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1、气压式缺包检测器在GD包装机中的应用作者姓名： 长沙卷烟厂石红兵 指导教师： 完稿日期： 2010-06-01 气压式缺包检测器在GD包装机中的应用摘要： 现代科学技术发展日新月异，体现在烟草机械设备的电气检测元件方面，从微动开关到电感式接近开关、电容式传感器，还有可见光、红外线等光电式检测元件等等，各种检测手段层出不穷。 本文详细介紹真空发生器、气压式缺包检测器技术原理、气压式缺包检测器的结构以及在GD包裝机上使用的气压式缺包检测器的调试及检修方法。希望能给大家在对GD设备维护维修工作中带来些许方便。关键词： 检测技术 真空发生器 气压式缺包检测器 GD引言： 本实用新型的缺包检测装置为实现
2、新型包装材料的条烟香烟在线自动检测并移位剔除提供了保障，满足了卷烟企业的迫切需求。正文：一、目前，国内卷烟企业使用的主流包装机是意大利生产的GDX1/X2/500/2000型包装机，在这种包装机上使用的条烟缺包检测装置由5个电容式接近开关作为检测探头。近年来，随着技术的不断进步，香烟的包装材料也发生了巨大的变化，使电容式接近开关本生固有的检测原理的缺陷暴露了出来，直接导致了这种检测方式无法满足新型包装材料的检测要求，因此急需开发一种能适应各种材料检测需求，同时又不改变该卷烟包装机已有结构的新型缺包检测装置。本实用新型检测器的目的是针对原先的电容式条烟检测装置无法适应新型包装材料变化所带来的无法
3、检测的问题，这是一种基于负压原理和压力变化来检测缺包的GDX1/X2包装机用缺包检测装置，此检测装置负压是真空发生器产生的。二、真空发生器基本原理真空发生器就是利用正压气源产生负压的一种新型,高效,清洁,经济,小型的真空元器件,这使得在有压缩空气的地方,或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获得负压变得十分容易和方便.真空发生器广泛应用在工业自动化中机械,电子,包装,印刷,塑料及机器人等领域.真空发生器的传统用途是吸盘配合,进行各种物料的吸附,搬运,尤其适合于吸附易碎,柔软,薄的非铁,非金属材料或球型物体.在这类应用中,一个共同特点是所需的抽气量小,真空度要求不高且为间歇工作.笔者认为对真空发
4、生器的抽吸机理和影响其工作性能因素的分析研究,对正负压气路的设计和选用有着不可忽视的实际意义.真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气,在喷管出口形成射流,产生卷吸流动.在卷吸作用下,使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走,使吸附腔内的压力降至大气压以下,形成一定真空度.如图1所示. 由流体力学可知,对于不可压缩空气气体(气体在低速进,可近似认为是不可压缩空气)的连续性方程 A1v1= A2v2 式中A1,A2-管道的截面面积,m2 v1,v2-气流流速,m/s 由上式可知,截面增大,流速减小;截面减小,流速增大. 对于水平管路,按不可压缩空气的伯努里理想能量方程为 P1+1/2v12=P
5、2+1/2v22 式中P1,P2-截面A1,A2处相应的压力,Pa v1,v2-截面A1,A2处相应的流速,m/s -空气的密度,kg/m2 由上式可知,流速增大,压力降低,当v2v1时,P1P2.当v2增加到一定值,P2将小于一个大气压务,即产生负压.故可用增大流速来获得负压,产生吸力. （图1）三、气压式缺包检测器的形状及在现场安装照片见下图：四、 气压式缺包检测器工作原理本实用新型的工作过程为：详见下面的检测示意图(图2),当待检测条烟（未加装外包装，每条二层，每层5包）向本实用新型的检测装置移动进入检测区域时，相应的编码器开始工作，电磁阀通电后启动真空泵产生负压，如果条烟中不缺少烟包，
6、受负压气体的吸力的作用，则上、下盖板上所有的上、下进气孔会把小包烟吸住，所有上、下进气孔都被堵住，此时上、下盖板中的气室内会形成一个很高的真空度（真空度大于-40kpa）。反之，只要缺一包烟，就表示有进气孔没被堵住而漏气，则气室内的真空度就会大幅下降（真空度小于-25kpa），该检测系统会及时感应到该压力变化，利用这种差别可以准确检测出是否缺包，当缺包烟到达后面的原机自带的剔除口时及时启动剔除机构进行动作，将该条烟作为废品处理，确保不会产生缺包现象。真空气室2*5排列条盒烟真空发生器压力传感器Y （图2）五、 调试程序、方法： 该检测器有正压清洁气室的功能，并可以通过节流阀调节气流大小，一般先
7、把流量调到最小，然后慢慢调大，可以清洁灰尘即可。如果气流量调节的太大，可能会影响检测气压的稳定。 该检测器调试前必须先把剔除功能关闭，然后再开车调试，此时还需要注意新安装的气室对烟包外观（包括烟包内部的烟支）是否有影响，如果气室间隙太小可以增加块0.5mm的特制垫片，当所有功能都调试正常后就可以把剔除功能打开。 检测起始相位和结束相位的设定方法：首先对G.D辅机盘车，当辅机CT的角度在71度时停止盘车，此时看看烟包的前边缘有没有堵住检测气孔的，如果没有就继续盘车，直到烟包前边缘刚刚堵住检测气孔时再停止盘车，一般此时辅机CT的角度在70-80度之间，然后看看负压缺包检测器此时的相位，例如检测器此
