专利名称：纺织纤维打包机及其包箱的制作方法
本文将要公开属于一个发明构思四项发明。其中第一项发明，是打包机专用包箱；第二项发明，是立式液压打包机；第三项发明，是卧式多用打包机；第四项发明，是卧式双箱打包机。这些打包机都有着相同的特定技术特征，引用这些特定技术特征，还能派生更多的打包机。这些打包机，可以广泛用于棉花、化纤等纺织纤维打包，也可以用于其它轻泡物料打包。
中国专利文献CN85203729和CN90225762.5，对打包机包箱的背景技术和改进技术，作了较祥细的介绍，CN85203729还公开了一种改进的整体拔出的双层套筒包箱。该包箱虽然克服了四面开门包箱的许多令人难以忍受的缺点，可是它本身竟使用了几十个运动件。有运动，就有磨损，就有故障；运动件越多，故障越多，花钱也越多；运动副越多，制造精度越高，装配要求越严；这是一个很客观的现实问题。
目前，用于纺织纤维打包的机器，普遍是液压双箱打包机。邯郸棉机厂、沙市棉机厂、南通棉机厂的产品样本和说明书，对这种机器的构造和原理作了祥细描述；中国专利文献CN85203729和CN90225762.5，也对这种机器的背景技术和改进技术进行了介绍。
液压双箱打包机，有一台装料压力机，用来将泡松纤维装进包箱并压缩到100kg/m3左右；纤维的预压缩密度为60-100kg/m3，预压效果不大明显。该机还有二只高于2.5m、重于1.5T的包箱，用于装载密度为80-100kg/m3纤维，似乎有些大材小用。该机还有一支行程大于2m，压力大于2000KN的大型液压缸，用来把包箱内的纤维从100kg/m3压缩到700kg/m3。实验结果表明该液压缸将普通包箱内的棉花从100kg/m3压缩到400kg/m3时，行程为1.6m，压力为120KN；继而从400kg/m3压到700kg/m3时，行程为0.3m，压力猛增到2000KN。“轻载行程大，重载行程小”的荷载特性说明，使用这种大行程大压力的液压缸打包，既不合理，也不经济。实事也证明了这一点液压缸往复一个行程，需要90秒甚至更长时间，占用了加工一个包的一半工时，成了提高打包生产率的障碍。为了加快这支缸的运行速度，人们不得不采用大排量、大功率的液压发生及控制装置；为了使液压发生装置适合这支缸的载荷特性，人们又不得不采用变量泵、衡功率泵；这些技术措施，使液压系统变得庞大、复杂、昂贵。大包箱、大油缸、带来了大机架，构成了大机器。大型机器，不但制造困难，而且维修不便；不但搬运安装不便，而且操作使用费力；不但造价高昂，而且建厂、安装耗费很大。
在棉花上市季节里，到处可见棉花堆积成山，到处可见工人背着棉花去打包。把堆积成山的棉花，一篓一篓地搬到打包机房，又一车一车地吊到楼上去打包，花费了不少劳力和资金。因此，棉花人渴望有能够移动的打包机。
棉籽剥绒和化纤生产，都存在几种产品同时分类打包问题，现有技术解决方案，是采用几台打包机去完成。为了减少设备和厂房投资，为了节省劳力和能源费用，中国专利文献CN86106239A，针对化纤厂的生产特点，提出了“一机多箱”的技术解决方案。然而，这个方案需要在打包机本体以外，附加一个庞大的包箱支承机构和一套复杂的包箱轮换机构。
因此，本发明的任务是改进打包技术、完善打包设备、解决上述问题。其具体任务是1.提供一种构造简单、性能可靠、立卧通用、经济耐用的包箱；2.提供一种体积小、重量轻、造价低、性能完善的立式液压打包机；3.提供一种料口低、能移动的单箱打包机；4.提供一种双向打包的双箱打包机。
