МАШИНА ДЛЯ УПАКОВКИ ШТУЧНЫХ И ГРУППЫ МЕЛКИХ ПРОДУКТОВ В ТЕРМОСВАРИВАЕМЫЕ ПЛЕНКИ

Полезная модель относится, преимущественно, к упаковочным машинам работающим в полуавтоматическом и автоматическом режиме и предназначена для упаковки в термосвариваемые пленки штучных продуктов, например, хлебобулочных изделий, и группы мелких изделий, например, конфет.
Известны два основных класса упаковочных машин такого рода: горизонтальные машины (обычно для штучных изделий) и вертикальные машины (обычно для сыпучих продуктов). Машины отличаются способом подачи продукта. Горизонтальные машины имеют горизонтальный конвейер, подающий продукт в зону упаковки. В вертикальных машинах продукт подается вертикально, обычно в трубу, на выходе из которой продукт попадает в сформированный пакет. Узкая специализация упаковочных машин привела к созданию конструкций, которые позволяют упаковывать как штучные, так и сыпучие продукты. Достигается это созданием машин, в которых подача продукта осуществляется по наклонной плоскости.
Известна горизонтальная установка для упаковки штучных продуктов или группы изделий в термоусадочную пленку, содержащая рабочий и переходной столы для укладки и оборачивания изделий термоусадочной пленкой с рулонодержателя, термонож для обрезки и сварки пленки, столик термоножа и термоусадочную камеру, причем термонож одной из боковых граней в исходном положении размещен в одной горизонтальной плоскости с рабочим и переходным столами с возможностью поворота на рычаге вокруг столика термоножа и опускания приводом в рабочее положение. В данной установке подача продукта и подача пленки с бобины на упаковку осуществляется вручную (патент РФ №2170195, В65В 11/08, 2001). Конструкция позволяет установить рабочий и переходной столы под некоторым углом, что позволяет упаковывать как штучные, так и сыпучие продукты при небольших габаритах машины.
Недостатком установки является низкая производительность из-за невозможности автоматизации процесса.
Известно техническое решение по патенту Китая (№CN 201056303; В65В 9/06 2008.), в котором, по существу, описана вертикальная упаковочная машина, установленная под углом на большом основании. Данная машина имеет высокую производительность при упаковке мелких и длинных продуктов (макароны, соломка и пр.) Упаковочная машина содержит станину в форме прямоугольной трапеции на боковую наклонную сторону которой установлены: воронка для подачи продукта в формообразующую трубу, по которой вводится продукт в рукав, формирующий воротник, подающий пленку на формообразующую трубу; устройство для образования продольного шва на упаковке, механизм для образования поперечного шва и отрезания пакета, содержащий сварочно-режущие элементы, установленные с возможностью перемещения.
Недостатком машины являются очень большие габариты как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Кроме того, размер упаковочного пакета определяется не размером продукта, а размером формообразующей трубы. В процессе эксплуатации машины для изменения размера пакета необходимо заменять формообразующую трубу, формирующий воротник и воронку для подачи продукта. Машина имеет ограниченные функциональные возможности.
Известно техническое решение, в которой описана упаковочная машина, использующая термосвариваемую пленку (патент РФ №2391266, В65В 9/06, 2010). Упаковочная машина содержит бобину для подачи пленки, формообразующий туннель, обеспечивающий придание определенной формы указанной пленке, термосварочные ролики, обеспечивающие образование продольного края упаковки, режущие и сшивающие ножи, обеспечивающие образование двух поперечных краев упаковки. Бобина, формообразующий туннель, термосварочные ролики, режущие и сшивающие ножи установлены на единой конструкции и опираются на эту конструкцию таким образом, чтобы образовать рабочий узел, выполненный с возможностью поворота в вертикальной плоскости посредством оси, вставленной в опору, прикрепленную к основанию упаковочной машины. Поворот рабочего узла у этой машины, согласно описанию, возможен на 180°.
