УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЫТИЯ ЕМКОСТИ

Полезная модель относится к области упаковки и может быть использовано при упаковке различных веществ в упруго-деформируемые емкости, преимущественно из пластмассы. Известно устройство, содержащее конвейер с посадочными местами для размещения туб и установленные вдоль конвейера узел прижима друг к другу противолежащих частей открытого торца тубы, узел сворачивания сомкнутого края тубы, узел нагрева и сжатия свернутого конца тубы, узел охлаждения и маркировки туб (патент Великобритании №2195949, МПК В 29 С 65/20, В 65 В 7/14, опуб. 20.04.1988 г.). Узел нагрева и сжатия свернутого конца тубы выполнен в виде прижимных губок со встроенными в них нагревательными элементами. Недостатком известного способа является то, что при одновременном нагреве и сжатии концов тубы может нередко происходит к деформации стенок концов тубы и, как следствие, к некачественному закрытию тубы и возможной ее разгерметизации. Известно устройство для наполнения и закрытия туб, содержащее вращающийся ротор с посадочными местами для установки туб, и установленные по периферии ротора узел налива тубы, узел корректировки высоты тубы, узел зажима открытых концов тубы, узел образования складок, маркировки и охлаждения концов тубы и узел сбрасывания готовой продукции. Узел зажима открытых концов тубы выполнен в виде тисков с нагревающимися губками (патент США №4240238, МПК В 65 В 7/14, опуб. 23.12.1980 г.). Наполненную веществом гибкую тубу устанавливают открытым концом вверх, прикладывают к противолежащим частям открытого торца тубы прижимное усилие с одновременным тепловым воздействием на них, затем, не снимая нагрузки, выдерживают в
течение периода разогрева области герметизации, после чего снимают прижимное усилие.
Выполнение тисков с нагревающимися губками приводит к тому, что при разогрев области герметизации тубы осуществляется без снятия прижимного усилия с открытого торца тубы. При этом возникает перегрев и деформация наружной части тубы в месте контакта с нагретым прижимным устройством, а при несоблюдении режима выдержки - некачественная герметизация. Это приводит к ухудшению качества укупорки тубы. Кроме того, такое устройство обладает высокой энергоемкостью, что увеличивает затраты на упаковку.
Известно устройство для наполнения и закрытия пластмассовой тубы, содержащее конвейер с посадочными местами для установки тубы и размещенные по периферии конвейера узел корректировки вертикального положения тубы, узел заполнения тубы, узел одновременного нагрева и зажима открытых концов тубы (патент США №5649406, МПК В 65 В 7/14, опуб. 22.07.1997 г.).
Однако при разогреве открытого конца тубы без снятия прижимного усилия также может возникнуть перегрев, оплавление и деформация области герметизации. Это снижает качество герметизации упаковки.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для наполнения жидким продуктом и закрытия пластмассовой тубы, содержащее поворотный стол с посадочными местами для установки туб и размещенные по периферии стола узел заполнения тубы жидким продуктом, узел закрытия тубы. При этом узел закрытия тубы одновременно осуществляет нагрев, соединение и зажим открытых концов тубы (патент Великобритании №1415054, МПК В 67 С 7/00, В 65 В 7/14, опуб. 26.11.1975 г.). Узел закрытия тубы выполнен в виде тисков с нагревающимися губками. Тубу устанавливают в посадочное место поворотного стола открытым концом вверх, прикладывают к противолежащим частям открытого торца тубы прижимное усилие с одновременным тепловым воздействием на них. При этом тепловое воздействие осуществляют на наружную поверхность тубы с помощью нагретых электрическим током губок прижимающих тисков.
Недостаток известного устройства заключается в том, что тиски выполнены с нагревающимися губками. Это приводит к тому, что при разогрев области
герметизации тубы осуществляется без снятия прижимного усилия с открытого торца тубы. При этом возникает перегрев и деформация наружной части тубы в месте контакта с нагретым прижимным устройством, а при несоблюдении режима выдержки - некачественная герметизация. Это приводит к ухудшению качества укупорки тубы. Кроме того, такое устройство обладает высокой энергоемкостью, что увеличивает затраты на упаковку.
Задачей настоящего изобретения является повышение качества герметизации открытого конца емкости при снижении энергозатрат.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, обеспечение нагрева и прижима открытых концов емкости в различных температурных режимах.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для закрытия емкости, содержащем рабочий стол с посадочными местами для установки емкостей и размещенные по его периферии узел наполнения емкости препаратом и узел закрытия емкости, согласно полезной модели, узел закрытия емкости состоит из последовательно установленных друг за другом узла нагрева открытого конца емкости и узла зажима сторон открытого конца емкости, при этом узел зажима сторон открытого конца емкости выполнен с возможностью охлаждения соединяемых сторон открытого конца емкости.