为了完成上述任务，本发明的技术思想是将现有的整体拔出的套筒包箱，改造成整体拔出的低阻包箱，使之具有立、卧、俯、仰之通用性，先解决立式、卧式、轮式等各种型式打包机共有的核心技术问题，后应用整体拔出包箱和拔箱技术，再创造发明立式液压打包机、卧式双箱打包机、多用单箱打包机或派生更多的打包机器。其具体技术方案如下打包机专用的整体拔出包箱，其成包腔有减阻结构。
成包腔的减阻结构是拔箱锥度、滑动衬板、固体润滑膜等任意一种或一种以上组合。
用于立式打包机的包箱的给料腔有一块或二块摇摆壁，用于卧式打包机的包箱的给料腔有一个给料门。
一种立式液压打包机，该机包括门式机架，对应打包工位而装配在门式架上梁的配有压头的打包液压缸和液压拔箱机构，对应装料工位而装配在门式机架上梁的配有压头的装料液压缸和料斗，对应打包工位和装料工位而装配在门式机架下梁上的液压换箱机构和包箱，还包括液压发生及控制装置和液压管道；所说的包箱，是属于本发明的整体拔出包箱；打包液压缸的工作行程，小于或等于装料液压缸的工作行程。
一种多用单箱打包机，该机包括有矩形内框的机架，装配在矩形内框中并且能够往复移动的属于本发明的整体拔出包箱，并列装配在机架一端的打包液压缸和拔箱液压缸，均布固定在机架另一端的压条，与包箱内腔相配、与打包液压缸杆端相连的压头，与液压缸相连的管道和液压发生及控制装置，拔箱液压缸杆端与包箱相连，包箱在矩形内框中移动的尺寸大于一个包的高度。
多用单箱打包机的压头具有导向枕，导向枕与包箱内腔具有滑动配合关系。
多用打包机的机脚按下列任意一种方式装配机体竖立，机脚固定在机架的底部或中部，构成立式单箱打包机；机体横卧，机脚固定在机架的底部，构成卧式单箱打包机；机体横卧，脚轮装配在机架的底部，构成轮式单箱打包机。
一种卧式双箱打包机，该机包括有二个同心矩形内框的机架，分别装配在二个同心矩形内框中并且能够往复移动的属于本发明的整体拔出包箱，并列装配在机架中部立柱上的双向作用的打包液压缸和二支拔箱液压缸，均布固定在机架二端的压条，与包箱内腔相配、与打包液压缸的二个杆端相连的压头，与液压缸相连的管道和液压发生及控制装置，二个拔箱液压缸的二个杆端分别与二只包箱相连，包箱在矩形内框中移动的尺寸大于一个包的高度。
卧式双箱打包机的包箱的给料腔有一个给料门，给料门的上方有给料机构。
由于本发明的整体拔出包箱具有拔箱锥度、滑动衬板、固体润滑膜等任意一种或一种以上组合的减阻结构，将包与包腔之间的平面磨擦转化成了斜面磨擦，将棉与钢磨擦转化成了钢与钢磨擦，将干磨擦转化成了有润滑磨擦，它们当中任意一种转化结果都能够致使包与包腔之间的磨擦阻力降低很多，任意二种或三种组合能够将磨擦阻力降低90％以上。又因为纺织纤维在高压状态下，既难以压缩，又难于膨胀，只要松动一点，即可脱离成包腔。所以成包腔的拔箱锥度和拔箱外力，足够将包箱从膨胀的包裹上可靠地拔出。由于拔箱锥度在0.5度至1.5度之间，滞留在包裹上的锥度也在0.5度至1.5度以内；打包外力释放后，包裹大幅度膨胀，残留在包裹上的锥度更小甚至完全消失；即使残留锥度和拔箱锥度完全相同，仍然属于人们的视觉误差范围，不会影响包型外观，更不会影响包裹的使用。又因为本发明的整体拔出包箱仅有减阻结构没有定向运动，所以在立、卧、俯、仰、斜任意一种状态下均可使用，为各种打包机解决了共有的核心技术难题，为本发明的几种打包机奠定了技术基础。此外，没有运动构件，故制造容易、使用可靠、经济耐用。
本发明的立式液压打包机，采用了本发明的整体拔出包箱，使打包机构造变得简单、可靠；本发明依据纺织纤维打包“轻载行程大、重载行程小”的压力特性，采用了压力大行程小的打包液压缸及压力小行程大的装料液压缸，这对于降低液压缸、液压发生及控制装置的造价，除低机架高度、机体重量、整机造价，降低厂房高度和造价，提高打包机的生产率，起到了重要作用。
