CN101357694B

CN101357694B - 全自动连续盒式气调包装机

Info

Publication number: CN101357694B
Application number: CN2008101569071A
Authority: CN
Inventors: 卢立新; 王杰; 蔡莹
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2008-09-19
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2028-09-19
Also published as: CN101357694A

Abstract

本发明涉及一种全自动连续盒式气调包装机，特征是抽真空、充气、封盒作业分别安排在连续的两个工位上完成。气体置换装置包括密封腔，与汽缸轴连接，密封腔腔内配置有气体置换器，气体置换装置通过外部抽气管道和充气管道分别对气体置换腔进行抽气和充气，外部充气管道设置在气调辅助装置上，气调辅助装置通过外部充气管道对盒子内气氛进行调节，热封膜导引装置、气调辅助装置连接在机架上，热封装置通过连接螺钉与机架固定连接，第一切膜装置、第二切膜装置分别安装在机架上。本发明气体置换率、气体混合精度高，包装速度快，能满足盛装产品容量改变以及包装盒外型款式多变的要求；同时具备有封合、分切于一体等功能。

Description

全自动连续盒式气调包装机

技术领域

本发明涉及一种全自动连续盒式气调包装机，具体地说是涉及一种快速气体置换，同时具备封合、分切等功能于一体的气调包装机，属于气调保鲜包装机械设备技术领域。

背景技术

在已有技术中，目前市场上盒装气调包装机的气体置换与作业方式有两种：一是将盛装产品的包装盒置于一密闭的空腔内，先对其抽真空后充入预配置气体，再实施封盒，上述作业过程是在同一工位上完成；二是采取气体冲洗式置换，即将盛装产品的包装盒置于工作腔内，使用预配置气体直接对盒内进行冲洗以排出盒内原有气体，完成气体置换后实施封盒。两者各有优劣，方式一可以得到较高的气体置换率与气体混合精度，但由于抽真空、充气、封盒三个作业环节是在同一工位上完成的，设备工作循环周期较长，生产速度较低；方式二由于未采用抽真空作业，气体置换较迅速，生产率较高，但气体置换率、气体混合精度低，影响产品保鲜效果。在实际的生产过程当中，两种方式的弊端都对产品企业的生产应用造成了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种全自动连续盒式气调包装机，其抽真空、充气、封盒作业分别安排在连续的两个工位上完成，包装盒内气体置换精度、气体混合精度高，包装速度快，同时能满足盛装产品容量改变以及包装盒外型款式多变的要求。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明主要采用盒子输送机构与机架连接，热封膜传送系统与盒子输送机构连接，承托机构与盒子输送机构通过链条连接，盒子输送机构通过链条来实现步进运动，承托机构随链条做步进进给运动，带动在其中的盒子运动，底膜通过夹持装置进行夹持，实现间歇而有平稳的牵引；特征是气体置换装置包括密封腔，与汽缸轴连接，密封腔腔内配置有气体置换器，外部抽气管道和充气管道分别设置在气体置换装置上，气体置换装置通过外部抽气管道和充气管道分别对气体置换腔进行抽气和充气，外部充气管道设置在气调辅助装置上，气调辅助装置通过外部充气管道对盒子内气氛进行调节，热封膜导引装置、气调辅助装置连接在机架上，热封装置通过连接螺钉与机架固定连接，第一切膜装置、第二切膜装置分别安装在机架上。

所述的热封膜传送系统包括热封膜引导装置、热封膜卷筒、热封膜导辊、容让辊、打印装置、第一热封膜宽幅调整装置、第二热封膜宽幅调整装置及热封膜；其中热封膜卷筒套在热封膜引导装置上，打印装置、第一、第二热封膜宽幅调整装置、分别固定连接在机架上，热封膜通过热封膜导辊、容让辊的导引实现顺利传送，热封膜卷绕在热封膜导辊及容让辊上。热封膜引导装置调整卷筒热封膜的轴向位置，便于对中输送，同时热封膜通过色标定位的方式来实现上膜图案的精确打印。

