ЛИНИЯ ДЛЯ УПАКОВКИ ПРОДУКЦИИ В ТЕРМОУСАДОЧНУЮ ПЛЕНКУ

Представленное в данном описании техническое решение относится к линиям для упаковки продукции в термоусадочную пленку. Оно предназначено для его использования в конструкциях линий, работающих в автоматическом режиме. Область применения - упаковочное производство. Техническое решение предназначено для его использования в конструкциях таких линий, которые оснащены пневмоприводами ее исполнительных органов.
Из достигнутого уровня техники известны линии для упаковки продукции в термоусадочную пленку, каждая из которых содержит упаковочный модуль, узел сварки пленки, верхний и нижний узлы размотки пленки, стол, узел сварки термонож, формирователь упаковки и пневмопривод термоножа и формирователя упаковки.
Из патентной документации 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 Cl, 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 (RU5171 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 95118220A, 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 2203 841C 1,10.05.2003) 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 2148542С1,10.05.2000).
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).
Известен способ упаковки изделия путем оборачивания его антикоррозийной пленкой или бумагой с использованием нагрева пленки и уменьшения нагрева, а также устройство для реализации метода, соедержащее металлический стол с продолжением в виде конвейера, рулоны пленки с возможнстью разматывания ее на столе, упаковочное устройство и печь (JP 3846999 В2, 15.11.2006).
Известные линии не удовлетворяют условиям повышения качества упаковки, производительности и компактности линии, при этом они не отвечают требованиям универсальности относительно требований к их переналадки с одного режима работы на другой режим.
Техническим результатом изобретения является повышение универсальности линии путем обеспечения возможности ее переналадки с ручного режима работы на автоматический режим. Другим техническим результатом является повышение качества упаковки, производительности и компактности линии.
Технический результат получен линией для упаковки продукции в термоусадочную пленку, которая характеризуется тем, что она содержит поперечный модуль для поперечной сварки пленки и продольный модуль для продольной сварки пленки, модули установлены на соответствующих им рамах, соединенных между собой, на раме поперечного модуля смонтирован подающий стол и поперечно расположенный по отношению к продольной оси линии поперечный термонож, установленный подвижно в раме поперечного модуля, на раме продольного модуля смонтирована пара расположенных друг против друга термоножей, линия содержит также узел размотки пленки с верхним рулонодержателем и верхним рулоном пленки, расположенным на верхней части рамы продольного модуля, над подающим столом с зазором расположен толкатель, соединенный с пневмоцилиндром, который закреплен на раме поперечного модуля, конец этого пневмоцилиндра шарнирно соединен с винтовым упором, шарнирно соединенным с рамой поперечного модуля в ее нижней части и в этой части рамы поперечного модуля расположен нижний рулонодержатель с нижним рулоном пленки, причем в исходном рабочем положении линии, полотна пленок, размотанные с нижнего и верхнего рулонов сварены между собой сварочным поперечным швом в одно полотно, имеющее нижнюю и верхнюю ветви, под поперечным термоножом на раме поперечного модуля расположен с возможностью взаимодействия с ним подпружиненный упор, установленный с возможностью вертикального перемещения, поперечный термонож соединен с закрепленным на раме поперечного модуля пневмоцилиндром, а продольные термоножи соединены с пневмоцилиндрами с возможностью вертикального перемещения, которые закреплены на раме продольного модуля, при этом на рамах модулей закреплены электродвигатели, соединенные, соответственно, с тянущими роликами нижней и верхней ветвей полотна пленки, под каждым продольным термоножом расположен подпружиненный упор, закрепленный на раме продольного модуля, на которой также закреплены соединенные с пневмоцилиндрами прижимы с возможностью вертикального перемещения, подвижно в продольных направляющих рамы продольного модуля установлен передаточный стол, соединенный с пневмоцилиндром перемещения этого стола, на раме продольного модуля с возможностью вертикального перемещения установлены отсекатели, каждый из которых соединен с пневмоцилиндром, закрепленным на раме продольного модуля.
На верхнем и нижнем рулонодержателях установлены винтовые ограничители для ограничения перемещения верхнего и нижнего рулонов на рулонодержателях в поперечном направлении, каждый винтовой ограничитель имеет рукоятки для ручного перемещения ограничителей.