本发明的多用单箱打包机，得益于本发明的整全拔出包箱和拔箱技术思想，成功地将立式单箱打包机、卧式单箱打包机、轮式单箱打包机的优点汇于一身。各种型式的转换，仅改变机脚或脚轮的安装位置即成。立式单箱打包机，适合小型轧花厂使用；卧式单箱打包机，适合棉花收购门市部打包；轮式单箱打包机，符合流动或移动打包要求。
本发明的卧式双箱打包机，具有双箱同时打包的特点，符合多种物料同时分类打包的要求，解决了棉籽剥绒和化纤生产中存在的打包问题。此外，还应用了本发明的整体拔出包箱和拔箱技术思想，致使整个机器变得简单、可靠、经济、耐用。
下面结合几个非限定性的实施例及其附图，对本发明作进一步祥细说明。
图1和图2，是二种用于卧式打包机的整体拔出包箱的轴侧图。
图3和图4，是一种用于立式打包机的整体拔出包箱的简图，图3是图4的剖视简图。
图1至图4的标记为1.给料腔 2.轴 3.弹簧架 4.弹簧5.摇摆壁 6.滑动衬板 7.箱壁 8.成包腔 9.给料门 10.铰链图5，是一种立式液压打包机的轴侧6，是一种多用单箱打包机的轴侧7，是一种卧式双箱打包机的轴侧5至图7的标记为11.液压拔箱机构 12.机架 13.打包液压缸 14.压头 15.拔手 16.包箱 17.压条 18.液压换箱机构 19.装料液压缸 20.料斗 21.插肖 22.液压发生及控制装置 23.管道24.脚轮 25.机脚 26.包裹用于卧式打包机的包箱如图1和图2所示该包箱有给料腔1和成包腔8。给料腔的侧壁上有给料门9，整个包箱为一个壳体。加工矩形包裹的包箱，给料腔1为矩形，成包腔8为出包口大进料口小的梯形；加工圆柱形包裹的包箱，给料腔1为圆柱形，成包腕8为出包口大进料口小的圆台形；依此类推，给料腔1和成包腔8的形状，对应于被加工包裹的外形。工作时，纺织纤维从给料门9投进给料腔1，由打包机的压头推进成包腔8，在成包腔8中压成结实的包块，最后由打包机的拔箱机构将包箱拔出，使包块脱离成包腔8，再包扎成包裹。
图3和图4所示是一只加工矩形包裹的包箱，主要用于立式打包机。该包箱有四面箱壁7，其中二面箱壁7从上到下向外倾斜，构成梯形成包腔8；该壁的倾斜幅度即为拔箱锥度。倾斜的二面箱壁7上有滑动衬板6，固体润滑膜在箱壁7和衬板6之间任意一面或二面上。衬板6可以挂钩在箱壁7上，也可以用螺栓与箱壁7相连，采用任何一种连接方式，只要保证衬板6能够沿着箱壁7上下滑动即可。衬板6的上方有二块摇摆壁5，摇摆壁5与轴2相连，并且能够绕着轴2内外摇摆。摇摆壁5向外摇摆的力，由打包机的压头提供，向内摇摆的力，由固定在弹簧架3上的弹簧4提供。摇摆壁5及其摇摆运动的作用，是制止被压缩的纺织纤维反弹外溢；因此，它和普通包箱的钩持器一样，大包箱用二块，小包箱用一块；摇摆幅度，大包箱宜大一点，小包箱则小一点；还可以用普通钩持器取而代之。装料时，纺织纤维由打包机的装料压力机构从给料腔1压入成包腔8；压入成包腔8的纤维达到一定密度后，纤维向上反弹，被二块摇摆壁5制止。打包时，打包机的压头将二块摇摆壁张开，并将成包腔8内的纤维压成结实的包块；打包机的拔箱机构用力将包箱向上拔，衬板6与箱壁7相对滑动，包块顺势脱离成包腔8而离开包箱。
本发明的整体拔出包箱，成包腔8与给料腔1，应沿续贯通，连成一体。给料腔1的长度，应根据机型确定；一般来说，卧式打包机的给料腔1较长，立式打包机的给料腔1较短。成包腔8的长度，约等于包裹高度的1-1.5倍，最好取小值。成包腔8的拔箱锥度约0.5度至1.5度；当包块膨胀力小、拔箱力大、箱壁的平整度、光滑度和刚度好时，取小值；否则，取大值。拔箱锥度的最佳值在于包箱能够可靠拔出，包裹上的残留梯形不可见。滑动衬板6的滑动幅度为30-50mm，当包块密度小、拔箱力大、拔箱锥度大时，取小值；否则，取大值。