УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСФАСОВКИ ПРОДУКТА В ЕМКОСТИ

Изобретение относится к фасовочно-упаковочному автоматическому оборудованию и может быть использовано в пищевой отрасли промышленности для расфасовки и упаковки различной продукции, преимущественно пастообразных и полужидких, в том числе молочных продуктов в пластиковую или стеклянную тару, например стаканчики любых объемов и форм, укупоренные крышками.
Из существующего уровня техники известна установка для расфасовки продукта в емкости, содержащая установленный на основании роторный транспортер с приводом для его вращения вокруг своей оси для перемещения емкостей, дозатор для заполнения емкостей продуктом и приспособление для укупорки емкостей крышками (см. патент RU 2137685, B65B 3/00, 20.09.1999).
К недостаткам данного устройства можно отнести низкую производительность и эффективность расфасовки продукта.
Известно также устройство для расфасовки и укупорки продукта, такого как мороженое, в емкости с крышками. Аппарат содержит установленный на опоре роторный конвейер с гнездами для емкостей, соединенный с приводом, и предназначенный для перемещения емкостей, дозирующую форсунку, снабженную пневматическим приводом и клапаном для заполнения емкостей продуктом, и механизм укупорки емкостей крышками.
Аппарат также включает в себя подъемник для перемещения емкостей к дозирующей форсунке и от нее и пневматические устройства управления для работы с подъемником и клапаном для обеспечения независимой регулировки синхронизации операций (см. патент US 399417, B65B 3/36, 30.10.1976).
К недостаткам известного аппарата можно отнести его избыточные габариты и вес.
Наиболее близким техническим решением, выбранным за прототип, является устройство для расфасовки продукта в емкости, содержащее установленный на основании роторный транспортер с гнездами для емкостей и приводом его вращения вокруг своей оси для перемещения емкостей, дозирующее приспособление для заполнения емкостей продуктом и механизм подъема емкости с приводом для вертикального перемещения емкости к дозирующему приспособлению и от него (см. РФ, патент №2137685, B65B 3/00, 1998 г.).
Приспособление включает, по меньшей мере, две секции в виде плит, расположенных одна над другой, и фильеру, при этом каждая плита содержит патрубок для подсоединения к источнику продукта и коллектор, выполненный на одном из торцов плиты и соединенный с каналом патрубка коаксиальным отверстием, меньшим размером, чем входное отверстие патрубка, при этом механизм подъема емкости представляет собой поворотный подъемник с захватом для емкости, выполненный с возможностью подъемно-опускного движения емкости с одновременным ее вращением при дозировании.
Это устройство громоздко, имеет избыточные габариты, соответственно, вес и сложно в своей конструкции, эксплуатации, что снижает его надежность и эффективность расфасовки продукта.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание устройства для расфасовки продукта в емкости, обеспечивающее высокую эффективность и производительность расфасовки продукта в емкости, а также снижение затрат на его изготовление и эксплуатацию.
