一种混合坚果包装系统论文和设计-徐云峰

全文摘要

本实用新型公开了一种混合坚果包装系统，属于食品包装领域。它包括分别与控制单元连接的数粒单元、提升运输单元、称重组合单元、下料单元、包装单元、运输单元和分类回收单元，其中称重组合单元包括有预混料仓和储料仓，对物料分类称重，防止出现物料堆积、黏块，导致称重精度下降的问题；且称重组合单元的储料仓和预混料仓下层分别设置有至少一个称重斗，每个称重斗下层分别设置有至少一个记忆斗，通过提高组合时重量的最优选择概率，显著提高每种物料的称重精度和混合物料的组合称重精度，且本实用新型的包装系统自动化程度更高，缩短了包装周期。

主设计要求

1.一种混合坚果包装系统，包括与控制单元相连的包装设备，其特征在于：所述包装设备包括通过提升运输单元(2)相连的数粒单元(1)和称重组合单元(3)，所述称重组合单元(3)下游还连接有分类回收单元(7)；所述控制单元分别与所述数粒单元(1)、提升运输单元(2)、称重组合单元(3)和分类回收单元(7)电性连接；所述称重组合单元(3)上设置有预混料仓(40)和多个储料仓(32)，所述提升运输单元(2)的输出端和所述预混料仓(40)相接；所述储料仓(32)和所述预混料仓(40)下层分别设置有至少一个称重斗(38)，每个所述称重斗(38)下层分别设置有至少一个记忆斗(39)，所述称重斗(38)、所述记忆斗(39)上均设置有通往所述分类回收单元(7)的开关门。

设计方案

2.根据权利要求1所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述称重组合单元(3)还包括有安装外框(34)，所述安装外框(34)中心设置有中心支架(37)，所述储料仓(32)和所述称重斗(38)之间由上至下依次设置有落料通道(35)和线振料盘(42)，所述储料仓(32)和所述落料通道(35)之间还设置有给料盘(62)，所述给料盘(62)下端连接有主振器(41)，每个所述落料通道(35)一侧分别设置有距离传感器(33)，所述距离传感器(33)固定设置在所述中心支架(37)上，所述距离传感器(33)的发射端与所述线振料盘(42)相对，且所述距离传感器(33)通过所述控制单元与所述主振器(41)电性连接。

3.根据权利要求1所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述数粒单元(1)中每种物料的振动料盘(19)均设置有两个，且每种物料的两个振动料盘(19)对称设置在所述提升运输单元(2)两侧。

4.根据权利要求3所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述振动料盘(19)包括物料导轨(17)和振动器(20)，所述物料导轨(17)与振动器(20)顶部连接，所述物料导轨(17)末端连接有光幕传感器(18)，且所述物料导轨(17)侧壁设置有去皮灰口。

5.根据权利要求2所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述称重斗(38)和所述记忆斗(39)均为网格斗，且所述网格斗内表面均设置有特氟龙层；所述给料盘(62)的底板为网格板。

6.根据权利要求4所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述提升运输单元(2)的传送带(27)上设置有若干均匀排布的料斗(25)，所述物料导轨(17)末端通过圆管(21)将物料输送到所述料斗(25)内，且所述提升运输单元(2)一侧还设置有气吹装置，所述气吹装置输出端深入所述圆管(21)内。

7.根据权利要求1所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述称重组合单元(3)下端设置有与所述控制单元相连的下料单元(4)，所述下料单元(4)包括活动斗(44)、包装通道(45)和回收通道(46)，所述活动斗(44)上设置有分别与所述包装通道(45)和回收通道(46)对应的开关门，所述控制单元与所述活动斗(44)的开关门电性连接；所述称重组合单元(3)通过包装通道(45)连接有包装单元(5)，所述包装单元(5)和所述控制单元电性连接；所述称重组合单元(3)中的称重斗(38)和记忆斗(39)均通过回收通道(46)与所述分类回收单元(7)相连。

8.根据权利要求7所述的混合坚果包装系统，其特征在于：所述包装单元(5)下游设置有与所述控制单元相连的运输单元(6)，所述运输单元(6)的上还设置有称重模块(13)，所述称重模块(13)与所述控制单元电性连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于食品包装领域，更具体地说，涉及一种以多种坚果仁为主要原料，同时添加水果制品、膨化食品等中的一种或多种休闲零食的混合坚果包装系统。

