ТЕРМОТОННЕЛЬ ДЛЯ УПАКОВКИ ПРОДУКЦИИ В ТЕРМОУСАДОЧНУЮ ПЛЕНКУ И СПОСОБ УПАКОВКИ ПРОДУКЦИИ
HEAT TUNNEL FOR PACKAGING PRODUCTS IN HEAT-SHRINK FILM AND METHOD OF PACKAGING PRODUCTS

Данное изобретение относится к средствам нагрева нагреваемых объектов в термотоннелях, имеющих входной и выходной проемы для перемещения через термотоннели упакованной в термоусадочную пленку продукции.
Известна термоусадочная камера, содержащая подвижные переднюю и глухую заднюю стенки, а также подвижный в горизонтальной плоскости поддон, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения (RU 5171 U1, 16.10.1997).
Известна установка для упаковки изделий в термоусадочную пленку, содержащая корпус, внутри которого размещены нагревательные элементы, вентилятор, защитную перегородку, 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 А, 10.10.1997).
Известно устройство для упаковки изделий и их комплектов в термоусадочную пленку, содержащее 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 C1, 10.05.2000).
Известна установка для упаковки штучных или группы изделий в термоусадочную пленку, содержащая раму, на которой за термоножом расположена термоусадочная камера проходного типа с транспортером в нижней части (RU 2170195 С2, 10.07.2001).
Известна печь для термической усадки упаковочной пленки, содержащая корпус с двойными отсеками и двойным сводом, вентилятор для циркуляции воздуха с крыльчаткой в своде и нагреватели в боковых отсеках, внутренний каркас содержит двойной под, разделенный попересчными перегородками на каналы, соединенные поочередно с правым и левым боковыми отсеками (RU 2127697 C1, B65B 53/06, 20.03.1999).
Известен усадочный тоннель для усадки термоусадочной пленки на упаковках, в тоннеле расположен, по меньшей мере, один нагреватель, имеющий горелку для получения горячего газа, при этом тоннель содержит корпус и расположенный в нем транспортер (RU 2009140093 A, В65В 53/06, 10.05.2011).
Известна конвейерная печь, содержащая камеру принудительной конвекции, включающую вентилятор, нагревательные элементы, воздуховоды с перфорированными рассеивателями нагретого воздуха к упаковкам в термоусадочной пленке, в камере расположен конвейер, корпус термотоннеля имеет входной и выходной проемы, закрытые эластичными шторками (RU 97100025 А, В65В 53/06, 10.11.1998).
Известна печь для упаковки изделий в термоусадочную пленку путем использования нагретых воздушных потоков, содержащая конвейер, наружный и внутренний каркасы печи, внутренний каркас выполнен с боковыми отсекателями, циркуляционный вентилятор имеет крыльчатку в своде, печь имеет нагреватель, при этом, по меньшей мере, в одном из поперечных каналов во входной части печи установлено сопло, соединенное с воздушным каналом с боковым отсеком, а остальные отсеки имеют направляющие отражатели потоков воздуха (RU 2240966 С2, 27.11.2004 и RU 2003100213/12, 20.03.1999, В65В 53/06).
Известна электрическая печь термотоннеля, содержащая термоизолированный корпус, в котором имеются два канала, каждый из которых оснащен средством автоматической поддержки заданных температурных режимов (RU 97100025 A, В65В 53/06, 10.11.1998).
Известна печь для термической усадки упаковочной пленки, содержащая конвейер, наружный и внутренний каркасы с боковыми отсеками, двойным сводом и подом, циркуляционный вентилятор с крыльчаткой в своде и нагревателями в боковых отсеках, причем с целью улучшения прогрева и усадки пленки, под внутреннего каркаса разделен опперечными перегородками на каналы, соединенные поочередно с правым и левым боковыми отсеками (RU 97106305 А, В65В 53/06, 27.04.1999).
Близким техническим решением к представленному в данном описании техническому решению является устройство для обдува термотоннеля упаковочной линии, характеризующееся тем, что оно содержит закрепленный на верхней стенке корпуса термотоннеля электродвигатель, продольная ось электродвигателя и его вала расположены вертикально к продольной оси термотоннеля, с валом соединена крыльчатка (RU 111111 U1, 10.12.2011 и RU 111102 U1, 10.12.2011).
