СПОСОБ УПАКОВКИ ШТУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ В ТАРУ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B65B9/13 

Изобретение относится к упаковочной техникеи и может быть использовано в качестве способа упаковки штучных изделий и упаковочного устройства.

Известен способ упаковки штучных изделий, включающий изготовление упаковочной тары, размещение штучных изделий в таре и укупоривание тары с размещенными в ней изделиями [1]
Известно устройство упаковочное, содержащее корпус, кожух, панель с элементами управления, узел изготовления упаковочной тары, механизмы размещения в таре изделий и укупорки тары [1]
Известен также способ упаковки штучных изделий, включающий циклические: подготовку упаковочной тары, формирование объема упаковочной тары соразмерно с объемами размещаемых изделий и/или формирование и подачу изделий в подготовленную тару и размещение их в ней, а также укупоривание тары с размещенными в ней изделиями [2] прототип.

Известно также устройство для осуществления способа упаковки, содержащее панель с элементами управления, узел формирования, объема удержания и смены упаковочной тары и механизмы размещения изделий в упаковочной таре и ее укупорки [2] прототип.

Недостатком известных способов и устройств являются относительно высокие значения себестоимости упаковки штучных и/или дискретных изделий.

Задачей изобретения является улучшение характеристик упаковочной техники, а достигаемым техническим результатом изобретения, который взаимосвязанно и целенаправленно обеспечивают совокупностью всех заявленных признаков, предложенного технического решения является снижение себестоимости упаковки штучных изделий.

Указанный технический результат достигают с помощью способа упаковки штучных изделий, включающего циклические: подготовку упаковочной тары, формирование объема упаковочной тары соразмернос объемами размещаемых изделий и/или формирование и подачу изделий в подготовленную тару и размещение их в ней, а также укупоривание тары с размещенными в ней изделиями тем, что на подготавливаемой таре, преимущественно в виде пакетов, формируют клапан для наполнения ее газом с максимальной площадью s1 клапана, которую выбирают по отношению к общей площади s2 пакета в пределах 1 ≅ (s1+s2)/s2 ≅ 1,8. Пакет фиксируют, удерживая его за поверхность площади s3 клапана в пределах 1,0001 ≅ (s3+s1)/s1 ≅ 2. Объем v1 упаковочной тары формируют, например, наполняя ее газом, по отношению к суммарному объему v2 упаковываемых изделий в пределах 2 ≅ (v1+v2)/v2 ≅ 50.

Размещают упаковываемые изделия их транспортировкой в тару, выбирая соотношение минимальных величин угла В1 между результирующим вектором направлений транспортировки изделий и горизонтальной плоскостью и максимальными величинами В2 этого угла в пределах 1 ≅ (В1+В2)/В2 ≅ 2. Разместив упаковываемые изделия в таре, ее освобождают от удерживающей фиксации. Затем укупоривают тару и при этом ее объем, доводя его до величины v3, которую выбирают в пределах 2 ≅ (v3+v2)/v2 ≅ 10. В процессе освобождения от фиксации тары с размещенным в ней объектом, перемещают на ее место незагруженную тару. При этом время t1 формирования объема v1 выбирают по отношению к времени t2 размещения упаковываемых объектов внутри тары в пределах 1,01 ≅ (t1+t2)/t2 ≅ 100. Соотношение времени t3 освобождения загруженной тары и времени t4 перемещения на ее место незагруженной тары поддерживают в пределах 0,1 ≅ t3/t4 ≅ 100 при выборе соотношения времени t2 и t4 в пределах 1,01 ≅ (t2+t4)/t4 ≅ 100.

Указанный результат достигают также с помощью устройства для осуществления способа упаковки, содержащего корпус, кожух, платформу, панель с элементами управления, узлы формирования объема, удержания и смены упаковочной тары тем, что соотношение максимального размера L1 корпуса и его минимального горизонтального размера L2, проходящего через его геометрический центр, выбрано в пределах 1,1 ≅ (L1+L2)/L1 ≅ 2 и по отношению к минимальному вертикальному размеру L3 в пределах 1,1 ≅ (L1+L3)/L1 ≅ 2. Соотношение площади s4 поверхности корпуса, площади s5 поверхности кожуха и площади s6 поверхности платформы выбрано в пределах 1,1 ≅ (s4+s5+s6)/s6 ≅ 10.

