Устройство для фасовки продуктов Российский патент 2025 года по МПК B65B25/04 B65B35/40 

Область техники.

Техническое решение относится к области пищевой промышленности и предназначено для фасовки различных видов продуктовых изделий, в том числе зелени, в полимерный контейнер.

Предшествующий уровень техники.

Среди устройств для фасовки продуктов, известна комплексная линия ЕХАКТАРАСК для весовой фасовки и упаковки зелени и резаного салата (интернет-ресурс https://www.goldshar.net/catalog-product/kompleksnaya-liniya-exaktapack/). Оборудование в автоматическом режиме формирует из полотна упаковочного материала пакет типа «флоу-пак». Линия состоит из нижнего вибрационного фидера, конвейера подачи продукта в бункер весового дозатора, электронного весового дозатор (Мультиголовка с 14-ю пятилитровыми корзинами из нержавеющей стали), ротационного верхнего корпуса для подачи салата, устройства поддержания внутреннего давления воздуха для устранения влаги, лотков вертикального сброса продукта в станцию упаковки, платформы для размещения и обслуживания дозатора, вертикального упаковочного автомата для формирования трехшовных пакетов, устройства для протяжки пленки и отводящего конвейера.

Недостатком линии является то, что продукт упаковывается в пленку, что в случае деликатных продуктов, таких, как зелень, может приводить к их повреждению при транспортировке и хранении. Другим недостатком является необходимость измельчения зелени для обеспечения возможности упаковки с помощью линии ЕХАКТАРАСК.

Среди устройств для фасовки продуктов, известно устройство для упаковывания продуктов, патент России №2481258 на изобретение, МПК В65В 25/04, 2013. Устройство предназначено для упаковывания, по меньшей мере, двух продуктов с индивидуальным весом в упаковку в количестве, соответствующем целевому весу. Устройство содержит подающее средство для обеспечения упаковки продукта, упаковочные средства для помещения в упаковку продукта, например, в виде грозди, взвешивающие средства для первоначального взвешивания, транспортирующее средство, взвешивающий узел, соединенными с добавляющими средствами, для обеспечения необходимого веса путем добавления продуктов, определяемых взвешивающими средствами, в упаковку. Изобретение обеспечивает повышение точности веса упаковки, упрощение и компактность устройства.

Недостатком указанного аналога является то, что с помощью известного устройства возможна фасовка только такой продукции, которая полностью помещается в контейнер (лоток). С помощью устройства невозможно расфасовать продукт, который должен быть сложен с целью обеспечения возможности его вхождения в контейнер. Другим недостатком указанного аналога является применение ручного труда операторов на этапе заполнения ячеек выдачи продукта устройства фасовки, из-за чего возрастает риск механического повреждения продуктов, а также увеличивается время и трудоемкость технологического процесса.

Указанный аналог по патенту России №2481258 является по совокупности существенных признаков наиболее близким аналогом того же назначения к заявляемому техническому решению. Поэтому он принят в качестве прототипа.

Раскрытие заявляемого технического решения.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства для фасовки продуктов, в частности (хотя и не только) зелени и пряных трав, которое входит в технологическую линию фасовки и обеспечивает в автоматическом режиме формование продукта по размеру контейнера (лотка) и его последующую фасовку в этот лоток.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым техническим решением, является обеспечение возможности упаковки в лоток продукта, изначально имеющего размер, больший размера лотка.

Другим техническим результатом является обеспечение автоматизации процесса формовки и фасовки продуктов, что приводит к отсутствию на этом этапе ручного труда, снижению трудоемкости процесса, повышению быстродействия.

