УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ РУЛОННОГО МАТЕРИАЛА В РУКАВ Российский патент 2006 года по МПК B65B9/06 

Изобретение относится к оборудованию для фасовки и упаковки, а именно к устройствам для формирования упаковочного материала в рукав, и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Предпочтительно использование изобретения в фасовочно-упаковочных машинах вертикального типа, предназначенных для фасовки и упаковки сухих сыпучих и пылящих, мелкоштучных, жидких и пастообразных продуктов в термосвариваемую полимерную пленку. При этом могут быть использованы любые упаковочные термосвариваемые материалы, например полипропилен, полиэтилен высокого и низкого давления, бумага ламинированная, фольга ламинированая, лавсан, полиамид.

Предложение касается устройства для преобразования листового упаковочного материала рулонного типа в рукав определенной формы, а именно прямоугольного сечения.

Известно устройство для формования ленты в трубку, содержащее формующее и направляющее приспособления, при этом формующее приспособление выполнено в виде отрезка трубы со скошенным входным концом и вырезом в ее стенке (см. авторское свидетельство SU №207104, МПК В 65 В 9/06, публикация 08.12.1967. Бюл. №1).

Недостатком данного устройства является то, что его формующее приспособление преобразует плоский рулонный материал в рукав круглого сечения, из которого получают пакеты типа "подушка", не имеющие устойчивого плоского дна. Конструкция такого формующего приспособления не позволяет получить рукав прямоугольного сечения.

Конфигурация контура входного конца отрезка трубы строится сложным экспериментальным путем, и в то же время не исключает разрыва термопластичной пленки вследствие ее нестабильного движения и неравномерного натяжения, что снижает производительность и качество упаковки.

Известен также рукавообразователь, содержащий формующую трубу, развернутый профиль которой имеет вид кривой, образованной дугой окружности и двумя взаимно перпендикулярными кривыми, являющимися касательными к указанной дуге, и направляющее приспособление (см. авторское свидетельство SU №1479350, МПК В 65 В 9/06, публикация 15.05.1989. Бюл.№18).

Данный рукавообразователь обеспечивает достаточное качество получаемой упаковки, однако недостатком этого устройства является то, что его формующее приспособление не позволяет получить рукав прямоугольного сечения.

Известно устройство для формования прямоугольного рукава из подаваемой снизу пленки к горизонтальной упаковочной машине, содержащее рукавообразователь, состоящий из отдельных пластин с формующими кромками, расстояние между которыми регулируется (см. авторское свидетельство SU №1701596, МПК В 65 В 9/06, публикация 30.12.1991. Бюл. №48).

Данное устройство позволяет получить рукав прямоугольного сечения, однако такой рукавообразователь применим только для горизонтальных упаковочных машин. А также такое устройство имеет сложную технологию изготовления рабочих узлов, что повышает потребительскую стоимость упаковочной машины, а для переналадки на новый размер упаковки необходима регулировка всего устройства.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому предложению является устройство формирования рулонного материала в рукав (см. рекламный проспект оборудования для вертикальных упаковочных машин фирмы SIMIONATO S.p.A., модель Logic, 2003).

Устройство содержит формующее приспособление, выполненное в виде патрубка прямоугольного сечения со скошенным формующим торцом, и направляющее приспособление, выполненное в виде воротника. При этом края стенок патрубка имеют пластины, которые расположены одна на другой с зазором для прохода пленки и образования стыка внахлест. Воротник выполнен как продолжение трех стенок патрубка, а именно задней стенки и двух боковых. Воротник имеет направляющую плоскость, на которую поступает упаковочный материал из рулона (задняя стенка), и две боковые плоскости (крылья), при этом все плоскости воротника наклонены по отношению к стенкам патрубка. Причем ребра, образующиеся от пересечения плоскостей воротника и стенок патрубка, определяют такие размеры, как ширину и глубину упаковочного пакета.

