ЛИНИЯ ДЛЯ УПАКОВКИ ПРОДУКЦИИ В ТЕРМОУСАДОЧНУЮ ПЛЕНКУ

Данное техническое решение относится к линиям для упаковки в термоусадочную пленку пищевой, химической и иной продукции, содержащейся в стеклянной, металлической, бумажной или пластиковой таре, в частности, банок, бутылок, канистр, коробов, пакетов и им подобных изделий. Данное техническое решение предназначено для его использования в конструкциях упаковочных линий, осуществляющих сварку и обрезание термоусадочной пленки в процессе предварительной упаковки продукции, причем такие линии оснащены пневмоприводом термоножа и формирователя упаковки, имеют ограничитель перемещения рулона пленки и устройство автоматической подмотки пленки. Представленная линия имеет прямоточное исполнение, когда все компоненты линии расположены на одной продольной прямой оси.
Из достигнутого уровня техники известны линии для упаковки в термоусадочную пленку изделий, каждая из которых содержит термоусадочный модуль, упаковочный модуль, подводящий и отводящий транспортеры, узел сварки пленки с термоножом, верхний и нижний узлы размотки пленки, элементы автоматического управления работой линии, термотоннель, причем в известных линиях используют термоусадочную полиэтиленовую пленку, обладающую свойствами ее сжатия при нагревании.
Из патентной документации известны устройства и способы для упаковки в термоусадочную пленку изделий, продуктов, предметов и материалов, в частности, известен способ и устройство упаковки предметов, расположенных в один или несколько рядов, в термоусадочную пленку, в котором предметы оборачивают двумя пленочными лентами, сваривают их с помощью сварочного зажима, затем предметы перемещают к двум пленочным лентам толкателем, который при завершении подающего перемещения растягивает эти ленты пленки, при этом каждая из пленочных лент неподвижно удерживается шланговым тормозом, причем когда сварочный зажим выполняет движение вниз для завершения обертывания пленок вокруг предметов, сварочный зажим окончательно вытягивает верхнюю пленку. Части пленки, выступающие за предметы, подвергают термоусадке с помощью сопл, направляющих горячий воздух на предметы (RU 2118276 С1, 27.08.1998).
Известно устройство для групповой упаковки штучных изделий в термоусадочную пленку, содержащее каркас, размоточное приспособление рулонов термоусадочной пленки, упаковочный стол, поперечное окно для осуществления сварки и резки, узлы сварки и резки, выполненные с возможностью формирования двух параллельных сварных швов и резки пленки в промежутке между этими сварными швами, узел подачи сформированного блока изделий в зону упаковки и прижим для фиксации упаковываемых изделий и термоусадочной пленки по их верхней плоскости, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено узлом подачи изделий в зону формирования блока, содержит два шибера, один из которых расположен на выходе из зоны формирования блока изделий, а другой - на выходе упакованного блока из зоны упаковки со смещением его от упаковочного стола, узлы сварки и резки расположены отдельно друг от друга, соответственно сверху и снизу поперечного окна и выполнены с возможностью осуществления их перемещения навстречу друг другу, а узел резки оснащен ножом, выполненным с возможностью его выдвижения для осуществления резки пленки (RU 71630 U1, 20.03.2008).
Известно также устройство для упаковки изделий в термоусадочную пленку, включающее механизм для подачи изделий, содержащий неподвижную раму и подвижный в горизонтальной плоскости поддон, рулонодержатель, сварочный механизм, термокамеру и щит управления, отличающееся тем, что термоусадочная камера выполнена с подвижной передней и глухой задней стенками, а подвижный в горизонтальной плоскости поддон установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения (RU 5171 U1, 16.10.1997). Сварочный механизм выполнен в виде подпружиненного термоножа, шарнирно связанного с задней стенкой неподвижной рамы.
