CN101774436B - 四边形包装袋的可变位式端封机构 - Google Patents

Abstract

一种食品包装机械技术领域的四边形包装袋的可变位式端封机构，包括：端封固定机构、端封旋转机构、端封封切刀机构和机架，其中，端封固定机构用于将端封机构固定于机器的机架上，该机构的销轴是端封封切刀机构旋转变位的基点；端封旋转机构是端封封切刀机构旋转变位运动的原动件，为整个端封封切刀机构旋转变位运动提供动力；端封封切刀机构是将装有填充物品的四边形包装袋封合并切断。本发明作为食品包装机的横向封口装置，能够连续缄封两端不平行的梯形包装袋，也能够连续缄封两端平行的矩形或平行四边形包装袋。从而令全自动食品包装机的包装功能大大扩展。

Description

四边形包装袋的可变位式端封机构

技术领域

本发明涉及的是一种食品包装机械技术领域的装置，具体是一种四边形包装袋的可变位式端封机构。

背景技术

现在的糕饼店，其蛋糕上的裱饰是工人先把矩形包装袋中的食品馅料(果酱或奶油)取出，装入裱花用的事先制袋机制出的梯形或平行四边形塑料袋中，再把装有果酱(奶油)的梯形或平行四边形的塑料袋缄封好，以备裱饰蛋糕时之用。也有一些糕饼店要求供应商直接提供梯形包装或平行四边形包装的食品馅料。然而目前供应商只能通过手工作业将果酱(奶油)封装在制袋机制出的梯形或平行四边形的塑料袋中。当需要裱饰蛋糕的时候，糕饼店的工人将装有果酱(奶油)的梯形或平行四边形包装袋上的锐角处剪出一个小口后，即可进行裱花工作。

由于以上过程中有过多的人工加工工序，增加了二次污染的机会，造成了原材料的浪费。特别是对于生产果酱和奶油的供应商而言，目前只能以手工来进行梯形或平行四边形袋的封装，故包装效率较低，食品卫生控制较难，人工成本较大。

现有全自动制袋填充包装机的技术已经能将刚制成的食品馅料(包括果酱、奶油等)直接进行热封装(在馅料约90～100℃时即封装)。这一技术改善了以往人工包装食品馅料的落后工艺——如先将食品馅料冷却后再进行人工封装，并且封装后，必须进行包装物的二次蒸煮杀菌，以达到封装后食品的卫生标准。全自动制袋填充包装机直接热封装食品馅料的技术既提高了生产效率，又无需二次蒸煮杀菌，确保了食品卫生达标，节约了能源，降低了生产成本。

目前，制袋填充包装机已广泛地应用于食品馅料、奶酪制品、蛋糕裱饰果酱等产品的包装，且包装形式越来越丰富，包装速度越来越快。然而，现有技术所有的全自动食品包装机的横向封口(相对纵向封口而言)只能封装两端相互平行的矩形包装袋。没有一款全自动食品包装机的横向封口装置既能封装两端相互平行的矩形包装袋还能封装一端平行、另一端不平形(如相对另一端封口为45°角度)的梯形包装袋。

经对现有技术文献的检索发现有部分企业对现有技术作了一些改进，然而仍没有满足市场需求，即只要操作者更改该机器上的控制指令后，便可自动将粘稠的液态食品(如果酱、月饼馅料、奶油制品)封装于不同形式的包装袋——或是矩形的包装袋，或是梯形的包装袋，或是平行四边形的包装袋。目前市场上没有一款如此的机器。

如日本申请人：织宽工程株式会社在中国申请专利，公开号为CN1368459，申请号为：01136102.6，名称为：制造柔性袋的方法以及立式成型、充填和密封设备，该项技术自述：立式成型、充填和密封设备，包括一个薄膜成型装置，用于重叠所说薄膜长材的两个边缘以使其相同的表面相对；一个竖向密封装置，用于在长度方向上热封所说薄膜的重叠边缘，以形成具有由热封所形成的竖向密封部分的管状薄膜；一个供应喷嘴，用于将所说内容物从所说管状薄膜之上供应给所说管状薄膜；以及两个在宽度方向热封管状薄膜的横向密封装置。第一横向密封装置在宽度方向上热封除了一部分之外的所说管状薄膜的相对内表面。第二横向密封装置，放置在第一横向密封装置下面，用于热封未由所说第一横向密封装置热封的所说管状薄膜的相对内表面。该项技术阐述了较宽横向封口(封口宽度约50CM时)大包装封装的解决方案，以及独立式袋的封装技术，但明显不具有既能连续封装两端平行的矩形包装袋，也可连续封装两端不平行的梯形包装袋，还能连续封装两端平行的平行四边形包装袋这样的功能。

