СИСТЕМА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ САМОКЛЕЯЩИХСЯ ЭТИКЕТОК
SYSTEM FOR REMOVAL OF ADHESIVE LABELS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к оборудованию для очистки контейнеров с целью их многократного использования, и более конкретно - к системе для удаления самоклеящихся этикеток.
Уровень техники
Как известно, большая часть продуктов, присутствующих на рынке, продается в соответствующих контейнерах, изготовленных из различных материалов, в частности из стекла, пластмассы, алюминия, бумаги, дерева и т.п. После использования продукта или в любом случае после полного удаления продукта из контейнера последний обычно утилизируют в виде возвратных отходов. В качестве альтернативы утилизации освободившиеся контейнеры можно многократно использовать в бытовых условиях, как это имеет место, например, для стеклянных банок, или на промышленном уровне изготовителями контейнеров или компаниями, которые изготавливают продукты, предназначенные для упаковки в контейнеры, как, например, в случае стеклянных бутылок при производстве вина и минеральной воды. Стекло действительно представляет собой чрезвычайно жесткий и легко стерилизуемый материал, что обеспечивает возможность многократного использования стеклянных контейнеров и бутылок перед переработкой для вторичного применения при большом уменьшении расходов и нагрузки на окружающую среду. Если продукт поступает на рынок в бутылке, то к ней прикрепляют этикетку, которая позволяет идентифицировать изготовителя и информирует о характеристиках содержащегося продукта. Такие этикетки на бутылках обычно изготавливаются из бумаги и могут быть самоклеющимися или наноситься на бутылки путем специального приклеивания. Наличие этикеток является препятствием для многократного использования бутылок, поскольку их приходится удалять перед тем, как снова использовать бутылку. Для удаления несамоклеящихся этикеток необходимо погрузить бутылки в горячую ванну с каустической содой и выдержать погруженными в течение периода времени, достаточного для растворения клея. В отличие от этого процесс удаления самоклеящихся этикеток требует более длительного времени и происходит при низкой температуре с использованием специальных растворителей или путем погружения бутылок в горячие ванны, содержащие соответствующие химические реагенты. Даже если маркировка при помощи самоклеящихся этикеток производится быстрее и является менее дорогостоящей, чем нанесение несамоклеящихся этикеток, она имеет огромные недостатки при очистке бутылок для многократного использования. Известные способы удаления самоклеящихся этикеток, фактически, не дают оптимальных результатов, поскольку они создают большое количество отходов и требуют не только длительного времени, но потребления значительного количества тепловой энергии (как и в способах удаления самоклеющихся этикеток) и реагентов, загрязняющих окружающую среду, или канцерогенных растворителей. Сталкиваясь со всеми этими проблемами, компании часто отказываются от повторного использования контейнеров, что вызывает необходимость их уничтожения.
Документ DE 3715305 A1 раскрывает систему мойки, предназначенную для наружной очистки контейнеров, в частности барабанов, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. Система мойки состоит из моечной камеры с устройством для транспортирования контейнеров через моечную камеру по меньшей мере с одной вращающейся щеткой, установленной с возможностью вращения в моечной камере таким образом, чтобы ее ось вращения была параллельной оси контейнера, и разбрызгивателей для душевой мойки контейнеров и вращающихся щеток. При этом предусмотрено захватное устройство для контейнера с держателями, установленными с возможностью вращения и имеющими фрикционное соединение с устройством подъема и опускания. Захватное устройство, действующее на контейнер с одной стороны, установлено под устройством для транспортирования контейнеров таким образом, чтобы его держатели проходили по меньшей мере сквозь верхнюю часть транспортера, чтобы обеспечить подъем контейнера. Захватное устройство, действующее на контейнер с другой стороны, установлено на верхней стенке моечной камеры и имеет фрикционное соединение с устройством подъема и опускания. Каждый держатель захватного устройства имеет трехточечную установку, которая при помощи устройства управления переменным давлением обеспечивает приложение, по существу, одинакового давления к обоим концам барабана независимо от его длины. Указанные держатели имеют механическое соединение с валом, установленным с возможностью вращения.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков и создание системы для быстрого холодного удаления самоклеющихся и несамоклеющихся этикеток со стандартных контейнеров, которая не требует применения растворителей или химических реагентов.
