УПАКОВОЧНАЯ МАШИНА ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНИИ УПАКОВКИ БЛОКОВ КОНТЕЙНЕРОВ С ПИЩЕВЫМ ПРОДУКТОМ В КОМПЛЕКТЕ С ПОДАРКОМ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к разработке упаковочной машины для упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, обрабатываемых как единое изделие. Упаковочная машина, предназначена для взаимодействия с блоками контейнеров, предварительно заполненных пищевым продуктом, при условии комплектования указанных блоков контейнеров подарком. Заявленная машина является составной частью технологической линии упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком и позволяет объединить контейнеры и подарок в единое изделие путем обертывания их упаковочным листом, исключающим возможность 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, упаковочные машины кругового картонирования.
В патенте США US 7024838, опубликованном 11.04.2006, содержится описание упаковочной машины, которая позволяет выполнить 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 типа сливера, 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 блок из нескольких контейнеров в комплекте с подарком, поскольку при размещении контейнера в готовой круговой упаковке требуется их точное размерное соответствие, а подарок, размещенный на контейнерах, создает неровную поверхность, то есть, создает условия для задиров упаковочного листа.
Из патента США US 5154039, опубликованного 13.10.1992, известна упаковочная машина, которая позволяет сгруппировать отдельные контейнеры в форме стаканчиков в двух рядные блоки и обернуть их упаковочным листом. Упаковочная машина 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.
Указанная упаковочная машина группирует одиночные контейнеры, но не позволяет упаковывать заранее изготовленные блоки контейнеров, укомплектованные подарком.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является качественное выполнение процесса упаковки заранее изготовленных блоков контейнеров с пищевым продуктом, укомплектованных подарком (в виде игрушки, приза, сюрприза, сувенира и т.п.) путем обертывания их упаковочным листом, что позволяет объединить контейнеры и подарок в единое изделие.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности процесса упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком при одновременном обеспечении высокого качества упаковки. При этом под качеством упаковки понимается надежное закрепление подарка на блоке контейнеров с пищевым продуктом. Качество упаковки подтверждается исключением возможности извлечения подарка без разрушения упаковки.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата разработана упаковочная машина, которая может быть использована в составе технологической линии упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком. Заявленная упаковочная машина содержит расположенные на входе и выходе подающие устройства, каждое из которых выполнено в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для подхватывания под фланцами блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком и перемещения их соответственно с конвейера или на конвейер технологической линии за счет фрикционного сцепления, магазин для размещения упаковочных листов, механизм планетарного типа с вакуумными присосками для размещения упаковочных листов на блоках контейнеров, загибочное устройство для обертывания упаковочным листом блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, клеевую станцию и кулачковые механизмы перемещения блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, при этом машина снабжена 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 короны и связанными с вакуумными присосками с возможностью их вращения относительно осей сателлитов и одновременно относительно центральной оси планетарного механизма, причем упомянутая корона связана с единой системой цепного привода.
Кулачковые механизмы в упаковочной машине используются для перемещения блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком. Они расположены соответственно на входе и выходе машины, при этом кулачковый механизм на входе машины расположен снизу по ходу перемещения блоков контейнеров, а кулачковый механизм на выходе машины расположен сверху по ходу перемещения блоков контейнеров.
Указанные кулачковые механизмы установлены с возможностью перемещения блоков 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 блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, при этом направляющие первой пары расположены по бокам по ходу перемещения упомянутых блоков контейнеров с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов, расположенных сверху на блоках контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, и загибания их из горизонтальной плоскости в вертикальную, а направляющие второй пары, расположенной по бокам по направлению движения упомянутых блоков контейнеров, установлены с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов путем загибания их из вертикальной плоскости в горизонтальную плоскость.
Упаковочная машина содержит клеевую станцию, которая снабжена датчиком положения блока контейнеров в зоне нанесения клея и расположена под загибочным устройством с возможностью нанесения клея на концевой участок упаковочного листа по сигналу упомянутого датчика.
Упаковочная машина подключена к контролеру технологической линии, вход которого подключен к выходу датчика положения блока 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.