К техническим результатам, получаемым от использования заявленного технического решения, можно отнести уменьшение габаритов устройства и повышение производительности расфасовки продукта в емкости.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что, в устройство для расфасовки продукта в емкости, преимущественно, для упаковки текучего продукта в тару, содержит роторный диск с приводом, имеющий гнезда под размещение тары в виде емкостей, выполненные и сгруппированные по окружности роторного диска, узел подачи тары и установки ее в гнезда под размещение тары, узел бактерицидной обработки тары, дозирующий элемент с клапанами, узел подачи и укладки привариваемых крышек, узел приваривания крышек, механизм простановки даты, узел подачи и укладки крышек - нахлобучек, блок управления и отводящий механизм, при этом, гнезда под размещение тары, выполненные и сгруппированные по окружности роторного диска, выполнены модульными секциями с количеством гнезд в модульной секции под единицу тары более одного, узел подачи тары и установки ее в гнезда под размещение тары выполнен с возможностью проведения контроля заполненности гнезд под размещение тары роторного диска пустой тарой, узел бактерицидной обработки тары, выполнен с возможностью обеспечения контроля наличия тары в гнездах, узел подачи и укладки привариваемых крышек выполнен с возможностью осуществления им функции предварительной приварки уложенных крышек для предотвращения сдвига привариваемых крышек во время вращения роторного диска, а дозирующий элемент выполнен в виде модуля блока дозаторов с количеством дозаторов в блоке по числу гнезд под размещение тары, выполненных в модульных секциях роторного диска, причем, все функциональные элементы, узлы и механизмы устройства для расфасовки продукта в емкости выполнены с возможностью осуществления ими всех технологических операций, выполняемых устройством для расфасовки продукта в емкости, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах под тару каждой модульной секции, и, по крайней мере, узел бактерицидной обработки тары, по крайней мере, клапаны дозирующего элемента, узел подачи и укладки привариваемых крышек, а также узел приваривания крышек при проведении устройством для расфасовки продукта в емкости технологических операций бактерицидной обработки тары модульными секциями, перемещения прошедшей бактерицидную обработку тары модульными секциями к дозирующему элементу, наполнение подготовленной и обработанной тары одновременно модульными секциями продуктом с использованием дозирующего элемента, перемещение наполненной продуктом тары модульными секциями к узлу подачи и укладки на них привариваемых крышек, укладки на наполненную продуктом тару модульными секциями привариваемых крышек, перемещения тары модульными секциями с уложенными на нее привариваемыми крышками и последующее приваривание крышек к таре модульными секциями, скомпонованы и размещены в защитной камере, наполненной обеззараженным воздухом с возможностью обеспечения его циркуляции, по крайней мере, при проведении операции наполнения продуктом тары, при этом, роторный диск установлен с возможностью обеспечения пооперационного перемещения тары для поведения каждой технологической операции, выполняемой устройством для расфасовки продукта в емкости, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах под размещение тары каждой модульной секции, путем поворота роторного диска на заданный угол, определяемый датчиком положения, при помощи привода роторного диска по параметрам, определяемым блоком управления
В устройстве для расфасовки продукта в емкости модуль блока дозаторов может быть или установлен стационарно на едином корпусе устройства для расфасовки продукта в емкости вместе с другими его элементами, или же может быть выполнен в виде самостоятельного мобильного устройства, взаимодействующего с остальными элементами устройства для расфасовки продукта в емкости посредством требуемых технологических соединений.
В каждой модульной секции под размещение тары выполнено по четыре гнезда, расположенных по углам четырехугольника, и тогда модульные секции под размещение тары по четыре гнезда в каждом могут быть распределены по окружности роторного диска равномерно.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости механизм простановки даты может быть также размещен в защитной камере, наполненной обеззараженным воздухом, вместе с клапанами дозирующего элемента и пр.
Защитная камера может быть выполнена с возможностью создания и поддержания в ней избыточного давления, предотвращающего попадание загрязненного воздуха внутрь защитной камеры.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости привод поворота роторного диска может быть выполнен в виде сервопривода.
Узел бактерицидной обработки тары может быть снабжен, по крайней мере, одним датчиком контроля наличия тары в гнездах.
В этом случае, датчики контроля наличия тары в гнездах могут быть выполнены в виде оптических датчиков, размещенных в нижней части узла бактерицидной обработки.
Сам же узел бактерицидной обработки тары может быть выполнен, например, в виде узла ультрафиолетовой обработки тары.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости дозирующий элемент может быть выполнен с возможностью наполнения подготовленной и обработанной тары одновременно модульными секциями продуктом в количестве продукта, определяемом блоком управления.
Для предотвращения прогиба роторного диска под узлом приваривания крышек устройство для расфасовки продукта в емкости может быть снабжено механизмом поддержки роторного диска.
Узел привариваемых крышек в устройстве для расфасовки продукта в емкости может быть выполнен с возможностью приваривания крышек из алюминиевой фольги.
Сам же узел приваривания крышек может быть выполнен с возможностью приваривания крышек к таре модульными секциями с температурой приваривания, определяемой блоком управления.