Недостатком данного устройства является то, что все плоскости воротника и стенки патрубка находятся в строгой зависимости друг от друга, так как именно углы их наклона и к продольной оси патрубка и относительно друг друга обеспечивают плотное прилегание к ним рулонного материала. Без соблюдения этой зависимости невозможно получение качественного прямоугольного рукава без морщин и складок. Обозначим:

α - угол наклона к продольной оси патрубка левого крыла воротника;

β - угол наклона к продольной оси патрубка правого крыла воротника;

ρ - угол между верхними ребрами левого и правого крыльев, то ρ будет находиться в функциональной зависимости от углов α и β, а именно ρ=f(α) и ρ=f(β).

Для получения рукава с продольным швом посередине углы наклона крыльев воротника к продольной оси патрубка равны, то есть α=β. Для получения рукава с продольным швом, смещенным в ту или другую сторону от оси симметрии воротника, вышеуказанные углы различны, то есть α≠β.

Математически описать зависимость плоскостей воротника и стенок патрубка практически невозможно из-за большого количества случайных факторов. Поэтому эти углы наклона определяют опытным путем, а по существу методом подгонки, для чего делают шаблоны и производят отгиб воротника до получения оптимального соотношения углов. Эта работа - ручная, трудоемкая и длительная, не всегда приводит к желаемому результату, так как малейшее отклонение этих углов от их правильного значения приводит к образованию морщин и складок на материале при облегании им плоскостей воротника.

Технический результат предложения заключается в повышении качества формирования рукава при обеспечении постоянно высокой производительности упаковочной машины, в состав которой входит устройство, для получения качественной упаковки улучшенного товарного вида, а именно пакета с устойчивым плоским дном, позволяющего экономично осуществлять последующую групповую транспортную упаковку.

Для решения указанного технического результата в устройстве формирования рулонного материала в рукав в составе упаковочной машины, содержащем формующий элемент в виде патрубка прямоугольного сечения со скошенным формующим торцом и соединенный с патрубком направляющий элемент в виде воротника из наклоненных к продольной оси патрубка плоскостей, согласно изобретению воротник конструктивно разделен по указанной оси и выполнен из двух крыльев со свободными концами со стороны захода рулонного материала, при этом данные концы образованы верхним и нижним ребрами и соединены между собой с возможностью перемещения навстречу друг другу или друг от друга при помощи регулировочного узла для установки угла между верхними ребрами крыльев, обеспечивающего плотное прилегание к ним рулонного материала, причем регулировочный узел выполнен из двух шпилек с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой резьбовой втулкой, а угол δ между верхним и нижним ребрами свободного конца крыла составляет 58-60°, а угол γ между верхним ребром свободного конца крыла и скошенным формующим торцом патрубка составляет 93-95°, и при этих конструктивных значениях указанных углов для симметричного воротника углы α и β наклона крыльев к продольной оси патрубка будут иметь значения α=β=38-40°.

Наличие отличительных признаков, а именно выполнение воротника конструктивно разделенным по продольной оси патрубка на две части, а по существу на два крыла, конструктивное решение каждого крыла со свободным концом со стороны захода рулонного материала, образованным верхним и нижним ребрами, соединение их между собой с возможностью перемещения навстречу друг другу или друг от друга при помощи регулировочного узла для установки угла между верхними ребрами крыльев, обеспечивающего плотное прилегание к ним рулонного материала, выполнение регулировочного узла из двух шпилек с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой резьбовой втулкой, а также конструктивное решение крыльев с углом δ между верхним и нижним ребрами свободного конца крыла, равным 58-60°, углом γ между верхним ребром свободного конца крыла и скошенным формующим торцом патрубка равным 93-95°, при которых углы α и β наклона крыльев к продольной оси патрубка равны 38-40°, свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности "новизна".

