CN101472729B - 用于成形、填充和封闭泡沫聚合物容器的机器 - Google Patents

用于成形、填充和封闭泡沫聚合物容器的机器 Download PDF

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Abstract

用于成形、填充和封闭泡沫聚合物容器的机器，包括：用于泡沫聚合物带片(4)的下部退绕机(1)；用于预加热该带片的预加热站(3)；容器热成型站(5)；用于填充容器的填充区域(6)；用于封闭已成形容器的封闭膜片的上部退绕机(7)；容器封闭站(10)；切割站(11)和用于沿不同的站输送带片(4)的系统(12)。

Description

用于成形、填充和封闭泡沫聚合物容器的机器
技术领域
本发明涉及用于成形、填充和封闭从泡沫聚合物带片，如泡沫聚苯乙烯带片获得的容器的机器。
本发明的机器设计为：从泡沫聚苯乙烯带片或类似物连续地获得(优选地从卷轴获得)已成形容器；用预定产品填充容器，以气密地封闭所述容器；和最终供应单独的封闭容器以用于销售。本发明的机器还能够包括用于在容器的封闭片材或膜片上实现某些印记的装置，如封装日期、到期日期等。
为此，本发明的机器包括提供泡沫聚合物带片的下部卷轴退绕机、用于预加热该带片的预加热站、容器热成型站、封装区域、提供膜片以封闭容器的上部退绕机、容器封闭站和最终切割站。所述机器还包括用于牵引在从预加热站进口到切割站出口的整个不同站上运行的片材的牵引系统。在热成型站和上部退绕机以及容器封闭站定位的位置之间的空间对应于装载区域，装载区域的操作能够手动地或自动地实现。
背景技术
由于这种容器能够提供保存条件，在泡沫聚苯乙烯容器或类似物中日益频繁地包装不同的产品，尤其是容易腐烂的产品。容器通常借助于成形设备以盘状获得，且提供给包装者，包装者将实现填充和封闭容器的操作。该系统具有一系列缺陷，如需要包装者运送和存储容器，必须适应由容器制造商提供的饮料容器，从制造到填充和封闭的过程中可能污染容器，等等。
为了解决该缺陷，PCT申请WO 2005/030471描述了从泡沫聚合物带片连续地成形容器、填充容器并封闭和提供用于出售的机器。
该机器由卷轴支承轴和用于退绕泡沫聚合物带片的退绕单元、用于预加热带片的预加热单元、容器在其中成形的模制单元、用于封闭和密封容器的封闭和密封单元、印刷单元、纵向切割单元和另一横向切割单元的组件形成。该机器借助于用于牵引片材的牵引系统完成，在不同站中实施不同操作时，该系统停止所述片材的向前移动，且一旦已经结束这些操作就使得其向前移动。
虽然该机器提供用于容器的制造、其填充和封闭(所有这些以连续方式进行)，但是它具有某些缺陷，基本上在容器的预加热站、热成型站和封闭站的构造和操作中。
预加热站不允许根据带片沿不同站的移动速度或速率适当地调节预加热温度。
热成型站具有在容器壁中发生不良变形的风险。
关于密封站，没有提供这样的操作方式：在容器内部产生惰性气氛之后确保已容纳产品的保存。
关于切割站，由于两个切割站(纵向切割站和另一横向切割站)连续地设置，机器的长度增加了其成本。
发明内容
本发明的目的在于用允许更安全操作的简单构造排除通过所述类型机器阐述的缺陷。
在本发明的机器中，预加热站形成为使得它允许通过辐射元件的数量和通过改变所述元件距待成形带片的距离恰当地调节温度。
另一方面，热成型站确保带片完好地适配形成该站一部分的模具和副模具的表面，从而排除不良变形的风险。
通过在容器内形成惰性气氛确保该产品的保存条件，该操作在密封站中以简单的方式实施。
本发明机器的另一优势在于制备已经封闭的容器的片材的总体切割在单个切割站和操作中实现。
