ЛИНИЯ ДЛЯ УПАКОВКИ ПРОДУКЦИИ В ТЕРМОУСАДОЧНУЮ ПЛЕНКУ

Данное техническое решение относится к упаковочным машинам для ручной 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 формообразующими узлами для образования пакетов продукции, термотоннелями, приемным и промежуточным рольгангами.
Из достинутого уровня техники известны линии для упаковки в термоусадочную пленку изделий, каждая из которых содержит термоусадочный модуль, упаковочный модуль, подводящий и отводящий транспортеры, узел сварки пленки, верхний и нижний узлы размотки пленки, элементы автоматического управления работой линией, пневмопривод исполнительных органов линии, устройство фиксации упаковки, автоподмотчики пленки.
Из патентной документации 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 2203 841C1, 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 рулон 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 торцов 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 4945707 A, 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 современным требованиям к их производительности и качеству упаковки, а также требованиям компактности, поскольку они применимы для выполнения соответствующих им операций 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 смонтирован термонож, его верхняя планка имеет чашку магнита, взаимодействующую с магнитом, закрепленным на упоре термоножа, термонож имеет пружинный механизм его возврата в исходное верхнее положение, а также рукоятку его перемещения, к раме модуля пристыкованы справа и слева по ходу движения продукции подающий и промежуточный рольганги, модуль оснащен закрепленным на его раме коробом для прохождения через него продукции, за промежуточным рольгангом по ходу движения продукции на раме установлен приводной цепной конвейер, к раме конвейера пристыкован выполненный в виде стола приемный рольганг, на средней части рамы конвейера закреплен термотоннель с расположенными в его полости электронагревателями и, по меньшей мере, одним средством для циркуляции горячего воздуха в полости термотоннеля, при этом на раме упаковочного модуля, во внутреннем ее проеме, установлены приводные ролики, на которых расположен рулон пленки, в нижней части рамы упаковочного модуля закреплен обводной ролик, расположенный за пределами рамы и взаимодействующий с пленкой, также в нижней части рамы модуля закреплен натяжитель пленки, от которого она простирается к обводному ролику, при этом линия имеет воротник, который выполнен в виде изогнутого в нескольких плоскостях прутка, имеющего закругленную часть, расположенную на одной стороне короба, и перекрещивающиеся части, расположенные на другой противоположной стороне короба, воротник закреплен на раме модуля и огибает короб со всех сторон.
Конвейер содержит соединенные с электродвигателем замкнутые ветви цепей, которые соединены со звеньями цепей траками, а рольганг содержит раму с верхними направляющими, в которых по длине выполнены гнезда с расположенными в них концами съемных роликов.
Натяжитель выполнен в виде двуплечего рычага, средней частью шарнирно закрепленного на нижней части рамы модуля, на одном конце натяжителя с возможностью перемещения закреплен противовес, а на другом конце натяжителя выполнена рамка, через которую проходит полотно пленки. Один приводной ролик соединен с электродвигателем его вращения.
На фиг.1 показана линия для упаковки продукции в термоусадочную пленку, вид спереди по отношению к продольной оси линии; на фиг.2 - вид на линию сверху; на фиг.3 - схема запасовки пленки; на фиг.4 короб линии с расположенным вокруг него воротником.
Линия содержит упаковочный модуль 1 (фиг.1), в направляющих рамы 2 которого смонтирован термонож 3 с возможностью его продольного перемещения. К раме 2 пристыкованы рольганги 4, расположенные справа и слева от термоножа по ходу движения продукции. Расположенный слева от упаковочного модуля 1 рольганг 4 является подающим, а расположенный справа от модуля 1 рольганг 4 является промежуточным. Упаковочный модуль 1 имеет короб 5 для прохождения через него одной единицы длинномерной продукции, например, бруса или нескольких единиц продукции, например, уложенных друг на друга несколько досок, подлежащих упаковке пленкой в блок продукции. Под блоком продукции понимается несколько единиц продукции или изделий, или множество единиц продукции, объединенных в блок пленкой. Короб 5 является частью формирователя блока упаковки.
За промежуточным рольгангом 4 по ходу движения продукции установлена рама 6 цепного конвейера 7, имеющего замкнутые ветви цепей, которые соединены траками 8, образующими движущуюся дорожку перемещения продукции. Конвейер 7 имеет привод 9 перемещения ветвей цепей, который закреплен на конце 10 рамы 6. К раме 6 конвейера пристыкован выполненный в виде стола приемный рольганг 11, содержащий жесткую раму 12 с верхними направляющими 13, в которых по длине выполнены гнезда с расположенными в них концами съемных роликов 14. На средней части рамы 6 закреплен термотоннель 15.
Каждая стойка рамы 2, приемного и промежуточного рольгангов 4, рам 6 и 12 имеет в нижней части регулируемую по высоте опору 16. Конвейер 7 (фиг.2) содержит соединенные с электродвигателем 9 замкнутые ветви цепей, которые соединены параллельно расположенными поперек конвейера траками 8.
На раме 2 модуля, во внутреннем ее проеме, установлены приводные ролики 17 (фиг.1), на которых расположен рулон 18 пленки, при этом, по меньшей мере, один ролик 17 соединен с электродвигателем 19 его вращения. В направляющих рамы 2 закреплен обводной ролик 20 (фиг.3), расположенный за пределами рамы 2 и служащий для направления пленки от рулона 18 в рабочую зону упаковочного модуля.
Линия имеет натяжитель 21 пленки, который выполнен по принципу двуплечего рычага, средней частью шарнирно закрепленного на раме 2. На одном конце натяжителя 21 с возможностью перемещения закреплен противовес 22, а на другом конце натяжителя выполнена рамка 23, через которую проходит полотно пленки.
