автоматическая упаковочная машина преимущественно для жидких и полужидких продуктов

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.

Описание изобретения к патенту

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.