如上所述，本发明机器包括用于泡沫聚合物带片卷轴的下部退绕机、用于预加热该带片的预加热站、容器热成型站、用于封闭已成形容器的封闭膜片的卷轴的上部退绕机、用于封闭容器的封闭站、切割站和牵引系统，牵引系统：使聚合物带片移动通过不同的站；当在每个站中进行相应操作时使带片停止；每次完成所述操作时，使带片移动，从而向前移动连续地通过不同的站。为此，不同的驱动元件(牵引链和用于致动不同站的移动元件和退绕机的链)借助于相应控制程序被协调一致，所有这些都以已知的方式设置。
根据本发明，预加热站由两个竖直一致的水平抽屉形成，一个抽屉位于牵引系统上方，另一个位于牵引系统下面，两个抽屉都组装在能够借助于致动气缸在其上竖直运动的结构上，以将它们带到一起或分开。这些抽屉在其相对表面上承载加热装置。在该站中，作为在容器成型之前的步骤，带片被预加热而不与其接触。加热装置优选由设置在反射表面上的红外电阻形成。预加热温度能够通过改变激励的电阻的数量和通过分开抽屉而适当地调节。
用于对中聚合物片材的台直接设置在预加热站前面，带片从下部退绕机放置在该台上，且该台将带片引导到牵引系统。该台在其纵向边缘处具有可横向移动的移动挡块，带片的纵向边缘支撑在该挡块上以用于其纵向对中。
在本发明机器中，热成型站由彼此相对的组装在可竖直运动的平台上的下部模具和上部副模具形成。模具和副模具两者在其外部和内部表面之间都具有通孔。模具和副模具通过这些孔连接到真空源，在成形操作期间，真空源在待成形带片以及模具和副模具的表面之间形成真空。因而确保带片完好地连接和粘附到模具和副模具的表面，从而防止变形的风险。在该操作中，容器通常以底部盘的形式获得。在该站之后，有装载或包装区域，以将产品设置在盘或容器中，该操作能够手动地或自动地进行。在装载区域之后有容器封闭站，该站包括下部模具和上部熔接板，该下部模具的形状与已成形容器的形状一致，模具和板可通过致动气缸竖直移动。具有被产品填充的已成形容器的聚合物带片和来自上部卷绕机的封闭膜片在模具和板之间叠置通过。该站具有用于在容器内部实现真空和用于用受控惰性气体填充容器的装置，以确保所容纳产品的保存。
最后，机器包括切割站，切割站由一系列下部框架形成，其数量和位置与每次到达该站的容器一致，且轮廓与所述容器的轮廓相同，这些框架直接位于牵引系统下面。该站还包括上部刀片，该上部刀片的轮廓与每个容器的最终轮廓一致，该刀片位于牵引系统上方且通过致动气缸竖直移动。切割站用旨在保持容器的两个或多个吸垫完成。吸垫以倒置位置位于容器上方，且悬置于竖直地穿过由每个刀片限定的轮廓的杆。切割站包括位于全部所述组件下面的传送带，该传送带负责接收已经与带片分开的容器。
吸垫能够在位于容器上方的上部位置和下部位置之间竖直地移动，在下部位置中，容器被保持，竖直地传输并放置在传送带上。
上部退绕机包括膜片通过或向前移动检测器和用于制动所述膜片的制动设备，该制动设备能够由通过检测器致动并确保膜片在待封闭的已成形容器上的正确定位。
在容器封闭站中，用于实现容器真空和填充受控惰性气体的装置包括罩，罩覆盖上部熔接板且能够在上部非工作位置和下部位置之间竖直移动，在上部非工作位置中，罩与模具分开，在下部位置中，罩支撑于模具且在所述模具处于其上部位置时密封于所述模具。罩能够连接到真空源和受控惰性气体供应源，从而允许使容器连续地经历这两种情况，在这两种情况中的第一个中，去除容纳在容器中的所有污染空气，随后注入受控气体，在此之后降低上部熔接板，在所述板和模具之间加压由容器和上部封闭膜片的间隙环绕的带片部分，直到实现两个部件的密封。
附图说明
本发明的所有阐述的特征以及其它特性在参考附图进行的以下描述中更好地理解，在附图中示出了非限定性实施例。
