CN105905366B - 屋顶包的封装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及屋顶包的封装设备，a.底部封装设备，包括芯轴以及转轴，底部成型折叠装置和超声波封合装置，b.灌装设备，c.充氮设备，d.顶部封装设备，包括相配合的焊接砧和焊接头，焊接砧的焊接侧的表面由三个焊接垫组合而成，焊接头的焊接侧的表面具有阵列式排布的沉孔，所述的焊接头内设置有超声波发生器，并通过气缸连接带动靠近或远离焊接砧，e.传送机构。本发明使用高温氮气超声波封合成型还有最大优点是不会有冷凝水产生，不会污染食品造成食品安全隐患并且起到保护产品不被氧化变质。

Description

屋顶包的封装设备
[技术领域]
本发明涉及一种包装设备，具体涉及屋顶包的封装设备。
[背景技术]
在老式液体灌装机上，屋顶包(新鲜屋)产品从包装纸盒被送入灌装机再从灌装机出口处出来成为完整合格的产品，大致经过底部封合成型、液体产品灌装以及顶部封合成型等相关工序。
如图3所示，图3中公开了现有技术中底部缝合成型设备的结构，在该设备中，包括了中间旋转的转轴，转轴的侧面固定多跟芯轴一端，转轴在旋转过程中带动芯轴的外端旋转至多个工位，芯轴上套设的纸盒依次经过了电加热炉加热，底部折叠成型机构的折叠成型、最后至底部压板进行底部粘结。经过底部成型后，通过传送机构将纸盒运输到灌装设备进行i).灌装、ii).顶部通过顶部加热火炉进行加热，然后至iii).顶部封合。顶部封合设备的结构如图2所示，在步骤ii加热的基础上，通过封合气缸带动的活动钳口和固定钳口夹紧进行封口。从上述步骤可知，底部成型、顶部成型各需要10KVA的火炉对纸盒表面PE先进行加热活化，再进行折叠成型，最后进行底部、顶部成型封合；在此过程中还需有4℃以下的冰水在相关零件内壁连续冷却降温以免与之接触的纸盒粘黏在一起并且起固化冷却纸盒成型作用。
传统火炉的缺点在于：
1.火炉的高温使得在纸盒PE面在冷凝过程中形成许多针孔，无法达到实质的密封，氧气可通过针孔进入产品内部加速产品氧化变质；纸纤维会通过这些针孔吸附水分使得纸盒抗冲击强度大幅下降。
2.另外，一旦灌装机在出现故障，火炉加热以及冰水循环系统还要保持运行，如关闭火炉系统，再次启动使用需要很长时间，并且能源消耗很大，单线的能耗为每小时22KVA电能；而且，冷却冰水在金属部件内部循环使得金属部件表面冷却，这样就会在金属部件表面产生冷凝水(因为金属表面处于冷热环境中)污染食品，产生食品安全隐患。
3.无法进行充氮处理。现有技术通过加热装置加热封装部位后进入下一工序进行封装，由于氮气具有强冷却作用，而封装需要封装表面的PE处于受热状态，氮气填充会影响封装的进行，造成屋顶包的密封性不好。
在现有技术中还有包括超声波焊接的加热方法，超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。相对于现有的火炉而言其能耗也大大的降低。然而，由于超声波焊接的特性，不能焊接不同高度以及大面积的平面。
[发明内容]
本发明的目的提供一种新的封装结构以解决现有技术中火炉加热无法充氮的问题。
本发明的另一目的在于解决常规超声波加热装置加热焊接不同高度以及大面积的平面焊接难的问题。使得超声波焊接应用于屋顶包焊接成为可能。
为了实现上述目的，提供一种屋顶包的封装设备，包括：
a.底部封装设备，包括多个用作产品底部成型的芯轴，以及连接带动芯轴旋转至多个工位的转轴，沿转轴旋转方向的多个工位上依次设有包括底部成型折叠装置和超声波封合装置，超声波封合装置包括与芯轴外端面相平行的加热表面、加热该加热表面的超声波发生器、以及控制连接加热表面靠近或远离芯轴外端面的位移机构，
b.灌装设备，
c.充氮设备，
d.顶部封装设备，包括相配合的焊接砧和焊接头，焊接砧的焊接侧的表面由三个焊接面组合而成，包括横向拼接的第二和第三焊接面，竖向拼接的上部的第一焊接面以及下部的第二和第三焊接面，焊接面的焊接深度依次为第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面，焊接头的焊接侧的表面具有阵列式排布的沉孔，所述的焊接头内设置有超声波发生器，并通过气缸连接带动靠近或远离焊接砧，
e.带动产品依次经过所述底部封装设备、灌装设备、充氮设备和顶部封装设备的传送机构。
所述的顶部封装设备中还包括用于引导焊接头靠近或远离焊接砧的导杆，导杆与焊接头通过连接件连接，连接件一端与导杆滑动连接，另一端与焊接头固定连接。
本发明摸索出新的焊接工艺与结构，使得超声波能同时焊接不同平面。使用高温氮气超声波装置完全可以将屋顶包(新鲜屋)纸盒包装成型达到甚至超出传统火炉加热成型的屋顶包(新鲜屋)纸盒包装成型，并且大大节约了能源，每小时额定消耗4KVA，单线比传统火炉加热的节约每小时16KVA；使用高温氮气超声波封合成型还有最大优点是不会有冷凝水产生，不会污染食品造成食品安全隐患并且起到保护产品不被氧化变质。
[附图说明]
图1为现有技术中封装工艺的步骤流程图；
图2为现有技术中顶部封装设备示意图；
图3为现有技术中底部封装设备示意图；
图4为实施例中封装工艺的步骤流程图；
图5为实施例中顶部封装设备示意图；
图6为实施例中底部封装设备示意图；
图7为实施例中焊接头的焊接侧的表面示意图；
图8为实施例中焊接砧的焊接侧的表面示意图；
图中1.灌装设备 2.顶部加热火炉 3.(现有技术中的)顶部封装设备 4.传送机构 5.活动钳口 6.固定钳口 7.封合气缸 8.纸盒 9.芯轴 10.底部加热火炉11.底部成型折叠装置 12.底部成型压板 13.充氮装置 14.(本实施例中的)顶部封装设备 15.焊接砧 16.焊接侧 17.焊接头 18.连接件 19.超声波发生器 20.超声波电源 21.气缸 22.导杆 23.超声波封合装置 24.沉孔 25.第一焊接面 26.第二焊接面 27.第三焊接面。
[具体实施方式]
以下，结合实施例和附图对于本发明做进一步说明，应当理解，实施例仅用于解释说明而不用于限定本发明的保护范围。
本实施例的屋顶包的封装设备结构如下：
a.图6展示了本实施例中的底部封装设备的结构，包括多个用作产品底部成型的芯轴，以及连接带动芯轴旋转至多个工位的转轴，转轴与芯轴的尾端连接使得整个形状呈现出向外放射的星形，这种结构在底部封装设备中的常见的。芯轴的前端在旋转的过程中，芯轴的外端面对准各个工位。如折叠工位、加热工位等。沿转轴旋转方向的多个工位上依次设有包括底部成型折叠装置和超声波封合装置，与现有技术的图3不同，该结构中不包括加热火炉。而是采用了超声波封合装置，该装置包括与芯轴外端面相平行的加热表面、加热该加热表面的超声波发生器、以及控制连接加热表面靠近或远离芯轴外端面的位移机构，位移机构可以采用如气缸活塞、机械臂或者其他机械传动结构，
b.灌装设备，该设备将饮品或其他液体灌装入未封口的可以直接通过市场采购或现有设备图纸制造获得，这对于本领域的技术人员是清楚的。
c.充氮设备，也可以直接通过市场采购或现有设备图纸制造获得，这对于本领域的技术人员是清楚的。其主要目的是通过充氮防止屋顶包内的饮品或储存的其他液体氧化。
d.顶部封装设备，其结构可参见图5，包括相配合的焊接砧和焊接头，焊接砧的焊接侧的表面由三个焊接面组合而成，可参见图8，包括横向拼接的第二和第三焊接面，竖向拼接的上部的第一焊接面以及下部的第二和第三焊接面，焊接面的焊接深度依次为第一焊接面、第二焊接面、第三焊接面，焊接头的焊接侧的表面具有阵列式排布的沉孔，沉孔结构可参见图7，所述的焊接头内设置有超声波发生器，并通过气缸连接带动靠近或远离焊接砧，顶部封装设备中还包括用于引导焊接头靠近或远离焊接砧的导杆，导杆与焊接头通过连接件连接，连接件一端与导杆滑动连接，另一端与焊接头固定连接。
采用超声波封合装置具有以下优点：1)节约能源(每小时4KVA)；2)没有冷凝水，不污染食品(牛奶、果汁等)，没有食品安全隐患并且起到保护产品不被氧化变质；3)设备出现故障修理时没有能耗并能及时恢复生产，不影响生产任务的完成；4)纸盒成型后不会在纸盒PE表面形成针孔，减少透氧避免产品氧化变质；纸纤维就不会通过针孔吸收水分，提高纸盒抗冲击强度；5)由于使用超声波封合产品可以使用充氮处理，可充分保护食品安全与食品风味。
e.带动产品依次经过所述底部封装设备、灌装设备、充氮设备和顶部封装设备的传送机构。如图4所示。