Для решения этих задач настоящее изобретение предлагает систему для удаления этикеток, нанесенных на контейнеры многократного использования, которая включает:
- средства для опоры контейнера;
- реверсивные средства для крепления контейнера к опорным средствам;
- механизированную щетку с вращающимся валиком, выполненным с возможностью расположения своим профилем напротив указанной этикетки;
- средство для перемещения контейнера, выполненное с возможностью сообщения различной скорости указанным опорным средствам относительно тангенциальной скорости профиля щетки;
- средства для разбрызгивания смазочной жидкости на водной основе на контактные поверхности во время обработки щеткой, как описано в пункте 1 формулы изобретения.
Другие предположительно инновационные характеристики настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно одному аспекту изобретения указанные реверсивные крепежные средства представляют собой прижимные средства, выполненные с возможностью приложения давления к контейнеру, для его прижима к опорным средствам. Указанные прижимные средства предпочтительно содержат пневматический цилиндр двустороннего действия, или цилиндр, содержащий поршень, подпираемый спиральной пружиной. Согласно одному аспекту изобретения средства для перемещения контейнера выполнены с возможностью обеспечения непрерывного вращения опорных средств в направлении, противоположном направлению вращения профиля щетки. Такое решение применимо к цилиндрическим контейнерам или к параллелепипедным контейнерам с этикетками, которые расположены на смежных сторонах, вследствие деформации волокон щетки на углах.
Согласно одному аспекту изобретения средства для перемещения контейнера выполнены с возможностью обеспечения непрерывного вращения опорных средств в том же направлении вращения, что и направление вращения профиля щетки. Это решение также применимо к цилиндрическим контейнерам или к параллелепипедным контейнерам с этикетками, которые расположены на смежных сторонах, вследствие деформации волокон щетки на углах.
Согласно одному аспекту изобретения, указанные средства для перемещения, обеспечивающие вращение, содержат электрический двигатель, управляемый при помощи инвертора.
Согласно одному аспекту изобретения, средства для перемещения контейнера выполнены с возможностью обеспечения возвратно-поступательного движения опорных средств перпендикулярно валику щетки. Такое решение применимо к параллелепипедным контейнерам.
Согласно одному аспекту изобретения указанные прижимные средства содержат осевой подшипник, неподвижно соединенный с головкой поршня.
Согласно одному аспекту изобретения указанные прижимные средства содержат линейный подшипник с рециркулирующими шариками, неподвижно соединенный с головкой поршня.
Согласно одному аспекту изобретения валик механизированной щетки соединен со вторыми средствами для перемещения, выполненными с возможностью обеспечения возвратно-поступательных движений вдоль продольной оси валика щетки, если длина вращающейся щетки меньше, чем высота этикетки.
Согласно одному аспекту изобретения средства для перемещения контейнера могут сообщать контейнеру возвратно-поступательные движения параллельно профилю щетки, если длина вращающейся щетки меньше, чем высота этикетки.
Согласно одному аспекту изобретения система для удаления этикеток содержит средства для перемещения вращающейся щетки в направлении контейнера, чтобы увеличивать контактное давление.
Система согласно изобретению способна удалять в холодных условиях этикетки, выполненные из бумаги, картона, пластмассы, или металлизированные этикетки, в том числе самоклеющиеся и несамоклеющиеся, любой формы и с любой отделкой, за короткий период времени и с низким потреблением тока и воды, без применения добавок или растворителей. Нанесение разбрызгиванием жидкой смазки на водной основе предотвращает перегрев контейнера, на который нанесена этикетка, и способствует устранению частей удаленной этикетки, таким образом, контейнер остается абсолютно чистым и без каких-либо царапин. Система согласно изобретению способна функционировать с любыми клеями, обычно применяемыми для нанесения этикеток, в частности, казеина, модифицированного крахмала, декстрина, модифицированного декстрина, целлюлозы, термоплавкого клея, и т.п., и независимо от расположения этикетки на контейнере. Необходимо просто закрепить контейнер таким образом, чтобы эта этикетка была досягаемой для вращающейся щетки.
