НЕПРЕРЫВНО ЦИРКУЛИРУЮЩЕЕ КОНВЕЙЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТЕЙНЕРОВ В УПАКОВОЧНОЙ УСТАНОВКЕ
CONTINUOUSLY CIRCULATING CONVEYOR DEVICE FOR CONTAINERS IN PACKAGING INSTALLATION

Изобретение относится к непрерывно циркулирующему конвейерному устройству для контейнеров в упаковочной установке, в частности, установке для наполнения чашек, и к упаковочной установке с соответствующим конвейерным устройством для контейнеров.
Далее, для примера, в качестве упаковочной установки будет рассмотрена установка для наполнения чашек, однако, изобретение не ограничивается данным примером.
В установке для наполнения чашек множество пустых чашек, как правило, изготовленных из пластмассы, вставляются в гнезда для приема контейнеров, т.е. в так называемую ячеистую пластину и транспортируются вместе с гнездами для приема контейнеров через различные рабочие станции установки для наполнения чашек. Рабочими станциями могут быть, в частности, станция стерилизации, станция заполнения, станция запечатывания или станция удаления.
Имеется несколько гнезд для приема контейнеров, установленных на непрерывно циркулирующем конвейерном устройстве в виде пары цепей, расположенных параллельно друг другу. До тех пор, пока гнездо для приема контейнеров находится на верхней ветви конвейерного устройства, оно будет направляться через рабочие станции установки для наполнения чашек. В конце верхней ветви конвейерного устройства чашки удаляются из гнезд для приема контейнеров, и гнезда для приема контейнеров направляются, в частности, с поворотом на 180° с помощью цепного колеса, на нижнюю ветвь и направляются по нижней ветви к противоположному концу конвейерного устройства, а затем с помощью цепного колеса возвращаются на верхнюю ветвь конвейерного устройства.
Соответствующее циркулирующее конвейерное устройство в виде циркулирующих цепей было известно давно, однако, имеет некоторые недостатки. В частности, недостаток заключается в том, что имеются небольшие люфты между звеньями цепи, которые складываются по длине цепи и приводят к неточности движений конвейера. Кроме того, в течение длительного времени работы цепь изнашивается, в результате чего она удлиняется, так что положение конвейерного устройства на отдельных рабочих станциях необходимо регулировать и повторно настраивать, что, с одной стороны, требует затрат времени и средств, и, с другой стороны, приводит к еще одному недостатку, заключающемуся в том, что установка для наполнения чашек в это время не работает.
При использовании цепи носители контейнеров располагаются непрерывно по всей длине цепи на равном расстоянии друг от друга. Так как в области верхней ветви, в которой происходит обработка или наполнение чашек, вставленных в носители контейнеров, чашки, и, следовательно, носители контейнеров должны располагаться как можно ближе друг к другу, носители контейнеров располагаются близко друг к другу по всей длине цепи, хотя соответствующее расположение с узким интервалом необходимо только в области верхней ветви. Таким образом, в цепи имеется большое количество носителей контейнеров, из которых всегда лишь небольшая часть одновременно заполнена чашками. В результате, конвейерное устройство для чашек получается относительно дорогостоящим.
Задачей изобретения является создание непрерывно циркулирующего конвейерного устройства для контейнеров в упаковочной установке, в котором количество носителей контейнеров может быть оптимизировано.
Эта задача решается посредством конвейерного устройства для контейнеров согласно п. 1 формулы изобретения.
Изобретение основано на принципе разделения обычной циркуляционной цепи на несколько отдельных конвейеров, которые, взаимодействуя друг с другом, воссоздают движение транспортировки непрерывной циркуляционной цепи. При этом используются по меньшей мере два линейных конвейера, соответственно, в виде по меньшей мере одного приводимого во вращение шнека. Носитель контейнеров содержит по меньшей мере одну часть введения в зацепление, которая может входить в зацепление с шнеками для передачи движения привода. При вращении шнека вращательное движение за счет вхождения в зацепление с частью введения в зацепление преобразуется в линейное перемещение носителя контейнеров.
