УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ И ПАКЕТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Устройство для уплотнения и пакетирования сыпучих материалов относится к области механизмов для уплотнения и пакетирования сыпучих материалов и может быть использовано, в частности, в лесной промышленности, для уплотнения и пакетирования измельченной древесной биомассы, в деревоперерабатывающей промышленности для уплотнения и пакетирования отходов, которые образуются в процессе обработки древесины. А также в области переработки бытовых отходов для уплотнения и пакетирования бытовых отходов.
Известно устройство, позволяющее уплотнить твердые бытовые отходы, содержащее корпус, подающий винт, шнек, выполненный с диаметром и шагом, не превышающим диаметр и шаг подающего винта, поджимающий механизм [1].
Недостатками устройства является невозможность получения больших длин сыпучего уплотненного материала, из-за ограниченного хода поджимающего механизма. Также, в данном устройстве отсутствует механизм для осуществления процесса пакетирования.
Известно устройство, для изготовления колбасообразных изделий, содержащее корпус, механизм прессования, устройство подачи упаковочного материала, механизм скрепления кромок, механизм формирования пакета, тормозной механизм, оборудование контроля скорости формирования колбасообразного изделия [2].
Данное устройство возможно использовать только для формирования изделий с мелкофракционным сыпучим составом, использование гидравлического пресса не позволяет достичь необходимой производительности. Кроме того, так как уплотнение сыпучего материала производится в пакете, то он должен обладать высокими прочностными характеристиками.
Наиболее близким из известных аналогов, принятым за прототип, является устройство, работающее по способу, описанному в патенте №2096278 [3]. Устройство используется для наполнения, пакетирования и запечатывания мелкофракционного сыпучего материала.
Устройство содержит корпус, формирующий патрубок, с переменным диаметром, который уменьшается по направлению к выпускному отверстию. Внутри формирующего патрубка и корпуса размещен шнек с переменным диаметром, который уменьшается по направлению к выпускному отверстию. Также, прототип содержит механизм подачи упаковочного материала, бобину с упаковочным материалом, механизм скрепления кромок упаковочного материала и механизм формирования пакета.
Данное устройство не позволяет качественно осуществить процесс пакетирования крупнофракционного сыпучего материала, так как для его уплотнения следует создавать большие давления.
Кроме того, недостатком описанного выше устройства является способ пакетирования, который зависит от ориентации устройства в пространстве. Так при горизонтальной ориентации устройства способ является не эффективным, так как отделение пакетов невозможно, из-за отсутствия незаполненной полости в месте, где расположены запечатывающие головки.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества пакетирования крупнофракционных сыпучих материалов за счет выталкивания, с последующим поджатием сыпучего уплотненного материала толкателем при перемещении стержня вдоль продольной оси шнека. Кроме того, обеспечивается возможность формирования пакетов с сыпучим материалом как при вертикальной ориентации в пространстве устройства, так и при горизонтальной ориентации без потери качества уплотнения.
Достигается технический результат благодаря тому, что вал шнека выполнен полым, в полости которого размещен стержень с возможностью перемещения вдоль продольной оси вала шнека, причем на конце стержня установлен толкатель.
Устройство пояснено графически, где:
фиг. 1 - Процесс подачи и уплотнения сыпучего материала;
фиг. 2 - Процесс выталкивания, с последующим поджатием уплотненного сыпучего материала;
фиг. 3 - Процесс формирования поперечного шва;
фиг. 4 - Процесс отделения готового пакета.
Устройство для уплотнения и пакетирования сыпучих материалов содержит корпус 1, внутри которого размещен шнек, соединенный с корпусом 1 формирующий патрубок 2.
Шнек состоит из вала шнека 6 и витков шнека 7. Витки шнека 7, целесообразно выполнить с переменным диаметром и шагом, который уменьшается по направлению к выпускному отверстию, это позволит уплотнить сыпучий материал 8 до подачи его в пакет 9.
Формирующий патрубок 2 выполнен с переменным диаметром, который уменьшается по направлению к выпускному отверстию. Это способствует еще большему уплотнению сыпучего материала 8 до подачи его в пакет 9.