Недостатком описанной упаковочной машины является то, что объединение ножей и роликов в единую конструкцию приводит к тому, что скорость ленты диктует скорость работы ножей. При нижней подаче пленки описанный формообразующий туннель требует механической переналадки, либо замены на туннель другой конструкции. При перевороте машины (поворот на 180°) упаковочная машина требует много свободного пространства и может опрокинуться, если основание машины недостаточно тяжелое (вес бобины с пленкой для упаковки булки хлеба - 50 кг). Замена бобины при эксплуатации описанной упаковочной машины может осуществляться только при вертикальном положении машины, независимо от того, в каком положении работает машина в данный момент. Кроме того, машина не позволяет изготавливать упаковку типа флоу-пак (поперечный шов выполняется по середине упаковки).
Прототипом полезной модели является изготовляемая ЗАО «НОТИС» Машина Горизонтальная Упаковочная марки «МГУ 180/210», позволяющая работать как в полуавтоматическом (подача продукта осуществляется вручную), так и в полностью автоматическом режиме (сайт: www.notis.ru - горизонтальное упаковочное оборудование - МГУ-НОТИС-180/210, см. также распечатку сайта, приложенного к материалам заявки). Данная машина для упаковки штучных и группы мелких продуктов в термосвариваемые пленки содержит основание, с неподвижно установленным на нем контроллером, приводы, загрузочное устройство, регулируемый формирователь рукава пленки с направляющими роликами, на которых установлено устройство, задающее длину пакета, ролики протяжки и сварки продольного шва пленки, поперечные сваривающие губки с отрезным ножом, вал размотки, закрепленный на основании, отводящее устройство. Основание имеет Г-образную форму. Загрузочное устройство выполнено в виде подающего конвейера. Отводящее устройство также представляет собой конвейер. Устройство, задающее длину пакета, выполнено в виде фотодатчика метки линии отреза пакета. Приводы представляют собой четыре независимых электродвигателя, которые приводят в действие независимо друг от друга: подающий конвейер, ролики протяжки и сварки продольного шва пленки, поперечные сваривающие губки с отрезным ножом и отводящее устройство. Контроллер осуществляет управление электродвигателями, программно задает основные параметры работы упаковочной машины, осуществляет синхронизацию подачи продукта, пленки и поперечной отрезки пакета. На основании также неподвижно закреплены посредством пластин и штанг загрузочное устройство, регулируемый формообразователь рукава пленки, ролики протяжки и сварки продольного шва пленки, и поперечные сваривающие губки с отрезным ножом.
Основным недостатком машины являются большие габариты, обусловленные длиной загрузочного и отводящего конвейеров.
При попытке устранить этот недостаток выяснилось, что для уменьшения габаритов необходимо убрать загрузочный и отводящий конвейеры. Известны упаковочные машины, в которых для подачи продукта в зону упаковки и вывода упакованного продукта, всю машину, кроме основания, наклоняют или поворачивают (как описано в аналогах настоящего описания). Габариты такой упаковочной машины в нерабочем состоянии - небольшие, т.к. отсутствуют длинные конвейеры. Но при повороте или наклоне всей упаковочной машины требуется много свободного пространства и требуемое пространство для работы машины не уменьшается, т.е. потребитель ничего не выигрывает. Таким образом, для уменьшения габаритов машины необходимо принципиальное изменение ее конструкции и компоновки узлов машины.
Задачей полезной модели является создание малогабаритной машины, при работе которой ее габариты изменялись бы незначительно или вообще не изменялись.
Поставленная задача решается тем, что в предлагаемой машине для упаковки штучных и группы мелких продуктов в термосвариваемые пленки, содержащей основание с неподвижно установленным на нем контроллером, приводы, загрузочное устройство, регулируемый формирователь рукава пленки с направляющими роликами, на которых установлено устройство, задающее длину пакета, ролики протяжки и сварки продольного шва пленки, поперечные сваривающие губки с отрезным ножом, вал размотки, закрепленный на основании, отводящее устройство, - основание состоит из рам и выполнено, по меньшей мере, из трех частей, нижняя часть имеет прямоугольно сечение, боковые части перпендикулярны нижней и имеют форму трапеции, на внутренней поверхности боковых частей основания установлены дополнительные пластины с возможностью вращения в вертикальной плоскости на угол 20°-70°, причем вращение обеспечивают полукольца, жестко закрепленные на пластинах и имеющие возможность скольжения по роликам, жестко закрепленным на трапецеидальных боковых частях основания; на дополнительных пластинах закреплены загрузочное устройство, регулируемый формообразователь рукава пленки с направляющими роликами, ролики протяжки и сварки продольного шва пленки, поперечные сваривающие губки с отрезным ножом и загрузочное устройство.