Механизм простановки даты в устройстве для расфасовки продукта в емкости может быть выполнен с возможностью простановки даты штемпельным или каплеструйным методом.
Изобретение поясняется чертежами, где:
На Фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства без защитной камеры;
На Фиг.2 - устройство, вид в плане;
На Фиг.3 - устройство, вид в плане без защитной камеры;
На Фиг.4 - устройство, вид сбоку со стороны отводящего механизма;
На Фиг.5 - устройство, вид сбоку со стороны дозирующего элемента.
Устройство для расфасовки продукта в емкости, преимущественно, для упаковки текучего продукта в тару, содержит роторный диск 1 с приводом (не показано), имеющий гнезда 2 под размещение тары 3 в виде емкостей.
Гнезда 2 под размещение тары 3 в виде емкостей выполнены и сгруппированные по окружности роторного диска 1.
Устройство для расфасовки продукта в емкости имеет также узел 4 подачи тары 3 и установки ее в гнезда 2 под размещение тары, узел 5 бактерицидной обработки тары 3, дозирующий элемент 6 с клапанами 7, узел 8 подачи и укладки привариваемых крышек, узел 9 приваривания крышек, механизм 10 простановки даты, узел 11 подачи и укладки крышек - нахлобучек, блок управления 12 и отводящий механизм 13.
Гнезда 2 под размещение тары 3, выполненные и сгруппированные по окружности роторного диска 1, выполнены модульными секциями с количеством гнезд 2 в модульной секции под единицу тары 3 более одного.
Узел 4 подачи тары и установки ее в гнезда 2 под размещение тары 3 выполнен с возможностью проведения контроля заполненности гнезд 2 под размещение тары 3 роторного диска 1 пустой тарой 3.
Узел 5 бактерицидной обработки тары 3 выполнен с возможностью обеспечения контроля наличия тары 3 в гнездах 2.
Узел 8 подачи и укладки привариваемых крышек выполнен с возможностью осуществления им функции предварительной приварки уложенных крышек для предотвращения сдвига привариваемых крышек во время вращения роторного диска 1.
Дозирующий элемент 6 выполнен в виде модуля блока дозаторов с количеством дозаторов в блоке по числу гнезд 2 под размещение тары 3, выполненных в модульных секциях роторного диска 1.
Все функциональные элементы, узлы и механизмы устройства для расфасовки продукта в емкости выполнены с возможностью осуществления ими всех технологических операций, выполняемых устройством для расфасовки продукта в емкости, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах 2 под тару 3 каждой модульной секции.
По крайней мере, узел 5 бактерицидной обработки тары, по крайней мере, клапаны 7 дозирующего элемента 6, узел 8 подачи и укладки привариваемых крышек, а также узел 9 приваривания крышек при проведении устройством для расфасовки продукта в емкости технологических операций бактерицидной обработки тары 3 модульными секциями, перемещения прошедшей бактерицидную обработку тары 3 модульными секциями к дозирующему элементу 6, наполнение подготовленной и обработанной тары 3 одновременно модульными секциями продуктом с использованием дозирующего элемента 6, перемещение наполненной продуктом тары 3 модульными секциями к узлу 8 подачи и укладки на них привариваемых крышек, укладки на наполненную продуктом тару 3 модульными секциями привариваемых крышек, перемещения тары 3 модульными секциями с уложенными на нее привариваемыми крышками и последующее приваривание крышек к таре 3 модульными секциями, скомпонованы и размещены в защитной камере 14, наполненной обеззараженным воздухом с возможностью обеспечения его циркуляции, по крайней мере, при проведении операции наполнения продуктом тары.
Роторный диск 1 установлен с возможностью обеспечения пооперационного перемещения тары 3 для поведения каждой технологической операции, выполняемой устройством для расфасовки продукта в емкости, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах 2 под размещение тары 3 каждой модульной секции, путем поворота роторного диска 1 на заданный угол, определяемый датчиком положения (не показан), при помощи привода (не показан) роторного диска 1 по параметрам, определяемым блоком управления 12.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости модуль блока дозаторов может быть или установлен стационарно на едином корпусе устройства для расфасовки продукта в емкости вместе с другими его элементами, или же может быть выполнен в виде самостоятельного мобильного устройства, взаимодействующего с остальными элементами устройства для расфасовки продукта в емкости посредством требуемых технологических соединений.
