1 前言
改革開放以來, 我國的定量包裝設(shè)備和其他包裝機械一樣, 取得了很大的發(fā)展, 特別是近年來稱重技術(shù)與自動控制技術(shù)在該行業(yè)的應(yīng)用, 定量包裝秤的計量精度和稱量速度均有了很大的提高。對于粉體物料的定量包裝, 由于物料自身特性, 在給料、卸料過程中均會產(chǎn)生大量粉塵, 不但影響計量精度, 還會造成環(huán)境污染, 損害工人的身體健康。并且對需要塑封的包裝袋, 由于袋口受粉塵污染, 會產(chǎn)生無法塑封的問題。因此, 解決粉塵飛揚問題是定量包裝行業(yè)急需研究的重要課題之一。
2 揚塵產(chǎn)生的機理
2.1 物料通道上的揚塵
當(dāng)給料機構(gòu)往秤斗給料時, 在給料口與秤斗的過渡處產(chǎn)生大量揚塵;當(dāng)秤斗往卸料斗卸料時, 在秤斗與卸料斗的過渡處也會產(chǎn)生大量揚塵, 如圖1所示。
2.2 口袋外排氣流產(chǎn)生的揚塵
當(dāng)電腦定量秤結(jié)束給料、秤斗開門往口袋里放料時, 口袋內(nèi)的空氣受到進(jìn)入口袋的物料瞬間擠壓產(chǎn)生強氣流, 此時卸料通道空間被物料占據(jù), 在氣壓作用下, 粉塵與空氣形成的混合氣流只能從袋夾處飛出, 從而產(chǎn)生很大的揚塵。部分物料被氣流帶走, 造成計量不準(zhǔn), 如圖1所示。
圖1 下載原圖
2.3 袋口的污染
如果是需要塑封的包裝袋, 粉塵從袋口處飛出時, 袋口粘有粉塵后會無法塑封。
3 物料通道上揚塵的處理
3.1 密封式機箱
將秤斗安裝在全密封的機箱中, 粉塵被封閉在機箱局部環(huán)境內(nèi), 有效阻止了粉塵向外飛揚的問題。需要指出的是, 對于密封式機箱, 必須在機箱側(cè)面開呼吸口, 否則會因為內(nèi)部氣流不平衡造成稱量不準(zhǔn)。采用密封式機箱的缺點是對計量精度沒有明顯改善, 而且機箱內(nèi)的運動部件工作在惡劣環(huán)境中, 可靠性差、使用壽命短。機箱內(nèi)部需要定期清理。
3.2 軟連接
軟連接是在給料口與秤斗以及秤斗與卸料斗的過渡處, 用軟布類材料連接來達(dá)到密封的目的。連接材料的選擇是關(guān)鍵, 要求透氣性好, 既不能太硬, 以免對計量精度造成影響, 又不能太薄, 否則細(xì)粉塵會通過軟連接飛揚出來。卸料斗的斜度需要根據(jù)物料的流動性而定。對于粘性較大的物料, 還需加裝振打機構(gòu)。
3.3 緩沖物料流速
在圖1中, 秤斗是垂直的, 為了減緩物料流速, 可將卸料斗設(shè)計成有一定的斜度, 物料經(jīng)過平緩的卸料斗緩沖后再流入口袋, 可有效減輕對口袋空氣的擠壓, 從而達(dá)到減少粉塵飛揚的目的。
4 內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)原理及應(yīng)用
4.1 內(nèi)循環(huán)原理
當(dāng)秤斗開門往口袋放料, 秤斗內(nèi)的物料排出時, 秤斗內(nèi)部會形成瞬間的真空環(huán)境, 此時設(shè)想如果將口袋內(nèi)的空氣引入秤斗內(nèi), 既可避免口袋內(nèi)部強氣流往外排, 又填補了秤斗內(nèi)部真空, 從而達(dá)到氣流平衡的目的。如此往復(fù), 形成一個內(nèi)部氣流循環(huán)系統(tǒng), 從而達(dá)到防止粉塵外溢的目的。
圖2 下載原圖
4.2 全封閉式內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用
如圖2所示, 卸料斗做成內(nèi)外兩層, 在卸料斗外層設(shè)計一出氣孔, 同樣, 在秤斗上設(shè)計一進(jìn)氣孔, 兩者之間可通過軟管連接, 當(dāng)秤斗開門往口袋放料時, 口袋內(nèi)受擠壓的空氣便可流入秤斗內(nèi), 填補秤斗內(nèi)部真空。從而避免空氣從袋夾處被擠出。
4.3 半封閉式內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用
在圖2中, 定量秤工作時, 如果口袋已套好的話, 給料機構(gòu)向秤斗給料時, 秤斗內(nèi)部空氣在物料擠壓下外排, 會通過連接管向口袋倒灌空氣, 為解決此問題, 我們在氣流管道上開了一排氣口, 如圖3所示, 秤斗進(jìn)氣口做成三通, 上部接口設(shè)計有一道活門, 由氣缸控制其開關(guān)。當(dāng)給料機構(gòu)向秤斗給料時, 活門打開, 秤斗內(nèi)部與大氣連通, 空氣排入空中;給料結(jié)束后活門關(guān)上, 秤斗內(nèi)部與卸料斗連通, 此時秤斗再向卸料斗排料, 從而解決了向口袋倒灌空氣的現(xiàn)象。我們將此原理應(yīng)用于產(chǎn)品中, 基本解決了粉塵飛揚的問題, 提高了計量精度, 取得了良好的效果。
5 外循環(huán)系統(tǒng)原理及應(yīng)用
5.1 外循環(huán)原理
外循環(huán)原理的實質(zhì)是通過抽風(fēng)裝置將口袋內(nèi)的空氣強行排出, 使口袋內(nèi)空氣與外界形成一個外循環(huán)系統(tǒng), 從而避免了口袋內(nèi)部強氣流的產(chǎn)生。從而達(dá)到防止粉塵外溢的目的。
圖3 下載原圖
5.2 外循環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用
在圖2卸料斗出氣口處接上抽風(fēng)設(shè)備, 工作時, 套上口袋、袋夾夾上后, 經(jīng)過一定時間后秤斗開始放料, 此時由于口袋內(nèi)部空氣已基本被抽走, 物料可能不會很快全部落入口袋, 在松開袋夾后才會全部流入口袋, 因此, 外循環(huán)系統(tǒng)適合于小包裝的定量秤。需要指出的是, 在工作時必須控制好抽風(fēng)風(fēng)量, 過大或過小都會影響實際效果。
6 結(jié)束語
近年來, 國外定量包裝技術(shù)發(fā)展迅速, 他們的定量包裝設(shè)備品種多、計量準(zhǔn)確度高、包裝速度快、可靠性高。盡管我國的定量包裝技術(shù)與國外還存在很大的差距, 但隨著改革開放的深入, 越來越多的國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)入了中國, 給我們帶來了學(xué)習(xí)的機會, 而進(jìn)口設(shè)備由于價格昂貴通常使規(guī)模較小的企業(yè)難以接受, 這給我們國內(nèi)定量包裝行業(yè)帶來了發(fā)展機遇, 我們必須抓住機遇, 開發(fā)出質(zhì)優(yōu)價廉的定量包裝設(shè)備。