Автоматическая упаковочная машина преимущественно для жидких и полужидких продуктов

 

Машина предназначена для использования в пищевой, химической и других отраслях промышленности при упаковке жидких и полужидких продуктов. Она включает механизмы разматывания пленки и фольги и устройства для формовки емкостей, термосварки и вырубки заполненных продуктом и запечатанных емкостей; каждое из перечисленных устройств содержит неподвижный корпус и установленный в нем с возможностью поступательного перемещения стол. На корпусе и столе предусмотрены посадочные места для установки соответствующих инструментов. Перемещение стола каждого устройства осуществляется от пневмоцилиндра посредством системы шарнирно связанных между собой рычагов, позволяющей обеспечить большое перемещение стола при малом усилии. Это снижает травматизм при обслуживании машины. Кроме того, за счет идентичности конструктивного выполнения основных узлов машина имеет более простую конструкцию и, следовательно, меньшую стоимость. 4 ил.

Изобретение относится к упаковочной технике и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для упаковывания предметов между пленкой и фольгой, содержащее механизмы разматывания пленки и фольги, нагреватель пленки, транспортер, матрицы формования и термосклеивания, загрузочное приспособление, прижимную плиту и механизм отделения упаковок (авторское свидетельство N 1414710, кл. B 65 B 9/04, опубл. 07.08.88).

Это устройство сложно по конструкции, поскольку каждый из входящих в него механизмов имеет отличную друг от друга конструкцию.

Известна автоматическая упаковочная машина, преимущественно для жидких и полужидких продуктов, размещаемых между пленкой и фольгой, включающая механизмы разматывания пленки и фольги, нагреватель пленки и установленные в определенном технологическом порядке преимущественно устройства для формовки емкостей, термосварки и вырубки (Автоматическая упаковочная машина Thermoforming S.p.A., проспект фирмы Thermoforming, Италия, 1988).

Эта машина сложна по конструкции, так как каждое из устройств для формовки емкостей, термосварки и вырубки имеет свою оригинальную конструкцию, и они развивают максимальное усилие на всей длине хода.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание простой, удобной в обслуживании автоматизированной упаковочной машины преимущественно для жидких и полужидких продуктов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в том, что упрощается конструкция, а следовательно, уменьшается ее стоимость, уменьшается травматизм за счет обеспечения большого перемещения выходного звена (стола) при малом усилии.

Указанный выше технический результат достигается за счет того, что в автоматической упаковочной машине преимущественно для жидких и полужидких продуктов, размещаемых между пленкой и фольгой, включающей механизмы разматывания пленки и фольги, нагреватель пленки и установленные в определенной технологической последовательности преимущественно устройства для формовки емкостей, термосварки и вырубки, каждое из последних содержит установленный в неподвижном корпусе стол и шарнирно с ним связанный шатун с качающимся коромыслом, причем коромысло шарнирно связано с подвижным относительно корпуса стержнем, свободный конец которого с помощью сферической опоры связан с системой рычагов, один из которых выполнен двуплечим и установлен с возможностью поворота вокруг оси цилиндрического шарнира, а другой одним концом связан с неподвижным корпусом, а вторым шарнирно связан с корпусом пневмоцилиндра, шток которого шарнирно связан с качающимся коромыслом, при этом на столе расположен регулируемый упор для ограничения угла качания коромысла, на неподвижном корпусе - упор для устранения люфтов в сферической опоре и цилиндрическом шарнире, а неподвижный корпус и стол каждого из устройств имеют посадочные места для установки соответствующих инструментов.

На фиг. 1 изображена схема наиболее полной автоматической машины; на фиг. 2 - схема одного из устройств в положении, когда стол находятся внизу; на фиг. 3 - схема одного из устройств в положении, когда стол находится в промежуточном положении; на фиг. 4 - схема одного из устройств в положении, когда стол находятся вверху.

Автоматическая упаковочная машина преимущественно для жидких и полужидких продуктов, размещаемых между пленкой и фольгой, состоит преимущественно из установленных в определенной технологической последовательности устройств для формовки емкостей, термосварки и вырубки 1, 2 и 3 соответственно. Полимерная пленка из рулона 4 поступает через нагреватель 5 в устройство 1 формовки емкостей. После заполнения полученных емкостей продуктом с помощью дозатора 6 производится их укупорка фольгой, свернутой в рулон 7 и покрытой термосваривающимся слоем. Данная операция осуществляется в устройстве 2 термосварки. Далее укупоренные емкости поступают в устройство 3 вырубки, где осуществляется вырубка готовых форм 8 с продуктом. Отходы, если они есть, наматываются на барабан 9. На неподвижном корпусе 10 и столе 11 каждого из устройств для формовки емкостей термосварки и вырубки предусмотрены элементы 12, 13 с посадочными местами для установки на них соответствующих инструментов.

Любое из упомянутых устройств состоит из неподвижного корпуса 10, в котором по вертикальным направляющим 14 и 15 может поступательно перемещаться стол 11.

Стол 11 шарнирно связан с шатуном 16, который связан с качающимся коромыслом 17 соответственно цилиндрическими шарнирами 18 и 19.

Коромысло 17 шарнирно связано с подвижным относительно корпуса 10 стержнем 20. Стержень 20 перемещается относительно корпуса 10 поступательно и в осевом направлении поджат к упору 21 корпуса 10 пружиной сжатия 22.

