Устройство для непрерывной сварки движущегося полотна слоистого упаковочного материала

 

Использование: изобретение относится к устройству для непрерывной сварки движущегося полотна слоистого упаковочного материала. Сущность изобретения: устройство содержит по меньшей мере одну, а в предпочтительном варианте, две металлические пластины 1 с Г-образной щелью. Пластины 1 установлены на расстоянии одна от другой и электрически соединены друг с другом и с источником переменного тока 11. Слоистый упаковочный материал 6, подлежащий сварке, подается между пластинами 1. В вырезах 7 пластин 1 расположены прижимные ролики 8. 4 з.п. ф-лы, 6 ил. ,7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 65 В 51/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

00 (л)

О

О

ЬЭ (Л (21) 4743345/13 (22) 12,03.90 (46) 23,07.93. Бюл. 1Ф 27 (31) 8900874=2 (32) 13,03.89 (33) SE (71) Тетра Пак Холдинга энд Файнэнс

С.А, (СН) (72) Герт Хольмстрем (SE) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОЙ

СВАРКИ ДВИЖУЩЕГОСЯ ПОЛОТНА СЛОИСТОГО УПАКОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА

„, Ы,, 1830025 А3 (57) Использование: изобретение относится к устройству для непрерывной сварки движущегося полотна слоистого упаковочного материала. Сущность изобретения: устройство содержит по меньшей мере одну, а в предпочтительном варианте, две металлические пластины 1 с Г-образной щелью. Пластины 1 установлены на расстоянии одна от другой и электрически соединены друг с другом и с источником переменного тока 11. Слоистый упаковочный материал 6, подлежащий сварке, подается между пластинами 1. В вырезах 7 пластин 1 расположены прижимные ролики 8. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1830025

Изобретение относится к устройству для непрерывного формирования посредством индукционного нагрева шва вдоль движущегося полотна слоистого упаковочного материала, содержащего с одной стороны металлический слой, предпочтительно алюминиевой фольги, а с другой стороны — поверхностные покрытия из термопласта.

Целью изобретения является создание устройства, позволяющего производить непрерывный продольный шов ламинатного упаковочного материала с помощью индукционного нагрева, а также уменьшение времени нагрева для машины и избежание неудобств "овторного нагрева при коротких остановках а производстве.

На фиг, 1 изображено устройство, вид сверху (c двумя пластинами); на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — электрическая схема подключения и направления циркулирующих токов; на фиг, 4 — устройство для сварки непрерывной трубы; на фиг. 5 — детали фиг, 4 и их электрическое соединение; на фиг. 6 — устройство, вид сбоку (с одной пластиной), Устройство содержит две металлические пластины 1 практически одинаковой формы, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. В металлических пластинах 1, которые составляют индуктор устройства, имеется Г-образная щель, расположенная несимметрично по ширине пластины. Пластины 1 могут быть заменены металлическими проволоками или металлическими полосками, размещенными плотно рядом друг с другом, или на некотором расстоянии друг от друга так, чтобы они покрывали поверхность, соответствующую металлическим пластинам.

Короткая полка 2 Г-образной щели доходит до края пластины 1, а длинная полка

3 щеки разделяет пластину на два участка

4,5 различной ширины, причем больший участок 5 в три раза шире, чем меньший участок 4=d. В трех случаях, когда невозможно выполнить участок 5 втрое шире участка 4, можно сделать его примерно вдвое шире участка 4. В этом случае, однако, будет иметь место более сильный нагрев упаковочного материала 6 под большим участком

5. Расстояние между двумя пластинами 1 индуктора должно выбираться так, чтобы получить хорошую ин„уктивную связь с промежуточным, упаковочным материалом 6.

Предпочтительно, чтобы расстояние между пластинами 1 было равно половине или меньше половины ширины d меньшего участка 4 пластин (см. фиг. 2).