如日本申请人：欧力希乐株式会社在中国申请专利，公开号为CN101557985，申请号为：200680056306.2，名称为：纵向填充和包装机，该项技术自述：纵向填充和包装机，包括用于在垂直向下方向进给管状的膜的膜进给辊、折叠装置、一对挤压辊和用于热密封管状膜的密封装置，折叠装置用于向管状膜的内部折叠通过膜进给辊运送的管状的膜的相对侧，一对挤压辊用于通过在将填充容纳物的管状的膜夹在中间的同时转动管状的膜并且向下进给管状的膜而在管状的膜中形成空的部分。折叠装置包括折叠导向件和一对折叠板，折叠导向件具有形成在与管状的膜的相对侧对应的部分处的间隙，折叠导向件支撑管状的膜的外侧，一对折叠板能够通过形成在所述折叠导向件中的间隙前进到折叠导向件/从折叠导向件缩回。该项技术阐述了“角撑板袋”制作封装的改进技术方案，但明显不具有既能连续封装两端平行的矩形包装袋，也可连续封装两端不平行的梯形包装袋，还能连续封装两端平行的平行四边形包装袋这样的功能。

又如日本申请人：织宽工程株式会社在中国申请专利，公开号为CN101636322，申请号为：200780050746.1，名称为：填充包装机及制造包装体的方法，该项技术自述：填充包装机包括：用于向薄膜中投入内容物的投入管道，用于向下输送薄膜的挤压滚轮和用于密封投入薄膜中的内容物的水平密封机构。所述水平密封机构包括：加热单元，具有一对密封杆，用于热密封薄膜；和冷却/切断单元，置于冷却/切断单元的下方，具有一对用于冷却薄膜1的热密封部分的冷却杆。所述冷却/切断单元沿垂直方向可移动，以使冷却杆当密封杆打开时能够位于密封杆之间。该项技术阐述了提高制袋填充包装的生产速度技术，但也明显不具有既能连续封装两端平行的矩形包装袋，也可连续封装两端不平行的梯形包装袋，还能连续封装两端平行的平行四边形包装袋这样的功能。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种四边形包装袋的可变位式端封机构。本发明扩展了制袋填充包装机的生产产品范围，改善了以往梯形或平行四边形封装只能以人工封装的落后工艺，能将刚制成的食品馅料(包括果酱、奶油等)在90～100℃时直接快速地进行梯形或平行四边形包装形式的热封装，大大提高了包装效率(一台机器的封装效率约为人工封装的十倍)。由于食品馅料在高温状态下即被密封，故无需人工包装后的二次蒸煮杀菌，既保证了食品馅料的卫生，又节约了蒸煮杀菌时耗费的能源，降低了包装成本，满足了客户众多的需求。

本发明包括：端封固定机构、端封旋转机构、端封封切刀机构和机架，其中，端封固定机构用于将端封机构固定于机器的机架上，该机构的销轴是端封封切刀机构旋转变位的基点；端封旋转机构是端封封切刀机构旋转变位运动的原动件，为整个端封封切刀机构旋转变位运动提供动力；端封封切刀机构是将装有填充物品的四边形包装袋封合并切断。

所述的端封固定机构包括：第一固定支架、第二固定支架、连接轴和销轴，其中：第一固定支架和第二固定支架平行设置并通过连接轴联接后竖直固定在机架上，销轴与连接轴平行设置，销轴的中心轴作为端封封切刀机构旋转的中心轴。

所述的销轴同轴设置滚动轴承，用以与端封安装主板铰链联接。

所述的端封旋转机构包括：气缸支架和气缸，其中气缸支架竖直固定在机架上，气缸一端固定在气缸支架上，气缸另一端通过关节轴承与端封安装主板铰链联接。

所述的端封封切刀机构包括：端封安装主板、第一封刀座、第一封刀、第二封刀座、第二封刀、封刀运动气缸、封刀气缸支架、动力曲柄、动力主轴、封刀曲柄、封刀长连杆、封刀短连杆、封刀导杆、封刀导杆支架、裁刀、裁刀座和裁刀气缸。

