УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗДУВОМ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к технологическим установкам для изготовления изделий из термопластичных материалов, в частности к полуавтоматическим и автоматическим линиям для формования изделий методом раздува.
Известна линия для изготовления полых изделий, выполненная в виде замкнутого конвейера, включающего последовательно расположенные участки загрузки заготовок, их нагрева, формования изделий и их выгрузки (патент РФ №2121922 С1, кл. В29С 49/28). Данная линия обладает невысокой производительностью.
Известна машина для производства контейнеров из пластического материала, включающая загрузочное устройство, в котором преформы помещаются горлышком вниз в держатели двойных кареток, прогреваются в нагревательном устройстве и подаются в вытягивающе-выдувное устройство. В последнем, контейнеры формируются и затем поступают в разгрузочное устройство. На загрузочном участке конвейера каретки с преформами располагаются в один ряд, а на участке нагрева каретки с преформами организуются во множество параллельных рядов (патент US №5876768, кл. В29С 49/68). Для повышения производительности необходимо последовательно устанавливать несколько многопозиционных пресс-форм, что приводит к существенному удорожанию линии и к увеличению времени загрузки в пресс-формы заготовок и выгрузки готовых изделий.
Известна, также, установка для изготовления бутылок из полиэтилентерефталата, которая включает последовательно горизонтально расположенные участки загрузки, нагрева, выдува заготовок, выгрузки и охлаждения изделий. Все участки снабжены прямолинейными направляющими, образующими замкнутый контур, в которых движутся каретки с носителями для преформ и бутылок и с механизмами для вращения преформ на участке нагрева (патент РФ №2164471 С1, кл. В29С 49/30). Для обеспечения достаточно высокой производительности приходится изготавливать многопозиционные пресс-формы и каретки с носителями, что усложняет и удорожает установку.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является линия для изготовления полых изделий раздувом (патент РФ №28844 U1, кл. В29С 49/30), выполненная в виде замкнутого контура, включающего последовательно расположенные участки загрузки заготовок, их нагрева, выдува изделий, выгрузки изделий, по которому перемещаются носители заготовок и готовых изделий. Данная линия содержит второй замкнутый контур, включающий последовательно расположенные участки загрузки заготовок, их нагрева, выдува изделий, выгрузки изделий, по которому перемещаются носители заготовок и готовых изделий, при этом участок нагрева заготовок является общим для обоих контуров. Конфигурация данной линии допускает различные варианты функциональных исполнений, при которых:
- на общем для обоих контуров участке нагрева заготовок носители с заготовками перемещаются по направляющим в один ряд;
- на общем для обоих контуров участке нагрева заготовок носители с заготовками перемещаются по направляющим в два ряда;
- на каждом носителе расположено более одной заготовки;
- на каждом участке выдува изделий одновременно формуются более одного изделия;
- на общем для обоих контуров участке нагрева заготовок заготовки приводятся во вращение;
- носители перемещаются по контурам с помощью пневмоцилиндров.
Согласно вышеприведенным компоновочным и функциональным особенностям данной линии предполагается, что для перемещения носителей (без заготовок, с заготовками или готовыми изделиями) по каждому конкретному участку того или иного контура требуется свой привод, функции которого выполняет пневмоцилиндр. Наличие в линии прямолинейных участков, составляющих общее количество от 7 до 8, в зависимости от компоновки (согласно фиг.1 и фиг.2 описания линии), требует установки соответствующего количества пневмоцилиндров. А если еще учесть, что смыкание - размыкание полуформ пресс-форм, вытяжка преформ, при их выдуве, и выгрузка готовых изделий, после их выдува и охлаждения, на обоих контурах линии осуществляются, скорее всего, также с использованием пневмоцилиндров, то можно представить, что указанная линия будет просто «обвешена» пневмоцилиндрами, общее количество которых может составить, как минимум, от 13 до 16 единиц.
Наличие подобного количества пневмоцилиндров для выполнения только части основных технологических операций по функционированию линии уже определяет необходимость комплектования данной линии достаточно мощной пневмосистемой (компрессором) с большим расходом воздуха, а также достаточно сложной системой управления, определяющей технологическую последовательность работы каждого пневмоцилиндра.