背景技术

核桃、榛子等的果实是植物的精华部分，一般都有丰富的营养，含蛋白质、油脂、矿物质、维生素较高，对人体生长发育、增强体质、预防疾病有极好的功效。每周食用两次以上坚果能够降低人们患致命心脏病的风险。

目前，混合坚果类产品已成为市场上广受欢迎且营养价值高的主流产品之一，它往往包括核桃仁、巴旦木仁、榛子仁、腰果等硬性坚果和蔓越莓、葡萄干等软性果仁，但是因为混合坚果含有六种及以上的坚果、水果干、蜜饯等，需要在既满足小克重重量严于国家标准的前提下，又要满足配方及GB7718《食品安全国家标准预包装食品标签通则》中，各种配料应按制造或加工食品时加入量的递减顺序一一排列要求，这也就造成了现有的包装工序很难实现自动化的量产，生产效率不高；并且目前的混合坚果包装生产中，如何在称重环节上大大提高包装袋中满足国家标准重量要求的各类坚果、果仁的称重精度，也是目前亟需解决的问题。

更需要注意的问题是，对于从生产工艺线上下来的核桃仁、榛子仁等坚果仍存在大量皮灰和料渣，也会一定程度的影响称重的准确性，并且，对于像蔓越莓、葡萄干等果仁本身存在一定的粘黏性，很容易粘在料斗、输料通道等设备的内壁上，若能提高这些粘黏性大的果仁物料的称重精度，必然可以显著提高混合坚果的称量精度。

目前，包装混合坚果的过程为：将坚果输送到电子称上，并根据电子称的质量显示，多退少补坚果以达到目标质量，然后将满足质量要求的坚果倾入包装袋中，接着利用封口装置把包装袋封口，最后包装好的坚果再进行销售。

为解决包装过程中机械化程度不高、且称量精度低的问题，中国专利授权公告号：CN207045858U，公告日2018-02-27的专利文件公开了一种基于智能称重的多种物料称重包装机，它包括机架、输送机构、数粒机构、螺杆送料机构、称重机构以及包装机构；该输送机构上间隔设置有多个料斗；该数粒机构设置在输送机构的侧旁上方，数粒机构的输出口位于料斗的正上方；该螺杆送料机构设置在输送机构的侧旁上方，螺杆送料机构的输出口位于料斗的正上方；该称重机构设置在输送机构的输出端下方；该包装机构设置在称重机构的正下方。通过将数粒机构、螺杆送料机构、称重机构以及包装机构依次设置在输送机构上形成一条多种物料称重包装线，该物料称重包装线整个生产过程高自动化，其适用于不同种类物料的称重包装，且具有计量精度高、包装质量好、易于管理等优势，适合大规模生产。但是该实用新型要想满足国标规定的物料质量要求，还有很大的改进空间。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有食品包装领域，特别是混合坚果的包装系统，存在物料组合称量精度不高的问题，本实用新型提供一种混合坚果包装系统。使用本实用新型的包装系统，可以将自动计量重量要求把控在±0.5g间，显著提高组合称量精度，同时提高生产效率。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种混合坚果包装系统，包括与控制单元相连的包装设备，所述包装设备包括通过提升运输单元相连的数粒单元和称重组合单元，所述称重组合单元下游还连接有分类回收单元；所述控制单元分别与所述数粒单元、提升运输单元、称重组合单元和分类回收单元电性连接；所述称重组合单元上设置有预混料仓和多个储料仓，所述提升运输单元的输出端和所述预混料仓相接；所述储料仓和所述预混料仓下层分别设置有至少一个称重斗，每个所述称重斗下层分别设置有至少一个记忆斗，所述称重斗、所述记忆斗上均设置有通往所述分类回收单元的开关门。

为了方便随时监控线振料盘上的料层厚度，避免出现由于料层较厚导致大块物料落入称重斗的现象，优选地，所述称重组合单元还包括有安装外框，所述安装外框中心设置有中心支架，所述储料仓和所述称重斗之间由上至下依次设置有落料通道和线振料盘，所述储料仓和所述落料通道之间还设置有给料盘，所述给料盘下端连接有主振器，每个所述落料通道一侧分别设置有距离传感器，所述距离传感器固定设置在所述中心支架上，所述距离传感器的发射端与所述线振料盘相对，且所述距离传感器通过所述控制单元与所述主振器电性连接，严格控制物料的给料速度，使物料最好一粒一粒落入称重斗，提高称量精度。