В предложенном устройстве элемент, направляющий упаковочный материал из рулона на приспособление, формующее рукав прямоугольного сечения, как и в ближайшем аналоге, выполнен в виде воротника из плоскостей, наклоненных к продольной оси устройства.

Однако в отличие от прототипа для достижения вышеуказанного технического результата, а именно для повышения качества формирования рукава без снижения производительности упаковочной машины и дальнейшего получения качественной упаковки улучшенного товарного вида без складок и заломов, воротник выполнен не общим для всех частей формующего элемента, а из двух раздельных крыльев. У воротника отсутствует та его часть, которая у прототипа охватывала заднюю стенку патрубка. Такое конструктивное решение позволило экспериментально получить крыло со свободным концом, образованным ребрами под определенным углом, а именно δ=60°. Экспериментально также был установлен угол между верхним ребром свободного конца крыла и скошенным формующим торцом патрубка, а именно γ=95°. Эта полученная конструкция крыла при изготовлении устройства определила оптимальный угол наклона его к продольной оси формующего элемента (патрубка), а именно α или β=40°.

Совместное использование известных существенных признаков и указанных отличительных признаков в одном решении позволило при помощи регулировочного узла, размещенного между свободными концами крыльев, осуществить подбор угла между их верхними ребрами, обеспечивающего плотное прилегание к крыльям рулонного материала, произвести регулировку до исчезновения складок и морщин на крыльях простым действием без трудоемких математических расчетов зависимостей плоскостей воротника и стенок патрубка, при этом исключая влияние большого количества случайных факторов, возникающих в таких конструкциях.

Из вышесказанного следует, что технический результат достигается новой совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в аксонометрии; на фиг.2 изображен общий вид патрубка в аксонометрии; на фиг.3 изображена развертка крыла воротника; на фиг.4 изображен общий вид устройства, совместно с продуктовой трубой упаковочной машины; на фиг.5 изображена схема заправки пленки в упаковочной машине "Питпак-М2".

Следует учесть, что на чертежах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа предложения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.

В представленном варианте устройство формирования рулонного материала в рукав установлено в фасовочно-упаковочной машине модели "ПИТПАК-М2".

Универсальный высокопроизводительный вертикальный автомат предназначен для точного дозирования и упаковки широкого ассортимента мелкого, сыпучего, гранулированного, кристаллического и штучного товара, а также жидких и пастообразных продуктов в трехшовные и четырехшовные пакеты с проваренными ребрами и плоским дном. Машина производит расфасовку продуктов в герметичные упаковки, сформированные из полотна упаковочного материала, например полипропиленовой пленки. Конструкция машины обеспечивает работу в двух режимах: автоматическом и ручном.

Машина состоит из сварного каркаса, на котором смонтированы следующие основные узлы: устройство подачи упаковочного материала, заявляемое устройство, формирующее рукав из упаковочного рулонного материала, устройство для протяжки рукава, продольная сварочная губка, поперечные сварочные губки с разрезающим ножом и формирователями плоского дна, защитный кожух и распределительный шкаф с управляющей панелью. Сверху каркас закрыт плитой, на которой установлен и закреплен дозатор. Привод всех механизмов пневматический. Управление механизмами производится с помощью контроллера.

Схема заправки пленки в упаковочной машине "ПИТПАК-М2" представлена на фиг.5.

Упаковочная машина содержит приспособление для размотки пленки с рулона и направленную подачу ее на заявляемое формующее устройство, где образуется рукав определенной формы из поданной ленты упаковочного материала. Тормозящее устройство предотвращает инерционное сматывание пленки с рулона и сохраняет постоянное натяжение пленки. Приспособление для размотки пленки устанавливают в нижней части машины, а устройство формирования рулонного материала в рукав крепят к каркасу машины.

Порцию продукта подают из дозатора в прямоугольную продуктовую трубу, которая помещена во внутреннее пространство патрубка заявляемого устройства. Протяжку рукава осуществляют парой поперечных сварочных губок, установленных на маятниковой раме с возможностью перемещения от пневматического цилиндра в направлении вверх - вниз.

