ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ МАШИНА
PROCESSING MACHINE

Изобретение относится к установке для наполнения и укупорки емкостей в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к разливочной машине в соответствии с ограничительной частью пункта 15 формулы изобретения.
Под термином «емкости» в смысле изобретения следует понимать, в частности, бутылки, жестяные банки, тюбики и другие емкости, которые подходят и/или используются в качестве упаковочных средств для фасуемых продуктов самого разного рода, в частности также жидких и/или пастообразных.
Для наполнения емкостей, в частности при высокой производительности, используются обрабатывающие машины ротационного типа, а именно машины с приводимым во вращение вокруг вертикальной оси машины непрерывно или периодически ротором, на котором обработка емкостей в обрабатывающих секциях происходит при вращательном движении ротора между входом и выходом для емкостей. При этом обрабатывающие секции распределены вокруг вертикальной оси машины с равными угловыми промежутками. Поскольку обработка емкостей при вращательном движении ротора происходит между входом и выходом для емкостей, для обработки в распоряжении имеется, в принципе, лишь угловой диапазон вращательного движения ротора менее 360°, т.е. даже в оптимальных условиях этот угловой диапазон составляет порядка 330°.
При высокой производительности, обеспечиваемой обрабатывающими машинами ротационного типа, этот ограниченный, имеющийся в распоряжении для обработки угловой диапазон вращательного движения ротора приводит к необходимости крайне больших диаметров ротора с тем, чтобы при высокой производительности и, тем самым, при высокой частоте вращения ротора обеспечить достаточный тракт обработки. Так, например, в разливочных машинах повышенной производительности вполне обычными являются роторы диаметром порядка 7,5 м.
Из DE 3703151 А1 известна разливочная машина ротационного типа, которая для повышения производительности при своей компактной конструкции содержит в двух расположенных друг над другом в вертикальном направлении плоскостях обработки разливочные секции с одним наполнительным элементом каждая. В каждой плоскости обработки на роторе предусмотрен один общий для ее наполнительных элементов котел для размещения продукта.
Из DE 3703151 А1 известна далее укупорочная машина ротационного типа для укупорки наполненных жидким продуктом емкостей, причем эта укупорочная машина также содержит на одном общем приводимом во вращение вокруг вертикальной оси роторе несколько укупорочных секций в двух плоскостях обработки, которые соответствуют плоскостям обработки разливочной машины и расположены друг над другом в вертикальном направлении.
Из DE 3231128 С2 известна далее этикетировочная машина ротационного типа для этикетирования емкостей в виде жестяных банок. Они подаются к входу этикетировочной машины таким образом, что каждые две стоящие друг на друге емкости образуют штабель и в таком виде движутся на вращающемся вокруг вертикальной оси машины роторе мимо, по меньшей мере, одного этикетировочного аппарата, посредством которого происходит одновременное этикетирование обеих емкостей каждого штабеля.
Из DE 20304296 U1 известна далее разливочная машина для стерилизации и последующего наполнения бутылок. Бутылки движутся при этом навстречу друг другу по двум концентричным круговым траекториям через машину вокруг ее вертикальной оси, а именно в первом направлении по первой лежащей внутри по отношению к оси машины круговой траектории, на которой происходит стерилизация бутылок, и в противоположном направлении по второй лежащей дальше снаружи по отношению к оси машины круговой траектории, на которой происходит наполнение бутылок. Обе круговые траектории могут быть смещены по отношению друг к другу также в вертикальном направлении.
Задачей изобретения является создание установки для наполнения емкостей продуктом и укупорки наполненных емкостей, которая при компактной конструкции обеспечивала бы высокую производительность с высокой эксплуатационной надежностью. Эта задача решается посредством установки с признаками пункта 1 формулы изобретения. Объектом изобретения является также разливочная машина с признаками пункта 15 формулы изобретения.
В предложенном изобретении разливочные секции разливочной машины расположены друг над другом, по меньшей мере, в двух плоскостях обработки, которые смещены по отношению друг к другу в вертикальном направлении, т.е. по оси машины.