При этом необходимо учесть, что системы и устройства, связанные со смыканием - размыканием пресс-форм, вытяжкой и выдувом преформ (заготовок), а также вращением преформ на участках нагрева, являются неотъемлемыми и обязательными частями каждой выдувной машины (линии или установки), то устройства перемещения преформ и готовых изделий, а также загрузки преформ в носители и выгрузки готовых изделий, являются по сути вспомогательными.
Поэтому не совсем оправданным, с технической и экономической точек зрения, является оснащение каждого участка, по которому в двухконтурной линии для изготовления полых изделий раздувом должны перемещаться носители, собственным приводом (пневмоцилиндром), суммарное число которых составляет практически половину от общего количества всех приводов линии.
Все это приводит к техническому усложнению и неоправданному удорожанию, кажущейся, на первый взгляд, достаточно простой по компоновочному решению линии, которой, к тому же, вследствие вышеназванных причин, свойственно неоправданно высокое энергопотребление.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является устранение указанных недостатков путем создания высокопроизводительной двухконтурной установки для изготовления раздувом полых изделий из полимерных материалов с минимальным количеством приводов, обеспечивающих выполнение основных и вспомогательных технологических операций, включая перемещения носителей без заготовок, с заготовками или готовыми изделиями по всем функциональным участкам каждого контура, а также вытяжку преформ, в процессе их выдува, и выгрузку готовых изделий.
Техническими результатами, которые могут быть получены от использования предлагаемой полезной модели, являются упрощение конструкции вышеуказанной установки, снижение ее стоимости и уменьшение ее энергопотребления, что в конечном итоге приведет к снижению себестоимости изготавливаемых изделий.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что установка для изготовления раздувом полых изделий из полимерных материалов состоит из двух замкнутых контуров конвейерного типа, симметрично расположенных относительно центральной продольной оси и снабженных прямолинейными направляющими, каждый из которых включает участки вставки преформ горлышком вниз в держатели носителей, перемещающихся по направляющим, нагрева преформ, их выдува и выгрузки готовых изделий, причем участки нагрева преформ обоих контуров параллельны продольной оси установки, размещены в центральной ее части и на этих участках нагрева обеспечивается вращение преформ относительно их собственной оси, кроме того, все прямолинейные направляющие обоих контуров расположены на одном уровне, и каждый контур содержит второй дополнительный участок нагрева преформ, на котором также обеспечивается вращение преформ относительно их собственной оси, при этом оба эти дополнительные участки параллельны центральной продольной оси установки, и каждый из них размещен на ее противоположных боковых сторонах, причем перемещения носителей по направляющим боковых участков нагрева, центральных участков нагрева, а также торцевых участков обоих контуров производятся попарно с использованием синхронизирующих механизмов, а вытяжка преформ, в процессе их выдува, и выгрузка готовых изделий на соответствующих участках обоих контуров установки осуществляется также с использованием синхронизирующего механизма. Приводами синхронизирующих механизмов перемещения носителей по направляющим обоих контуров установки являются пневмоцилиндры, количество которых, как минимум вдвое меньше, чем общее количество прямолинейных участков установки, а приводом синхронизирующего механизма, обеспечивающего вытяжку преформ и их выгрузку на обоих контурах установки, является дополнительный пневмоцилиндр, который, вместе с другими названными пневмоцилиндрами, соединены с ее общей пневматической системой. Данная установка оснащена устройствами выдува преформ, которые также соединены с общей пневматической системой и срабатывают одновременно.
Установка может быть оборудована, как максимум двумя синхронно работающими автоматическими манипуляторами, предназначенными для вставки преформ в свободные держатели носителей обоих контуров, при этом исполнительные органы обоих манипуляторов соединены с общей пневматической системой установки. Она также может быть оборудована, как минимум, двумя конвейерами для транспортирования готовых изделий в технологическую или транспортировочную тару.
Все синхронные перемещения носителей по соответствующим направляющим, а также синхронные операции по загрузке преформ в держатели носителей, вытяжке преформ, их выдуву и выгрузке на обоих контурах, осуществляются в последовательности, определяемой системой управления, являющейся принадлежностью установки.
