УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РАСКРЫТИЯ, УДЕРЖАНИЯ И ЗАКРЫТИЯ ГИБКИХ КОНТЕЙНЕРОВ

Полезная модель относится к оборудованию для расфасовки сыпучих продуктов в мешки из различных материалов, в частности, к устройствам для захвата, раскрытия, удержания гибких контейнеров в процессе их наполнения сыпучим материалом с возможностью последующего закрытия горловины гибкого контейнера для прошивки, и может быть использовано в пищевой, перерабатывающей, химической промышленности, строительстве и сельском хозяйстве.
Известно устройство для надевания мешков на загрузочный патрубок [Авторское свидетельство СССР №1685792, МПК B65B 7/00, 1991 г.], содержащее вакуумный захват, закрепленный шарнирно на рычаге, расположенном на раме, неподвижно установленный на раме копир, закрепленную на рычаге с возможностью осевого перемещения подпружиненную тягу, один конец которой шарнирно соединен с вакуумным захватом, а другой с возможностью взаимодействия с копиром, при этом нижняя часть загрузочного патрубка выполнена со скосом в сторону вакуумного захвата и снабжена установленным над нижней кромкой скоса средством продольной подачи сжатого воздуха и укрепленной у верхней кромки скоса пластиной для перекрытия поперечного сечения загрузочного патрубка, соединенной с приводом ее перемещения.
Устройство позволяет захватывать мешок и надевать его на загрузочный патрубок расфасовочной машины. Однако недостатком устройства является отсутствие возможности закрывать верхнюю часть мешка после его наполнения, что делает невозможным полную автоматизацию процесса расфасовки. Кроме того, выполнение нижней части загрузочного патрубка со скосом может привести к разрыву верхней части мешка в процессе его надевания на загрузочный патрубок, так как противоположная от вакуумного захвата стенка мешка при взаимодействии с косой кромкой патрубка может не подняться до верхней кромки скоса. Указанные недостатки сужают технологические возможности и снижают надежность и производительность устройства.
Известен способ и устройство для автоматического подвешивания мешков (Патент РФ №2174486, МПК B65B 43/16, 1996 г.), которое состоит из устройства захвата и захватных цапф. Устройство захвата после приведения в положение готовности пустых мешков выполняет движение подвешивания к выбойному патрубку с помощью известных элементов управления. Выбойный патрубок снабжен зажимами мешков. Пустой мешок с помощью пары захватных цапф берется в лежачем положении из накопителя. Обе захватные цапфы снабжены пунктами горячего расплава в качестве мест адгезии. При захвате мешка его материал приклеивается к месту адгезии и посредством простой раздвижки захватных цапф мешок открывается настолько, что он соответствующим движением под выбойным патрубком подвешивается на него и посредством зажимов закрепляется. После закрепления мешка на выбойном патрубке пункты горячего расплава отрываются от захватных цапф благодаря их раскрытию и остаются на материале мешка. Затем мешок заполняется.
В данном устройстве в качестве захватывающих и удерживающих элементов используются цапфы с адгезией, то есть материал горловины мешка прилипает к ним и транспортируется к патрубку. Пункты горячего расплава, используемые в качестве адгезии, могут неблагоприятно воздействовать на легко воспламеняемый материал мешка. Кроме того, мешок захватывается лишь в двух точках. Это может привести к повреждению мешка, а также к неправильному его захвату и надеванию на выбойный патрубок. Закрепив мешок, захватные цапфы возвращаются в исходное положение, а мешок после наполнения отпускается и транспортируется с открытой горловиной. Все это снижает надежность и производительность устройства в целом.
Известно устройство для раскрытия и надевания мешков на загрузочный патрубок (Патент РФ №2050308, МПК B65B 7/00, 1995 г.), содержащее вакуумный захват, закрепленный неподвижно на рычаге, установленном с возможностью осевого перемещения на валу. Вал смонтирован на раме, на ней же закреплен неподвижно привод продольного перемещения рычага. На валу неподвижно установлен кронштейн и шарнирно соединенная с ним поворотная пластина. Один конец пластины связан посредством пружины с кронштейном и взаимодействует с укрепленным на рычаге упором, выполненным в виде ролика, а другой - взаимодействует с боковой кромкой мешка. Нижняя часть загрузочного патрубка выполнена из двух разъемных по вертикали частей. Дальняя от вакуумного захвата часть загрузочного патрубка выполнена с приводом горизонтального возвратно-поступательного перемещения. Ближняя к вакуумному захвату часть патрубка установлена неподвижно и выполнена с шарнирно соединенными с ней боковыми поворотными стенками, связанными через систему рычагов с приводом горизонтального возвратно-поступательного перемещения.
