ЛИНИЯ ДЛЯ УПАКОВКИ ПРОДУКЦИИ В ТЕРМОУСАДОЧНУЮ ПЛЕНКУ

Данное техническое решение относится к упаковочным машинам для автоматической упаковки в термоусадочную полиэтиленовую пленку длинномерных и погонажных изделий: вагонки, бруса, половой доски, металлоконструкций, готовых элементов мебели. Техническое решение предназначено для его использования в конструкциях линий, оснащенных пневмосистемой привода узлов линии, формообразующим узлом для образования пакетов продукции, термотоннелем, приемным и промежуточным рольгангами.
Из достигнутого уровня техники известно термоусадочное оборудование для упаковки различных видов продукции, каждое из которых содержит модуль для упаковки продукции в термоусадочную полиэтиленовую пленку, обладающую свойствами ее сжатия при нагревании, термотоннель, термонож с пневматическим приводом, устройство для фиксации упаковки, автоподмотчики пленки, подводящий и отводящий транспортеры, узел сварки пленки, верхний и нижний узлы размотки пленки, формирователь упаковки и пневмопривод термоножа и формирователя упаковки.
Известны конструкции линий для упаковки продукции в термоусадочную пленку, 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 торов 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 возрастающих требований к их компактности, производительности и качеству упаковки.
Техническим результатом представленного в данном описании изобретения является повышение качества упаковки и производительности линии. Другим результатом является уменьшение габаритов линии.
Технический результат получен линией для упаковки продукции в термоусадочную пленку, характеризующейся тем, что она содержит упаковочный модуль, на раме которого установлен термонож, под термоножом расположен упор, термонож и упор соединены с пневмоцилиндрами их перемещения в вертикальных направляющих рамы модуля, который содержит короб, закрепленный на раме модуля воротник, выполненный в виде объемной конструкции из изогнутого в нескольких плоскостях прутка, короб и воротник образуют узел для формообразования пленочного рукава, при этом воротник охватывает короб со всех его сторон и концевые части воротника расположены перекрестно по отношению друг к другу, при этом перекрещивающиеся части воротника расположены под коробом, а закругленная часть воротника расположена над коробом, в проеме рамы модуля, под ее верхней обвязкой, расположен фен подачи горячего воздуха в зону сварки пленки, фен шарнирно закреплен на раме модуля с ее нижней стороны, связан с пневмоцилиндром его автоматического поворота в вертикальное рабочее положение, при этом линия содержит подающий рольганг и промежуточный рольганг, пристыкованные к упаковочному модулю, расположенный за промежуточным рольгангом приводной цепной конвейер, причем на раме конвейера закреплен термотоннель, к раме конвейера пристыкована рама приемного рольганга, на раме модуля установлены последовательно по ходу движения продукции два роликовых тянущих узла для перемещения продукции вдоль линии, в полости термотоннеля установлены электронагреватели и, по меньшей мере, одно приводное средство циркуляции горячего воздуха в полости термотоннеля, при этом на верхней части рамы модуля на приводных роликах установлена с возможностью вращения бухта термоусадочной пленки, линия содержит натяжитель пленки, взаимодействующий с пленкой, при этом натяжитель расположен на верхней части рамы модуля над рулоном пленки.
Термотоннель содержит, по меньшей мере, две соединенные между собой секции. Каждая стойка каждой рамы имеет в нижней части винтовую регулируемую по высоте опору. Каждый тянущий узел содержит приводные от электродвигателя тянущие ролики, между которыми образован проем для прохождения через него продукции.
Средство циркуляции соединено с электродвигателем, установленным на верхней стенке термотоннеля над средством циркуляции. Натяжитель выполнен по принципу двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на верхней части рамы средней частью, при этом на одном конце натяжителя подвижно с возможностью фиксации установлен противовес, а на другом конце натяжитель имеет образованную П-образным контуром противовеса рамку для прохождения через нее полотна пленки.
На фиг.1 показана автоматическая линия для упаковки изделий в термоусадочную пленку, вид спереди по отношению к продольной оси линии; на фиг.2 - вид на линию сверху; на фиг.3 - узел продвижения блока продукции, вид спереди; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - фен для подачи горячего воздуха к месту сварки пленки; на фиг.6 - рама упаковочного модуля с закрепленными на ней термоножом, упором, феном, коробом и воротником; на фиг.7 - рама упаковочного модуля в перевернутом виде, вид на раму снизу.