为了提高整个包装系统的包装效率，优选地，所述数粒单元中每种物料的振动料盘均设置有两个，且每种物料的两个振动料盘对称设置在所述提升运输单元两侧，每种物料对应的两个振动料盘交替工作。

为了保证数粒单元的物料可以尽可能一粒一粒的被监测，优选地，所述振动料盘包括物料导轨和振动器，所述物料导轨与振动器顶部连接，且为了扩大振动料盘的物料导轨端的监测范围，所述物料导轨末端连接有光幕传感器，为防止物料种的皮灰和料渣对数粒造成影响，所述物料导轨侧壁设置有去皮灰口。

为防止物料的皮灰和料渣对称重造成影响，优选地，所述称重斗和所述记忆斗均为网格斗，且所述网格斗内表面均设置有特氟龙层，防止黏性物料粘黏在称重斗或记忆斗表面，造成称量误差；所述给料盘的底板为网格板。

为进一步提高整个装置的自动化程度，优选地，所述提升运输单元的传送带上设置有若干均匀排布的料斗，所述物料导轨末端通过圆管将物料输送到所述料斗内提前进行预混，然后通过提升运输单元输送至称重组合单元；为了防止黏性物料在数粒后下落至料斗的过程中，黏在圆管内壁上造成重量误差，所述提升运输单元一侧还设置有气吹装置，所述气吹装置输出端深入所述圆管内。

为了保证物料重量的精度，对于不符合参考重量的物料分类回收、重复利用，优选地，所述称重组合单元下端设置有与所述控制单元相连的下料单元，所述下料单元包括活动斗、包装通道和回收通道，所述活动斗上设置有分别与所述包装通道和回收通道对应的开关门，所述控制单元与所述活动斗的开关门电性连接；所述称重组合单元通过包装通道连接有包装单元，所述包装单元和所述控制单元电性连接，所述称重组合单元中的称重斗和记忆斗均通过回收通道与所述分类回收单元相连。

为了进一步提高包装系统中物料重量的精度要求，优选地，所述包装单元下游设置有与所述控制单元相连的运输单元，所述运输单元的上还设置有称重模块，所述称重模块与所述控制单元电性连接。

一种混合坚果包装系统的控制方法，包括控制单元，在组合称重工艺中，通过数粒单元进行至少一种物料的数粒计量，并通过提升运输单元预混后进入称重组合单元的预混料仓，所述称重组合单元上的多个储料仓内分别储放待包装的其他物料，所述预混料仓和所述储料仓下料至相应的下层称重斗称重，重量满足设定要求的物料投料至下层对应的空记忆斗中储存，且重量数值存储在所述控制单元中，不符合重量要求的物料通过称重斗上的开关门回收至分类回收单元，所述控制单元通过对多个所述称重斗和所述记忆斗的多个重量进行排列组合，选择最接近设定混合物料总重的各物料进行最优组合；

若没有最优组合，所述控制单元选择放掉一个称重斗或记忆斗的物料至所述分类回收单元，所述预混料仓或所述储料仓再下料至所述称重斗，重新参与排列组合。

为了实现在组合称重时，降低总重误差，优选地，其中至少一个所述储料仓内放置有补重物料，所述补重物料为混合物料配料表中占比最大的。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的包装系统，其中称重组合单元包括有预混料仓和储料仓，混料时，可选择将黏性物料提前通过数粒单元数粒预混后，再和其他物料一同参与混合和称重，防止所有的物料均集中在称重组合单元的储料仓，出现物料堆积、黏块，导致称重精度下降的问题；

(2)本实用新型的包装系统，在称重组合单元下游设置有分类回收单元，称重组合单元、分类回收单元均和控制单元电性连接，控制单元通过判断称重时的重量是否满足参考要求，对于不符合参考重量的物料通过分类回收单元对物料进行分类，并循环利用参与组合，严格控制物料重量满足配料表重量要求，提高称重精度；

(3)本实用新型的包装系统，其称重组合单元的储料仓和预混料仓下层分别设置有至少一个称重斗，每个称重斗下层分别设置有至少一个记忆斗，通过提高组合时重量的最优选择概率，显著提高每种物料的称重精度和混合物料的称重精度；

(4)本实用新型的包装系统，在称重组合单元设置有主振器和线振料盘，物料从储料仓依次经过主振和线振至称重斗，严格控制物料的给料速度，且每个落料通道一侧还设置有距离传感器，距离传感器通过监控线振料盘上的料层厚度，控制主振器的振动，进而控制给料盘的给料速度，防止料层过厚或者大块料出现在线振料盘上，使物料最好一粒一粒落入称重斗，提高称量精度；