Сущность заявленного технического решения состоит в том, что устройство для фасовки продуктов содержит люк, выполненный с возможностью открытия его крышки для транспортировки через него продукта, и нижнюю горизонтальную платформу, выполненную с возможностью размещения на ней лотка для приема в него продукта. Отличается тем, что люк размещен в верхней горизонтальной платформе, имеет форму отверстия, вписанную в форму поперечного сечения внутреннего пространства лотка, и по краю своего отверстия снабжен расположенными над верхней горизонтальной платформой вертикальными боковыми стенками, содержащими подвижные части, выполненные с возможностью раскрытия, которые совместно с размещенным с возможностью движения над люком формовочным штоком выполнены с возможностью изгибания продукта и придания ему таким образом формы, при которой он может быть размещен в лотке, при этом устройство дополнительно содержит вертикальный поршень, выполненный с возможностью движения через канал, образованный вертикальными боковыми стенками, и отверстие люка.

Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение всех заявленных технических результатов.

В частных случаях допустимо выполнять техническое решение следующим образом.

Отверстие люка предпочтительно имеет форму, совпадающую с формой поперечного сечения внутреннего пространства лотка, а форма вертикального поршня предпочтительно соответствует форме отверстия люка.

Вертикальные боковые стенки могут дополнительно содержать стационарную часть, неподвижно расположенную на краю отверстия люка напротив формовочного штока, а также обечайку, закрепленную по краю отверстия люка под верхней горизонтальной платформой.

Подвижные части вертикальных боковых стенок при этом могут быть закреплены вертикальными торцами:

- либо на вертикальных торцах стационарной части с возможностью поворота;

- либо с возможностью поворота на неподвижных вертикальных осях, закрепленных на верхней горизонтальной платформе у вертикальных торцов стационарной части.

Свободные вертикальные торцы подвижных частей желательно снабжены отбортовками.

Формовочный шток может содержать, собственно, горизонтальный шток, установленный в направляющих, и прижим, выполненный в виде узкого вертикального элемента.

Подвижные части могут быть выполнены с возможностью предварительного закрытия при движении формовочного штока над люком в сторону места крепления подвижных частей и с возможностью полного смыкания при движении формовочного штока обратно после того как шток покинет пространство над люком. При этом:

- подвижные части выполнены с возможностью раскрытия при движении вертикального поршня вверх,

- вертикальный поршень выполнен с возможностью опускания после полного смыкания подвижных частей вертикальных боковых стенок,

- крышка люка выполнена с возможностью сдвига при движении вертикального поршня вниз вдоль вертикальных боковых стенок и закрытия при движении вертикального поршня вверх.

Вертикальный поршень, подвижные части, формовочный шток могут быть выполнены с возможностью приведения их в движение пневмоцилиндрами.

Нижняя горизонтальная платформа может быть снабжена подъемником с выравнивателем лотка. При этом подъемник выполнен с возможностью подъема перед открытием крышки люка и опускания после достижения вертикальным поршнем нижнего положения. При этом устройство дополнительно снабжено толкателем, размещенным с возможностью горизонтального возвратно-поступательного движения над поверхностью подъемника.

Автором заявленного технического решения изготовлен опытный образец этого решения, испытания которого подтвердили достижение технического результата.

Краткое описание чертежей.

На фигуре 1 показан внешний вид устройства для фасовки продуктов, на фиг. 2 - внешний вид диспенсера пустых лотков с транспортером этих лотков, на фиг. 3 - вид на верхнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе подачи порции продукта, на фиг. 4 - вид на верхнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе формования порции продукта по размерам лотка, на фиг. 5 - вид на верхнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе опускания вертикального поршня, на фиг. 6 - вид на верхнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе поднятия вертикального поршня, на фиг. 7 - вид на нижнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе подачи пустого лотка, на фиг. 8 - вид на нижнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе срабатывания выравнивателя лотка, на фиг. 9 - вид на нижнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе поднятия лотка к люку, на фиг. 10 - вид на нижнюю горизонтальную платформу на технологическом этапе перемещения лотка с продуктом толкателем на желоб выдачи.

