一种称量斗、直取装箱机及装箱方法与流程

1.本发明属于港口散货装卸作业技术领域，具体涉及一种称量斗、直取装箱机及装箱方法。


背景技术：

2.散货装箱一直是港口装卸作业的重要一环，也是诸多港口竞相争夺的对象，尤其是有色矿的装卸。
3.现有生产工艺如下：第一步，有色矿船到港后，由门机抓料至翻斗车，翻斗车转运到货场堆垛处理。第二步，拖运空箱的平板车装箱前，先到磅房第一次过磅记录空箱重量，然后到货场由计量斗车进行装箱，装箱后的车第二次到磅房过磅查看装箱重量，由工人根据实际装箱量进行添减到标重，运输到位置后使用叉车进行平箱操作，最后用正面吊卸下等待装火车。整个工艺流程需要七个环节，即：船
→
翻斗车转运
→
堆场
→
平板车空箱过磅
→
计量斗车装箱
→
平板车装箱过磅
→
场地平车
→
码垛。当前生产工艺存在以下几点缺陷：多次转运中撒漏较多，一方面装车实际值与标准值有差距，难以保证精度，另一方面增加了货损，带来了环保压力；装箱工艺复杂，流程繁琐，成本高，效率低，难以满足货主要求。
4.近两年港际竞争大，各港口争相改进装箱设备及工艺，力求提高装卸效率、节省资源、降低能耗。以青岛港为例，青岛港采取卸船直接装箱不转场模式，现场开多条路作业，多台斗车装箱、两条皮带输送装箱，缩短从靠泊到装箱再到发运结束的时间，而且可持续地保持常态化的高效率。但是装箱精度仍然无法保证，需要平板车装箱过磅验证装箱精度，由工人根据实际装箱量进行添减到标重。


技术实现要素：

5.本发明针对目前的不足，提出一种称量斗、直取装箱机及采用该直取装箱机的装箱方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种称量斗，包括支撑体、斗体及悬垂件；所述斗体通过所述悬垂件悬挂连接在所述支撑体上；所述悬垂件处设有称量传感装置；所述斗体出料口设有慢下料机构及快下料机构，所述慢下料机构设有下料通道，所述下料通道一端位于所述斗体出料口下方，另一端向所述斗体出料口外侧延伸，以使物料通过所述下料通道排出所述斗体。
7.进一步地，所述慢下料机构包括动力装置及输送带，所述动力装置驱动所述输送带沿所述下料通道运送物料。
8.进一步地，所述快下料机构包括下料门及驱动装置，在所述快下料机构开启时，所述驱动装置驱动下料门打开，物料随重力下落；在所述快下料机构关闭时，所述驱动装置驱动下料门封堵在所述斗体出料口。
9.进一步地，所述斗体分隔为若干快下料斗及至少一个慢下料斗，每个下料斗对应设有出料口；所述慢下料斗出料口上设置所述慢下料机构，或者所述慢下料斗出料口上设
置所述快下料机构及所述慢下料机构。
10.进一步地，所述慢下料斗位于所述斗体中部，所述快下料斗位于所述慢下料斗两侧且与所述慢下料斗呈一字排列，所述慢下料斗呈倒锥形结构，和/或，所述快下料斗远离所述慢下料斗的侧面呈竖直设置。
11.进一步地，还包括控制器及向所述斗体内加料的加料器；所述控制器包括；设定装车总量a、上限值u、下限值d、粗加设定值c、提前量l的初始模块；启动所述加料器的第一模块；接收进料到上限值u的信号后，依次关闭加料器、打开快下料机构及慢下料机构的第二模块；接收放料到下限值d的信号后，依次关闭快下料机构及慢下料机构、打开加料器的第三模块；根据公式a-（u-d）计算差值g的第四模块；接收放料到粗加设定值c的信号后，依次关闭快下料机构、打开慢下料机构的第五模块，其中，l《c《g；接收放料到设定的提前量l的信号后，关闭慢下料机构的第六模块；其中，到达上限值u、下限值d、提前量l的信号由所述称量传感装置采集。
12.本发明公开了一种直取装箱机，包括输送机，所述输送机位于所述斗体出料口下方，所述输送机包括皮带机、伸缩机构及架体，所述皮带机皮带一端延伸到所述斗体出料口下方，另一端向远离所述斗体方向延伸；所述伸缩机构驱动所述输送带向远离所述斗体方向伸出，或者向所述斗体出料口方向缩回。
13.进一步地，所述伸缩机构包括齿轮、齿条及轨道；所述齿轮固定在架体上，所述齿条固定在所述输送带上，所述轨道设置在所述架体和所述输送带之间。
14.进一步地，所述架体一端设有拖头，所述拖头两侧对称设有万向轮。