Система может очищать контейнеры, изготовленные из стекла, пластмассы (поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена и поликарбоната), алюминия или стали без малейшего повреждения во время обработки щеткой, при этом гарантируется, что ни один очищенный контейнер не будет забракован, и все они могут быть повторно использованы непосредственно после окончания процесса удаления этикеток. Наиболее подходящими для очистки при помощи системы согласно изобретению являются контейнеры, которые имеют цилиндрическую поверхность для нанесения этикетки, в частности бутылки, стеклянные и металлические банки, однако, гибкость металлических или пластмассовых волокон вращающейся щетки вместе с возможностью возвратно-поступательного перемещения контейнера относительно щетки обеспечивает функционирование системы даже с контейнерами, которые имеют плоские стороны или неправильную форму, как, например, флаконы, барабаны, ящики и коробки.
Это позволяет использовать данную систему для удаления этикеток не только в области пищевых продуктов или напитков, но также, в частности, в химической, фармацевтической и косметической отраслях.
Краткое описание чертежей
Другие цели и достоинства настоящего изобретения являются очевидными из приведенного ниже описания его варианта осуществления и чертежей, прилагаемых только в качестве неограничительного примера, на которых представлено:
фигура 1 - вид спереди системы для удаления этикеток согласно изобретению, предназначенной, в частности, для цилиндрических контейнеров;
фигура 2 - схематическое изображение механизма перемещения контейнеров системы с фигуры 1;
фигура 3 - вид сверху системы с фигуры 1;
фигура 4 - система с фигуры 1, используемая для удаления этикеток с контейнеров параллелепипедной формы;
фигура 5 - вид сверху системы с фигуры 4.
Осуществление изобретения
В приведенном ниже описании эквивалентные элементы, показанные на различных чертежах, могут быть обозначены одинаковыми ссылочными номерами.
При описании одного чертежа может быть сделана ссылка на элементы, показанные не на этом, а на предыдущих чертежах. Масштаб и пропорции различных показанных элементов не обязательно соответствуют фактическому масштабу/пропорциям.
На фигуре 1 показана система для удаления этикетки 1, нанесенной на контейнер многократного использования, в данном случае - на винную бутылку ВТ цилиндрической формы, однако, эта система способна также удалять этикетки с контейнеров LT параллелепипедной формы (фигура 4). Система содержит основание 2, с правой стороны которого, как показано на чертеже, установлена вертикальная стойка 3 для опоры рамы 4, которая имеет С-образное продольное сечение и поддерживает, а также вмещает механизм перемещения контейнеров. На основании 2 с левой стороны чертежа показан установленный вертикально пневматический цилиндр 5 во втянутой конфигурации поршня 5а, конец которого жестко соединен со второй рамой 6, которая также имеет С-образное продольное сечение и поддерживает, а также вмещает механизм перемещения вращающейся щетки 7 для удаления этикетки 1.