При этом узел нагрева открытых концов емкости может быть выполнен в виде втулки, со стороны открытого торца которой выполнен кольцевой паз для размещения открытого конца емкости, ограниченный наружной и внутренней стенками, а внутренняя стенка выполнена с возможностью передачи теплового воздействия на открытый конец емкости.
Кроме того, узел закрытия емкости содержит тиски с зажимными губками, в каждой из которых выполнен канал для прохождения охлаждающего препарата.
Заявляемая совокупность признаков обеспечивает разогрев кромки боковой стенки открытого конца емкости непосредственно в области закрытия, а затем соединение и прижим друг к другу противоположных стенок открытых концов емкости при их постоянном охлаждении. При этом нагрев и прижим открытых концов емкости осуществляется в различных температурных режимах, что
позволяет обеспечить качественное закрытие емкости. Кроме того, раздельный разогрев и прижим кромки боковой стенки открытого конца емкости снижает энергозатраты при работе устройства, так как на разогрев открытых концов полимерной емкости требуется меньше энергии, чем на разогрев металлических губок тисков. Возможность разогрева открытых концов емкости воздействием чистого горячего воздуха на внутреннюю поверхность области закрытия обеспечивает бесконтактный нагрев, создающий условия «чистой» упаковки препарата, что позволяет применять способ при упаковке, например, пищевых, фармацевтических, ветеринарных и косметических групп товаров.
Заявляемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для закрытия емкости, на фиг.2 - схема узла налива препарата в емкость, на фиг.3 - схема узла разогрева открытых концов емкости, на фиг, 4 - фрагмент I на фиг.3, разрез, в увеличенном масштабе, на фиг.5 - схема узла закрытия открытых концов емкости в исходном положении; на фиг.6 - схема узла закрытия открытых концов емкости в конечном положении, на фиг.7 - вид Б на фиг.6, разрез, в увеличенном масштабе.
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - рабочий стол; 2 - узел позиционирования емкости; 3 - емкость; 4 - узел наполнения емкости; 5 - узел разогрева открытого конца емкости; 6 - узел закрытия емкости; 7 - узел выдачи готового изделия; 8 - приемная втулка; 9 - датчик контроля наличия емкости; 10 - насос; 11 - выходной патрубок насоса 10; 12 - втулка для подачи горячего воздуха; 13 - кольцевой паз на втулке 12; 14 - наружная стенка кольцевого паза 13; 15 - внутренняя стенка кольцевого паза 13; 16 - отверстие на внутренней стенке 15 кольцевого паза 13; 17 - канал для подачи горячего воздуха; 18 - фильтр очистки горячего воздуха; 19 - зажимные губки тисков; 20 - привод перемещения зажимных губок 19 тисков; 21 - канал в зажимных губках 19 тисков; 22 - трубки для прохождения охлаждающей жидкости.
Устройство для закрытия емкости состоит из рабочего стола 1, по периферии которого последовательно расположены функциональные узлы: узел 2 позиционирования емкости 3, узел 4 наполнения емкости 3 препаратом, узел 5 разогрева открытого конца емкости 3, узел 6 закрытия открытого конца емкости 3 и узел 7 выдачи готового изделия. При этом узел 6 закрытия открытого конца
емкости 3 с возможностью охлаждения соединяемых сторон открытого конца емкости 3, например либо за счет естественного охлаждения окружающим атмосферным воздухом, либо за счет искусственного охлаждения.
На рабочем столе 1 выполнены посадочные места для позиционирования емкости 3, например, в виде приемных втулок 8. Для наполнения емкостей различного размера приемные втулки 8 целесообразно выполнять сменными. Центрирование емкостей 3 на поворотном столе 1 обеспечивается различной конфигурацией, размерами и глубиной посадочного отверстия приемной втулки 8. Для контроля состояния загрузки поворотного стола 1 перед узлом 4 наполнения емкости 3 препаратом установлен датчик 9 контроля наличия емкости 3 в отверстии приемной втулки 8 (фиг.1). Рабочий стол 1 может быть выполнен, например, в виде поворотного стола или конвейера.
Узел 4 наполнения емкости препаратом содержит насос 10 с выходным патрубком 11 (фиг.2).