Компоновочные особенности установки допускают расположение направляющих каждого ее контура на разных уровнях. При этом на каждом ее контуре могут изготавливаться изделия как одного типоразмера и одной конфигурации, так и разных типоразмеров и (или) конфигураций.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана конструктивная схема заявляемого технического решения.
Установка для изготовления раздувом полых изделий из полимерных материалов состоит из двух замкнутых контуров А и Б (фиг.1), симметрично расположенных относительно центральной продольной оси. Оба контура смонтированы на одном основании и выполнены в виде прямоугольных замкнутых конвейеров, каждый из которых состоят из двух продольных и двух торцевых участков. Оба конвейера контуров А и Б снабжены внешними 1 и внутренними 2 направляющими, по которым перемещаются носители 3. При этом носители перемещаются по левому (условно) контуру А против часовой стрелки, а по правому (также условно) контуру Б - по часовой стрелке. Каждый носитель 3 содержит два держателя 4, в которые горлышком вниз вставляются преформы 5.
Все продольные участки конвейеров обоих контуров оборудованы нагревательными устройствами 6, состоящими из продольно устанавливаемых групп нагревательных элементов, размещаемых по обе стороны каждого ряда преформ (условно не показано). Кроме того, на участках, оборудованных нагревательными устройствами 6, смонтированы водяные охладители, теплоотражательные экраны и защитные термостабилизирующие кожухи (и охладители, и экраны, и кожухи условно не показаны). Нагревательные устройства, охладители, теплоотражательные экраны и защитные термостабилизирующие кожухи образуют на продольных участках обоих контуров, так называемые, туннельные печи. Для обеспечения равномерности разогрева преформ в туннельных печах, продольные участки обоих контуров оборудованы устройствами вращения преформ относительно их собственных осей (условно не показаны).
Приводимые здесь и далее условно не показанные конструктивные элементы общеизвестны в данной области техники и присущи большинству установок, аналогичных рассматриваемой полезной модели. Данный факт объясняет отсутствие необходимости более подробного описания в настоящем материале не показанных конструктивных элементов, тем более, что они не являются предметом настоящей полезной модели.
Термостабилизирующие кожухи являются, в то же время, и - термозащитными, выполняя функции защиты персонала от возможного соприкосновения с элементами конструкции установки, связанными с нагревом преформ или перемещениями нагретых преформ.
Подобными кожухами оборудуются и торцевые участки каждого контура, которые связывают участки нагрева одного и того же контура. При этом на этих торцевых участках, кроме перемещений носителей с преформами, других операций не выполняется. По изображению на фиг.1 это условно верхние торцевые участки.
На противоположных торцевых (условно нижних) участках каждого контура размещены двухместные (согласно количеству установленных на каждый носитель 3 преформ 5) выдувные пресс-формы 7 с устройствами их смыкания и размыкания (устройства условно не показаны). После смыкания выдувных пресс-форм 7 производится осевая вытяжка разогретых преформ, их выдув и первичное охлаждение выдутых изделий 8 в пресс-формах. После размыкания пресс-форм носители с готовыми изделиями 8 перемещаются в зоны их выгрузки 9. На каждом условно нижнем участке размещается по одной зоне выгрузки готовых изделий, при этом каждая их этих зон ограничена габаритами одного носителя.
В дальнейшем, носители 3 с освобожденными от готовых изделий держателями 4 поступают в зоны 10 установки в указанные держатели преформ 5. Эти зоны 10 установки (или - загрузки) преформ на носители располагаются на продольных центральных участках обоих контуров перед нагревательными устройствами 6. На каждом продольном центральном участке обоих контуров размещается по одной зоне 10, ограниченной габаритами одного носителя.
Между зонами 9 выгрузки готовых изделий 8 и зонами 10 загрузки преформ 5 на носители на каждом контуре могут располагаться зоны контроля освобождения держателей 4 носителей от готовых изделий или их фрагментов. Контроль может осуществляться как визуально, так и с использованием оптических или иных средств. В случае необходимости, удаление изделий 8 или их фрагментов, в этих зонах, может осуществляться или вручную, или с применением механических средств.
