Подающий узел для подачи запечатанных упаковок текучих пищевых продуктов - RU2671468C2

Чертежи

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к подающему узлу для подачи запечатанных подушкообразных упаковок текучих пищевых продуктов в сгибающий узел, который формирует согнутые пакеты из указанных упаковок.

Уровень техники

Как известно, многие пищевые продукты, такие как фруктовый сок, пастеризованное или ультрапастеризованное (подвергнутое ультравысокотемпературной пастеризации) молоко, вино, томатный соус и др., продают в пакетах, изготовленных из простерилизованного упаковочного материала.

Типичным примером пакетов такого типа является пакет в форме параллелепипеда для жидких или текучих пищевых продуктов, известный как Tetra Brik Aseptic (зарегистрированный товарный знак), который изготавливают посредством свертывания и запечатывания ламинированного листового упаковочного материала.

Указанный упаковочный материал имеет многослойную структуру, по существу содержащую базовый слой для жесткости и прочности, который может содержать слой волокнистого материала, например, бумаги, или минералонаполненного полипропилена; и несколько слоев термосвариваемого пластичного материала, например, полиэтиленовой пленки, покрывающих обе стороны базового слоя.

В случае асептических упаковок для продуктов длительного хранения, таких как ультрапастеризованное молоко, указанный упаковочный материал содержит также слой газо- и светозащитного материала, например, алюминиевой фольги или этилвинилового спирта (ethyl vinyl alcohol - EVOH), который наложен на слой термосвариваемого пластичного материала и в свою очередь покрыт другим слоем термосвариваемого пластичного материала, образующим внутреннюю поверхность упаковки, в конечном счете контактирующим с пищевым продуктом.

Как известно, упаковки данного типа изготавливают на полностью автоматических упаковочных машинах, на которых из рулонного упаковочного материала формируют непрерывный рукав; рулон упаковочного материала стерилизуют в упаковочной машине, например, посредством применения химического стерилизующего вещества, такого как раствор пероксида водорода, которое после завершения стерилизации удаляют с поверхностей упаковочного материала, например, испаряют посредством нагревания; и простерилизованный таким образом рулон упаковочного материала хранят в замкнутом стерильном пространстве и сворачивают и запечатывают продольно, чтобы образовать вертикальный рукав.

Упаковочная машина содержит формующий узел, в котором указанный рукав непрерывно заполняют простерилизованным или стерильным обработанным пищевым продуктом и запечатывают, а затем разрезают на равномерно разнесенные поперечные части, чтобы образовать подушкообразные пакеты, которые затем подают в сгибающий узел для формирования готовых, например, имеющих по существу форму параллелепипеда, упаковок.

Более конкретно, подушкообразные пакеты по существу содержат основную часть в форме параллелепипеда и верхнюю концевую часть и нижнюю концевую часть, противоположные друг другу и выступающие сбоку с противоположных сторон указанной основной части и образующие соответствующие треугольные концевые клапаны, которые должны быть завернуты на основную часть.

Продольная запечатывающая полоса, образованная при запечатывании упаковочного материала для образования вертикального рукава, проходит вдоль подушкообразных пакетов; а верхняя концевая часть и нижняя концевая часть каждого подушкообразного пакета содержат соответствующие поперечные запечатывающие полосы, перпендикулярные указанной продольной запечатывающей полосе и образующие соответствующие клапаны, выступающие из верхней и нижней частей пакета.

Верхняя концевая часть и нижняя концевая часть каждого подушкообразного пакета сужаются к основной части от соответствующих концевых клапанов.

Известны сгибающие узлы, по существу содержащие цепной конвейер для непрерывной подачи подушкообразных пакетов вдоль заданного прямолинейного горизонтального пути формования от подающего участка до выпускного участка, и множество заворачивающих устройств, которые взаимодействуют циклично с каждым подушкообразным пакетом вдоль пути формования для сплющивания соответствующей верхней концевой части и нижней концевой части подушкообразного пакета и таким образом заворачивания соответствующих концевых клапанов на верхнюю концевую часть и нижнюю концевую часть.

Указанные сгибающие узлы содержат нагревательные средства, приспособленные для нагревания подушкообразных пакетов и расплавления пластичного материала, образующего наружный пластмассовый слой подушкообразных пакетов в верхней концевой части и нижней концевой части.

