Устройство для уплотнения и переноса комплектов фильтрующих пакетов, содержащих вещества для настаивания
DEVICE FOR PACKING AND TRANSFERRING SETS OF FILTERING PACKETS CONTAINING SUBSTANCES FOR INFUSION

Предложенное изобретение относится к устройству, предназначенному для уплотнения и переноса комплектов фильтрующих пакетов, содержащих вещества для настаивания.
В частности, предложенное изобретение относится к компактному размещению и переносу упорядоченных комплектов фильтрующих пакетов с веществами для настаивания, например, такими как чай, ромашка или подобные травы.
Как изображено на фиг. 1, каждый фильтрующий пакет 101, входящий в комплект 100 расположенных упорядоченным образом фильтрующих пакетов 101, как правило, находится во взаимном контакте со смежным пакетом 101 по стороне, имеющей самые большие размеры, определяя занятое в продольном направлении пространство, равное толщине «s» пакета 101, умноженной на количество указанных пакетов в комплекте 100. В частности, толщина «s» определяет боковой размер каждого фильтрующего пакета 101 вдоль нижнего конца 103 сомкнутых снизу в виде буквы W выступающих частей, в которых в основном расположено вещество 102 для настаивания.
В патенте США №3815316 описано устройство для упаковки комплектов фильтрующих пакетов внутри коробок, предназначенное для удовлетворения требованиям рынка о максимальном уменьшении продольного размера упаковочной тары 104 для комплектов фильтрующих пакетов 101, при неизменном количестве указанных пакетов внутри указанной тары.
Данное устройство содержит транспортный блок, ротор, вращающийся вокруг горизонтальной оси вращения, и пункт упаковки пакетов в коробки. В частности, транспортный блок формирует комплекты пакетов и обеспечивает подачу указанных комплектов к пункту упаковки в соответствии с горизонтальными копланарными плоскостями.
Транспортный блок содержит лотки, расположенные продольным образом относительно оси вращения ротора и диаметрально противоположно друг другу. В частности, внутри лотков помещается определенное количество фильтрующих пакетов, составляющих упорядоченный комплект.
Ротор поворачивает лотки на 180°, переворачивая расположенные внутри лотков комплекты фильтрующих пакетов, после чего снаружи на лотки действуют вибрационные средства для перераспределения содержимого, находящегося внутри данных пакетов.
На данном этапе толкающие средства удаляют фильтрующие пакеты из лотков и уплотняют указанные пакеты, уменьшая продольные размеры комплектов пакетов относительно их исходных размеров.
Далее, в конце процесса уплотнения комплектов пакетов толкающие средства высвобождают комплекты пакетов в коробки, расположенные по месту упаковки.
Упаковочное устройство описанного типа имеет недостатки.
Данное устройство фактически не обеспечивает возможности подачи комплектов фильтрующих пакетов в пункт упаковки, расположенный в более высокой горизонтальной плоскости относительно горизонтальной плоскости, в которой происходит формирование и подача указанных комплектов.
Цель предложенного изобретения заключается в создании устройства для уплотнения и переноса комплектов фильтрующих пакетов, которое обеспечивает устранение вышеуказанных недостатков.
Указанной цели добиваются посредством устройства для уплотнения и переноса комплектов фильтрующих пакетов, содержащих вещества для настаивания, которое отличается признаками, указанными в независимом п. 1 формулы изобретения.