Сквозь вращающуюся щетку 7 проходит приводной вал 8 электрического двигателя 9, прикрепленного к верхней части рамы 6 при помощи скобы 10, неподвижно соединенной с направляющими 11, которые поддерживают вал 8 двигателя 9 в вертикальном положении. Направляющие 11 позволяют перемещать двигатель 9 в горизонтальной плоскости. Скоба 10 расположена близко к концу направляющих 11, ближнему к приводному валу 8. Направляющие содержат трак 11а, неподвижно соединенный с рамой 6, в которой может скользить ползун 11b, неподвижно соединенный со скобой 10. Рама 6 и трак 11а имеют выемку 6а, которая позволяет предотвратить столкновение с приводным валом 8 во время движения последнего. Скоба 10 соединяется с ползуном 11b при помощи соединительной системы 17, содержащей две короткие спиральные пружины 18, создающие степень свободы для поглощения возможных продольных колебаний приводного вала 8, которые могут возникать, в частности, во время запуска двигателя 9, исключая таким образом, опасные деформации. Внутри пружин 18 установлены штифты 18а, которые проходят сквозь скобу 10, обеспечивая вертикальное положение пружин. Вращающаяся щетка 7 установлена на приводном валу 8, в нижней части последнего. Дальний конец вала 8 вставлен в конический роликовый подшипник 12, установленный в блоке 13, неподвижно соединенном с концом поршня 14 второго пневматического цилиндра 15 двустороннего действия, прикрепленного к нижней части рамы 6. Небольшой фрагмент, выделенный штриховым контуром на чертеже, показывает это соединение в увеличенном масштабе. Поршень 14 установлен перпендикулярно приводному валу 8. Блок 13 расположен на ползуне 16а вторых направляющих 16, неподвижно соединенных с рамой 6. Блок 13 неподвижно соединен с ползуном 16а. В конфигурации, показанной на чертеже, поршень 14 максимально выдвинут. Конический роликовый подшипник 12 уменьшает радиальное трение приводного вала 8, которое создается вследствие упора поршня 14 в блок 13, при этом щетка 7 может оказывать необходимое давление на бутылку ВТ. Кроме того, конический роликовый подшипник 12 поглощает осевое давление, создаваемое сжатием пружин 18 во время пуска двигателя 9. Для этого ползун 16а имеет вырез, в который может входить конец приводного вала 8.
Высота вращающейся щетки 7 примерно равна высоте стеклянной винной бутылки емкостью 750 мл и, таким образом, превышает высоту корпуса бутылки. В конфигурации, показанной на чертежах, длина приводного вала примерно в два с половиной раза больше высоты щетки 7.
К нижней части рамы 4 прикреплен кожух 20, предназначенный для размещения механизма вращения плиты 23, на которой расположен контейнер ВТ. Плита 23 расположена на плите 21, снабженной двумя посадочными гнездами, в которых могут перемещаться при помощи скольжения два ответных выступа плиты 23; при этом плита 23 приводится в движение ползуном устройства 31, с которым она жестко соединена. Устройство 31 приводится в движение коротким приводным валом 22, выходящим из кожуха 20. Возвратно-поступательное движение скользящей плиты 23 происходит в направлении, перпендикулярном валу 8 двигателя 9 и поршню 14 цилиндра 15. Такое перемещение используется не для цилиндрического контейнера ВТ, а только для контейнеров параллелепипедной формы. Контейнер ВТ, расположенный на скользящей плите 23, установлен на оси вращения плиты 21. В конфигурации полного выдвижения поршня 14 щетка 7 находится в контакте с поверхностью контейнера ВТ и поэтому может соскабливать этикетку 1. Контейнер ВТ прижимается к скользящей плите 23 головкой 26 поршня 24, вертикально выходящего из пневматического цилиндра 25 двустороннего действия, прикрепленного к верхней стенке рамы 4. Поршень 24 также ориентирован вдоль оси вращения плиты 21. Головка 26 имеет последовательное соединение с ползуном 28 и с осевым подшипником 27, расположенным на цилиндрическом ВТ или параллелепипедном LT контейнере во время приложения давления. Последовательное соединение 28, 27 отделяет поршень 24 от вращательного движения, сообщаемого контейнеру цилиндрической формы ВТ или параллелепипедной формы LT. В качестве альтернативы ползуну 28 можно соединить конец поршня 24 с линейным подшипником с рециркулирующими шариками. Маленькая трубка 38 разбрызгивает смазочную жидкость на водной основе в контактной зоне между щеточным валиком 7 и контейнером ВТ. Указанная жидкость может также представлять собой воду под давлением, равным давлению в бытовом водопроводе.