На практике подушкообразные пакеты обычно формируют и запечатывают при том, что их продольная ось расположена вертикально. Затем вновь образованные подушкообразные пакеты отрезают от рукава и спускают по желобу с криволинейным профилем, для того чтобы из вертикального положения приводить их в по существу горизонтальное положение, в котором они принимаются подающим узлом, расположенным непосредственно позади по ходу от указанного желоба и который перемещает подушкообразные пакеты в сгибающий узел.

Как только подушкообразные пакеты отрезают от рукава, они перемещаются вниз на желоб и продвигаются вдоль желоба под действием гравитации.

Подающий узел содержит две направляющие, которые проходят между зоной впуска, где принимаются пакеты, поступающие из желоба, и зоной выпуска, где пакеты выпускаются в сгибающий узел. Подающий узел дополнительно содержит конвейерную ленту и множество перемещающих элементов, выступающих из конвейерной ленты и приспособленных для взаимодействия с пакетами так, чтобы продвигать пакеты вдоль указанных направляющих.

Конвейерная лента обмотана вокруг первого колеса и второго колеса, причем первое колесо и второе колесо имеют по существу горизонтальные оси. Таким образом, конвейерная лента содержит верхнюю активную ветвь и нижнюю возвратную ветвь, причем указанные перемещающие элементы верхней активной ветви проходят через промежуток между указанными двумя направляющими и продвигают пакеты.

Недостаток известных упаковочных машин состоит в том, что пакеты, поступающие из формующего узла, не синхронизированы с подающим узлом.

В частности, пакеты могут «запаздывать» вследствие разных факторов, таких как: застревание в запечатывающем устройстве, которое осуществляет поперечное запечатывание, или в режущем устройстве, которое отделяет пакеты от рукава; раскачивание пакетов во время и после этапа запечатывания и этапа отрезания; трение; подергивание пакетов на желобе.

Поэтому может случаться так, что когда перемещающий элемент достигает зоны впуска, соответствующий пакет еще не подошел и поэтому такой перемещающий элемент не может перемещать никакого пакета. В этом случае следующий перемещающий элемент взаимодействует с двумя пакетами, т.е. с его «собственным» пакетом и с «запаздывающим» пакетом, который не был выпущен на предыдущий перемещающий элемент. Это может приводить к «затору» в подающем узле или в сгибающем узле.

Может случиться так, что когда пакет достигает зоны впуска, соответствующий перемещающий элемент взаимодействует с промежуточной частью пакета, а не с концевой частью пакета. Таким образом, перемещающий элемент может сминать пакет и повреждать его.

Вышеуказанные недостатки особенно существенны в случае высокоскоростных упаковочных машин, в которых скорость конвейерной полосы высокая, а расстояние между соседними перемещающими элементами мало, что делает сверхкритичным отсутствие синхронизации между пакетами, поступающими из формующего узла и конвейерной ленты.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является усовершенствование известных упаковочных машин, в частности подающих узлов, которые принимают пакеты из формующего узла и перемещают пакеты в сгибающий узел.

Другой задачей изобретения является улучшение синхронизации пакетов, поступающих из формующего узла, с перемещающими элементами подающего узла.

Другой задачей изобретения является создание подающего узла, в котором задержка, с которой пакет достигает соответствующего перемещающего элемента, уменьшена или устранена.

Другой задачей изобретения является создание подающего узла, который является эффективным и надежным даже при использовании в высокоскоростных упаковочных машинах.

В соответствии с изобретением, создан сгибающий узел для изготовления упаковок пищевого продукта, наливаемого в рукав из упаковочного материала, из запечатанных пакетов, как описано в пункте 1 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Предпочтительный неограничивающий вариант осуществления изобретения будет описан в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, из которых:

Фиг.1 представляет собой перспективный вид подающего узла в соответствии с изобретением;

Фиг.2 представляет собой вид сбоку подающего узла, показанного на фиг.1;

Фиг.3 представляет собой перспективный вид пакета, выполненного с возможностью перемещения посредством подающего узла, показанного на фиг.1.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Со ссылкой на фиг.1 и 2, показана упаковочная машина 1, содержащая формующий узел 2, сгибающий узел (не показанный) и подающий узел 3, расположенный между формующим узлом 2 и сгибающим узлом.

Формующий узел 2 сворачивает, заполняет и запечатывает упаковочный материал для получения подушкообразных упаковок 4. В частности, формующий узел 2 непрерывно изготавливает упаковки 4 из рукава упаковочного материала (не показанного).

