本发明涉及一种精确提供松散物料装入运输容器，特别是装入口袋内预定重量的方法，还涉及一种自动装料装置。 除了传统的，运输容器以外，大家知道在所谓包装工业领域内有专用于消费容器的倒装和包装装置。通常此时提供的装料量为几百克，最大为几公斤。通常5-10公斤重量被认为是上限。其大小对于销售部门和消费者，或是从销售店到最终消费者，是适应方便使用的，例如在厨房里的情况。运输容器主要用于从一个加工部门运到下一个部门。传统情况是由碾磨厂运到烘焙工人。运输容器的重量通常适合于男性工作人员，一般是20-100公斤之间。
实际上对于倒装运输袋来说形成三个自动化阶段，此时满足下列特定要求：
-自动份量准备，由手工悬挂和封闭口袋
-自动份量准备，由手工悬挂口袋，
全自动封闭口袋
-自动份量准备，
全自动口袋悬挂和口袋封闭
由此可见，在所有的情况中份量准备就是所有自动化阶段的基础。核心问题在于，要在一个短的时间间隔内构成松散物料的份量，并可精确地称量。同一种松散物料可以处于不同的情况，该物料在运输期间是否可能与空气相混合，并且变成大体上类似液体的状态，或是诸如热或冷的一些极限条件是否还对机件和由此形成的松散物料和壁段之间的粘附力有影响。
与仓库圆形料仓设备的大小相比，口袋容量是小的份量。可是对于倒装装置的几何尺寸来说例如中间仓库还是大尺寸。要是以3到4米的空间高度为起点来考虑，则装袋装置就需要1-2个楼层。
在装料秤后面使用至少一个称量装料装置，以便将全部称量物料在口袋前面收集在一个中间缓冲装置内，这同样需要高度。
不同于以往二十年惯例的是，可以用箱槽运输和大容器输送来替换口袋，但现在的趋势又转到使用小型运输容器，也就是口袋。在很多国家中，职业协会要求将口袋重量从例如50公斤降低到25公斤，在相同产量吨数情况下，这样就使口袋数量增加一倍。因而增加具有极高生产率的装袋工位是有问题的。对于特细地诸如水泥、石灰、塑料等工业产品来说最流行的是所谓阀式口袋。产品通过一个呈壶嘴状的装料套管由口袋上一个相当小的阀门流通截面装入。在达到所要求的重量后可以用制备的纸折立即将袋孔封闭。
上述阀式口袋的最大优点在于，使仅有极少量产品与空气混合。该系统的主要不足在于适用性受到限制。谷物、砂砾、粉状物料、糠和饲料等具有众所周知的极为不同的装料重量，因此倒装到相同容量口袋中对于不同的产品就有不同的重量。
传统的面袋例如在装满后封闭的纸袋或塑料袋中并不能防止出现极少量的空腔，因为这种口袋在装了料后都要或是用缝纫机或是借助于胶料进行紧密封闭的。
口袋适用于运输要经过较长距离的简单按件货物，并且在各个方面显然是一个便于“输送”的最佳单元。一些特殊标准，例如卫生问题、无尘地装满口袋，重要的是要按特种物料来定。在几乎所有的情况下，顾客要求各个口袋都有精确的袋装重量。然而要降低成本只有用高度自动化才能每小时倒装大量重量精确的口袋。通常立法者对所谓净重装袋秤的校准规定必须遵循按一定方法进行的工作循环规则。为了提供预定的装料量由此产生下列称量过程：
-称量容器的O位校准
-粗定量称量
-细定量称量
-静止状态
-检查倒装量或额定重量
-也许对粗物料流和/或细物料流断开点进行校正。
在装袋产量较高时O位校准以及倒装量检查和由此产生的对细物料流断开点的校正只有再进行循环，也就是例如每20次装料再进行循环。此外必须考虑下列称量影响因素：
-粗物料流和细物料流的冲击压力
-多普勒效应
-粗物料流和细物料流的补加物料流
-在不同装袋重量情况下不同的落差
十多年来对于特殊任务情况产生了所谓装袋秤，该秤作为净重装袋秤使用最为普遍。可以在装袋秤本身中准备称量精确的预定份量重量，该重量是指将一个空口袋悬挂到一个口袋套管上以后在尽可能最短的时间内被倒装到口袋中的重量。按这种方式每小时可备好几百个直至1000个以上的份量，并将产物倒装到相应数量的口袋中。如今在很多使用场合都要求有高得多的生产率，例如每分钟达到2000个份量。