Claims (2)

1.一种屋顶包的封装设备，其特征在于包括：
a.底部封装设备，包括多个用作产品底部成型的芯轴，以及连接带动芯轴旋转至多个工位的转轴，沿转轴旋转方向的多个工位上依次设有底部成型折叠装置和超声波封合装置，超声波封合装置包括与芯轴外端面相平行的加热表面、加热该加热表面的超声波发生器、以及控制连接加热表面靠近或远离芯轴外端面的位移机构，
b.灌装设备，
c.充氮设备，
d.顶部封装设备，包括相配合的焊接砧和焊接头，焊接砧的焊接侧的表面由三个焊接面组合而成，包括横向拼接的第二和第三焊接面，竖向拼接的上部的第一焊接面以及下部的第二和第三焊接面，焊接面的焊接深度依次为第三焊接面、第二焊接面、第一焊接面，焊接头的焊接侧的表面具有阵列式排布的沉孔，所述的焊接头内设置有超声波发生器，并通过气缸连接带动靠近或远离焊接砧，
e.带动产品依次经过所述底部封装设备、灌装设备、充氮设备和顶部封装设备的传送机构。
2.如权利要求1所述的屋顶包的封装设备，其特征在于所述的顶部封装设备中还包括用于引导焊接头靠近或远离焊接砧的导杆，导杆与焊接头通过连接件连接，连接件一端与导杆滑动连接，另一端与焊接头固定连接。
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