Дополнительные признаки и преимущества предложенного изобретения станут более понятными из приведенного ниже пояснительного и, следовательно, неограничивающего описания предпочтительного варианта выполнения устройства, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых:
- на фиг. 1 изображен вид спереди комплекта фильтрующих пакетов, согласно известному уровню техники;
- на фиг. 2 изображен вид спереди комплекта фильтрующих пакетов, согласно предложенному изобретению;
- на фиг. 2а изображен общий вид в перспективе комплекта фильтрующих пакетов, представленных на фиг. 2;
- на фиг. 3 изображен схематический вид спереди устройства для уплотнения и переноса комплектов фильтрующих пакетов, согласно предложенному изобретению;
- на фиг. 4 изображена схема устройства, изображенного на фиг. 3, в виде сверху;
- на фиг. 5 изображен вид спереди фрагмента фиг. 3, по существу в открытом положении устройства;
- на фиг. 6 изображен вид спереди фрагмента фиг. 5, по существу в закрытом положении устройства;
- на фиг. 7 изображен вид сверху фрагмента фиг. 4, в первом рабочем положении устройства;
- на фиг. 8 изображен вид сверху фрагмента фиг. 7, во втором рабочем положении устройства.
Применительно к фиг. 3 и фиг. 4, номером 1 позиции обозначено устройство для уплотнения и переноса комплектов 2 фильтрующих пакетов 5, содержащих вещества 3 для настаивания.
Устройство 1 обеспечивает подачу комплектов 2 фильтрующих пакетов 5 к упаковочному устройству известного типа, которое не показано на чертеже и предназначено для упаковки указанных пакетов в общую тару 4, как изображено на фиг. 2.
Общая тара 4 относится к жесткой таре, выполненной из металлического или упаковочного материала.
Кроме того, общая тара 4 может представлять собой гибкую упаковку, такую как обертка или пакет.
Каждый комплект 2 фильтрующих пакетов 5 содержит фильтрующие пакеты 5, расположенные во взаимном контакте друг с другом. В частности, каждый фильтрующий пакет 5 контактирует со смежным пакетом по самой большой стороне 5а пакета.
Фильтрующий пакет 5 содержит вещество 3 для настаивания и состоит из листа фильтрующей бумаги обычного типа, при этом он имеет два отделения или две выступающие части 10, соединенные друг с другом и наложенные друг на друга. В частности, на нижнем конце 11 выступающих частей 10 фильтрующий пакет 5 имеет сомкнутое снизу основание в виде буквы W, в котором содержится вещество 3 для настаивания.
Фильтрующий пакет 5 имеет верхний конец 11а, противоположный нижнему концу 11, при этом к указанному верхнему концу присоединена нить 12, несущая бумажный ярлык 13, предназначенный для удержания всего пакета 5 в процессе его использования.
Таким образом, комплект 2, образованный фильтрующими пакетами 5, имеет по существу форму параллелепипеда, который вытянут вдоль продольной оси L и имеет две продольные боковые стенки 6, две поперечные стенки 7, верхнюю стенку 8 и нижнюю стенку 9, как изображено на фиг. 2а. В частности, нижняя стенка 9 образована нижними концами 11 частей 10 фильтрующих пакетов 5, верхняя стенка 8 образована верхними концами 11а фильтрующих пакетов 5, а обе поперечные стенки 7 определяются стороной 5а, имеющей самые большие размеры, соответствующего края фильтрующего пакета 5 комплекта 2.
В предпочтительном варианте выполнения комплект 2 фильтрующих пакетов 5 состоит из 25 указанных пакетов.
Фильтрующие пакеты 5 формируют до поступления в устройство 1 посредством формующего устройства, изображенного и описанного в публикации ЕР 1384664, на которую для полноты настоящего описания сделана ссылка.
Конвейерная лента 14 обеспечивает перенос фильтрующих пакетов 5 от формующего устройства (не показано) к пункту 15 формирования комплектов 2, состоящих из фильтрующих пакетов 5, следуя в направлении D рабочего хода.
Фильтрующие пакеты 5 переносятся по существу в вертикальном положении и, следовательно, вещество 3 для настаивания распределяется, главным образом, в нижнем конце 11 указанных пакетов. Таким образом, фильтрующие пакеты 5 имеют исходную толщину «s».
В частности, конвейер 14 имеет два моторизованных ремня 14а, обеспечивающих перенос фильтрующих пакетов 5, при этом каждый ремень 14а контактирует с самой большой стороной 5а каждого пакета 5.
