一种能够调节计量误差的量杯定量器及容积式计量装置的制作方法

1.本发明涉及容积式包装机计量精度控制技术领域，具体的说是一种能够调节计量误差的量杯定量器和容积式计量装置。


背景技术：

2.随着消费者维权意识的不断提高，产品的净含量与标识不符的问题引起的对薄公堂的案件越来越多，包斤不足问题影响消费者对相应品牌产品的信任度。
3.容积式包装机因结构简单、效率高、故障率低、价格便宜倍受用户欢迎，是目前粉状产品的主流包装设备，但由于制造、装配精度或使用过程磨损变形等原因，包装机的各量杯之间存在误差必然会变大，量杯之间误差变大导致生产时难以将包斤控制在规定的范围内，容积式包装机量杯误差问题是行业的技术难题(容积式量杯翻板下料包装机存在漏盐与量杯误差难以同时解决，空积式转盘下料包装机量杯之间误差变大后难以解决)。
4.多年来，各包装设备制造单位工程技术人员想尽办法提高设备制造精度，尽管制作安装工艺先进的新机器量杯误差可以很小，但因使用变形及磨损等导致的量杯误差变大的问题始终无法解决，为了使包斤不存在负偏差，生产过程中操作人员不得不提高包斤控制基准(此方法导致物料损耗大)，甚至采用对部分包斤偏高的量杯内部粘贴物品的方法来降低重量达到减少量杯误差(此方法控制难度大，虽能临时解决问题，但粘贴所用胶水及粘贴的物品存在污染产品以及脱落后进入产品的严重质量风险)。
5.使用一段时间后，量杯误差变大的问题为目前容积式量杯计量包装设备的行业技术难题，目前，当量杯误差不能满足生产要求时除拆下计量中盘上机床处理并更换变形的计量盘主轴外，没有好的解决办法，很多用户不得不选择称重式计量的包装机或增加自动称重剔除装置，这样大大降低了生产的效率，增加了设备的投入。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于解决容积式计量的包装机各量杯之间的误差难以减小的行业技术难题，提供一种能够调节量杯误差的容积式计量装置，该容积式计量装置的调节装置固定在容积式计量装置的上量杯内壁上，通过调节装置向上或向下移动可改变调节装置上残留的物料量，从而改变下料量。
7.本发明的解决技术方案如下：
8.一种能够调节计量误差的量杯定量器，其包括量杯定量器，所述量杯定量器包括上量杯和下量杯，上量杯套于下量杯，下量杯相对于上量杯可上下移动，从而调节分装量，其中，围绕上量杯的内壁设有调节装置，其形状为环状体挡块，固定在包装机上量杯的内壁上部，且距离上量杯的顶部有一定距离或平齐，且该距离可调节，调节该距离可单独改变该计量装置中的一只量杯定量器的下料量，从而实现调节量杯之间误差。
9.进一步地，环状体挡块的顶部为平面或基本平面，用于挡住调节量的残余物料。
10.进一步地，环状体挡块的径向尺寸，即宽度为上量杯半径的1/3～1/20，进一步地
为1/3～1/10，更进一步地为上量杯半径的1/4～1/6。
11.进一步地，环状体挡块的截面为一直角梯形，其中直腰(直角边腰)位于上方，斜腰位于下方，下底贴附于上量杯内壁，上底朝向上量杯内部中心。进一步地，直角梯形的直腰为上量杯半径的1/3～1/20，进一步地为1/3～1/10，进一步地为上量杯半径的1/4～1/6；上底为上量杯高度的1/5～1/20，下底为上量杯高度的1/4～1/15，且下底大于上底。或者环状体挡块的截面可为方形(正方形或长方形)，方形的长宽高尺寸可以各自为上量杯半径的1/3～1/20，进一步地为1/3～1/10，进一步地为上量杯半径的1/4～1/6。
12.进一步地，环状体挡块通过紧定螺丝固定于上量杯的内壁，紧定螺丝(紧定螺钉)可以沿环状体挡块的圆周设置一个或多个，例如2
‑
6个，优选以相等圆心角均匀间隔。
