ВАКУУМНО-УПАКОВОЧНАЯ МАШИНА Российский патент 1998 года по МПК B65B31/02 B65B31/04 

Изобретение относится к устройствам для упаковки изделий в герметичные пленочные пакеты в особых условиях воздушной или газовой среды и может быть использовано для защиты продукции при длительном хранении от механических повреждений, воздействия атмосферной влаги, пыли и газов посредством запечатывания сваркой или наполнением с последующим запечатыванием пакетов в камерах под вакуумом или содержащих инертную среду.

В промышленном производстве широко освоены разнообразные вакуумно-упаковочные машины, содержащие сообщающуюся с системой вакуумирования рабочую камеру, закрытую шарнирно укрепленной крышкой, подвижную балку сварочного узла с нагревательными элементами и сопрягаемую с ними опору [1].

В указанном изобретении шарнирно укрепленная крышка рабочей камеры оснащена автономным приводом вертикальных перемещений и установлена на направляющих колонках, что обеспечивает равномерное прижатие пленочного материала при сварке с требуемым усилием. Привод подачи подпружиненной сварочной балки к опоре с электронагревательными элементами выполнен в виде закрепленного на днище камеры цилиндра, сообщающегося через блок клапанов с системой вакуумирования.

Недостатком этой машины является громоздкость конструкции, сложность настройки системы управления циклом последовательного действия исполнительных механизмов и узлов, в частности подачи крышки, смыкания сварочных губок, вакуумирования, и ограниченная этим производительность, что сужает область использования из-за неудовлетворительной функциональной надежности.

Отмеченные недостатки устранены в устройстве для упаковывания в вакууме изделий в пленку [2] , содержащем рабочую камеру с шарнирно закрепленной крышкой, плоскость разъема которых выполнена наклонной для обеспечения параллельности смыкания и герметичности при этом, узел сварки, блоки управления и клапанов вакуумирующей системы. На откидной крышке закреплена опорная рамка, сопрягаемая в рабочем положении с подвижной плитой, несущей нагревательные элементы сварочного узла. Плита смонтирована на эластичной диафрагме рабочей камеры, сообщающейся через блок клапанов с вакуумным насосом.

Недостатком известного устройства является ограничение производительности относительно большим вспомогательным временем ручных операций на укладку пакета с продукцией, переключение режимов и съем готовой упаковки, которое составляет 30. . . 35% времени цикла или половину основного времени сварки.

Кроме того, кинематическая взаимосвязь крышки с рабочей камерой не обеспечивает удовлетворительного качества вакуумной сварки ответственных упаковок из-за неравномерности смыкания элементов узла сварки, которая зависит от упругости диафрагмы с лимитированным пределом удельной нагрузки.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение производительности при гарантированном качестве работ и автоматизации управления последовательностью операций рабочего цикла машины при снижении ее потребительской стоимости.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной вакуумно-упаковочной машине, содержащей рабочую камеру, узел сварки и блок клапанов которой связаны с блоком управления и закрытую откидной крышкой, несущей опору, сопрягаемую с электронагревательными элементами балки узла сварки, свободно смонтированной на токоведущих штоках подающих цилиндров, и вакуумный насос, согласно изобретению блок управления параллельно связан с блоками клапанов и узлами сварки двух сблокированных в общем корпусе рабочих камер через коммутирующее устройство, которое соединено с преобразователями закрытого положения крышек рабочих камер.

Отличительные признаки позволили получить двухкамерный агрегат параллельно-последовательного действия, в котором перекрестно совмещены вспомогательно-подготовленное время с машинами, при этом исключена субъективность операторов в управлении технологическим процессом за счет установки под каждой крышкой преобразователей, вырабатывающих управляющие сигналы на перекоммутацию очередности работы вакуумных камер машины и последовательности операций составляющих их исполнительных узлов и механизмов.

Общие для обеих рабочих камер машины корпус, приборный блок управления, системы вакуумирования и электропитания упростили конструкцию, что повысило в целом надежность функционирования агрегата.

Изобретение как устойчивая совокупность существенных признаков представляет собой новую машину, которая на четверть дешевле двух по прототипу, но с производительностью на треть выше. Зона обслуживания машины одним оператором при агрегатировании уменьшилась примерно в два раза.

На фиг. 1 изображен вид предлагаемой машины; на фиг. 2 - вид по стрелке A на фиг. 1; на фиг. 3 - блок-схема машины.

В общем корпусе 1 закреплены две рабочие камеры 2 (фиг. 2 и 3) аналогичной конструкции и структурного состава с общими блоком 3 управления, блоком 4 электропитания и вакуумным насосом 5 (фиг. 1). На корпус 1 торцом оперты над каждой камерой 2 откидные крышки 6, которые посредством кронштейнов 7 связаны с пружинами 8, регулируемыми посредством смонтированных на корпусе 1 гаек 9 жестокости. На крышках 6 закреплены эластичные опорные планки 10 сварочных узлов.

Вакуумный насос 5 сообщается через блоки 11 клапанов с рабочими камерами 2 (фиг. 3) и с подающими цилиндрами 12, установленными в каждой из них.

На штоках 13 подающих цилиндров 12, выполненных токоведущими и связанных с блоком 4 питания, свободно смонтирована балка 14 сварочного узла 15, на контактной поверхности которой закреплены нагревательные элементы 16 (нихромовые полоса и проволока), электрически связанные со штоками 13, нагруженными пружинами 17.