В каждой модульной секции под размещение тары 3 выполнено по четыре гнезда 2, расположенных по углам четырехугольника, и тогда модульные секции под размещение тары 3 по четыре гнезда 2 в каждом могут быть распределены по окружности роторного диска 1 равномерно.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости механизм 10 простановки даты может быть также размещен в защитной камере 14, наполненной обеззараженным воздухом, вместе с клапанами 7 дозирующего элемента 6 и пр.
Защитная камера 14 может быть выполнена с возможностью создания и поддержания в ней избыточного давления, предотвращающего попадание загрязненного воздуха внутрь защитной камеры 14.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости привод поворота роторного диска 1 может быть выполнен в виде сервопривода.
Узел 5 бактерицидной обработки тары 3 может быть снабжен, по крайней мере, одним датчиком (не показан) контроля наличия тары 3 в гнездах 2.
В этом случае, датчики контроля наличия тары 3 в гнездах 2 могут быть выполнены в виде оптических датчиков, размещенных в нижней части узла 5 бактерицидной обработки.
Сам же узел 5 бактерицидной обработки тары 3 может быть выполнен, например, в виде узла ультрафиолетовой обработки тары.
В устройстве для расфасовки продукта в емкости дозирующий элемент 6 может быть выполнен с возможностью наполнения подготовленной и обработанной тары 3 одновременно модульными секциями продуктом в количестве продукта, определяемом блоком управления 12.
Для предотвращения прогиба роторного диска 1 под узлом 9 приваривания крышек устройство для расфасовки продукта в емкости может быть снабжено механизмом поддержки роторного диска 1 (не показано).
Узел 9 приваривания крышек в устройстве для расфасовки продукта в емкости может быть выполнен с возможностью приваривания крышек из алюминиевой фольги.
Сам же узел 9 приваривания крышек может быть выполнен с возможностью приваривания крышек к таре 3 модульными секциями с температурой приваривания, определяемой блоком управления 12.
Механизм 10 простановки даты в устройстве для расфасовки продукта в емкости может быть выполнен с возможностью простановки даты штемпельным или каплеструйным методом.
Устройство для расфасовки продукта в емкости функционирует следующим образом.
Устройство содержит четырехрядный роторный диск 1, а также, необходимые механизмы для загрузки тары 3, их бактерицидной обработки, последовательного наполнения продуктами тары 3, например, стаканчиков, приваривания к ним крышек 9, например, из алюминиевой фольги, укупоривания наполненной тары 3 крышками-нахлобучками и выдачи упакованной тары 3 на отводящий механизм 13, например, на отводящий ленточный транспортер.
Конструкция устройства для расфасовки продукта в емкости рассчитана на обеспечение максимального доступа к исполнительным узлам.
После запуска устройства осуществляется загрузка тары 3, например, пластиковых стаканчиков в гнезда 2 под размещение тары 3 роторного диска 1 при помощи узла 4 подачи тары 3. Загруженные в гнезда 2 под размещение тары 3 стаканчики поступают на позицию контроля тары 3 того же узла 4 подачи тары 3.
Узел 4 подачи тары 3 и установки ее в гнезда 2 под размещение тары 3 выполнен с возможностью проведения контроля заполненности гнезд 2 под размещение тары 3 роторного диска 1 пустой тарой.
Контроль осуществляется за наличием тары 3 - стаканчиков в гнездах 2 под тару 3 или визуально оператором или при помощи датчиков-котроллеров, используемых в данной области техники.
В последнем случае, при наличии ошибки - не полной заполненности гнезд 2 под размещение тары 3 роторного диска 1 пустой тарой, устройство автоматически останавливает вращение роторного диска 1 и ошибка устраняется.