所述的气体置换装置包括气体置换器、导辊支撑板、热封膜导辊及外部室罩；气体置换器上表面为圆弧面，圆弧面两端垂直的导辊支撑板上面安装三个导辊引导热封膜在上面平稳通过；所述的气体置换器两端外沿与密封腔的两端内沿之间留有足够的空隙，便于热封膜进出。

所述的气体置换器的底部开有中间排气孔、左边上排气孔及右边上排气孔，中间排气孔用于抽真空，左边上排气孔及右边上排气孔用于充入保护气体。

所述的气调辅助装置由主气道、与主气道相连的气孔、密封板凸缘及外部充气管组成，气调辅助装置上表面为圆弧面，其一端内部镂空且末端开口，另一端开有气孔，孔口略向下倾斜，皆连通主气道，主气道通过外部充气管与保护气源(图中末标注)连接。

所述的热封装置包括室座、电热丝、热封板、两个并立薄型汽缸、连接螺钉、承托板、螺钉，其主体室座和承托板两者通过螺钉连接，承托板上安装两个并立的薄型汽缸，薄型汽缸的轴通过螺钉与热封板固定连接，热封板内安装电热丝或电热管，通过薄型汽缸的定时伸缩来实现热封膜的封合。

所述的热封板由第一热封板和第二热封板两个部分连接而成。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、本发明盒式气调包装机可一次将一排三个或一排多个联体包装盒输送到气体置换工位进行气体置换，同时也可加装热成型盒装置，形成热成型盒式气调包装一体机；也适用采用人工装填预制盒方式；具体的使用方法可根据用户的具体要求具体安排，适用性和通用性强。

2、本发明盒式气调包装机结合了真空置换式和气体冲洗式置换的优点，通过使用特殊的气体置换装置和气调辅助装置，在同一步进时间内，通过连续工位上的多次气体置换，可快速、较高精度的获得盒装气调产品，生产效率高。

3、本发明盒式气调包装机对于盛装不同容量的产品，不需要更换气体置换装置和气调辅助装置。由于采用了热封膜的提前覆盖，确保了置换腔开启后盒子中保护气体的压力要求，因此只需要通过调整装置对气体置换装置和气调辅助装置的径向工作位置进行相应的调整，就可对那些超出盒子上沿的产品进行包装。可适用于不同包装容量的盒式包装。

此外，工具生产工艺要求，采用可编程控制器(PLC)及相应的气动控制元件实现整台包装机的自动控制，从而可实现本发明盒式气调自动包装机的连续自动化生产；是一款性能优异，适宜于工程化生产的盒式气调自动包装机。

附图说明

图1是本发明的工作流程图。

图2是本发明的工作局部示意图。

图3是本发明气体置换装置的结构图。

图4是本发明气体置换器的结构透视图。

图5是本发明气调辅助装置的结构图。

图6是本发明气调辅助器结构透视图。

图7是本发明热封装置的结构A～A剖视图。

图8是本发明热封装置热封板的透视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施实例对本发明作进一步地具体描述：

本发明主要由热封膜引导装置1a、热封膜卷筒1b、热封膜导辊2a、热封膜容让辊2a₁、打印装置3、第一热封膜宽幅调整装置2、热封膜4、第一热封膜宽幅调整装置5、热成型装置6、气体置换装置7、气调辅助装置8、热封装置9、第一切膜装置10、第二切膜装置11、盒子输送机构12、承托机构13、汽缸14、密封腔15、导辊16、气体置换器17、中间排气孔18、右边上排气孔19、左边上排气孔20、热封膜导引装置21、主气道22、开口23、导辊24、下模25、盒子26、夹持装置27、外部室罩28、底膜承托装置29、充气连接装置30、抽气管道31、充气管道32、外部充气管道33、导辊支撑板34、气孔35、密封板凸缘36、螺钉37、汽缸38、承托板39、室罩40、螺钉41、热封板42、第一热封板42a、第二热封板42b、电热丝43、室座44、机架45及螺钉46等组成。

