МАШИНА ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ МЕШКОВ ГРАНУЛИРОВАННЫМ ПРОДУКТОМ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ
MACHINE FOR FILLING BAGS WITH GRANULATED PRODUCT AND CORRESPONDING FILLING METHOD

Область техники
Изобретение относится к машине для наполнения мешков гранулированным продуктом, содержащей станцию наполнения, сварочную станцию и станцию охлаждения.
Кроме того, изобретение также относится к способу наполнения мешков гранулированным продуктом, включающему стадию наполнения, стадию сварки и стадию охлаждения для соответствующих мешков.
Уровень техники
В области наполнения мешков гранулированными продуктами постоянно стремятся повысить скорость наполнения мешков, чтобы снизить производственные затраты.
В настоящем изобретении под гранулированным продуктом понимается продукт, размер зерна которого превышает 50 микрон. Более того, в заявленном изобретении под высокопроизводительной или высокоскоростной машиной понимается машина, почасовая производительность которой превышает 1800 мешков в час.
Тем не менее, высокая скорость наполнения мешков не исключает определенных проблем. Важное ограничение, возникающее при увеличении скорости наполнения мешка, заключается в правильном позиционировании мешка во время наполнения. Увеличение скорости наполнения мешка может привести к тому, что дно мешка соберется в складки. Это является серьезной проблемой, поскольку влияет на качество заполнения мешка.
Мешок с дном, собирающимся в складки во время наполнения, неравномерно заполняется, после окончания процесса он легко деформируется и принимает другую форму. Этот эффект усложняет укладку заполненным мешков на поддоны.
Чтобы избежать этого, в известных из уровня техники способах во время операции наполнения на пунктах заполнения поднимают и разворачивают мешки. Тем не менее, этот метод не лишен своих недостатков. Во-первых, подъем мешка во время наполнения предполагает перемещение значительной массы, что увеличивает энергопотребление машины. Еще одна дополнительная проблема заключается в том, что при поднятии мешка из-за замедления, вызванного массой, максимальная скорость, которую может развить пункт заполнения, ограничена.
Другой известный аналог состоит в том, что пункт заполнения является неподвижным. При этом под пунктом заполнения предусмотрена опорная поверхность для поддержки основания мешка во время наполнения. Эта опорная поверхность может перемещаться вверх и вниз в вертикальном направлении. При наполнении мешка его содержимое встряхивается, в результате этого осуществляется перемещение дна мешка вверх и вниз. Это устройство потребляет значительное количество электроэнергии. Кроме того, верхняя часть мешка может легко деформироваться, поэтому есть вероятность его некорректного заполнения с геометрической точки зрения. Это также усложняет укладку на поддоны.
В патентном документе ES 2388510 А1 описано решение для облегчения равномерного заполнения мешка. Известный аналог предусматривает то, что на пункте заполнения конвейерная лента, на которой удерживается мешок во время наполнения, собирается для периодического поворота вокруг вращающегося вала. Как только процесс наполнения завершен, т.е. мешок заполнен, конвейерная лента касается основания мешка, чтобы улучшить наполнение и обеспечить равномерность форме мешка. В этом случае финальная форма заполненного мешка более правильная, что облегчает процесс укладки заполненных мешков на поддоны, однако это не позволяет наполнять мешки с высокими производственными скоростями.
Раскрытие сущности изобретения
Целью заявленной группы изобретений является создание машины для наполнения мешков гранулированным продуктом указанного выше типа, которая позволит наполнять мешки с высокой скоростью. Несмотря на высокую скорость наполнения, машина должна иметь более низкое энергопотребление и обеспечивать получение полностью закрытых мешков, которые можно легко укладывать на поддоны.