Другими словами, фильтрующие пакеты 5 перемещаются с продольной осью, расположенной в вертикальном положении.
Толкающий рычаг 16, приводимый в движение посредством коленчатых рычагов известного типа и расположенный в соответствии с пунктом 15 формирования комплектов 2 фильтрующих пакетов 5, перемещает каждый отдельный фильтрующий пакет 5 с конвейера 14 для формирования комплекта 2, состоящего из указанных пакетов 5. В частности, толкающий рычаг 16 взаимодействует с самой большой стороной 5а каждого пакета 5 и перемещает пакет вдоль направления, которое по существу ортогонально направлению D рабочего хода. При этом толкающий рычаг 16 помещает фильтрующие пакеты 5 во взаимном контакте друг с другом по самой большой стороне 5а пакетов, образуя из указанных пакетов комплект 2.
Горизонтальная продольная ось комплекта 2, состоящего из фильтрующих пакетов 5 и сформированного посредством толкающего рычага 16, проходит в направлении L. Комплект 2 фильтрующих пакетов 5 окончательно сформирован, когда толкающим рычагом 16 уложено определенное количество пакетов 5 с взаимным контактом друг с другом.
После того как формирование комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 завершено, перемещающее средство 17 известным способом перемещает указанный комплект 2 от пункта 15 формирования комплектов к пункту 18 сбора. В частности, перемещающее средство 17 входит во взаимодействие с продольной боковой стенкой 6 комплекта 2 с обеспечением его перемещения с сохранением горизонтального положения продольной оси L и параллельно ей.
Пункт 18 сбора расположен в соответствии с первой горизонтальной плоскостью Р1.
Блок 19 переноса включает элемент 22 для переноса и поворота комплекта 2 фильтрующих пакетов 5, а также элемент 23 для уплотнения указанного комплекта 2 пакетов 5.
Элемент 22 для переноса и поворота комплекта пакетов направляет комплект 2 фильтрующих пакетов 5 от пункта 18 сбора к пункту 28 выпуска.
Пункт 28 выпуска расположен в соответствии со второй горизонтальной плоскостью Р2.
Вторая горизонтальная плоскость Р2 расположена на большей высоте по сравнению с первой горизонтальной плоскостью Р1, в частности, указанные первая плоскость Р1 и вторая плоскость Р2 задают определенный перепад h высот.
Элемент 22 для переноса и поворота содержит устройство 45 для подъема, которое проходит вдоль вертикальной оси V.
Устройство 45 для подъема выполнено с возможностью переноса комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 из первой горизонтальной плоскости Р1 во вторую горизонтальную плоскость Р2.
Устройство 45 для подъема содержит приводной ролик 22b и ведомый ролик 22а, поворачивающиеся вокруг своих осей V1, и кольцевую замкнутую цепь 27, перемещающуюся вокруг них. В частности, оси V1 являются горизонтальными осями, перпендикулярными вертикальной оси V устройства 45 для подъема.
Устройство 45 для подъема выполняет прерывистое вращательное движение.
Устройство 45 для подъема содержит множество элементов 24 для загрузки комплекта 2 фильтрующих пакетов 5.
Элементы 24 для загрузки прикреплены к цепи 27 устройства 45 и расположены на одинаковых расстояниях относительно друг от друга.
Каждый удерживающий элемент 24 имеет пару вильчатых захватов 25 и опорную пластину 26, выполненную с возможностью поддержки указанного комплекта 2.
В частности, как изображено на фиг. 5 и фиг. 6, вильчатые захваты 25 расположены на концах соответствующего удерживающего элемента 24.
В частности, вильчатые захваты 25 соединены с возможностью поворота с удерживающим элементом 24 и поворачиваются вокруг соответствующих горизонтальных осей 25а.
Более того, вильчатые захваты 25 соединены друг с другом посредством пары спиральных пружин 30. Пружины 30 образуют средство упругого соединения вильчатых захватов 25.