13.本发明进一步提供了一种容积式计量装置，所述容积式计量装置包括料斗、布料器、转盘分装机、落料管，其中料斗的出料口连接布料器，所述转盘分装机包括一个转盘，转盘包括计量上盘、计量中盘、计量下盘，沿转盘外圆周设有多个如上所述的量杯定量器，各个量杯定量器包括上量杯和下量杯，布料器的出口对准转盘分装机的上量杯的开口，计量上盘固定安装于旋转主轴的上部(例如旋转主轴的上端设有一方形段和位于方形段远端的外丝段，穿过计量上盘的中心孔，优选为方形，然后用主轴锁紧螺母固定，使得计量上盘能够随旋转主轴转动而转动，但不能绕旋转主轴旋转)，随旋转主轴的转动而转动，在计量上盘下方的旋转主轴上套设有中下盘上下联动轴套，中下盘上下联动轴套的上方在外部套有平面轴承，中下盘上下联动轴套通过压紧螺母固定于平面轴承(使得计量中盘和计量下盘同时上升或下降)，平面轴承位于轴承座内，轴承座与计量中盘固定在一起，中下盘上下联动轴套的下部与带内丝增减重调节轴套和计量下盘固定在一起(例如中下盘上下联动轴套的下部或底部带有法兰，其与带内丝增减重调节轴套的上端法兰和计量下盘中心孔的外缘按上下次序通过螺栓固定在一起)，使得计量下盘不随旋转主轴转动，而计量上盘和计量中盘随旋转主轴转动而转动；带外丝增减重调节轴套与带内丝增减重调节轴套配合，通过带外丝增减重调节轴套的旋转，带动带内丝增减重调节轴套的上升和下降，带内丝增减重调节轴套设置成不能旋转，但可相对于带外丝增减重调节轴套上下移动，带外丝增减重调节轴套以不同方向旋转可调节带内丝增减重调节轴套的高度；
14.量杯定量器的下量杯下缘抵住计量下盘的上表面，但可在计量下盘的上表面上随旋转主轴转动，
15.通过增减重调节轴套、带内丝增减重调节轴套可调节计量中盘、计量下盘相对于计量上盘的上下距离，
16.上量杯为固定量杯安装在计量上盘上(沿计量上盘的外周均匀分布有孔，上量杯安装在孔内)，计量上盘上下无法调节，下量杯为活动量杯安装在计量中盘上(沿计量中盘的外周分布有孔，下量杯安装在孔内)，在调节计量中盘、计量下盘相对于计量上盘的上下距离时，上量杯在下量杯内的嵌入深度随之变化，通过中下盘上下联动轴套，计量中盘和计量下盘同时上升或下降，计量下盘的一侧设有对准落料管的开口，当各量杯定量器的下缘开口转动到计量下盘的开口位置时，量杯定量器内的内容物卸载到落料管内。
17.进一步地，旋转主轴通过转盘电机减速机带动旋转。
18.进一步地，带外丝增减重调节轴套通过增减重电机减速机来驱动，能以正向和方向旋转，带外丝增减重调节轴套以不同方向旋转可调节带内丝增减重调节轴套的高度，从
而调节计量下盘和计量中盘的高度。带外丝增减重调节轴套(圆筒状)套于旋转主轴上，优选，带外丝增减重调节轴套的内壁与旋转主轴的外壁不接触，例如具有一个小的间隙(例如0.2
‑
1mm)。
19.带内丝增减重调节轴套外部可设有一个外套，带内丝增减重调节轴套可在该外套与带外丝增减重调节轴套之间的空间(间隙)内上下移动。该外套可固定在底座上，例如用于承载转盘电机减速机和增减重电机减速机的底座上。带内丝增减重调节轴套可设有一向外伸出的销，该外套的上部可设有容纳该销的槽，从而使得带内丝增减重调节轴套不能旋转，只能上升和下降。
20.容积式计量装置在使用过程中，转盘分装机的各个量杯定量器的误差有所不同，通过分别调节不同量杯定量器的调节装置的高度(不同量杯定量器的调节装置位于可消除误差的不同高度)，从而消除各个量杯定量器之间误差。
21.根据本技术的量杯定量器和容积计量装置，上量杯套于下量杯内，不同量杯定量器的下量杯相对于上量杯可随计量中盘和计量下盘一起上下移动，从而整体调节每一只量杯的分装量，其中，围绕上量杯的内壁设有调节装置，其形状可为环状体挡块，固定在上量杯的内壁上部，其与上量杯的顶部有一定距离或平齐，且该距离可调节，调节该距离可单独改变该计量装置中的一只量杯的下料量，从而实现调节量杯之间误差的功能。
22.进一步地，量杯及调节装置均使用不锈钢316l材质。