Сбегающая с нижнего рулона пленки нижняя ветвь полотна пленки огибает обводной ролик прижимного механизма, закрепленный на шарнирной опоре прижимного механизма, установленного на раме поперечного модуля, проходит между тянущим роликом, установленным на раме поперечного модуля, и прижимным роликом, закрепленным на шарнирной опоре прижимного механизма, огибает установленный в направляющих рамы поперечного модуля обводной ролик, расположена над подпружиненным упором для поперечного термоножа, огибает ролик, закрепленный на подпружиненном упоре, и проходит над упором поперечного термоножа, соединена в зоне этого упора поперечным сварным швом с верхней ветвью и после поперечного сварного шва полотно пленки, выполненное из сваренных между собой нижней и верхней ветвей пленки, простирается в сторону верхнего рулона и это полотно пленки огибает обводной ролик, закрепленный на раме поперечного модуля, расположено сверху кожуха линии, которым сверху закрыт продольный модуль линии, далее полотно пленки расположено сверху на установленном в направляющих рамы продольного модуля обводном ролике, затем между тянущим роликом, установленным на раме поперечного модуля, и прижимным роликом, закрепленным на шарнирной опоре прижимного механизма, огибает обводной ролик прижимного механизма, закрепленный на шарнирной опоре прижимного механизма, и соединено с верхним рулоном, с которого сбегает верхняя ветвь полотна пленки.
На фиг.1 показана линия для упаковки продукции в термоусадочную пленку на виде спереди по отношению к продольной оси линии; на фиг.2 - вид на линию сверху (рулон снят); на фиг.3-вид на линию сзади; на фиг.4 - пространственное изображение линии; на фиг.5 - модуль линии для поперечной сварки пленки упаковки; на фиг.6 - модуль линии для продольной сварки пленки упаковки; на фиг.7 - верхняя часть модуля продольной сварки пленки (кожух снят); на фиг.8 -вид верхней части модуля снизу по стрелке А на фиг.8; на фиг.9 - схема запасовки (заправки) пленки в системе элементов привода ее размотки.
Упаковочная линия содержит соединенные между собой модуль 1 (фиг.1) поперечной сварки пленки и модуль 2 продольной сварки пленки, причем модуль 1 содержит раму 3, а модуль 2 содержит раму 4.
Под поперечной сваркой в данном описании понимается сварка пленки сварным швом, расположенным поперек продольной оси линии, а под продольной сваркой понимается сварка пленки сварным швом, расположенным вдоль продольной оси линии.
На раме 3 смонтирован подающий стол 5 и поперечно расположенный по отношению к продольной оси линии поперечный термонож 6 (фиг.4). На раме 4 смонтированы два параллельно расположенных продольных термоножа 7 (фиг.7) и узел 8 размотки пленки с рулонодержателем 9 для крепления на нем рулона, располагаемого на верхней части рамы 4.
Над столом 5 с зазором расположен толкатель 10 (фиг.1), соединенный с пневмоцилиндром 11, который установлен на раме 3. Конец пневмоцилиндра 10 шарнирно соединен с одним концом винтового упора 12, другой конец которого шарнирно соединен с нижней частью рамы 3.
На верхнем рулонодержателе 9 установлены винтовые ограничители 13 (фиг.7), которые имеют рукоятки 14. На рулонодержателе 9 расположен верхний рулон 15 пленки, внизу на раме 3 расположен нижний рулонодержатель 16 (фиг.3), на котором установлены идентичные винтовые ограничители 13, имеющие рукоятки 14 и нижний рулон пленки, идентичный верхнему рулону. Ограничители 13 служат для ограничения перемещения рулонов на рулонодержателях. Другим назначением винтовых ограничителей является регулировка поперечного перемещения рулонов на рулонодержателях с целью их центрирования относительно продольной оси линии.
Полотна пленок, размотанные с нижнего и верхнего рулонов 15 (фиг.4,9), сварены между собой сварочным поперечным швом, расположенным на схеме в точке 17. Шов выполнен поперечным термоножом 6 при его взаимодействии с подпружиненным упором 18, закрепленным на раме 3 и эти полотна пленок. Полотна пленок, сваренные между собой, представляют одно полотно пленки, заправленное между элементами прижимных механизмов и обводными роликами, для подачи пленки к термоножу 6.