Для каждой плоскости обработки предусмотрены вход и выход для емкостей, которые в этом случае в соответствии с разными плоскостями обработки также смещены по отношению друг к другу в вертикальном направлении, а именно, например, таким образом, что все входы и все выходы для емкостей расположены непосредственно друг над другом и, тем самым, могут быть образованы общим транспортирующим и/или передающим элементом, например общим устройством из транспортных звездочек, на котором в разных плоскостях, соответствующих плоскостям обработки, предусмотрены гнезда для емкостей.
За счет наполнения емкостей в нескольких плоскостях обработки или на нескольких уровнях обработки возможна высокая производительность при компактном выполнении разливочной машины и, в частности, также при приемлемом диаметре ротора. Отдельные плоскости обработки и разливочные секции на них, а также соответствующие плоскостям обработки входы и выходы для емкостей, а также укупорочные машины могут быть выполнены в уже зарекомендовавшей себя технике.
Емкости подаются к разливочной машине и содержащей ее установке в соответствии с разными плоскостями обработки уже в разных смещенных по отношению друг к другу в вертикальном направлении плоскостях и удаляются из разливочной машины и содержащей ее установки также в разных смещенных по отношению друг к другу в вертикальном направлении плоскостях. Необходимое для этого разделение потока емкостей по разным плоскостям и объединение потока емкостей из разных плоскостей происходят вне разливочной машины, благодаря чему возникает, в том числе, упрощенная и очень надежная при эксплуатации конструкция этой машины.
Варианты осуществления изобретения являются объектом зависимых пунктов формулы. Изобретение более подробно поясняется ниже на примере со ссылкой на чертежи, на которых:
- фиг.1: схематичный вид сверху установки для наполнения и укупорки емкостей в виде бутылок;
- фиг.2: схематично две расположенные в разных плоскостях обработки на роторе разливочные секции вместе с соответствующей емкостью;
- фиг.3: упрощенный схематичный вид двух соответствующих разным плоскостям обработки наполнительных элементов вместе с собственным для каждой плоскости обработки котлом.
На фиг.1 изображена установка 1 для наполнения емкостей 2 в виде бутылок, которые в данном варианте изготовлены из пластика (например, ПЭТ) и на своем горлышке под устьем 2.1 имеют выступающий фланец 2.2.
Установка 1 предназначена для наполнения емкостей 2 жидким продуктом и для их последующей укупорки. Для этой цели установка 1 содержит, в том числе, разливочную машину 3 и две укупорочные машины 4, 5. Чтобы при максимально компактном выполнении установки 1 и занимаемой ею минимальной площади достичь высокой производительности установки 1 и разливочной машины 3, наполнение емкостей 2 происходит одновременно в двух расположенных друг над другом в вертикальном направлении плоскостях E1, E2 обработки. Для этого емкости 2 в виде одноручьевых потоков подаются к образованному устройством 8 из транспортных звездочек входу по двум транспортерам 6, 7 в разных плоскостях, смещенных по отношению друг к другу в вертикальном направлении и соответствующих плоскостям E1, E2 обработки. Для пояснения этого оба транспортера 6, 7 изображены на фиг.1 так, что при виде сверху на установку 1 они образуют между собой угол. Однако на практике транспортеры 6, 7 расположены друг над другом, например, в вертикальном направлении, причем транспортер 6 соответствует верхней плоскости Е1 обработки, а транспортер 7 - нижней плоскости E2.
Устройство 8 состоит, в том числе, из двух расположенных друг над другом в вертикальном направлении и приводимых во вращение вокруг общей вертикальной оси транспортных звездочек 9, 10, из которых транспортная звездочка 9 соответствует верхней плоскости Е1 обработки, а транспортная звездочка 10 - нижней плоскости E2. Для общего привода обеих транспортных звездочек 9, 10 служит приводной двигатель 11 с регулируемой частотой вращения, который приводит их во вращение синхронно с приводимым во вращение вокруг вертикальной оси МА разливочной машины 3 ротором 12.
