УСТРОЙСТВО ОБЕРТЫВАНИЯ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ УПАКОВКИ СДВОЕННЫХ КОНТЕЙНЕРОВ С ПИЩЕВЫМ ПРОДУКТОМ И С ПОДАРКОМ И УПАКОВОЧНЫЙ ЛИСТ ДЛЯ НЕГО

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к разработке упаковочной машины для упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, обрабатываемых как единое изделие. Устройство обертывания предназначено для взаимодействия с отдельно поступающими сдвоенными контейнерами, предварительно заполненными, соответственно, пищевым продуктом и подарком. Заявленное устройство и упаковочный лист являются составными частями технологической линии упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, и позволяет объединить контейнеры и подарок в единое изделие путем обертывания их упаковочным листом, обеспечивающим исключение возможности извлечения подарка без разрушения упаковки.
Известны различные технологические линии для упаковки контейнеров с пищевым продуктом на конвейерах, а также входящие в них устройства.
В частности, патент США US 7024838, опубликованный 11.04.2006, содержит описание упаковочной машины, которая позволяет осуществить в автоматическом режиме круговую картонную упаковку контейнера с полуфабрикатом пищевого продукта. Машина включает в себя, по меньшей мере, средство для подачи картонных упаковочных листов, свернутых в виде круговой упаковки, средство для расправления круговой упаковки из плоской формы в объемную форму, средство для подачи и размещения контейнеров с полуфабрикатом пищевого продукта внутри указанной круговой упаковки.
Указанная машина упаковывает одиночные контейнеры с пищевым продуктом и не позволяет обернуть упаковочным листом сдвоенный контейнер из двух контейнеров, соответственно с пищевым продуктом и с подарком, поскольку при размещении контейнера в готовой круговой упаковке требуется их точное размерное соответствие и позиционирование в пространстве.
Из патента США US 5154039, опубликованного 13.10.1992, известно устройство обертывания, которое позволяет сгруппировать отдельные контейнеры в форме стаканчиков в двухрядные сдвоенные контейнеры и обернуть их упаковочным листом. Устройство обертывания содержит средство для подачи на конвейер бланков упаковочных листов, средство для размещения на них контейнеров, загибочное устройство для обертывания упаковочным листом блоков контейнеров и средство для заклеивания упаковки.
Указанное устройство обертывания группирует одиночные контейнеры, но не позволяет упаковывать заранее изготовленные сдвоенные контейнеры, укомплектованные пищевым продуктом и подарком соответственно.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является обеспечение стабильного во времени и качественного выполнения процесса обертывания упаковочным листом заранее сформированных сдвоенных контейнеров, соответственно, с пищевым продуктом и с подарком (в виде игрушки, приза, сюрприза, сувенира и т.п.) в единое изделие при помощи упаковочного листа.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности процесса упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком при одновременном обеспечении высокого качества и стабильности процесса упаковки. При этом под качеством упаковки понимается надежное закрепление контейнера с пищевым продуктом на контейнере с подарком. Качество упаковки подтверждается исключением возможности извлечения подарка без разрушения упаковки.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата разработано устройство обертывания, которое может быть использовано в составе технологической линии упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком. Заявленное устройство обертывания содержит расположенные на входе и выходе подающие механизмы, каждое из которых выполнено в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для подхватывания под фланцами сдвоенные контейнеры с пищевым продуктом и с подарком и перемещения их соответственно с конвейера или на конвейер технологической линии за счет фрикционного сцепления, магазин для размещения упаковочных листов, выполненных с отверстием, механизм планетарного типа с вакуумными присосками для размещения упаковочных листов на сдвоенных контейнерах, загибочное устройство для обертывания упаковочным листом сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, клеевую станцию и кулачковые механизмы перемещения сдвоенный контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, при этом устройство снабжено единой системой цепного привода, а механизм планетарного типа содержит корону, находящуюся в зубчатом зацеплении с сателлитами, расположенными на равном расстоянии друг от друга по окружности и связанными с вакуумными присосками с возможностью их вращения относительно осей сателлитов и одновременно относительно центральной оси планетарного механизма, причем упомянутая корона также связана с единой системой цепного привода.