Преимущества и особенности заявленной полезной модели поясняются лучшим вариантом ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 - представлен эскиз упаковочной машины для обертывания картонным упаковочным листом блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком.
На фиг.2 - представлен общий вид технологической линии для упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, содержащей заявленную упаковочную машину.
Раскрытие сущности упаковочной машины в составе технологической линии упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком поясняется позициями, изображенными на чертежах 1 и 2:
1. конвейер технологической линии, подающий блоки контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком на вход упаковочной машины;
2. блоки контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком;
3. подающее устройство, расположенное на входе упаковочной машины, выполненное в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для подхватывания под фланцы блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком и перемещения их с конвейера 1 технологической линии в машину за счет фрикционного сцепления ремней ременной передачи с боковыми стенками блока контейнеров;
4. подающее устройство, расположенное на выходе упаковочной машины, выполненное в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для перемещения обернутых блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком из упаковочной машины на конвейер технологической линии;
5. выходной конвейер для выгрузки из упаковочной машины блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, обернутых упаковочным листом;
6. магазин упаковочной машины для загрузки в нее пачек упаковочных листов;
7. упаковочные листы;
8. корона механизма планетарного типа;
9. вакуумные присоски для перемещения упаковочных листов из магазина 6 на поверхность блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, при этом присоски соединены пневмопроводом с вакуумной системой;
10. загибочное устройство для обертывания упаковочным листом блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком;
11. клеевая станция;
12. цепной кулачковый механизм для перемещения блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, установленный на входе упаковочной машины, расположенный снизу по ходу перемещения указанных блоков;
13. цепной кулачковый механизм для перемещения блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, установленный на выходе машины, расположенный сверху по ходу перемещения блоков контейнеров;
14. сателлит механизма планетарного типа, находящийся в зубчатом зацеплении с короной;
15. датчик положения блока контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, установленный на входе упаковочной машины;
16. упаковочная машина (на фиг.2 показаны габариты корпуса);
17. ось сателлита;
18. разгрузочный стол участка выгрузки;
19. ручной вакуумный многопозиционный захват (манипулятор);
20. входной конвейер технологической линии;
21. ускоряющий ленточном конвейер;
22. устройство для нанесения клеевого слоя на блоки контейнеров с пищевым продуктом;
23. конвейер участка размещения подарков;
24. устройство для выравнивания рядов перемещаемых блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком;
25. ускоряющий однопутный пластинчатый конвейер;
26. конвейер участка упаковки технологической линии.
Как показано на фиг.1 заявленная упаковочная машина для упаковки блоков контейнеров 2 с пищевым продуктом в комплекте с подарком содержит подающие устройства 3 и 4, расположенные соответственно на входе и выходе машины, каждое из которых выполнено в виде двух параллельно установленных линий ременной передачи для подхватывания с боков блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком и перемещения их соответственно с конвейера 1в машину или из машины на конвейер 5 технологической линии за счет фрикционного сцепления ремней с боковыми сторонами контейнеров под фланцами.
Для загрузки упаковочных листов 7 в заявленной упаковочной машине имеется магазин 6, в который перед началом работы они укладываются пачками. Для размещения упаковочных листов 7 на блоки контейнеров служит механизм планетарного типа с вакуумными присосками 9. Для последующего обертывания упаковочным листом 7 блоков контейнеров 2 с пищевым продуктом в комплекте с подарком служит загибочное устройство 10, а для последующего заклеивания упаковочных листов 7 служит клеевая станция 11. Упаковочная машина содержит кулачковые механизмы 12 и 13 для поступательного перемещения блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком вдоль направления обработки. При этом машина снабжена единой системой цепного привода (на чертеже не показана).
Заявленная упаковочная машина функционирует следующим образом.
На вход упаковочной машины по конвейеру 1 поступают блоки контейнеров 2 с пищевым продуктом в комплекте с подарком, который размещен на поверхности каждого из указанных блоков и закреплен клеем. Поступление блоков контейнеров 2 в упаковочную машину контролируется датчиком 15. Упаковочная машина подключена к контролеру технологической линии, вход которого подключен к выходу датчика 15 положения блока 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.