Известны также крыльчатки для нагнетания воздуха, каждая из которых содержит диск и расположенные на периферии диска рабочие лопатки (RU 2426012 C2, F04D 29/38, 20.07.2008; RU 19141 U1, F24F 7/00, 10.08.2001; RU 2025510 C1, C21D 9/67, 30.12.1994).
В известных упаковочных линиях их производительность зависит от скорости и равномерности нагрева термоусадочной пленки в термотоннеле на выходе продукции из упаковочной линии. В случае повышения температуры в камере термотоннеля и скорости движения упакованной в пленку продукции в термотоннеле, пленка прогревается неравномерно, в результате образуются концентрации напряжений в пленке и ее разрывы, при этом качество упаковки снижается. В случае снижения скорости перемещения продукции в термотоннеле пленка перегревается, а в случае снижения температуры в камере термотоннеля, пленка нагревается не достаточно для до степени ее оптимальной усадки при охлаждении.
Близкими к заявленному являются термотоннели для упаковки продукции в термоусадочную пленку, каждый из которых содержит корпус в виде открытого снизу короба, проем которого снизу закрыт транспортером, расположенным в камере термотоннеля, при этом корпус термотоннеля имеет внешнюю и наружную металлические оболочки, между которыми расположен термоизолятор, корпус выполнен в виде П-образной в поперечном сечении конструкции, в верхней части термотоннеля установлен нагнетатель горячего воздуха, имеющий крыльчатку с приводом от электродвигателя, корпус термотоннеля имеет внешнюю оболочку и внутреннюю оболочки, между которыми расположен термоизолятор (RU 111107 U1, 10.12.2011; RU 111110 U1, 10.12.2011 и RU 111101 U1, 10.12.20110).
Известные термотоннели также не в достаточной мере отвечают требованиям их производительности и качества упаковки, что связано как с не удовлетворительными тепловыми режимами в камерах нагрева упаковочной пленки, так и тепловыми режимами охлаждения пленки на выходе из термотоннеля.
Техническим результатом представленного в данном описании термотоннеля и способа упаковки является повышение качества упаковки и производительности термотоннеля.
Технический результат получен термотоннелем, характеризующимся тем, что он содержит корпус в виде П-образного в поперечном сечении короба, проем которого снизу закрыт транспортером, расположенным в камере термотоннеля, в его верхней части установлен нагнетатель горячего воздуха, имеющий крыльчатку с приводом от электродвигателя, сообщенные с полостью нагнетателя вертикально расположенные воздуховоды, расположенные в камере на противоположных боковых сторонах термотоннеля, каждый воздуховод оснащен рассеивателем потока горячего воздуха на отдельные струи, на выходе из термотоннеля установлен вентилятор охлаждения пленки с приводом от электродвигателя, корпус термотоннеля имеет внешнюю оболочку и внутреннюю оболочки, между которыми расположен термоизолятор, на внутренней оболочке закреплены воздуховоды, каждый воздуховод имеет рассеиватель, представляющий собой металлическую пластину с множеством выполненных в ней щелей, расположенных по высоте рассеивателя, каждая щель выполнена просечкой в металле с образованием над щелью козырька, наклоненного к продольной оси термотоннеля, на раме транспортера закреплен теплоизолятор, закрывающий проем П-образного короба корпуса, а между рассекателем и внутренней оболочкой расположены электронагреватели воздуха в камере термотоннеля.
Технический результат получен способом упаковки продукции, заключающимся в том, что обернутую в термоусадочную пленку продукцию транспортером вводят в постоянно нагреваемую нагревателями воздушную камеру термотоннеля, регулируют транспортером скорость перемещения продукции в термотоннеле в зависимости от режима нагрева пленки в заданных температурных пределах, далее транспортером выводят продукцию из термотоннеля и на выходе из него пленку охлаждают, причем, одновременно с процессом нагрева воздуха в камере термотоннеле и перемещения в нем продукции транспортером, регулируют равномерность нагрева поверхности пленки, для чего включают в работу установленный в термотоннеле нагнетатель горячего воздуха, имеющий привод от электродвигателя, нагнетателем сначала собирают в верхней части камеры нагретый в камере термотоннеля горячий воздух, а затем нагнетателем горячий воздух разделяют на отдельные потоки, после чего каждый поток горячего воздуха нагнетают сверху вниз обратно в камеру по вертикально расположенному воздуховоду, при движении потока по воздуховоду поток разделяют рассеивателем потока на отдельные струи горячего воздуха, которые выпускают на пленку продукции под давлением, причем скорость перемещения продукции в камере термотоннеля и скорость охлаждения пленки на выходе из термотоннеля устанавливают в зависимости от скорости истечения струй горячего воздуха в камере термотоннеля.