Кулачковые механизмы в устройстве обертывания используются для перемещения сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком на строго определенном расстоянии друг от друга с целью строго позиционирования сдвоенных контейнеров на участке обертывания их упаковочным листом. Кулачковые механизмы расположены соответственно на входе и выходе машины, при этом кулачковый механизм на входе машины расположен снизу по ходу перемещения сдвоенных контейнеров, а кулачковый механизм на выходе машины расположен сверху по ходу перемещения сдвоенных контейнеров.
Указанные кулачковые механизмы установлены с возможностью перемещения сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом на равном расстоянии друг от друга, при этом каждый кулачковый механизм выполнен в виде приводной цепи с закрепленными на ней кулачками, расположенными в вертикальной плоскости, причем упомянутые приводные цепи связаны с единой системой цепного привода машины.
Загибочное устройство упаковочной машины выполнено виде двух пар последовательно установленных направляющих для обертывания упаковочным листом сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, при этом направляющие первой пары расположены по бокам по ходу перемещения упомянутых сдвоенный контейнеров с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов, расположенных сверху на сдвоенных контейнерах с возможностью размещения корпуса верхнего контейнера в отверстии упаковочного листа, и загибания их из горизонтальной плоскости в вертикальную, а направляющие второй пары, расположенной по бокам по направлению движения упомянутых сдвоенных контейнеров, установлены с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов путем загибания их из вертикальной плоскости в горизонтальную плоскость.
Устройство обертывания содержит клеевую станцию, которая снабжена датчиком положения сдвоенного контейнера в зоне нанесения клея и расположена под загибочным устройством с возможностью нанесения клея на концевой участок упаковочного листа по сигналу упомянутого датчика.
Устройство обертывания подключено к контролеру технологической линии, вход которого подключен к выходу датчика положения сдвоенных контейнеров на входе упаковочной машины, а один из выходов - к входу единой системой цепного привода машины с возможностью обеспечения синхронизации работы устройств и механизмов упаковочной машины между собой.
Из уровня техники известны различные решения упаковочных листов для технологических линии по упаковке контейнеров с пищевым продуктом. В частности, патент США US 7024838, опубликованный 11.04.2006, который содержит описание упаковочной машины, которая позволяет осуществить в автоматическом режиме круговую картонную упаковку контейнера с полуфабрикатом пищевого продукта. Машина включает в себя, по меньшей мере, средство для подачи картонных упаковочных листов, свернутых в виде круговой упаковки, средство для расправления круговой упаковки из плоской формы в объемную форму, средство для подачи и размещения контейнеров с полуфабрикатом пищевого продукта внутри указанной круговой упаковки.
Указанная машина не обеспечивает упаковку сдвоенных контейнеров.
Также известен патент США US 5154039, опубликованный 13.10.1992, из которого известен упаковочный лист для устройства обертывания, позволяющего сгруппировать отдельные контейнеры в форме стаканчиков в двухрядный сдвоенный контейнер.
Однако известное решение также не обеспечивает обертывание сдвоенных контейнеров, представляющих собой вертикально расположенные друг на друге контейнеры.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка упаковочного листа для устройства обертывания технологической линии, обеспечивающего стабильное во времени и качественное выполнение процесса обертывания этим листом заранее сформированных сдвоенных контейнеров, соответственно, с пищевым продуктом и с подарком (в виде игрушки, приза, сюрприза, сувенира и т.п.), в единое изделие при помощи упаковочного листа.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности процесса упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком при одновременном обеспечении высокого качества и стабильности процесса упаковки. При этом под качеством упаковки понимается надежное закрепление контейнера с пищевым продуктом на контейнере с подарком. Качество упаковки подтверждается исключением возможности извлечения подарка без разрушения упаковки.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического упаковочный лист для устройства обертывания выполнен прямоугольной формы с отверстием овальной формы в средней части под корпус контейнера, расположенного сверху в сдвоенном контейнере, при этом на крайних участках по боковым сторонам больших боковых сторон листа выполнены продолговатые вырезы с возможностью исключения наличия выступов, выступающих за пределы боковых сторон при возникновении технологических перекосов склеиваемых участков листа.
Целесообразно выполнение упаковочного листа из материала на основе целлюлозы.
Указанные преимущества, а также особенности настоящей полезной модели поясняются лучшим вариантом ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 представлен общий вид технологической линии для упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком.
На фиг.2 - устройство обертывания сдвоенных контейнеров.
На фиг.3 - сдвоенный контейнер в процессе обертывания упаковочным листом.