Загрузочное устройство может быть выполнено, например, в виде пластины, например треугольной формы.
Отводящее устройство выполнено, например, в виде плоскости, закрытой П-образной решеткой.
Дополнительные пластины выполнены в виде многоугольника.
Поперечные сваривающие губки с отрезным ножом установлены в раме, закрепленной на дополнительных пластинах с возможностью перемещения в плоскости, параллельной дополнительным пластинам.
Отрезной нож может быть выполнен выдвижным.
Устройство, задающее длину пакета, может быть выполнено в виде фотодатчика метки линии отреза пакета или датчика длины пакета или оптических барьерных датчиков.
На фиг.1 схематично показан вариант заявляемой машины для упаковки, на фиг.2 - вид сбоку.
Заявляемая машина для упаковки штучных и группы мелких продуктов в термосвариваемые пленки (фиг.1 и фиг.2) содержит основание, состоящее из нижней части 1 и двух боковых частей 2 и 3, неподвижно установленный на боковой части 2 контроллер 4; приводы, состоящие из двух электродвигателей 5 и 6, загрузочное устройство 7, регулируемый формирователь рукава пленки 8 с направляющими роликами 9, на которых установлено устройство, задающее длину пакета 10; ролики протяжки и сварки продольного шва пленки 11, поперечные сваривающие губки с отрезным ножом 12, вал размотки пленки 13, закрепленный на боковых частях основания 2 и 3; отводящее устройство 14; дополнительные пластины 15 и 16 имеющие возможность вращения в вертикальной плоскости, которое обеспечивают полукольца 17 и 18, имеющие возможность скольжения по роликам 19, 20 и 21, 22, жестко закрепленным на трапецеидальных боковых частях основания 2 и 3. На дополнительных пластинах 15 и 16 закреплены загрузочное устройство 7, и регулируемый формообразователь рукава пленки 8 с направляющими роликами 9. Поперечные сваривающие губки с отрезным ножом 11 закреплены на дополнительных пластинах посредством рамы 23, имеющей возможность перемещения в плоскости, параллельной дополнительным пластинам 15 и 16 посредством регулировочного винта 24. Дополнительные пластины 15 и 16 приводятся во вращение с помощью механизма 25. На фиг.2 также показаны: упаковываемый продукт 26, запакованный продукт 27, бобина 28 с пленкой, установленная на валу размотки. 13. Полукольца 17 и 18 жестко закреплены на пластинах 15 и 16.
Дополнительные пластины установлены с возможностью вращения в вертикальной плоскости на угол 20°-70°, причем вращение обеспечивают полукольца, жестко закрепленные на пластинах и имеющие возможность скольжения по роликам 19, 20 и 21, 22, жестко закрепленным на трапецеидальных боковых частях основания 2 и 3.
Механизм 25 осуществляет вращение дополнительных пластин 15 и 16 любым известным способом. Загрузочное устройство 7 в данном варианте выполнено в виде треугольной пластины (фиг.2). Отводящее устройство 14 выполнено, например, в виде плоскости. Плоскость может быть закрыта закрытой П-образной решеткой для обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала (на чертежах не показана). Дополнительные пластины 15 и 16 выполнены в виде многоугольника, в данном варианте исполнении - в виде прямоугольника. Поперечные сваривающие губки с отрезным ножом 12 установлены в раме 23, которая закреплена на дополнительных пластинах 15 и 16. Отрезной нож выполнен выдвижным. Устройство 10, задающее длину пакета, может быть выполнено в виде фотодатчика метки линии отреза пакета или датчика длины пакета или оптических барьерных датчиков. В данном варианте исполнения используют датчик длины пакета.