Данное устройство позволяет захватывать мешок, лежащий на подъемном столе, раскрывать его и надевать на загрузочный патрубок для наполнения сыпучим материалом. Однако после наполнения мешок опускается на ленту транспортера с непрошитой горловиной и в таком виде отправляется на последующую операцию прошивки, при этом может произойти потеря части сыпучего материала, находящегося в мешке. Причем закрытие мешков для прошивки осуществляется вручную, что делает невозможным полную автоматизацию процесса расфасовки. Это сужает технологические возможности устройства. Выполнение нижней части загрузочного патрубка в виде двух разъемных частей может привести к разрыву верхней кромки мешка при его надевании. При этом снижается производительность и надежность устройства.
Наиболее близким техническим решением является устройство для автоматического раскрытия, удержания и закрытия мешков (Патент РФ №2469928, МПК B65B 7/02, B65B 5/00, 2011 г.), содержащее захватный механизм, состоящий из четырех рычажных звеньев и двух пневматических миницилиндров двухстороннего действия, попарно соединенных шарнирами, заодно с которыми установлены захваты в виде пальцев, причем крайние боковые из них выполнены с возможностью перемещения посредством втягивания и выдвигания штоков пневматических миницилиндров, а сам захватный механизм смонтирован на пневмоцилиндре и выполнен с возможностью расположения шарниров с пальцами в ряд при выдвинутом штоке пневмоцилиндра, при этом горловина мешка растянута в линию, а при втянутом штоке - в вершинах правильного выпуклого многоугольника по периметру горловины раскрытого мешка. Стопа пустых непрошитых с одной стороны мешков находится на подъемном столе внутри рамы. Лента транспортера расположена под загрузочным патрубком, причем расстояние от ее поверхности до пальцев захватного механизма меньше длины заполненного мешка. Загрузочный патрубок выполнен с возможностью линейного вертикального перемещения.
Данное устройство позволяет захватывать, раскрывать мешок для наполнения сыпучим материалом, а также растягивать горловину наполненного мешка в линию для прошивки. При этом для предварительного открытия мешка используется захватное устройство с вакуумными захватами, смонтированными на рычаге с возможностью вертикального осевого перемещения относительно вала, закрепленного на раме, с помощью пневмоцилиндра продольного перемещения, а для раскрытия, удержания и закрытия мешка используется захватное устройство с рычажно-шарнирным механизмом. Это усложняет конструкцию в целом и увеличивает время дополнительных операций по манипулированию мешком. Кроме того, захват, раскрытие и удержание мешка при наполнении происходит изнутри, в связи с этим приходится уменьшать диаметр загрузочного патрубка. Все это снижает производительность системы в целом. При подаче сильно пылящего сыпучего материала через загрузочный патрубок подвижные элементы рычажно-шарнирного механизма (шарниры, пневматические миницилиндры и др.) подвергаются загрязнению, что снижает надежность устройства.
Задачей технического решения является комплексная автоматизация процесса расфасовки сыпучих материалов в гибкие контейнеры.
Технический результат полезной модели заключается в повышении производительности устройства и упрощении его конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для автоматического раскрытия, удержания и закрытия гибких контейнеров, содержащем захватный механизм, закрепленный на рычаге, смонтированном на пневмоцилиндре, шарнирно установленном на раме, на корпусе которого жестко закреплен стержень, шарнирно связанный со штоком поворотного пневмоцилиндра, подъемный стол, загрузочный патрубок, выполненный с возможностью линейного вертикального перемещения, транспортер, раскрывающий механизм, выполненный в виде вакуумного захвата с возможностью осевого перемещения относительно опорного элемента, закрепленного на раме, при этом захватный механизм выполнен в виде вакуумного захвата, состоящего из четырех вакуумных присосок, установленных на рычаге с возможностью осевого перемещения относительно пневмоцилиндра, а вакуумный захват раскрывающего механизма состоит из двух вакуумных присосок и установлен на раме перпендикулярно загрузочному патрубку, причем
вакуумные захваты захватного и раскрывающего механизмов расположены зеркально относительно друг друга.
Отличиями заявляемого устройства является его конструктивное исполнение, при котором оно содержит захватный механизм, выполненный в виде вакуумного захвата, состоящего из четырех вакуумных присосок, установленного на пневмоцилиндре с возможностью поворота. Это позволяет ему поворачиваться на 90 градусов вместе с захватным механизмом и занимать вертикальное положение, при котором вакуумный захват при выдвинутом штоке прижимается к горловине гибкого контейнера и захватывает его. При этом горловина гибкого контейнера растянута в линию. При повороте пневмоцилиндра в исходное (горизонтальное) положение захватный механизм располагается под загрузочным патрубком и удерживает гибкий контейнер вакуумными захватами. Раскрытие, удержание и закрытие гибкого контейнера осуществляется раскрывающим механизмом, выполненным в виде вакуумного захвата, состоящего из двух вакуумных присосок и расположенного зеркально относительно вакуумного захвата захватного механизма. Захват и удержание гибкого контейнера осуществляется с внешней стороны, что позволяет увеличить диаметр загрузочного патрубка и повысить скорость наполнения, а также уменьшить загрязнение элементов захватного и раскрывающего механизмов. Таким образом, повышается производительность всего устройства. При этом значительно упрощается конструкция захватного механизма, а значит и устройства в целом.