Расположенное на входе упаковочной машины подающее устройство 3 в виде двух параллельных линий фрикционной ременной передачи подхватывает блоки контейнеров 2 под фланцами и обеспечивает передвижение указанных блоков к магазину б. При этом фиксированное расстояние между блоками контейнеров 2 обеспечивается кулачковым механизмом 13.
Упаковочные листы 7, загруженные в магазин 6 машины, захватываются вакуумными присосками 9 и перемещаются при помощи механизма планетарного типа на поверхность движущихся блоков контейнеров 2. Для этого вакуумные присоски 9 закреплены на осях 17 сателлитов 14 с возможностью вращения относительно осей 17 сателлитов и одновременно с возможностью вращения относительно центральной оси планетарного механизма, а корона 8 механизма планетарного типа, находится в зубчатом зацеплении с указанными сателлитами 14, расположенными на равном расстоянии друг от друга по окружности короны. Номинальная скорость размещения упаковочного листа на блоках контейнеров составляет 120 ударов в минуту.
После размещения упаковочного листа кулачковый механизм 13 перемещает блоки вдоль двух пар направляющих загибочного устройства 10, последовательно загибающих упаковочный лист по линиям биговки. При этом направляющие первой пары расположены по бокам по ходу перемещения упомянутых блоков контейнеров с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов, расположенных сверху на блоках контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком и загибания их из горизонтальной плоскости в вертикальную. Направляющие второй пары, расположенной ниже по направлению движения по бокам упомянутых блоков контейнеров, установлены с возможностью взаимодействия с краями упаковочных листов путем загибания их из вертикальной плоскости в горизонтальную плоскость.
После операции загибания упаковочного листа по линиям биговки клеевая станция 11 упаковочной машины наносит полосу быстро сохнущего клея в зоне крайнего участка упаковочного листа. Процесс склейки в упаковочной машине осуществляется с нагревом и обеспечивает надежное соединение крайних участков упаковочного листа между собой. Клеевая станция 11 снабжена датчиком положения блока контейнеров в зоне нанесения клея и расположена под загибочным устройством с возможностью нанесения клея на концевой участок упаковочного листа по сигналу упомянутого датчика.
После закрепления клеем концов упаковочного листа, обернутого вокруг блока контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, кулачковый механизм 13 перемещает их в направлении к выходу из упаковочной машины.
Кулачковый механизм 13 расположен сверху по ходу блоков контейнеров, а в качестве опоры для перемещения блоков контейнеров с пищевым продуктом вдоль направления обработки упаковочная машина содержит опорные направляющие (на чертеже не показаны). Кулачковый механизм 13 передает обернутые блоки контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком в подающее устройство, расположенное на выходе упаковочной машины, для вывода их из упаковочной машины на конвейер 5 технологической линии.
Размещение и функционирование заявленной упаковочной машины в составе технологической линии для упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком показано на фиг.2.
Транспортные поддоны, заполненные блоками контейнеров с готовым пищевым продуктом подают на разгрузочный стол 18 участка выгрузки, откуда оператор при помощи и устройства 19, выполненного в виде ручного вакуумного многопозиционного захвата выгружает из поддонов блоки контейнеров 2 с пищевым продуктом и устанавливает их на входной ленточный конвейер 20. Заданная скорость конвейера составляет 5 м/мин с возможностью регулировки. Данная скорость позволяет выгружать поддоны с периодичностью 6-8 сек. Например, на одном поддоне подается в зону выгрузки группа из 8 блоков контейнеров 6×45 гр с пищевым продуктом типа «Растишка». Оператор при помощи указанного ручного манипулятора за одну операцию переносит с разгрузочного стола 18 и устанавливает на конвейер 20 всю группу из восьми блоков контейнеров. Снизу на раме манипулятора установлены вакуумные присоски, которые соединены пневмопроводом с вакуумной системой. Сверху на раме манипулятора установлены две рукоятки, одна из которых снабжена рычагом для подключения и отключения вакуумной системы.