Перечень ссылочных обозначений:

1 - верхняя горизонтальная платформа;

2 - люк;

3 - стационарная часть вертикальных боковых стенок;

4 - подвижная часть вертикальных боковых стенок;

41 - отбортовка подвижной части вертикальных боковых стенок;

5 - обечайка вертикальных боковых стенок;

6 - формовочный шток;

61 - горизонтальный шток;

62 - прижим;

7 - вертикальный поршень;

8 - нижняя горизонтальная платформа;

9 - подъемник;

10 - выравниватель лотка;

11 - толкатель;

12 - лоток;

13 - тяга подвижной части вертикальных боковых стенок;

14 - направляющие формовочного штока;

15 - пневмоцилиндр формовочного штока;

16 - желоб выдачи;

17 - транспортер подачи порций продукта;

18 - желоб подачи порций продукта;

19 - диспенсер пустых лотков;

20 - транспортер подачи пустых лотков;

21 - порция продукта.

Осуществление технического решения.

Устройство для фасовки продуктов состоит из:

- верхней горизонтальной платформы (1) с люком (2) (фиг. 3),

- вертикальных боковых стенок, включающих расположенные над верхней горизонтальной платформой стационарную часть (3) и по меньшей мере две подвижные части (4), а также расположенную под верхней горизонтальной платформой обечайку (5) (фиг. 7),

- формовочного штока (6),

- вертикального поршня (7) (фиг. 5),

- нижней горизонтальной платформы (8),

- подъемника (9) с выравнивателями лотка (10),

- толкателя (11).

Верхняя горизонтальная платформа (1) предназначена для формования на ней порции продукта с целью его дальнейшего размещения в лотке (12). Отверстие люка (2) имеет форму, вписанную в поперечное сечение внутреннего пространства лотка (12), в который производится фасовка продуктов. Предпочтительно отверстие люка имеет форму, совпадающую с формой упомянутого поперечного сечения, но может быть и меньше этой формы (может занимать часть формы поперечного сечения внутреннего пространства лотка). Отверстие люка может быть прямоугольным, квадратным, круглым, овальным или иметь другую форму.

Крышка люка (2) выполнена с возможностью открытия при движении вертикального поршня (7) вниз вдоль вертикальных боковых стенок и закрытия при движении этого поршня обратно вверх.

Вертикальные боковые стенки в сомкнутом состоянии представляют собой набор конструктивных элементов (3, 4, 5), расположенных по периметру отверстия люка (2) над и под верхней горизонтальной платформой (1) и образующих канал для движения вертикального поршня.

Расположенные над верхней горизонтальной платформой вертикальные боковые стенки (3, 4) совместно с формовочным штоком (6) выполнены с возможностью изгибания порции продукта и придания ей таким образом формы, при которой она может быть размещена в лотке (12).

Стационарная часть (3) вертикальных боковых стенок представляет собой стенку, неподвижно расположенную на части периметра отверстия люка (2). Стационарная часть (3) вертикальных боковых стенок предпочтительно закреплена к верхней горизонтальной платформе (1), но может быть закреплена и к другим элементам устройства для фасовки продуктов, расположенных на верхней горизонтальной платформе.

Каждая из подвижных частей (4) вертикальных боковых стенок представляет собой стенку, в сомкнутом состоянии расположенную на части периметра отверстия люка (2), а в разомкнутом состоянии расположенной по большей части на удалении от люка. Высота подвижных частей (4) равна высоте стационарной части (3) вертикальных боковых стенок. Каждая из подвижных частей (4) вертикальных боковых стенок предпочтительно закреплена одним вертикальным торцом на вертикальном торце стационарной части (3) с возможностью поворота. При этом поворот обеспечивается тягой (13), например, пневмоцилиндра, шарнирно закрепленной к наружной поверхности подвижной части (4). Подвижная часть (4) может быть также закреплена одним своим вертикальным торцом с возможностью поворота на неподвижной вертикальной оси, закрепленной на верхней горизонтальной платформе у вертикального торца стационарной части (3). Другой вертикальный торец каждой подвижной части (4) снабжен отбортовкой (41) для увеличения площади контакта этой части.

Подвижные части (4) выполнены с возможностью предварительного закрытия при движении формовочного штока (6) над люком в сторону стационарной части (3) (или места крепления подвижных частей (4)) и с возможностью полного смыкания при движении формовочного штока обратно после того как шток покинет пространство над люком. Подвижные части (4) выполнены с возможностью раскрытия при движении вертикального поршня (7) вверх.