Сбегающая с нижнего рулона пленки нижняя ветвь 19 полотна пленки огибает обводной ролик 20 прижимного механизма, закрепленный на шарнирной опоре прижимного механизма, установленного на раме 3 поперечного модуля, проходит между тянущим роликом 21, установленным на раме поперечного модуля, и прижимным роликом 41, закрепленным на шарнирной опоре прижимного механизма. Далее нижняя ветвь 19 пленки огибает установленный в направляющих рамы 22 поперечного модуля обводной ролик 23, огибает ролик 24, закрепленный на подпружиненном упоре 18, и проходит над упором 18 поперечного термоножа. На упоре 18 нижняя ветвь 19 полотна сваривается с верхней ветвью 25 полотна пленки. При этом верхняя ветвь 25 полотна пленки огибает обводной ролик 42, закрепленный на раме модуля 3, огибает сверху кожух 26 линии, которым закрыт продольный модуль линии, далее полотно пленки проходит снизу установленного в направляющих 27 рамы 4 продольного модуля обводного ролика 28, затем между тянущим роликом 43, установленным на раме поперечного модуля 4, и прижимным роликом 29, закрепленным на шарнирной опоре прижимного механизма, огибает обводной ролик 44 прижимного механизма, закрепленный на шарнирной опоре прижимного механизма, и соединено с верхним рулоном 15, с которого сбегает верхняя ветвь полотна пленки.
Поперечный термонож 6 соединен с закрепленным на раме 3 пневмоцилиндром 30 (фиг.4).
На рамах 3 и 4 закреплены электродвигатели 31 (фиг.1), каждый из которых соединен с соответствующим ему тянущим роликом 21 или 43 (фиг.9).
Упор 18 (фиг.4) закреплен на раме 3 и подпружинен относительно рамы. Поперечный термонож 6 установлен подвижно в вертикальных направляющих 40 рамы 3 (фиг.5). Продольные термоножи 7 расположены друг против друга (фиг.7) и каждый продольный термонож соединен с соответствующим ему пневмоцилиндром 32 перемещения продольного термоножа. Под каждым продольным термоножом 7 расположен подпружиненный упор 33.
На раме 4 закреплены также прижимы 34, с каждым из которых соединен закрепленный на раме 4 пневмоцилиндр 35. На раме 4 подвижно в ее продольных направляющих установлен передаточный стол 36 (фиг.6), который соединен с пневмоцилиндром 37 (фиг.8) перемещения этого стола. На раме 4 в направляющих с возможностью вертикального перемещения установлены отсекатели 38 (фиг.7), каждый из которых соединен с соответствующим ему пневмоцилиндром 39.
Каждая стойка рам 3 и 4 имеет в нижней части имеет регулируемую по высоте опору 44, а на раме 4 установлен пульт 45 управления.
Работает линия следующим образом. На стол 5 (фиг.1) устанавливается продукция перед толкателем 10. Далее продукция со стола 5 перемещается толкателем 10 на подвижный передаточный стол 36 (фиг.6). После этого опускаются прижимы 34 (фиг.7), которые сжимают продукцию в неподвижном положении на столе 36, при этом толкатель 10 возвращается в исходное положение. Далее одновременно опускаются поперечный термонож 6 и продольные термоножи 32 (фиг.4,7). Они зажимают в контакте с упорами 18 и 33 ветви пленок, сваривают их друг с другом и при этом образуют один поперечный, и два продольных шва на сваренных ветвях пленки предшествующей продукции. После этого прижимы и термоножи возвращаются в исходное верхнее положение.
Передаточный стол 36 перемещается вместе с установленной на нем продукцией в продольных направляющих рамы 4 и в крайнем правом положении передаточного стола 36 опускаются вниз два отсекателя 38 (фиг.7). При этом предыдущая упаковка после возвращения подвижного стола 36 в исходное положение оказывается к корзине с готовой продукцией, а последующая упаковка оказывается в рабочей зоне поперечных ножей 7. Описанный цикл работы линии повторяется. Возможна работа линии в ручном и автоматическом режимах. В автоматическом режиме цикл упаковки продукции повторяется через заданный промежуток времени, в ручном режиме каждый цикл упаковки начинается с нажатия кнопки на пульте управления 46.
В автоматическом режиме следующая продукция во взаимодействии с предыдущей продукцией, упакованной в пленку, будет проталкивать от действия толкателя 10 предыдущую продукцию через рабочую полость линии в сторону места складирования продукции. При этом последовательно работают сначала поперечный термонож, затем первый прижим по ходу движения продукции, далее в указанном направлении - первый отсекатель, второй прижим, продольные термоножи и последний отсекатель.
Компоновка узлов линии повысила ее компактность, возможность смещения рулонов пленки относительно поперечной оси линии обеспечивает точность их регулировки и работы узлов линии путем исключения перекосов полотен пленки сбегающих с рулонов, что в итоге обеспечило возможность улучшения качества упаковки и производительности линии. Линия обеспечивает возможность ее переналадки с одного ручного режима работы на автоматический режим. Техническое решение использовано в проекте конструкции упаковочной линии УМ-6 «Гамма».