(5)本实用新型的包装系统的控制方法，通过对预混物料提前数粒，提高称重组合环节的重量精度之外，本实用新型的包装系统的控制方法，将预混料的其他物料在称重组合单元分开下料，防止较多种类黏性物料均通过储料仓下料导致物料粘连以致称重不准确的问题；且本实用新型的控制单元通过对多个称重斗和多个记忆斗重量值的排列组合，选择出最接近设定物料总重的各物料进行组合，这种方法显著提高组合的基数，进而提高混合物料总重的精度；

(6)本实用新型的包装系统的控制方法，选择混合物料配料表中占比最大的一种物料进行称重时的补重，提高组合时的称重精度。

附图说明

图1为本实用新型的包装系统布置示意图；

图2为数粒单元和提升运输单元布置示意图；

图3为称重组合单元结构示意图；

图4为下料单元和包装单元结构示意图；

图5为分类回收单元结构示意图。

图中：1、数粒单元；2、提升运输单元；3、称重组合单元；4、下料单元；5、包装单元；6、运输单元；7、分类回收单元；8、输送带一；9、输送带二；10、输送带三；11、输送带四；12、输送带五；13、称重模块；14、操作台；15、活动挡块；16、爬坡机构；17、物料导轨；18、光幕传感器；19、振动料盘；20、振动器；21、圆管；22、气缸；23、固定底座；24、圆管盖子；25、料斗；26、水平轨道；27、传送带；28、主动轮；29、落料口；30、从动轮；31、爬坡轨道；32、储料仓；33、距离传感器；34、安装外框；35、落料通道；36、档条；37、中心支架；38、称重斗；39、记忆斗；40、预混料仓；41、主振器；42、线振料盘；43、料槽；44、活动斗；45、包装通道；46、回收通道；47、取袋机构；48、放料机构；49、撑袋机构；50、充氮机构；51、抖料机构；52、热封块；53、夹紧机构；54、旋转机构；55、夹具；56、落料斗；57、曲柄连杆机构；58、旋转气缸；59、落料斜槽；60、回收箱；61、集料斗；62、给料盘。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，以一种包括巴旦木仁、榛子仁、蓝莓干、葡萄干和核桃仁、蔓越莓干、腰果仁的混合坚果为例，其他混合物料工作原理类似，一种混合坚果包装系统，包括与控制单元相连的包装设备，包装设备包括：

1)数粒单元1，如图2所示，数粒单元1包括振动料盘19，本实施例的振动料盘19设置有四种，分别用于巴旦木仁、榛子仁、蓝莓干、葡萄干的数粒，对于振动料盘19包括物料导轨17、振动器20和固定底座23，物料导轨17具体为一种螺旋状遛管，振动器20下端固定连接在固定底座23的上端面上，振动器20上端和物料导轨17连接，需要说明的是，物料大小不同，所选用的振动料盘19上的物料导轨17尺寸不同。生产运用时，先人工将巴旦木仁、榛子仁、蓝莓干、葡萄干上料至振动料盘19中心，各个振动料盘19在振动器20的作用下，在螺旋状的物料导轨17依次排开，并螺旋上升至物料导轨17末端，物料导轨17末端连接有光幕传感器18，对从物料导轨17末端掉落的物料进行数粒，选用光幕传感器18相较于光电传感器拥有更广的监测范围，提高数粒精度，数粒达到设定值，控制单元控制振动器20停止振动。

在其他实施例中，数粒单元1的振动料盘19对应设置两排，且两排振动料盘19对称设置在提升运输单元2的两侧，即每种物料对应设有两个振动料盘19，如上所述，数粒单元1则设置有八个振动料盘19，每种物料对应的两个振动料盘19在控制单元的控制下交替工作，提高整个包装系统的工作效率。具体的，根据规定包装规格要求的配料表，提前对巴旦木仁、榛子仁、蓝莓干、葡萄干这四种物料的重量所对应的粒数进行设定，以巴旦木仁为例，其所对应的两个振动料盘19均进行数粒，哪边提前做好数粒工作，即达到控制单元设定的粒数要求，控制单元则控制该边的振动料盘19下料至下一工序，其余物料类似。

