СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ МЯГКИХ КОНТЕЙНЕРОВ СЫПУЧИМ МАТЕРИАЛОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF DISPERSE MATERIAL LOADING INTO SOFT CONTAINERS AND DEVICE FOR METHOD IMPLEMENTATION

Область техники
Заявленная группа изобретений относится к фасовочному оборудованию, а именно к способам затаривания различных сыпучих материалов в мягкие контейнеры различных типоразмеров, и может быть использовано в химической, пищевой, цементной и других отраслях промышленности.
Уровень техники
Из уровня техники широко известно применение различных видов устройств для загрузки мягких контейнеров, таких как, например, мешки, различного рода сыпучим материалом. При этом применяются различные технологии засыпки с последующим удалением воздуха, вибрацией и т.п.
Из патента RU 2103204 С1, 27.01.1998, В65В 1/28 известен способ упаковки сыпучих материалов в мягкие контейнеры, включающий закрепление контейнера на загрузочном патрубке, раздувание контейнера путем подачи в него воздуха, заполнение контейнера материалом с аспирационным отсосом из него запыленного воздуха, съем контейнера с патрубка, причем заполнение контейнера материалом вначале осуществляют при открытом аспирационном тракте без тяги воздуха в нем, а аспирационный отсос производят после заполнения контейнера на 0,25-0,30 его глубины, причем после съема контейнера осуществляют его формоустойчивое отстаивание.
Недостатком указанного решения является необходимость удаления воздуха и последующее отстаивание контейнера. Кроме того, данный способ не предусматривает герметичность при заполнении контейнера, и образующаяся при заполнении пыль попадает в атмосферу.
Из патента RU 2376218 С2, 20.12.2009, В65В 1/28 известно устройство для беспыльной загрузки сыпучих материалов в мягкие контейнеры, содержащее бункер, оборудованный питателем с приводом, закрепленную на нижнем фланце питателя раму с загрузочной течкой, воздуховод для отвода пыли, выполненный в виде кольцевого канала, образованного закрепленным под рамой на ее нижней поверхности патрубком, который охватывает загрузочную течку, и гибкие подвески, при этом патрубок оборудован люками с вмонтированными в них фильтрующими элементами и приспособлениями для их регенерации в виде соприкасающихся с фильтрующими элементами сеток с закрепленными на них пластинами, приводящими в колебание сетки.
Достоинством данного устройства является беспылевая загрузка сыпучего материала. Однако указанная конструкция трудоемка в изготовлении и требует наличия множества отдельных элементов, предусматривающих фильтрацию и удаление пыли.
Из патента на полезную модель RU 55736 U1, 27.08.2006, В65В 1/00 известно устройство для наполнения мягких контейнеров сыпучим материалом, которое содержит загрузочный рукав, соединенный с загрузочным патрубком, врезанным в верхнюю стенку цилиндрического корпуса, выполненного с фланцем в нижней части, содержит приспособление для крепления горловины мягкого контейнера и приспособление для прерывания подачи сыпучего материала, отличающееся тем, что дополнительно содержит соосно установленный внутри цилиндрического корпуса загрузочный бункер, полость которого связана с полостью загрузочного патрубка, выполненный в виде усеченного конуса, направленного вершиной вниз, в нижнем основании которого установлено приспособление для прерывания подачи сыпучего материала, также содержит приспособление для поддерживания стенок мягкого контейнера, вибрационный стол для установки мягкого контейнера и канал отбора воздуха, введенный в полость между цилиндрической и конической поверхностями цилиндрического корпуса и загрузочного бункера соответственно.
Недостатком данного устройства является применение дополнительной операции вибрации для уплотнения сыпучего материала в контейнере и низкая герметичность, приводящая к выбросу пыли.
Из авторского свидетельства SU 1712247 А1, 15.02.1992, В65В 1/32 известно устройство для наполнения крупногабаритных мешков сыпучим материалом, содержащее наполнительный патрубок, первый дополнительный патрубок, второй дополнительный патрубок с обечайкой в нижней части, размещенный снаружи наполнительного патрубка -коаксиально ему и установленный с возможностью возвратно-поступательного вертикального перемещения, и смонтированный на обечайке конусный затвор. Приспособление для фиксации и крепления мешка расположено на обечайке и содержит две диаметрально размещенные подпружиненные пластины с вертикальными прорезями, а также прижимные пластины, действующие от пневмоцилиндра.
Недостатком данного устройства также является его недостаточная герметичность и трудоемкость.
Из патента US 7231947 В2, 19.06.2007, В65В 1/28 известна система обработки сыпучего материала, его засыпка в контейнеры, включающая средства для подачи сыпучего материала, средства для поддерживания контейнера, имеющего горловину для засыпки материала, пневматические устройства для подачи сыпучего материала, средства распределения сыпучего материала.