在附图中：
图1示出了根据本发明形成的机器的示意性侧视正视图。
图2示出了用于泡沫聚合物带片卷轴的下部退绕机的透视图。
图3示出了用于对中聚合物带片的台的透视图。
图4示出了用于预加热带片的预加热站的透视图。
图5示出了容器热成型站的竖直截面图。
图6示出了用于封闭容器的膜片的卷轴的上部退绕机的示意性侧视正视图。
图7示出了上部退绕机的轴的透视图。
图8示出了根据图7的剖面线VIII-VIII截取的上部退绕机的轴的示意性截面图。
图9示出了容器封闭站的竖直纵向截面图。
图10示出了在图9的容器封闭站的出口处的带片的一部分的透视图，其中容器已成形且封闭。
图11示出了切割站的竖直截面图。
图12示出了用于牵引泡沫聚合物带片的牵引系统的示意图。
图13示出了根据图12的剖面线XIII-XIII截取的牵引系统的竖直截面图。
图14示出了用于牵引泡沫聚合物带片的牵引链的路径的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明形成的机器的示意性侧视正视图，该机器包括用于泡沫聚合物卷轴2(例如泡沫聚苯乙烯卷轴)的下部退绕机1、用于预加热泡沫聚合物带片4的预加热站3、容器热成型站5、用于装载已成形容器的装载区域6、用于封闭已成形容器的膜片9的卷轴8的退绕机7、容器封闭站10、容器切割站11和用于牵引聚合物带片4从预加热站3的进口通过所有站到切割站11的出口的牵引系统12。
图2示出了下部退绕机的透视图，下部退绕机包括支架13，在支架13上组装卷轴支承轴14、退绕马达15和调节退绕的摇杆16。
轴14包括用于对中和保持卷轴的两个锥形体17。
退绕系统基本上由两个元件形成：使轴14旋转的马达15和确保退绕的带片张紧的摇杆。带片的退绕将根据需要间歇性地进行，以用于整个机器实施的操作。
一旦带片4被退绕，它通过机器的进口，其中有用于对中所述带片的台18。该台在其纵向边缘处有可横向移动的移动挡块19以对中带片。一旦带片通过该台18，就由牵引系统14的链固定，牵引系统14具有连接件，该连接件具有刺穿带片的指向上方的突起，从而牵引带片，如下文描述的那样。在台18后面，机器包括预加热站3，在图4中可以看出，预加热站3由组装在结构22上的两个抽屉形成，即，上部抽屉20和下部抽屉21，抽屉能够借助于致动气缸23在结构22上竖直移动。抽屉20位于牵引系统12上方，抽屉21位于它下面。抽屉20和21具有反射内部表面，且多个红外辐射单元24根据向前移动行程和待热成型的材料宽度组装在抽屉上。抽屉21能够通过气缸23带到一起或分开，以防止材料过热及机器可能的停止而引起的劣化。在该站中，由于在正常操作阶段抽屉20和21之间达到的温度，能够实现材料的杀菌，该材料可能由于不同环境被污染。
在图1的机器中，容器热成型站5设置在预加热站3之后，最佳地见于图5，该热成型站由彼此相对的下部模具26和上部副模具27形成。图5对应于截面图，在所述示例中包括三个横向对齐的模具26和一样多的副模具27，以热成型一样多的容器。模具26和副模具27组装在可竖直移动的平台上，仅示出了支撑副模具27的平台28，平台28能够由气压缸28致动。
模具26和副模具27两者都具有与回路连通的通孔30，通过该回路能够实现真空。上部平台28示出了组件31，组件31能够连接到真空源，以在被成形带片4和副模具27的表面之间形成真空，且具有与模具30相同的形状。容器在站5中成形，为此具有要获得的盘或容器形状的模具26被升高。模具26的该升高运动借助于已知机构实现，与副模具27具有推动机构的方式相同，其由气缸29致动，副模具27具有容器的内部形状。
