УКУПОРОЧНЫЙ ПАТРОН

Полезная модель относится к области выполнения вспомогательных операций при упаковке в тару и может быть использована для закрывания емкостей крышками при упаковке жидких или сыпучих продуктов в полимерную тару в нефтеперерабатывающей, химической, пищевой и фармацевтической промышленности.
Уровень техники заключается в следующем:
7
Известно захватывающее устройство для навинчивания винтовых крышек на емкости (заявка РСТ WO 2009/016501, МПК В65В 7/28, В65В 59/04, В67В 3/14, В67В 3/20, 2009 год). Захватывающее устройство состоит из корпуса, механизма захвата крышек, многорычажного механизма раскрытия патрона, системы пружин, устройства для регулирования усилия закручивания крышки. Недостатком указанного устройства является сложность кинематической схемы из-за использования в нем рычажно-кулачковых механизмов, неспособность стабильно работать при максимальной производительности и достаточно высокий уровень брака вследствие выпадения или выдавливания крышек из механизма захвата, неправильной фиксации-перекосе крышки на горловине, или смятие горловины емкости при выпадении крышки.
7
Наиболее близким по сущности и достигаемому техническому результату, выбрано за прототип, является устройство - укупорочный конус для навинчивания винтовых крышек на емкости (Патент РФ №2291834, МПКВ67В 3/20, 2003 год). Укупорочный конус изготовлен из стали, состоит из патрона, соединенного с ним зажимного кольца, которое сегментировано и имеет подвижные сегменты с возможностью смещения относительно центральной оси, зажимного устройства, исполнительного устройства, которое осуществляет перемещение сегментов, внутренней полости, отверстий, открытых к свободной полости со вставленными шариками, находящимися под воздействием пружинного натяжения, создающих дополнительное удерживающее усилие на крышку. Недостатком указанного устройства является сложность конструкции, а также возникновение значительного вертикального сдавливающего усилия при захвате двухкомпонентной крышки, что приводит к обрыву контрольного отрывного кольца при закручивании крышки на горловине емкости, зубцы подвижных сегментов оставляют царапины на двухкомпонентной крышке, т.е. потере товарного вида и браку продукции.
Необходимо отметить, что крышка, используемая для завинчивания горловины емкости укупорочным патроном, имеет конструктивные отличия от известной полимерной однокомпонентной крышки для закрывания емкостей, используемой в рассматриваемых аналогах. На Фиг.1 представлено изображение двухкомпонентной крышки для закрывания полимерных емкостей, используемые в данной полезной модели. Первым существенным отличием является меньшее отношение толщины стенки двухкомпонентной крышки к ее диаметру крышки, что обуславливает меньшую радиальную и тангенциальную жесткость двухкомпонентной крышки. Следствием меньшей жесткости являются меньшие по величине крутящие моменты, требуемые для отрыва контрольного кольца от двухкомпонентной крышки. Вторым различием является внешняя боковая поверхность винтовой крышки. Однокомпонентная крышка имеет вертикальные боковые бороздки (ребрение) используемые для улучшения зацепления при операциях открытия-закрытия емкости. Боковая поверхность двухкомпонентной крышки гладкая без ребрения, при этом на ней имеются вертикальные выступы из резиноподобного термопластического эластомера, например, лапрена, наносимого инжекционным прессованием вторым слоем поверх полимерного материала крышки. Основные свойства лапрена - это эластичность, способность материала к восприятию нагрузок с последующим восстановлением первоначального объема (несжимаемость), низкие остаточные деформации, высокая степень адгезии с другими полимерами и высокий коэффициент трения скольжения. Применение выступов из лапрена позволяет увеличить усилие, передаваемое при закручивании крышки укупорочным патроном, и как следствие, уменьшить требуемый крутящий момент по сравнению с однокомпонентной полиэтиленовой крышкой.
Технический результат, который обеспечивает заявленная полезная модель, заключается в уменьшении величины крутящего момента при закручивании крышки и снижении деформаций крышки, что обеспечивает исключение повреждений крышки и целостность перфорационного соединения крышки и контрольного кольца после операции укупоривания.
Представленный на Фиг.2 укупорочный патрон 1 имеет корпус 2, с внутренней цилиндрической полостью 3 для приема крышки, нижняя часть цилиндрической полости 3 снабжена приемным скосом 4 для удобства захвата крышки. В средней по высоте части цилиндрической полости 3 для приема крышки расположены от 4 до 12 сквозных конических отверстий 5, которые расположены симметрично или через равные промежутки по образующей. В каждое коническое отверстие 5 помещается шарик 6, например, металлический. Шарик 6 имеет возможность смещаться вдоль оси конического отверстия 5. Больший диаметр конического отверстия находится с наружной стороны корпуса 2, меньший со стороны цилиндрической полости 3. Диаметр конического отверстия 5 с наружной стороны корпуса 2 больше диаметра шарика 6 для возможности вкладывания шарика 6, а со стороны цилиндрической полости 3 - меньше диаметра шарика 6, что препятствует выпадению шарика 6, но позволяет при этом от 1/8 до 2/5 части шарика 6 выступать в цилиндрическую полость 3. С внешней стороны корпуса 2 установлено кольцо 7, которое поджимает шарики 6 своей внутренней поверхностью так, что часть шарика 6 выступает в цилиндрическую полость 3. Чистота обработки внутренней поверхности конического отверстия 5 обеспечивает шарику 6 возможность свободного вращения внутри конического отверстия 5. Кольцо 7 фиксируется на корпусе 2, например, с помощью винтов 8. Соединение укупорочного патрона 1 с укупорочной машиной и передача вращательного момента с распределительной муфты с укупорочной машиной осуществляется через шток 9.
Принцип действия. Укупоривающая машина карусельного типа. Крышка подается из бункера на вращающийся стол в горизонтальной плоскости, который, двигаясь по окружности, перемещает крышку под укупорочный патрон. Укупорочный патрон 1, вращаясь, опускается вертикально вниз, насаживается на крышку и захватывает ее. При этом лапреновые выступы крышки входят с натягом в цилиндрическую полость 3. Затем укупорочный патрон поднимается с захваченной крышкой. При этом сила трения лапреновых выступов крышки о внутреннюю поверхность полости 3 достаточна для удержания крышки от падения при ее переносе до укупориваемой емкости. Далее укупорочный патрон подходит к емкости и, вращаясь вместе с винтовой крышкой, опускается вертикально и навинчивает крышку на горловину емкости. При вращении укупорочного патрона вокруг своей оси шарики 6 упираются в лапреновые выступы крышки, передают крутящий момент на эти выступы и обеспечивают закручивание крышки на горловине емкости. Усилие от давления шарика 6 о лапреновый выступ в точке касания равномерно распределяется по высоте лапренового выступа и обеспечивает вращение крышки без проскальзывания относительно укупорочного патрона 1. При этом крутящий момент, необходимый для закручивания двухкомпонентной крышки меньше, чем при закручивании однокомпонентной крышки. При полном закручивании винтовой крышки на горловине основание крышки упирается в верх горловины емкости, при этом сопротивление вращению резко возрастает, срабатывает храповый механизм на муфте и вращение укупорочного патрона прекращается. После завинчивания винтовой крышки на горловине емкости, укупорочный патрон снимается с емкости, при этом крышка выходит из цилиндрической полости 3 за счет веса емкости с продуктом и освобождение крышки из укупорочного патрона происходит легко. Далее процесс повторяется для новой крышки и емкости.