Известна установка для упаковки изделий в термоусадочную пленку, содержащая смонтированные на основании рулонодержатель и корпус, внутри которого размещены нагревательные элементы, вентилятор, защитная перегородка и сварочное устройство, отличающаяся тем, что в корпусе дополнительно установлены решетчатый поддон, заслонка поворотного типа и два отражателя, первый из которых расположен в горизонтальной плоскости под решетчатым поддоном в зоне всасывания вентилятора, установленного в нижней части корпуса, а второй расположен в вертикальной плоскости, проходящей под первым отражателем между вентилятором и защитной перегородкой с обеспечением возможности направленного обдува нагревательных элементов, установленных вдоль стенки корпуса и отделенных от рабочей зоны заслонкой поворотного типа, установленной в верхней части корпуса, и защитной перегородкой, выполненной вертикальной и доходящей до плоскости расположения первого отражателя, при этом корпус дополнительно снабжен крышкой коробчатой формы, по периметру нижней части которой как минимум на двух смежных сторонах размещены линейные нагреватели сварочного устройства (RU 95118220, 10.10.1997). Линейные нагреватели сварочного устройства выполнены из нихромовой проволоки. Крышка выполнена из прозрачного конструкционного материала.
Известно устройство для упаковки изделий в термоусадочную пленку, например бутылок, банок, металлических и деревянных изделий, бытовой химии, косметической химии, картонажей, содержащее остов, размоточное приспособление, упаковочный стол, прижимную губку сварочного приспособления, расположенную в поперечном окне стола, сварочно-отрезную губку, расположенную на рамке, выполненную с возможностью поворота в вертикальной плоскости, загрузочное приспособление, содержащее толкающую планку. Рамка оснащена П-образным рычагом с качающимся прижимом, прижимающим термоусадочную пленку и блок изделий в момент сварки, а поперечное окно выполнено со шторкой, закрывающей нижнюю сварочную губку в момент перемещения блока изделий на позицию сварки и кинематически связанной с толкающей планкой (RU 2203841 C1, 10.05.2003) Изобретение повышает качество упаковки в термоусадочную пленку, облегчает труд оператора, повышает производительность труда на упаковочных машинах с ручным приводом.
Известно устройство для автоматизированной упаковки в термоусадочную пленку группы изделий на подложке или лотке, которое содержит подающий транспортер, накопитель, механизмы для отделения и перемещения блока изделий и подачи подложек (разверток) на выталкиватель, механизм для оборачивания в пленку и ее обрезки и сварки, термотоннель, при этом механизм для отделения и перемещения блока изделий имеет захват с ограничителями по периметру блока, приемный и передающий транспортеры, передний толкатель, кинематически связанный с захватом, причем последний установлен на каретке с возможностью вертикального и горизонтального возвратно-поступательного перемещения, приемный и передающий транспортеры синхронизированы по скорости с перемещением каретки по ходу следования изделий, выталкиватель подложек (разверток) имеет опорную поверхность, соразмерную с подложкой, и выполнен с возможностью углового поворота вокруг горизонтальной оси, выталкиватель и механизм подачи подложек (разверток) связаны с кареткой; в другом варианте устройства приемным транспортером является рольганг, под которым установлен с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения формирователь лотка в виде набора стержней разной длины, а над рольгангом установлено устройство для нанесения клея на развертку лотка с боковыми прижимами (RU 2170693 С, 20.07.2001).
Известно устройство для упаковки изделий и их комплектов в термоусадочную пленку, содержащее узел подачи термоусадочной пленки, подпружиненный термонож, термокамеру, вентиляторы, узел подачи изделий в термокамеру в виде стола с поворотной в горизонтальной плоскости столешницей, имеющей Т-образное поперечное сечение, причем в этом устройстве дно термокамеры выполнено со сквозной прорезью, имеющей траекторию дуги, совпадающую с траекторией перемещения нижней части сечения столешницы, вентиляторы установлены вблизи столешницы, по два с каждой ее стороны, с возможностью обдува сверху и снизу расположенного на ней изделия, столешница выполнена в виде трех расположенных по окружности плоскостей, образованных решетчатой поверхностью, а термонож и вентиляторный блок расположены по окружности стола вблизи столешницы (RU 2148542 С1, 10.05.2000).