Недостатком указанного источника также является сложность в проведении операции загрузки, применения трудоемких механизмов, низкая герметичность.
Задачей настоящего изобретения является создание простого, быстрого и технологичного способа загрузки мягких контейнеров сыпучим материалом, исключающего использование сложных и дополнительных механизмов для их заполнения.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для заполнения мягких контейнеров сыпучим материалом, согласно изобретению, включает в себя опорное кольцо и верхнюю платформу, расположенные соосно одна под другим на расстоянии друг от друга, и выполненные с возможностью перемещения в вертикальной плоскости при помощи подъемного механизма, при этом опорное кольцо и верхняя платформа связаны между собой посредством концентрично расположенных упругих элементов и, по меньшей мере, трех пар разновеликих прижимных рычагов, причем разновеликие рычаги в каждой паре своими одними концами соединены между собой при помощи шарнира, связанного, в свою очередь, с верхней платформой, а второй конец каждого из меньшего рычагов шарнирно соединен с опорным кольцом; устройство также содержит гидроцилиндры, расположенные концентрично на опорном кольце и воздействующие посредством него на прижимные рычаги; эластичный кожух, один конец которого закреплен на верхней платформе, а второй - на нижнем конце плеча каждого большего рычагов; кроме того, устройство содержит нижнюю опорную платформу для возможности расположения на ней мягкого контейнера; устройство для уплотнения сыпучего материала, выполненное с возможностью вертикального соосного перемещения внутри рабочей верхней платформы и опорного кольца.
Целесообразно, чтобы нижняя платформа была связана с весовым механизмом.
Поставленная задача решается также и за счет того, что устройство для уплотнения сыпучего материала, используемое в устройстве для заполнения мягких контейнеров, согласно изобретению, содержит цилиндрический корпус, подвижные элементы, концентрично расположенные на внешней стороне корпуса и выполненные с возможностью вертикального перемещения при помощи гидроцилиндров, закрепленных на корпусе; в стенке корпуса выполнены вертикальные пазы, через которые в полость корпуса входят подвижные рабочие органы, количество которых соответствует количеству подвижных элементов, при этом каждый рабочий орган закреплен к соответствующему подвижному элементу при помощи поворотной оси и подпружинен к этому элементу; в нижней части корпуса выполнены выгрузочные отверстия для возможности выталкивания сыпучего материала из полости корпуса, дно которого выполнено в виде конуса, для возможности уплотнения сыпучего материала внутри мягкого контейнера.
В предпочтительном варианте выполнения количество подвижных элементов и соответствующих им рабочих органов, по меньшей мере, четыре.
Предпочтительно, чтобы подвижные элементы и соответствующие им рабочие органы располагались симметрично на внешней поверхности корпуса.
Поставленная задача в рамках объекта “способ”, достигается за счет того, что в способе заполнения мягкого контейнера сыпучим материалом при помощи устройства для заполнения мягких контейнеров, а также при помощи устройства для уплотнения сыпучего материала, согласно изобретению, на нижнюю платформу укладывают мягкий контейнер, верхний край которого закрепляют за грузоподъемные петли, далее, при помощи гидроцилиндров через опорное кольцо воздействуют на прижимные рычаги, сводя вместе их нижние концы для обеспечения прохода в загрузочную горловину контейнера; далее опускают верхнюю платформу внутрь контейнера, разводят прижимные рычаги, которые, отклоняясь в шарнирах, растягивают контейнер, расправляя складки и придавая ему рабочую форму, при этом эластичный кожух, закрепленный на рычагах и платформе, обеспечивает герметичность процесса загрузки и исключает выброс пыли в атмосферу; далее производят заполнение мягкого контейнера сыпучим материалом с его уплотнением при помощи уплотнительного устройства, которое вертикально и соосно перемещают через верхнюю платформу и опорное кольцо внутрь контейнера, при этом рабочие органы уплотнительного устройства при движении подвижных элементов вверх прижимаются к внутренней стенке его корпуса, обеспечивая прохождение сыпучего материала, а при движении вниз - занимают противоположное положение, перекрывая поперечное сечение корпуса, выталкивая тем самым сыпучий материал из полости корпуса через выгрузочные отверстия и уплотняя его внутри полости контейнера при помощи конусного дна; причем в процессе заполнения контейнера устройство для уплотнения, синхронно с верхней платформой, поднимают выше уровня уплотненного сыпучего материала, и операцию уплотнения повторяют до полной загрузки контейнера; после полной загрузки мягкого контейнера, верхнюю платформу с устройством для уплотнения поднимают, производят замену заполненного контейнера на порожний, и цикл операций повторяют.
Контроль загрузки мягкого контейнера осуществляют по весовому механизму.