净重装袋秤倒空装料重量是以很高的生产率快速进行的。由此产生一些重大而必须解决的问题。口袋因装料使空气置换而剧烈鼓起，并且还承受装料重量。而且装料在呈粉状产物倒空期间吸收了大量空气，因此抽空口袋套管就是另一个众所周知的问题。还由于使抽空达到最佳而装料不能快速进行等原因，口袋套管应选成尽量大。为了达到高生产率以高度自动化为其前提，因而使用一种自动口袋悬挂器。但是大的口袋套管对机械式口袋悬挂器的功能可靠性却有很大影响。对于那些由于其容积内有密封件而可能使其减少的产物来说，为了缩小其最终包装，或是为节省昂贵的袋料，密封时间由于产品有剧烈流动而增加，从而使装袋生产率降低。
作为从秤到口袋套管的连接件使用一个秤-装料-漏斗。该漏斗内出现悬置情况时一方面影响到包装的重量准确度，而另一方面则对卫生有极为不利的影响。特别是对那些极易附着的产物，此时不可避免的是特别要对装料漏斗作经常的净化。
本发明的一个目的是降低结构高度，这由容器技术来决定，并且特别要对松散物料的移动路径尽量深入地保持各种可能的影响。
对本发明特别提出的任务是，尽量消除已有的缺点，缩短其包装过程，也就是提高其生产率。
本发明的方法，其特征在于，使松散物料最好作为密封物料流来倒装，口袋内的倒装重量在装料过程期间通过一个在此以前进行的自动微差称量来提供。
就如以后所示，用本发明对于提高自动化程度、工作可靠性、生产卫生、而且特别是在提高生产率方面是一个突破。以前整个从事于装袋工作的专业界曾想在控制下引进干扰影响因素，虽然耗费很大，但只有部分成效。
然而干扰效应中的一个主要部分用新的发明就非常简单而不复存在，因此例如：
-粗物料流和细物料流没有冲击压力
-没有多普勒效应
-没有粗物料流和细物料流的补加物料流
-没有变化的落差
-没有秤量装料装置和相应的尘区
-没有交变套管
另一组干扰源会在其影响中大为减少：
-只剩下有最小的流化
-在密封口袋内松散物料的耗费和必要的口袋摇动有所减少
-口袋套管显著缩小
本发明可以有大量特别有利的结构设置。
本发明提出，倒装份量可以借助于对微差装袋秤中排料的控制、通过测定微差重量循环地备好，并通过一个装袋套管直接倒装到口袋中。
为此微差称量系具有一个微差称量容器，该容器设有松散物料定量称量装置和一个受控产物排出装置以及计算机装置，那时由称量系的重量值不仅控制口袋装料过程，而且还控制称量容器的装料过程。
最好是循环而交替地在每次或多次倒装以后对微差称量容器进行补加装料。在微差秤中准备的份量相当于一个份量的1.5倍至最高5倍，最好是1.5倍至3倍，由此，使运输口袋可以倒装10至100公斤的重量。
此外本发明还涉及一种自动装料装置，特别是适用于口袋的自动装料装置，以对口袋提供预定的准确装料重量，该装置具有一个秤以及定量称量和控制装置，并且其特征在于，该装置具有一个微差装袋秤，该装袋秤设有一个可控制的产物排出装置，该装置可以直接转接到一个装袋套管上。
因此整个装料装置不仅可以简单，低成本和卫生地构成，而且还有一个极好的自动化措施，这样甚至还可使装袋生产率顺利地达到加倍。
本发明装置可以有各种各样的进一步发展。因此微差装袋秤（1）的产物排出在一个最佳结构形式中就直接通到口袋悬挂装置的一个流动装料套管内。使称量过程可以改进的措施是，在微差装袋秤的排料区端部配置一个可控制的关闭装置。