Часть поверхности кожуха выполнена в виде рабочей площади размером s7 для размещения упаковываемых изделий, который выбран в пределах 1 ≅ (s7+s5)/s5 ≅ 2. На платформе выделена рабочая поверхность площади s8 для размещения упаковочной тары в пределах 1,0001 ≅ (s8+s6)/s6 ≅ 2. Узел формирования объема тары выполнен в виде ее газонаполнителя, например, вентилятора и раструба. Раструб снабжен рукавом, суммарный объем v4 которого выбран по отношению к объему v5 раструба в пределах 0,1 ≅ (v4+v5)/v5 ≅ 8. Соотношение величины угла А1 между результирующим вектором воздушного потока вентилятора и результирующим вектором воздушного потока через рукав и величиной угла А2 между результирующимивекторами воздушных потоков соответственно через рукав и раструб выбрано в пределах А1/(1+А1) ≅ 1+(А1+А2)/(1+А1+А2) ≅ 2. На корпусе и/или кожухе, и/или платформе, и/или раструбе установлен узел удерживания упаковочной тары с держателем. Соотношение расстояния L4 между близлежащими удерживающими точками держателя и расстоянием L5 между максимально удаленными удерживающими его точками выбрано в пределах 1 ≅ (L4+L5/)/L5 ≅ 2.

Предложенное устройство целесообразно охарактеризовать, используя чертежи, на которых схематически изображены: фиг.1 общий вид устройства сбоку в разрезе, фиг. 2 вид устройства со стороны панели с управляющими элементами, фиг.3 вид устройства сверху.

При детальном описании способа не целесообразно подробно останавливаться нар его особенностях, которые известны из опубликованных источников, в частности, на особенностях подготовки упаковочной тары, формирования объема упаковочной тары соразмерно с объемами размещаемых изделий, формирования и подачи изделий в подготовленную тару и размещения их в ней, а также укупоривания тары с размещенными в ней изделиями. Детально целесообразно остановиться только на отличительных особенностях предложенного способа, которые заключаются в том, что на подготавливаемой таре, преимущественно в виде полиэтиленовых пакетов, формируют клапан для наполнения ее газом с максимальной площадью s1 клапана, которую выбирают по отношению к общей площади s2 пакета в пределах 1 ≅ (s1+s2)/s2 ≅ 1,8. Клапан создают для удобства, в частности, наполнения пакета воздухом перед помещением в него упаковываемых изделий. Выбором соотношения площадей s1 и s2 обеспечивают наиболее подходящие условия для заполнения воздухом загружаемой тары. Пакет фиксируют, удерживая его за поверхность площади s3 клапана в пределах 1,0001 ≅ (s3+s1)/s1 ≅ 2. Соотношение площадей s3 и s1 в заявленных пределах обеспечивает возможность эффективного удержания загружаемого пакета. Объем v1 упаковочной тары формируют, например, наполняя ее газом, по отношению к суммарному объему v2 упаковываемых изделий в пределах 2 ≅ (v1+v2)/v2 ≅ 50. Кроме воздуха для наполнения пакетов могут быть использованы и другие газы, например, углекислый газ, азот, а также любые не агрессивные по отношению к упаковываемым изделиям и таре газы.