Длина металлических пластин 1 выбирается так, чтобы она составляла по мень5

55 шей мере длину отреза, т.е, расстояние между двумя поперечными швами на упаковочном материале 6. При этом получают более равномерный нагрев, так как сравнительно длинная пластина 1 помогает выравнивать неравномерности нагрева, вызываемые неравномерностям в скорости подачи упаковочного материала 6 при движении через устройство.

На дальнем конце пластин 1 индуктора по ходу движения материала 6 имеется более широкий вырез 7. В этом вырезе 7 размещены один или более прижимных ролика

8 в области нагрева индуктора. Прижимные ролики 8 изготовлены из алек-,роизоляционного материала, и имеют вставленные соосно кольца 9 из феррита, Участки пластины 1, расположенные по разные стороны короткой полки 2 Г-образной щели, электрически изолированы друг от друга. Следовательно, ток может и роходить через пластину 1, если подключить точку 10 с одной стороны короткой полки 2 щели к одному полюсу источника переменного тока 11, а второй выход источника переменного тока подключить в точке 12 на другой стороне короткой полки 2 щели.

На фиг. 2 показано, как полоска 13 термопласта вводится в устройство и приваривается к нагретому индукционным путем краю упаковочного материала 6. Прижимные ролики 8 обеспечивают хорошее соединение в процессе сварки.

На фиг, 3 показано, как две пластины 1 подключены к источнику переменного напряжения, так называемому генератору индуктивного нагрева, от которого можно получить постоянный уровень мощности, которым можно управлять для оптимальности сварки. Потери тепла в металлических пластинах 1 сравнительно малы, так что проблемы излучения тепла в окружную среду пренебрежимо малы, Это также обозначает, что все устройство можно поставить в наполнительную машину без проблем в смысле отвода уходящего тепла.

Две индукторных пластины 1 соединены друг с другом так, что они являются двумя катушками, соединенными последовательно. В результате получается одинаковое направление тока в обеих индукторных пластинах 1. а эффективно индуцированный ток возникает в промежуточном упаковочном материале 6, даже если он "трепещет", т.е, колеблется в вертикальном направлении при движении через устройство.

Ток, индуцированный в промежуточном материале 6, имеет примерно такое же распределение и плотность, как ток в индуктор1830025 ных пластинах 1. Если длинная полка 3 Г-образной щели пластин 1 делит пластину на узкий участок 4=d и широкий участок 5=ad, где а=3, можно рассчитать следующее распределение мощности;

Примем. что упаковочный материал 6 в узкой части 4 имеет сопротивление R, Сопротивление в широкой части 5 тогда будет

R/а.

Если при расчете пренебречь влиянием коротких сторон, то полная мощность, выделенная в упаковочном материале 6, будет;

Рполн = 1 (R+ R/a)

Выделяющуюся мощность в двух частях можно сравнить расчетом:

Рузк I R a г

Рполн (2/R + R/a / а + 1

3 3

3+1 4

PLUèð I R/а 1

Рполн I2/R + Я/а / а + 1

1 1

3+1 4

С таким распределением на индукторных пластинах 1 мощность, полученная в узкой части 4, втрое больше, чем в широкой части 5, Нагрев в промежуточном материале 6 под широкой частью 5 индукторной пластины 1 определяется отношением мощностей, равным а, и широкая часть 5 имеет массу, которая в а раз больше, Таким образом удельная мощность — на единицу массы материала, получается различной в а раз, т,е. в предпочтительном исполнении в 3 - 9 раз. Таким образом, нагрев в узкой части 4 пластины 1 будет в 9 раз больше, чем широкой части 5.

На практике это значит, что материал 6, который проходит под узкой частью 4 индукторных пластин 1, нагревается до такой степени, что термопласт плавится и может быть сварен с другим краем термопластовой полоски 13. В материале 6, проходящем под широкой частью 5, индуцируется ток, который едва способен нагревать материал 6.