После наполнения загрузочный патрубок возвращается в исходное положение, а горловина гибкого контейнера закрывается за счет сближения вакуумных захватов захватного и раскрывающего механизмов с помощью выдвижения штоков пневмоцилиндров, подготавливая гибкий контейнер к закупориванию. Таким образом, использование данного устройства создает условия для комплексной автоматизации процесса расфасовки сыпучих материалов в гибкие контейнеры.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами ее конструкции. На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство, общий вид в исходном положении; на фиг. 2 - общий вид устройства с захваченным гибким контейнером; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - общий вид устройства при наполнении гибкого контейнера; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - общий вид устройства с наполненным и закрытым гибким контейнером.
Устройство для автоматического раскрытия, удержания и закрытия гибких контейнеров содержит захватный механизм 1, состоящий из пневматического цилиндра 2 одностороннего действия и вакуумного захвата 3, состоящего из четырех вакуумных присосок 4, 5, крайние 5 из которых выполнены с возможностью дросселирования воздушного потока, установленных на планке 6, закрепленной на П-образном рычаге 7, связанным со штоком пневмоцилиндра 2, на корпусе которого установлен опорный элемент 8. Между рычагом 7 и опорным элементом 8 установлены пружины 9.
Пневмоцилиндр 2 шарнирно установлен на раме 10 и выполнен с возможностью поворота вокруг оси, проходящей через центр пневмоцилиндра параллельно его основанию. Для этого на корпусе пневмоцилиндра 2 жестко закреплен стержень 11, шарнирно связанный со штоком поворотного пневмоцилиндра 12 двухстороннего действия, шарнирно установленного на раме 10.
Раскрывающий механизм 13 установлен напротив захватного механизма 1 и состоит из пневматического цилиндра 14 одностороннего действия и вакуумного захвата 15, расположенного зеркально относительно вакуумного захвата 3 захватного механизма 1, состоящего из двух вакуумных присосок 16, установленных на планке 17, закрепленной на П-образном рычаге 18, связанным со штоком пневмоцилиндра 14, выполненным с возможностью продольного перемещения относительно опорного элемента 19, смонтированного на раме 10. Между рычагом 18 и опорным элементом 19 установлены пружины 20.
Стопа 21 пустых, непрошитых с одной стороны гибких контейнеров 22 находится на подъемном столе 23 внутри рамы 10.
Лента транспортера 24 расположена под загрузочным патрубком 25, причем расстояние от ее поверхности до вакуумного захвата 15 раскрывающего механизма 13 меньше длины заполненного гибкого контейнера 22. Загрузочный патрубок 25 выполнен с возможностью линейного вертикального перемещения.
Устройство для автоматического раскрытия, удержания и закрытия гибких контейнеров работает следующим образом.
Первоначально осуществляется настройка захватного механизма 1 и раскрывающего механизма 13 в зависимости от размера гибких контейнеров 22. При этом устанавливается требуемое расстояние между вакуумными захватами 3 и 15, а также длина хода штоков пневмоцилиндров 2, 14. Причем настройка осуществляется таким образом, чтобы величина хода и скорость движения их штоков была одинаковой. Для задания конечных положений поворота пневмоцилиндра 2 осуществляется настройка величины хода штока поворотного пневмоцилиндра 12. Задаются конечные положения загрузочного патрубка 25, выполненного с возможностью линейного вертикального перемещения, а также производится настройка скорости и высоты подъема стола 23 в зависимости от цикла расфасовки. Подъемный стол 23 обеспечивает постоянный уровень положения верхнего гибкого контейнера 22, лежащего в стопе 21. Синхронизируется работа ленты транспортера 24, захватного механизма 1, раскрывающего механизма 13 и загрузочного патрубка 25. Полный цикл расфасовки задается и отрабатывается системой управления (не показана).
В исходном состоянии стопа 21 гибких контейнеров 22 расположена горизонтально на подъемном столе 23 в положении, при котором все непрошитые горловины гибких контейнеров ориентированы в сторону ленты транспортера 24 и загрузочного патрубка 25. Пневмоцилиндр 2 расположен горизонтально (шток поворотного пневмоцилиндра 12 выдвинут), вакуумный захват 3 и вакуумный захват 15 расположены зеркально. Загрузочный патрубок 25 поднят.