Размещают упаковываемые изделия их транспортировкой в тару, выбирая соотношение минимальных величин угла В1 между результирующим вектором направлений транспортировки изделий и горизонтальной плоскостью и максимальными величинами В2 этого угла в пределах 1 ≅ (В1+В2)/В2 ≅ 2. После размещения упаковываемых изделий в таре, ее освобождают от удерживающей фиксации. Размещают упаковываемые изделия в таре преимущественно вручную, хотя и этот процесс может механизирован или автоматизирован. Затем укупоривают тару и изменяют при этом ее объем, доводя его до величины v3, которую выбирают в пределах 2 ≅ (v3+v2)/v2 ≅ 10. Укупоривание тары, например, в случае полиэтиленовых пакетов может быть произведено термообработкой укупоривающего шва, склеиванием липкой ленты, скреплением металлическими скобками и т.п. В процессе освобождения от фиксации тары с размещенным в ней объектом, перемещают на ее место незагруженную тару. Для оптимизации процесса загрузки тары время t1 формирования объема v1 выбирают по отношению к времени t2 размещения упаковываемых объектов внутри тары в пределах 1,01 ≅ (t1+t2)/t2 ≅ 100. Соотношение времени t3 освобождения от фиксации и удерживания загруженной тары и времени t4 перемещения на ее место незагруженной тары поддерживают в пределах 0,1 ≅ t3/t4 ≅ 100 при выборе соотношения времен t2 и t4 в пределах 1,01 ≅ (t2+t4)/t4 ≅ 100. Возможность выбора оптимальных значений параметров, характеризующих операции способа, внутри заявленных пределов позволяет снизить до минимально возможных величин себестоимость процесса упаковки штучных изделий.

При детальном описании устройства для осуществления заявленного способа не целесообразно подробно описывать конструктивные особенности его основных узлов, известные из опубликованных источников, в частности корпуса 1 (фиг. 1), кожуха 2, платформы 3, панели 4 с элементами управления 5 (фиг.2), узлов 6 формирования объема, удержания и смены упаковочной тары. Элементы управления 5 на панели 4 могут быть выполнены, например в виде включающего и выключающего элементов, предохранителя и элементов сигнализации. Известные из опубликованных материалов, например, из описания прототипа механизмы размещения изделий в упаковочной таре и ее укупорки, необходимые для осуществления части операций предложенного способа, в предложенном устройстве являются автономными и не несут на себе отличительных признаков.

Детально целесообразно описать только отличительные конструктивные особенности устройства, заключающиеся в том, что соотношение максимального размера L1 корпуса 1 и его минимального горизонтального размера L2, проходящего через его геометрический центр 7 (Фиг. 16), выбрано в пределах 1,1 ≅ (L1+L2)/L1 ≅ 2 и по отношению к минимальному вертикальному размеру L3, проходящему через центр 7, в пределах 1,1 ≅ (L1+L3)/L1 ≅ 2. Соотношение площади s4 поверхности корпуса 1, площади s5 поверхности кожуха 2 и площади s6 поверхности платформы 3 выбрано в пределах 1,1 ≅ (s4+s5+s6)/s6 ≅ 10. В кожухе 2 часть поверхности выполнена в виде рабочей площадки 8 (фиг.3) размером s7 для размещения упаковываемых изделий, который выбран в пределах 1 ≅ (s7+s5)/s5 ≅ 2. На платформе 3 выделена рабочая поверхность 9 площади s8 для размещения упаковочной тары в пределах 1,0001 ≅ (s8+s6)/s6 ≅ 2. Площадь указанных рабочих поверхностей практически определяется областью расположения на них в процессе их эксплуатации соответственно упаковываемых изделий или упаковочной тары.

Узел формирования тары выполнен в виде ее газонаполнителя, например, вентилятора 10 и раструба 11. Платформа 3 и пружина 12 входят в узел смены загруженной изделиями тары незагруженной упаковочной тарой. Раструб 11 снабжен рукавом 13, суммарный объем v4 которого выбрана по отношению к объему v5 раструба в пределах 0,1 ≅ (v4+v5)/v5 ≅ 8.Соотношение величины угла А1 (фиг. 1) между результирующим вектором 14 воздушного потока вентилятора 10 и результирующим вектором 15 воздушного потока через рукав 13 и величины угла А2 между результирующими векторами 15 и 16 воздушных потоков соответственно через рукав 13 и раструб 11 выбрано в пределах А1/(1+А1) ≅ 1+(А1+А2)/(1+А1+А2) ≅ 2. На корпусе 1 и/или кожухе 2, и/или, например, платформе 3 (Фиг.3) и/или раструбе 11 установлен узел удерживания с держателем 17 упаковочной тары 18 с клапанами 19, скрепленными скобами 20. Соотношение, в частности, регулируемых расстояния L4 между близлежащими удерживающими точками 21 держателя 17, например, с четырьмя удерживающими элементами и расстояния L5 между максимально удаленными его удерживающими точками 22 выбрано в пределах 1 ≅ (L4+L5)/L5 ≅ 2. Таким образом конструктивные особенности предложенного устройства обеспечивают максимум удобств для работы с ним и тем самым предопределяют повышение производительности и снижение себестоимости процесса упаковки.

