§2-3 稱重計量機構
·間歇式稱重計量裝置
·連續式稱重計量裝置
* 容積計量的關鍵條件之一是藥物視比重的穩定。對易吸濕受潮、結塊、比重變化大的藥物,計量精度難以保證。 * 稱重計量雖然結構相對較複雜、速度較慢,但計量精度高
(誤差≤0.2~0.4%甚至0.1%,容積法為3~5%)
→品位和價格高、劑量小、比重不夠穩定的藥物計量。 * 稱重計量裝置的基本組成:供料器、計量秤、控制器。
供料器——將料斗中的物料輸送到計量秤中。
供料器應有良好的可控制性。
常用的有:電磁振動供料器、微振蕩供料器。
計量秤——進行計量,是保證計量精度的重要部分。
常用的有:槓桿秤、彈簧秤、液壓秤、電子秤等。
控制器——控制供料的進行與停止。
控制器的靈敏度對計量精度的影響很大。
常用控制方法有:電氣控制、氣動控制。
電控制元件:觸點、無光電、差動變壓器、開關等。
氣動控制元件:機械閥、電氣件、氣動機構。
* 稱重計量裝置分:間歇式稱重計量
連續式稱重計量
一、間歇式稱重計量裝置
* 間歇式稱重計量裝置多以天平秤作為計量秤。
1、天平稱重計量裝置組成:
料斗、電磁振動供料器、天平秤、控制器。
2、工作原理:
在光電控制器控制下,利用電磁振蕩器進行粗細加料,由天平秤稱量,並通過一定的機構進行分裝。
3、工作過程:
加料開始,砝碼重量秤桿?A斜、秤尾落在限位塊上
→光孔板接通第一級光控系統,發出信號
→電磁振動供料器以較大振幅向秤盤快速加料(粗加料)
→秤尾從限位塊上快速升起;
加料至90%
→光孔板接通第二級光控系統,並即刻發出信號
→電磁振動供料器振幅減小,以慢速向秤盤加料(細加料)
→秤尾慢慢升起;
當秤尾繼續上升使秤桿處於平衡時,此時加料至計量要求(100%)
→光孔板離開第二級光控系統,並再次發出信號
→電磁振動供料器停止供料
→秤桿停止擺動、完成計量;
通過機械或電氣、氣動的機構使秤盤口張開進行卸料之後複位。
4、特點:
A、計量精度較高;
B、但稱重過程複雜、速度較低,不能滿足自動包裝機分裝要求。
5、改進: (1)多天平秤同時稱量、輪流分裝
圖2-14 轉盤式多秤計量機構
1-盛料器;2-電磁振動供料器;3-翻斗式浸料器;4-天平; 5-充填料斗;6-容器;7-取料器;8-觸點開關
·原理與單天平秤計量相同:多台天平秤安裝在等速旋轉的圓盤上同時進行稱重計量,輪流給分裝機上各個容器送料;
·計量與分裝速度提高。
(2)集中稱量、離心分裝
圖2-15 集中稱重離心等分機構
1-料斗;2-微振動供料器;3-天平;4-砝碼;5-觸點開關;6-放料電磁鐵;7-等分盤; 8-軟管;9-容器;10-空心等分軸;11-離心盤;12-軸;13-橡皮受料斗;14-料斗;15-大供料斗
·原理:物料一次計量-攪拌後進入離心盤-離心等分進行計量。
·電磁鐵6的作用是對一次計量的落料進行控制。
·離心等分裝置原理如圖2-16。
圖2-16 離心等分裝置 1-料倉;2-攪拌器;3-小甩盤;4-甩盤;5-貯粉斗
·集中稱量等分計量的誤差在理論上也等分→提高計量速度和精度;
但結構的複雜性、物料的性能等→難以達到理論上的計量精度;
→多用於顆粒劑的計量分裝。
(▲)電子秤
二、連續式稱重計量裝置
* 連續式稱重計量的原理都是通過控制物料的穩定流量及其流動時間間隔進行計重的。 * 常用的有皮帶秤和螺旋秤。 * 由於是在連續輸送過程中完成計量的,所以裝置需有較完備的閉環控制系統。
1、電子皮帶秤
——是採用電子自動檢測並控制秤盤上方輸送皮帶上的物料流量,再通過分配機構實現等量供料。 ◆ 電子皮帶秤有盤式天平槓桿平衡秤(圖2-17)和盤式彈簧平衡秤。
◆ 電子皮帶秤的組成結構主要有:料斗部件、盤式天平、皮帶輸送機構、感測器、電子控制系統、物料分配機構。 (1)料斗部件 電子皮帶秤中料斗部件的型式隨著物料的不同而不同。 ·對流動性好的散劑、結晶葡萄糖等,可採用閘門式料斗:
秤盤上物料變化→感測器發出信號→可逆電機帶動閘門開大或關小。 ·對流動性較差的粉劑物料,可採用電磁振動式料斗:
秤盤上物料變化→感測器發出信號→電磁振動器振幅增大或減小。 ·有的機構採用電磁振動與閘門控制相結合→效果更好,但機構複雜。
(2)盤式天平槓桿平衡秤 ·是電子皮帶秤的主體部件; ·圖2-17中天平秤的支承採用微型軸承代替刀刃式→耐振、壽命長; ·Ω形彈簧8起穩定天平作用、並參與計量的起始和制動; ·油阻尼器13可抑制秤盤振蕩、使稱重系統保持穩定; ·槓桿平衡秤採用質輕材料、等臂結構→不受溫度變化的影響
→熱穩定性好、慣性小→具有較高的穩定精度。
(3)皮帶輸送機構
·是電子皮帶秤重要組成部分,由它將料斗送出的藥物送至分配機構。 ·對皮帶要求:秤盤通過輸送帶感受物料的重量變化
→不僅滿足強度條件、薄而柔軟和耐磨,
而且不易積粉,以免稱量不真實。
常用的皮帶有:①聚四氛乙烯玻璃布,厚0.12mm,其不粘性能較好;
②滌輪布,厚0.08~0.1mm,皮帶強度高,耐磨性好。
(4)感測器
·其作用是將秤盤感受的重料變化轉換為電信號方式輸出,供調節用。 ·電子皮帶秤上使用的感測器有多種,但最常用的是差動變壓器,它是一種無接觸式的位移感測器(如圖2-17)。 ·原理:流經秤盤5上方的物料層重量發生變化
→秤盤產生上下方向的相對位移
→與秤盤相連的差動變壓器鐵芯也作相應的上下位移
→差動變壓器線圈輸出毫伏級交變電壓信號並經放大
→由調節器來控制可逆電機1帶動閘門。
(實際上,上下位移量極小,有時只有0.01mm,輸出信號電壓2~3mv。)
(5)電子控制系統
圖2-18 電子皮帶秤控制裝置
·電子控制系統主要包括電子調節器、放大器、指示器等。 ·電子控制系統主要作用是完成重量給定值,並與感測器送來的電壓信號進行比較、綜合和運算,得出一差值信號予以輸出。輸出信號是毫伏級的,須經過功率放大器放大後方能驅動調節執行機構運動。 ·電子指示器可監視電子系統運行情況,及時作出適當處理。 (整個系統為閉環零值調節系統,始終保持秤盤上物料重量為一個恆定值,即差動變壓器輸出與重量校正的差值維持零值。)
(6)物料分配機構 ·是一種具有等分格子的圓盤按給定轉速等速迴轉的機構。 ·計量:圓盤作等速旋轉→每格所截獲的物料重量是相同的。 ·分裝:物料隨盤轉至另一側,經圓盤下部的漏斗落入分裝容器;
或者容器與等分格子及漏斗同步轉動,一一對應,實現分裝。 ◆ 電子皮帶秤工作過程:物料由料斗部件閘門送出,隨皮帶連續流經自動秤秤盤,[當秤體上一段皮帶的物料重量變化(對應視密度變化)時,通過差動變壓器,將此重量變化轉化為相應的電量變化,經電子檢測機構綜合放大后,驅動可逆電機,帶動料斗閘門升降,控制皮帶上物料層厚度,以保證皮帶上的物料流量的穩定。]經檢測計量後送至另一端的物料分配機構,再由漏斗將物料分裝到容器中,完成連續計量分裝工作。 ◆ 電子皮帶秤計量機構的特點: A、計量精度較高(誤差≤1~2%); B、可連續稱量,速度快(只要適當匹配皮帶與等分格子圓盤的運動速度,即能達到預期的計量目的。每分鐘可分裝20~200瓶、包,相當於物料流量0.2~3t/h); C、計量範圍廣(數十克~數百克); D、適應的物料視密度變化範圍為土10~30%,秤感量<0.58; E、應用廣泛:除了用作連續計量外,還可作物料重量、流量的測量和積算以及連續配比等。
2、螺旋秤
圖2-19 螺旋秤工作原理圖 1-伺服電機,2-螺桿給料器;3-擋板;4-感測器;5-控制器
◆ 工作過程:物料由料斗流到螺桿給料器2中,在螺桿旋轉推送作用下流至擋板3上,然後通過分配機構進入容器,完成計量分裝過程。 ◆ 控制原理:擋板3的安裝角度要使物料的衝力的垂直分量能傳給感測器。因感測器輸出信號的強弱與物流衝力成比例,所以,通過控制器調節螺桿給料器的轉速即可達到準確定時計量的目的。 ◆ 主要影響因素:物料的下沖高度及其與擋板的接觸面積是影響螺旋秤正常工作的主要因素。 ◆ 這種秤只適用於不產生粘附和起拱的顆粒狀物料。
(其控制原理與電子皮帶秤相似,這裡就不再敘述。)