23.本发明的能够调节计量误差的容积式计量装置计量调节工作原理如下：容积式量杯计量包装机的转盘式分装机的量杯定量器数量一般为4
‑
6个，统一装在一个转盘式分装机内，量杯分固定量杯(上量杯)和活动量杯(下量杯)，上量杯为固定量杯安装在上盘上，上盘上下无法调节，下量杯为活动量杯安装在中盘上，调整时，中盘和下盘同时上升或下降，下盘不能旋转，上盘由旋转主轴带动旋转，并且上盘可带动中盘旋转，所有量杯的容积同时增加或减少同样的量即重量变化同样的量，单个量杯的计量不单独改变。
24.通过向上或向下调整误差大的量杯内调节装置可改变下料量，减少量杯误差，从而实现减少容积式包装机各量杯之间的落料误差，该装置不会因长时间使用失去调节作用，当长时间使用，量杯误差增大时，仍可继续通过对下料量偏大或偏小的量杯内的调节装置在量杯内的上下位置来减少各量杯之间的落料误差，这样可明显提高容积式量杯计量的包装机的计量精度，解决容积式包装机量杯误差变大难以解决的行业技术难题。
25.调节装置形状为环状体挡块(不局限于此形状)，包装机每一量杯内增加一只相同的调节装置，通过紧定螺钉(或其它固定方式)固定在包装机各量杯内壁上部，调整时松一下紧定螺钉，调好后上好紧定螺钉，调整调节装置上下位置，当调节装置上部与包装机计量盘上平面在一个平面后固定紧，此时各量杯容积减小量相同，减少的量是调节装置的体积。
26.当量杯误差变大时，可通过调节偏差大的量杯内调节装置的上下位置改变该量杯调节装置下料后上部残留的物料量，从而改变实际下料量，调节装置向上移动减少残留物料，从而增加下料量，调节装置向下移动增大残留物料量，从而减少下料量。
27.通过向下调节包斤偏高的量杯内调节装置来减少包斤，或通过向上调节包斤偏低的量杯内调节装置来增加包斤。
28.调节装置可通过螺丝或其它方式固定在量杯内壁上，实现方便调节调节装置需要调节时可上、下移动，调整好后上、下位置不变化的目的。
29.调节装置采用与量杯同样或膨胀系数相差不大的材质(本发明应用在食品行业时，量杯及调节装置均使用不锈钢316l材质，满足食品安全需求)，以防止在使用后由于温度发生变化，调节装置与原量杯变形量不一致而无法上、下移动。
30.根据本发明的量杯定量器和容积式定量装置，对于2.5kg的单位分装量，可将各包装的量杯计量误差减低至10g以下，甚至5g以下或2
‑
3g以下，对于500g的单位分装量，可将各个量杯之间的计量误差减低至3g以下，甚至1g以下。
附图说明
31.图1为本发明量杯定量器的结构示意图。
32.图2为本发明容积式计量装置的结构示意图。
33.图3为容积式计量装置的沿计量上盘上方(去除料斗)的俯视示意图。
34.图4为计量中盘的横截面图。
35.图5为计量下盘的平面图。
36.附图标记说明：
[0037]0‑
残余物料；1
‑
紧定螺丝；2
‑
调节装置；3
‑
上量杯；4
‑
下量杯；5
‑
转盘电机减速机；6
‑
增减重电机减速机；7
‑
带内丝增减重调节轴套；8
‑
计量下盘；9
‑
计量中盘；10
‑
计量下盘；11
‑
布料器；12
‑
料斗；13
‑
带外丝增减重调节轴套；14
‑
中下盘上下联动轴套；15
‑
旋转主轴；16
‑
平面轴承；17
‑
轴承座；18
‑
压紧螺母；19
‑
固定螺栓；20
‑
固定螺栓；21
‑
主轴锁紧螺母；22
‑
落料管；23
‑
开口；24
‑
外套。
具体实施方式
[0038]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释发明的一种应用，并不用于限定本发明。
[0039]
如图1所示，一种能够调节计量误差的量杯定量器，所述量杯定量器包括上量杯3和下量杯4，上量杯3套于下量杯4，下量杯4相对于上量杯3可上下移动，从而调节分装量，其中，围绕上量杯的内壁设有调节装置2，其形状为环状体挡块，固定在包装机上量杯的内壁上部，且距离上量杯的顶部有一定距离或平齐，且该距离可调节(具体距离根据需要调节的分装量而定)，调节该距离可单独改变该计量装置中的一只量杯定量器的下料量，从而实现调节量杯之间误差。