Известно устройство для упаковки изделий в термопластичную полимерную пленку, преимущественно термоусадочную, содержащую смонтированные в корпусе узел размотки рулона с опорным роликом, узел сварки и нагревательный стол. Узел сварки включает установленную над упругой опорой прижимную траверсу, несущую профильный резистивный электронагреватель. Нагревательный стол установлен за узлом сварки. На опорном ролике узла размотки радиально закреплены шипы перфоратора. На корпусе дополнительно пристыкована горизонтальная монтажная рамка (RU 2132775 С1, 10.07.1999). Изобретение обеспечивает плотное прилегание пленки к поверхности изделия, повышая качество упаковки, а также производит упаковку в разные исходные материалы с различной последовательностью операций.
Известна машина для упаковки в термоусадочную пленку, содержащая рабочий стол, расположенный между противоположными поверхностями пленки, при этом машина содержит устройство для автоматического раскрывания пленки для введения между ее поверхностями изделия (RU 2074102 С1, 27.02.1997).
Известна ручная установка для упаковки штучных или группы изделий в термоусадочную пленку, содержащая раму с рабочим и переходным столами, между которыми расположен термонож, рычагом через тягу связанный с ножной педалью привода термоножа, при этом за термоножом расположена термоусадочная камера проходного типа с транспортером, а рулом пленки расположен под рабочим столом (RU 2170195 С2, 10.07.2001).
Известно устройство для упаковки рулонного материала в термоусадочную пленку, содержащее механизм подачи пленки, механизм резки пленки термоножом, подающий и выводной транспортеры, термокамеру и средство для формования торцов упаковки, при этом термонож смонтирован на качающемся рычаге (RU 2086482 С1, 10.08.1997).
Из зарубежной патентной документации известны устройства для упаковки продукции в пленку, каждое из которых содержит раму, установленные на ней узлы размотки рулона и упаковки изделий в пленку, средство сварки пленки и формирователь продукции в пакеты (WO 20060771103 А1, 27.07.2006; WO 2007080451 A2, 19.07.2007; GB 1421977 A, 21.01.1976; US 3583888 A, 08.06.1971; US 3587839 A, 28.06.1971; US 4104848 A, 08.08.1978; US 4945707 A, 07.08.1990; US 4945707A, 07.08.1990; FR 2062674 A5, 25.06.1971; FR 2617121 А1, 30.12.1988; DE 2822674 А1, 29.11.1979). Также известен способ упаковки изделия путем оборачивания его антикоррозийной пленкой или бумагой с использованием нагрева пленки и уменьшения нагрева, а также устройство для реализации метода, содержащее металлический стол с продолжением в виде конвейера, рулоны пленки с возможностью разматывания ее на столе, упаковочное устройство и печь (JP 3846999 В2, 15.11.2006).
Известные технические решения не в полной мере отвечают повышающимся требованиям к качеству упаковки и производительности линий.
Техническим результатом изобретения является повышение качества упаковки и производительности линии, а также повышение компактности линии.
Технический результат получен линией для упаковки продукции в термоусадочную пленку, характеризующейся тем, что она содержит Линия для упаковки продукции в термоусадочную пленку, характеризующаяся тем, что она содержит упаковочный модуль, на раме которого установлены верхний и нижний рулоны пленки и подвижно установленный на раме модуля термонож, который расположен над упором термоножа с возможностью их контакта и сварки и отрезки пленки в месте контакта, к раме модуля пристыкован выполненный из секций подающий транспортер, расположенный на одной прямой, проходящей через продольную ось упаковочного модуля, транспортер образует вместе с другими компонентами линии узел подачи продукции, входящий в формирователь блока продукции, к раме модуля по ходу движения продукции пристыкована рама цепного конвейера, расположенная на указанной прямой линии, с рамой конвейера связан приемный рольганг, на средней части рамы конвейера установлен термотоннель, в полости которого расположено средство для циркуляции горячего воздуха в воздуховодах термотоннеля и в его полости, при этом средство циркуляции соединено с электродвигателем, закрепленным на корпусе термотоннеля, также в полости термотоннеля расположены электронагреватели для нагрева воздуха, на раме упаковочного модуля перед термоножом по ходу движения продукции, смонтированы рассекатели, отсекатели, подвижный в вертикальном направлении стол с расположенными в его рабочей зоне ограничителями, входящими в состав формирователя продукции, на раме упаковочного модуля в ее горизонтальных направляющих установлен толкатель для перемещения продукции с подвижного стола на приемный стол упаковочного модуля, при этом подвижный стол, толкатель, термонож и отсекатели связаны с соответствующими им пневмоцилиндрами их перемещения, корпус каждого пневмоцилиндра жестко закреплен на раме модуля, на которой закреплен упомянутый приемный стол для приема продукции, над приемным столом подвижно в направляющих рамы модуля установлен прижим, соединенный с пневмоцилиндром перемещения прижима.