Это достигается с помощью машины для наполнения мешка гранулированным продуктом и его герметизации типами, охарактеризованными в описании ранее, характеризующейся тем, что она дополнительно содержит поддерживающее устройство для поддержки мешков, которое образует узел, расположенный под указанными станцией наполнения, сварочной станцией и станцией охлаждения, для поддержки во время работы основания каждого из мешков, которые расположены в указанных станции наполнения, сварочной станции и станции охлаждения, а упомянутое поддерживающее устройство содержит опорную поверхность, поворотный вал и приводные устройства, указанная опорная поверхность собрана на указанном поворотном валу таким образом, что указанная опорная поверхность имеет первый поддерживающий участок, расположенный напротив указанных сварочной станции и станции наполнения на одной стороне указанного поворотного вала, и второй поддерживающий участок, расположенный напротив указанной станции охлаждения на противоположной стороне указанного поворотного вала, и в этой указанной опорной поверхности указанный поворотный вал и указанные приводные устройства функционально связаны друг с другом таким образом, что указанная опорная поверхность может поворачиваться попеременно вокруг упомянутого поворотного вала посредством указанных приводных устройств между верхним положением упомянутого первого поддерживающего участка и нижним положением упомянутого второго поддерживающего участка и нижним положением упомянутого первого поддерживающего участка и верхним положением упомянутого второго поддерживающего участка для перемещения основания мешка, который в рабочем состоянии расположен в упомянутой станции наполнения во время его заполнения.
Машина, согласно изобретению, обладает рядом преимуществ. Во-первых, выполнена с возможностью поворота опорная поверхность для поддержки основания мешков, которые находятся в, по существу, вертикальном положении во время наполнения. Заполненные мешки в сварочной станции и станции охлаждения уравновешивают движение опорной поверхности, соприкасающейся с основанием заполняемого мешка. В результате снижается энергопотребление устройства. Кроме того, это позволяет очень быстро осуществлять поворот, что облегчает возможность увеличения скорости наполнения без сминания дна мешка. Кроме того, поворот происходит во время операции наполнения мешка, который находится в станции наполнения. Таким образом, скорость цикла изменяется без потери возможности получения правильной формы заполненного мешка, которые можно легко укладывать на поддон.
Изобретение дополнительно включает в себя ряд предпочтительных элементов, которые характеризуют частные случаи выполнения изобретения и полезность которых будет охарактеризована ниже в подробном описании вариантов осуществления изобретения.
В предпочтительном варианте осуществления в конце указанного первого поддерживающего участка, противоположного концу поворотного вала, указанное поддерживающее устройство имеет поперечный выступ, который выполнен поперек направления движения мешков вперед, который выступает из указанного первого поддерживающего участка и расположен перед указанной станцией наполнения в направлении движения мешков вперед, так что при работе, когда указанный мешок готов к заполнению, до начала заполнения указанного мешка указанный выступ фиксирует основание указанного мешка на расстоянии от указанной станции наполнения.
В результате наличия этого элемента, когда мешок фиксируют на выходном патрубке станции наполнения и перед началом его заполнения, его основание поддерживается или фиксируется этим поперечным выступом. Это приводит к тому, что мешок образует угол по отношению к вертикальному направлению. Следовательно, мешок, который все еще пуст, не находится в, по существу, вертикальном положении, слегка опирается на опорную поверхность. Таким образом, предотвращают в некоторых случаях получения эффекта образования предварительных складок на дне мешка. Как только начинается наполнение, эти складки препятствуют получению мешка правильной формы или геометрических параметров. Эти неправильные геометрические параметры усложняют укладку заполненным мешков на поддоны.
В варианте осуществления изобретения, который направлен на улучшение направления мешков при перемещении, указанное поддерживающее устройство представляет собой ленточный конвейер. Мешки транспортируются, закрепленные отверстием, но за счет нижней конвейерной ленты они не могут опрокинуться из-за неточного места расположения основания.
В другом варианте осуществления изобретения упомянутая станция охлаждения и упомянутая сварочная станция находятся на одинаковом расстоянии от упомянутого поворотного вала. Это оптимизирует уравновешивание поддерживающего устройства, когда мешок, ожидающий заполнения, пуст.
В другом варианте осуществления изобретения, который направлен на улучшение и ускорение герметизации мешка, в станции охлаждения предусмотрены средства для подачи газа, предназначенные для вдувания охлаждающего газа на места сварки мешка для ускорения процесса охлаждения.