Техническим результатом заявленной группы изобретений является повышение степени загрузки контейнеров за счет максимального уплотнения сыпучего материала, без дополнительный операций по удалению остаточного воздуха (деаэрации), а также повышение степени герметичности при их заполнении.
Краткое описание чертежей
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
На фиг.1 представлена конструкция устройства для заполнения мягких контейнеров сыпучим материалом (общий вид).
На фиг.2 - вид сверху на опорное кольцо и верхнюю платформу, изображенных на фиг.1.
На фиг.3 - общий вид устройства для уплотнения сыпучего материала.
На фиг.4 - разрез А-А на фиг.3.
Осуществление изобретения
Устройство для загрузки мягких контейнеров приводится в рабочее состояние следующим образом.
Опорное кольцо 12 и верхняя (рабочая) платформа 9 расположены соосно одна под другим и на расстоянии друг от друга, и выполнены с возможностью перемещения в вертикальной плоскости при помощи подъемного механизма 1. Верхняя платформа 9 поднимается при помощи подъемного механизма 1 на заданную высоту (соответствующую высоте мягкого контейнера). Гидроцилиндры 11, воздействующие посредством кольца 12, и посредством концентрично расположенных упругих элементов, в качестве которых применены пружины 10, отклоняют прижимные рычаги 4, выполненные разновеликими, вовнутрь для обеспечения прохода в загрузочную горловину мягких контейнеров 6 различных типоразмеров. На нижнюю опорную платформу (площадку) 7 укладывается контейнер 6 и закрепляется за грузоподъемные петли 5. Затем верхняя платформа 9 опускается внутрь контейнера 6. Прижимные рычаги 4 разводятся, отклоняясь в шарнирах 2 под воздействием гидроцилиндров 11 и кольца 12, растягивают контейнер 6, расправляя складки и придавая ему рабочую форму. Эластичный кожух 3, герметично закрепленный верхним концом на платформе 9, а нижним - на рычагах 4, служит для обеспечения герметичности процесса загрузки и исключения выбросов пыли в атмосферу.
После завершения указанных операций производится заполнение мягкого контейнера 6 сыпучим материалом с уплотнением при помощи устройства, изображенного на фиг.3, которое имеет возможность вертикального соосного перемещения внутри рабочей платформы 9 и кольца 12. На фиг.2 пунктиром показано очертание 13 загрузочного устройства относительно опорного кольца и рабочей платформы.
Устройство уплотнения содержит цилиндрический корпус 14, подвижные элементы 15, концентрично расположенные на внешней стороне корпуса 14 и выполненные с возможностью вертикального перемещения при помощи гидроцилиндров 16, закрепленных на корпусе 14.
В стенке корпуса выполнены вертикальные пазы 17, через которые в полость корпуса 14 входят четыре подвижных рабочих органа 18, количество которых соответствует количеству подвижных элементов 15.
Каждый рабочий орган 18 закреплен к соответствующему подвижному элементу 15 при помощи поворотной оси 19 и подпружинен 20 к этому элементу.
В нижней части корпуса выполнены выгрузочные отверстия 22 для возможности выталкивания сыпучего материала из полости корпуса 14, дно 21 которого выполнено в виде конуса для возможности уплотнения сыпучего материала внутри мягкого контейнера.
Сыпучий груз самотеком, гравитационно поступает через внутреннюю полость корпуса 14 до момента его заполнения. После этого включается привод гидроцилиндров 16, которые приводят в движение подвижные элементы 15 с расположенными на них рабочими органами 18 с пружинами 20. Рабочие органы 18 при движении подвижных элементов 15 вверх прижимаются к внутренней стенке корпуса 14, обеспечивая прохождение сыпучего материала, а при движении подвижных элементов 15 вниз - занимают противоположное положение, перекрывая поперечное сечение корпуса 14, тем самым выталкивая груз из полости корпуса 14 через выгрузочные отверстия 22, находящиеся в нижней его части, и уплотняя сыпучий материал внутри полости мягкого контейнера. Для этого служит дно корпуса загрузочного устройства 21, выполненное в виде конуса. В процессе заполнения контейнера устройство для уплотнения синхронно с верхней (рабочей) платформой 9, поднимается выше уровня уплотненного сыпучего материала, и операция уплотнения повторяется до полной загрузки контейнера, при этом контроль загрузки осуществляется по весовому механизму 8.
После полной загрузки мягкого контейнера платформа 9 поднимается, загруженный контейнер заменяется порожним и цикл операций повторяется.
Вследствие того, что контейнер не перенасыщен сжатым воздухом и того, что сыпучий груз «выдавливается» из устройства для уплотнения, а не падает самотеком с некоторой высоты, обеспечивается значительное снижение выделения пыли в атмосферу, приводящее к уменьшению энергетических затрат на пылеподавление.