15.本发明还公开了一种装箱方法，包括如下步骤：s1空箱过磅，停放至所述直取装箱机的可伸缩输送机皮带末端，所述皮带伸入所述空箱内部；s2喂料给所述直取装箱机，所述称量斗根据给定的重量称重并下料至底部所述可伸缩输送机，物料由可伸缩输送机送料至箱内；s3装箱完成后，过磅称重，直接堆存至集装箱场地。
16.上述技术方案可以得到以下有益效果：（1）本发明采用称量斗对物料的重量进行精准把控，基本达到一次装箱即可达到标重的效果，节省了人工添减货物的步骤，提高了装箱效率、减小了货损。
17.（2）下料时，前期通过快、慢下料机构共同作业，实现快速下料至接近标重，后期关闭快下机构，通过慢下料机构精细下料至标重；快、慢下料机构协同配合，既保证了下料的效率，又最大化确保装箱精度。
18.（3）慢下料机构的下料通道与物料在重力状态下的下落路径不同，物料在下料通道中不是在重力作用下下落，而是通过动力装置驱动输送带可控地沿下料路径向外输送物料，可以精准的把握下料量。
19.（4）称重过程自动化程度高，只需要少数几个操作人员在场操作及监督，解放生产
力。
20.（5）该“装箱机”具有自动化程度高、计量精度高、标定简便、系统可靠性高、污染小、货损小、生产效率高等优点，满足货主对精确计量和减少货损的要求，减少多个作业环节，节省工人和车辆，降低生产成本。
21.（6）该工艺方式将货物从船上直接装箱，避免了斗车作业环节带来的撒漏，保障了装箱精度；通过工艺改进，现有的7个作业环节变为个2个，减少了5个环节，优化了工艺流程，降低了生产成本，提高了生产效率；避免了多次装卸过程中带来的粉尘污染，以及斗车、翻斗车作业带来的能源污染，缓解环保压力；直接计量装箱作业，避免了堆垛转运占用的场地，减轻了堆场压力。
附图说明
22.图1是本发明称量斗侧面示意图。
23.图2是本发明称量斗沿快下料斗中心线剖开的剖面图。
24.图3是本发明称量斗中慢下料斗的剖面图。
25.图4是本发明直取装箱机的示意图。
26.图5是本发明的输送机示意图。
27.图6是本发明的输送机截面示意图。
28.图7是图6的a处放大图。
29.图中：1、加料器，2、称量斗，21、斗体，211、快下料斗，211a、侧壁，212、慢下料斗，22、支撑框架，23、快下料机构，231、电液伸缩杆，232、下料门，24、慢下料机构，241、强制加料器，241a、链板，3、输送机，31、皮带机，32、架体，321、液压支腿，33、拖头，331、万向轮，34、伸缩机构，341、齿轮，342、齿条，343、轨道槽，344、滚轮。
具体实施方式
30.为进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合实施例和附图对本发明作进一步地说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。
31.实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
32.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。
33.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.实施例一：本发明公开了一种称量斗2，包括支撑体、斗体21及悬垂件，支撑体为支撑框架22，
悬垂件为链条，斗体21采用四角链条悬挂在支撑框架22内，同时带限位控制晃动幅度。
35.悬挂链条处设有称量传感器（图中未示出），称量传感器接线板接线方式采用压接式，传感器更换维护方便。采用四个传感器，选用德国hbm公司产数字传感器，传感器装有活动限位，设备闲置时可以锁紧，需将4只传感器上方调节螺栓向下调整，使传感器不受力，以防移动设备时颠簸造成传感器受损，传感器压秤方便操作。
36.斗体21呈上大下小设置，上端设进料口，下端设出料口。斗体21分隔为若干快下料斗211及至少一个慢下料斗212，每个下料斗对应设有出料口，在本实施例中，快下料斗211出料口设置快下料机构23，可以快速地将下料斗内的物料排放出去，慢下料斗212出料口上设置慢下料机构24及快下料机构23，可以实现慢速、可控地向外排放物料，视现场作业情况，每只下料斗可装备振动电机辅助下料。下料时，前期通过快、慢下料机构23、24共同作业，实现快速下料至接近标重，后期关闭快下机构，通过慢下料机构24精细下料至标重；快、慢下料机构协同配合，既保证了下料的效率，又最大化确保装箱精度。