Если говорить более конкретно, спиральные пружины 30 представляют собой растягивающиеся пружины, обеспечивающие по существу закрытую конфигурацию захватов 25, как изображено на фиг. 6.
Приводы пневматического и известного типа (не изображено) обеспечивают преодоление стягивающих усилий пружин 30 для перемещения вильчатых захватов 25 по существу в открытую конфигурацию, как изображено на фиг. 5.
Таким образом, открытая конфигурация образуется, когда концы вильчатых захватов 25 расположены на большем, чем продольный размер комплекта 2, расстоянии друг от друга, обеспечивающем возможность введения или извлечения из удерживающего элемента 24 указанного комплекта 2 пакетов 5 без его повреждения.
Соответственно, закрытая конфигурация образуется, когда концы вильчатых захватов 25 расположены на меньшем, чем продольный размер комплекта 2, расстоянии друг от друга, обеспечивающем удерживание указанного комплекта 2 фильтрующих пакетов 5.
Вильчатые захваты 25 находятся по существу в открытой конфигурации в местоположении, соответствующем пункту 18 сбора и пункту 28 выпуска, обеспечивая, соответственно, операции загрузки и разгрузки удерживающего элемента 24.
Вильчатые захваты 25 находятся по существу в закрытой конфигурации при движении от пункта 18 сбора до пункта 28 выпуска, обеспечивая удерживание комплекта 2 пакетов 5 во время его переноса.
Опорная пластина 26 для комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 расположена между вильчатыми захватами 25 для поддержки указанного комплекта 2. Опорная пластина 26 имеет L-образную форму и включает первую стенку 31 и вторую стенку 32. Первая стенка 31 представляет собой горизонтальную стенку, предназначенную для поддержки комплекта 2 в соответствии с его нижней стенкой 9, а вторая стенка 32 является вертикальной стенкой, предназначенной для взаимодействия с продольной боковой стенкой 6 комплекта 2.
В процессе эксплуатации элемент 22 для переноса и поворота выполнен с возможностью поворота комплекта 2 пакетов 5 на 180° и его переноса от пункта 18 сбора к пункту 28 выпуска.
Комплект 2 фильтрующих пакетов 5 имеет, в местоположении, соответствующем пункту 18 сбора и пункту 28 выпуска, продольную ось L, расположенную по существу в горизонтальном положении.
В альтернативном варианте выполнения, не представленном на чертежах, комплект 2 фильтрующих пакетов 5, в местоположениях, соответствующих пункту 18 сбора и пункту 28 выпуска, имеет продольную ось L, расположенную по существу в вертикальном положении.
Для подачи комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 к соответствующему удерживающему элементу 24, в местоположении, соответствующем пункту 18 сбора пакетов, с устройством 45 для подъема синхронизировано средство 17 перемещения.
Для приема комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 приводы пневматического типа (не показано) управляют открытием вильчатых захватов 25.
При этом средство 17 перемещения располагает комплект 2 фильтрующих пакетов 5 на опорной пластине 26 с обеспечением контакта нижней стенки 9 и одной из продольных боковых стенок 6 комплекта 2 с первой и второй стенками 31 и 32, соответственно.
После того как комплект 2 надлежащим образом размещен на опорной пластине 26, вильчатые захваты 25 стягиваются посредством пружин 30, образуя закрытую конфигурацию.
В закрытой конфигурации каждый зажим 25, имеющий форму вилки, входит во взаимодействие с соответствующей поперечной стенкой 7 комплекта 2, прижимая друг к другу фильтрующие пакеты 5 и осуществляя их захват.
Элемент 24 для загрузки не только обеспечивает перемещение комплектов 2 фильтрующих пакетов 5 от пункта 18 сбора к пункту 28 выпуска, но и поворачивает их на 180° вокруг оси V1, переворачиваясь вместе с указанным комплектом.
Совместное действие вильчатых захватов 25 и опорной пластины 26 позволяет прочно удерживать комплект 2 фильтрующих пакетов 5 и обеспечивать опору для него в процессе перемещения на удерживающем элементе 24, в частности во время поворота вокруг оси V1.