固体润滑脂最好选用树膜或塑料，固体润滑膜的成形方法最好是粘结或烧结法；具体实施方法可参照机械工程手册的润滑篇进行。减阻结构的组合方式，须参考具体机型和具体条件确定，如立式高压打包机，则适宜采用拔箱锥度、滑动衬板、固体或液体润滑剂等三种组合方式；而立式中压打包机，则适宜采用拔箱锥度和滑动衬板的组合方式；而卧式中压打包机，则适宜采用拔箱锥度和固体润滑膜的组合方式；而卧式低压打包机，采用拔箱锥度就可以了。任意机型的包箱，成包腔的刚度和平整度对拔箱的可靠性和灵活性影响最大。拔箱时，若打包机的压头退一点，哪怕是几毫米，拔箱力就小多了。
图5所示为一台立式液压打包机，该机同现有的打包机一样，有一个门式机架12，对应打包工位而装配在门式机架12上梁的配有压头14的打包液压缸13和液压拔箱机构11，对应装料工位而装配在上梁的配有压头的装料液压缸19和料斗20，对应打包工位和装料工位而装配在门式机架12下梁上的液压换箱机构18和包箱16，还有一套液压发生及控制装置22和连接各个液压执行机构的管道23。该机与现有打包机不同之处有打包液压缸13较短，所以机架12较低，缸头没有伸出机架12上梁；装料液压缸19较长，所以料斗20也较高，而且料斗20的下料口还有一节料箱；包箱16较低，并且是本发明的整体拔出包箱；包箱16由插肖21锚在换箱机构18上，虽然是用插肖21替代了滑枕，但是由于包箱16矮、重心低，所以包箱16仍然很稳定。该机工作时，先启动液压发生及控制装置22，然后启动装料液压缸19，上下往复运动的装料压头一次又一次地将投进料斗20内的纺织纤维推进包箱16，当包箱16内的纤维达到预定密度后，装料液压缸19停止工作。与此同时，液压换箱机构11起动旋转180度以后停下来。这时，满箱转到了打包工位，空箱转到了装料工位，完成了换箱后即可启动打包液压缸13和装料液压缸19，同时进行装料和打包。打包液压缸13起动后，打包压头14伸进包箱16，将纤维压成结实的包块，并在下止点停下来。接着起动液压拔箱机构11，将拔手15降下来，抓住包箱16后再升上去，将包箱16拔出来。为了减轻拔箱机构11的负荷，可以在拔箱的同时，将打包液压缸13起动，使打包压头14上升几毫米至十几毫米，等包箱16拔出后，再压到原来的位置停下来包扎包块。完成包扎以后，起动打包液压缸13和液压拔箱机构11，将压头14和包箱16复位，结束这个包的打包过程，去进行下一个包的打包程序。
装料液压缸19的工作行程在1.5-2.5m之间，当设定的预压密度小、生产效率低时，取小值；否则，取大值。打包液压缸13的工作行程在0.5-1.5m之间，当设定的预压密度大时，取小值；否则取大值。缩短打包液压缸13的工作行程，加大装料液压缸19的工作行程，对于降低机架高度，减轻机体重量，降低机器造价，提高生产效率，节省厂房投资和安装费用，有着显著的积极效果。
图6所示为一种多用单箱打包机。该机包括有矩形内框的机架12，装配在矩形内框中并且能够往复移动的属于本发明的整体拔出包箱16，并列装配在机架12一端的打包液压缸13和拔箱液压缸11，均布固定在机架12另一端的压条17，与包箱16内腔相配并与打包液压缸13杆端相连的压头14，与液压缸相连的管道23和液压发生及控制装置22，拔箱液压缸11杆端与包箱16侧壁相连，包箱16在矩形内框中移动的尺寸大于一个包的高度，液压发生及控制装置22跟随液压缸安装在机架12的端部。该机的结构与装配的关键部件在于机架12、包箱16和压头14。机架12应有足够的强度和刚度，以免受力后变形而影响包箱16往复移动。机架12的内框应具有较高的平直度和平行度，以确保包箱16往复移动灵活无阻。