37.在其他实施例中，慢下料斗24出料口上也可以只设置慢下料机构，也在本发明保护范围内。
38.具体地，如图2所示，快下料机构23包括下料门232及驱动装置，在快下料机构23开启时，驱动装置驱动下料门232打开，物料随重力下落；在快下料机构关闭时，驱动装置231驱动下料门232封堵在斗体出料口，不允许物料下落。快下料斗的下料口处设置一对快下料机构23，该对快下料机构的下料门232对开设置，本实施例中，驱动装置231是电液推杆，在其他实施例中，还可以是电机、气缸、油缸等。此外，每个快下料斗均装有二套振动气锤，以促进物料排出。
39.如图3所示，慢下料斗212为倒锥型结构，以防精细下料时物料不下落，料斗用大r制作棱角，保障黏度较大的有色矿能够实现可控的重力加料。本实施例中，慢下料机构24为网带式强制加料器241，包括链板241a，链板241a输送物料的路径为下料通道，该链板241a一端位于出料口下方，另一端向出料口外侧延伸，以使物料可控地通过下料通道排出斗体，链板电动门置于链板241a上方，开口位置可调，避免抓料后漏料。此外，慢下料斗下料口处还设有快下料机构，慢下料机构以可覆盖下料口一部分端口的方式设置，快下料机构以下料门可覆盖下料口另一部分端口的方式设置，两者可以分别单独下料，在同时关闭的情况下，慢下料斗下料口才完全关闭。
40.继续参考图1所示，慢下料斗212位于斗体21中部，快下料斗211位于慢下料斗两侧且与慢下料斗呈一字排列，快下料斗上远离慢下料斗的侧面呈竖直设置，不带倾角方便物料下落。快下料斗也用大r制作棱角。结合图2所示，快下料斗出料口设置快下料机构23，快下料斗包括对开设置的下料门232及驱动装置231，在快下料机构开启时，驱动装置231驱动下料门232打开，物料随重力下落；在快下料机构23关闭时，驱动装置231驱动下料门232封堵在斗体21出料口。
41.值得一提的是，本发明称量斗还包括控制器及向斗体内加料的加料器1。如图4所示，加料器1包括储料仓（图中未示出），储料仓下端口为加料门。控制器包括若干模块，设定装车总量a、上限值u、下限值d、粗加设定值c、提前量l的初始模块；启动所述加料器的第一模块；接收进料到上限值u的信号后，依次关闭加料器、打开快下料机构及慢下料机构的第二模块；接收放料到下限值d的信号后，依次关闭快下料机构及慢下料机构、打开加料器的
第三模块；根据公式a-（u-d）计算差值g的第四模块； 接收放料到粗加设定值c的信号后，依次关闭快下料机构、打开慢下料机构的第五模块，其中，l《c《g；接收放料到设定的提前量l的信号后，关闭慢下料机构的第六模块；其中，达到上限值u、下限值d、粗加设定值c、提前量l的信号由称量传感器采集。
42.具体地，在某次称量斗称量矿粉的具体实施例中，物料由门机抓斗抓入储料仓，设定装车总量a为27.75吨，称量斗上限值u为15吨，下限值d为0.5吨，提前量l，计算出每箱分二次称重装料。启动设备，控制器第一模块工作，向加料器发送开启信号，加料门打开，振打电机或空气炮配合将矿粉输入到称量斗内，称量传感器随时检测输入重量，当称量到设定的上限值u时，控制器接收进料到上限值u的信号，第二模块工作，依次关闭加料器、打开快下料机构及慢下料机构，振打电机或空气炮停止，此时，称量斗下端3道下料门打开，进行排料，3道排料门根据现场料流情况设定的值逐个开、关闭，称量传感器随时监控斗内重量，当排料到设定的下限值d时，控制器第三模块工作，依次关闭快下料机构及慢下料机构、打开加料器加料门，称量斗3个下料门全部关闭，此时记录一个实际排料值为14.5吨。再启动加料器，控制器第一模块再次工作，继续加料至上限u后加料门关闭，控制器第四模块工作，根据公式a-（u-d）计算差值g，g为此次需要的排料值，得出g=13.25吨；接收进料到上限值u的信号，控制器第二模块再次工作，依次关闭加料器、打开快下料机构及慢下料机构，打开3道下料门，放料到粗加设定值c，c为提前设定的，接近目标值，第五模块工作，依次关闭快下料机构、打开慢下料机构，保证称量精度，最后放料到设定的提前量l，控制器第六模块工作，关闭慢下料机构，自此该箱称量完成。可多条产线同时作业，每条生产线分别由专用的称量控制器与可编程控制器控制，均可独立作业。
