1  引　 言
随着科技进步、社会发展以及人民生活水平提高 ,尤其是加入 WTO后 ,企业参与激烈的国际市场竞争 ,对商品包装提出了更高的要求。其中 ,粉粒状农用产品 ,如粮食、种子、饲料、化肥、农药等农业生产用品 ,以及薯片、米花、豆花等农副产品的深加工食品 ,都需要大量各种规格定量包装。目前国内大量农用产品仍然采用手工定量包装。 手工包装一方面劳动强度大 ,工作环境恶劣 ,速度慢 ,准确度低 ,生产效率低 ,经济效益差;另一方面对采用手工包装不能符合卫生要求的食品、药品 ,以及对人体有毒有害的物品需要自动化、无人化定量包装[1, 2] 。 因此实现大量粉粒状农用产品高速高准确度自动定量包装是急需解决的技术难题。
2 　 粉粒状农用产品自动定量包装现状
目前国内粉粒状农用产品自动定量包装有 2种方式[3] : 1)容积式自动定量包装 ,是基于容积来计量包装物料的数量 ,结构简单 ,成本低 ,定量速度高 ,但定量准确度依赖于物料比重的稳定性 ,受物料松散程度、颗粒大小均匀程度、吸湿性、结块性等物理化学性质的变化影响较大。 主要适用于颗粒大小均匀、自流性好、比重相对稳定、价格较低的农用产品定量包装。 目前农用产品自动定量包装主要采用容积式 ,中小规格容积式自动定量速度在 40 ～ 60包 /min左右 ,准确度在± 2 % ～ ± 3 %左右。 由于准确度差 ,企业在执行《定量包装商品的计量监督规定》时 ,为了满足计量监督部门检查 ,只能“宁多勿少” ,从而在定量包装上造成巨大损失[4] ; 2)称重式自动定量包装 ,是以重量来计量包装物料的数量 ,与容积式相比 ,结构复杂 ,成本高 ,定量速度慢 ,但准确度较高。主要适用于颗粒大小不均匀不规则、比重不稳定、价格较高的农用产品定量包装。目前中小规格称重式自动定量 速度 在 10～ 20 包 /min 左右 , 准确 度在 ± 1 %～± 1. 5 %左右。 尽管称重式自动定量包装在企业实现“称平量准”上已经前进了一大步 ,但速度慢 ,仍然不能满足大量粉粒状农用产品定量包装要求[4] 。
国外自动定量包装发展趋势是应用微电子等高新技术 ,同时提高定量的速度和准确度[ 5] 。 如组合式定量包装 ,速度在 60包 /min以上 ,准确度在± 1 % 左右 ,但结构复杂 ,成本高 ,一套设备上百万元 ,国内一般企业难以承受[5] 。 为此本文在实用新型专利基础上 [6],借鉴国外的先进技术 ,提出一种混合式自动定量包装新方法 ,以提高定量的准确度和速度。
3 　 混合式自动定量包装原理
混合式自动定量包装系统组成结构包括: 由料仓、粗细给料管、粗细给料器及其数字控制组成给料子系统 ,由称重料斗、投料汽缸、称重传感器及其称重数据采集组成称重子系统 ,包装机及其控制子系统 ,主控微机。
混合式自动定量包装是在容积式和称重式自动定量充填基础上发展起来的[7] 。其自动定量整个过程在主控微机的协调控制下 ,采用多级给料及静态称重实现。首先由粗给料器采用容积式快速往称重料斗加入目标量的大部分 (主加料 ) ,稳定一定时间后进行准确静态称重 ,而不象称重式自动定量 ,一边给料一边称重的动态称重;然后计算确定剩余的小部分量 ,并将其换算成细给料器加料的容积 ,在流量一定的情况下用时间大小表示;最后控制细给料器加料 (补加料 ) ,同时控制称重料斗投料汽缸打开投料门 ,向包装机投料 ,完成自动定量一次循环过程。
其中 ,给料和称重分时进行 ,以提高加料速度 ,减少加料冲击和落差对称重的影响。细给料器采用容积式加料 ,但由于加料量少 ,补加料误差亦小 ,提高了定量准确度。 同时细给料器加料后不再称重 ,在细给料同时就投料 ,进一步提高了定量速度。 混合式自动定量包装综合了容积式自动定量速度高和称重式自动定量准确度高优点。

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