如图1、图2所示：本发明主要采用盒子输送机构12与机架45连接，机架45与导辊24相连，热封膜传送系统与盒子输送机构12连接，底膜承托装置29固连在机架45上，并与盒子输送机构12相配合，作为气体置换装置7下降后进行气体置换的支撑基座，承托机构13与盒子输送机构12链条连接，盒子输送机构12通过链条来实现步进运动，承托机构13与链条连接一起随链条做步进进给运动，带动在其中的盒子26运动，底膜25通过夹持装置27进行夹持，实现间歇而有平稳的牵引。抽气管道31和充气管道32分别设置在气体置换装置7上，气体置换装置7通过抽气管道31和充气管道32分别对气体置换腔进行抽气和充气。外部充气管道33设置在气调辅助装置8上，气调辅助装置8通过外部充气管道33对盒子26内气氛进行进一步的调节，使之满足所要求的气体精度。其中热封膜导引装置21安装在机架45上，热封膜通过导引装置21后覆盖在气调辅助装置8的圆弧面上，气调辅助装置8连接在机架45上。导辊24与机架45相连，热封装置9通过连接螺钉46与机架45固定连接，第一切膜装置10、第二切膜装置11分别安装在机架上。

如图2、图3、图4所示：气体置换装置7包括密封腔15、外部室罩28皆与可进行上下运动的汽缸14连接，密封腔15腔内配置有气体置换器17、导辊支撑板34、热封膜导辊16；在气体置换器17的底部上开有中间排气孔18、左边上排气孔20及右边上排气孔19、充气连接装置30。中间排气孔18用于抽真空，左边上排气孔20及右边上排气孔19用于充入保护气体。所述的充气连接装置30一端与外部室罩28及内部的三排气孔18、19、20螺纹相连，另一端与外部的抽气管道31、充气管道32相连。所述的气体置换器17上表面为圆弧面，圆弧面两端垂直的导辊支撑板34上面安装三个热封膜导辊16引导热封膜在上面平稳通过。所述的气体置换器17两端外沿与密封腔15的两端内沿之间留有足够的空隙，便于热封膜进出。

如图1所示：所述的热封膜传送系统包括热封膜引导装置1a、热封膜卷筒1b、热封膜导辊2a、热封膜容让辊2a₁、打印装置3、第一热封膜宽幅调整装置2、第一热封膜宽幅调整装置5及热封膜4；其中热封膜卷筒1b套在热封膜引导装置1a上，打印装置3、第一、第二热封膜宽幅调整装置2、5固连在机架45上，热封膜4卷绕在热封膜导辊2a、容让辊2a₁上，热封膜导辊2a固连在机架45上，容让辊2a₁与热封膜导辊2a弹簧相连，热封膜4通过热封膜导辊2a、容让辊2a₁的导引实现顺利传送，热封膜引导装置1a来调整卷筒热封膜的轴向位置，便于对中输送，同时热封膜通过色标定位的方式来实现上膜图案的精确打印。

如图2、图5、图6所示：所述的气调辅助装置8由主气道22、与主气道22相连的气孔35、密封板凸缘36及外部充气管33组成，其表面为圆弧面，其一端内部镂空且末端开口，密封板凸缘36端面与热封膜4及导辊24共同组成供盒内保护气体排出的开口23。另一端开有气孔35，孔口略向下倾斜，皆连通主气道22，主气道22通过外部充气管33与保护气源(图中末画出)连接。

如图7、图8所示：所述的热封装置9包括外部室罩40、室座44、电热丝43、热封板42、机架45、两个并立薄型汽缸38、螺钉41、承托板39、螺钉37，其主体室座44和承托板39两者通过螺钉37连接，外部室罩40与承托板39固连，在螺钉37上套装有弹簧，承托板39上安装两个并立的薄型汽缸38，薄型汽缸38的轴通过螺钉41与热封板42固定连接，热封板42内安装电热丝或电热管43，通过薄型汽缸的定时伸缩来实现热封膜的封合。所述的热封板42由第一热封板42a和第二热封板42b两个部分连接而成。