8、时的相位显示为178，则检测的起始相位就可以设为176度，而结束相位是后移20度，即结束相位可以设为196度。 检测阀值压力设定的方法：可以做一个缺包烟，开车看此时的检测压力是多大，一般正常检测压力为-40-50kpa，缺1包时的检测压力为-15kpa。实际设定的阀值压力必须大于缺包时的检测压力，一般情况下检测阀值压力可以设为-25kpa。如果实测数据与理论值相差太大，就要注意可能安装有问题，大部分原因都是漏气造成的，此时，第一步需要检查所有接头是否漏气，第二步需要检查气室间隙是否过大造成漏气。 调试时，必须先关闭剔除功能后，再根据实际使用情况来修改参数（包含检测起始相位、检测结束相位、检测压
9、力阀值），使没有缺包烟时的检测压力达到最佳状态（即检测压力 -25Kpa，并且值越大越好，值越大就表示缺包烟和非缺包烟的检测压力的差距大）。六、使用与操作说明缺包检测器的工作方式完全是自动的，用户只需要观察显示系统中的显示参数就能掌握当前大条烟的工作状态。只有当用户想修改检测参数以满足当前测试要求时，可通过显示系统上提供的按键来操作。下面将结合显示系统的显示画面详细介绍按键的操作方法。显示系统提供了六个按键，它们的名称依次是：ESC/返回，ENT/确定，/上，/下，/左，/右。 1主画面显示 缺包检测器加电后，系统进入版本显示和复位原因显示画面，大约持续5秒钟显示，如下图所示。 ZN0243-
10、2000 Version 4.002009.06.11 - =系统提示=多种复位 等待5秒钟后，系统自动进入主显示画面。用户可以在此画面下通过按“确定”键进入菜单显示画面。 =工作状态= 检测压力:-030Kpa阀值压力:-026Kpa缺包统计:0000条检测压力（0Kpa-100Kpa）：当前大条烟检测的实际压力。阀值压力（0Kpa-100Kpa）：设定压力的比较值，即当检测压力大于阀值压力时是判定为好烟，否则即缺包烟。用户可以修改阀值压力以满足实际需要。2主菜单画面 = 菜单 = 1.参数设置2.数据统计3.功能设置4.系统设置 在此画面下用户可以通过“上”“下”按键来选择菜单，选择完成后
11、按“确定”键进入下一级显示画面。按“返回”键则取消设置回到主显示画面。 参数设置：用户可以修改缺包阀值压力值，低气压报警值，清洁定时时间值，检测起始相位和结束相位。 数据统计：此项显示最近5次缺包时的检测压力值、故障计数统计和数据清零。 功能设置：用户可以通过此项将检测功能、剔除功能和条烟监控功能打开或关闭。 系统设置：用户可以通过此项修改密码、界面切换、相位显示转换和系统重启等。 用户选择参数设置，则进入参数设置选择画面 =参数设置= 1.缺包阀值压力2.气压低报警值3.自检测压力值在此画面下用户可以通过“上”“下”按键来选择菜单，选择完成后按“确定”键进入下一级画面。按“返回”键则取消设置
12、回到菜单显示画面。 缺包阀值压力：设定压力的比较值，即当检测压力大于阀值压力时是判定为好烟，否则即缺包烟。用户可以修改阀值压力以满足实际需要。 气压低报警值：欠压缺包检测器内部实时检测现场气压源的压力值，用户可以设置气压低报警值，当现场气压源的压力值小于或等于气压低报警值时，系统会出现低气压提示，并且，系统自带的蜂鸣器会产生间歇性报警声，直到气压源的压力值大于气压低报警值为止。 自检测压力值：因为采用的是负压检测方式，所以每次检测都需要通过判断吸气后的压力值来确定工作状态。而吸气的同时会吸入尘埃，如果不清洁的话，久而久之，气管就会被灰尘堵住，造成检测器不能正常准确的工作。“自检测压力值”就是在
13、每运行500次检测时就对气管进行堵塞自检查，在没有烟的前提下如果此时的检测压力值大于-25Kpa（该值可根据现场情况设定）,则认为检测气管被堵塞，此时报警灯会一直报警，若果故障解除或在主画面下按住【ESC】键则报警灯会关闭。 用户选择数据统计，则进入数据统计的选择界面，在此画面下用户可以通过“上”“下”按键来选择菜单。 =数据统计= 1.缺包压力统计2.故障计数统计3.数据统计清零 - - 缺包压力统计：该画面记录了最近5次缺包的检测压力值，方便用户查看。 故障计数统计：该画面记录了出现故障的次数。 数据清零：则清除所有数据统计值。 用户选择功能设置时，则进功能设置画面。 =系统设置= 1.缺
14、包检测-2.缺包剔除-3.条烟监控- 检测功能：当关闭检测功能时，缺包检测器将停止检测。 剔除功能：当关闭剔除功能时，不管缺包检测器的检测功能功能有没有打开，都将不剔除确包烟。 条烟监控：该功能打开时，如果连续10都没有检测到大条盒皮，则认为目前时开空车状态，此时本检测器停止检测。 用户选择系统设置时，则进系统设置画面。 =系统设置= 1.修改用户密码2.系统重启3.LCD背光 密码修改：用户可以设定密码，范围（09999），忘记密码时可用超级密码99。系统重启：显示屏重新启动。 LCD 背光：背光灯一直打开或30秒无操作自动关闭。结束语l 该检测器具有不受包装材料变化的影响，即不管生产何种品牌的烟，在不改变任何检测参数的情况下都可以准确检测出缺包烟；l 相比当前使用较多的光子式缺包检测器，具有对人体没有任何辐射的优势。l 该检测器具有检测原理简单，且都使用的是常规器材，使设备安装和维护都比较容易。注释或参考文献：G.D气压式缺包检测器产品说明书