На раме модуля вверху и внизу рамы закреплены ролики, на которые опираются верхний рулон пленки и нижний рулон пленки, ветви рулонов пленки сварены между собой в одно полотно пленки, которое расположено с возможностью контактирования с блоком продукции, при этом пленка запасована между обводными роликами и натяжным роликом, расположенным в направляющих рамы модуля, верхний рулон связан с натяжителем полотна пленки этого рулона, натяжитель выполнен в виде двуплечего рычага с противовесом на одном его конце, средняя часть натяжителя шарнирно соединена с рамой модуля, противоположный конец натяжителя выполнен в виде рамки, в которой расположено полотно термоусадочной пленки верхнего рулона.
Конвейер содержит пару замкнутых цепей, соединенных между собой траками, образующими плоскость перемещения продукции вдоль линии, и электродвигатель перемещения цепей конвейера, который закреплен на конце рамы конвейера, наиболее удаленном от рамы упаковочного модуля.
На раме приемного рольганга по ее длине выполнены гнезда с расположенными в них концами съемных роликов рольганга.
На фиг.1 показана линия для упаковки продукции в термоусадочную пленку на виде спереди по отношению к продольной оси линии; на фиг.2 - линия на виде сверху; на фиг.3 показан упаковочный модуль линии в пространственном изображении (натяжитель на фиг.3 не показан); на фиг.4 - схема запасовки (расположения) термоусадочной пленки в упаковочном модуле.
Линия содержит упаковочный модуль 1 (фиг.1), на раме 2 которого смонтирован термонож 3 (фиг.3), к раме 2 пристыкован выполненный из секций подающий транспортер 4 (фиг.2), расположенный на одной прямой, проходящей через продольную ось упаковочного модуля. Транспортер имеет пару замкнутых траковых цепей, образующих плоскость перемещения продукции вдоль линии. Транспортер образует вместе с другими компонентами линии узел подачи продукции, входящий в формирователь 5 блока продукции. Под блоком продукции понимается несколько единиц продукции или изделий, или множество единиц продукции, объединенных в блок пленкой.
К раме 2 по ходу движения продукции пристыкована рама 6 цепного конвейера 7, расположенная на указанной прямой линии. Конвейер 7 имеет пару замкнутых цепей, соединенных между собой траками 8, образующими плоскость перемещения продукции вдоль линии. Конвейер имеет электродвигатель 9 перемещения цепей конвейера 7, который закреплен на конце рамы 6, наиболее удаленном от рамы 2 упаковочного модуля вблизи которого на раме транспортера 4 закреплено ограждение 10. На раме 2 смонтированы рассекатели 10.
К раме 6 конвейера (фиг.1) пристыкован выполненный в виде стола приемный рольганг 11, содержащий раму 12 с верхними направляющими 13, в которых по длине выполнены гнезда с расположенными в них концами съемных роликов 14.