Кроме того, имеются по меньшей мере два изогнутых конвейера, каждый из которых имеет направляющую. По меньшей мере один выступ носителя контейнеров может входить в зацепление с изогнутой направляющей, так что во время транспортировки по изогнутому конвейеру носитель контейнеров надежно направляется по направляющей.
Для перемещения по изогнутой направляющей каждый изогнутый конвейер содержит вращающее приводное устройство, имеющее по меньшей мере одно гнездо, которое может входить в зацепление с носителем контейнеров, так что движение привода может передаваться с приводного устройства на носитель контейнеров.
Для создания непрерывно циркулирующего конвейерного устройства соответствующий один из изогнутых конвейеров установлен между двумя линейными конвейерами в направлении транспортировки, т.е. линейные конвейеры и изогнутые конвейеры, предпочтительно, установлены поочередно. В предлагаемом варианте осуществления, в частности, линейные конвейеры расположены один над другим на расстоянии друг от друга, и концевые области линейных конвейеров соединены друг с другом с помощью изогнутых конвейеров.
Благодаря разделению непрерывной циркуляционной транспортировочной дорожки на линейные и изогнутые конвейеры, с одной стороны, устраняется недостаток, заключающийся в удлинении цепи вследствие износа, и с другой стороны, обеспечивается точное движение транспортировки в течение более длительного периода эксплуатации. При необходимости замены одного из конвейеров она может быть сделана быстро и легко с помощью соответствующих сменных модулей.
При работе конвейерного устройства для контейнеров, благодаря вращению шнека, носитель контейнеров перемещается, например, вдоль верхнего линейного конвейера. В конце шнека линейного конвейера часть введения в зацепление носителя контейнеров отсоединяется от шнека и одновременно входит в зацепление с вращающим приводным устройством изогнутого конвейера, расположенного далее в направлении транспортировки, так что в результате движения привода вращающего приводного устройства носитель контейнеров затем перемещается по изогнутому конвейеру. При этом движения привода шнека и вращающего приводного устройства синхронизированы.
В конце изогнутого конвейера носитель контейнеров выходит из зацепления с вращающим приводным устройством изогнутого конвейера и одновременно своей частью введения в зацепление входит в зацепление со шнеком нижнего линейного конвейера, так что впоследствии носитель контейнеров перемещается по нижнему линейному конвейеру. На конце нижнего линейного конвейера этот носитель контейнеров аналогичным образом переходит на второй изогнутый конвейер и перемещается соответствующим вращающим приводным устройством по данному изогнутому конвейеру, и в конце изогнутого конвейера снова переходит на шнек верхнего линейного конвейера. Таким образом, линейные конвейеры и изогнутые конвейеры образуют циркуляционную транспортировочную дорожку, сформированную, предпочтительно, из двух линейных конвейеров, установленных один над другим на расстоянии друг от друга, и двух изогнутых конвейеров, установленных на концах линейных конвейеров, которые поворачивают носитель контейнеров на 180°.
По верхнему линейному конвейеру, т.е. в области верхней ветви, может транспортироваться множество последовательно расположенных носителей контейнеров с первым интервалом менее 30 мм и со средней скоростью Vo. Последовательно расположенные носители контейнеров могут также находиться в непосредственном контакте друг с другом, так что при этом образуется замкнутая цепь. Предпочтительно, расстояние между соседними последовательно расположенными носителями контейнеров составляет менее 10 мм. Таким образом гарантируется, что на рабочих станциях, расположенных в области верхней ветви или верхнего линейного конвейера, может осуществляться непрерывная обработка, в частности, заполнение и запечатывание чашек и контейнеров, установленных на носителях контейнеров.
После перехода носителя контейнеров на нижний линейный конвейер с помощью изогнутого конвейера, установленного на конце верхнего линейного конвейера, транспортировка носителя контейнеров осуществляется со средней скоростью Vu, которая выше скорости Vo транспортировки по верхнему линейному конвейеру, причем Vu ≥ 1,5 Vo и, в частности, Vu ≥ 2,5 Vo. Таким образом, при транспортировке по нижнему линейному конвейеру носители контейнеров располагаются со вторым интервалом, который больше первого интервала. Таким образом, уменьшается требуемое количество носителей контейнеров для обеспечения непрерывной последовательности носителей контейнеров в области верхней ветви.
