УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАХВАТА, РАСКРЫТИЯ И УДЕРЖАНИЯ ГИБКИХ КОНТЕЙНЕРОВ

Полезная модель относится к оборудованию для расфасовки сыпучих продуктов в гибкие контейнеры из различных материалов, в частности, к устройствам для захвата, раскрытия и удержания гибких контейнеров с возможностью последующего их закрытия для прошивки, и может быть использовано в пищевой, перерабатывающей, химической промышленности, строительстве и сельском хозяйстве.
Известен механизм для захвата и раскрытия мешков к расфасовочным машинам (Патент РФ №2028257, МПК В65В 67/12, 1995 г.), содержащий захваты в виде шарнирно установленных на несущем элементе рычагов с расположенными на них штырями и иглами для входа в раскрытую горловину мешка. Устройство позволяет не только захватывать и раскрывать горловину мешка, но и удерживать его захватами.
Однако работу данного устройства обеспечивает сравнительно сложная кинематическая схема, затрудняющая применение автоматизированного привода (например, пневматического) для перемещения захватов. Кроме того, захваты и их привод жестко связаны с наполнительным патрубком, что не позволяет их использовать как отдельное автономное устройство, например, для захвата мешка, то есть снижаются функциональные возможности устройства. Наличие в конструкции захватов игл, прокалывающих материал горловины мешка, ускоряют его износ, а использование одних штырей для раскрытия и удержания мешка из-за их точечного касания со стенками мешка не обеспечивает устройству требуемой надежности.
Известно устройство для захвата, раскрытия и удержания мешков (Патент РФ №88339, МПК В65В 67/12, 2009 г.), содержащее несущий элемент в виде рамы, рычаги, установленные на нем шарнирно с захватами в виде штырей для входа в горловину мешка и привод их перемещения в виде пневмоцилиндра. Данное устройство позволяет фиксировать горловину мешка, предварительно надетого на его захваты в виде штырей, раскрывать мешок и удерживать в открытом положении при наполнении.
Однако недостатком устройства является ограниченность технологических возможностей, связанная с неспособностью самостоятельно захватывать мешки из стопы (загрузочного бункера). Крайние боковые штыри, расположенные соосно подпружиненным шарнирам, при ручном надевании мешка смещаются в сторону оси захватного устройства, при этом дополнительная тяга отходит от планки штока, это усложняет процесс надевания мешка и может привести к несоответствию формы раскрытой горловины мешка форме загрузочного патрубка. Кроме того, конструкция устройства такова, что при открывании шарнирного механизма пружины сжатия, установленные внутри некоторых рычагов, растягиваются, ослабляя при этом воздействие захватов в виде штырей на стенки горловины мешка, что может привести к ненадежному его удерживанию и соскальзыванию в процессе наполнения.
Наиболее близким является устройство для автоматического захвата, раскрытия и удержания мешков [Патент РФ №2421383 РФ, МПК В65В 67/12, 2011 г.], содержащее раму, смонтированную на пневмоцилиндре, на которой посредством подвижных шарниров установлены два криволинейных рычага. Каждый из концов планки, связанной со штоком пневмоцилиндра, через подвижные шарниры соединен с соответствующими плечами рычагов, при этом другие плечи рычагов связаны посредством осевых шарниров со штоками пневмоцилиндров двустороннего действия, с основаниями которых с помощью накладок и осевых шарниров связана дополнительная тяга, параллельная планке. Указанные звенья образуют шарнирный механизм автоматического захвата, раскрытия и удержания мешка. Все штыри, выполняющие функции захватов в виде пальцев, расположены соосно осям соответствующих шарниров и перпендикулярно плоскости шарнирного механизма, который при выдвинутом штоке пневмоцилиндра обеспечивает расположение штырей в ряд, при этом при втянутых штоках силовых пневмоцилиндров расстояние между крайними боковыми штырями меньше размера горловины сложенного мешка, а при выдвинутых штоках силовых пневмоцилиндров - соответствует этому размеру. При втянутом штоке пневмоцилиндра шарнирный механизм обеспечивает расположение штырей по периметру горловины раскрытого мешка в вершинах правильного выпуклого многоугольника.
Недостатками устройства является его конструктивное исполнение, когда положение криволинейных рычагов определяется втягиванием или выдвижением штоков пневмоцилиндров, которые не имеют жесткой связи с рамой устройства или основным пневмоцилиндром привода. Таким образом, из-за наличия лишних степеней свободы криволинейных рычагов не всегда удается зафиксировать их в крайних положениях, что может привести к неправильному срабатыванию устройства, недостаточно сильному захвату гибкого контейнера и его удержанию при наполнении. Кроме того, на штоки пневматических миницилиндров при удержании и наполнении гибкого контейнера создается повышенная радиальная нагрузка, что может привести к их деформации. При этом снижается надежность и стабильность работы устройства в целом.