Другими словами, в местоположении, соответствующем пункту 28 выпуска, удерживающий элемент 24 и соответствующий комплект 2 фильтрующих пакетов 5 переворачиваются, в частности, на 180° относительно их нормального положения, соответствующего пункту 18 сбора.
После поворота удерживающего элемента 24 вокруг оси V1 часть вещества 3 для настаивания, расположенная в нижнем конце 11 каждого пакета 5, распределяется по направлению к верхнему концу 11а.
В местоположении, соответствующем пункту 28 выпуска, комплект 2 фильтрующих пакетов 5 подается к элементу 23 для уплотнения.
Элемент 23 для уплотнения содержит по меньшей мере один удерживающий лоток 33 для комплекта 2 фильтрующих пакетов 5.
В частности, средство 33 извлечения проходит в основном вдоль горизонтальной продольной оси L1.
Лоток 33 имеет две длинные боковые стенки 34, две короткие стенки 35, нижнюю поверхность 36 и открытую верхнюю поверхность. Указанные стенки 34, 35 и 36 образуют полость 38, предназначенную для размещения комплекта 2 фильтрующих пакетов 5.
Элемент 23 для уплотнения содержит средство 39 ударного воздействия и уплотнения комплекта 2 фильтрующих пакетов 5. Средство 39 расположено в соответствии с короткими стенками 35 лотка 33.
Средство 39 ударного воздействия и уплотнения содержит пару толкателей 40, приводимых в действие соответствующим приводом 41. Приводы 41 предпочтительно представляют собой пневматические цилиндры.
Толкатели 40 расположены друг против друга внутри лотка 33. В частности, каждый толкатель 40 имеет опорную поверхность 40а, предназначенную для взаимодействия с передними стенками 7 комплекта 2.
Толкатели 40 имеют конфигурацию вилки с зубцами 43, между которыми образованы промежуточные полости 44.
Толкатели 40 могут быть перемещены по направлению друг к другу вдоль продольной оси L1 из первого рабочего положения во второе рабочее положение.
В первом рабочем положении продольное расстояние между толкателями 40 больше продольного размера комплекта 2 фильтрующих пакетов 5.
Во втором рабочем положении продольное расстояние между толкателями 40 меньше продольного расстояния, соответствующего первому рабочему положению.
Большая боковая стенка 34 лотка 33 имеет боковую грань 42. Боковая грань 42 может быть перемещена из зарытого положения в открытое положение и обратно.
В первом рабочем положении толкатели 40 расположены в местоположении, соответствующем пункту 28 выпуска для приема комплекта 2 фильтрующих пакетов 5, повернутого посредством удерживающего элемента 24. В частности, лоток 33 принимает комплект 2 фильтрующих пакетов 5, расположенный с продольной осью L параллельно продольной оси L1 лотка 33.
Для выпуска комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 в лоток 33 вильчатые захваты 25 удерживающего элемента 24 перемещаются внутрь промежуточных полостей 44 до тех пор, пока верхняя стенка 8 комплекта 2 не упрется в нижнюю поверхность 36 лотка 33, затем захваты 25 переходят из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию, высвобождая комплект 2 фильтрующих пакетов 5.
Комплект 2 фильтрующих пакетов 5 удерживается внутри полости 38 лотка 33 при помощи толкателей 40, которые находятся в контакте с передними стенками 7 комплекта 2 посредством опорной поверхности 40а.
После того как повернутый комплект 2 фильтрующих пакетов 5 выпущен в лоток 33, элемент 23 уплотняет указанный комплект 2, повернутый в пункте 28 высвобождения, и переносит к пункту 20 упаковки.
Пункт 20 упаковки расположен в соответствии со второй горизонтальной плоскостью Р2.
Повернутый и уплотненный комплект 2 фильтрующих пакетов 5 подают в пункт 20 упаковки, к упаковочному устройству известного типа, не представленному на чертежах.