Конвейером 20 группа блоков подается на ускоряющий конвейер 21, где происходит расформирование группы на ряды по два блока и нанесение на каждый блок клеевого слоя устройством 22 для нанесения клеевого слоя на блоки контейнеров с пищевым продуктом. Указанное устройство содержит резервуар с клеем, пару трубок для подачи клея в клеевые пресс сопла, соответствующую им пару датчиков для определения положения продукции, отслеживающие отделение одного ряда, состоящего из двух блоков контейнеров, от другого. Управление клеевыми пресс соплами производится по сигналу датчиков положения продукции, закрепленных над конвейерной лентой на том же штативе, что и сопла.
На следующем ленточном конвейере 23 расположен участок размещения подарков на упомянутый клеевой слой. Блоки контейнеров 2 перемещаются по конвейеру (скорость 15 м/мин с регулировкой) и обрабатываются операторами в зависимости от выбранной технологии, например, путем раскладки в ручную на клеевой слой подарков плоской формы (пазлы, наклейки и т.п.), размещенных в пакетиках из полиэтилена. После установки на клей подарка (в конце данного участка) ряды блоков контейнеров с пищевым продуктом выравниваются устройством 24, содержащим стоперный механизм. Устройство 24 для выравнивания рядов перемещаемых блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком включает в себя датчик управления стоперным механизмом и пневматический цилиндр, являющийся приводом стоперного механизма. Операция выравнивания рядов блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком, перемещаемых по конвейеру, необходима для стабилизации процесса перевода блоков контейнеров на перпендикулярно расположенный цепной пластинчатый однопутный конвейер 25. Ускоряющий однопутный конвейер 25 работает, например, со скоростью 30 м/мин, при это он преобразует подачу рядов по два блока в линию подачи по одному блоку и передает указанные блоки через конвейер загрузки 1 в упаковочную машину 16 (кругового картонирования) для обертывания блоков контейнеров 2 с пищевым продуктом в комплекте с закрепленным на них подарком картонным упаковочным листом 7.
При остановке упаковочной машины 16 входной конвейер 1, цепной пластинчатый конвейер 25 и предшествующие ему ленточные конвейеры 20, 21 и 23 работают как накопители, последовательно останавливаясь по команде датчиков переполнения, установленных вдоль конвейеров технологической линии для синхронизации процессов упаковки (на чертеже не показаны).
Приводами конвейеров являются электродвигатели (на чертеже не показаны).
Переход блока контейнеров с конвейера 1 в подающее устройство 3 упаковочной машины и выход из нее на выходной конвейер 5 осуществляется по переходным рольгангам (на чертеже не показаны).
Дополнительно отметим, что однопутные конвейеры 1, 25 и 5 снабжены направляющими, установленными с двух сторон по бокам указанных конвейеров для точного позиционирования положения блоков контейнеров на заданной траектории движения.
Подающее устройство упаковочной машины 3 подхватывает блоки контейнеров под фланцами и обеспечивает передвижение указанных блоков вдоль направления обработки последовательно всеми узлами упаковочной машины, как было описано выше.
На выходе из упаковочной машины 16 обернутые блоки контейнеров попадают на однопутный конвейер 5, работающий, например, со скоростью до 50 м/мин. Конвейер 5 снабжен устройством группирования блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплекте с подарком с возможностью подачи сформированных групп на перпендикулярно расположенный участок упаковки с ленточным конвейером 26, размещенным в зоне нахождения участка выгрузки технологической линии.
Соседство участка упаковки с участком выгрузки позволяет операторам использовать освобожденных при выгрузке поддоны для укладки в них сгруппированных обернутых блоков контейнеров с пищевым продуктом в комплексе с подарком для дальнейшего формирования паллеты и отправки товара на продажу.
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 заявленной упаковочной машины в составе технологической линии достигается повышение производительности процесса комплектования пищевого продукта подарком при одновременном обеспечении высокого качества упаковки и стабильности работы 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 на блоке контейнеров с пищевым продуктом, так что подарок нельзя извлечь без нарушения целостности упаковки.
Сведения, приведенные в описании заявки, подтверждают, что полезная модель позволяет решить задачу качественного выполнения упаковки блоков контейнеров с пищевым продуктом, укомплектованных подарком (в виде игрушки, приза, сюрприза, сувенира и т.п.) путем обертывания их упаковочным листом, объединяющим контейнеры и подарок в единое изделие.