Задачей технического решения является полная автоматизация процесса захвата, раскрытия, удержания на загрузочном патрубке при наполнении и закрытия для прошивки гибкого контейнера (например, мешка) при его наполнении сыпучим материалом.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности устройства.
Указанный технический результат достигается при использовании устройства для автоматического захвата, раскрытия и удержания гибких контейнеров, содержащего смонтированную на пневмоцилиндре раму с шарнирно установленным захватным механизмом в виде многоугольника, состоящего из двух криволинейных рычагов, планки, двух силовых пневмоцилиндров двустороннего действия и дополнительной тяги, соединенных между собой с возможностью изменения контура многоугольника с помощью шарниров, выполненных с продолжениями в виде пальцев, при этом на захватном механизме дополнительно установлен пневматический миницилиндр двухстороннего действия, расположенный параллельно планке между криволинейными рычагами, а параллельно каждому силовому пневмоцилиндру установлена дополнительная планка, один конец которой связан с основанием силового пневмоцилиндра, а на другом конце выполнен сквозной продольный паз для осевого шарнира.
Отличиями заявляемого устройства является его конструктивное исполнение, при котором захватный механизм, состоящий из двух силовых пневмоцилиндров двустороннего действия, двух криволинейных рычагов, планки и параллельной ей дополнительной тяги, дополнительно содержит пневматический миницилиндр двухстороннего действия, установленный параллельно планке и связанный с шарнирами, установленными между планкой и криволинейными рычагами. А параллельно силовым пневмоцилиндрам двустороннего действия установлены дополнительные планки, связанные с основаниями силовых пневмоцилиндров и осевыми шарнирами. Это позволяет распределить усилия, возникающие при работе устройства, а также обеспечить фиксацию криволинейных рычагов в двух крайних положениях: сведенном, когда расстояние между крайними боковыми пальцами меньше горловины раскрытого гибкого контейнера, и разведенном, когда происходит захват, раскрытие, удержание при наполнении и закрытие для прошивки гибкого контейнера.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом конструкции устройства. На фигуре изображена конструкция устройства в аксонометрической проекции при выдвинутом штоке пневмоцилиндра привода и втянутых штоках пневматических миницилиндров.
Устройство для автоматического захвата, раскрытия и удержания гибких контейнеров содержит раму 1, которая смонтирована на пневмоцилиндре 2 двустороннего действия. На раме 1 посредством подвижных осевых шарниров 3 установлен захватный механизм 4, состоящий из двух криволинейных рычагов 5, планки 6, двух силовых пневмоцилиндров 7 двустороннего действия и дополнительной тяги 8. Каждый из концов планки 6 через подвижные осевые шарниры 9 соединен с криволинейными рычагами 5, при этом другие плечи криволинейных рычагов 5 связаны посредством осевых шарниров 10 со штоками силовых пневмоцилиндров 7 двустороннего действия, с основаниями которых с помощью накладок 11 и осевых шарниров 12 связана дополнительная тяга 8, параллельная планке 6, которая также связана со штоком пневмоцилиндра 2.
Параллельно планке 6 (над планкой 6) установлен пневматический миницилиндр 13 двухстороннего действия, основание и шток которого связаны с шарнирами 9. Параллельно силовым пневмоцилиндрам 7 двустороннего действия установлены дополнительные планки 14, которые одним концом связаны с основаниями силовых пневмоцилиндров 7. На втором конце дополнительных планок 14 выполнены продольные пазы 15, в которых расположены осевые шарниры 10 с возможностью возвратно-поступательного движения. Таким образом, все звенья захватного механизма 4 расположены по замкнутому контуру, образуя многоугольник, связаны между собой шарнирно, с возможностью углового перемещения относительно друг друга без заклинивания с возможностью изменения контура многоугольника. В продолжение каждого шарнира 9, 10, 12, соединяющих звенья захватного механизма 4, установлены пальцы 16, выполняющие функцию захвата.