Во время перемещения от пункта 28 выпуска к пункту 20 упаковки толкатели 40 осуществляют ударное воздействие и уплотнение указанного комплекта 2 пакетов 5.
В альтернативном варианте, толкатели 40 выполняют ударное воздействие и уплотнение комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 в пункте 28 выпуска с обеспечением нахождения комплекта 2 уже в повернутом и уплотненном состоянии при перемещении к пункту 20 упаковки.
Ударное воздействие обеспечивают посредством быстрых коротких движений толкателей 40, выполняемых в обе стороны вдоль продольного направления L1, как изображено стрелкой F на чертеже.
Ударное воздействие, выполняемое толкателями 40, обеспечивает равномерное распределение в фильтрующем пакете 5 вещества 3 для настаивания.
Вещество 3 для настаивания, расположенное преимущественно в соответствии с верхним концом 11а и нижним концом 11, практически равномерно распределено внутри пакета 5.
Таким образом, исходная толщина «s» каждого пакета 5 комплекта 2 уменьшается до толщины «s1» меньшей, чем толщина «s».
На данном этапе толкатели 40 перемещаются посредством пневматических цилиндров 41 вдоль направления оси L1 друг к другу, уплотняя комплект 2 фильтрующих пакетов 5.
В данном конкретном случае слово «уплотнение» относится к уменьшению продольного размера комплекта 2 фильтрующих пакетов 5.
Выполняемое одновременно ударное воздействие и уплотнение комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 со стороны толкателей 40 продолжается до тех пор, пока толкатели не займут соответствующее второе рабочее положение, в соответствии с которым достигается уменьшение продольного размера комплекта 2 примерно на 20-30% относительно продольного размера комплекта 2 до воздействия толкателей 40, то есть, размера, соответствующего первому рабочему положению толкателей.
В результате действия элемента 23 для уплотнения в пункте 20 упаковки комплект 2 фильтрующих пакетов 5 поворачивается и уплотняется.
Для извлечения комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 из элемента 23 для уплотнения боковую грань 42 открывают, и средство сбора, известного типа и не показанное на чертежах, входит во взаимодействие с комплектом 2, обеспечивая его извлечение.
На данном этапе комплект 2 подают в вертикальную пакетирующую машину, которая выполняет оборачивание типа «флоу-пак» (трехшевный пакет), покрывая указанный комплект.
Уменьшение размеров тары дает очевидные преимущества в плане уменьшения технологической себестоимости за счет снижения транспортных затрат и затрат на хранение продуктов.
Такое уменьшение продольного размера комплекта 2 фильтрующих пакетов 5 получают в результате сочетания поворота и одновременного ударного воздействия и уплотнения указанного комплекта 2. Фактически, самым важным фактором является поворот комплекта 2 на 180°, поскольку поворот позволяет обеспечить распределение вещества 3 для настаивания внутри пакета 5 от нижнего конца 11 до верхнего конца 11а. Последующее ударное воздействие способствует дополнительному распределению вещества 3 для настаивания внутри каждого пакета 5, что обеспечивает уплотнение комплекта 2 средством 39 ударного воздействия и уплотнения.
Устройство для переноса и уплотнения не только преимущественно уменьшает продольный размер комплекта фильтрующих пакетов, но и обеспечивает их подачу к упаковочной машине известного типа, например, вертикальной, в которой плоскость Р2 подачи расположена выше по сравнению с плоскостью Р1 подачи устройства.
Устройство для переноса и уплотнения преимущественно рассчитано на гибкий формат комплекта пакетов, поскольку предполагает перенос и уплотнение комплектов фильтрующих пакетов, образованных одним или двумя рядами пакетов.
Очевидно, что предложенное изобретение может быть применено в промышленном масштабе, кроме того, оно может быть выполнено с многочисленными модификациями и в различных вариантах, не выходящих за рамки его концепции, при этом все детали могут быть заменены технически эквивалентными элементами.