Машина работает следующим образом. Для упаковки штучных продуктов, например, батонов хлеба, с помощью механизма 25 машину устанавливают в положение, близкое к горизонтальному. Угол наклона дополнительных пластин 15 и 16 составляет 20°-30° к плоскости основания. Угол устанавливается посредством одновременного скольжения полукольца 17 по роликам 19 и 20 и полукольца 18 по роликам 21 и 22. Затем на вал размотки 13 устанавливают бобину 28 с пленкой необходимой ширины. Регулируемый формирователь рукава пленки 8 устанавливается на необходимый размер упаковки. С помощью регулировочного винта 24 поперечные сваривающие губки с отрезным ножом 11 настраиваются на требуемую высоту (в зависимости от того, какого вида упаковку необходимо получить). При помощи контроллера 4 программно задают основные параметры работы упаковочной машины (скорость протяжки пленки, необходимая длина пакета, требуемая температура сварочных роликов, требуемая температура сварочных губок и пр.).
Полоса упаковочного материала с рулона 1 через направляющие ролики 9 подводится к регулируемому формирователю рукава пленки 8, где сворачивается в рукав. Упаковываемые хлебные батоны 26 подаются посредством загрузочного устройства 7 внутрь рукава. Конструкция загрузочного устройства 7 исключает возможность повреждение рукава подаваемым хлебом. Машина позволяет осуществлять подачу хлеба вручную. Сформированный рукав с помещенным хлебом проходит между роликами протяжки и сварки продольного шва пленки 11, которые приводятся в движение электродвигателем 5. Ролики 11 тянут пленку за сложенные вместе края, одновременно сваривая их. Установленные далее поперечные сваривающие губки с отрезным ножом 12, которые приводятся в движение электродвигателем 6, по сигналу с контролера 4 отрезают рукав. Одновременно с отрезкой рукава поперечные сваривающие губки сваривают два шва: второй поперечный шов уже запакованного хлеба 27 и первый поперечный шов последующей упаковки. Время срабатывания поперечных сваривающих губок определяет контроллер 4 по сигналу с устройства 10, задающего длину пакета. Готовые упаковки с хлебом 27, двигаясь под действием силы тяжести, из отводящего устройства 14 поступают в тару (на чертежах не показана).
Для упаковки легких штучных продуктов (маленькие булочки, пирожные и т.п.) целесообразно установить для дополнительных пластин 15 и 16 угол наклона 30°-40°. Затем необходимо настроить машину по алгоритму, описанному выше. Порядок работы машины аналогичен порядку, описанному выше.
При к упаковке группы мелких изделий, например, конфет, целесообразно установить для дополнительных пластин 15 и 16 угол наклона 60°-70°. В этом случае также необходимо перенастроить машину. Порядок работы машины аналогичен порядку, описанному выше.
При упаковке продуктов типа макарон, соломки и т.п. для дополнительных пластин 15 и 16 устанавливают угол наклона 50-60°. Настройка машины и порядок ее работы аналогичен описанному выше.
При вращении пластин 15 и 16 любым механизмом 25 на угол 20-70° в вертикальной плоскости одновременный поворот осуществляют: регулируемый формообразователь рукава пленки 8 с направляющими роликами 9, загрузочное устройство 7, ролики протяжки и сварки продольного шва пленки 11, поперечные сваривающие губки с отрезным ножом 12 и отводящее устройство 14. При этом вал размотки 13, на котором закреплена бобина 28 с пленкой, остается неподвижным. Остается неподвижным контроллер 4 и основание 1, 2, 3 полностью. Для обеспечения автоматического режима работы необходимо обеспечить любым способом непрерывную подачу продукта в машину.
Положительный эффект заключается в том, что при работе машины ее габариты практически не выходят за габариты основания, т.е. габариты не изменяются. Это достигается за счет изменения конструкции и иной компоновки узлов машины.
Перечень источников информации, принятых во внимание при экспертизе
1. Патент РФ №2170195, В65В 11/08, опубликован 2001
2. Патент CN №201056303 В65В 51/00 опубликован 2008
3. Горизонтальная упаковочная машина МГУ-НОТИС-180/210 (сайт www.notis.ru)