Обечайка (5) представляет собой вертикальную стенку, закрепленную под верхней горизонтальной платформой и повторяющую край отверстия люка. Обечайка предназначена для ориентирования лотка и снижения нагрузок на боковые стенки лотка при загрузке в него порции продукта.

Формовочный шток (6) содержит, собственно, горизонтальный шток (61), установленный в направляющих (14), и прижим (62), выполненный в виде узкого вертикального элемента. Прижим (62) имеет высоту, примерно равную высоте стационарной (3) и подвижных (4) частей вертикальных боковых стенок. Формовочный шток выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения прижима (62) над люком через его центральную часть в сторону середины стационарной части (3) вертикальных боковых стенок (в сторону места крепления подвижных частей (4) при отсутствии стационарной части). Движение формовочного штока обеспечивается пневмоцилиндром (15). Формовочный шток (6) выполнен с возможностью движения в сторону стационарной части (3) вертикальных боковых стенок (или места крепления подвижных частей) после помещения порции продукта на верхней горизонтальной платформе (1) над люком (2) и последующего обратного движения сразу после достижения формовочным штоком точки, отстоящей от стационарной части (3) на некоторое заданное расстояние, соответствующее размеру изгиба порции продукта.

Вертикальный поршень (7) имеет форму, соответствующую форме отверстия люка (2). Вертикальный поршень выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения в канале, образованном вертикальными боковыми стенками. Движение вертикального поршня обеспечивается пневмоцилиндром по направляющим (не показаны). Вертикальный поршень выполнен с возможностью опускания после смыкания подвижных частей (4) вертикальных боковых стенок и последующего подъема по достижении поршнем нижней точки, отстоящей от положения подъемника (9) на заданное расстояние.

Нижняя горизонтальная платформа (8) расположена под верхней горизонтальной платформой (1) и предназначена для оперирования лотками (12) при их загрузке порциями продукта.

На нижней горизонтальной платформе (8) под люком (2) размещен подъемник (9), выполненный с возможностью подъема перед открытием крышки люка (2) и опускания после достижения вертикальным поршнем (7) нижнего положения. Верхняя поверхность подъемника (9) в нижнем положении находится на одном уровне с поверхностью нижней горизонтальной платформы (8).

Подъемник (9) снабжен выравнивателями лотка (10), представляющими собой поворотные пластины размещенные на осях, проходящих вдоль периметра проектного положения лотка на подъемнике (9), Выравниватель лотка предназначен для точного позиционирования лотка (12) под отверстием люка (2). Поворотные пластины в начальном положении находятся вровень с поверхностью подъемника или ниже. Поворотные пластины выполнены с возможностью поворота в вертикальное положение после поступления на подъемник (9) пустого лотка и до начала движения подъемника вверх. Поворотные пластины выполнены с возможностью поворота в горизонтальное положение при опускании подъемника.

Толкатель (11) предназначен для выталкивания лотка (12) с размещенной в нем порции продукта с нижней горизонтальной платформы и выполнен с возможностью горизонтального возвратно-поступательного движения над поверхностью подъемника (9) при его нахождении в нижнем положении. Толкатель выполнен с возможностью движения над поверхностью подъемника в сторону желоба выдачи (16) при достижении подъемником нижнего положения и перемещении поворотных пластин выравнивателя лотка (10) в горизонтальное положение с последующим немедленным движением толкателя в обратном направлении.

Устройство для фасовки продуктов также снабжено транспортером (17) подачи порций продукта с желобом (18) подачи порций продукта. Желоб (18) ориентирован так, что порции продукта, скользя по нему под собственным весом, попадают сверху на люк (2) между стационарной частью (3) вертикальных боковых стенок и формовочным штоком (6). Порция продукта при этом расположена длинной стороной поперек ленты транспортера (17). Кроме обеспечения возможности работы устройства это позволяет снизить размер транспортера подачи порции продукта при той же загруженности порциями продукта по сравнению с размещением порции продукта длинной стороной вдоль ленты транспортера.