По окружности ротора 12 в обеих смещенных по отношению друг к другу в вертикальном направлении плоскостях E1, E2 обработки образовано несколько обрабатывающих или разливочных секций 13 (в верхней плоскости Е1) и секций 14 (в нижней плоскости E2). В данном варианте число обрабатывающих секций 13 в верхней плоскости Е1 обработки равно числу обрабатывающих секций 14 в нижней плоскости E2 обработки, и в каждой плоскости обрабатывающие секции 13, 14 расположены вокруг оси МА с равными угловыми промежутками, а именно, например, таким образом, что под каждой обрабатывающей секцией 13 находится обрабатывающая секция 14. Все обрабатывающие секции 13, 14 выполнены в данном варианте идентично и служат для наполнения идентичных бутылок или емкостей 2, т.е. каждая обрабатывающая секция 13, 14 состоит из наполнительного элемента 15 для управляемой выдачи жидкого продукта в соответствующую находящуюся в обрабатывающей секции емкость 2 и из держателя 16, на котором соответствующая емкость 2 удерживается в висячем положении за ее фланец 2.2, так что она своим устьем 2.1 находится под наполнительным элементом 15 или под выполненным в нем выпускным отверстием для жидкого продукта. Плоскости E1, E2 обработки являются, например, теми плоскостями, в которых держатели емкостей находятся во время наполнения.
Наполнительные элементы 15 могут быть выполнены по-разному, а именно, например, для наполнения свободнопадающей струей, при котором емкость 2 своим устьем 2.1 отстоит от наполнительного элемента 15 или от выполненного в его нижней стороне выпускного отверстия, или для наполнения с противодавлением, при котором емкость 2 своим устьем 2.1 плотно прижата к наполнительному элементу 15, например, за счет управляемого подъема держателя 16. Возможны другие варианты процесса наполнения или наполнительных элементов 15, например использование наполнительных элементов 15 с наполнительной трубкой и т.д.
Наполнительные элементы 15 обрабатывающих секций 13, 14 посредством трубопроводов 17, 18 соединены с установленным на роторе 12 общим для обрабатывающих секций 13, 14 котлом 19, например кольцевым котлом для жидкого продукта. Котел 19 находится при этом на уровне выше выпускных отверстий наполнительных элементов 15 верхних обрабатывающих секций 13 и, тем самым, на уровне заметно выше выпускных отверстий наполнительных элементов 15 нижних обрабатывающих секций 14. В трубопроводах 17, 18 для каждого наполнительного элемента 15 обрабатывающих секций 13, 14 установлен индивидуальный расходомер 20, а именно, например, в виде магнитно-индуктивного расходомера. С помощью подаваемых этими расходомерами сигналов происходит зависимое от объема управление процессом наполнения в каждой обрабатывающей секции 13, 14.
Обрабатывающим секциям 13 верхней и обрабатывающим секциям 14 нижней плоскостей обработки соответствуют кольцевые каналы 21, 22, которые в зависимости от данного вида процесса наполнения выполняют самые разные функции, например служат в качестве вакуумных каналов, каналов возвратного газа, паровых каналов и т.д.
Каждая подаваемая по транспортеру 6, 7 емкость 2 попадает по нему посредством приданной соответствующей плоскости E1, E2 обработки транспортной звездочки 9, 10 в обрабатывающую секцию 13 (емкости 2, подаваемые по транспортеру 6) и в обрабатывающую секцию 14 (емкости 2, подаваемые по транспортеру 7). В угловом диапазоне вращательного движения А ротора 12 между образованным входной звездочкой 8 входом и образованным устройством 23 из транспортных звездочек выходом разливочной машины 3 емкости 2 наполняются с регулированием объема, а затем удаляются из обрабатывающих секций 13, 14 устройством 23. Последнее также состоит из двух расположенных друг над другом в вертикальном направлении и приводимых во вращение вокруг общей вертикальной оси транспортных звездочек 9, 10, на которых емкости 2 находятся в двух разных расположенных друг над другом в вертикальном направлении плоскостях, соответствующих обеим разным плоскостям E1, E2 обработки.