В выемке 7, где установлены прижимные ролики 8, ток, подаваемый от генератора, следует за формой пластины 1 и, следовательно, выходит за край упаковочного материала 6. Ток, индуцированный в упаковочном материале 6, стремится следовать за формой пластин 1 как можно ближе, и индуцированный ток получается поэтому также под прижимными роликами 8 до дальнейшего выреза 7.

Прижимные ролики 8 в основном выполнены из электроизоляционного матери5

55 ала с соосно вставленными кольцами 9 из феррита. Таким образом электроизоляционный материал соосно окружает ферритовые кольца 9. Ферритовое кольцо 9 смещено на оси ролика 8, что помогает управлять индуцированным током вдоль края, несмотря на то, что пластины 1 отсутствуют в этом месте над краем материала 6. На фиг. 1 ферритовое кольцо 9 размещено так, что оно находится практически на продолжении длинной полки 3 щели.

Когда есть необходимость по какой-либо причине сделать короткую приостановку наполнительной машины, сварка заканчивается точкой под местом контакта 14 прижимных роликов 8, Так как индукционная сварка дает возможность непосредственного старта без периода предварительного нагрева, и благодаря тому, что материал 6 нагревается прямо под прижимным роликом 8, когда машина запускается вновь, никакая часть продольного шва при этом не остается незапечатанной.

На фиг. 4 показано, как может быть реализовано устройство для зепечатывания непрерывной трубы индукционным нагревом. Устройство состоит, как на фиг. 1, из двух значительно удлиненных металлических пластин 1, слегка изогнутых, чтобы помогать формировать трубу, Различные ножки для установки 15 и подачи тока 17 и

16 изолированы друг от друга, например посредством изоляционной пластины, которая одновременно является местом крепления для всего устройства. Для большей ясности, изоляционная пластина не показана на фиг, 4.

Только ножки 18 и 19 электрически соединены друг с другом, что также показано на фиг. 5. Металл вокруг выреза 7 в этом исполнении сформован так, что он образует катушку с несколькими витками, чтобы усилить индуцированный ток под прижимным роликом 8, так что запечатанный продольный шов ни в каком месте не ослабляется и не может поэтому служить приличной течи в готовых упаковках, Как видно из предыдущего описания, данное изобретение делает возможным устройство для непрерывной сварки движущегося полотна упаковочного материала посредством индукционного нагрева. Устройство не требует времени на прогрев и не выделяет тепла в окружающую среду.

Устройство также позволяет в случае короткой остановки получить непрерывную сварку без применения дополнительных нагревательных элементов и механических деталей для этого и для движения прижимного ролика.

1830025

Формула изобретения

1. Устройство для непрерывной сварки движущегося полотна слоистого упаковочного материала, содержащего с одной стороны слой алюминиевой фольги, а с другой — слой термопластического материала, включающее индуктор, соединенный с источником переменного тока, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью повышения качества сварки, индуктор содержит по меньшей мере одну металлическую пластину, в которой выполнена Г-образная щель, причем короткая полка щели доходит до края пластины, а длинная полка разделяет пластину на два участка различной ширины, при этом ширина большего участка пластины превышает ширину меньшего в три раза.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем. что индуктор содержит две металлические пластины, имеющие одинаковые форму и размеры, причем пластины установлены на расстоянии одна от другой меньшем, чем половина ширины меньшего

5 участка пластины, и электрически соединены между собой последовательно.

3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что индуктор снабжен по

10 меньшей мере одним прижимным роликом.

4. Устройство по и, 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый прижимной ролик выполнен из электроизоляционного материа15 ла и внутри него соосно размещены ферритовые кольца.

5. Устройство по пп, 3 и 4, отл и ч а ющ е е с я тем, что каждый прижимной ролик размещен в вырезе пластины, сопряженном

20 с большей полкой Г-образной щели.

1830025

1830025

Составитель Е. Камаганова

Техред М.Моргентал Корректор Н. Гунько

Редактор С. Кулакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2487 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5