其中：端封安装主板竖直与端封固定机构通过销轴铰链联接，两根封刀导杆由封刀导杆支架相互平行地固定在端封安装主板上，第一封刀座和第二封刀座分别与封刀导杆竖直通过直线轴承滑动连接，封刀气缸支架竖直安装在端封安装主板上，封刀运动气缸安装于封刀气缸支架上，封刀运动气缸输出轴的轴端通过关节轴承与动力曲柄铰链联接，动力曲柄与动力主轴同轴设置，封刀曲柄分别同轴设置于动力主轴两端，封刀短连接杆的一端通过关节轴承与封刀曲柄的一端铰链联接，封刀短连杆的另一端通过关节轴承分别与第二封刀座两端面铰链联接，封刀长连杆的一端通过关节轴承与封刀曲柄的另一端铰链联接，封刀长连杆的另一端通过关节轴承分别与第一封刀座两端面铰链联接，裁刀气缸固定安装在第二封刀座的侧面，裁刀通过裁刀座与裁刀气缸固定。第二封刀固定在第二封刀座上，第一封刀固定在第一封刀座上。

本发明充分地利用了机械工程中的曲柄摇杆的工作原理：

本发明四边形包装袋的可变位式端封机构中的端封旋转机构相当于一个曲柄摇块机构，气缸是原动件，端封封切刀机构相当于摆杆，在压力气体的作用下，气缸首先运动，然后带动端封封切刀机构绕端封固定机构的销轴做旋转运动，以此达到端封封切刀机构改变封切位置的功能，从原来的横向封切垂直于纵向密封的位置变化为横向封切与纵向密封为45°夹角；本发明四边形包装袋的可变位式端封机构中的端封封切刀机构相当于一个双曲柄滑块机构，动力曲柄是原动件，封刀运动气缸为原动件提供动力，封刀短连杆及封刀长连杆分别是该曲柄滑块机构中的摇杆，第一封刀座及第二封刀座是该曲柄滑块机构中的滑块。该曲柄滑块机构涉及的零部件数量及零件质量较小，故该机构总质量较轻，在封合的运动过程中，以此种机构形式产生的惯量较小，同时由于封刀运动气缸设置在靠近端封封切刀机构的旋转基点，所以整个该机构的总惯量也较小，以此可以使端封封切刀机构的旋转变位平稳而效快地运转。

本发明能提供梯形包装袋的全自动填充封合及裁切，同时也能提供矩形或平行四边形包装袋的全自动填充封合及裁切。本发明既能连续缄封两端平行的矩形包装袋，也可连续封装两端不平行的梯形包装袋，还能连续封装两端平行的平行四边形包装袋。

本发明扩展了制袋填充包装机的生产产品范围，改善了以往梯形或平行四边形封装只能以人工封装的落后工艺，能将刚制成的食品馅料(包括果酱、奶油等)在90～100℃时直接快速地进行梯形或平行四边形包装形式的热封装，大大提高了包装效率(一台机器的封装效率约为人工封装的十倍)。由于食品馅料在高温状态下即被密封，故无需人工包装后的二次蒸煮杀菌，既保证了食品馅料的卫生，又节约了蒸煮杀菌时耗费的能源，降低了包装成本，满足了客户众多的需求。

附图说明

图1本发明的端封旋转机构运动示意图；

其中：a、构件绕B点做逆时针旋示意；b、构件绕B点做顺时针旋示意。

图2本发明的端封封切刀机构运动示意图。

图3本发明的结构示意侧视图。

图4本发明的结构示意俯视图。

图5气缸的活塞向气缸支架方向拉动时的状态示意图一。

图6气缸的活塞向气缸支架方向拉动时的状态示意图二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例包括：端封固定机构，端封旋转机构、端封封切刀机构和机架32，其中，端封固定机构固定在机架32上，端封固定机构连接端封旋转机构传送动力，端封旋转机构前端是端封封切刀机构，端封固定机构是端封封切刀机构旋转的基点；端封旋转机构是端封旋转运动的原动件，为端封封切刀机构旋转运动提供动力，端封封切刀机构完成实施被包物封合并切断。