[0040]
环状体挡块2的顶部为平面或基本平面，用于挡住调节量的残余物料0。
[0041]
环状体挡块的径向尺寸，即宽度，可为上量杯半径的1/3～1/20，进一步地为1/3～1/10，更进一步地为上量杯半径的1/4～1/7或1/4～1/6，例如为约1/5。
[0042]
在一个实施方案中，环状体挡块2的截面为一直角梯形，其中直腰(直角边腰)位于上方，斜腰位于下方，下底贴附于上量杯内壁，上底朝向上量杯内部中心。进一步地，直角梯形的直腰为上量杯半径的1/3～1/20，进一步地为1/3～1/10，进一步地为上量杯半径的1/4～1/6；上底为上量杯高度的1/5～1/20，下底为上量杯高度的1/4～1/15，且下底大于上底。或者环状体挡块的截面可为方形(正方形或长方形)，方形的长宽高尺寸可以各自为上量杯半径的1/3～1/20，进一步地为1/3～1/10，进一步地为上量杯半径的1/4～1/6。
[0043]
在一个实施方案中，环状体挡块2通过紧定螺丝1固定于上量杯3的内壁，尤其内壁
上部，紧定螺丝1可以沿环状体挡块2的圆周(内圆周)设置一个或多个，例如2
‑
6个，进一步3
‑
4个，优选在整个圆周均匀间隔，例如每隔180度设置一个，或者每隔120度设置一个，或者每隔90度设置一个，或者每隔60度设置一个。
[0044]
图1中，如果调节装置与量杯上平面持平，下料时所有物料全部落下，如此时量杯重量偏高，则将调节装置向下调整，如图所示下料后有少量残余物料0留在了调节装置上部，此部分物料的重量即是调节装置调节的量(包斤降低的量)。
[0045]
在一个优选实施方案中，量杯及调节装置均使用不锈钢316l材质。
[0046]
如图2所示，本发明进一步提供了一种容积式计量装置，所述容积式包装机包括料斗12、布料器11、转盘分装机、落料管22，其中料斗12的出料口连接布料器11，所述转盘分装机包括一个转盘，转盘包括计量上盘10、计量中盘9、计量下盘8，沿转盘外圆周设有多个如上所述的量杯定量器，各个量杯定量器包括上量杯3和下量杯4，布料器11的出口对准转盘分装机的上量杯的开口，计量上盘10固定安装于旋转主轴15的上部(例如旋转主轴15的上端设有一方形段和位于方形段远端的外丝段，穿过计量上盘10的中心孔，优选为方形，然后用主轴锁紧螺母21固定，使得计量上盘10能够随旋转主轴转动而转动，但不能绕旋转主轴旋转)，随旋转主轴15的转动而转动，在计量上盘10下方的旋转主轴15上套设有中下盘上下联动轴套14，中下盘上下联动轴套14的上方在外部套有平面轴承16，中下盘上下联动轴套14通过压紧螺母18固定于平面轴承16，平面轴承16位于轴承座17内，轴承座17与计量中盘9固定在一起(例如通过固定螺栓19)，中下盘上下联动轴套14的下部与带内丝(内螺纹)的增减重调节轴套7和计量下盘8固定在一起(例如中下盘上下联动轴套14的下部或底部带有法兰，其与带内丝增减重调节轴套7的上端法兰和计量下盘8中心孔的外缘按上下次序通过固定螺栓20固定在一起)，使得计量下盘8不随旋转主轴15转动，而计量上盘10和计量中盘9随旋转主轴15转动而转动；带外丝增减重调节轴套13与带内丝增减重调节轴套7配合，通过带外丝增减重调节轴套13的旋转，带动带内丝增减重调节轴套7的上升和下降，带内丝增减重调节轴套7设置成不能旋转，但可相对于带外丝增减重调节轴套13上下移动，带外丝增减重调节轴套13以不同方向旋转可调节带内丝增减重调节轴套7的高度；
[0047]
量杯定量器的下量杯4下缘抵住计量下盘8的上表面，但可在计量下盘8的上表面上随旋转主轴15转动，
