稱(chēng)斗內(nèi)的物料重量。顆粒料的大小必須小于流入截面的1/10倍以下,且顆粒料應(yīng)無(wú)黏性,易于流動(dòng)。重力喂料器在一個(gè)箱形殼體內(nèi),安裝由氣缸控制的截料門(mén),截料門(mén)應(yīng)有快慢喂料功能,圓弧門(mén)具有二扇門(mén)的結(jié)構(gòu),其中一扇門(mén)開(kāi)口大小可調(diào)整,通過(guò)這二扇門(mén)實(shí)現(xiàn)快慢喂料。也有在一根軸上安裝一扇大門(mén)和一扇小門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)快慢喂料的功能,它們都是依靠?jī)蓚€(gè)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)大的開(kāi)口和小的開(kāi)口。調(diào)整大小門(mén)開(kāi)口截面的大小和控制門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間及門(mén)的配合成為控制包裝速度和精度的關(guān)鍵之一。此類(lèi)喂料器最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低,但是適用范圍較窄、計(jì)量精度不穩(wěn)定。
1.3.1 提高重力喂料器定量包裝秤包裝精度措施—加裝振動(dòng)喂料器
振動(dòng)式喂料裝置主要是針對(duì)流動(dòng)性好的顆粒狀的物料或無(wú)黏性粗粉狀物料采用的一種喂料方式,采用電磁振動(dòng)的方式,用可控硅調(diào)制,從而改變振幅也就是給料速度。重力喂料器的快喂料和慢喂料由截料門(mén)控制,而振動(dòng)喂料器起精細(xì)喂料或者是補(bǔ)充喂料的功能,當(dāng)截料門(mén)關(guān)閉后振動(dòng)喂料器工作,這樣可大大提高包裝秤的包裝精度
1.3.1.1 工作原理
在重力喂料器結(jié)構(gòu)上加裝1臺(tái)微型振動(dòng)喂料機(jī),微型電振動(dòng)喂料機(jī)是一種新型的給料設(shè)備,具有如下特點(diǎn):體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、運(yùn)行費(fèi)用低;由于采用了共振原理,因而消耗電能??;采用可控硅半波整流供電,在使用中可以無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)給料量;在給料過(guò)程中連續(xù)地被拋起,明顯降低給料槽的磨損。微型電振動(dòng)喂料機(jī)性能和基本參數(shù)表
1.3.1.2 使用情況
深圳某飼料廠(chǎng)使用Tgv5 2~5 kg重力振動(dòng)喂料型式的包裝秤,其每包計(jì)量精度可達(dá)到X(0.5)級(jí),客戶(hù)反映良好。泰國(guó)某米廠(chǎng)使用秤TGV8010振動(dòng)喂料器的包裝包裝大米計(jì)量數(shù)據(jù)記錄表見(jiàn)表3。
從表3得出:在8包/min,15 kg/包,記錄10次平均精度是 10 g;在 8~10 包/min,49 kg/包,記錄 8 次平均精度是0.06%;在7包/min,49 kg/包,記錄10次平均精度是0.02%。由數(shù)據(jù)分析可知,由于加裝了一個(gè)振動(dòng)喂料器,使整個(gè)包裝精度大大提高[按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定X(0.2)的精度是0.2%],比設(shè)計(jì)指標(biāo)提高了10倍以上。
2 結(jié)語(yǔ)
選擇喂料器是否合適是決定一臺(tái)包裝秤性能,特別是速度、精確度穩(wěn)定性的關(guān)鍵之一;根據(jù)物料的特性對(duì)包裝秤喂料器進(jìn)行合理搭配組合可大大提高包裝秤精度或速度,還可以滿(mǎn)足其它特殊需要。由此可推論,如果要應(yīng)對(duì)不同的物料特性,可以選擇不同類(lèi)型的喂料器以滿(mǎn)足精度速度要求,組合成由多種喂料方式構(gòu)成的組合秤。提高重力喂料器定量包裝秤包裝精度,加裝振動(dòng)喂料器是提高精度的有效措施。
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