Перемещения носителей по центральным продольным участкам конвейеров обоих контуров осуществляются с использованием синхронизирующего механизма 11. Приводом, обеспечивающим эти перемещения, является пневмоцилиндр 12.
Перемещения носителей по боковым продольным участкам конвейеров обоих контуров осуществляются с использованием синхронизирующего механизма 13. Приводом, обеспечивающим эти перемещения, является пневмоцилиндр 14.
Перемещения носителей по условно верхним участкам конвейеров обоих контуров осуществляются с использованием синхронизирующего механизма 15, а по условно нижним участкам - с использованием синхронизирующего механизма 16. Приводами для этих механизмов являются пневмоцилиндры 17 и 18, соответственно.
Синхронная вытяжка преформ в пресс-формах 7, и, одновременно с этим, синхронная выгрузка готовых изделий 8 в зонах 9 обоих контуров, осуществляется толкателями 19 и 20, соответственно, установленными на синхронизирующем механизме 21. Приводом для механизма 21 является пневмоцилиндр 22.
Все синхронизирующие механизмы и пневмоцилиндры, для наглядности, изображены на фиг.1 в условно развернутом положении. В действительности, все они скомпонованы в пределах габаритов установки, определенных внешними направляющими 1.
Все приводные пневмоцилиндры, равно как и устройства выдува преформ (условно не показаны), соединены с общей пневмосистемой, основным агрегатом которой является автономный пневмокомпрессор (условно не показан).
Все операции, связанные с загрузкой преформ, перемещениями носителей, вытяжкой - выдувом преформ и выгрузкой готовых изделий, на обоих контурах осуществляются синхронно в технологической последовательности, определенной общей для обоих контуров системой управления и ее исполнительными органами.
При этом обеспечение возможности выполнения большинства технологических операций в высокопроизводительной двухконтурной установке минимальным количеством приводов, за счет установки механизмов, синхронизирующих однотипные операции на ее обоих контурах, позволяет упростить конструкцию установки, снизить ее стоимость, за счет сокращения дорогостоящих покупных частей, какими являются пневмоцилиндры, а также уменьшить энергопотребление установки (опять же за счет сокращения общего количества приводных пневмоцилиндров) и, в конечном итоге, снизить себестоимость изготавливаемых изделий.
Компоновочные особенности рассматриваемой в настоящем материале установки позволяют:
а) обеспечивать работу установки, как в полуавтоматическом, так и в полностью автоматическом режимах.
В полуавтоматическом режиме вставка преформ в держатели 4 носителей 3 на обоих контурах установки осуществляется вручную.
В автоматическом режиме вставка преформ в держатели 4 носителей 3 на обоих контурах установки осуществляется с помощью одного или двух синхронно работающих манипуляторов, монтируемых на ее основании со стороны торцевых участков, оборудованных пресс-формами с устройствами их смыкания и размыкания.
В обоих режимах транспортирование готовых изделий, после их автоматической выгрузки, в технологическую или транспортировочную тару могут осуществляться либо с используемых конвейеров, устанавливаемых со стороны размещения манипулятора (манипуляторов), либо с использованием специальных желобов (или аналогичных устройств), по которым готовые изделия перемещаются в тару под действием собственного веса и (или) вибрационных нагрузок.
б) монтировать конвейеры обоих контуров установки, как на одном, так и на разных уровнях;
в) изготавливать на различных контурах установки одинаковые или разные по объему и конфигурации изделия;
г) существенно, практически в два раза, уменьшить габариты установки по длине, при несущественном увеличении габаритов установки по ширине.
Работоспособность предлагаемой установки, а также все вышеприведенные ее положительные технические и технологические качества и дополнительные возможности, подтверждены в процессе работы на выдувных автоматах и полуавтоматах совместной разработки ООО «Русский механик» и ООО «ФармЭлитПартнер», на которых обеспечивается время технологического цикла выдува флаконов из полипропилена емкостью 5 и 10 мл около 2-х секунд.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:
1. Патент РФ №2121922, кл. В29С 49/28.
2. Патент US №5876768, кл. В29С 49/68.
3. Патент РФ №2164471, кл. В29С 49/30.
4. Патент РФ №28844, кл. В29С 49/30.