На фиг.4 - упаковочный лист.
Раскрытие сущности устройства обертывания в составе технологической линии упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком поясняется позициями, изображенными на чертежах 1 и 2:
1. устройство разгрузки контейнеров с пищевым продуктом из картонного поддона и подачи 4-х рядного блока контейнеров с пищевым продуктом на конвейер в два ручья;
2. устройство позиционирования контейнеров относительно друг друга в поперечном и продольном направлениях, имеющее шнековый делитель, манипулятор и ячеистый ленточный конвейер;
3. устройство формирования сдвоенного контейнера, имеющее узел размещения контейнера с подарком на контейнере с пищевым продуктом и узел фиксации первого на втором;
4. устройство выгрузки сдвоенных контейнеров в четыре ряда на 4-х ручьевой конвейер;
5. Устройство перегруппировки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом, расположенных в четыре ряда на четырехручьевом конвейере в один ряд;
6. устройство обертывания сдвоенного контейнера упаковочным листом;
7. устройство выгрузки обернутых сдвоенных контейнеров с возможностью группирования их в ряды и подачи на участок складирования;
8. сдвоенный контейнер с пищевым продуктом и с подарком, который выполнен в виде вертикально расположенных закрытых контейнеров, обращенных фланцами 9 друг к другу, при этом в нижнем размещен пищевой продукт, а в верхнем - подарок;
9. фланец контейнера или с пищевым продуктом или с подарком;
10. подающее устройство расположено на входе устройства обертывания, выполнено в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для подхватывания под фланцы сдвоенный контейнер с пищевым продуктом и с подарком и перемещения их с конвейера 12 технологической линии за счет фрикционного сцепления;
11. подающее устройство, расположенное на выходе устройства обертывания, выполненное в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для перемещения обернутых сдвоенный контейнеров с пищевым продуктом и с подарком из устройства обертывания на выходной конвейер технологической линии;
12. входной одноручьевой конвейер, расположенный на выходе устройства перегруппировки технологической линии для подачи на вход устройства обертывания сдвоенных контейнеров;
13. выходной конвейер для выгрузки из устройства обертывания сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, обернутых упаковочным листом;
14. магазин устройства обертывания для загрузки в него пачек упаковочных листов;
15. упаковочные листы, каждый из которых выполнен прямоугольной формы с отверстием в средней части и с боковыми продолговатыми вырезами с боковых сторон на крайних участках;
16. корона механизма планетарного типа;
17. присоски для перемещения упаковочных листов из магазина 6 на сдвоенный контейнер сверху и размещения его отверстием на корпус верхнего контейнера с подарком;
18. направляющие загибочного устройства для обертывания упаковочным листом сдвоенных контейнеров;
19. клеевая станция, расположенная с возможностью подачи клея на край упаковочного листа с его внутренней стороны по сигналам датчика положения сдвоенного контейнера;
20. кулачковый механизм для перемещения сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, установленный на входе устройства обертывания, расположенный снизу по ходу перемещения указанных контейнеров;
21. кулачковый механизм для перемещения сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, установленный на выходе устройства обертывания, расположенный сверху по ходу перемещения сдвоенный контейнеров;
22. сателлит механизма планетарного типа, находящийся в зубчатом зацеплении с короной;
23. датчик положения сдвоенных контейнеров в зоне нанесения клея;
24. датчик положения сдвоенного контейнера с пищевым продуктом и с подарком, установленный на входе устройства обертывания;
25. ось сателлитов;
26. отверстием овальной формы в средней части упаковочного листа 15 под корпус контейнера, расположенного сверху в сдвоенном контейнере 8;
27. продолговатые вырезы, выполненные по боковым сторонам крайних участков прямоугольной формы листа;
28. линии биговки для выполнения операций загибания упаковочного листа 15 в соответствии с фиг.3.
Согласно полезной модели технологическая линия (фиг.1, 2, 3, 4) для упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком содержит связанные между собой в непрерывном технологическом процессе устройство 1 разгрузки контейнеров с пищевым продуктом из картонных поддонов, устройство 2 позиционирования контейнеров относительно друг друга в поперечном и продольном направлениях, имеющее шнековый делитель, манипулятор и ячеистый ленточный конвейер, устройство 3 формирования сдвоенного контейнера, имеющее узел размещения контейнера с подарком на контейнере с пищевым продуктом и узел фиксации первого на втором, далее расположено устройство 4 выгрузки сдвоенных контейнеров в четыре ряда на 4-х ручьевой конвейер и далее устройство 5 перегруппировки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком, расположенных в четыре ряда на четырехручьевом конвейере в один ряд, откуда сдвоенные контейнеры попадают на устройство 6 обертывания упаковочным листом, а затем на устройство выгрузки обернутых сдвоенных контейнеров с возможностью группирования их в ряды и подачи на участок 7 складирования.