Полость цилиндров 12 перекрыта мембраной 18, которая защемлена на штоке 13, разделяющей ее на две части: верхнюю, связанную с блоком 11 клапанов насоса 5, и нижнюю, сообщающуюся с атмосферой. В камере 2 уложены сменные полки 19 под обрабатываемый пакет с продукцией, напротив которых за балкой 14 установлены поворотные форсунки 20 газонапуска защитной или нейтральной атмосферы.

На линии разъема корпуса 1 с крышкой 6 каждой камеры 2 (фиг. 3) смонтированы преобразователи 21 (конечные выключатели), подключенные к блоку 22 коммутации, который с узлом сварки и блоком 11 клапанов каждой камеры 2 связан через общий блок 3 управления.

В исходном положении шток 13 цилиндров 12 обесточен и под действием пружин 17 отжат книзу, а камеры 2 раскрыты, то есть крышки 6 под действием пружин 8 повернуты коромыслом в крайнее верхнее положение (фиг. 1 и 2, правая по чертежу половина).

Вращением в разные стороны гаек 9 регулируется жесткость пружин 8, обеспечивающих равномерный прижим крышки 6 торцом (ось поворота) к поверхности корпуса 1, что создает беззазорное смыкание в закрытом рабочем положении.

Работает машина следующим образом. При нажатии кнопки "Пуск" пульта блока 3 управления включается насос 5 и блок 4 электропитания, который через шток 13 подключает нагреватели 16.

Изделие в пакете из многослойного полиэтилена укладывается на полки 19, максимальное количество которых подбирается для уменьшения свободного объема камеры 2. Горловину пакета надевают на форсунки 20 в распор за счет их поворота, после чего вручную опускают крышку 6 до смыкания с корпусом 1, растягивая пружины 8 (фиг. 2, левая половина), упругая деформация которых является временным накоплением энергии. При этом крышка 6 взаимодействует с преобразователем 21, сигнал с которого поступает через блок 22 коммутации на блок 3 управления, вырабатывающий идентифицированную команду запуска канала, которая коммутирует соответствующий узел 15 сварки и блок 11 клапанов, а случайный сигнал с преобразователя 21 второй камеры 2 блокируется в коммутаторе 22, то есть одновременно два канала работать не могут.

Насосом 5 через блок 11 клапанов создается разрежение в рабочей камере 2, при этом атмосферным давлением крышка 6 плотно прижимается к корпусу 1 и в случае необходимости происходит впрыск порции защитного или нейтрального газа в пакет.

Далее переключением клапанов блока 11 к насосу 5 подсоединяется верхняя над мембраной 18 часть полости цилиндра 12, где создается разрежение. Атмосферным давлением нижней полости цилиндра 12 шток 13, сжимая пружину 17, подает балку 14 до упора элементами 16 в планку 10 крышки 6, где они беззазорно самоустанавливаются посредством шарнирного соединения балки 14 со штоком 13.

Нагретыми элементами 16 пакет с изделием запечатывается двойным сварным швом: плоским сваривается пленка, а проволочным большего диаметра - разрезается с оплавлением материала.

Затем коммутатором 22 посредством управляющего сигнала от блока 3 переключаются клапаны блока 11, вследствие чего давление в полостях цилиндра 12 и в камере 2 выравнивается с атмосферным. Под действием энергии пружины 17 шток 13 возвращает балку 14 в нижнее положение, а пружин 8 - крышка 6 поворачивается, открывая доступ в камеру 2. При этом сигнал с преобразователя 21 перекоммутирует линию связи 3 с блоком 22 в исходное положение.

Далее закрывают крышку 6 второй камеры 2, где предварительно уложен следующий пакет с изделием, и цикл зеркально повторяется.

Готовый запечатанный пакет извлекают из первой камеры 2 и на его место за время сварки в смежной камере 2 укладывают следующий пакет, горловину которого надевают на форсунки 20.

Таким образом во времени осуществляется совмещение вспомогательных операций с основными, продолжительность которых (30 с) вдвое превышает продолжительность первых (14 с), следовательно, производительность агрегата определяется машинным временем, то есть практически технологическим временем сварки.

Цикл работы, продолжительность и последовательность операций позволяют обслуживать предложенную машину одному оператору.

Конструктивная автономность рабочих камер и электрических каналов управления циклом работы позволяет расширить технологические возможности машины, в которой одновременно могут быть запечатаны различные по форме и материалам пакеты, упаковывая разную продукцию под вакуумом и с наполнением, используя комбинации сварочных швов сменой нагревательных элементов.

Изобретение относится к устройствам для упаковки мелкоштучных изделий в герметичные пленочные пакеты в особых условиях воздушной или газовой среды посредством запечатывания сваркой в камере под вакуумом или содержащей защитную среду. Вакуумно-упаковочная машина имеет две рабочиие камеры, сблокированные в корпусе. Блоки клапанов и узлы сварки рабочих камер связаны с общим блоком управления через коммутирующее устройство, соединенное с преобразователями закрытого положения крышек каждой камеры. Изобретение позволяет совместить во времени вспомогательное время подготовительных операций с основным машинным временем, что обеспечивает повышение производительности. 3 ил.

Вакуумно-упаковочная машина, содержащая рабочую камеру, узел сварки и блок клапанов которой связаны с блоком управления и закрытую откидной крышкой, несущей опору, сопрягаемую с электронагревательными элементами балки узла сварки, свободно смонтированной на токоведущих штоках подающих цилиндров, и вакуумный насос, отличающаяся тем, что блок управления параллельно связан с блоками клапанов и узлами сварки двух сблокированных в общем корпусе рабочих камер через коммутирующее устройство, которое соединено с преобразователями закрытого положения крышек рабочих камер.