На одном конце стержня 20 выполнен цилиндрический шарнир 23, а на другом сферическая опора 24. Шарниром 23 стержень связан с коромыслом 17, опорой 24 - с системой двух рычагов 25 и 26. Двуплечий рычаг 25, имеющий возможность поворота вокруг цилиндрического шарнира 27, одним своим плечом опирается на шаровую опору 24, а на втором плече несет регулируемый упор 28, взаимодействующий с рычагом 26, Рычаг 26 шарниром 27 связан с неподвижным корпусом 10, а шарниром 29 - с корпусом пневмоцилиндра 30. Регулируемый упор 28 поджимает рычаг 26 к жесткому упору 31, что позволяет "натянуть" систему, устранив тем самым люфты в шарнирах 24 и 27.

Шток 32 пневмоцилиндра 30 связан шарниром 33 с коромыслом 17. Угол качания коромысла 17 с одной стороны ограничен крайним положением штока 32 пневмоцилиндра 30, а с другой стороны - регулируемым упором 34, установленным на подвижном столе 11. Для компенсации веса стола 11 и установленного на нем на посадочном месте инструмента предусмотрены пружины 35 растяжения, связывающие подвижный стол 11 с корпусом 10.

В исходном положении любое из устройств для формовки емкостей, термосварки или вырубки показано на фиг. 2, при этом стол 11 находится в крайнем нижнем положении, и оба элемента 12 и 13, несущие посадочные места для установки на них соответствующих инструментов, максимально разведены, позволяя осуществить перемещение ленты с емкостями. Шток 32 находится в крайнем нижнем положении относительно корпуса пневмоцилиндра 30. Стержень 20 поджат пружиной 22 к упору 21. Рычаг 26 без люфта "затянут" между упором 31 корпуса 10 и упором 28 рычага 25.

При подаче воздуха в полость А пневмоцилиндра на первой фазе движения будут поворачиваться коромысло 17 и шатун 16, вследствие чего стол 11 будет перемещаться вверх. При этом работают шарниры 33, 23, 19 и 18. Движение будет происходить до тех пор, пока коромысло 17 не упрется в упор 34. При этом устройство приходит в "мертвое" положение; шарниры 23, 19 и 18 находятся на одной прямой, и первая фаза заканчивается. Такое положение устройства показано на фиг. 3.

Вторая фаза движения стола 11 вверх происходит за счет движения корпуса пневмоцилиндра 30 вниз относительно уже неподвижного штока 32 (полость А все еще продолжает находиться под давлением). При этом рычаг 26 "отрывается" от неподвижного упора 31 и, вращаясь вокруг шарнира 27, через двуплечий рычаг 25 воздействует на шаровую опору 24. В результате, преодолев сопротивление пружины 22, стержень 20 переместится вверх, оторвавшись от упора 21, а вместе со стержнем 20 вверх переместятся детали 16, 17 и стол 11. На этом заканчивается вторая фаза движения стола 11 вверх. Такое положение устройства показано на фиг. 4.

При подаче давления в полость Б цилиндра устройство приходит в исходное положение, показанное на фиг. 2. Как видим, на первой фазе движения обеспечивается большой ход при малом усилия, поскольку механизм привода работает в режиме мультипликатора - передаточное отношение от цилиндра 30 к столу 11 равно ориентировочно 1: 2, а усилие на столе примерно в 2 раза меньше, чем усилие, развиваемое пневмоцилиндром.

На второй фазе движения устройство работает в режиме редуктора. Передаточное отношение от пневмоцилиндра 30 к столу 11 определяется отношением a : b (см. фиг. 4) плеч системы рычагов 26 и 25. Реально это отношение может достигать величины 10:1, т.е. перемещение на цилиндре в этой фазе движения составит 10 единиц, а на столе - 1 единицу. При этом на столе обеспечится усилие, в 10 раз превышающее усилие, развиваемое цилиндром.

Таким образом, каждое устройство обеспечивает перемещение H = X + Т, где X - большой холостой ход при малом усилии; Т - малый рабочий ход при большом усилии. Например, для автоматической упаковочной машины, которая производит упаковки глубиной 100 мм из пленки толщиной 0,4-0,6 мм, необходимо обеспечить ориентировочно общий ход H = 105 мм, причем холостой ход X = 101-102 мм при малом усилии P, достаточном только для преодоления веса подвижных частей и трения в направляющих, а рабочий ход Т = 3-4 мм, но при усилии P = 1000 кг и более.

Возможны различные варианты автоматических упаковочных машин, когда какие-либо устройства из описанных отсутствуют. Например, при фасовке продукта в готовую полимерную тару отсутствует устройство формовки и устройство вырубки. На линии же изготовления полимерной тары отсутствует устройство термосварки.

Формула изобретения

Автоматическая упаковочная машина преимущественно для жидких и полужидких продуктов, размещаемых между пленкой и фольгой, включающая механизмы разматывания пленки и фольги, нагреватель пленки и установленные в определенной технологической последовательности преимущественно устройства для формовки емкостей, термосварки и вырубки, отличающаяся тем, что каждое из устройств для формовки емкостей, термосварки и вырубки содержит установленный в неподвижном корпусе стол и шарнирно с ним связанный шатун с качающимся коромыслом, шарнирно связанным с подвижным относительно корпуса стержнем, свободный конец которого с помощью сферической опоры связан с системой рычагов, один из которых выполнен двуплечим и установлен с возможностью поворота оси цилиндрического шарнира, а другой одним концом связан с неподвижным корпусом, а вторым шарнирно связан с корпусом пневмоцилиндра, шток которого шарнирно связан с качающимся коромыслом, при этом на столе расположен регулируемый упор для ограничения угла качания коромысла, на неподвижном корпусе - упор для устранения люфтов в сферической опоре и цилиндрическом шарнире, а неподвижный корпус и стол каждого из устройств имеют посадочные места для установки соответствующих инструментов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4