Следует иметь ввиду, что гнезда 2 под размещение тары 3, выполненные и сгруппированные по окружности роторного диска 1, выполнены модульными секциями с количеством гнезд 2 в модульной секции под единицу тары 3 более одного. В рассматриваемом примере выполнения изобретения, например, в каждой модульной секции под размещение тары 3 выполнено по четыре гнезда 2, расположенных по углам четырехугольника.
Таким образом, роторный диск обеспечивает пооперационное перемещение тары 3 для поведения каждой технологической операции, выполняемой устройством для расфасовки продукта в емкости, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах 2 под размещение тары 3 каждой модульной секции, т.е., в рассматриваемом примере выполнения изобретения - это сразу по четыре элемента тары 3: все технологические операции устройства выполняются одновременно в отношении нескольких, в данном случае, четырех, единиц тары 3.
Далее, поворотом роторного диска 1 на заданный уголь, модульные секции перемещают к узлу 5 бактерицидной обработки тары 3.
Здесь, в качестве второй ступени контроля заполненности гнезд 2 под тару 3, узел 5 бактерицидной обработки тары 3 может быть выполнен с возможностью обеспечения контроля наличия тары 3 в гнездах 2, например с помощью, по крайней мере, одного датчика (не показан) контроля наличия тары 3 в гнездах 2.
В этом случае, датчики контроля наличия тары 3 в гнездах 2 могут быть выполнены в виде оптических датчиков и располагаться в нижней части узла 5 бактерицидной обработки.
Датчики контроля наличия тары 3 в гнездах 2 проверяют заполненность гнезд 2 и в случае отсутствие ошибок, выдают команду на проведение бактерицидной обработки тары 3 сразу всей модульной секции в рассматриваемом примере выполнения изобретения - это команда на обработку одновременно четырех единиц тары 3.
Далее, по команде с блока управления 12, осуществляется бактерицидная обработка одновременно всех единиц тары, в рассматриваемом примере - четырех. При выполнении узла 5 бактерицидной обработбки, например, в виде узла ультрафиолетовой обработки тары 3, в качестве бактерицидной обработки используется ультрафиолетовая обработка тары 3.
Важно отметить здесь и не возвращаясь к этому в дальнейшем, что все технологические операции в устройстве для расфасовки продукта в емкости проводятся одновременно модульной секцией - бактерицидная обработка, заполнение тары 3 проводится за один «такт» - одновременно.
Далее, прошедшая бактерицидную обработку тара 3 в модульных секция поворотом роторного диска 1 на заданный угол с использованием сервопривода поступает к дозирующему элементу 6, к его клапанам 7. Имея ввиду, что дозирующий элемент 6 выполнен в виде модуля блока дозаторов с количеством дозаторов в блоке по числу гнезд 2 под размещение тары 3 в модульных секциях роторного диска 1 - в рассматриваемом случае их четыре - вся подготовленная тара 3 модульных секций подается одновременно для одновременного ее наполнения дозируемым продуктом.
Далее, по команде с блока управления 12 все четыре элемента тары 3 модульной секции заполняются дозируемым продуктом через клапаны 7 дозирующего элемента 6. Величина дозы регулируется с блока управления 12.
Далее, наполненная продуктом тара - стаканчики, поворотом роторного диска 1 на заданный угол, определяемый датчиком положения, по параметрам, определяемым блоком управления, впрочем, как и во всех предыдущих и последующих технологических операциях устройства, поступают к узлу 8 подачи и укладки привариваемых крышек.
В узле 8 подачи и укладки привариваемых крышек происходит укладка на заполненную дозируемым продуктом тару 3 привариваемых крышек, например, из алюминиевой фольги.
В связи с тем, что узел 8 подачи и укладки привариваемых крышек выполнен с возможностью осуществления им функции предварительной приварки уложенных крышек, в узле 8 после укладки привариваемых крышек дополнительно происходит предварительная приварка уложенных крышек для предотвращения их сдвига во время вращения роторного диска 1.