При перемещении маятниковой рамы вверх поперечные губки разомкнуты. При достижении рамой крайнего верхнего положения поперечные губки смыкаются и зажимают рукав упаковочного материала, который протягивается по продуктовой трубе при движении маятниковой рамы вниз. Затем продукт из трубы поступает в только что образованный пакет, который затем заваривают и обрезают.

Расстояние между верхним и нижним крайними положениями маятниковой рамы определяет длину пакета.

Общий вид устройства формирования рулонного материала в рукав представлен на фиг.1.

Устройство состоит из формующего приспособления, выполненного в виде патрубка 1 прямоугольного сечения и направляющего приспособления, выполненного в виде воротника из двух крыльев: левого крыла 2 и правого крыла 3.

Патрубок 1 (фиг.2) выполнен со скошенным формующим торцом, а именно верхние торцы А и В его боковых стенок имеют скос, направленный от задней стенки к передней. При этом передняя стенка патрубка 1 выполнена их двух отдельных частей, к краям которых присоединены пластины (на чертеже не показаны), расположенные одна на другой с зазором для прохода пленки и образования стыка внахлест.

Воротник соединен с верхними торцами стенок патрубка 1, но не всех, а только боковых стенок и передней стенки. По существу, воротник представляет собой две плоскости, каждое охватывает боковую стенку и одну часть передней стенки патрубка 1. Таким образом, с одной стороны патрубка 1 образовано крыло 2, а с другой - крыло 3, и каждое крыло имеет переднюю плоскость 4 и свободный конец (фиг.3). Ребра, образующиеся от пересечения вышеуказанных плоскостей воротника и стенок патрубка 1, определяют такие размеры, как ширину и глубину упаковочного пакета.

Плоскости крыльев 2 и 3, а также две передние плоскости 4 воротника наклонены по отношению к стенкам патрубка 1. Обозначим, аналогично прототипу, через α - угол наклона к продольной оси патрубка 1 левого крыла 2 воротника, а через β - угол наклона к продольной оси патрубка 1 правого крыла 3 воротника.

Возьмем пример конкретного выполнения: получение рукава с продольным швом посередине, а значит углы наклона крыльев 2 и 3 воротника к продольной оси патрубка 1 равны, то есть α=β. Наклон передних плоскостей 4 воротника не важен для достижения технического результата, он зависит от конструктивных особенностей упаковочной машины.

Проведенные эксперименты позволили установить внутренние углы развертки крыла: так угол γ=95°, угол δ=60° (фиг 3). Из конструкции устройства видно, что угол захода пленки на воротник будет определен углом δ=60° и равен этому углу. Боковые плоскости крыльев 2 и 3 наклонены к продольной оси патрубка 1 под углом α=β=40°.

Со стороны задней стенки патрубка 1 выполнен узел регулировки угла между верхними ребрами D левого крыла 2 и правого крыла 3, обозначим его аналогично прототипу через ρ. Узел регулировки угла ρ включает шпильки 5 и 6, закрепленные на свободных концах крыльев 2 и 3 и размещенные между ними. При этом шпильки 5 и 6 имеют разнонаправленную резьбу и соединены между собой резьбовой втулкой 7.

Патрубок 1 снабжен фланцем 8 для крепления устройства к упаковочной машине. Устройство устанавливают на упаковочную машину таким образом, чтобы продуктовая труба прямоугольного сечения была размещена внутри патрубка 1 с зазором для прохода пленки (фиг.4).

