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水泥包装技术的发展趋势

发布者: 江苏绿森       浏览次数: 61       发布时间:2019-05-16 15:11:52

  1 引言

  水泥工业消费年产230亿阀口袋的60,。主要使用穿孔快速排气的纸袋,且两层纸袋的用量逐年增加。由于各种纸袋的尺寸、穿孔的方式、纸的层数或中间有无聚脂衬层以及阀口的类型不同,而使不同的纸袋之间的差别非常大。同样,水泥种类不同,仅根据DIN EN 197-1标准(就有27种标准水泥,再加上无法估计的特种水泥,它们各自具有不同的产品性能和装袋特性。鉴于这种背景,包装系统不得不操纵广泛的水泥种类和包装袋,它们中的大多数来自于不同的制造厂,并经过整合加工成终端产品。为了满足弹性需求,当今的包装也要满足包装能力、重量精度和包装袋清洁三个重要的标准。能够自动操作和最大可靠性的最简单设备结构才能够实现当前的需求。

  2 设备系统方案

  水泥工业中,超过95,的新包装线或经过改造的包装线现在都装配有生产能力为1200-5500袋,小时的ROTO回转包装机。直列固定式包装机现在则不起什么实际作用了。

  原因是它与ROTO包装机相比,包装能力有限,而且自动插袋更复杂。尽管在工业化的国家里,袋装水泥所占的比例不足20,,但在基础设施落后和预拌混凝土比重少的国家里它却超过80,。包装设施与装料筒仓装配在一起,或被安置在单独的厂房内。尽管装配地点的方式有所不同,但是两种情况下,包括用筒仓卸料和垂直输送、杂物清除筛、中间料仓、计量装置、带电子秤系统的ROTO包装机、返料系统、卸包和带重量校正系统和损坏袋的甩出设施的操控线、包装袋前往托盘或装载设施的传输设施在内,包装设施的安装几乎都是同样的。全自动的插袋机将空纸袋供给包装机。为了保证包装袋从一种向另一种的完全转换,使用大捆的包装袋捆比包装袋卷筒更适用。插袋机供袋能力4000袋,h意味着单袋的工作时间为0.9秒,若用17袋规格的空袋捆,则每15秒就要提供一捆空袋。先进的设备系统方案还要包括空袋卸托盘系统空袋卸托盘系统的核心单元是一个装备了抓具和专门软件的工业机器人。它将从托盘里直接抓起无箍的空纸袋捆,传送给自动插袋机。它比空袋卷操作自动化程度更高,在产品更换时更具灵活性。水泥发货和包装线常常随着水泥生产一起安装在荒僻的地方。除了具有较高的性价比以外,基本的开发目标自然是可靠性、耐用性、低维护要求,甚至用于环境恶劣的条件下以及易于由相对不熟练的职工操作。当选择空纸袋供应商时,一定要考虑生产序列和安装的机械设备,以保证提供最优化的装料工序所要求的质量参数。这里,有几点要注意:

  - 纸袋的几何学的遵循(尺寸,角度,外形偏差,阀口袖和针孔的尺寸和相位矫正)

  - 工序出错的避免(错切,折叠的袋角等,由于卷筒纸张力造成的软管卷曲和膨胀)

  - 粘合出错的避免(过多、过少、缺陷的部分,污迹)

  - 纸袋的密封性(依纸袋设计形状而定,但有时受粘结、刻槽和挤压系统影响)

  - 包的平整性(避免加工后的变形;避免干燥)

  - 纸袋的良好排气性能。

  设备系统方案是在供应商和使用者之间长期共有的经验基础上形成的。设备系统的规划要按下列要求进行综合考虑:

  - 清晰明了、井序有条的机器安排

  - 所有功能子单元的透明度

  - 由中央处理单元预选的程序控制整个系统的自动操作

  - 借助于在操作仪表板上经由文字指令和有绘图的显示器的诊断程序,探测和消除任何情况下的生产故障。

  3 装料技术

  水泥包装线上核心单元是ROTO包装机,它用一个旋转的机械通过3-16个装料嘴将水泥装入并称重。这个装料思想1960年由Haver & Boecker 投入到市场。从那时起,仅水泥工业就购买了超过2500台HAVER ROTO包装机。最新一代的HAVER ROTO包装机(图4)是最能融合水泥工业市场需求的包装机器。表1表示了自动装料机按预定重量包装的ROTO包装机的标准定额能力。

  3.1 装料,称重和数据技术

  装水泥使用了垂直进料涡轮系统。此涡轮可加装耐磨损的硬金属衬。由于进料涡轮的低气量的要求,在袋中的物料形成了高度压实,这样减少了对纸袋的过高压力。另一个优点是在装料操作中减少了物料的回流。由于加入了一个回料导板,包装袋放袋时不易被继续滴出的产品所污染。由于新一代包装机的装料管装配上了一个充气的套管,因此在装料操作和放袋时就没有产品的损失。随后,包装袋从装料管口被平稳地推走,以致既避免了粉尘产生又没有产品从张开的阀口的流失。