对于流动状态不利的产物来说，本发明提出的方案是，使该装置具有一个立式称量容器、一个可控制转数、具有一个基本上水平设置从称量容器中排料的排料螺旋输送机，还有一个从称量容器到排料螺旋输送机和微差称量元件的导引件，其中排料是由于重力直接通到装袋套管内的。此时微差装袋秤最好不仅具有一个粗定量称量装置，而且还有一个细定量称量装置，或是微差称量系具有至少一个粗定量秤以及一个细定量秤，其中粗排料和细排料均设置成受控的强制排料元件，最好是用排料螺旋输送机。对于能畅流的产物来说本发明提出的方案是，将产物排出装置设置成带有可控定量闸板（61，61′）的定量称量装置。
本发明另一个很特别的最佳结构设置是对一个装袋旋转装置设置微差装袋秤，并在装袋旋转装置循环中通过一个装袋套管，或是装袋的流动装料套管转移各个预定份量。
对于形成最大装袋生产率来说，最好是在一台设备内对一个装袋旋转装置的一个流动装料套管设置两个或多个微差装袋秤。此时可以或是在串联运行中或是在短时间内用加倍的每小时生产率来备好份量。
证明特别有利的是，此时流动装料套管具有一个敞开的通道截面，该截面是小于或大致相当于产物从秤量容器中排出的横截面。该措施还可以提高自动化程度，因为一个小装袋套管是易于使装袋悬挂装置进行快速机械运动的。而且对于适用范围较大的，例如适用于20至100公斤的口袋来说可以使用相同的装袋套管。
高生产率装袋工位具有两个粗定量秤以及一个带有附加计算机装置的细定量秤，而装袋旋转装置则有3-6个流动装料套管。
这一状况对于产物移动来说可以提供精确控制的程序，因此例如要装袋的产物量是按照某个值设定时，也就不会再有剩余产物了。还可用同样的装袋装置较快速地准备并实施产物变换。
下面借助于一些具有进一步细节的实施例来说明本发明。其中：
图1表示一个带有微差装袋秤的简单装袋工位示意图;
图2表示和一个装袋旋转装置配合的微差称量装置;
图2a表示主装袋运动的过程循环;
图3，3a表示一个净重装袋秤的称量原理;
图4表示现有技术的净重装袋秤的重量一时间曲线图;
图5表示新微差装袋秤的重量一时间曲线图;
图6表示适用于高生产率装袋例如每小时装1200个口袋的配置方式;
图6a表示图6的运动过程，相似于图2a;
图7表示一个相似于图1但设有口袋包装机的解决方案;
图8表示适用于能松散的松散物料的一个4套管装袋旋转装置;
图9以较大比例表示适用于难流动物料的微差装袋秤。
现在参看图1。一个微差秤1被支承在支柱2、一个平台3以及测重元件4的上方，或是悬挂在天花板5上。
该微差秤1基本上由一个称量容器6、一个导引件7和一个强制排料螺旋输送机8构成，该输送机由一台驱动电机9通过一个传动装置10驱动，并由一台计算机控制。粗物料流定量称量和细物料流定量称量可以用一个具有2档转速的定量螺旋输送机来进行，或是细物料流定量称量通过一个单独驱动的，未示出的细物料流螺旋输送机来进行。
因此供料装置8没有不可控制的空程，使出料孔16通过一个闸板15，通过计算机11可控制地打开和关闭。一个装袋头17具有一个装袋套管19以及一个口袋夹持件20，该装料头不受微差秤1的影响，并被支承在地面18上，而夹持件则在图1中固定夹紧一个口袋21。由口袋21内产物挤出的空气可以通过一个抽气装置22溢出。通过一个橡胶薄膜23使一个产物供给头24与称量容器6防尘地相连接。一个产物供给输送机25通到上述供给头24内，该输送机通过一个驱动电机26循环地由计算机11，或是按照称量信号来控制。
在图2中示有一个直接位于一个装袋旋转装置31上面的微差秤1，在该旋转装置上可以见到装袋套管32，32′，32″。此时重要的还有，使口袋、特别是在折合口袋时，均匀地从下至上填装产物。一个压缩系统，例如一个侧面装载机33，通过振动和摆动运动极为有效地压缩口袋内的产物，此时粗定量称量和细定量称量同样剧烈地由下向上填装产物。按照使用要求还可以投入第二个侧面装载机33，放置在一个装袋套管32′或32″的后面。在终止口袋装料和口袋振动以后将口袋下放到一条输送带34上，穿过一个封闭工位35并准备运走。