Рукав образуется известным способом посредством продольного сворачивания и запечатывания полотна термосвариваемого листового материала, который может содержать базовый слой для жесткости и прочности, который может быть образован посредством слоя волокнистого материала, например, бумаги, или минералонаполненного полипропилена, и несколько слоев термосвариваемого пластичного материала, например, полиэтиленовой пленки, покрывающих обе стороны базового слоя. В случае асептической упаковки для продуктов длительного хранения, таких как ультрапастеризованное молоко, упаковочный материал может содержать также слой газо- и светозащитного материала, например, алюминиевой фольги или этилвинилового спирта (ethyl vinyl alcohol - EVOH), который наложен на слой термосвариваемого пластичного материала, и в свою очередь покрыт другим слоем термосвариваемого пластичного материала, образующим внутреннюю поверхность упаковки, в конечном счете контактирующим с пищевым продуктом.

Затем рукав упаковочного материала заполняют пищевым продуктом, запечатывают и разрезают вдоль равномерно разнесенных поперечных участков, чтобы образовать упаковки 4.

Со ссылкой на фиг.3, показан вариант осуществления упаковки 4, который содержит продольную запечатывающую полосу 30, образованную для получения рукава упаковочного материала из полотна, свернутого в цилиндр, и которая проходит вдоль одной стороны упаковки 4, который закрыт в противоположных концах посредством первой поперечной запечатывающей полосы 31 и второй поперечной запечатывающей полосы 32, расположенных перпендикулярно к и соединенных с продольной запечатывающей полосой 30.

Каждая упаковка 4 имеет ось В и содержит основную часть 33, первую концевую часть 34 и вторую концевую часть 35, сужающиеся от основной части 33 к соответствующей первой поперечной запечатывающей полосе 31 и второй поперечной запечатывающей полосе 32.

Основная часть 33 упаковки 4 ограничена сбоку двумя первыми боковыми стенками 36а и двумя вторыми боковыми стенками 36b, которые чередуются друг с другом.

Первая концевая часть 34 и вторая концевая часть 35 каждая образована посредством двух стенок 37, каждая из которых по существу выполнена в форме равнобедренной трапеции, которые под немного наклоняются друг к другу относительно плоскости, перпендикулярной оси В, и содержат меньшие края, образованные противоположными краями соответствующей стенки 36а, и большие края, соединенные друг с другом посредством соответствующей первой поперечной запечатывающей полосы 31 и второй поперечной запечатывающей полосы 32.

Продольная запечатывающая полоса 30 проходит между первой поперечной запечатывающей полосой 31 и второй поперечной запечатывающей полосой 32 и вдоль всей одной стенки 36а и соответствующих стенок 37 на той же стороне, что и указанная стенка 36а.

Первая концевая часть 34 содержит по существу удлиненное прямоугольное первое концевое ребро 38, образованное посредством первой поперечной запечатывающей полосы 31 и выступающее в направлении оси В из упаковки 4; и два по существу треугольных первых клапана 39, выступающих в сторону на противоположных сторонах основной части 33 и образованных посредством концевых участков стенок 37 и посредством соответствующих треугольных концевых участков боковых стенок 36b.

Аналогично, вторая концевая часть 35 содержит по существу удлиненное прямоугольное второе концевое ребро 40, образованное посредством второй поперечной запечатывающей полосы 32 и выступающее в направлении оси В из упаковки 4; и два по существу треугольных вторых клапана 41, выступающих сбоку на противоположных сторонах основной части 33 и образованных посредством концевых участков стенок 37 и посредством соответствующих треугольных концевых участков боковых стенок 36b.

Более конкретно, каждое из первого концевого ребра 38 и второго концевого ребра 40 проходит вдоль направления, перпендикулярного оси В.

Для образования упаковки из упаковки 4 сгибающий узел сплющивает первую концевую часть 34 и вторую концевую часть 35 вниз относительно друг друга и одновременно заворачивает первое концевое ребро 38 на сплюснутую первую концевую часть 34 и второе концевое ребро 40 на сплюснутую вторую концевую часть 35.

Сгибающий узел заворачивает вторые клапаны 41 на верхние концы соответствующих стенок 36а к первой концевой части 34 и заворачивает первые клапаны 39 на предварительно завернутое первое концевое ребро 38, на противоположной стороне второй концевой части 35.

Подающий узел 3 принимает упаковки 4 из формующего узла 2 и перемещает упаковки 4 в сгибающий узел.