Посредством устройства 23 емкости 2 верхней плоскости Е1 подаются для укупорки к укупорочной машине 4 или к находящимся на ней обрабатывающим секциям и после укупорки подаются затем посредством образующей выход установки 1 транспортной звездочки 24 к транспортеру 25 для отвода наполненных и укупоренных емкостей 2. Емкости 2, наполненные в обрабатывающих секциях 14 нижней плоскости E2 обработки и переданные к нижней транспортной звездочке устройства 23, передаются оттуда для укупорки к укупорочной машине 5 или ее обрабатывающим секциям, а затем посредством транспортной звездочки 26 подаются к транспортеру 27 для отвода.
Чтобы при применении общего котла 19 для наполнительных элементов 15 верхних 13 и нижних 14 обрабатывающих секций компенсировать разность геодезических высот, в трубопроводе 18 установлен соответствующий элемент 18.1. Этот элемент является преимущественно общим для всех наполнительных элементов 15 обрабатывающих секций 14. В принципе, однако, существует также возможность предусмотреть для каждого наполнительного элемента 15 обрабатывающих секций 14 собственный элемент 18.1. Также возможны решения, согласно которым для каждой группы наполнительных элементов 15 предусмотрено по одному элементу 18.1.
Элемент 18.1 может являться, например, дросселем, который уменьшает отличающуюся за счет разности геодезических высот энергоемкость. Точно так же речь может идти о клапанах регулирования или ограничения потока. Преимущественно все элементы 18.1 регулируются по своему действию вручную или посредством (центрального) дистанционного управления.
Как и в отдельных обрабатывающих секциях 13, 14, емкости 2 в данном варианте удерживаются за их фланец 2.2 в висячем положении на всех взаимодействующих с этими емкостями несущих или направляющих элементах, т.е., в частности, также на транспортерах 6, 7, 25, 27, устройствах 8, 23 или на их транспортных звездочках, в обрабатывающих секциях укупорочных машин 4, 5 и на транспортных звездочках 24, 26.
На фиг.3 очень схематично изображена разливочная машина 3, которая отличается от варианта на фиг.2 только тем, что каждой плоскости E1, E2 обработки придан собственный котел 19, в результате чего обе плоскости обработки имеют одинаковую геодезическую высоту.
Изобретение описано выше на одном примере. Понятно, что возможны изменения и модификации, не выходящие за рамки лежащей в основе изобретения идеи. Так, например, можно предусмотреть также более двух расположенных друг над другом в вертикальном направлении плоскостей обработки и/или выполнить их для отличающейся от наполнения емкостей 2 обработки, например для их очистки и/или стерилизации и т.д. Далее существует также принципиальная возможность обработки в этих плоскостях емкостей 2 разного вида и/или размера и/или осуществлять в этих плоскостях разную обработку.
Перечень ссылочных позиций
1 - установка для обработки емкостей
2 - емкости
2.1 - устье емкости
2.2 - фланец емкости
3 - разливочная машина
4, 5 - укупорочная машина
6, 7 - транспортер
8 - устройство из транспортных звездочек
9, 10 - транспортная звездочка
11 - приводной двигатель
12 - ротор разливочной машины 3
13, 14 - обрабатывающая секция на роторе 12
15 - наполнительный элемент
16 - держатель емкостей
17, 18 - трубопровод для жидкости
18.1 - элемент для компенсации разных геодезических высот
19 - котел
20 - расходомер
21, 22 - кольцевой канал
23 - устройство из транспортных звездочек
24 - транспортная звездочка
25 - транспортер
26 - транспортная звездочка
27 - транспортер
А - направление вращения ротора 12
E1, E2 - плоскость или уровень обработки
МА - ось машины