  装料操作由更为精确的HAVER MEC ?-20电子秤系统控制。这套系统获得了PTB测试证书和国际OIML证书。MEC ?-20电子秤系统是基于微处理机技术和在单一系统上实现电子秤系统与机器控制的结合。安装好的系统装备了高达99个类型的程序记忆,即可以按不同供应商提供的不同袋重、产品、和包装袋任意组合。所有的重量参数、座架高度、包装袋卸载能力、空袋自动插袋机、空袋卸垛机系统的卸垛程序都由选定的类型设定。此外,所有按生产能力参数的设定,如在包装机之前的垂直双路分格轮卸料机的能力,决定包装机产能的包装机转速,以及包装袋卸下和操作线的输送速度等可通过按钮进行优化匹配。

  通信处理器,又称为服务器,将包装机旋转部件的秤与非旋转部件连接起来,如与校正重量的秤。统计和出错信息通过服务器输出给更高一级的网络系统。数据的统计评价由DPS V4.0数据处理系统完成。利用一些数据如线号数、秤号数、品种号数、品种标记、实际重量、额定重量、皮重、超重限度、亏重限度、品种转变、出错信息、秤的状况和文本信息等,可以确定以下数值:平均重量、标准偏差、总重量、总包数、合格包数、亏重包数和超重包数、小时装包能力和一批作业起止时间。系统的人机对话系统界面简单友好。

  这样将灵活地产生和打印出作业日志,以机器报告、日月年度报告、出错报告和单个重量报告的形式。单个重量报告可以用来制作称重分布图或高斯分布曲线。由于MEC ?-20电子秤系统附加有趋势设定的机械设备,HAVER重量校正系统和DPS V4.0数据处理系统拥有高度的重量校正精度和单个样品统计评价能力,因此为执行ISO 9000系列标准框架不仅在生产质量上,而且在记录文件上提供了可能性。

  3.2 缝包技术

  应用Haver & Boecker开发的缝合系统,带有特殊阀口封闭装置的阀口袋可[6]以进行超声波无尘焊合。这曾是首次为包装袋的完全清洁提供了一种基本的解决办法。5年前第一台HAVER ROTOSEAL包装机运转以来,至2003年5月已有超过430个配备新缝合技术的装料管的66台机器售到世界各地。除石膏和灰泥工业外,水泥工业也已经安装了许多这样的包装机。使用者已经获得的操作经验非常令人满意。

  缝合系统对上阀口边施加高频震动完成包装袋缝合。产生的震动导致阀门中塑料的强列(快速)加热,最后将阀口的两片焊压在一起。经过一个较短时间段的冷却后封口工具又再重新分开,以便将带有已密封和可承重阀口的包装袋转移到卸袋传送带上。这套缝合系统的优点是每一个装料嘴都装配有一个缝合设备,其缝合时间控制在在高效包装机的工作周期时间内。

  这套缝合系统保证了在正常装料情况下没有任何产品的流失,因此保证了运往码垛装置和最终到消费者运输过程中包装袋的清洁(图8)。这与传统被称为自封口的包装袋阀口截然不同。因为这种自封口是不完全的,在从装料到码垛整个装卸过程中有一定量的产品流失。这样不仅污染了包装袋,而且污染了装料设备及其周边环境,还影响了水泥包的重量精度。水泥市场竞争越来越激烈,完全的缝合,准确的重量和清洁的包装袋理所当然地比传统的包装袋有更强的竞争优势。

  3.3 配有重量校正系统的卸包生产线

  完美的卸包和处理生产线是由卸包传送带、袋包整直专送带、袋包吹灰站、加速传送带、HAVER重量校正仪和不合格包自动撕裂和退回的装置组成。它的性能能达到可靠处理现代高效生产带来的袋流速度。

  上述卸包生产线接管由ROTO包装机上卸下的满包水泥袋,进行清洁和称量,并以此状态送到消费者手中。材料损失可以诊断出并加以补偿。任何亏欠的水泥包都被自动退回并被撕裂,以保证只有正确装料的水泥包最终到达码垛设施,重量校正仪使重量精度更准确,从而更好地完成对系统输出的校正。由于称重的功能被移植到包装机外围,因此作业不是顺序的而是并行完成的。

  缝合系统的应用极大地简化了卸包生产线的序列 (图10)。新的阀口缝合相当大地简化了设备系统方案,这是由于不需要一个清洁包装袋的装置,自然除尘系统可以设计得更小。因此,可以降低设备系统的整体高度,节约建筑物的建设成本。

  3.4 安全生产方面

  这要求供应商要提供合格声明,声明安全规定的遵守和执行已经过鉴定,并授权工厂操作。自动包装设备要设计成符合高度严格的安全标准。这包括在所有危险区域设置一些机械保护,如封闭安全网、安全门、紧急停车按钮和拉绳,需要机器操作的安全区域出入口处的安全灯障,在码垛停止位置的感应闭环,停电和紧急状态下的安全保护电路,安全维护保养和维修平台包括出入楼梯和警告标志以及用相关国家语言表示的安全指示。

  在水泥厂,特别是在包装车间,员工会接触到技术,这是因为包装车间作为发货设施的一部分对公众进入是开放的。我们并不希望运取水泥的人与设备接触,但这种可能性并不能完全避开。尽责的设备供应商和设备用户当然希望不放弃上述有关安全的设备组件。

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