吨包拆袋投料站的创新设计与应用

赵 峰 ，柳轶明 ，王向东 ，刘 配 ，刘建华

（1.中粮工程装备无锡有限公司，江苏 无锡 214063；2.无锡中粮工程科技有限公司，江苏 无锡 214035）

随着物流和包装行业的不断发展，在日常的粮食、饲料、淀粉、水泥及矿物等粉、粒状物体，广泛采用吨包袋来进行包装和运输。一般吨包在拆袋投料时，人工进行吨包袋的拍打与清理，劳动强度大，粉尘外溢严重，降低该过程的工作强度和改善工作环境显得日益重要。针对吨包拆袋投料站的拆袋和卸料进行创新设计，设计的新设备可以降低现场操作的工作强度，改善工作环境，提高生产效率。

图1 吨包拆袋投料站结构示意图

1 结构和原理

吨包拆袋投料站主要由机架、电动葫芦、四爪挂钩、拍打机构、拆袋仓、人工投料站和电控系统组成。在工作过程中，将吨包运至吨包拆袋投料站旁固定区域内，首先用电动葫芦对吨包袋起吊，然后沿导轨进行横向平移，当电动葫芦移至机架中心时落袋；当吨包袋落至与拍打机构接触时停止，将吨包袋的出口置于夹袋机构中，将吨包袋袋口用夹紧机构夹紧，解开扎口绳；再次启动拍打机构开始卸料，在整个卸料过程中对吨包袋的四角进行拍打辅助卸料，最后物料经拆袋仓落至人工投料站振动筛上进行筛理。

1.1 机架

机架由四条支腿、四组横撑和导轨组成。支腿在中间分为两段，便于运输，支腿底部设有安装固定的地脚板；在机架的顶部设置有供电动葫芦来回移动的导轨，导轨伸出机架部分，用来吊装固定区域内的吨包袋。安装时两段支腿采用高强度螺栓进行连接，四条支腿底部的地脚钢板需与基础连接牢固，防止使用过程中机架失稳倾倒。

1.2 电动葫芦

电动葫芦为外购件，其选型也很重要，它会直接影响设备的整体高度和吊装安全。本设备选用的是低净空环链电动葫芦，该电动葫芦大大缩短了吊钩和横梁之间的距离，具有极低的净空间尺寸，可以在有限的空间内使用，进一步降低了安装高度的要求。吨包袋的常用规格有 900×900×1 000 mm、900×900×1 300 mm、1 000×1 000×1 000 mm 、1 000×1 000×1 300 mm等，最大为容积为1.3 m3，根据粮食行业常用物料容重（常用物料容重见表1），粮食行业采用吨包袋包装运输时，重量均小于1 t，电动葫芦选型为额定起重量为2 t的电动葫芦。

表1 常用物料容重表

1.3 四爪挂钩

四爪挂钩主要由防脱挂钩、十字撑、加强筋和吊环组成。十字撑的尺寸与所使用吨包袋的尺寸相匹配，其采用方管组焊制作，尽量避免吨包袋在吊装过程中斜拉而使吨包袋承受横向的分力，延长吨包袋的使用寿命；上部设有加强筋进行加强，在十字撑的端部设置有端部垫板和防脱挂钩，吊装时将吊环挂在电动葫芦的吊钩上，将吨包袋的四个角的吊带挂在该四爪挂钩的四个防脱挂钩上进行起吊，防脱挂钩能有效的防止吊装过程中由于吨包袋晃动等引起的脱钩，保证吊装安全。

1.4 拍打机构

拍打机构主要由拍打板、拍打气缸组成。其中气缸底座安装在支腿上，气缸的Y型接头连接拍打板的上部，拍打板的底部通过铰链连接在横撑上。拍打气缸、拍打板和铰链形成了一个连杆机构，在气缸伸缩时，带动拍打板做往复运动。在吨包袋卸料过程中，通过电控系统控制气缸往复运动，驱动拍打板对吨包袋的四个角进行拍打，有效的缩短了吨包袋的卸料时间，提高了生产效率。

1.5 拆袋仓

拆袋仓安装在拍打机构的下部，由接料斗、导向杆、内筒、操作门、吸风口、压紧气缸和缓存斗组成，在缓存斗的两侧安装有压紧气缸，压紧气缸的上部连接有接料斗，并配有导向杆，导向杆在气缸伸缩时起导向作用，避免压紧气缸承受竖直方向以外的力。当吨包袋落袋至接料斗时，打开操作门，将吨包袋袋口套在内筒上，然后压紧气缸收缩，接料斗在压紧气缸的驱动下接料斗下部和内筒上部将吨包袋袋口压紧，关闭操作门，开始卸料。同时在缓存斗上设有吸风口，避免粉尘外溢，见图2。

图2 拆袋仓示意图

1.6 人工投料站

人工投料站的设置使该吨包拆袋投料站具备了吨包袋投料和小包装袋的人工投料两种使用功能，人工投料主要是针对25 kg以下小包装袋的投料，可以根据投料产量的要求配备相应规格型号的人工投料站。

人工投料站由投料斗和振动筛组成，投料斗的前面是投料活门，使用吨包投料时，该活门处于关闭状态，当采用人工投料时，打开该活门即可进行人工投料，同时在投料斗的后面也设置有吸风口，减少投料过程中粉尘外溢，改善工作环境；振动筛位于投料斗的底部，对吨包投料和人工投料进行筛分除杂，可以有效防止大块物料和绳头等杂质进入工艺系统。振动筛是通过振动电机驱动做平面回转运动，达到筛理除杂效果，其中振动筛的振幅可以根据不同的物料特性进行调整，筛网网孔的大小也可根据处理物料进行选配。人工投料时，把小包装袋放置到投料口，用刀将袋口划开，直接将物料倾倒入投料口，小包装袋放置到一边，最后统一收集处理。

2 应用与特点

由于吨包袋在装卸、搬运方面使用方便、装卸效率高，并且在运输和投料过程中不易抛撒、损耗少，所以在粮油、食品、化工等粉体行业使用吨包袋包装运输越来越多，吨包拆袋投料站被广泛应用于吨包袋的投料系统中，该吨包拆袋投料站各部分动作通过PLC自控系统进行控制，操作简单，自动化程度高，所有操作均可以在遥控器或者电控箱上操作完成。降低了操作者的劳动强度，改善了现场工作环境，满足了日益提高的环保要求。该吨包拆袋投料站底部设置人工投料口，使小包装投料和吨袋投料合二为一，简化了投料工艺，节省了安装场地空间。

3 结语

目前吨包投料系统越来越多地采用吨包拆袋投料站进行投料，自动化程度高，其下部的振动筛避免了投料过程中大块物料和绳头等杂质进入工艺系统，吸风系统的设置防止投料过程粉尘外溢的情况。该设备降低了劳动强度，提高了生产效率，降低了物料损耗，为客户提高了工作效率。