Особенностью полезной модели является выполнение устройство 6 обертывания сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком упаковочным листом.
Как показано на фиг.2 устройство обертывания 6 для упаковки сдвоенных контейнеров 8 с пищевым продуктом и с подарком содержит подающие устройства 10 и 11, расположенные соответственно на входе и выходе устройства обертывания, каждое из которых выполнено в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для подхватывания с боков сдвоенные контейнеры 8 и перемещения их соответственно с конвейера 12 или на конвейер 13 технологической линии за счет фрикционного сцепления ремней с боковыми сторонами сдвоенных контейнеров 8 под фланцами. Для размещения упаковочных листов 15 в заявленном устройстве обертывания имеется магазин 14, в который перед началом работы упаковочные листы 15 укладываются пачками. Для размещения упаковочных листов 15 на сдвоенный контейнер служит механизм планетарного типа с вакуумными присосками 17. Для последующего обертывания упаковочным листом 15 сдвоенный контейнер с пищевым продуктом и с подарком служит загибочное устройство 18, а для последующего заклеивания служит клеевая станция 19. Устройство обертывания 6 содержит кулачковые механизмы 20 и 21 для поступательного перемещения сдвоенных контейнеров 8 с пищевым продуктом и с подарком вдоль направления обработки. При этом устройство обертывания выполнено с единой системой цепного привода (на чертеже не показано).
Используемый в устройстве 6 обертывания упаковочный лист 15 выполнен прямоугольной формы с отверстием овальной формы в средней части под корпус контейнера, расположенного сверху в сдвоенном контейнере 8. По боковым сторонам крайних участков прямоугольной формы листа выполнены продолговатые вырезы с возможностью исключения наличия выступающих за пределы боковых сторон при возникновении технологических перекосов концов склеиваемых участков листа.
Заявленное устройство обертывания функционирует следующим образом.
На вход устройство обертывания по конвейеру 12 поступают сдвоенные контейнеры 8 каждый из которых выполнен в виде вертикально расположенных закрытых контейнеров, обращенных фланцами 9 друг к другу, при этом в нижнем контейнере размещен пищевой продукт, а в верхнем - подарок. Поступление сдвоенных контейнеров 8 в устройство обертывания контролируется датчиком 24. Функционирование устройства обертывания осуществляется посредством контролера технологической линии, вход которого подключен к выходу датчика 24 положения сдвоенных контейнеров на входе устройства, а один из выходов к входу единой системой цепного привода с возможностью обеспечения синхронизации работы устройств и механизмов устройства обертывания между собой.
Расположенное на входе устройства обертывания подающее устройство 10 в виде двух параллельных линий фрикционной ременной передачи подхватывает сдвоенный контейнер 8 под фланцами и обеспечивает дальнейшее передвижение указанных сдвоенных контейнеров к магазину 14 на участок размещения упаковочных листов на сдвоенные контейнеры сверху. При этом фиксированное расстояние между сдвоенными контейнерами 8 обеспечивается кулачковым механизмом 20, расположенным снизу подающего устройства 10.
Упаковочные листы 15, загруженные пачками в магазин 14, захватываются вакуумными присосками 17 и перемещаются при помощи механизма планетарного типа на сдвоенный контейнер 8 с возможностью надевания отверстием на корпус сдвоенного контейнера 8 сверху и поперек направлению его движения. Для этого вакуумные присоски 17 закреплены на осях 25 сателлитов 22 с возможностью вращения относительно осей сателлитов 22 и одновременно с возможностью вращения относительно центральной оси планетарного механизма, а корона 16 механизма планетарного типа, находится в зубчатом зацеплении с указанными сателлитами 22, расположенными на равном расстоянии друг от друга по окружности короны 16. Номинальная скорость размещения упаковочного листа 15 на сдвоенный контейнер 8 составляет прядка 120 ударов в минуту.