整个机架12最好构成一个环形空腔，此空腔用作油箱。包箱16镶嵌在机架12内框中，并且可以平行地往复移动一个包或大于一个包的尺寸，以便拔出包箱16退出包块来包扎和卸包。包箱16的结构如前所述，这里不再重复。压头14装配在包箱16内，并且能够在包箱16内往复移动。为了保证压头14运动的可靠性，故包箱16的给料腔1的平行度、平直度、光洁度、强度和刚度都较高，压头14还具有足够的导向长度，导向枕与给料腔1按滑动配合。压头14与打包液压缸13的杆端最好铰接，接点最好向下偏移，从而减少压头14偏载，并避免压头14偏载后将缸杆折弯。该机工作时，先启动液压发生及控制装置22，再启动打包液压缸13和拔箱液压缸11，将压头14退到机架12尾部、包箱16推到机架12端部后停下来，接着打开给料门1，投进要打包的物料。当给料腔1填满物料后，再起动打包液压缸13，由压头14将物料推进成包腔8；如此反复几次投料后，物料便在成包腔8内压成了结实的包块。当包块达到设定密度后，打包液压缸13在终点停下来，然后启动拔箱液压缸11将包箱16拔出来，使包块全部外露进行包扎。包扎完毕后，再启动打包液压缸13，将压头14拖到尾部，将包裹卸下来。卸下包裹后，盖上包布，启动拔箱液压缸11，将包箱16推到机架12端部，结束一个包的打包过程，去执行下一个包的打包程序。
多用打包机的机脚按下列任意一种方式装配机体竖立，机脚固定在机架的底部或中部，构成立式单箱打包机；机体横卧，机脚固定在机架的底部，构成卧式单箱打包机；机体横卧，脚轮装配在机架的底部，构成轮式单箱打包机。
图7所示为一种卧式双箱打包机。该机包括有二个同心矩形内框的机架12，分别装配在二个同心矩形内框中并且能够往复移动的属于本发明的整体拔出包箱16，并列装配在机架12中部立柱上的双向作用的打包液压缸13和二支拔箱液压缸11，均布固定在机架12二端的压条17，与包箱16内腔相配、与打包液压缸13的二个杆端相连的压头14，与液压缸相连的管道23和液压发生及控制装置22，二个拔箱液压缸11的二个杆端分别与二只包箱16相连，包箱16在矩形内框中移动的尺寸大于一个包的高度。该机结构与装配的关键部位，亦在机架12、包箱16和压头14。机架12由四根角钢和三块板梁构成。采用角钢做机架12，目的在于兼作包箱16导轨。因此，这些角钢可以用钢管、槽钢等替换。三块板梁均匀分布，四根角钢分别压住三块板梁的四角，使之构成具有二个内框的机架12。压条17均布排列并固定在机架12二端的板梁上，而打包液压缸13则安装在机架12中间板梁的中央，二支拔箱液压缸11则分别安装在中间板梁的二旁。二只包箱16分别装配在中间板梁二边的内框中，并且可以平行地移动一个包或大于一个包的尺寸，以便拔出包箱16、退出包块来包扎和卸包。四根角钢和包箱四角均有较好的平直度和平行度，以此保证包箱16往复移动时灵活无阻。包箱16的结构如前所述，这里不再重复。压头14的构造、装配、运动要求，与多用单箱打包机所说的要求完全相同，因此也不再重复了。不同的是，该机所用打包液压缸13是双向作用液压缸，二个压头14分别与一个活塞杆的二端相连，具有更严格的装配要求。液压发生及控制装置22自成一体，位于打包机本体以外，由液压管道23连接(图7省略未画)。卧式双箱打包机具有双箱同时打包的功能，其工作过程如下所述。启动二支拔箱液压缸11，将二只包箱16都推到机架12的二端；启动打包液压缸13，驱动二个压头14在包箱16内往复运动；将纺织纤维先后从二个给料门9投进二个包箱16的给料腔1，由往复运动的压头14先后压进二个包箱16的成包腔8；经过反复几次投料、几次压缩后，成包腔8内的纺织纤维逐渐被压成结实的包块。