На средней части рамы 6 установлен термотоннель 15, который закреплен на этой раме. Каждая стойка рам 2, 6 и 12, а также каждая стойка рамы транспортера 4 имеет в нижней части регулируемую по высоте опору 16. На раме 2 упаковочного модуля 1, перед термоножом 3 по ходу движения продукции, смонтирован подвижный в вертикальном направлении стол 17 (фиг.3) с расположенными в его рабочей зоне ограничителями 18, которые входят в состав формирователя 5 продукции. Подвижный стол 17 служит для перемещения продукции с уровня транспортера 4 на уровень траков 8 конвейера 7.
Упаковочный модуль содержит перемещающийся в горизонтальных направляющих толкатель 19 для перемещения продукции с подвижного стола 17 на приемный стол модуля 1. Толкатель 19 связан со штоком пневмоцилиндра 20, термонож 3 связан со штоком пневмоцилиндра 21, отсекатели 24 связаны со штоками пневмоцилиндров 22.
Подвижный стол 17 соединен со штоком пневмоцилиндра 23. Корпус каждого указанного пневмоцилиндра жестко закреплен на раме упаковочного модуля. (фиг.2), На раме 2 закреплены также отсекатели 24 (фиг.2).
Транспортер 4 имеет электродвигатель 25 перемещения траковых цепей, который закреплен на конце рамы транспортера 4, наиболее приближенном к раме 2 упаковочного модуля. На кронштейнах 26 рамы 2 закреплены пневмоцилиндры 22 отсекателей. На раме 2 закреплен упомянутый приемный стол 27 для приема продукции, а над столом 27 подвижно в направляющих рамы 2 установлен прижим 28 (фиг.1), соединенный с пневмоцилиндром 29 перемещения прижима.
На раме 2 (фиг.1) закреплены ролики 30, на которые опираются верхний рулон 31 пленки и нижний рулон 32 пленки. Полотна 33 и 34 (фиг.4) рулонов пленки, образующие верхнюю и нижнюю ветви пленки, соответственно, сварены между собой в одно полотно, через которое, упираясь в него, проходит группа продукции и оборачивается пленкой. Пленка запасована или расположена между обводными роликами 35 и натяжным роликом 36, расположенным в направляющих 37 рамы 2. Термонож 3 расположен над упором 38 таким образом, что при касании термоножа упора, ветви пленки, располагаемые в задней части блока упаковки со стороны движения блока, сжимаются термоножом, свариваются и отрезаются от общего полотна пленки.
В полости 39 (фиг.1) термотоннеля 15 расположено средство 40 для циркуляции горячего воздуха в воздуховодах термотоннеля и в его полости, средство 40 соединено с электродвигателем 41, закрепленным на корпусе термотоннеля под средством циркуляции. В полости 39 расположены электронагреватели 42 для нагрева воздуха в полости термотоннеля. Термотоннель оснащен, по меньшей мере, одним средством циркуляции нагретого воздуха в рабочей полости термотоннеля, образованной системой воздуховодов, которые в данном описании не раскрываются. Конструкции средства вентиляции и термотоннеля, в их совокупности, имеют оригинальное исполнение и в данном описании эта совокупность не раскрывается. Для примера возможности осуществимости изобретения для циркуляции воздуха в термотоннеле можно использовать любую известную крыльчатку, имеющую лопасти. Более конкретное исполнение крыльчатки в данном описании не приводится, поскольку она представляет собой независимое и самостоятельное решение. Функции указанного средства для циркуляции воздуха может также выполнять любое другое известное средство, например, вентилятор, прогоняющий воздух в полости 39 термотоннеля в заданном направлении.
На верхней части термоножа 3 закреплено ограждение 43 (фиг.3), исключающее прикосновение к термоножу рук оператора в заданном положении термоножа. Ограждение срабатывает от датчика безопасности.
На верхней части рамы 2 (фиг.4) установлен натяжитель пленки, выполненный в виде П-образной рамки 44. На концах рамки установлены подвижные противовесы 45, средняя часть рамки 44 шарнирно соединена с рамой 2, противоположный конец 46 натяжителя контактирует с перекинутым через него полотном 33 термоусадочной пленки.