Изобретение также относится к способу наполнения мешков гранулированным продуктом, который характеризуется тем, что во время указанных этапов наполнения, сварки и охлаждения каждый из мешков, расположенных на каждом из указанных этапов, опирается через основание указанных мешков на поддерживающее устройство для удержания мешков, которое образует узел и перемещается путем вращения вокруг поворотного вала, причем указанный поворотный вал расположен между указанным этапом сварки и указанным этапом охлаждения, так что указанная поверхность имеет первый поддерживающий участок, расположенный напротив указанных сварочной станции и станции наполнения на одной стороне указанного поворотного вала, и второй поддерживающий участок, обращенный к упомянутой станции охлаждения на противоположной стороне упомянутого поворотного вала, и этот упомянутый способ дополнительно содержит этап отвода, на котором указанная опорная поверхность может поворачиваться попеременно вокруг упомянутого поворотного вала посредством указанных приводных устройств между верхним положением упомянутого первого поддерживающего участка и нижним положением упомянутого второго поддерживающего участка и нижним положением упомянутого первого поддерживающего участка и верхним положением упомянутого второго поддерживающего участка, для перемещения основания мешка, который расположен в упомянутой станции наполнения во время этапа заполнения для наполнения упомянутого мешка.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ дополнительно содержит этап удержания для фиксации основания мешка, на котором перед началом наполнения указанного мешка основание указанного мешка удерживается на расстоянии от указанного места наполнения, перед указанным этапом наполнения, в направлении движения мешков вперед.
Аналогичным образом, изобретение также включает в себя другие технические особенности, охарактеризованные в подробном описании примеров осуществления изобретения и отображенные на прилагаемых иллюстрациях.
Краткое описание чертежей
Дальнейшие преимущества и особенности изобретения станут понятны из следующего описания, в котором без какого-либо ограничения испрашиваемой правовой охраны раскрываются предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на прилагаемые иллюстрации, на которых:
Фиг. 1 аксонометрическое изображение машины для наполнения мешков гранулированным продуктом согласно изобретению, у которой опорная поверхность для поддержки мешков расположена с первым поддерживающим участком опорной поверхности в верхнем положении;
Фиг. 2 - аксонометрическое изображение машины, изображенной на Фиг. 1, у которой опорная поверхность для поддержки мешков расположена с первым поддерживающим участком опорной поверхности в нижнем положении;
Фиг. 3 - вид спереди машины для наполнения мешков гранулированным продуктом в соответствии с изобретением;
Фиг. 4 - вид спереди машины для наполнения мешков гранулированным продуктом в соответствии с изобретением в момент и перед началом этапа наполнения мешка в станции наполнения;
Фиг. 5 - вид спереди машины для наполнения мешков гранулированным продуктом в соответствии с изобретением с мешком в станции наполнения после его заполнения.
Осуществление изобретения
На иллюстрациях изображен вариант конструктивного выполнения машины 1 для наполнения мешков 100 гранулированным продуктом согласно изобретению.
В верхней части машина 1 содержит станцию наполнения 2, сварочную станцию 4 и станцию охлаждения 6. Эти устройства только схематически изображены на иллюстрациях.
Некоторые известные неограничивающие объем правовой охраны примеры машин, имеющие эти станции наполнения, сварочные станции и станции охлаждения, относятся к устройствам для наполнения мешков, использующих предварительно сформованные мешки, или к машинам, в которых мешки изготавливаются в самой машине из пленочного материала, известным в данной области техники под аббревиатурой FFS, т.е. формование, наполнение, запечатывание. Этот пример установки, показанной на фиг.3, на которой в нижней части изображена станция 40 подачи мешков. В результате отсутствует необходимость в подробной характеристике конструктивных элементов устройства, поскольку особенности этих станций известны специалисту в данной области.
Как было описано ранее, проблема с машинами для наполнения мешков, которая до сих пор не была удовлетворительно решена в данной области техники, состоит в создании машины для наполнения мешков именно при высоких скоростях наполнения, при этом такая машина должна иметь, помимо высокой скорости, более низкое энергопотребление, и машина должна обеспечивать производство полностью запечатанных мешков с одинаковой формой, чтобы их можно было легко укладывать на поддоны.
Для решения этой проблемы машина 1, согласно изобретению, имеет поддерживающее устройство 8 для удержания мешков 100, которое образует общий блок. В варианте осуществления это поддерживающее устройство 8 представляет собой ленточный конвейер. Тем не менее, могут быть предложены другие технические решения, такие как неподвижная опорная поверхность или другие решения, которые облегчают перемещение мешков 100 между каждым из устройств для наполнения, сварки и охлаждения машины, к другим техническим решениям, например, относятся полированная поверхность, ролики или другие механизмы.