片材4的成形来获得盘或容器是通过将模具和副模具带到一起并启动真空而实现。在这些操作之后，已成形容器沿区域6通过，其中放置要包装的产品，且一旦容器被填充，其中该容器仍由链牵引，它们将到达密封站10，在密封站10之前设置上部卷绕机7，用于封闭容器的膜片9的卷轴8的运送器。图6示出了该上部退绕机7，包括用于引导膜片9的一系列辊32、张紧辊33、阻停膜片4以停止其向前移动的制动器34、和用于读取膜片9中所包含的点或符号的传感器35，从而确保待封闭容器上的膜片具有印记。图6示出了用于将膜片9引导到机器进口到达熔接站10的引导设备36。
图7示出了上部退绕机8的轴37的透视图，该轴具有管状构造且具有纵向槽，可伸缩的带凹口的杆38突出通过每个纵向槽，杆38被内部地支撑在可充气垫39上(图8，容纳在轴37内)，在该轴的一端具有用于充气垫39的连接器40，而另一端连接到致动马达41。
膜片9引导到容器熔接和密封站10内，其在图9中更详细地示出。该站负责将膜片9熔接到已成形容器42的轮廓，容器42具有要包装的产品。
该封闭站10包括尺寸设计为容纳容器42的下部模具43、和上部熔接板44。带片9和被产品填充的已成形容器42在模具43和板44之间叠置通过。
在容器封闭之前，首先在容器上实现真空。为此，副模具45支撑于模具43，该副模具密封于所述模具。该副模具45具有孔46，真空源连接到孔46，借助于真空源能够在容器43内部和外部都实现真空。然后，一个或几个受控惰性气体注射通过同一孔46，且板44然后降低以密封容器。副模具45形成密封于模具43的罩，容器42和膜片9在中间位置。为了不污染所容纳的气体，在不打开或升高罩45的情况下进行密封过程。一旦容器被密封，(排气)罩45减压，直到达到大气压，且它被打开以允许已封闭容器45向前移动，直到随后的切割站11。
图10示出了带片4的一部分，其中已成形容器43和膜片9在所述容器上定位且密封。
切割站11(图11示出了其截面图)由三个子组件形成：切割子组件47、用于已切割容器49的竖直移动子组件48、和由传送带50形成的排出台。
过程借助于子组件48按顺序开始，子组件48由一系列吸垫51形成，所述吸垫51接近由膜片9形成的容器盖，直到保持所述容器。该站还包括切割刀片52，切割刀片52的轮廓与待切割容器的轮廓一致。吸垫51由杆53悬置，杆53穿过刀片52形成的轮廓从而到达容器49的盖。
一旦吸垫51粘附到容器49的盖，由移动台56支撑的下部台车55升高，直到支撑容器。承载刀片52(具有容器的形状)的板57然后借助于另一上部致动件下降，以切割容器。
一旦容器被切割且考虑到它们由吸垫51悬置，子组件48下降，直到容器49靠近带50，此时吸垫停止抽吸，容器49从而保持位于带50上，以排出到外面。台车55和刀片52以及用于定位这些元件的系统都将返回到休息位置，盘然后可以通过机器侧部排出。
在该过程完成之后，仅从带片4去除过多的毛边，从而磨碎并重新使用它。
图12到14示出了沿不同站的泡沫聚合物带片4的牵引系统。该系统包括沿导向器59运行的两个平行链，链的一侧由导向轮60和驱动轮61引导，驱动轮61由马达62致动，而在相对侧上它们由导向轮63引导。
最佳地见于图13，牵引系统包括链64，链64的连接件具有在链的向前移动部分中向上的尖头突起65，而在向后移动部分中它向下。该尖头突起65打入并穿过带片4，以用作拉动或牵引所述带片通过整个机器的元件。

Claims (7)

1.一种用于成形、填充和封闭泡沫聚合物容器的机器，包括：用于泡沫聚合物带片卷轴的下部退绕机；用于预加热该带片的预加热站；容器热成型站；用于封闭已成形容器的封闭膜片的卷轴的上部退绕机；容器封闭站；切割站和牵引系统，