На раме 2 упаковочного модуля 1 (фиг.2) смонтирован блок 47 управления подающим транспортером 4, термоножом 3, отсекателями 24, подвижным столом 17, толкателем 19, прижимом 28 и приводными роликами 30.
На раме 6 цепного конвейера 7 (фиг.1) смонтирован блок 48 управления электронагревателями 42 термотоннеля 15, электродвигателем 41, средством 40 циркуляции воздуха в полости термотоннеля и вентилятором 49, который установлен на раме 6 конвейера 7.
Работает упаковочная линия следующим образом. Единицы продукции подаются автоматически или вручную на транспортер 4 и перемещаются траковыми цепями транспортера к формирователю 5 продукции. Проходя через рассекатели 10, единицы продукции образуют собой ряды продукции. При заполнении всех рядов срабатывает датчик наполнения транспортера, раздвигаются отсекатели 24 и продукция продвигается на подвижный стол 17 в зону ограничителей 18.
При полной загрузке стола 17 блоками продукции срабатывают датчики наполнения стола, отсекатели 24 задвигаются в исходное положение и задерживают продукцию на транспортере 4. При этом подвижный стол 17 опускается вниз и срабатывает толкатель 19, продвигая продукцию за плоскость расположения упора 38 и термоножа 3 (фиг.4) на приемный стол 27 (фиг.1, 3). При этом подвижный стол 17 возвращается в исходное положение, а толкатель 19 отходит назад и прижим 28 прижимает продукцию к столу 17. Затем термонож опускается вниз до упора 38 и происходит сварка ветвей пленки, которыми обернута продукция, а также отрезание пленки от ее полотна. После этого термонож 3 и прижим 28 поднимаются вверх пневмоцилиндрами и цикл работы линии повторяется.
После упаковки пленкой каждого последующего блока продукции блок продукции проталкивает собой каждый предыдущий блок продукции в сторону термотоннеля 15. Блоки продукции попадают на траки 8 конвейера 7, который перемещает их в термотоннель 15, где пленка блока продукции нагревается, усаживается и обжимает блок продукции. После выхода из термотоннеля пленка блока охлаждается вентилятором 49 и дополнительно усаживается, плотно облегая блок со всех его сторон. Далее блок продукции попадает на приемный рольганг 11. При работе линии, производительность которой зависит от пропускной способности термотоннеля, средство 40 циркуляции воздуха (фиг.1) постоянно циркулирует в воздуховодах термотоннеля горячий воздух, перемешивает его с менее нагретой воздушной массой, поступающей в термотоннель снизу, обеспечивает интенсивный теплообмен в рабочей полости 39 и создает в каждой ее зоне постоянную заданную температуру. В результате термоусадочная пленка, которой обернут блок продукции, равномерно нагревается по всей поверхности блока продукции, контактирующей с нагретым воздухом, что исключает неравномерность нагревания пленки, неравномерность ее термоусадки, неравномерность ее натяжения и тепловые местные напряжения в ней, приводящие к местным разрывам и микроскопическим отрицательным изменениям структуры пленки. При использовании в линии средства циркуляции горячего воздуха, установленного в термотоннеле, качество выходящей из термотоннеля упаковки существенно повышается, что позволяет повысить пропускную способность термотоннеля и, соответственно, производительность линии.
Установка на раме 2 упаковочного модуля 1 (фиг.2) блока 47 управления подающим транспортером 4, термоножом 3, отсекателями 24, подвижным столом 17, толкателем 19, прижимом 28 и приводными роликами 30 существенно улучшает компоновку модуля, облегчает монтаж и обслуживание линии. Все названные компоненты линии относятся к упаковочному модулю и они связаны функционально и конструктивно с управляемыми другим блоком 48 (фиг.1) электронагревателями 42 термотоннеля 15, электродвигателем 41, средством 40 циркуляции воздуха в полости термотоннеля и вентилятором 49, установленными на раме 6 конвейера 7, легко отделяемой от рамы 2 модуля. Техническое решение использовано в проекте упаковочной линии УМ-1 «Автомат» прямоточный.