Предпочтительно, чтобы два линейных конвейера были, по существу, конструктивно идентичны, в результате чего упрощается изготовление конвейерного устройства для контейнеров.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения линейный конвейер содержит два шнека, расположенных параллельно друг другу и на расстоянии друг от друга. Шнеки установлены горизонтально, и каждый из них может вращаться вокруг своей продольной оси. Вращательное движение шнеков синхронизовано и может происходить как в одном направлении, так и в противоположных направлениях.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один из шнеков и, предпочтительно, все шнеки, состоят из множества конвейерных частей, расположенных аксиально друг за другом и жестко соединенных друг с другом с возможностью вращения. Соединение частей шнека друг с другом может осуществляться посредством зажима, защелкивания или завинчивания, так, чтобы отдельные части шнека при необходимости можно было легко снять и заменить. Соединение частей шнека в единый шнек обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что для привода шнека в таком случае необходимо лишь одно приводное устройство.
Между шнеками установлен носитель контейнеров, предпочтительно пластинчатой формы, который перекрывает расстояние между шнеками и содержит соответствующую часть введения в зацепление, установленную на передней стороне, обращенной к шнекам, причем указанная часть введения в зацепление входит в зацепление с промежутками между витками шнеков, так что при их вращении носитель контейнеров совершает линейное движение.
Кроме того, к каждому шнеку может быть прикреплена направляющая, по которой может перемещаться носитель контейнеров. Для этого носитель контейнеров может содержать множество роликов (в каждом случае, по два ролика) на своей передней стороне, обращенной к шнекам, причем указанные ролики расположены на расстоянии друг от друга в направлении транспортировки, и с помощью данных роликов носитель контейнеров опирается на направляющие с возможностью перемещения по ним. Таким образом, указанные направляющие воспринимают вес носителя контейнеров и, если применимо, вставленных чашек, и отводят его. Таким образом, шнеки могут служить исключительно для передачи движения транспортировки на носитель контейнеров.
В случае если расстояние между шнеками относительно велико, в центральной области промежуточного пространства между шнеками может иметься дополнительная центральная направляющая, выполняющая функцию дополнительной опоры для носителя контейнеров. Таким образом, провисание носителя контейнеров может быть предотвращено по меньшей мере в максимально возможной степени, даже для относительно больших контейнеров и тяжелых продуктов.
Два изогнутых конвейера, предпочтительно, конструктивно идентичны, что упрощает создание установки. В предпочтительном варианте осуществления изогнутый конвейер содержит два направляющих носителя, установленных на расстоянии друг от друга, каждый из которых содержит направляющую, обеспечивающую поворот носителя контейнеров, предпочтительно, на 180°. Носитель контейнеров при своем перемещении по двум изогнутым конвейерам надежно направляется по двум направляющим.
Предпочтительно, каждый из роликов, которыми носитель контейнеров опирается на направляющие, содержит часть введения в зацепление, в частности, в форме ролика введения в зацепление, расположенного соосно основному ролику. Таким образом, каждый носитель контейнеров на своей передней стороне поддерживается двумя роликами, разнесенными в направлении движения транспортировки по направляющим, и, кроме того, двумя частями введения в зацепление или роликами введения в зацепление, разнесенными в направлении движения транспортировки, входит в зацепление с линейными конвейерами. Объединение роликов и частей введения в зацепление в один блок или даже в один компонент обеспечивает возможность создания компактной, функционально безопасной конструкции.
Для изогнутого конвейера имеется вращающее приводное устройство, которое, предпочтительно, обеспечивает приведение в действие обоих направляющих носителей носителя контейнеров. Вращающее приводное устройство изогнутого конвейера может содержать два вращающихся ротора, установленных рядом друг с другом на расстоянии друг от друга, каждый из которых содержит несколько равномерно распределенных по окружности плеч ротора. В возможном варианте осуществления для каждого направляющего носителя может быть обеспечен ротор. Предпочтительно, роторы установлены на общей оси с вращательным приводом, однако для каждого ротора также может быть иметься отдельный привод. Привод может работать непрерывно или прерывисто, следовать по неравномерной кривой движения путь-время.