本发明的工作原理及工作过程：

本发明工作流程如图1所示，卷筒热封膜安装在带轴向调节的退卷装置的套筒上，并可通过轴向调节旋钮调节包装上膜的轴向位置，同时设置容让辊2a₁消除惯性对包装热封膜4供送的影响。以有利于热封膜在打印工位(打印装置)3处顺利打印，再通过一系列的导辊2a和第一热封膜宽幅调整装置2、第一热封膜宽幅调整装置5，保证热封膜4在进入气体置换装置7之前准确的覆盖在盒子26相应位置上。

本发明在工位a通过热成型装置6完成盒子26的成型，在工位b进行产品的装填，可根据要求采用机械式或手工装填。盒子在工位c进行热封膜的初覆盖，在步进电机的驱动下，与链条连接在一起的盒子输送机构12做步进运动，同时带动置于模腔内装满产品的盒子26一同移动，采用热成型盒装置的下模25两端用夹子27夹住，实现底膜间歇而又平稳的牵引。

当盒子进入到气体置换工位d之后，汽缸14向下运动，密封腔15和底膜承托装置29组成一个密闭的空间，其中热封膜4覆盖在气体置换装置的半圆弧面上的三个导辊16上，以减少打印好的热封膜4与圆弧面之间的摩擦，损伤打印的内容，同时降低传动的摩擦力，是热封膜传动更方便。之后，气调置换装置7开始动作，抽气管道31先接通真空泵，对密闭空间抽真空，接着，在抽真空之后的大约一秒钟左右，充气管道32接通保护气体气源，实现对密闭空间充保护气体，此时，抽气和充气过程同时进行，当两者同时进行大约一秒钟后，关闭抽气管道31，停止抽真空，但充气过程仍然继续，当密闭空间内的气体压强略大于外部大气压后，关闭充气管道32停止对密闭空间的充气，接着，密封腔15在汽缸14的带动下向上运动，打开气体置换模，同时链条带动盒子输送机构12步进一个工位。而由于盒子内的气体压强高于大气压，导致密闭空间以及盒子内的气体略微向外排放，而外部的气体无法在一个步进动作的短时间内进入到盒子中。接着，气体置换装置7圆弧面上的热封膜4在带动作用下向前运动，在热封膜调整装置21的导向作用下，覆盖在气调辅助装置8的圆弧面上，通过热封膜调整装置21和另一端导辊24的作用，使热封膜紧贴在气调辅助装置8的圆弧面上，同时，盒子进入到工位e上。

本发明当盒子26进入到工位e上之后，由于外部充气管道33始终接通保护气源，且气压略大于大气压。同时系列气孔35开口略向下，使得保护气体始终被送入到盒子的底部，并将盒子内的气体通过气调辅助装置8的密封板凸缘36和热封膜4所组成的开口处23向外排除。时间为一个步进所需时间，于是，在此工位e上，对盒子内的气体进行进一步的气体置换，进一步提高了盒子内的气体置换精度，使之能满足设计所需的精度要求。

本发明气调自动包装机热封装置9的结构剖视图中，热封板42通过两个并立的薄型汽缸38驱动做上下的运动，以实现热封的过程。其主体是室座44和承托板39，材料可为铝合金铸件，以保证在封压的过程当中，给底盒一定的预压力，不至于汽缸的作用力直接作用在热封板42上，使得热封板42有一定的缓冲。两个并立的薄型汽缸38是热封合的驱动装置，汽缸轴通过螺钉41与热封板42连接在一起，在热封板42内安装数量众多的电热丝或电热管43，对热封板42进行加热。当盒子进入到封合工位e和f后，汽缸38同时动作，带动热封板42上下运动，完成热封动作，使上膜与底盒热融压合在一起。

本发明热封板42被分为42a和42b两部分，当包装盒位于第一个热封工位e时(图1)，前热封板42a将盒子上方的热封膜4封合在盒子上，其封合长度小于整个盒子的长度，且略短于后半部分42b的长度。完成之后热封板42打开，盒子步进到下一热封工位f，在此工位上，后半热封板42b完成最终的封合工作。