Поддерживающее устройство 8 для удержания мешков 100 расположено ниже станций наполнения, сварки и охлаждения 2, 4, 6. Поэтому во время нормальной работы машины 1 основание каждого из мешков 100, расположенных в каждой из указанных станций наполнения, сварки и охлаждения 2, 4, 6, может удерживаться в поддерживающем устройстве 8.
Поддерживающее устройство 8 содержит в качестве своих основных элементов верхнюю опорную поверхность 10, поворотный вал 12 и приводные средства 14 для приведения в действие опорной поверхности.
На иллюстрациях изображено, что опорная поверхность 10 сконструирована таким образом, что она может вращаться вокруг поворотного вала 12 способом, известным специалисту в данной области. Опорная поверхность 10 имеет первый поддерживающий участок 16 на одной стороне поворотного вала 12, тогда как опорная поверхность имеет второй поддерживающий участок 18 на противоположной стороне.
Первый поддерживающий участок 16 расположен напротив сварочной станции 4 и станции наполнения 2. Второй поддерживающий участок 18 обращен к станции охлаждения 6 и находится на противоположной стороне упомянутого поворотного вала 12. Как изображено на иллюстрациях, основание мешков 100, расположенных в станции наполнения и сварочной станции поддерживается на первом поддерживающем участке 16, тогда как основание мешка станции охлаждения 6 поддерживается на втором поддерживающем участке 18.
На фиг. 3 и 4 изображено, что для достижения лучшей балансировки в машине станция охлаждения 6 и сварочное устройство 34 находятся на одинаковом расстоянии от поворотного вала 12. Это обеспечивает то, что мешки сварочной станции 4 и станции охлаждения 6 уравновешивают друг друга. Особенно предпочтительным способом сварочное устройство 34 состоит из сварочного устройства для укупорки пленочной тары нагревом швов или устройства для ультразвуковой сварки. Также предпочтительно, чтобы на станции охлаждения были предусмотрены средства 38 для подачи газа, чтобы сократить цикл охлаждения для охлаждения сварного шва соответствующего мешка 100.
Приводные устройства 14 образованы редукторным двигателем 22, приводящим в действие второй вал 28. Второй вал 28 выполнен таким образом, что он может вращаться на неподвижной раме 30 поддерживающего устройства 8. Прицепной шатун 24 и кривошипно-шатунный механизм 26 собраны на каждом из концов передаточного вала. Каждый из кривошипов 26 собран шарнирно на третьем валу 32, установленном на боковых стенках ленточного конвейера.
Таким образом, поворотный вал 12 и приводные устройства 14 функционально связаны друг с другом. Следовательно, опорная поверхность 10 может поворачиваться попеременно вокруг поворотного вала 12 с помощью приводных устройств 14 между верхним положением упомянутого первого поддерживающего участка 16 и нижним положением упомянутого второго поддерживающего участка 18 и нижним положением первого поддерживающего участка 16 и верхним положением упомянутого второго поддерживающего участка 18. Это поворотное движение во время этапа наполнения обозначено двунаправленной стрелкой В на фиг. 3-5. Более того, верхнее положение первого поддерживающего участка 16 особенно четко отображено на фиг. 1 или 3, тогда как нижнее положение соответствует фиг. 2. На фиг. 4 и 5 изображено, что обе позиции перекрываются.
Поддерживающая поверхность 10 может поворачиваться попеременно для перемещения основания мешка 100, который в процессе эксплуатации находится на станции наполнения 2 во время заполнения. Эти позиции показаны через финальные позиции на фиг. 4 или 5. Это поворотное движение обеспечивает несколько синергетических эффектов. Во-первых, это помогает уплотнить гранулированный продукт и улучшить наполнение. Кроме того, поскольку она поворачивается во время этапа наполнения, а гранулированный продукт уплотняется при попадании в мешок, наполнение также происходит быстрее. Этот эффект также сокращает время цикла по сравнению с известными из уровня техники устройствами. Наконец, наполнение происходит более однородно, и поэтому геометрические характеристики заполненного мешка также более правильные. Это облегчает укладку на поддоны.