Устройство для фасовки продуктов также снабжено диспенсером (19) пустых лотков и транспортером (20) (фиг. 1, 2) их подачи на нижнюю горизонтальную платформу (8). Транспортер (20) подачи пустых лотков предпочтительно ориентирован к устройству для фасовки продуктов под 90 градусов относительно транспортера подачи порций продукта.

Устройство для фасовки продуктов может быть дополнительно снабжено форсунками подачи сжатого воздуха для транспортировки сформованной порции продукта вдоль вертикальных боковых стенок в лоток. Эти форсунки могут быть размещены в поршне или в другом конструктивно подходящем месте устройства. Использование вышеописанной упаковки сжатым воздухом совместно с поршнем целесообразно при упаковке легко повреждаемого при сжатии продукта, например, зеленого лука. При использовании сжатого воздуха ход вертикального поршня меньше по сравнению с процессом упаковки без использования сжатого воздуха.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

Отверстие люка (2) имеет прямоугольную форму, соответствующую форме поперечного сечения лотка (12), имеющего в сущности форму параллелепипеда. Соответствующую прямоугольную форму имеет вертикальный поршень (7).

Стационарная часть (3) вертикальных боковых стенок имеет U-образное поперечное сечение и расположена на короткой стороне отверстия люка (2) и части примыкающих длинных сторон этого отверстия.

Каждая подвижная часть (4) вертикальных боковых стенок имеет Г-образное поперечное сечение и расположена на части длинной стороны отверстия люка (2) и части примыкающей короткой стороны этого отверстия.

Пустой лоток расположен длинной стороной поперек ленты транспортера (20). Кроме обеспечения возможности работы устройства это позволяет снизить размер транспортера подачи пустых лотков при той же загруженности лотками по сравнению с размещением лотков длинной стороной вдоль ленты транспортера.

Пример 2.

Отверстие люка имеет овальную форму, вписанную в форму поперечного сечения лотка, имеющего в сущности форму параллелепипеда. Соответствующую овальную форму имеет вертикальный поршень.

Стационарная часть вертикальных боковых стенок отсутствует.

Каждая подвижная часть вертикальных боковых стенок имеет поперечное сечение в форме полуовала и расположена на соответствующей части отверстия люка.

Реализация заявляемого технического решения не ограничивается приведенными выше примерами. Описание работы

После взвешивания на весах с точностью 5% порцию продукта, в частности, зелень или пряные травы, укладывают в транспортную секцию движущегося транспортера (17) (фиг. 1). Из этого транспортера порция продукта (21) попадает на желоб (18), по которому она под собственным весом скользит и попадает на верхнюю горизонтальную платформу (1) устройства для фасовки в область над люком (2) (фиг. 3).

Одновременно пустой лоток (12) из диспенсера (19) по транспортеру (20) подается на подъемник (9) на нижней горизонтальной платформе (8) (фиг. 2, 3, 7).

Далее порция продукта сгибается по центру формовочным штоком (6) и закрывающимися подвижными частями (4) вертикальных боковых стенок для обеспечения необходимой длины продукта, соответствующей длине лотка (12) (фиг. 4). Далее формовочный шток возвращается в исходное положение и подвижные части (4) вертикальных боковых стенок смыкаются, принимая форму отверстия люка (2) (фиг. 5).

Одновременно пустой лоток (12) точно позиционируется на подъемнике (9) с помощью выравнивателя лотка (10) (фиг. 8), подъемник (9) поднимается вверх так, что обечайка (5) оказывается внутри лотка (12) (фиг. 9).

Вертикальный поршень (7) опускается в зону формованного продукта по каналу, образованному вертикальными боковыми стенками, крышка люка (2) сдвигается и поршень транспортирует порцию продукта в лоток.

Затем поршень (7) возвращается вверх, крышка люка (2) закрывается, подвижные части (4) вертикальных боковых стенок раскрываются (фиг. 6). Одновременно подъемник (9) опускается вниз и деактивируется выравниватель лотка (10).

Затем толкатель (11) сдвигает лоток с продуктом в желоб выдачи (16) и возвращается назад (фиг. 10).