Работает устройство следующим образом. Устанавливают на платформе 3 комплект, например, 50 пакетов упаковочной тары 18 и фиксируют его скобами 20. Клапан 19 верхнего загружаемого пакета удерживают дополнительном держателями 17. С помощью вентилятора 10 через рукав 13 и раструб 11 наполняют загружаемый пакет газом. После раздувания загружаемого пакета до объема v1 в него помещают штучное изделие или группу изделий. Затем загруженный пакет отделяют, например, срывают с фиксирующих скоб 20 и укупоривают его, например, липкой лентой с помощью выпускаемых промышленностью клипсаторов. В процессе отделения загруженного пакета на его место подают очередной незагруженный пакет, например, путем перемещения пружиной 12 платформы 3.

Соответствие критерию промышленная применимость заявленных объектов доказывается как широким изготовлением различных упаковочных устройств в промышленных масштабах так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых признаков.

Заявленные отличия дают основание сделать вывод о новизне предложенного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным детальным описанием заявленных объектов.

Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения. Для доказательства достижения технического результата в дополнение к вышеизложенному и в качестве дополнительных сведений, подтверждающих возможность осуществления изобретения, целесообразно привести примеры практического выполнения способа и устройства, при описании которых нецелесообразно многократно излагать информацию, общую для каждого из примеров и уже трижды с разной степенью подробности отраженную в формуле и описании изобретения. Целесообразно привести только количественную информацию, отличающую один пример от другого, которая для удобства сведена в таблицу.

При сопоставлении прототипа и примеров оказалось целесообразным использовать в качестве параметра, характеризующего достигаемый технический результат, например, параметр D, определяющий соотношение себестоимостей, обеспечиваемых в адекватных условиях упаковки штучных изделий по прототипу и заявленным объектам. Как следует из таблицы, в оптимальном варианте (пример 3 таблицы) достигалось наиболее высокое значение указанного выше результата: D= 1,5, то есть в оптимальных условиях реализации заявленных объектов достигалось снижение себестоимости в 1,5 раза по сравнению с прототипом. Нижние (пример 1) и верхние (пример 2) значения заявленных пределов были получены на основе статистической обработки результатов экспериментальных исследований, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, исходя из условия приближения параметра D к 1. При этом при выходе за нижние (пример 4) и верхние (пример 5) значения заявленных пределов, как следует из таблицы, вышеуказанный технический результат не достигается (D < 1). Пример 6 таблицы отражает произвольный вариант осуществления заявленных объектов при нахождении параметров, характеризующих существенные признаки, внутри пределов, отраженных в формуле изобретения (D=1,3).

Кроме указанного выше технического результата практическое осуществление заявленных объектов позволяет создать малогабаритные устройства, эргономически удобные в эксплуатации их потребителями.