本实施例的工作原理的运动分析如图1、2所示：

在图1中，本实施例中的端封旋转机构通过一组曲柄摇块机构来实施，该曲柄摇块机构包括：第一构件1、曲柄摇块机架2、第二构件3和第三构件4，其中第三构件4是原动件。第三构件4与第二构件3构成移动副，也与第一构件1在A点构成转动副，第一构件1与曲柄摇块机架2在B点构成转动副，第二构件3与曲柄摇块机架2在C点构成转动副。其中，第二构件3仅能绕C点摇摆，第三构件4则以第二构件3为导轨沿该构件相对移动。当第三构件4向上移动时，第一构件1绕B点做逆时针旋转，此时第二构件3绕C点做逆时针旋转；当第三构件4向下移动时，第一构件1绕B点做顺时针旋转，此时第二构件2绕C点做顺时针旋转。如此循环。

在图2中，本实施例中的端封封切刀机构通过一组双曲柄滑块机构来实施，该双曲柄滑块机构包括：第四构件5、第五构件6、第六构件7、第一滑块8、第二滑块9和双曲柄滑块机架10，第四构件5是三副构件，第四构件5与双曲柄滑块机架10在D点构成转动副，第四构件5与第五构件6在E点构成转动副，也与第六构件7在F点构成转动副，第五构件6与第一滑块8在G点构成转动副，第六构件7与第二滑块9在H点构成转动副，第一滑块8与第二滑块9在同一平面以双曲柄滑块机架10为导轨并沿着双曲柄滑块机架10做相对运动。第四构件5是原动件。当第四构件5绕D点做顺时针转动时，通过此双曲柄滑块机构的结构，第一滑块8做向右的滑动，第二滑块9做向左的滑动；当第四构件5绕D点做逆时针转动时，通过此双曲柄滑块机构的结构，第一滑块8做向左的滑动，第二滑块9做向右的滑动。如此循环。

本实施例的端封固定机构、端封封切刀机构、端封旋转机构的结构示意如图3-6所示：

所述的端封固定机构包括：第一固定支架11、第二固定支架12、连接轴13和销轴14，第一固定支架11和第二固定支架12平行设置，并通过连接轴13联接后竖直固定在机架32上，销轴14与连接轴13平行设置，端封安装主板29平行地设置在第一固定支架11与第二固定支架12之间，同时通过销轴14与两支架铰链联接。

所述的端封封切刀机构包括：动力曲柄15、封刀曲柄16、封刀短连杆17、封刀导杆18、封刀导杆支架19、封刀长连杆20、第一封刀座21、第一封刀22、第二封刀座23、第二封刀24、裁刀25、裁刀座26、裁刀气缸27、动力主轴28、端封安装主板29、封刀运动气缸31，封刀气缸支架30。封刀短连杆17的一端与封刀曲柄16通过关节轴承铰链联接，封刀短连杆17的另一端通过关节轴承与第二封刀座23的端面通过关节轴承铰链联接，封刀长连杆20的一端与封刀曲柄16通过关节轴承铰链联接，封刀长连杆20的另一端与第一封刀座21的端面通过关节轴承铰链联接，封刀导杆支架19与端封安装主板29竖直固定，封刀导杆18通过封刀导杆支架19与端封安装主板29竖直固定，第一封刀座21通过直线轴承与封刀导杆18竖直滑动连接，第二封刀座23通过直线轴承与封刀导杆18竖直滑动连接。

所述的端封旋转机构包括：气缸支架33和气缸34，气缸支架33竖直固定在机架32上，气缸34一端固定在气缸支架33上，气缸34另一端通过关节轴承与端封封切刀机构的端封安装主板29铰链联接。

如图3、4所示，所述的封刀曲柄16是原动件，第一封刀座21和第二封刀座23相当于滑块，封刀短连杆17和封刀长连杆20相当于摆杆。封刀运动气缸31输出轴的轴端通过关节轴承与动力曲柄15铰链连接，动力主轴28与动力曲柄15同轴设置，动力主轴28两端分别同轴设置封刀曲柄16。在压力气体的作用下，封刀运动气缸31首先开始运动，当封刀运动气缸31做推出运动时，动力主轴28做顺时针旋转，同时，封刀曲柄16也做顺时针旋转，然后一端带动封刀短连杆17做顺时针运动，另一端带动封刀长连杆20做逆时针运动，封刀短连杆17带动第二封刀座23向右滑动，封刀长连杆20带中第一封刀座21向左滑动。反之亦然，如此往复。以此形成一组双曲柄滑块机构。