Такое конструктивное выполнение захватного механизма 4 обеспечивает при выдвинутом штоке пневмоцилиндра 2 возможность расположения пальцев 16 в ряд, в котором расстояние между крайними из них меньше размера горловины сложенного гибкого контейнера, если штоки пневматических миницилиндров 7 и 13 втянуты, и соответствует этому размеру при выдвинутых штоках силовых пневмоцилиндров 7 и пневматического миницилиндра 13. При втянутом штоке пневмоцилиндра 2 - захватный механизм 4 обеспечивает возможность расположения пальцев 16 по периметру горловины раскрытого гибкого контейнера в вершинах правильного выпуклого многоугольника.
Устройство для автоматического захвата, раскрытия и удержания гибких контейнеров работает следующим образом.
Для работы устройства в режиме захвата гибкого контейнера шток пневмоцилиндра 2 перемещается в выдвинутое положение, а штоки силовых пневмоцилиндров 7 и пневматического миницилиндра 13 втягиваются, вследствие чего все звенья захватного механизма 4: планка 6, криволинейные рычаги 5, два силовых пневмоцилиндра 7 и дополнительная тяга 8, оказываются сложенными. При этом захватный механизм 4 обеспечивает расположение пальцев 16 в ряд, в котором расстояние между крайними боковыми пальцами меньше размера горловины сложенного гибкого контейнера. В таком положении устройство может проникать внутрь горловины гибкого контейнера, приоткрытого с помощью дополнительных механизмов, например вакуумных или адгезионных захватов, при условии, что плоскость захватного механизма 4 параллельна плоскости горловины приоткрытого гибкого контейнера.
Затем при одновременном выдвижении штоков силовых пневмоцилиндров 7 и пневматического миницилиндра 13 крайние боковые пальцы 16 захватного механизма 4 раздвигаются, что позволяет выполнить функцию автоматического захвата гибкого контейнера, а также операции по его переносу (подаче) к загрузочному патрубку расфасовочной машины или по сопровождению наполненного гибкого контейнера на позицию прошивки в закрытом виде. Эти операции позволяет выполнять автономность устройства, которая обеспечивается закреплением захватного механизма 4 на раме 1 посредством подвижных шарниров 3, а рамы 1 - на пневмоцилиндре 2.
Для работы устройства в режиме раскрытия гибкого контейнера шток пневмоцилиндра 2 переводится во втянутое положение, что вызывает перемещение планки 6 с пневматическим миницилиндром 13, вследствие которого, посредством подвижных осевых шарниров 9 произойдет поворот криволинейных рычагов 5, что переместит дополнительную тягу 8, после чего захватный механизм 4 примет вид правильного выпуклого многоугольника, а пальцы 16 займут места в вершинах этого многоугольника. При этом пальцы 16 расположатся по периметру горловины гибкого контейнера, в которую они введены, обеспечивая тем самым его раскрытие и удержание за счет силы фрикционного взаимодействия поверхности пальцев 16 со стенками горловины гибкого контейнера, а также за счет демпфирующих свойств воздуха в бесштоковых полостях силовых пневмоцилиндров 7 и пневматического миницилиндра13.
Для последующего закрытия гибкого контейнера шток пневмоцилиндра 2 выдвигается, все элементы захватного механизма 4 перемещаются в предыдущее положение, при этом его пальцы 16 растягивают горловину гибкого контейнера в линию.
При одновременном втягивании штоков силовых пневмоцилиндров 7 и пневматического миницилиндра 13 крайние боковые пальцы 16 сводятся и гибкий контейнер отпускается.
Пневматический миницилиндр 13 позволяет повысить надежность работы устройства за счет фиксации криволинейных рычагов 5 в двух положениях: сведенном, когда расстояние между крайними боковыми пальцами 16 меньше горловины раскрытого гибкого контейнера, и разведенном, когда происходит захват, раскрытие, удержание при наполнении и закрытие для прошивки гибкого контейнера. При этом дополнительные планки 14, расположенные параллельно силовым пневмоцилиндрам 7, обеспечивают дополнительную жесткость конструкции захватного механизма, что повышает его надежность и долговечность работы.
Таким образом, устройство для автоматического захвата, раскрытия и удержания гибких контейнеров с захватным механизмом в виде многоугольника, смонтированным на раме, установленной на пневмоцилиндре, и состоящим из двух криволинейных рычагов, планки с параллельно установленным пневматическим миницилиндром двухстороннего действия, двух силовых пневмоцилиндров двустороннего действия с параллельно установленными дополнительными планками и дополнительной тяги, соединенных между собой с возможностью изменения контура многоугольника с помощью шарниров, выполненных с продолжениями в виде пальцев, обеспечивает более надежный захват и удержание гибкого контейнера при его наполнении сыпучим материалом.