Использование: изобретение относится к способу упаковки штучных изделий в тару и к устройству для его осуществления. Сущность изобретения: способ упаковки штучных изделий в тару, преимущественно в пакеты включает подготовку тары, формирование ее объема соразмерно с объемом размещаемых изделий и/или подачу изделий в сформированный объем тары, укупоривание и отвод заполненной тары, причем на подготовленной таре формируют клапан, формирование объема тары осуществляют путем подачи в нее через клапан газа, во время формирования объема тары и ее заполнения тару фиксируют, удерживая за поверхность клапана, после размещения изделий в таре ее расфиксируют и укупоривают, изменяя при этом ее объем, который устанавливают в зависимости от суммарного объема упаковываемых изделий, во время расфиксации заполненной тары на ее место перемещают незаполненную тару, при этом время формирования объема тары устанавливают в зависимости от времени размещения изделий в таре, а время освобождения заполненной тары связано определенной зависимостью со временем перемещения на ее место незаполненной тары. Кроме того, определенными зависимостями связаны между собой площадь пакета и максимальная площадь клапана, объем тары и суммарный объем упаковываемых изделий и т.д. Устройство для осуществления способа содержит узел формирования объема тары, узел ее фиксации и панель с элементами управления. Все узлы устройства смонтированы на корпусе, оснащенном кожухом и платформой, на поверхности кожуха выделена рабочая площадка для размещения упаковываемых изделий, а на платформе - площадка для размещения тары, узел формирования объема тары выполнен в виде газонаполнителя, например, вентилятора и раструба, который снабжен рукавом, при этом узел фиксации тары включают держатель и смонтирован на корпусе и/или кожухе, и/или платформе, и/или раструбе. Размеры элементов устройства, а также другие связанные с ним величины находятся в определенных зависимостях между собой. 2 с.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ упаковки штучных изделий в тару, преимущественно в пакеты, включающий подготовку тары, формирование ее объема соразмерно с объемом размещаемых изделий и/или подачу изделий в сформированный объем тары, укупоривание и отвод заполненной тары, отличающийся тем, что на подготовленной таре формируют клапан, максимальную площадь S1 которого устанавливают в зависимости от площади S2 пакета, исходя из соотношения а формирование объема V1 тары осуществляют, например, путем подачи в нее через клапан газа в зависимости от суммарного объема V2 упаковываемых изделий исходя из соотношения во время формирования объема тары и ее заполнения тару фиксируют, удерживая за поверхность клапана, площадь S3 которой устанавливают в зависимости от площади S1 клапана, исходя из соотношения подают изделия в тару, выбирая соотношение минимальных величин В1 угла между результирующим вектором направлений подачи изделий и горизонтальной плоскостью и максимальными величинами В2 этого угла в пределах после размещения изделий в таре ее расфиксируют и укупоривают, изменяя при этом ее объем до величины V3, которую устанавливают в зависимости от суммарного объема V2 упаковываемых изделий, исходя из соотношения во время расфиксации заполненной тары на ее место перемещают незаполненную тару, при этом время t1 формирования объема V1 тары устанавливают в зависимости от времени t2 размещения изделий в таре, исходя из соотношения а соотношение времени t3 освобождения заполненной тары и времени t4 перемещения на ее место незаполненной тары поддерживают в пределах 0,1 ≅ t3/t4 ≅ 100 при выборе соотношения времен t2 и t4 в пределах
2. Устройство для упаковки штучных изделий в тару, преимущественно в пакеты, содержащее узел формирования объема тары, узел ее фиксации и панель с элементами управления, отличающееся тем, что все узлы устройства смонтированы в корпусе, оснащенном кожухом и платформой, максимальный размер L1 корпуса, его минимальный размер L2 по горизонтали, проходящий через его геометрический центр, и минимальный размер L3 по вертикали связаны между собой следующими соотношениями: и а площадь S4 поверхности корпуса, площадь S5 поверхности кожуха и площадь S6 поверхности платформы связаны между собой следующим соотношением: часть поверхности кожуха выполнена в виде рабочей площадки, служащей для размещения упаковываемых изделий, площадь S7 которой связана с площадью S5 поверхности кожуха соотношением а на платформе выделена рабочая поверхность для размещения тары, площадь S8 которой связана с площадью S6 поверхности платформы соотношением узел формирования объема тары выполнен в виде газонаполнителя, например, вентилятора и раструба, раструб снабжен рукавом, суммарный объем V4 которого связан с объемом V5 раструба соотношением соотношение величины угла А1 между результирующим вектором воздушного потока вентилятора и результирующим вектором воздушного потока через рукав и величины угла А2 между результирующими векторами воздушных потоков соответственно через рукав и раструб установлено в пределах при этом узел фиксации тары включает держатель и смонтирован на корпусе, и/или кожухе, и/или платформе, и/или раструбе и расстояния между близлежащими и максимально удаленными удерживающими точками этого узла связаны между собой зависимостью о