Линия имеет воротник 24, который выполнен в виде изогнутого в нескольких плоскостях прутка (фиг.4), при этом воротник имеет закругленную часть 25, расположенную на одной стороне короба 5 и перекрещивающиеся части 26, расположенные на другой противоположной стороне короба. Воротник 24 закреплен на раме 2 и огибает короб 5 со всех сторон (фиг.4). Короб и воротник представляют узел формирования блока упаковки в рукав, образуемый из пленки воротником 24 на упаковочном модуле.
Термотоннель 15 (фиг.1) содержит установленное в его рабочей полости 27, по меньшей мере, одно средство 28 для циркуляции горячего воздуха в полости термотоннеля, которое соединено с электродвигателем 29, а также расположенные в рабочей полости термотоннеля электронагреватели 30, соединенные с источником электропитания. На раме 6, сбоку нее, установлен блок 31 управления линией с закрепленными в нем электрическими элементами управления термотоннелем и конвейером. Средство для циркуляции воздуха представляет собой оригинальную крыльчатку. Конструкция крыльчатки в данном описании не раскрывается, поскольку она представляет собой независимое и самостоятельное решение.
Функции указанного средства циркуляции воздуха может выполнять любое другое известное средство, например, вентилятор, прогоняющий воздух в полости термотоннеля в заданном направлении. Средство 28 циркуляции расположено под электродвигателем 29, закрепленным на корпусе термотоннеля. Конструкции средства вентиляции и термотоннеля, в их совокупности, имеют оригинальное исполнение и в данном описании также не раскрываются. В примере возможности реализации изобретения в качестве средства для циркуляции воздуха в термотоннеле можно использовать любую известную крыльчатку, имеющую лопасти.
Термонож 3 закреплен на его верхней планке 32 (фиг.5), имеет рукоятку 33 для перемещения термоножа, а также чашку 34 магнита взаимодействующую с электромагнитом 35, закрепленным на упоре 36 термоножа.
Термонож подпружинен пружинами возврата его в вертикальной плоскости в крайнее верхнее положение. Для этого внутри планки 32 термоножа, которая поворотно установлена на оси 37 крепления термоножа к упору 36, закреплен пружинный механизм 38, связанный с упором 36. На раме 2 установлен блок (не показан) управления термоножом 3. Пленка 39 (фиг.3) разматывается с рулона 18, огибает рамку 23 и обводной ролик 20 и охватывает собой короб 5.
Работает линия следующим образом. Продукцию, например, длинные доски вручную подают сначала на подающий рольганг 4, укладывают их друг на друга и формируют из них группу продукции. Заводят передний конец группы продукции в короб 5 и на выходе из него передний конец продукции входит в предварительно сформированный пленочный рукав, сформированный воротником 24. 3атем группу продукции при открытом термоноже протаскивают через короб 5. Протаскивание осуществляют вручную. Во время протаскивания группы продукции через короб воротник 24 сворачивает пленку и своими перекрещивающимися частями 26 укладывает с перехлестом одну продольную часть полотна пленки на другую продольную часть полотна пленки. При этом уложенные друг на друга доски оборачиваются пленкой. Таким образом, полотно пленки проходит через воротник 24 и оборачивается вокруг досок и при этом формируется обернутый пленкой блок продукции. При проталкивании продукции она перемещается на промежуточный рольганг 4 справа от модуля 1 (фиг.1) и занимает на линии промежуточное положение.
Края пленки в зоне ее перехлеста по всей длине упаковки, находящиеся на верхней части упаковки, для надежности и при необходимости свариваются точечным сварочным инструментом. Опускают термонож 3 до упора, при этом электромагнит 35 примагничивает чашку 34 магнита, происходит сварка края пленки вблизи торца упаковки и отрезка рукава пленки упаковки от общего рукава пленки, сбегающего с воротника 24 в течение времени, заданного для работы электромагнита 35. После завершения сварки термонож возвращается в исходное положение под действием пружинного механизма 38. Далее упаковку продукции перемещают по промежуточному рольгангу 4 на конвейер 7, который подает ее в термотоннель 15, где пленку упаковки нагревают до температуры, при которой пленка начинает усаживаться. После выхода из термотоннеля продукции происходит окончательная термоусадка пленки вокруг продукции, пленка сжимается, обжимает доски и при этом она отверждается, приобретая заданную жесткость. Пленка охлаждается воздухом при естественной температуре на приемном рольганге 11.
При работе линии, производительность которой зависит от пропускной способности термотоннеля, средство 28 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 обернута продукция, равномерно нагревается по всей поверхности блока продукции, контактирующей с нагретым воздухом, что исключает неравномерность нагревания пленки, неравномерность ее термоусадки, натяжения и тепловые напряжения в ней, приводящие к местным разрывам и микроскопическим отрицательным изменениям структуры пленки. При использовании в линии средства циркуляции горячего воздуха, установленного в термотоннеле, качество выходящей из термотоннеля упаковки существенно повышается, что позволяет повысить пропускную способность термотоннеля и, соответственно, производительность линии. При работе термотоннеля в его полости повышается давление горячего воздуха от вращения средства циркуляции, что также способствует повышению скорости прогревания пленки в термотоннеле и плотному ее прилеганию к поверхности продукции. Эффективность и скорость нагрева пленки позволило повысить пропускную способность линии, уменьшить ее габариты за счет уменьшения габаритов термотоннеля. Техническое решение использовано в проекте конструкции упаковочной линии УМ-1 «Лайн» ручная.