在图2a中示有一个装袋旋转装置的时间过程图，例如就指按图2带有4个装袋套管的装袋旋转装置。曲线40说明微差秤1内产物补加填装N的时间过程。曲线41表示产物从微差秤1中排出的过程，其中G为粗物料流，F为细物料流和B为秤的稳定时间。直线42表示旋转装置步进运动的时间过程，S表示一个口袋套管步进转动90°的时间。在曲线43内示有振动时间R，而侧面装载机33则压缩产物。
图3，3a和4有助于说明术语。此时G＝称量容器中的产物，P＝冲击压力，D＝多普勒效应，N＝补加物料流，FH＝落差。
图3和3a表示补加物料流量（以点示出的）是和落差有关的，在图3a中其补加物料流是小于图3中的。随着落差增大松散物料的下落速度也增大。称量容器的横截面愈狭窄，称量容器中的松散物料水平面就增加愈快。由于松散物料柱在秤内顶着下落的产物流向上反增长就发生一种类似于两辆汽车互相碰撞的现象。冲压力和冲击在一个静止物体上的情况相比，在上述两种情况下是较大的。在称量技术中这种现象称为多普勒效应。有效的最终重量在补加物料流散落到秤容器内和秤已处于稳定时就可以测定。各种各样的干扰因素要在使用每个松散物料容器秤时加以考虑，例如通过相应的时间延迟。在称量技术中按图4的重量-时间图是公知的。
在图5中示有在本发明微差装料秤内的重量-时间图。在所示的实例中示有秤装料-袋装料的一个变换循环。
对于微差装料秤的补加装料来说约需1-2秒钟就使重量达到约25公斤。这里很重要的是，对于补加装料来说除最后的口袋装料量外并不是必须要补加到准确的预定重量，因为微差装料秤内的准确重量是在补加装料以后通过静止状态测定来确定的，并通知计算机。此后用微差称量系使倒装重量受控地排料直到相当于预定重量（FA），首先是粗物料流，然后是细物料流。倒装重量约在4秒钟内达到。现在特别引人注意的是，随着微差装料秤的排料定量机构的关闭，或是随着松散物料的最后碎屑离开称量部分的时刻，就立即适用于准确测定秤内的实际重量。补加物料流是称量过的。多普勒效应、冲击压力等在提供倒装重量时显然是没有影响的，因为这些干扰因素是在称量以外或在称量以后发生的。所有其他上述干扰因素均不属于倒装阶段范围，并且被转移到补加装料阶段，因而对于口袋装料和重量提供来说是不起作用的。
在图6中示意性地示有一个完整的装袋设备。此时口袋由一个悬挂自动机40悬挂在一个装袋旋转装置31的流动装料套管32上。口袋装料交替地由装料秤1或1′来完成，其中补加装料-倒装交替地进行。细定量称量通过一台计算机41来控制，并对一个细定量秤发出相应的定量指令，该细定量秤也设置成微差定量秤。通过计算机41松散物料定量称量也可以通过定量螺旋输送机43、43′或由一个分配器44出来的43″进行。该装袋旋转装置是设置成六个套管旋转装置，其中第六个套管32′对于悬挂口袋来说是规定用手工进行的。
在图6a中示有图6所示、相似于图2a的装袋装置经协调的功能流程。其中K＝旋转装置;MWBC-GI＝微差装袋秤，粗物料流I;MWBC-GII＝微差装袋秤，粗物料流Ⅱ;MWBC-F＝微差装袋秤，细物料流;R＝振动器。
在图7中示有另一种和所谓口袋包装机大致相同的结构形式，该装置有一个单独的装袋套管。一个单独的口袋21其悬挂情况相似于图1所示，此时一个套筒式口袋套管可作垂直运动V，这种结构可以防止在口袋21内可能形成积尘。这里装料是通过一个被驱动的装料螺旋输送机50进行的。垂直运动通过一个气动缸51进行。这种作为已知口袋包装机的装袋装置在图中是通过支柱53以相似于图1方式被支承在地面上。对于运动过程来说由工作人员通过一个输入装置预先设定所要求的参数。以后装袋循环就通过一个控制装置54，或是相应称量控制装置55运行。