为了进一步去除物料种皮灰和料渣在数粒时造成的误差，在其他实施例中，物料导轨17的侧壁上设置有去皮灰口，具体可以为一种矩形开口，去皮灰口的大小只能满足皮灰和料渣通过，物料本身留在物料导轨17中，物料被倒入振动料盘19后，在振动器20的振动下，缓慢排列进物料导轨17上，随着振动继续，物料中的皮灰和料渣同物料被振起，继而从去皮灰口排出，操作人员可以定期打扫收集下层落下的皮灰和料渣，有效避免光幕传感器18在数粒时误将皮灰和料渣进行数粒造成的误差。

2)提升运输单元2，如图2所示，包括料斗25，用于接收来自数粒单元1的物料，需要说明的是，料斗25和数粒单元1的物料导轨17末端设置有下料通道，下料通道具体为一圆管21，圆管21底端设置有圆管盖子24，为活动盖，有物料通过时打开，无物料通过时关闭，防止有物料误入到料斗25中，圆管21的入口位于物料导轨17末端的下方，圆管21内部通过气缸22控制开关，气缸22关闭时将圆管21堵住，光幕传感器18通过控制单元和气缸22电性连接，当光幕传感器18数粒完成后，将信号发送给控制单元，此时所数物料均存放在气缸22上方，控制单元控制气缸22打开，物料穿过圆管盖子24下料至料斗25，料斗25均匀设置在提升运输单元2的传送带27上，且控制单元控制传送带27运动，依次经过巴旦木仁、榛子仁、蓝莓干、葡萄干对应的圆管21下方，具体的：提升运输单元2运作，料斗25到达巴旦木仁对应的圆管21下方，控制单元控制提升运输单元2停止提升运作，巴旦木仁对应的一个振动料盘19的物料落下，接着，提升运输单元2再次运作，该料斗25在提升运输单元2的作用下移动到榛子仁对应圆管21的下方，榛子仁对应的一个振动料盘19的物料落下，提升运输单元2继续运作，最后则在料斗25中进行了前四种物料的预混，该预混料通过提升运输单元2运输到下一工序，本实施例的提升运输单元2为步进的工作方式，提升运输单元2定工位工作一次，一端给称重组合单元3，一端接受数粒单元1给料，显著提高了包装效率。

本实施例的提升运输单元2具体为一种提升机，提升机设置有相连的水平轨道26和爬坡轨道31，还包括主动轮28、从动轮30，以及连接主动轮28和从动轮30的传送带27，水平轨道26与爬坡轨道31使用了一条传送带27一个电机，降低了包装成本。传送带27上均匀设置有若干料斗25，料斗25的个数依照物料种类数、以及工艺规模而定，提升机末端设置有落料口29，落料口29设置在称重组合单元3的预混料仓40上方。

为进一步防止黏性物料在数粒后下落至料斗25的过程中，黏在圆管21内壁上造成重量误差，在其他实施中，可以在提升运输单元2一侧设置有气吹装置，气吹装置输出端深入所述圆管21内，在气缸22打开时鼓气，将圆管21内的物料吹掉料斗25内。

3)称重组合单元3，如图3所示，称重组合单元3包括安装外框34，安装外框34中心设置有中心支架37，安装外框34上方设置有预混料仓40和储料仓32，其中储料仓32通过支柱固定设置在安装外框34上表面，预混料仓40固定焊接在安装外框34上表面，通过设置预混料仓40和储料仓32，对物料进行分类输送，本实施例的储料仓32设置有7个，生产应用时，先人工上料，将蔓越莓干、腰果仁和核桃仁倒入储料仓32中，其中，蔓越莓干对应两个储料仓32，腰果仁对应两个储料仓32，核桃仁由于其在配料中占比较多，故对应三个储料仓32，预混料通过落料口29落入预混料仓40。需要说明的是，对于储料仓32的个数设定，需要依照混合物料种类的需求而定，且每种物料可根据其流动性设定对应几个储料仓32进行储料，核桃仁的流动性较差，通过配置三个储料仓32，提高下料速度，进而提高整个包装系统的工作效率。