43.实施例二：在实施例1的基础上，如图4所示，本发明还公开了一种直取装箱机，该装箱机主要用于铜矿、锌矿等有色矿装箱，主要由加料器1、称量斗2、输送机3等组成，设称重仪表，电动、气动驱动，plc控制，采用动力驱动下料（慢下料机构）及重力下料（快下料机构）形式，实现粗细加料，以保证称重精度及工作效率。装箱机有足够的稳定性，具有抗风、抗震、抗碰撞、防倾覆能力。
44.其中，斗体21出料口下方设有输送机3。如图5所示，输送机3包括皮带机31，皮带机31的皮带为输送带，皮带一端向斗体出料口下方延伸，以承接从斗体21出料口放落的物料，另一端向远离斗体21的方向延伸，并能深入集装箱内部，物料从斗体出料口落在皮带上，随皮带传送进入集装箱并在皮带末端落入集装箱。具体地，皮带机31为可伸缩皮带机，依靠伸缩机构实现向远离斗体方向伸出，或者向斗体出料口方向缩回， 在本实施例中，如图6、7所示，采用齿轮齿条机构作为伸缩机构实现伸缩，且具备正反转功能，伸缩机构34包括齿轮341、齿条342及轨道；齿轮341固定在输送机架体32上，齿条342固定在皮带机底部侧面，皮带机两侧设有轨道槽343，架体32上对应轨道槽343设有滚轮344，在需要驱动皮带伸缩时，电机驱动齿轮转动，齿轮带动齿条移动，皮带在轨道槽343、滚轮344的导向作用下伸出或者缩回。
45.输送机还包括液压支腿及拖头。该系统采用拖头拖动方式移动，拖头安装在架体一端，两侧分别安装有万向轮，方便拖头向两侧摆动，便于移动该输送机时改变方向。采用4只液压支腿321方式保证设备运行时的水平与稳定。
46.有色矿车船直取装箱机的物料通过输送机装箱，在装箱过程中翻斗车静止不动，可伸缩皮带机末端首先伸进箱内，物料从皮带末端不断落入集装箱，当物料堆积到0.9m高度时，可伸缩皮带机通过齿轮齿条机构后退一步，逐步完成装箱，皮带机的工作完全自动完成。
47.完成装箱后，延时10秒后输送机进入低速运行状态、低速运行时间超过10分钟则自动停机，10分钟内开始下一箱则恢复高速运行。
48.实施例三：在实施例2的基础上，本发明还公开了一种采用直取装箱机的装箱工艺，有色矿车船直取装箱机可在岸边完成称重装箱，直接送到集装箱场地堆存。具体步骤为：平板车空箱过磅，停放至装箱机的皮带末端。门机抓斗喂料给有色矿直取装箱机，该设备称重后，通过底部的可伸缩输送机自动装箱。装箱完成后，平板车过磅称重，直接堆存至集装箱场地。
49.新工艺流程需要两个环节：船
→
（集装箱车辆过空）装箱
→
（集装箱车辆过重）码垛。
50.采用新设备、新工艺后，港口散货装卸尤其是有色矿装卸具有降低成本、减少货损、提高效率、缓解堆场压力等显著优势，具体分析如下：（1）降低装卸成本方面，现有工艺整个作业流程需要司机和工人约10人，新工艺流程需要4人。目前卸船至后场再装箱的工艺每箱人力、机械成本249.78元，采用直接装箱工艺每箱成本135.81元，每箱可节约113.97元。
51.（2）减少货损方面，采用直接装箱的工艺，减少散货转运、堆高、装箱、过磅计量等环节，能最大限度的减少损耗，预计可以减少货损千分之0.5，为货主带来的直接效益。
52.（3）提高效率方面，现有装箱工艺平均每工班能达到95箱左右，按照设计能力，新工艺以每工班10小时计算，2台装箱机可装箱不低于120箱，货重不低于3330吨，昼夜不低于6660吨，有节约装卸成本、计量精度高和清洁环保的优势。一旦新设备投入，能有效支撑货源争揽，船舶配载量从单船1万吨变2万或更多。
53.（4）环保节能方面，散货吞吐产生扬尘，需要采用喷淋洒水和清扫车清扫的方式来降低扬尘保障环保，喷淋和清扫车也属于必要投资。该工艺采取直接计量装箱卸船，减少了汽车、装载机的使用量及运输过程中的撒漏，减少粉尘的产生和汽车尾气的排放，不需要喷淋，且减少散货苫盖费用。
54.（5）缓解堆场压力方面，有色矿堆存场地占用面积大。直接计量装箱作业，避免了堆垛转运占用的场地，减轻了堆场压力。