所述牵引系统用于从下部退绕机出口沿不同的站牵引泡沫聚合物带片到切割站；
预加热站由两个竖直一致的水平抽屉形成，一个抽屉位于牵引系统上方，另一个位于牵引系统下面，两个抽屉都组装在能够借助于相应的致动气缸在其上竖直运动的结构上，以将它们带到一起或分开，所述两个抽屉在其相对表面上承载加热装置；
热成型站由彼此相对的下部模具和上部副模具形成，模具和副模具组装在可竖直运动的平台上，模具和副模具在外部和内部表面之间具有通孔，模具和副模具通过这些孔连接到真空源，真空源在模具和副模具的表面以及被成形片材之间形成真空；
容器封闭站包括第二下部模具和上部熔接板，该第二下部模具的形状与已成形容器的形状一致，该第二下部模具和上部熔接板二者可通过致动气缸竖直移动，具有被产品填充的已成形容器的带片和封闭膜片在模具和板之间叠置通过，所述封闭站具有用于在容器内部实现真空和用于用受控惰性气体填充所述容器的装置；以及
切割站包括：一系列下部框架，所述下部框架的数量和位置与每次到达该站的容器一致，且轮廊与所述容器的轮廓相同，这些框架直接位于牵引系统下面；上部刀片，该上部刀片的轮廓与每个容器的最终轮廓一致，该刀片位于牵引系统上方且通过致动气缸可竖直移动；至少两个吸垫，位于容器上方以保持容器，所述吸垫悬置于竖直地穿过由每个刀片限定的轮廓的杆；和位于所述框架下面的传送带，所述吸垫能够在位于容器上方的上部位置和下部位置之间竖直地移动，在下部位置中，容器被保持，竖直地传输并放置在传送带上。
2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：用于对中所述聚合物带片的台设置在牵引系统进口处，来自下部退绕机的所述带片放置在该台上，且该台将所述带片引导到牵引系统，该台在其纵向边缘处具有可横向移动的移动挡块，所述带片的纵向边缘支撑在该挡块上以用于其纵向对中。
3.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：用于封闭膜片的上部退绕机包括可膨胀卷轴支承轴、用于引导已退绕膜片的一系列引导辊、膜片通过或向前移动检测器、和用于制动所述膜片的制动设备，该制动设备由所述检测器致动并确保膜片在待封闭的已成形容器上的正确定位。
4.根据权利要求3所述的机器，其特征在于：所述可膨胀卷轴支承轴具有管状构造，它仅在一端被支撑，且它的壁具有一个或多个纵向槽，可伸缩的带凹口的杆突出通过每个纵向槽，杆被内部地支撑在可充气垫上，可充气垫容纳在轴内部，轴通过所述支撑端连接到堆叠马达。
5.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：在容器封闭站中，用于实现容器真空和填充受控惰性气体的装置包括罩，罩覆盖上部熔接板且能够在上部非工作位置和下部位置之间竖直移动，在上部非工作位置中，罩与模具分开，在下部位置中，罩支撑于模具且在所述模具的上部位置封闭于所述模具，罩连接到真空源和受控惰性气体供应源，从而使容器连续地经历这些情况，以随后借助于降低熔接板将膜片围绕容器的轮廓熔接在所述带片上。
6.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：所述容器由泡沫聚合物带片形成。
7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于：所述泡沫聚合物带片为泡沫聚苯乙烯带片。
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