本实施例的称重组合单元3在预混料仓40下方设置有两个称重斗38，称为称重斗A和称重斗B，其余每个储料仓32对应两个称重斗38，需要说明的是，在其他实施例中不局限于每个储料仓32对应两个称重斗38，每个称重斗38下层至少设置有一个记忆斗39，本实施例在每个称重斗38下方对应设置有两个记忆斗39，当然，在其他实施例中，不局限于每个称重斗38对应两个记忆斗39。控制单元分别和预混料仓40、储料仓32、称重斗38、记忆斗39电性连接，用于控制预混料仓40、储料仓32、称重斗38、记忆斗39的开关门，具体的，称重组合单元3还包括有料槽43，料槽43设置在记忆斗39下方；称重斗38下端设置有与记忆斗39、料槽43分别对应的开关门，记忆斗39下端设置有与料槽43对应的开关门，且在称重环节，控制单元用于存储称重斗38和记忆斗39的重量值，并控制所有的重量值进行排列组合，选择最优重量进行组合，进入包装单元5，显著提高了重量最优选择的概率，进而提高每种物料的称重精度和混合物料的称重精度。

具体的生产时，巴旦木仁、榛子仁、蓝莓干、葡萄干这四种物料的预混料通过料斗25运输到预混料仓40中，此时，控制单元控制预混料仓40下端开关门上的步进电机，打开开关门的一侧，使预混料仓40中的一次预混料掉落在称重斗A中，称重斗A上的重量传感器对该预混料进行称重，并将重量值存储在控制单元中，此时控制单元判断该称重斗A下方的记忆斗39是否有物料，若没有物料，称重斗A中的一次预混料通过控制单元控制下端的开关门，打开开关门对应记忆斗39的一侧，使一次预混料掉落到称重斗A下方的记忆斗39中，控制单元便将原称重斗A的重量值依附在记忆斗39中，此时，称重斗A无物料，称重斗A上的重量传感器归零，控制单元控制预混料仓40的开关门再掉落一次预混料至称重斗A，并记录其重量值；接着，控制单元控制预混料仓40下端开关门上的步进电机，打开开关门的另一侧至称重斗B，如称重斗A侧类似，则预混料便在控制单元中记录有两个称重斗38和两个记忆斗39，共四个预混料的重量值。

需要说明的是，控制单元可以设定预混料的参考值或参考域(参考值加上下限值)，在称重斗38的称重阶段，对于不在参考范围重量的预混料，控制单元判断后，直接下落至料槽43剔除至分类回收单元7。在最优重量选择的过程中，选择与参考重量相差最小的称重斗38或记忆斗39中的物料进行组合。

对于核桃仁、蔓越莓干、腰果仁这三种物料，为进一步控制落料速度，把控物料尽量一粒一粒落入称重斗38，本实施例在储料仓32和称重斗38之间由上至下依次设置有落料通道35和线振料盘42，储料仓32和落料通道35之间还设置有给料盘62，给料盘62下端连接有主振器41，主振器41固定设置在安装外框34的上表面，一个主振器41上设置有两个给料盘62，每个给料盘62输出端对应一个落料通道35，每个落料通道35下方对应一个线振料盘42，线振料盘42即下方设置有线振器的料盘。每个落料通道35一侧分别设置有与控制单元电性连接的距离传感器33，距离传感器33通过控制单元与主振器41电性连接，所有的距离传感器33均匀固定设置在中心支架37一周，距离传感器33可以是光学距离传感器或红外距离传感器或超声波距离传感器，以红外距离传感器为例，其红外线的发射端与线振料盘42相对，用于测量线振料盘42上的料层厚度。

具体的，主振器41振动，带动上方给料盘62将接受来自储料仓32的物料，振动掉落到输出端的落料通道35中，进而掉落在线振料盘42上，通过线振器的振动，振落到称重斗38中进行称重，当线振料盘42上没有物料时，为初始状态，距离传感器33显示初始值，当线振料盘42上接收到来自落料通道35的物料后，通过线振器振动，线振料盘42上平铺有料层，此时，红外距离传感器便测量出此时的料层厚度并反馈给控制单元，若在控制单元设定的范围内，上层储料仓32继续给料，若料层较厚，超过设定范围，此时控制单元控制上层主振器41停止振动，或者可以通过控制单元调整主振器41的振动频率，严格控制物料的给料速度，提高称量精度。

需要说明的是，对于核桃仁、蔓越莓干、腰果仁这三种物料的称重组合，其中蔓越莓干和腰果仁对应的称重斗38和记忆斗39的称重和选择与预混料仓40一侧类似，且若称重斗38或记忆斗39中的重量值不满足控制单元中设定的参考重量，直接剔除。制得一提的是，本实施例以配料表中占比最多的核桃仁进行补重，即控制单元先对预混料、蔓越莓干、腰果仁进行单方面的重量优选，并进行加和，再通过控制单元设定的参考总重对加和重量相减，得到的重量通过核桃仁进行补充，补重时，也是从核桃仁对应的储料仓32下方的多个称重斗38和记忆斗39中进行优选，以此可以显著提高组合总重的精度和效率。需要注意的是，补重的物料其参考重量的上下限较其他物料的上下限范围较大。