На фигуре 2 показано схематическое изображение механизма перемещения скользящей плиты 23 в кожухе 20. На этом чертеже показан второй электрический двигатель 29, приводной вал 30 которого расположен перпендикулярно поршню 24 цилиндра 25 и соединяется с плитой 21 при помощи пары конических зубчатых колес 32 и 33 и промежуточной муфты 39 сцепления, активируемой или деактивируемой оператором при смене формы контейнера с цилиндрической на параллелепипедную или наоборот. Муфта 39 сцепления соединяет вал конического зубчатого колеса 33 с коротким приводным валом 41, неподвижно соединенным с плитой 21 в ее центре. Приводной вал 30 проходит сквозь коническое зубчатое колесо 32 и входит в зацепление со второй муфтой сцепления 34, идентичной муфте 39 сцепления и управляемой синхронно с ней. Из муфты сцепления 34 выходит короткий приводной вал 22, который управляет перемещающим устройством 31. Последний представляет собой коленчатый вал и кулису с прорезью, содержащую толкатель 35, жестко соединенный с одним концом тяги 36, второй конец которой жестко соединен с наружным кольцом радиального шарикоподшипника 37, а его внутреннее кольцо неподвижно соединено со скользящей плитой 23. Толкатель 35 перемещается перпендикулярно поршню 24 цилиндра 25 и поршню 14 цилиндра 15.
На фигуре 3 показан вид сверху вращающейся щетки 7, находящейся в контакте с контейнером ВТ с фигуры 1 для удаления этикетки 1. В конфигурации, показанной на чертеже, коленчатый вал и кулиса 31 деактивированы, плита 21 вращается двигателем 29, и направление вращения вращающейся щетки 7 совпадает с направлением вращения скользящей плиты 23, поэтому тангенциальные скорости вращающейся щетки 7 и контейнера ВТ в контактной зоне имеют противоположные направления.
На фигуре 4 показана система с фигуры 1, используемая для удаления самоклеющейся этикетки 40, приклеенной к параллелепипедному контейнеру LT. В конфигурации, показанной на фигуре 4, контейнер LT, расположенный на скользящей плите 23, имеет максимальный размер, допускаемый системой удаления. При этом следует отметить, что контейнер LT, показанный на чертеже, почти полностью занимает основание скользящей плиты 23, а поршень 24 цилиндра 25 втягивается на расстояние, соответствующее разности высот контейнеров LT и ВТ. Поршень 14 цилиндра 15 втягивается на расстояние, соответствующее разности между половиной ширины контейнера LT и радиусом контейнера ВТ. Поскольку высота вращающейся щетки 7 меньше, чем высота этикетки 40, управление цилиндром 5 осуществляется таким образом, чтобы обеспечить возвратно-поступательное движение рамы 6. В конфигурации, показанной на чертеже, поршень 5а цилиндра 5 почти полностью выдвинут для удаления этикетки 40, при этом удаление этикетки 40 в нижней части закончено.
На фигуре 5 показан вид сверху вращающейся щетки 7 в контакте с контейнером LT с фигуры 4. В конфигурации, показанной на чертеже, коленчатый вал и кулиса 31 с прорезью активированы, в то время как вращение плиты 21 деактивировано.
При этом абсолютно очевидно, хотя и не показано на чертежах, что представленная здесь система для удаления этикеток содержит компрессор для привода пневматических цилиндров 5, 15, 25 и микропроцессорную систему управления, оснащенную пультом управления с кнопками и сигнальными лампами, доступную для оператора.