Узел 5 разогрева открытых концов емкости 3 содержит втулку 12, со стороны открытого емкости тубы, ограниченный наружной 14 и внутренней 15 стенками. Для передачи теплового воздействия на открытый конец емкости, например, подачи горячего воздуха, на стенке 15, ограничивающей паз 13 с внутренней стороны, выполнен ряд отверстий 16, расположенных равномерно по поверхности стенки 15 (фиг.3 и 4); Для подачи горячего воздуха на внутреннюю поверхность открытого торца емкости 3 на втулке 12 выполнен канал 17. При необходимости соблюдения «чистых» условий упаковки узел 5 может быть снабжен фильтром 18 для очистки воздуха (фиг.4). После поступления емкости 3 на позицию разогрева ее открытых концов втулка 12 опускается вниз, при этом открытый конец емкости 3 входит в кольцевой паз 13. Включается подача горячего воздуха, который по каналу 17 через отверстия 16 поступает на внутреннюю поверхность кромки боковой стенки открытого конца емкости, разогревая ее. Втулка 12 возвращается в исходное положение и емкость 3 перемещается поворотным столом 1 на следующую позицию к узлу 6 закрытия емкости (фиг.3).
Узел 6 закрытия емкости содержит тиски с двумя зажимными губками 19, которые приводятся в движение сжатым воздухом от привода 20. Для искусственного охлаждения наружной поверхности кромки боковой поверхности открытого
конца емкости в зажимных губках 19 может быть выполнен канал 21 для прохождения охлаждающей жидкости через трубки 22, выполненные, например, из полимерного материала (фиг.5, 6 и 7).
После снятия прижимного усилия с кромок емкости 3 поворотный стол 1 перемещает ее на следующую позицию. Узел 7, содержащий, например, выталкиватель (на чертеже не показан) обеспечивает выдачу готового изделия.
Устройство для закрытия емкости работает следующим образом.
Пластмассовую емкость 3, например, тубу, изготовленную из полипропилена, устанавливают в приемную втулку 8 рабочего стола 1 открытым концом вверх. Рабочий стол 1 совершает поворот, и емкость 3 располагается напротив узла 4 наполнения емкости. В полость емкости 3 насосом 10 через выходной патрубок 11 подается необходимое содержимое. Рабочий стол 1 совершает следующий поворот, и емкость 3 поступает на позицию разогрева ее открытого конца. Втулка 12 опускается вниз, при этом открытый конец емкости 3 входит в кольцевой паз 13. На внутреннюю поверхность кромки боковой стенки открытого конца емкости 3 по каналу 17 через отверстия 16 втулки 12 подают горячий воздух. При этом внутренняя поверхность места закрытия нагревается больше, чем внешняя. Температура горячего воздуха составляет 160°-180°C. Выбор температуры горячего воздуха обусловлен тем, что упруго-деформируемые емкости изготавливают в основном из полипропилена низкого или высокого давления. Температура, при которой полипропилен переходит в жидкое состояние, равна 200°-220°C. Поэтому при температуре горячего воздуха на область закрытия выше 180°С материал расплавляется до жидкого состояния, края емкости деформируются, теряют форму и дальнейшее соединение краев емкости 3 не осуществимо. При температуре горячего воздуха ниже 160°С разогрев краев емкости 3 недостаточный, что затрудняет процесс их соединения.
Если в емкость 3 упаковывают вещество, требующее соблюдения «чистых» условий при упаковке, например, фармацевтический препарат, то осуществляют очистку горячего воздуха.
После разогрева открытого конца емкости 3 рабочий стол 1.совершает следующий поворот, и емкость 3 поступает на позицию закрытия емкости.
К противоположным сторонам кромки боковой стенки открытого конца емкости 3 подводят зажимные губки 19 и прикладывают прижимное усилие. При этом расплавленные на предыдущей позиции кромки открытого торца емкости, прижимаясь друг к другу, прочно соединяются. Для ускорения происходящего при этом процесса диффузии и для устранения перегрева наружной поверхности емкости зажимные губки 19 могут искусственно охлаждаться.
После снятия прижимного усилия с кромок емкости 3 рабочий стол 1 перемещает ее на следующую позицию, где обеспечивается выдача готового изделия.
Реализация заявляемого устройства позволит обеспечить качественное закрытие емкости, за счет обеспечения различных температурных режимов при нагреве и прижиме открытого конца емкости. Кроме того, по сравнению с известными конструкциями устройств, работающих на принципе нагрева открытого конца емкости горячими тисками, предложенное устройство позволяет значительно снизить энергозатраты при его эксплуатации.