Предпочтительно, ротор содержит центральную втулку, к которой прикреплены радиально отходящие и свободно заканчивающиеся плечи ротора. Каждый из плеч ротора на своем внешнем конце может содержать по меньшей мере одно открывающееся радиально наружу гнездо. Это гнездо может входить в зацепление с частью введения в зацепление носителя контейнеров при его переходе с линейного конвейера на изогнутый конвейер. Предпочтительно, соединительная часть расположена на радиально внешнем свободном конце каждого соответствующего плеча ротора.
Когда носитель контейнеров перемещается по линейному конвейеру и доходит до его конца, часть введения в зацепление носителя контейнеров, перемещающаяся в направлении транспортировки, сначала входит в зацепление с одним из гнезд плеч ротора, так что носитель контейнеров захватывается в своем сегменте, продвигающемся в направлении транспортировки, изогнутым конвейером. Одновременно часть введения в зацепление, расположенная перед указанной выше частью введения в зацепление в направлении транспортировки, выходит из зацепления со шнеком. При дальнейшем перемещении часть введения в зацепление, расположенная за указанной частью введения в зацепление, также входит в зацепление с одним из гнезд на плечах ротора, так что дальнейшее перемещение носителя контейнеров осуществляется исключительно за счет вращения ротора, которое передается на носитель контейнеров через плечи ротора и гнезда плеч ротора. При этом движения привода шнека и ротора синхронизированы.
На конце изогнутого конвейера происходит обратный переход носителя контейнеров на другой линейный конвейер. Таким образом, мы получаем непрерывно циркулирующее конвейерное устройство для контейнеров, перемещение носителя контейнеров в котором обеспечивается с высокой точностью.
Объектом изобретения является также упаковочная установка, предпочтительно, упаковочная установка с описанным выше непрерывно циркулирующим конвейерным устройством для контейнеров.
Дополнительные подробности и особенности изобретения станут более понятными из последующего описания примера его вариантов осуществления со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 показано непрерывно циркулирующее конвейерное устройство для контейнеров согласно изобретению, вид в перспективе;
ом
на фиг. 2 - некоторые компоненты конвейерного устройства для контейнеров, показанного на фиг. 1, на 1 этапе перемещения, вид в перспективе;
ом
на фиг. 3 - некоторые компоненты конвейерного устройства для контейнеров, показанного на фиг. 1, на 2 этапе перемещения, вид в перспективе;
ем
на фиг. 4 - некоторые компоненты конвейерного устройства для контейнеров, показанного на фиг. 1, на 3 этапе перемещения, вид в перспективе;
ом
на фиг. 5 - некоторые компоненты конвейерного устройства для контейнеров, показанного на фиг. 1, на 4 этапе перемещения, вид в перспективе;
ом
на фиг. 6 - некоторые компоненты конвейерного устройства для контейнеров, показанного на фиг. 1, на 5 этапе перемещения, вид в перспективе;
на фиг. 7 - ротор, вид сбоку в увеличенном масштабе; и
на фиг. 8 - концевая область носителя контейнеров, вид в перспективе в увеличенном масштабе.
1
На фиг. 1 приведены основные компоненты непрерывно циркулирующего конвейерного устройства 10 для контейнеров согласно изобретению в упаковочной установке, в частности, в установке для наполнения чашек, вид в перспективе. Конвейерное устройство 10 для контейнеров включает в себя верхний линейный конвейер 11, содержащий два шнека 12, расположенные на расстоянии друг от друга и параллельно друг другу, которые проходят, по существу, горизонтально и приводятся во вращение вокруг своей продольной оси, как показано стрелками R на фиг. 1. Каждый шнек 12 в рассматриваемом варианте осуществления состоит из двух соосно расположенных частей 12a шнека, жестко соединенных друг с другом в области соединения, и, следовательно, вращающихся как единое целое.
Между вышеупомянутыми двумя шнеками 12 установлено множество носителей 13 контейнеров, каждый из которых содержит множество углублений, выполняющих функцию гнезд 15 для приема контейнеров. Соответствующий носитель контейнеров принято называть также ячеистой пластиной.