Показанный на схеме термотоннель для упаковки продукции в термоусадочную пленку содержит корпус 1 (фиг.1), выполненный в виде П-образного в поперечном сечении короба, в котором в рабочем положении расположена обернутая в термоусадочную пленку 2 продукция 3. Снизу проем короба закрыт транспортером 4, которым продукцию 3 вводят в постоянно нагреваемую нагревателями воздушную камеру 5 термотоннеля. В камеру 5 с торцовых сторон термотоннеля, в зазоры между шторками 6, поступает холодный воздух, который поднимается вверх установленным в термотоннеле нагнетателем 7 горячего воздуха, имеющим крыльчатку с приводом от электродвигателя 8. Нагнетатель 7 вместе с холодным воздухом откачивает из камеры 5 горячий воздух, нагреваемый нагревателями. Нагнетатель имеет воздухозаборные отверстия 9, через которые горячий воздух поступает в полость нагнетателя 7. В нагнетателе воздух разделяют, по меньшей мере, на два потока 10, каждый из которых нагнетают обратно в камеру 5 по вертикально расположенным воздуховодам 11. Поскольку воздуховоды расположены на противоположных боковых сторонах 12 корпуса 1 термотоннеля, то указанные потоки воздуха направляют друг на друга в сторону продольной оси камеры термотоннеля и под наклонным углом к этой оси. Термотоннель имеет два рассеивателя 13, которые расположены на боковых сторонах 12 и закреплены на его внутренних стенках. Каждый рассеиватель служит для рассеивания проходящего по воздуховоду потока горячего воздуха на отдельные струи 14, подаваемые в камеру 5 под давлением. Давление создает установленная в нагнетателе 7 крыльчатка 15, соединенная с электродвигателем 8.
На выходе из термотоннеля установлен схематично показанный вентилятор 16 для охлаждения нагретой пленки 2 после того, как продукция будет перемещена из камеры 5 термотоннеля в зону охлаждения пленки. Вентилятор 16 соединен с электродвигателем 17. Корпус 1 термотоннеля (фиг.1) выполнен из металлического листа, корпус имеет внешнюю оболочку 18 и внутреннюю оболочку 19, между которыми расположен термоизолятор 20. На верхней части внешней оболочки закреплен лист, на котором установлен электродвигатель 8. Воздуховоды 11 закреплены на внутренней оболочке 19, каждый воздуховод имеет упомянутый рассеиватель 13, представляющий собой металлическую пластину и множество выполненных в ней сопел или щелей 21, расположенных по высоте рассеивателя 13. Каждая щель 21 выполнена просечкой в металле с образованием над щелью козырька 22, наклоненного к продольной оси 23 камеры термотоннеля. Проходное сечение каждой щели 21, которая расположена в нижней части камеры выбрано больше проходного сечения каждой щели, которая расположена над нижней щелью в сторону верхней части камеры. В результате горячий воздух в нижнюю часть камеры поступает в большем объеме. Данное исполнение каждого рассеивателя не исключает выполнение в нем отверстий круглой формы, диаметры которых увеличиваются от верхней части рассеивателя к его нижней части. Предусмотрен также вариант рассеивателя с отверстиями в нем, проходное сечение каждого из которых выполнено с возможностью его изменения с целью осуществления более тонкой регулировки процесса равномерного нагрева пленки в камере.
Рама 25 транспортера 4 выполнена таким образом, что в ней имеются средства для крепления теплоизолятора 26. В результате термотоннель теплоизолирован по всему его периметру.