控制单元对上述全部的16个称重斗38和16个记忆斗39排列组合，匹配到最优组合进行配料，若通过上述步骤依然没有在控制单元设定的参考总重范围内的组合，控制单元自动排掉一个称重斗38或一个记忆斗39的物料，所排物料可以按照程序选择排掉一个与该物料参考重量相差最大的斗，或者排掉所有称重斗38或记忆斗39先有数据的斗，然后再重新通过预混料仓40或储料仓32下料，此重量重新参与排列组合，直至选择最优重量的物料。优选后的各物料从称重斗38或记忆斗39下料至料槽43进行混合，继而输送至包装单元5进行包装。

为了节省称重组合单元3的占地面积，提高空间利用率，预混料仓40和储料仓32以安装外框34中心的中心支架37为中心周向设置在安装外框34上方；且称重斗38、记忆斗39分别以中心支架37为中心周向设置在安装外框34内，故所有线振料盘42围绕中心支架37组成一个圆盘，本实施例的称重组合单元3集成多种物料的称量称，显著提高空间利用率。

4)下料单元4，如图3和图4所示，下料单元4包括有活动斗44，活动斗44上端连接在料槽43下方，活动斗44下端连接有包装通道45和回收通道46，活动斗44在与包装通道45和回收通道46的连接处，设置有分别与包装通道45和回收通道46对应的开关门，控制单元与活动斗44的开关门电性连接；称重组合单元3通过包装通道45连接有包装单元5，包装单元5和控制单元电性连接；称重组合单元3中的称重斗38和记忆斗39均通过回收通道46与分类回收单元7相连。

具体生产时，经过称重组合单元3组合的物料经过下料单元4的活动斗44，被控制单元选择通过包装通道45进入包装单元5；在称重组合单元3中，对于不符合重量要求的物料，包括预混料仓40、储料仓32对应的各称重斗38和各记忆斗39中的物料，控制单元控制相应斗的开关门打开至料槽43，继而通过活动斗44的回收通道46至分类回收单元7。

5)包装单元5，如图4所示，包括取袋机构47、夹具55、旋转机构54、撑袋机构49、放料机构48、抖料机构51、充氮机构50、夹紧机构53、热封块52，取袋机构47、撑袋机构49、放料机构48、抖料机构51、充氮机构50、夹紧机构53、热封块52均围绕旋转机构54设置。取袋机构47每次夹取一个空包装袋，递给夹具55，撑袋机构49将袋子撑开，从包装通道45来的混合物料由放料机构48进入空包装袋，控制单元控制旋转机构54在每个工序结束后旋转一次。抖料机构51上下抖动，压实物料，抖料机构51压实了包装袋中的混合物料，提高了封口合格率。充氮机构50向包装袋中充入一定量氮气，夹紧机构53将袋口夹紧，通过热封块52封口，完成包装，进入下一工序。旋转式的包装单元5结构紧凑，节省了空间。

6)运输单元6，如图1所示，输送单元包括输送带一8、输送带二9、输送带三10、输送带四11、输送带五12，输送带一8与包装单元5出口连接，输送带一8出口与输送带二9连接，称重模块13安装在输送带三10上，输送带三10上还设置有操作台14，输送带四11上安装有活动挡块15，输送带四11出口与输送带五12连接，输送带五12安装在爬坡机构16上。

包装单元5通过输送带一8将包装袋输送至输送带二9，进而进入输送带三10上的称重模块13，对包装袋进行进一步的重量检测，合格的通过输送带四11和爬坡机构16上的输送带五12进入合格产品区，不合格的经过输送带四11时，控制单元控制活动挡块15挡住不合格包装袋，使之进入不合格产品区。

7)分类回收单元7，如图5所示，分类回收单元7包括落料斗56、集料斗61、落料斜槽59、回收箱60，回收通道46出口与落料斗56相连，无法匹配最优组合的物料通过控制单元标记，滑入回收通道46继而被落料斗56接收，控制单元从原设定的程序中判断该物料该落入哪个回收箱60，落料斗56和集料斗61之间通过落料斜槽59相连，控制单元相继控制落料斗56、集料斗61打开方向，使该物料落入相应的回收箱60，以达到自动分类回收的目的，提高了物料再次利用的效率。