Подающий узел 3 содержит подающий конвейер 6, содержащий перемещающее устройство 7, выполненное с возможностью циклического перемещения вдоль пути Р продвижения. Перемещающее устройство 7 приспособлено для перемещения упаковок 4 к сгибающему узлу.

Перемещающее устройство 7 содержит гибкий транспортирующий элемент 8 и по меньшей мере один перемещающий элемент 9, выступающий из гибкого транспортирующего элемента 8. В частности, как показано на фиг.1 и 2, перемещающее устройство 7 содержит множество перемещающих элементов 9.

В показанном варианте осуществления гибкий транспортирующий элемент 8 содержит зубчатый ремень 10.

Подающий конвейер 6 дополнительно содержит направляющее устройство 11, которое принимает упаковки 4 и на котором упаковки 4 перемещаются вдоль пути Р продвижения.

Подающий конвейер 6 содержит впускной участок 12, в котором упаковки 4 достигают пути Р продвижения, и выпускной участок (не показанный), на котором упаковки 4 сходят с пути Р продвижения и перемещаются в сгибающий узел.

Гибкий транспортирующий элемент 8 содержит нижнюю активную ветвь 13, обращенную к направляющему устройству 11, и верхнюю возвратную ветвь 14, причем верхняя возвратная ветвь 14 и направляющее устройство 11 расположены на противоположных сторонах нижней активной ветви 13.

Гибкий транспортирующий элемент 8 выполнен в виде петли и частично намотан на вращающийся элемент 15 и дополнительный вращающийся элемент (не показанный), по меньшей мере один из которых снабжен приводом. Вращающийся элемент 15 и указанный дополнительный вращающийся элемент вращаются в направлении R вращения и приводят в движение нижнюю активную ветвь 13 вдоль пути Р. Вращающийся элемент 15 вращается вокруг оси А, которая расположена по существу горизонтально. Аналогично, указанный дополнительный вращающийся элемент вращается вокруг дополнительной оси (не показанной), которая расположена по существу горизонтально.

В показанном варианте осуществления вращающийся элемент 14 представляет собой зубчатое колесо 16, которое находится в зацеплении с зубчатым ремнем 10. Аналогично, указанный дополнительный вращающийся элемент представляет собой зубчатое колесо, находящееся в зацеплении с зубчатым ремнем 10.

Подающий узел 3 дополнительно содержит толкающее устройство 17, приспособленное для толкания упаковок 4 к пути Р продвижения.

Толкающее устройство 17 содержит по меньшей мере один толкающий элемент 18 и, в частности, множество толкающих элементов 18. В варианте осуществления, показанном на фиг.1 и 2, толкающее устройство 17 содержит два толкающих элемента 18, расположенных в диаметрально противоположных областях вращающегося элемента 15.

Толкающие элементы 18 поддерживаются посредством вращающегося элемента 15 и вращаются вместе с вращающимся элементом 15.

В частности, толкающие элементы содержат первую группу 19 толкающих элементов 18 (в показанном варианте осуществления два), прикрепленных к первому фланцу 20, прочно соединенному с первой стороной 21 вращающегося элемента 15, и вторую группу 22 толкающих элементов 18 (в показанном варианте осуществления два), прикрепленных к второму фланцу 23, прочно соединенному с второй стороной 24 вращающегося элемента 15.

Количество толкающих элементов 18 первой группы 19 соответствует количеству толкающих элементов 18 второй группы 22.

Каждый толкающий элемент 18 первой группы 19 выровнен с соответствующим толкающим элементом 18 второй группы 22. Таким образом, во время работы подающего узла 3, упаковка 4 взаимодействует одновременно с толкающим элементом 18 первой группы 19 и соответствующим толкающим элементом 18 второй группы 22.

Перемещающие элементы 9 равномерно разнесены на гибком транспортирующем элементе 8 на первом расстоянии d1.

Толкающие элементы 18 равномерно разнесены на вращающемся элементе 15 на втором расстоянии d2.

Первое расстояние d1 равно второму расстоянию d2.

Другими словами, шаг перемещающих элементов 9 на гибком транспортирующем элементе 8 соответствует шагу толкающих элементов 18 на вращающемся элементе 15.

Таким образом, каждый перемещающий элемент 9, выступающий из участка 25 гибкого транспортирующего элемента 8, который намотан вокруг вращающегося элемента 15, совмещен с соответствующим толкающим элементом 18.