При начале очередного цикла при втягивании штока поворотного пневмоцилиндра 12 пневмоцилиндр 2 с захватным механизмом 1 поворачивается на 90 градусов по часовой стрелке, при этом вакуумный захват 3 располагается над горловинами гибких контейнеров 22, лежащих в стопе 21. При выдвигании штока пневмоцилинрда 2 вакуумный захват 3 прижимается к поверхности горловины гибкого контейнера 22, лежащего сверху в стопе 21, между поверхностью гибкого контейнера 22 и вакуумными присосками 4, 5 создается вакуум. Перемещение вакуумного захвата 3 в исходное положение (втягивание штока пневмоцилиндра 2) приводит к отделению верхнего гибкого контейнера 22 от стопы 21, при этом нижняя часть его горловины практически не провисает, так как захват осуществляется по всей длине горловины сложенного гибкого контейнера вакуумными присосками 4 и 5.
Затем пневмоцилиндр 2 с захватным механизмом 1 посредством выдвигания штока поворотного пневмоцилиндра 12 поворачивается на 90 градусов против часовой стрелки в горизонтальное положение, вакуумный захват 3 располагается зеркально относительно вакуумного захвата 15. При этом шток пневмоцилиндра 2 выдвигается. Параллельно с этим выдвигается шток пневмоцилиндра 14 с вакуумным захватом 15. В крайних вакуумных присосках 5 вакуумного захвата 2 путем дросселирования воздушного потока создается давление, равное атмосферному, таким образом, они отпускают края горловины контейнера 22. Посредством одновременного втягивания штоков пневмоцилиндров 2 и 14 раскрывается горловина гибкого контейнера 22, при этом она удерживается в четырех точках вакуумными присосками 4 и 16. Основание гибкого контейнера 22 находится на ленте транспортера 24 непосредственно под загрузочным патрубком 25, который опускается внутрь горловины гибкого контейнера 22 до уровня вакуумных захватов 3 и 15. Начинается засыпка предварительно требуемой порции сыпучего продукта. По окончании засыпки загрузочный патрубок 25 поднимается в верхнее исходное положение, вакуумные захваты 3 и 15 сближаются и закрывают горловину гибкого контейнера 22 при втягивании штоков пневмоцилиндров 2, 14 и подготавливают гибкий контейнер для закупоривания. После закупоривания гибкий контейнер 22 освобождается от вакуумных захватов 3 и 15 и, располагаясь на ленте транспортера 24, перемещается на пункт отгрузки (складирования), штоки пневмоцилиндров 2 и 14 втягиваются. Подъемный стол 23 поднимается на одну позицию. На этом цикл наполнения гибкого контейнера заканчивается.
Данное устройство может быть использовано для захвата, раскрытия, удержания при наполнении и закрытия гибких контейнеров различных видов. При манипулировании гибким полипропиленовым контейнеров вместимостью до 50 кг. после наполнения его горловина прошивается специальной прошивочной машиной. Устройство также может быть использовано для манипулирования бумажным гибким контейнером с открытой горловиной, при этом его горловина после наполнения также прошивается или проклеивается специальной машиной для склеивания. При манипулировании гибким контейнером из эластичной пленки или полиэтилена для закупоривания используется специальная машина для запаивания (склеивания).
Использование предлагаемого устройства по сравнению с имеющимися обеспечивает существенное сокращение времени одного цикла наполнения гибкого контейнера за счет того, что оно снабжено захватным механизмом, смонтированном на пневмоцилиндре и содержащем вакуумный захват, что обеспечивает захват гибкого контейнера и его транспортировку к загрузочному патрубку. При этом оно оснащено раскрывающим механизмом с вакуумным захватом, совместное действие которого с вакуумным захватом захватного механизма позволяет раскрыть и удерживать гибкий контейнер за его горловину под загрузочным патрубком расфасовочной машины при наполнении. Причем захват и удержание гибкого контейнера осуществляется с его внешней стороны. Все это повышает производительность устройства в целом. При этом значительно упрощается конструкция захватного механизма. Основание гибкого контейнера при наполнении располагается на ленте транспортера, а загрузочный патрубок, выполненный с возможностью вертикального перемещения, в процессе расфасовки находится внутри гибкого контейнера, что позволяет обеспечить сохранность продукта. Кроме того, после наполнения горловина гибкого контейнера закрывается вакуумными захватами и закупоривается.
Таким образом, использование данного устройства создает условия для комплексной автоматизации процесса расфасовки сыпучих материалов в гибкие контейнеры.