本实施例的一种混合坚果包装系统的控制方法，包括控制单元，在组合称重工艺中，通过数粒单元1进行至少一种物料的数粒计量，并通过提升运输单元2预混后进入称重组合单元3的预混料仓40，称重组合单元3上的多个储料仓32内分别储放待包装的其他物料，预混料仓40和储料仓32下料至相应的下层称重斗38称重，重量满足设定要求的物料投料至下层对应的空记忆斗39中储存，且重量数值存储在控制单元中，不符合重量要求的物料通过称重斗38上的开关门回收至分类回收单元7，控制单元通过对多个称重斗38和记忆斗39的多个重量进行排列组合，选择最接近设定混合物料总重的各物料进行最优组合；

若没有最优组合，控制单元选择放掉一个称重斗38或记忆斗39的物料至分类回收单元7，预混料仓40或储料仓32再下料至称重斗38，重新参与排列组合。

其中至少一个储料仓32内放置有补重物料，补重物料为混合物料配料表中占比最大的。

实施例2

如图3所示，本实施例的一种混合坚果包装系统，其结构和实施例1基本相同，更进一步的，为进一步防止线振料盘42上厚料层或者大块黏块落入称重斗38，线振料盘42上方设置有档条36。具体的，安装外框34的下表面上连接有安装板，档条36通过连接片连接在安装板上，安装板上还设置有与连接板对应的调节槽，用于调整档条36距离线振料盘42的高度。

档条36可以用来扫平线振料盘42上的料层，防止线振料盘42上厚料层或者大块黏块落入称重斗38，辅助线振器更好的将物料尽可能一粒一粒的落入称重斗38中，提高称量精度。

实施例3

本实施例的一种混合坚果包装系统，其结构和实施例1基本相同，更进一步的，为防止物料的皮灰和料渣对称重造成影响，本实施例的给料盘62的底板为网格板；且称重斗38和记忆斗39均为网格斗，物料通过网格板或网格斗时，可以将皮灰和料渣进行筛除，防止进入称重斗38造成较大的称量误差。网格板阶段可以过滤掉小于6mm的皮灰和料渣，这些皮灰和料渣在给料盘62下方设置的集渣斗进行收集。且本实施例在称重斗38和记忆斗39内壁面上敷设有特氟龙层，类似于不粘锅表面材质，解决粘粘物料像葡萄干、蓝莓干等容易黏在称重斗38或记忆斗39内壁的问题，影响称重结果，提高称重精度。

实施例4

一种混合坚果包装系统，其结构和实施例1基本相同，为了方便物料回收，进一步提高自动化程度，本实施例活动斗44、称重斗38、记忆斗39、预混料仓40、落料斗56、集料斗61的开关门均为双向的开关门，且这些开关门处均连接有曲柄连杆机构57，曲柄连杆机构57连接在旋转气缸58上，控制单元和旋转气缸58电性连接，进而控制物料的流向。

在预混料仓40上，控制单元控制开关门是进入称重斗A还是称重斗B。在称重斗38上，控制单元控制开关门进入相应下层的记忆斗39还是料槽43。在记忆斗39上，如果根据工艺需求还要在记忆斗39下层继续设计一层记忆斗39，控制单元可以控制开关门是直接进入下层的料槽43还是可以继续下落至设定的下层记忆斗39，在活动斗44上，控制单元可以控制料槽43中的物料时需要剔除至分类回收单元7，还是组合的物料进入包装单元5进行包装。控制单元分别控制落料斗56、集料斗61打开方向使得被回收物料顺利落入相应的回收箱60，通过该设计显著提高本系统的自动化程度。

综上，本实用新型显著提高自动化的程度，解决产能问题；且有效解决了混合物料在总重量小于30g的多种物料组合按照配料表排序比顺序包装时的称重精度问题；本实用新型的可以将自动计量重量要求把控在±0.5g间，显著提高组合称量精度。需要说明的是实际应用时，可以依具体情况，调节合格产品的重量参考范围，调节输送带的运动速率，调节包装机的速率，调节数粒单元1的振动频率，调节物料数粒的个数，调节提升运输单元2的运动速率。分类回收单元7回收物料的模式有两种，按时间或按组合次数，时间可调节，组合次数也可调节。

设计图

一种混合坚果包装系统论文和设计

一种混合坚果包装系统论文和设计-徐云峰

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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