Подающий узел 3 дополнительно содержит желоб 26 для направления упаковок 4 к пути Р продвижения. Указанный желоб принимает упаковки 4 с осью В, расположенной в по существу вертикальном направлении, и выпускает упаковки 4 с осью В, расположенной в по существу горизонтальном направлении.

Желоб 26 расположен на одной стороне вращающегося элемента 15 и вместе с вращающимся элементом 15 образует канал 27, или проход, для упаковок 4.

Толкающие элементы 18 выступают из вращающегося элемента 15 так, чтобы проходить в канал 27 и взаимодействовать с упаковкой 4.

Во время работы, упаковка 4 образуется посредством сворачивания упаковочного материала, образуя рукав, заполнения указанного рукава пищевым продуктом и запечатывания рукава.

Режущий инструмент разрезает рукав и отделяет упаковку 4 от рукава.

Отделенная от рукава упаковка 4 достигает желоба 26.

Вращающийся элемент 15 вращается вокруг оси А и два толкающих элемента 18 (т.е. толкающий элемент 18, прикрепленный к первому фланцу 20, и соответствующий толкающий элемент 18, прикрепленный к второму фланцу 23) взаимодействуют с упаковкой 4, толкая упаковку 4 вдоль желоба 26 к пути Р продвижения.

В частности, два толкающих элемента 18 взаимодействуют с первой концевой частью 34 упаковки 4 и толкают упаковку 4 к впускному участку 12.

Затем перемещающий элемент 9 взаимодействует с первой концевой частью 34 упаковки 4 и перемещает упаковку 4 вдоль пути Р продвижения от впускного участка 12 к выпускному участку. Перемещающий элемент 9 принудительно перемещает упаковку 4 на направляющее устройство 11.

На выпускном участке, упаковка 4 выпускается в сгибающий узел.

Благодаря настоящему изобретению можно получить подающий узел, который обеспечивает точную синхронизацию пакетов.

Толкающие элементы 18 фактически взаимодействуют с упаковками 4 как только упаковки 4 достигают желоба 26. Толкающие элементы 18 оказывают толкающее действие, или толчок, на упаковки 4, для того чтобы синхронизировать пакеты с соответствующими перемещающими элементами 9. Толкающие элементы 18 гарантируют, что упаковки 4 будут находиться в нужном положении в нужное время, чтобы надлежащим образом захватываться перемещающими элементами 9.

Другими словами, толкающее действие, или толчок, компенсирует возможное «запаздывание» пакетов.

В известном подающем узле перемещение пакетов вдоль желоба не является управляемым, поскольку пакеты перемещаются вдоль желоба (и впереди по ходу от желоба) только под действием своего веса, т.е. посредством гравитации.

Тогда как в подающем узле в соответствии с изобретением перемещение упаковок 4 является управляемым посредством толкающих элементов 18 на всем протяжении желоба 26.

Очевидно, что в подающем узле 3, описанном и показанном в данном документе, могут быть выполнены изменения, но без отхода от объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

В частности, в варианте осуществления, показанном на фиг.1 и 2, толкающие элементы 18 прикреплены к одному и тому же вращающемуся элементу 15, который взаимодействует с гибким транспортирующим элементом 8, поддерживающим перемещающие элементы 9.

В другом варианте осуществления, не показанном, толкающее устройство содержит приводной элемент, который является отдельным и отличающимся от указанного вращающегося элемента и приводит в движение толкающие элементы.

В обоих случаях толкающее устройство 17 является отдельным от перемещающего устройства 7. В частности, толкающие элементы 18 являются отдельными от перемещающего элемента 9.

Реферат

Подающий узел содержит конвейер с перемещающим устройством, выполненным с возможностью циклического перемещения вдоль пути продвижения для перемещения упаковок к сгибающему узлу. Причем узел дополнительно содержит толкающее устройство для продвижения упаковок, содержащее приводной элемент и по меньшей мере один толкающий элемент, приводимый в движение посредством приводного элемента. Узел также дополнительно содержит желоб для направления упаковок к пути продвижения, причем толкающее устройство выполнено так, чтобы взаимодействовать с упаковками, когда они находятся в желобе, и толкать упаковки. Желоб расположен на одной стороне приводного элемента, при этом желоб и приводной элемент образуют канал для упаковок, а по меньшей мере один толкающий элемент проходит в канал для взаимодействия с упаковками, при чем толкающее устройство отделено от перемещающего устройства. Изобретение обеспечивает повышение качества, надежности работы и повышение производительности. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула