纯碱大袋包装机的结构形式及其应用

李立荣(唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305)

大袋包装是指单袋达到1000千克及以上的纯碱包装，即:吨包装，它和小袋包装、散装不同。大袋包装具有称量精确、包装迅速、性能可靠、维护方便等优点。另外，包装袋还能重复使用，减小包装成本，达到控制环境污染等要求。随着科学技术与生产工艺的日渐精准，大袋包装逐渐成熟，纯碱包装量逐步上升。但是，我们也应该看到纯碱大袋包装机在结构形式方面存在的问题，从各方面改善和优化生产工艺，促进纯碱大袋包装机的应用与发展。

1 大袋包装的结构形式与特点

根据称量方式，大袋包装机有间接与直接称量两种形式。直接称量是直接将袋子放在包装机上，根据给料装置对大袋灌装；间接称量则是整合给料装置进行桶内灌装，称量结束后由称量桶转向袋内卸料。

直接称量又分为台秤与吊秤称量。它们的区别是:吊秤称量包装机是称量秤上悬挂大袋后，进行灌装作业。台秤称量则是将大袋平放在台秤上进行放料称量。

1.1 吊秤称量

采用吊秤称量方法的大袋包装机由德国生产安装，单袋净重为1t，其产量可以达到20-30t/h，精度可以控制在袋重的0.1%-0.3%。由旋转式给料器、料仓、双速加料器、升降设施、鼓风设施、称量装置、除尘设施、液压设施以及皮带输送构成。

它的工作过程是:空袋挂好后，启动加料程序，让鼓风机对包装袋吹风以避免空袋内壁粘连，使得物料进入过程更加顺滑。在提升装置升起后，通过称重控制器的参数设定控制好粗加料与细加料，当重量值到达设定值后，打开袋夹，自动启动皮带运输及将大袋纯碱运出，在扎口包装好后，再由叉车将其运出。在这期间，整个包装过程由PLC内部程序进行全自动控制。该机型作为大袋自动化包装机的典型，它具有自动加料、升降、脱袋与满袋运输等作用，具有包装强度低、污染少等优势。但是由于这种机型使用年限久，设施老化，特别是液化系统更容易产生问题，其维修与故障点查找都很复杂。

1.2 台秤称量

台秤式称量，每袋净重为1t，其产量为30-40t/h，精度可以达到满袋的0.1%-0.3%。由下料弧型阀、料仓、称量系统、吊袋装置、夹袋装置、控制系统和输送装置构成。它的工作流程是:挂好大袋台秤后，及时合上袋夹，打开弧形阀。纯碱则依赖于自重落入袋中，当达到设定值要求后，关闭弧形阀，打开袋夹，脱落袋沟，在包装工开启皮带输送后把碱袋输出，扎好口之后再用叉车将其运出。这种包装具有结构简便，包装方便、投资少等优势。从使用效果来看:最主要的原因是台秤底部积碱堆积，长时间就会生成碱疤，不仅很难清理，还会对设施造成损坏。

1.3 间接称量

间接性大袋包装机，每袋净重为1t，其产量为30-40t/h，由称量仓、给料装置、下料阀、吊袋装置、夹袋装置、控制系统与操作平台构成。它的工作流程是:称量好所需重量后，挂好大袋，向内部灌装。在完成夹袋与吊袋机构后，脱落袋子，开启皮带运走。在这期间，整个卸料、加料都由PLC自动控制。因为该机型是在称量完成后进行包装，不存在积碱问题。因为操作过程经过称量桶，所以安装该机要有足够的空间，且机械成本相对较高。

整合称重精度、包装速度、故障处理难易程度，间接性称量的效果最好，其性能也最稳定。当然，对于包装机选型，还是要结合经济状况、使用要求进行综合考评。

2 大袋包装机的系统分析

2.1 余料欠稳定

受PLC关闭控制影响，给料器惯量造成的误差会在10毫米的闸阀跑道移动，重灰具有很强的吸湿性，让闸阀无法正常运作。在系统稳定性得不到保障的情况下，很难控制精度，最后让系统出现波动。在包装时，闸阀到包装袋出口的距离为1米左右，当秤信号为满时，闸阀出口到整个包装袋依然有余料。由于使用的螺旋性给料器进行加料，所以使预料量大小具有不确定性，闸阀口与给料器面料较少时，余料也最少；当其相差达到180度时，其余料量达到最多。同时也让余料开始变得不稳定，电子秤可以结合上袋偏差整理下袋控制量。当然，不可避免不稳定与发散振荡，尤其是工艺条件不具备，介质波动、料少时，其余料将变得更加不稳定。

2.2 误差测量

在传感器荷重测量中，单元测量使用的是HMR单位的0.5t、1t，其电子秤使用的是85-SWA秤，其线性与工作稳定性都较好，量程与零点漂移较小，分辨率可以达到200g/500g，传感器信号强度为△2Mv/v，电子秤控制室与传感器中的信号电缆使用的都是屏蔽性镀银电缆。为了保障系统测量的稳定性与安全性，从源头上避免受力不均造成的误差，我们使用3台传感器进行水平安装，在垂直悬挂的同时，使用轴承关节，调整受力；对于电子秤取样，我们使用平均电位，这样测出的系统误差相对较小。

3 改进措施

3.1 改善工艺方案

在新增大袋工艺生产中，一般情况下是由操作工人将空包装袋套在夹袋装置上，夹袋动作结束后，再将包装袋放到吊钩上，这样就能将装置提到工作状态中，最后再由充气系统充气。来自于上游粉料依靠重力进入料箱，经过精给料、料箱到称重装置称重。在称重值到额定值之间，让给料箱停止运作，打开翻门，设定的物料重量就会进入包装袋内部，再下线叉车。

只有该系统实现了余料稳定与闭环控制后，才能保障称重的稳定性，纵然增加闸阀作用，定时对滑道积碱进行清理，依然存在不稳定因素。对此，在纯碱大袋包装机设计中，必须使用除尘吹风、控制吹风等旋转系统确保闭环控制。因为活力门是双位电磁阀、执行机构油缸，P=9.0MPa，具有灵活、可靠、准确等优势，通常袋口与活门之间的距离为0.3米，一旦停止给料，空中量就会变得比较稳定，因为电子秤的调整量与变化量相对较小，所以系统一直很稳定。

3.2 控制方式

在活门控制信号中，Q8.0由上线信号与电子秤信号共同控制;Q8.1由装置输出与电子秤信号控制；Q16.1多半为输送带信号，由Q8.1复位。电磁阀的活门控制为REXROTH单位生产的双位电磁阀，其滞后时间为20-45ms，它具有动作可靠稳定的特点，能有效控制和保障余料稳定性。

3.3 调整参数

因为给料是该装置的上限，满量程与零点以装置上限为基准，所以校验电子秤必须是在装置上限中校验，这样才能确保测量精确性。

在装置上下移动中，由于有机械零点，不管是重量测量还是包装袋皮，都必须锁定零点动态以及电子秤跟踪功能。在默认皮重的基础上，以确保每次测重的精确性。

4 结语

在改造纯碱大袋包装机结构中，由于给料绞笼与减速机都没有恢复，依然有惯量。因此，在实际工作中，必须整合国内包装机设计、技术以及制造工艺，通过引进先进的技术工艺和设施，改善包装机结构形式和工作进程。从应用情况来看:自增加大袋包装运用以来，其包装能力明显得到了很大的改善，产品包装质量也得到了一定程度的提升。所以，纯碱大袋包装机在市场发展中具有很好的应用空间。

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