Между рассеивателем 13 и внутренней оболочкой 19 с каждой боковой стороны термотоннеля расположены нагреватели 27 воздуха в камере термотоннеля. Каждая щель 21 выполнена таким образом, что выпускаемый через нее горячий воздух 14 ориентирован по наклонной линии к оси 23 термотоннеля и к горизонтальной рабочей плоскости 28 транспортера 4 по направлению его движения.
Работает термотоннель 1 в соответствии с изложенным способом упаковки продукции следующим образом. Обернутую в термоусадочную пленку 2 продукцию 3 транспортером 4 вводят в постоянно нагреваемую нагревателями 27 воздушную камеру 5 термотоннеля 1 и регулируют транспортером скорость перемещения продукции 3 в термотоннеле в зависимости от режима нагрева пленки в заданных температурных пределах. Далее транспортером 4 выводят продукцию из термотоннеля и на выходе из него пленку охлаждают вентилятором 16. При охлаждении пленки она термоусаживается.
Одновременно с процессом нагрева поступающего в камеру 5 холодного воздуха и перемещении в камеру продукции 3 транспортером, регулируют равномерность нагрева поверхности пленки 2 продукции, для чего включают в работу электродвигатель 8, в результате при вращении крыльчатки 15 создается в воздухозаборных отверстиях 9 зона разряжения воздуха, а в полости нагнетателя 7 избыточное давление воздуха. Нагретый нагревателями 27 воздух под действием избыточного давления выталкивается через щели 21 рассеивателя в камеру 5. Таким образом, крыльчаткой нагнетателя сначала из камеры 5 откачивают горячий воздух, а затем нагнетателем этот горячий воздух разделяют, по меньшей мере, на два потока 10 и через рассеиватели снова подают его в камеру 5.
Каждый поток 10 горячего воздуха нагнетают обратно в камеру по вертикально расположенному воздуховоду 11. При перемещении горячего воздуха в воздуховодах он дополнительно нагревается нагревателями. Далее в каждом воздуховоде 11 каждый поток 10 дополнительно нагретого горячего воздуха разделяют рассеивателем 13 потока на отдельные струи 14, которые выпускают на пленку 2 продукции с боковых сторон продукции 3. Струи 14 ориентируют таким образом, чтобы они были направлены против направления движения холодного воздух с целью создания турбулентности и интенсивности теплообмена в зоне их перемешивания.
В зависимости от скорости истечения струй 14 горячего воздуха регулируют скорость перемещения транспортера 4 в камере. В итоге скорость и равномерность нагрева пленки существенно повышаются, что позволяет увеличить производительность термотоннеля. При этом скорость и равномерность нагрева пленки регулируют повышением или понижением частоты вращения крыльчатки 15 нагнетателя 7 горячего воздуха в камеру 5. В случае если отверстия рассеивателя выполнены с возможностью изменения их проходного сечения, регулируют проходные сечения отверстий рассеивателя и объем подаваемого в камеру горячего воздуха и этим изменением выбирают такой тепловой режим нагрева пленки, который соответствует наибольшей скорости прохождения продукции в термотоннеле, скорости нагрева пленки и ее прочности на разрыв после термоусадки на выходе из термотоннеля.
В зависимости от частоты вращения крыльчатки 15 нагнетателя 7 горячего воздуха устанавливают частоту вращения крыльчатки охлаждающего вентилятора 16 на выходе из термотоннеля, которым охлаждают пленку во время ее термоусадки. Выбирают режимы частот вращения крыльчатки 15 нагнетателя 7 горячего воздуха и подачи ее на пленку и вращения крыльчатки вентилятора 16 в зависимости от скорости перемещения продукции в термотоннеле транспортером. Устанавливают зависимость прочности термоусаженной охлажденной пленки на выходе из термотоннеля от указанных режимов и вводят эту зависимость в систему управления работой термотоннеля.
Поскольку конструкция термотоннеля обеспечивает более быстрый и более равномерный нагрев пленки, то существенно повышена скорость перемещения продукции в термотоннеле, его производительность и производительность упаковочной машины в целом. При этом прочность пленки и, соответственно, качество упаковки продукции в пленку существенно повышены путем исключения концентраций напряжений в пленке от ее не прогрева или перегрева в различных зонах камеры термотоннеля.