Параллельно каждому шнеку 12 на стороне, обращенной к другому шнеку 12, проходит направляющая 17 (см. также фиг. 2). Направляющие 17 выполняют функцию опоры для носителя 13 контейнеров при его перемещении в верхнем линейном конвейере 11. На передней стороне каждого носителя 13 контейнеров, обращенной к шнеку 12, расположены два ролика 16, установленных на расстоянии друг от друга в направлении перемещения, которыми носитель 13 контейнеров опирается на направляющие 17 (см. фиг. 8).
В промежуточном пространстве между двумя шнеками 12 расположена дополнительная центральная направляющая 18, проходящая параллельно направляющим 17 и выполняющая функцию опоры для центральной области носителя 13 контейнеров при его перемещении в верхнем линейном конвейере 11, т.к. носитель 13 контейнеров опирается на центральную направляющую 18.
2
Нижний линейный конвейер 28, по конструкции, по существу, идентичный верхнему линейному конвейеру 11, расположен на расстоянии под верхним линейным конвейером 11; аналогичным образом, указанный нижний линейный конвейер содержит два параллельных шнека 29, приводимых во вращение в направлении по стрелкам R. Каждый шнек 29 в рассматриваемом варианте осуществления состоит из двух соосно расположенных частей 29a шнека, жестко соединенных друг с другом в области соединения, и, следовательно, вращающихся как единое целое. Нижний линейный конвейер 28 также содержит две направляющие 30 (см. фиг. 2), проходящие параллельно соответствующему шнеку 29. Кроме того, в конструкции имеется центральная направляющая 31, выполняющая функцию опоры для носителя 13 контейнеров.
На передней стороне роликов 16, обращенной к шнекам 12 или 29, носитель 13 контейнеров содержит часть 14 введения в зацепление, выполненную в форме ролика введения в зацепление, расположенного соосно соответствующему ролику 16 (см. фиг. 8). Части 14 введения в зацепление могут входить в зацепление со шнеками 12 или 29, так что вращение шнеков 12 или 29 приводит к линейному перемещению носителя 13 контейнеров по направляющим 17 или 30.
На осевых концах верхнего линейного конвейера 11 или нижнего линейного конвейера 28 расположен, соответственно, изогнутый конвейер 20 или 34. Каждый из изогнутых конвейеров 20 или 34 содержит два направляющих носителя 26, 38, каждый из которых содержит направляющую 21 или 36 приблизительно полукруглой формы. Направляющая 21 или 35 соединяет край соответствующей направляющей 17 верхнего линейного конвейера 11 с краем соответствующей направляющей 30 нижнего линейного конвейера 28.
3
4
Кроме того, каждый изогнутый конвейер 20 или 34 содержит вращающее приводное устройство 22 или 36. Приводное устройство 22 или 36 содержит ведомый вал 27 или 41, вращающийся вокруг своей продольной оси, как показано стрелками R или R. Соответствующие роторы 23 или 39, жестко соединены с валом 27 или 41 и расположены в области направляющим носителей 26 или 38, соответственно. Каждый ротор 23 или 39 содержит три плеча 24 или 40 ротора (см. также фиг. 7), отходящих радиально наружу от вала 27 или 41, содержащих на своих радиально внешних свободных концах множество гнезд 25 или 37, открывающихся радиально наружу. Гнезда по своей форме и размерам соответствуют частям 14 введения в зацепление носителей 13 контейнеров, так что части 14 введения в зацепление могут быть приняты в гнезда 25 или 37 с плотной посадкой.
Далее со ссылками на фиг. 2 - 6 поясняется перемещение носителя 13 контейнеров с верхнего линейного конвейера 11 на изогнутый конвейер 20, и затем с изогнутого конвейера 20 на нижний линейный конвейер 28. В положении, показанном на фиг. 2, носитель 13 контейнеров находится в верхнем линейном конвейере 11. При вращении шнеков 12 носитель 13 контейнеров линейно перемещается по направляющим 17 за счет зацепления частей 14 введения в зацепления со шнеками 12, носитель 13 контейнеров при этом опирается роликами 16 на направляющие 17 и дополнительно на центральную направляющую 18. Расстояние между частями 14 введения в зацепления носителя 13 контейнеров в направлении перемещения конвейера таково, что при перемещении вдоль шнеков 12 доступное расстояние в области 12b соединения между аксиально расположенными частями 12a шнека перекрывается, т.е. в каждый момент движения конвейера по меньшей мере одна часть 14 введения в зацепление находится в зацеплении с одной из частей 12a шнека.