Линия содержит упаковочный модуль 1 (фиг.1), на раме 2 которого установлен термонож 3, короб 4 и закрепленный на раме воротник 5, входящие в состав формообразующего узла. В проеме рамы 2, под верхней обвязкой рамы, расположен фен 6 для подачи горячего воздуха в зону сварки пленки.
Линия содержит подающий рольганг 7, установленный на раме 8, промежуточный рольганг 9, установленный на раме 10, расположенный за рольгангом 9 цепной конвейер 11, установленный на раме 12, при этом цепной конвейер 11 имеет пару замкнутых гибких ветвей, соединенных друг с другом траками 13, образующими движущуюся дорожку перемещения продукции вдоль линии. Конвейер 11 имеет электропривод 14 перемещения его гибких замкнутых ветвей, который закреплен на конце рамы 12, наиболее удаленном от рамы 2 упаковочного модуля.
На раме 12 закреплен термотоннель 15, состоящий из, по меньшей мере, двух соединенных между собой идентичных секций. К раме 12 пристыкована рама 16 приемного рольганга 17. Каждая стойка каждой указанной рамы имеет в нижней части винтовую регулируемую по высоте опору 18.
Под термоножом 3 расположен упор 19, при этом термонож 3 и упор 19 соединены с пневмоцилиндрами 20 их перемещения в вертикальных направляющих рамы 2 (фиг.6). На раме 2 упаковочного модуля установлены последовательно по ходу движения продукции два роликовых тянущих узла 21 (фиг.3, 4) для перемещения продукции вдоль линии. Каждый узел 21 содержит приводные от электродвигателя 22 тянущие ролики 23 (фиг.3), между которыми образован проем 24 для прохождения через него продукции, подлежащей упаковке пленкой.
Фен 6 шарнирно закреплен на раме 2 (фиг.5) и расположен снизу в проеме рамы с возможностью автоматического поворота в вертикальное рабочее положение, при котором струя горячего воздуха из сопла фена направленная вверх, проходит через проем рамы и попадает на пленку упаковки. Фен связан с пневмоцилиндром 25 его поворота.
Формообразующий узел, содержащий закрепленные на раме 2 модуля короб 4 (фиг.6) и охватывающий короб воротник 5, служит для формообразования из пленки пленочного рукава. Пленочный рукав формируют для введения в него продукции в процессе упаковки. Для этого воротник 5 охватывает короб 4 со всех его сторон и концевые части 26 воротника (фиг.7) расположены перекрестие по отношению друг к другу, при этом перекрещивающиеся концевые части 26 воротника 5 (фиг.7) расположены под коробом. Воротник 5 имеет закругленную часть 27, расположенную над коробом. Воротник выполнен из изогнутого в нескольких плоскостях прутка и представляет собой сложную объемную конструкцию.
В каждой полости 28 (фиг.1) каждой секции термотоннеля 15 установлены электронагреватели 29 и, по меньшей мере, одно приводное средство 30 циркуляции горячего воздуха в полости 28 секции термотоннеля и его воздуховодах. Средство 30 циркуляции соединено с электродвигателем 31, установленным на верхней стенке секции термотоннеля 15. Электродвигатель 31 расположен над средством циркуляции, конструкция которого не раскрывается. В примере возможности реализации изобретения в качестве средства для циркуляции воздуха в термотоннеле можно использовать любую известную крыльчатку, имеющую лопасти. Функции указанного средства циркуляции воздуха может также выполнять любое другое известное средство, например, вентилятор, прогоняющий воздух в полости термотоннеля в заданном направлении.
На верхней части рамы 2 на роликах 32 установлена с возможностью вращения бухта 33 термоусадочной пленки 34. Ролики 32 имеют привод их вращения от электродвигателя 35. В упаковочном модуле, после прохождения формирователя, полотно пленки сворачивается воротником формирователя и преобразуется в рукав. В рабочем положении линии пленка заправлена на воротнике 5 и охватывает собой короб 4, при этом она после сбегания с бухты сначала проходит через натяжитель 36. Натяжитель имеет П-образную форму и выполнен по принципу двуплечего рычага, шарнирно закрепленного на раме средней частью, при этом на одном конце натяжителя подвижно с возможностью фиксации установлен противовес 37, а на другом конце натяжитель имеет образованную П-образным контуром рамку для прохождения через нее полотна пленки. Фен 6 установлен в проеме 38 рамы (фиг.7) с возможностью поворота в этом проеме. Пленка 34, сбегающая с бухты 33, огибает обводной ролик 39 (фиг.1).