Процесс функционирования вначале рассмотрим применительно к удалению этикетки 1 с бутылки ВТ. В исходном положении поршень 5а цилиндра 5, поршень 14 цилиндра 15 и поршень 24 цилиндра 25 полностью втянуты, электрические двигатели 9 и 29 выключены, муфты сцепления 34 и 39 выведены из зацепления, водяной насос выключен, а направляющие скользящей плиты 23 расположены параллельно направлению перемещения толкателя 35. Оператор устанавливает бутылку ВТ на основание в центре скользящей плиты 23 и приводит в действие цилиндр 25 до тех пор, пока датчик (не показан) не передаст сигнал о достижении необходимого давления головки 26 поршня на бутылку ВТ, при этом выдвижение поршня прекращается. Поскольку вращающаяся щетка 7 установлена на одном уровне с основанием бутылки ВТ, а этикетка 1 имеет меньшую высоту, чем профиль щетки, цилиндр 5 не приводится в действие. Цилиндр 15 приводится в действие, чтобы создать контакт вращающейся щетки 7 с этикеткой 1 бутылки ВТ до тех пор, пока второй датчик (не показан) не передаст сигнал о достижении контакта между щеточным валиком 7 и бутылкой ВТ с небольшим давлением, при этом выдвижение поршня прекращается. В этот момент производится одновременное включение: водяного насоса, двигателя 9 для управления вращением вращающейся щетки 7, двигателя 29 и муфты 39 сцепления для соединения вала, выходящего из конического зубчатого колеса 33, с приводным валом 41 и управление вращением бутылки ВТ в том же самом направлении, что и направление вращения вала 8 двигателя 9 или в противоположном направлении, но с различной скоростью. В частности, управление двигателем 9 осуществляется при помощи инвертора, чтобы установить угловую скорость вала 8, равную 1400 об/мин (оборотов в минуту) при вращении щетки 7 металлического типа. Управление двигателем 29 для перемещения бутылки ВТ также осуществляется при помощи инвертора, чтобы установить угловую скорость приводного вала от 30 до 800 об/мин. Из трубки 38 разбрызгивается вода, которая имеет температуру окружающей среды и давление 1.5 бар, чтобы получить скорость потока 23 литра в минуту. Щетка 7 прижимается к бутылке ВТ на 4-5 секунд, что является в среднем достаточным временем для удаления этикетки 1.
После окончания удаления этикетки 1 двигатели 9 и 29 выключаются, поршень 24 втягивается на достаточную величину для съема бутылки ВТ и установки другой бутылки из той же самой партии для удаления ее этикетки. Вышеописанный процесс повторяется для всех бутылок, имеющих одинаковую форму и размер.
Теперь перейдем от удаления этикеток 1 с бутылок ВТ к рассмотрению удаления этикеток 40 с параллелепипедных контейнеров LT. Для этой цели удобно возвратить систему в описанное выше исходное положение. Оператор устанавливает контейнер ВТ на основание в центре скользящей плиты 23 и приводит в действие цилиндр 25 до тех пор, пока датчик (не показан) не передаст сигнал о достижении необходимого давления головки 26 поршня на контейнер LT, при этом выдвижение поршня прекращается. Цилиндр 15 приводится в действие, чтобы создать контакт вращающейся щетки 7 с этикеткой 40 контейнера LT до тех пор, пока второй датчик не передаст сигнал о достижении контакта между щеточным валиком 7 и контейнером LT с небольшим давлением, при этом выдвижение поршня прекращается. В этот момент производится одновременное включение: водяного насоса, двигателя 9 для управления вращением вращающейся щетки 7, двигателя 29 и муфты 34 сцепления для соединения приводного вала 30, выходящего из конического зубчатого колеса 32, с приводным валом 22 и активирование коленчатого вала и кулисы 31 с прорезью, управление возвратно-поступательным движением скользящей плиты 23 и, следовательно, контейнера LT. В верхней части, обращенной к контейнеру LT, ползун 28, содержащийся в головке 26, отделяет поршень 24 от перемещения скользящей плиты 23. Поскольку вращающаяся щетка 7 установлена на одном уровне с основанием контейнера LT, а этикетка 40 имеет большую высоту, чем профиль щетки, необходимо приводить в действие цилиндр 5, чтобы полностью удалить этикетку 40. Оператор может использовать два режима. Согласно первому режиму вращающаяся щетка 7 совершает медленные возвратно-поступательные движения. Согласно второму режиму поршень 5а медленно выдвигается, постепенно удаляя этикетку 40 по мере выдвижения.
В том случае, если этикетка прикреплена к соседним сторонам параллелепипедного контейнера LT, после удаления этикетки с первой стороны необходимо остановить систему, слегка вдвинуть поршень 24 и повернуть контейнер на 90° на скользящей плите 23 таким образом, чтобы сторона, на которой продолжается этикетка, была расположена напротив вращающейся щетки 7, и активировать новый процесс удаления.
Из описания предпочтительного варианта осуществления очевидно, что специалисты в данной области техники могут вносить любые изменения без отклонения от охраняемого объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.