Промышленная применимость.

Заявляемое техническое решение реализовано с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлено на любом промышленном предприятии и найдет широкое применение в пищевой промышленности.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для фасовки продуктов. Устройство содержит верхнюю горизонтальную платформу с люком, отверстие которого не превышает размеры внутреннего пространства лотка. По краю отверстия люка на верхней платформе установлены вертикальные боковые стенки с раскрывающимися подвижными частями, которые совместно с движущимся над люком формовочным штоком изгибают продукт, который после этого может быть размещен в лотке. Крышка люка открывается для транспортировки через него продукта в лоток, размещенный на нижней горизонтальной платформе. Вертикальный поршень двигает продукт через канал, образованный вертикальными боковыми стенками, и отверстие люка. Таким образом обеспечивается возможность упаковки в лоток продукта, изначально имеющего размер, больший размера лотка, и автоматизация процесса формовки и фасовки продуктов, что приводит к отсутствию на этом этапе ручного труда, снижению трудоемкости процесса, повышению быстродействия. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для фасовки продуктов, содержащее люк, выполненный с возможностью открытия его крышки для транспортировки через него продукта, и нижнюю горизонтальную платформу, выполненную с возможностью размещения на ней лотка для приема в него продукта, отличающееся тем, что люк размещен в верхней горизонтальной платформе, имеет форму отверстия, вписанную в форму поперечного сечения внутреннего пространства лотка, и по краю своего отверстия снабжен расположенными над верхней горизонтальной платформой вертикальными боковыми стенками, содержащими подвижные части, выполненные с возможностью раскрытия, которые совместно с размещенным с возможностью движения над люком формовочным штоком выполнены с возможностью изгибания продукта и придания ему таким образом формы, при которой он может быть размещен в лотке, при этом устройство дополнительно содержит вертикальный поршень, выполненный с возможностью движения через канал, образованный вертикальными боковыми стенками, и отверстие люка.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстие люка имеет форму, совпадающую с формой поперечного сечения внутреннего пространства лотка, а форма вертикального поршня соответствует форме отверстия люка.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вертикальные боковые стенки дополнительно содержат стационарную часть, неподвижно расположенную на краю отверстия люка напротив формовочного штока, а также обечайку, закрепленную по краю отверстия люка под верхней горизонтальной платформой.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что подвижные части вертикальных боковых стенок закреплены вертикальными торцами на вертикальных торцах стационарной части с возможностью поворота, при этом свободные вертикальные торцы подвижных частей снабжены отбортовками.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что подвижные части вертикальных боковых стенок закреплены вертикальными торцами с возможностью поворота на неподвижных вертикальных осях, закрепленных на верхней горизонтальной платформе у вертикальных торцов стационарной части, при этом свободные вертикальные торцы подвижных частей снабжены отбортовками.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формовочный шток содержит, собственно, горизонтальный шток, установленный в направляющих, и прижим, выполненный в виде узкого вертикального элемента.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что подвижные части выполнены с возможностью предварительного закрытия при движении формовочного штока над люком в сторону места крепления подвижных частей и с возможностью полного смыкания при движении формовочного штока обратно, после того как шток покинет пространство над люком, при этом подвижные части выполнены с возможностью раскрытия при движении вертикального поршня вверх, вертикальный поршень выполнен с возможностью опускания после полного смыкания подвижных частей вертикальных боковых стенок, крышка люка выполнена с возможностью сдвига при движении вертикального поршня вниз вдоль вертикальных боковых стенок и закрытия при движении вертикального поршня вверх.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вертикальный поршень, подвижные части, формовочный шток выполнены с возможностью приведения их в движение пневмоцилиндрами.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижняя горизонтальная платформа снабжена подъемником с выравнивателем лотка, при этом подъемник выполнен с возможностью подъема перед открытием крышки люка и опускания после достижения вертикальным поршнем нижнего положения, при этом устройство дополнительно снабжено толкателем, размещенным с возможностью горизонтального возвратно-поступательного движения над поверхностью подъемника.