После размещения упаковочного листа кулачковый механизм 21 перемещает сдвоенные контейнеры 8 вдоль двух пар направляющих 18 загибочного устройства, последовательно загибающих упаковочный лист 15 по линиям биговки в два этапа. При этом направляющие 18 первой пары расположены по бокам по ходу перемещения упомянутых сдвоенных контейнеров с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов 15, расположенных сверху на сдвоенных контейнерах 15 с пищевым продуктом и с подарком и загибания их из горизонтальной плоскости в вертикальную плоскости в направлении сверху вниз. Направляющие 18 второй пары, также расположенной по бокам по направлению движения упомянутых сдвоенных контейнеров 15, установлены с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов 15 путем загибания их из вертикальной плоскости в горизонтальную плоскость под сдвоенный контейнер 8. На фигуре 3 представлен поэтапный процесс обертывания упаковочным листом 15 сдвоенного контейнера 8.
После операции загибания упаковочного листа 15 по линиям биговки 28 клеевая станция 19 упаковочной машины наносит полосу быстро сохнущего клея в зоне крайнего участка упаковочного листа 15. Процесс склейки осуществляется с нагревом и обеспечивает надежное соединение крайних участков упаковочного листа 15 между собой. Клеевая станция 19 снабжена датчиком 23 положения сдвоенных контейнеров 8 в зоне нанесения клея и расположена под загибочным устройством с возможностью нанесения клея на концевые участки упаковочных листов 15 по сигналам упомянутого датчика 23.
После закрепления клеем концов упаковочного листа 15, обернутого вокруг сдвоенного контейнера 8 с пищевым продуктом и с подарком, кулачковый механизм 21 перемещает его к выходу устройства обертывания.
Кулачковый механизм 21 расположен сверху по ходу движения сдвоенных контейнеров 8, поскольку снизу расположены направляющие 18 загибочного устройства, а в качестве опоры для перемещения сдвоенных контейнеров 8 вдоль направления обработки устройство обертывания содержит опорные направляющие (на чертеже не показаны). Кулачковый механизм 21 передает обернутые сдвоенные контейнеры с пищевым продуктом и с подарком в зону подающего устройство 11, расположенного на участке выходного конвейера 13 технологической линии, предназначенного для выгрузки из устройства обертывания сдвоенных контейнеров 8 с пищевым продуктом и с подарком, обернутых упаковочным листом.
На выходе из устройства обертывания обернутые сдвоенный контейнеры попадают на однопутный выходной конвейер 13, работающий, например, со скоростью до 50 м/мин. Конвейер 13 снабжен устройством группирования сдвоенных контейнеров 8 с пищевым продуктом и с подарком с возможностью подачи сформированных групп на перпендикулярно расположенный участок упаковки с ленточным конвейером, размещенным в зоне нахождения участка 7 складирования технологической линии.
Соседство участка обертывания с устройством обертывания 6 с участком выгрузки, выполненным с устройством 1 разгрузки контейнеров, позволяет операторам использовать освобожденные при выгрузке поддоны для укладки в них сгруппированных обернутых сдвоенный контейнеров с пищевым продуктом в комплексе с подарком для дальнейшего формирования паллеты и отправки товара на реализацию.
Работа устройств, составляющих заявленную технологическую линию, синхронизирована при помощи компьютерной системы управления, в состав которой входят контроллеры, получающие сигналы с датчиков и передающие команды приводам и исполнительным механизмам соответствующих устройств по программе функционирования технологической линии.
При функционировании заявленного устройства 6 обертывания сдвоенных контейнеров в составе технологической линии достигается повышение производительности процесса комплектования пищевого продукта подарком при одновременном обеспечении высокого качества упаковки и стабильности работы самой технологической линии.
Конвейерная система технологической линии обеспечит равномерную загрузку заявленной автоматической упаковочной машины и выгрузку готового продукта с производительностью до 7200 шт./час.
При этом достигается высокое качество упаковки, обеспечивающее привлекательный внешний вид продукта и надежное закрепление подарка в контейнере в составе сдвоенных контейнерах, так что подарок нельзя извлечь без нарушения целостности упаковки.
Сведения, приведенные в описании заявки, подтверждают, что полезная модель позволяет решить задачу качественного выполнения упаковки сдвоенных контейнеров с пищевым продуктом и с подарком (в виде игрушки, приза, сюрприза, сувенира и т.п.) путем обертывания их упаковочным листом.