[0048]
通过增减重调节轴套13、带内丝增减重调节轴套7可调节计量中盘9、计量下盘8相对于计量上盘10的上下距离，
[0049]
上量杯3为固定量杯安装在计量上盘10上(沿计量上盘10的外周均匀分布有孔，上量杯3安装在孔内)，计量上盘10上下无法调节，下量杯4为活动量杯安装在计量中盘9上(沿计量中盘9的外周分布有孔，下量杯4安装在孔内)，在调节计量中盘9、计量下盘8相对于计量上盘10的上下距离时，上量杯3在下量杯4内的嵌入深度随之变化，通过中下盘上下联动轴套14，计量中盘9和计量下盘8同时上升或下降，计量下盘8的一侧设有对准落料管22的开口23，当各量杯定量器的下缘开口(下量杯开口)转动到计量下盘8的开口23位置时，量杯定量器内的内容物卸载到落料管22内。
[0050]
旋转主轴15通过转盘电机减速机5带动旋转。
[0051]
带外丝增减重调节轴套13通过增减重电机减速机6来驱动，能以正向和方向旋转，带外丝增减重调节轴套13以不同方向旋转可调节带内丝增减重调节轴套7的高度，从而调
节计量下盘和计量中盘的高度。带外丝增减重调节轴套13(圆筒状)套于旋转主轴15上，优选，带外丝增减重调节轴套13的内壁与旋转主轴15的外壁不接触，例如具有一个小的间隙(例如0.2
‑
1mm)。
[0052]
带内丝增减重调节轴套7外部可设有一个外套(护套)24，带内丝增减重调节轴套7可在该外套24与带外丝增减重调节轴套13之间的空间内上下移动。该外套可固定在底座上，例如用于承载转盘电机减速机5和增减重电机减速机6的底座上。带内丝增减重调节轴套7可设有一向外伸出的销(突出物)，该外套的上部可设有容纳该销的槽，从而使得带内丝增减重调节轴套不能旋转，只能上升和下降。
[0053]
容积式计量装置在使用过程中，转盘分装机的各个量杯定量器的误差有所不同，通过分别调节不同量杯定量器的调节装置2的高度(不同量杯定量器的调节装置2位于可消除误差的不同高度)，从而消除各个量杯定量器之间误差。
[0054]
图3、图4分别示出了容积式包装机的沿计量上盘上方(布料器11)的截面图、沿计量上盘和计量中盘之间的截面图以及图5示出了计量下盘的平面图。
[0055]
本发明的能够调节量杯误差的容积式计量装置的量杯误差的测量方法如下：(1)量杯标识：将包装机各个量杯按顺序标上序号；(2)称量各量杯下料量：去除开始生产的3
‑
6个小包装后，连续称量一定数量的小包记录对应序号的量杯重量(称取的数量一般取量杯数量的整数倍，正常不少于2倍)；(3)确定量杯误差：如果称的重量有规律(则可排除物料对包斤的影响)，同一量杯装袋的小包重量基本相同，则转盘旋转一周的小包最高重量与最低重量之间的差就是量杯误差。
[0056]
新型量杯误差的调节装置的空积式包装机的单个量杯计量调整方法：(1)确定拟调整的目标重量：根据各量杯的重量以调整量杯数最少确定目标重量；(2)确定需调节的量杯：根据量杯误差的控制要求对确定偏离目标重量超出误差控制标准的量杯为需调节的量杯；(3)量杯误差的调整：1、重量偏高的量杯调整：通过调节装置下调增加残留料量从而减少下料量2、重量偏低的量杯调整：通过调节装置上调减少残余物料量，从而增加下料量；(4)测量量杯误差：根据量杯误差的测量方式测量量杯误差；(5)判断是否继续调整：如测得的量杯误差小于控制的要求则调整过程结束，如误差大于控制的标准则继续上述调整及测量过程直至符合要求。
[0057]
根据本发明的量杯定量器和容积式定量装置，对于2.5kg的单位分装量，可将各量杯之间的计量误差减低至10g以下，甚至5g以下或2
‑
3g以下，对于500g的单位分装量，可将各个量杯之间的计量误差减低至3g以下，甚至1g以下。
[0058]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。