На раме 2 упаковочного модуля 1 смонтирован блок 40 управления тянущим роликом 32 размотки пленки, роликами 23 тянущих узлов 21, пневмоцилиндрами перемещения термоножа 3 и упора 19 и пневмоцилиндром 25 поворота фена 6.
На раме 6 цепного конвейера 7 смонтирован блок 41 управления нагревательными элементами 29 термотоннеля 15, электродвигателем 31, средством 30 циркуляции воздуха в полости термотоннеля, а также закрепленным на раме 12 вентилятором 42 обдува траков 13 цепного конвейера 11.
Работает линия следующим образом. Продукцию, например, длинномерные уложенные друг на друга доски (блок продукции), подают в первый роликовый тянущий узел 21 (фиг.1), который захватывает этот блок продукции и подает его в короб 4. Блок продукции проходит через короб 4 и воротник 5 и на выходе из короба попадает в рукав из пленки, сформированный воротником. Это происходит таким образом, что блок продукции сначала увлекает рукав пленки и тянет ее за собой, разматывая при этом бухту 33. Полотно пленки увлекается продукцией, проходит через воротник 5 (фиг.6) и складывается воротником в разомкнутый рукав, который оборачивает собой продукцию так, что продольные края пленки располагаются внахлест по отношению друг к другу. При этом расположенные внахлест края пленки располагаются под блоком продукции, обернутым пленкой.
При движении такого блока продукции над феном 6, включается пневмоцилиндр 25 поворота фена, фен поворачивается в вертикальное положение и через проем рамы подает струю горячего воздуха на движущийся над ним блок продукции. При этом расположенные внахлест края пленки свариваются, и образуется продольный сварной шов пленки. По мере продвижения блока упаковки через короб 4 он проходит рабочую зону термоножа и захватывается вторым роликовым тянущим узлом 21. После выхода блока продукции из второго роликового тянущего узла 21 на промежуточный рольганг 9 оба тянущих узла останавливаются, пневмоцилиндр 25 переводит фен в исходное горизонтальное положение, прекращая сваривать продольный шов, срабатывают от пневмоцилиндров 20 термонож 3 и упор 19 (фиг.1), которые отрезает пленку блока упаковки от рукава пленки. При этом сваривается пленка, расположенная на торце блока упаковки и рукаве пленки, после чего термонож 3 и упор 19 возвращаются в исходное положение и цикл работы линии повторяется.
После упаковки пленкой каждого последующего блока продукции он проталкивает собой каждый предыдущий блок продукции с промежуточного рольганга 9 в сторону термотоннеля 15, блок попадает на цепь 13 конвейера 11, которая перемещает блок упаковки в термотоннель 15, где пленка блока продукции нагревается, усаживается и обжимает блок.
После выхода из термотоннеля блок продукции попадает на приемный рольганг 17 и охлаждается, вследствие чего дополнительно усаживается и отверждается, плотно облегая блок со всех его сторон.
При работе линии, производительность которой зависит от пропускной способности термотоннеля, средство 30 циркуляции постоянно циркулирует в воздуховодах термотоннеля и в его полости горячий воздух, перемешивает его с менее нагретой воздушной массой, обеспечивает интенсивный теплообмен в рабочей полости 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 и натяжения, и тепловые напряжения в ней, приводящие к местным разрывам и микроскопическим отрицательным изменениям структуры пленки. При работе термотоннеля в его полости повышается давление горячего воздуха от вращения средства циркуляции, что повышает скорость прогревания пленки в термотоннеле и дополнительно обеспечивает ее поджатие к поверхности продукции.
При использовании в линии средства циркуляции горячего воздуха, установленного в термотоннеле, качество выходящей из термотоннеля упаковки существенно повышается, при этом быстрый прогрев пленки в термотоннеле позволяет повысить пропускную способность термотоннеля, его компактность и, соответственно, компактность и производительность линии, при этом габариты линии существенно уменьшены. Техническое решение использовано в проекте конструкции упаковочной линии УМ-1 «Лайн» автоматическая.