最后，封合好的系列包装盒进入分切工位第一切膜装置10、第二切膜装置11，分别在工位f和g完成纵切和横切，最终，将联体包装盒系列分切为独立的小包装盒，再通过传送带将独立的小包装盒在工位h送出。此外，第一切膜装置10、第二切膜装置11也可以合并成一体，形成依据盒子形状而配置相应刀具的分切装置。可一次分切出最终所需要的盒子形状。同时配备相应的剩料收集装置即可。

Claims

1.一种全自动连续盒式气调包装机，采用盒子输送机构(12)与机架(45)连接，热封膜传送系统与盒子输送机构(12)连接，承托机构(13)与盒子输送机构(12)通过链条连接，承托机构(13)随链条做步进进给运动，带动在其中的盒子(26)运动，底膜(25)通过夹持装置(27)夹持；其特征是：气体置换装置(7)上部与汽缸(14)连接，侧边与外部抽气管道(31)和充气管道(32)连接；气体置换装置(7)通过外部抽气管道(31)和充气管道(32)分别对气体置换腔进行抽气和充气，外部充气管道(33)设置在气调辅助装置(8)上，气调辅助装置(8)通过外部充气管道(33)对盒子(26)内气氛进行调节；第一热封膜导引装置(21)、气调辅助装置(8)连接在机架(45)上，热封装置(9)通过连接螺钉(46)与机架(45)固定连接，第一切膜装置(10)、第二切膜装置(11)分别安装在机架(45)上。

2.根据权利要求1所述的全自动连续盒式气调包装机，其特征在于所述的热封膜传送系统包括第二热封膜引导装置(1a)、热封膜卷筒(1b)、热封膜导辊(2a)、容让辊(2a₁)、打印装置(3)、第一热封膜宽幅调整装置(2)、第二热封膜宽幅调整装置(5)及热封膜(4)；其中热封膜卷筒(1b)套在第二热封膜引导装置(1a)上，打印装置(3)、第一热封膜宽幅调整装置(2)、第二热封膜宽幅调整装置(5)分别固定连接在机架(45)上，热封膜(4)卷绕在热封膜导辊(2a)、容让辊(2a₁)上。

3.根据权利要求1所述的全自动连续盒式气调包装机，其特征在于所述的气体置换装置(7)配置有气体置换器(17)、导辊支撑板(34)、热封膜导辊(16)及外部室罩(28)；气体置换器(17)上表面为圆弧面，圆弧面两端垂直的导辊支撑板(34)上面安装热封膜导辊(16)，所述的气体置换器(17)两端外沿与外部室罩(28)的两端内沿之间留有空隙。

4.根据权利要求3所述的全自动连续盒式气调包装机，其特征在于所述的气体置换器(17)的底部开有中间排气孔(18)、左边上排气孔(20)及右边上排气孔(19)。

5.根据权利要求1所述的全自动连续盒式气调包装机，其特征在于所述的气调辅助装置(8)由主气道(22)、气孔(35)及外部充气管(33)组成，气调辅助装置(8)上表面为圆弧面，其一端内部镂空且末端开口，另一端开有气孔(35)，气孔(35)孔口向下倾斜，连通主气道(22)，主气道(22)通过外部充气管(33)与保护气源连接。

6.根据权利要求1所述的全自动连续盒式气调包装机，其特征在于所述的热封装置(9)包括室座(44)、电热丝(43)、热封板(42)、两个并立汽缸(38)、连接螺钉(41)、承托板(39)、螺钉(37)，主体室座(44)和承托板(39)通过螺钉(37)连接，承托板(39)上安装两个并立的汽缸(38)，汽缸(38)的轴通过连接螺钉(41)与热封板(42)固定连接，热封板(42)内安装电热丝或电热管(43)。

7.根据权利要求6所述的全自动连续盒式气调包装机，其特征在于所述的热封板(42)由第一热封板(42a)和第二热封板(42b)两个部分连接而成。