Далее, тара 3 в виде стаканчиков модульными секциями с уложенными на них и предварительно приваренными крышками поворотом роторного диска 1 на заданный угол поступает к узлу 9 приваривания крышек, где по команде с блока управления 12 и происходит окончательное приваривание крышек из алюминиевой фольги к стаканчикам тары 3 модульными секциями с температурой приваривания, определяемой блоком управления 12.
Поворотом роторного диска 1 на заданный угол стаканчики заполненной тары 3 с приваренными на них крышками из алюминиевой фольги поступают к механизму 10 простановки даты, в котором штемпельным или каплеструйным методом наносится дата по правилам, принятым в данной области техники. В частности, по принятым правилам автоматическая простановка даты может быть осуществлена непосредственно на отведенную область привариваемой крышки из алюминиевой фольги, например, в две строки по шесть знаков в каждой строке.
После простановки даты, стаканчики тары 3 модульными секциями поворотом роторного диска 1 на заданный угол перемещаются к узлу 11 подачи и укладки крышек-нахлобучек. В узле 11 происходит надевание на стаканчики тары 3 крышек-нахлобучек, завершая весь технологический процесс упаковки дозируемого продукта, и стаканчики тары 3 поступают на отводящий механизм 13, например, в виде ленточного транспортера, и далее в зону упаковки готовой продукции.
При описании работы устройства важно обратить внимание на то, что, по крайней мере:
- узел 5 бактерицидной обработки тары;
- по крайней мере, клапаны 7 дозирующего элемента 6;
- узел 8 подачи и укладки привариваемых крышек;
- а также узел 9 приваривания крышек,
при проведении устройством для расфасовки продукта в емкости технологических операций бактерицидной обработки тары 3, перемещения прошедшей бактерицидную обработку тары 3 к дозирующему элементу 6, наполнение подготовленной и обработанной тары 3 продуктом с использованием дозирующего элемента 6, перемещение наполненной продуктом тары 3 к узлу 8 подачи и укладки на них привариваемых крышек, укладки на наполненную продуктом тару 3 привариваемых крышек, перемещения тары 3 с уложенными на нее привариваемыми крышками и последующее приваривание крышек к таре 3, скомпонованы и размещены в защитной камере 14, наполненной обеззараженным воздухом. Защитная камера выполнена с возможностью обеспечения циркуляции обеззараженного воздуха, по крайней мере, при проведении операции наполнения продуктом тары.
В некоторых случаях, и механизм 10 простановки даты также может быть размещен в защитной камере 14, наполненной обеззараженным воздухом.
В самой защитной камере 14 может быть создано и поддержания в ней избыточное давление, предотвращающее попадание загрязненного воздуха внутрь защитной камеры 14.
Все элементы устройства и их выполнение направлены на достижение заявленного технического результата.
Выполнение роторного диска 1 с модульными секциями гнезд 2 под тару 3 безусловно снижает общие габариты устройства. От этого, все элементы устройство располагаются компактно с обеспечением свободного доступа к ним.
Повышение производительности расфасовки продукта в емкости достигается за счет того, что все функциональные элементы, узлы и механизмы устройства для расфасовки продукта в емкости выполнены с возможностью осуществления ими всех технологических операций, выполняемых устройством, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах под тару каждой модульной секции.
Этому же служит и то, что роторный диск 1 имеет возможность обеспечения пооперационного перемещения тары 3 для поведения каждой технологической операции, выполняемой устройством для расфасовки продукта в емкости, одновременно модульными секциями в отношении всех элементов модульной секции или всех емкостей, размещенных в гнездах под размещение тары каждой модульной секции.
В результате, за одну технологическую операцию, будь то бактерицидная обработка или наполнение емкостей дозируемым продуктом или же иная технологическая операция устройства, обрабатывается в разы больше элементов - емкостей, как в рассмотренном в настоящей заявке примере, по крайней мере, в четыре раза. А при расположении гнезд 2 под тару 3 на роторном диске 1 по углам иного многоугольника, например, шестиугольника, производительность расфасовки продукта в емкости повышается в шесть раз и т.д.
Устройство для расфасовки продукта в емкости выполнено из традиционных конструктивных элементов и может быть изготовлено как в условиях экспериментального, так и серийного производства.