В конце своего линейного перемещения носитель 13 контейнеров достигает концевой области шнеков 12 верхнего линейного конвейера 11. Перемещение шнеков 12 и роторов 23 синхронизированы так, что гнезда 25 на свободном конце плеч 24 ротора входят снизу в зацепление с частями 14 введения в зацепление роликов 16, установленных на носителе 13 контейнеров, перемещающемся в направлении транспортировки. Непосредственно после этого (см. фиг. 3) части 14 введения в зацепление роликов 16, движущихся в направлении транспортировки, выходят из зацепления с шнеками 12 верхнего линейного конвейера 11, так что дальнейшее движение транспортировки осуществляется роторами 23. Носитель 13 контейнеров теперь всеми своими частями 14 введения в зацепления входит в гнезда 25 роторов 23.
За счет вращательного движения роторов 23 носитель 13 перемещается по изогнутой направляющей 21 (см. фиг. 4) и при этом поворачивается, пока не достигнет конца направляющих 21 и не встанет по меньшей мере своими роликами 16, перемещающимися в направлении транспортировки, на направляющие 30 нижнего линейного конвейера 28, как показано на фиг. 5.
При дальнейшем перемещении носителя 13 контейнеров его части 14 введения в зацепление, движущиеся в направлении транспортировки, находятся в зацеплении со шнеками 29 нижнего линейного конвейера 28. Одновременно гнезда 25 роторов 23 выходят из зацепления с частями 14 введения в зацепление носителя 13 контейнеров, перемещающимися в направлении транспортировки (фиг. 5), так что благодаря вращательному движению шнеков 29 нижнего линейного конвейера 28 указанный носитель контейнеров перемещается по направляющим 30, как показано на фиг. 6; при этом носитель 13 контейнеров опирается также на центральную направляющую 31 нижнего линейного конвейера 28.
В конце нижнего линейного конвейера 28 аналогичным образом происходит передача и дальнейшая транспортировка носителя 13 контейнеров посредством изогнутого конвейера 34 (см. фиг. 1), после чего носитель 13 контейнеров снова перемещается, как было описано выше, на верхний линейный конвейер 11.
Как показано на фиг. 1, по верхнему линейному конвейеру 11 одновременно перемещается множество носителей 13 контейнеров, расположенных непрерывно друг за другом, причем два носителя 13 контейнеров, располагающиеся друг за другом в направлении транспортировки, либо непосредственно примыкают друг к другу, либо перемещаются на небольшом расстоянии друг от друга, предпочтительно, менее 30 мм, в частности, менее 10 мм. Таким образом, обеспечивается непрерывная последовательность носителей контейнеров, и, следовательно, контейнеров, установленных в носителях контейнеров, которые при прохождении по верхним линейным конвейерам 11 проходят через различные рабочие станции и, в частности, заполняются и запечатываются.
Предполагается, что при прохождении по верхним линейным конвейерам 11 между двумя изогнутыми конвейерами 20 и 34 носители 13 контейнеров перемещаются со средней скоростью Vo. В принципе, носители контейнеров можно было бы транспортировать с той же скоростью и при их прохождении по нижним линейным конвейерам 28. Это привело бы к тому, что на нижних линейных конвейерах должен был находиться непрерывный ряд носителей 13 контейнеров, чтобы гарантировать, что носитель 13 контейнеров всегда будет доступен в начале транспортного пути по верхним линейным конвейерам 11. Поскольку это привело бы к необходимости использования большого числа носителей 13 контейнеров, необходимо, чтобы при транспортировке по нижним линейным конвейерам 28 носители 13 контейнеров перемещались со средней скоростью Vu, которая значительно выше скорости Vo. В частности, может использоваться соотношение Vu ≥ 1,5 Vo, в частности, Vu ≥ 2,5Vo, или даже Vu ≥ 3Vo. В результате, как показано на фиг. 1, требуется меньшее количество носителей 13 контейнеров.