Для изготовления устройства сначала сгибают или сваривают патрубок 1, затем выкраивают крылья 2 и 3. На патрубок 1 приваривают согнутые крылья 2 и 3, совмещая при этом верхние торцы А и В боковых стенок патрубка 1 с ребрами С крыльев 2 и 3. После приварки к патрубку 1 крылья 2 и 3 отгибают в стороны под углом α=β=40°.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно перед установкой на продуктовую трубу 9 регулируют угол ρ между верхними ребрами D крыльев 2 и 3, изменяя расстояние между ними за счет шпилек 5 и 6 при вращении втулки 7. При этом необходимо учитывать, что расстояние между концами крыльев L должно быть больше или равно ширине рулонного материала (пленки) W, то есть L≥W.

При работе машины рулонный материал подают на верхние ребра D крыльев 2 и 3, натягивая его между ними. При этом часть рулонного материала облегает боковые плоскости крыльев 2 и 3, а также пластины передних частей патрубка 1, одну - с внутренней стороны, а другую - с внешней стороны. При протяжке рулонного материала между внутренней поверхностью патрубка 1 и продуктовой трубой происходит преобразование плоской пленки в прямоугольный рукав. При этом, вращая резьбовую втулку 7, окончательно регулируют угол ρ между верхними ребрами D крыльев 2 и 3. Регулировку производят до исчезновения складок и морщин на крыльях 2 и 3, то есть до получения оптимального угла ρ между верхними ребрами D крыльев 2 и 3.

При этом изготовление данного изобретения промышленным способом не вызывает затруднений, предполагает использование освоенных материалов и стандартного оборудования, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "промышленная применимость".

Изобретение относится к оборудованию для фасовки и упаковки, а именно к устройствам для формирования упаковочного материала в рукав, и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Устройство содержит формующий элемент в виде патрубка прямоугольного сечения со скошенным формующим торцом и соединенный с патрубком направляющий элемент в виде воротника из наклоненных к продольной оси патрубка плоскостей, причем воротник конструктивно разделен по указанной оси и выполнен из двух крыльев со свободными концами со стороны захода рулонного материала, при этом данные концы образованы верхним и нижним ребрами и соединены между собой с возможностью перемещения навстречу друг другу или друг от друга при помощи регулировочного узла для установки угла между верхними ребрами крыльев, обеспечивающего плотное прилегание к ним рулонного материала, при этом угол δ между верхним и нижним ребрами свободного конца крыла составляет 58-60°, а угол γ между верхним ребром свободного конца крыла и скошенным формующим торцом патрубка составляет 93-95°, и при этих конструктивных значениях указанных углов для симметричного воротника углы α и β наклона крыльев к продольной оси патрубка будут иметь значения α=β=38-40°. Устройство позволяет повысить качество формирования рукава при обеспечении постоянно высокой производительности упаковочной машины, в состав которой входит устройство, и, следовательно, получить качественную упаковку улучшенного товарного вида. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство формирования рулонного материала в рукав в составе упаковочной машины, содержащее формующий элемент в виде патрубка прямоугольного сечения со скошенным формующим торцом и соединенный с патрубком направляющий элемент в виде воротника из наклоненных к продольной оси патрубка плоскостей, отличающееся тем, что воротник конструктивно разделен по указанной оси и выполнен из двух крыльев со свободными концами со стороны захода рулонного материала, при этом данные концы образованы верхним и нижним ребрами и соединены между собой с возможностью перемещения навстречу друг другу или друг от друга при помощи регулировочного узла для установки угла между верхними ребрами крыльев, обеспечивающего плотное прилегание к ним рулонного материала, при этом угол δ между верхним и нижним ребрами свободного конца крыла составляет 58-60°, а угол γ между верхним ребром свободного конца крыла и скошенным формующим торцом патрубка составляет 93-95°, и при этих конструктивных значениях указанных углов для симметричного воротника углы α и β наклона крыльев к продольной оси патрубка будут иметь значения α=β=38-40°.2. Устройство формирования рулонного материала в рукав по п.1, отличающееся тем, что регулировочный узел выполнен из двух шпилек с разнонаправленной резьбой, соединенных между собой резьбовой втулкой.