所述的第一封刀22固定设置在第一封刀座21上，随第一封刀座一起运动。

所述的第二封刀24固定设置在第二封刀座23上，随第二封刀座一起运动。

所述的第一封刀22与第二封刀24齿面相对而设，并且相互啮合。

所述的裁刀气缸27固定设置在第二封刀座23上。

所述的裁刀25通过裁刀座26与裁刀气缸27的输出轴固定。当第一封刀22与第二封刀24啮合的时候，裁刀气缸27触发，推动裁刀25向前，以此切断包装袋。

如图5、6所示，所述的气缸34是原动件，端封安装主板29相当于摆杆。在压力气体的作用下，气缸34首先运动，带动端封安装主板29绕销轴14做旋转运动，以此形成一组曲柄摇块机构。

当气缸34的活塞向气缸支架33方向拉动时，带动端封安装主板29绕销轴14做顺时针旋转运动，由于端封封切刀机构整体安装在端封安装主板29上，因此，当端封安装主板29做顺时针运动时，端封封切刀机构也随端封安装主板29旋转。当气缸34停止工作时，已旋转到位的端封封切刀机构开始工作，封合并裁切被包物。此时，封合的端封口与水平面不平行。待端封封切刀机构工作完毕，气缸34的活塞向反方向推动，带动端封安装主板29绕销轴14做逆时针旋转运动，同时端封封切刀机构也随端封安装主板29旋转。当气缸34停止工作时，已旋转到位的端封封切刀机构开始工作，封合并裁切被包物。此时，封合的端封口与水平面平行。通过如此不断循环，完成本实施例的机械动作，实现本实施例的功能。

Claims (6)

1.一种四边形包装袋的可变位式端封机构，其特征在于，包括：端封固定机构、端封旋转机构、端封封切刀机构和机架，其中，端封固定机构用于将端封机构固定于机器的机架上，该机构的销轴是端封封切刀机构旋转变位的基点；端封旋转机构是端封封切刀机构旋转变位运动的原动件，为整个端封封切刀机构旋转变位运动提供动力；端封封切刀机构是将装有填充物品的四边形包装袋封合并切断；

所述的端封封切刀机构包括：端封安装主板、第一封刀座、第一封刀、第二封刀座、第二封刀、封刀运动气缸、封刀气缸支架、动力曲柄、动力主轴、封刀曲柄、封刀长连杆、封刀短连杆、封刀导杆、封刀导杆支架、裁刀、裁刀座和裁刀气缸；其中：端封安装主板竖直与端封固定机构通过销轴铰链联接，两根封刀导杆由封刀导杆支架相互平行地固定在端封安装主板上，第一封刀座和第二封刀座分别与封刀导杆竖直通过直线轴承滑动连接，封刀气缸支架竖直安装在端封安装主板上，封刀运动气缸安装于封刀气缸支架上，封刀运动气缸输出轴的轴端通过关节轴承与动力曲柄铰链联接，动力曲柄与动力主轴同轴设置，封刀曲柄分别同轴设置于动力主轴两端，封刀短连接杆的一端通过关节轴承与封刀曲柄的一端铰链联接，封刀短连杆的另一端通过关节轴承分别与第二封刀座两端面铰链联接，封刀长连杆的一端通过关节轴承与封刀曲柄的另一端铰链联接，封刀长连杆的另一端通过关节轴承分别与第一封刀座两端面铰链联接，裁刀气缸固定安装在第二封刀座的侧面，裁刀通过裁刀座与裁刀气缸固定；

所述的端封旋转机构包括：气缸支架和气缸，其中气缸支架竖直固定在机架上，气缸一端固定在气缸支架上，气缸另一端通过关节轴承与端封封切刀机构铰链联接。

2.根据权利要求1所述的四边形包装袋的可变位式端封机构，其特征是，所述的端封固定机构包括：第一固定支架、第二固定支架、销轴和连接轴，其中：第一固定支架和第二固定支架平行设置并通过连接轴联接后竖直固定在机架上，销轴与连接轴平行设置。

3.根据权利要求1所述的四边形包装袋的可变位式端封机构，其特征是，所述的销轴同轴设置滚动轴承，与端封封切刀机构铰链联接。

4.根据权利要求1所述的四边形包装袋的可变位式端封机构，其特征是，所述的端封封切刀机构的端封安装主板平行地设置在第一固定支架与第二固定支架之间，同时通过销轴与两支架铰链联接。

5.根据权利要求1所述的四边形包装袋的可变位式端封机构，其特征是，所述的端封封切刀机构的第一封刀与第二封刀齿面相对设置，并且相互啮合。

6.根据权利要求1所述的四边形包装袋的可变位式端封机构，其特征是，所述的端封封切刀机构的裁刀气缸固定设置在第二封刀座上。

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