Механизм подачи упаковочного материала состоит из роликов 10 и направляющих пластин 11. С помощью роликов 10 осуществляется контроль натяжения и скорости подачи упаковочного материала 4. За счет направляющих пластин 11 упаковочный материл 4 оборачивается вокруг формирующего патрубка 2. Упаковочный материал 4 предварительно должен быть намотан на бобину 3.
Механизм скрепления кромок 5 осуществляет процесс скрепления кромок упаковочного материала 4, с образованием продольного шва 12 на пакете 9. Механизм скрепления кромок 5 выполнен в виде нагревающего вальца, который прилегает к упаковочному материалу 4, а тот в свою очередь к формирующему патрубку 2. За счет нагрева производится плавление кромок упаковочного материала 4, тем самым они скрепляются и образуют продольный шов 12.
Механизм формирования пакета состоит из запечатывающих головок 13 и 14. Запечатывающие головки 13 и 14 представляют собой нагревающие пластины, которые плавят упаковочный материал 4. С помощью запечатывающих головок 13 и 14 осуществляется запечатывание пакета 9 и формирование поперечного шва 19. За счет увеличения степени нагрева производится отделение.
Вал шнека 6 выполнен полым, в полости которого размещен стержень 15 с возможностью перемещения вдоль продольной оси вала шнека 6, причем на конце стержня 15 установлен толкатель 16. Толкатель 16 может быть выполнен в виде витка шнека или толкающей пластины в форме круга, с вырезом 1/4 части.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Упаковочный материал 4 с бобины 3 через ролики 10 поступает к направляющим пластинам 11 и оборачивается вокруг формирующего патрубка 2.
С помощью механизма скрепления кромок 5 осуществляет процесс скрепления кромок упаковочного материала 4, с образованием продольного шва 12 на пакете 9
Через корпус 1, формирующий патрубок 2, с помощью шнека, производится подача и уплотнение сыпучего материала 8. По завершению процесса формирования пакета 9 с уплотненным сыпучим материалом 17 подача сыпучего материала 8 прекращается.
Далее производится выталкивание с последующим поджатием уплотненного сыпучего материала 17. Выталкивание и поджатие осуществляется за счет перемещения вдоль продольной оси вала шнека 6 стержня 15 и толкателя 16. Процесс продолжается, до того момента, пока толкатель 16 не выйдет за уровень расположения запечатывающих головок 13 и 14.
После достижения стержнем 15 и толкателем 16 указанного уровня, производится их обратное перемещение. В результате данного процесса, образуется незаполненная полость 18 в месте, где расположены запечатывающие головки 13 и 14.
После образования незаполненной полости 18 запечатывающие головки 13 и 14 начинают сдвигаться, и вместе их соприкосновения формируется поперечный шов 19. За счет увеличения степени нагрева производится отделение, в месте, где сформирован поперечный шов 19.
В результате отделения получается готовый пакет 20 и пакет 9 с поперечным швом 19.
Далее через корпус 1, формирующий патрубок 2 с помощью шнека производится подача и уплотнение сыпучего материала 8, после чего процесс повторяется.
Таким образом, устройство для уплотнения и пакетирования сыпучих материалов позволяет повысить качество пакетирования крупнофракционных сыпучих материалов за счет выталкивания, с последующим поджатием сыпучего уплотненного материала толкателем при перемещении стержня вдоль продольной оси шнека. Кроме того, обеспечивается возможность формирования пакетов с сыпучим материалом как при вертикальной ориентации в пространстве устройства, так и при горизонтальной ориентации без потери качества уплотнения.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Авторское свидетельство RU 2455168 «Винтовой пресс для уплотнения твердых отходов», заявлен 17.01.2008 г.
2. Авторское свидетельство RU 2543295 «Клипсатор и способ управления им», заявлен 01.12.2011 г.
3. Патент на полезную модель RU 2096278 «Способ изготовления, наполнения продуктом и запечатывания пакетов из термосклеивающегося материала», заявлен 30.01.1996 г.