在图8中示有一个适用于畅流物料、具有可调整排料定量闸板61、61′的微差秤60，来代替图1设有强制排料装置的微差秤1。此时可以通过气动缸62以及称量控制装置63选择各种不同的定量位置，以使口袋能快速而且是最佳的装料。现在就产生一些令人注目的组合效应。集料漏斗64是设置成一个带有装袋套管32的组合部件。两个部分象一个供料头65那样通过一个支柱66固定支承在底板18上。称量容器6在橡胶密封圈67或68范围内具有上下相同的横截面，还带有固定的转换部分。现在通过一个空气平衡管69使所有在下面口袋中挤出的空气以大的横截面导向上面，因此在上面和下面之间既不产生灰尘问题，也不形成压差问题。
供料头65内在一个斗形件70的下面配置有一个可控制的闸门71，该闸门通过一个气动缸72操纵。称量电子设备直接连接在一个控制箱73上，由该控制箱发出总工作指令，因此还和一个部分自动的口袋夹紧装置74连接。
现在后面参看图9。生产物料流P1垂直地在上面进到适用于不易流动物料的一个微差秤1中，而且该物料流又在下面流出用P2表示。流量测定装置具有一个供给头102，该供给头通过悬臂103与一个平台104相固定连接，并且被支承在地面105上。一个输入管106和一个导出管107一样均是固定的。称量部分108相对于供给头102以及相对于导出管107各通过一个柔性橡胶密封圈109防尘地相连接。称量部分108由一个直立的称量容器110构成，该容器在下部具有一个呈微锥形的缩小段110′。称量容器110和锥形缩小段均设成圆管状。在称量容器110和排料螺旋输送机111之间配置有一个导引件112，该导引件使从称量容器110的直立管状过渡到排料螺旋输送机111的水平管状保证有最佳的物料流动。就如图1中所示导引件112从上向下具有一个大致恒定的横截面，而在实施例中则有一个呈直角的图形。称量部分108沿圆周方向在例如三个重量测定值接收器113上，被悬挂在平台104上。最令人注意的是，整个称量部分108的悬置还包括一个驱动电机114在一起，因而使驱动电机114和排料螺旋输送机111各朝一个相反的方向突出于称量部分108，并且在中间轴线115的一定范围内相互保持平衡。一个前料斗116直接位于输入管106上，该料斗由一个气动缸117和一个底板118通过一个电子控制装置119，或一个气动信号变换装置120可按选用的程序控制，其中产物排出的额定值由一台外部计算机121来获得，而实际重量信号则由重量测定值接收器113来获得。
前料斗的存储容量低于称量容器110最大存储容量的50%，最好是约为30%至90%。然而这里显然也不同于通常使用一种微差秤的情况，因为对于称量容器的装料来说只有一部分是可以预先存储的，因此输入量在称量技术上也是可以测定的，这点对于测定生产物料流是重要的，此时不宜有附加的输入调节装置。
秤量容器具有大致相当于其直径双倍的高度，其中直径可以为0.3至0.6米。此外，管式螺旋输送机具有直径为1.100至0.250米。因此使称量容器横截面对管式螺旋输送机横截面的平均比值为约1∶10。
在图9中还示有另一个特别令人注意的结构设置构思，其中驱动电动114用或是不用法兰连接的排料螺旋输送机轴122可以通过一个牵伸机构123沿排料螺旋输送机111的轴线124方向作抽屉状移动来抽出。这样就可以满足对产物通道特别高的保洁要求。
在直立称量容器110内产物持续地沿垂直方向散落，借助于导引件112使其直接导入排料螺旋输送机轴122上，并且水平地从称量容器110中排出，再垂直地通过导出管7，用测量技术重新检定，持续地排出。