任意一个包箱16内的包块达到设定的密度后，打包液压缸13就顶住这个包块并停下来；这时启动该箱的拔箱液压缸11。拔出包箱16，露出包块来包裹捆扎。包扎完毕后，再启动打包液压缸13将压头14退回去，将包裹26卸下来。卸下包裹26后，再启动该箱的拔箱液压缸11，将包箱16复位。退出的空箱可以继续装料，另一只包箱16内的包块达到设定的密度后，即可进行如上所说的打包、拔箱和卸包。如此反复轮流地进行打包。从上述打包过程可以看出，卧式双箱打包机具有给料位置低，投料省力；打包液压缸的工作效率高，无功损耗小；结构简单，性能价格比高等优点，是短绒打包、化纤打包的理想机型。
本发明涉及的液压传动装置，均属于现有技术，故没有祥细描述它们的构造和作用。本发明的几种打包机，都是采用液压传动，但不限于液压传动；采用相应的机械传动，亦属于本发明范围。
权利要求
1.一种打包机专用整体拔出包箱，其特征在于成包腔有减阻结构。
2.根据权利要求1所述的包箱，其特征在于减阻结构是拔箱锥度、滑动衬板、固体润滑膜等任意一种或一种以上组合。
3.根据权利要求1或2所述的包箱，其特征在于给料腔的侧壁有一个给料门。
4.根据权利要求1或2所述的包箱，其特征在于给料腔有一块或二块摇摆壁。
5.一种立式液压打包机，该机包括门式机架，对应打包工位而装配在门式机架上梁的配有压头的打包液压缸和液压拔箱机构，对应装料工位而装配在门式机架上梁的配有压头的装料液压缸和料斗，对应打包工位和装料工位而装配在门式机架下梁上的液压换箱机构和包箱，还包括液压发生及控制装置和液压管道，其特征在于所说的包箱，是属于本发明的整体拔出包箱；打包液压缸的工作行程，小于或等于装料液压缸的工作行程。
6.一种多用单箱打包机，该机包括有矩形内框的机架，装配在矩形内框中并且能够往复移动的属于本发明的整体拔出包箱，并列装配在机架一端的打包液压缸和拔箱液压缸，均布固定在机架另一端的压条，与包箱内腔相配、与打包液压缸杆端相连的压头，与液压缸相连的管道和液压发生及控制装置，拔箱液压缸杆端与包箱相连，包箱在矩形内框中移动的尺寸大于一个包的高度。
7.根据权利要求6所述的打包机，其特征在于压头具有导向枕，导向枕与包箱内腔具有滑动配合关系。
8.根据权利要求6或7所述的打包机，其特征在于机脚按下列任意一种方式装配机体竖立，机脚固定在机架的底部或中部；机体横卧，机脚固定在机架的底部；机体横卧，脚轮装配在机架的底部。
9.一种卧式双箱打包机，该机包括有二个同心矩形内框的机架，分别装配在二个同心矩形内框中并且能够往复移动的属于本发明的整体拔出包箱，并列装配在机架中部立柱上的双向作用的打包液压缸和二支拔箱液压缸，均布固定在机架二端的压条，与包箱内腔相配、与打包液压缸的二个杆端相连的压头，与液压缸相连的管道和液压发生及控制装置，二个拔箱液压缸的二个杆端分别与二只包箱相连，包箱在矩形内框中移动的尺寸大于一个包的高度。
10.根据权利要求9所述的打包机，其特征在于包箱的给料腔的侧壁有一个给料门，给料门的上方有给料机构。
全文摘要
本案公开了属于一个发明构思四项发明。其中:整体拔出包箱的成包腔具有拔箱减阻结构,且立、卧、俯、仰、倾斜均可通用;立式液压打包机的打包液压缸行程小,装料液压缸行程大,还应用了本发明的包箱;多用单箱打包机采用整体拔出包箱和拔箱技术,实现了立式、卧式、轮式等三种型式打包机的任意转换;卧式双箱打包机亦采用了整体拔出包箱和拔箱技术,双箱可以同时打包。包箱和三种打包机都具有较高性能造价比。
文档编号B30B9/30GK1189409SQ97101628
公开日1998年8月5日 申请日期1997年1月28日 优先权日1997年1月28日
发明者戴增嗣 申请人:戴增嗣