55.以上所述均为本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的原理前提下，对本发明的各种等价形式的修改均属于本技术所附权利要求的保护范围。

技术特征：
1.一种称量斗，其特征在于：包括支撑体、斗体及悬垂件；所述斗体通过所述悬垂件悬挂连接在所述支撑体上；所述悬垂件处设有称量传感装置；所述斗体出料口设有慢下料机构及快下料机构，所述慢下料机构设有下料通道，所述下料通道一端位于所述斗体出料口下方，另一端向所述斗体出料口外侧延伸，以使物料通过所述下料通道排出所述斗体。2.根据权利要求1所述的一种称量斗，其特征在于：所述慢下料机构包括动力装置及输送带，所述动力装置驱动所述输送带沿所述下料通道运送物料。3.根据权利要求1所述的一种称量斗，其特征在于：所述快下料机构包括下料门及驱动装置，在所述快下料机构开启时，所述驱动装置驱动下料门打开，物料随重力下落；在所述快下料机构关闭时，所述驱动装置驱动下料门封堵在所述斗体出料口。4.根据权利要求1所述的一种称量斗，其特征在于：所述斗体分隔为若干快下料斗及至少一个慢下料斗，每个下料斗对应设有出料口；所述慢下料斗出料口上设置所述慢下料机构，或者所述慢下料斗出料口上设置所述快下料机构及所述慢下料机构。5.根据权利要求4所述的一种称量斗，其特征在于：所述慢下料斗位于所述斗体中部，所述快下料斗位于所述慢下料斗两侧且与所述慢下料斗呈一字排列，所述慢下料斗呈倒锥形结构，和/或，所述快下料斗远离所述慢下料斗的侧面呈竖直设置。6.根据权利要求1所述的一种称量斗，其特征在于：还包括控制器及向所述斗体内加料的加料器；所述控制器包括；设定装车总量a、上限值u、下限值d、粗加设定值c、提前量l的初始模块；启动所述加料器的第一模块；接收进料到上限值u的信号后，依次关闭加料器、打开快下料机构及慢下料机构的第二模块；接收放料到下限值d的信号后，依次关闭快下料机构及慢下料机构、打开加料器的第三模块；根据公式a-（u-d）计算差值g的第四模块；接收放料到粗加设定值c的信号后，依次关闭快下料机构、打开慢下料机构的第五模块，其中，l<c<g；接收放料到设定的提前量l的信号后，关闭慢下料机构的第六模块；其中，到达上限值u、下限值d、提前量l的信号由所述称量传感装置采集。7.一种包含权利要求1-6任意一项所述称量斗的直取装箱机，其特征在于：包括输送机，所述输送机位于所述斗体出料口下方，所述输送机包括皮带机、伸缩机构及架体，所述皮带机皮带一端延伸到所述斗体出料口下方，另一端向远离所述斗体方向延伸；所述伸缩机构驱动所述输送带向远离所述斗体方向伸出，或者向所述斗体出料口方向缩回。8.根据权利要求7所述的一种直取装箱机，其特征在于：所述伸缩机构包括齿轮、齿条及轨道；所述齿轮固定在架体上，所述齿条固定在所述输送带上，所述轨道设置在所述架体和所述输送带之间。9.根据权利要求7所述的一种直取装箱机，其特征在于：所述架体一端设有拖头，所述拖头两侧对称设有万向轮。10.一种采用 7-9任意一项所述直取装箱机的装箱方法，其特征在于：包括如下步骤：s1空箱过磅，停放至所述直取装箱机的可伸缩输送机皮带末端，所述皮带伸入所述空
箱内部；s2喂料给所述直取装箱机，所述称量斗根据给定的重量称重并下料至底部所述可伸缩输送机，物料由可伸缩输送机送料至箱内；s3装箱完成后，过磅称重，直接堆存至集装箱场地。

技术总结
本发明公开了一种称量斗，包括支撑体、斗体及悬垂件；斗体通过悬垂件悬挂连接在支撑体上；悬垂件处设有称量传感装置；斗体出料口设有慢下料机构及快下料机构，慢下料机构设有下料通道，下料通道一端位于斗体出料口下方，另一端向斗体出料口外侧延伸，以使物料通过所述下料通道排出所述斗体。本发明还公开了一种直取装箱机，包括输送机，所述输送机位于斗体出料口下方。本发明还公开了一种装箱方法，只需要两个环节：船


技术研发人员：顾宁锋 尹振威 许贺 马强 程善安 于晓 曹文远 马建 李亚南 史各 宋林友
受保护的技术使用者：江苏连云港港口股份有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/10/8