При необходимости и для уменьшения возможного риска образования складок у основания мешка в машине 1 предусмотрено, что на конце первого поддерживающего участка 16, расположенном противоположно концу поворотного вала 12 в опорном устройстве 8, выполнен поперечный выступ 20, который ориентирован поперек направлению движения мешков 100 вперед. Этот поперечный выступ 20 распространяется из первого поддерживающего участка 16 и расположен до станции наполнения 2 в направлении движения мешков 100 вперед, т.е. перед станцией наполнения 2. Это расположение хорошо изображено на фиг. 4.
Когда машина 1 работает, основание мешка 100, готовое к заполнению, особенно до начала заполнения указанного мешка 100, удерживается на поперечном выступе 20 перед указанной станцией наполнения 2. Это расположение изображено на фиг. 4. Это предотвращает непосредственную опору основания мешка 100 на опорную поверхность 10, когда мешок все еще пуст и образует складки. Поэтому, когда начинается заполнение мешка 100, после определенного уровня заполнения мешка, вес гранулированного продукта является причиной того, что основание мешка не может удерживаться поперечным выступом 20. Затем мешок 100 поворачивается и помещается на опорную поверхность 10. Таким образом, в настоящем техническом решении отсутствует возможность образования складок, которые могут препятствовать однородному заполнению мешка.
Способ заполнения мешков 100 гранулированным продуктом в соответствии с изобретением поясняется далее.
Способ включает этапы наполнения, стадию сварки и стадию охлаждения для мешков 100, эти этапы являются последовательными и одновременными. Другими словами, в нормальных условиях работы машины 1, в то время как мешок 100 заполняется на станции наполнения, другой мешок 100 закрывается на сварочной станции, и, наконец, мешок 100, который вошел первым, находится в режиме ожидания на станции охлаждения для обеспечения надлежащего укупоривания мешка.
Во время работы каждый из мешков 100, который расположен на каждом из упомянутых этапов, поддерживается в его основании на поддерживающем устройстве 8 для удержания мешков 100, которое образует блок, т.е. это неразъемный узел. Как описывалось ранее, поддерживающее устройство 8 собрано поворотным способом вокруг поворотного вала 12.
Поворотный вал 12 расположен в плоскости между сварочной станцией и станцией охлаждения. Следовательно, опорная поверхность 10 имеет первый поддерживающий участок 16, расположенный напротив сварочной станции и станции наполнения с одной стороны упомянутого поворотного вала 12. В свою очередь, опорная поверхность 10 имеет второй поддерживающий участок 18, обращенный к охлаждающей станции 6 на противоположной стороне поворотного вала 12.
Способ дополнительно включает этап отвода, на котором опорная поверхность 10 может поворачиваться попеременно вокруг поворотного вала 12 с помощью приводных устройств 14 между верхним положением первого поддерживающего участка 16 и нижним положением упомянутого второго поддерживающего участка 18, описанного выше, и нижним положением первого поддерживающего участка 16 и верхним положением упомянутого второго поддерживающего участка 18. Таким образом, основание мешка 100, которое расположено в станции наполнения 2 во время этапа заполнения для наполнения указанного мешка 100, т.е. в течение периода, в течение которого гранулированный продукт попадает в мешок 100, может быть перемещено.
Способ дополнительно содержит этап удержания для фиксации основания мешка 100, на котором перед началом заполнения мешка 100 основание мешка 100 удерживается на расстоянии от места, в котором осуществляют наполнение, перед этапом наполнения, в направлении движения мешков 100 вперед, чтобы предотвратить образование нежелательных складок перед началом наполнения мешка.
Кроме того, как только мешок 100 на станции наполнения будет заполнен, и мешок 100 на сварочной станции 4 будет запечатан, а сварной шов на мешке 100 на станции охлаждения будет достаточно охлажден, три мешка 100 перемещаются в направлении движения вперед по стрелке А на фиг. 4 и 5 с помощью манипуляторов с поворотной степенью подвижности, показанных только частично с левой стороны на фиг. 3. Поэтому мешок 100, который расположен на станции охлаждения, доставляется на вторую стационарный ленточный конвейер 36, который доставляет запечатанный мешок 100.
Машина 1 и способ, согласно изобретению, позволяют получить скорости производства, превышающие те, которые присущи известным техническим решениям современного уровня техники, при этом потребление электроэнергии является одинаковым или меньшим, чем у известных аналогов.