CN109178459A - 异型薄膜成型热封一体包装机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种异型薄膜成型热封一体包装机包括：输膜系统平膜、输膜轨、传输轨、废料收集轨；异型薄膜成型系统加热装置发热器件、脱模装置正压加压设备、异型薄膜成型(凸模/凹模)装置负压加压设备、凸(凹)模传动装置转臂把、齿轮、齿轮滑道、弹簧；热封系统加热加压装置热封环、杯卡位、钳夹、切割装置凸刃、凹刃、废料收集轨构成，其特点在于通过转臂把旋转齿轮驱使齿轮滑道及已电加热凸(凹)模下行触及平膜，加热使其软化，再通过气孔施加负压吸附于凸(凹)模表面，即刻热封环加热已盛装饮品的杯沿与杯沿所涉平膜，加压实现热封，下行过程凸刃与凹刃交错剪切杯沿外平膜，松开转臂把弹簧即刻使其复位的异型薄膜成型热封生产包装设备。

Description

异型薄膜成型热封一体包装机

技术领域

本发明涉及一种异型薄膜成型热封一体包装机，其特点是经电预热的平膜在凹模或凸模处由负压吸附(吸塑)作用塑型为预期异型膜，再通过热压使其与柔性杯粘合形成密封容器。

背景技术

生活中通过薄膜热封的便捷饮品很大一部分食用都是通过吸管完成，迫于吸管对环境与生物的影响，多国颁布了禁用吸管的法令。

为了弥补吸管退出市场对人们生活的影响，我公司经过大量的研究、实验、开发出替代吸管的异型薄膜和异型薄膜成型热封一体包装机。

发明内容

为实现上述目的，本发明应用技术方案为：一种基于平膜电加热通过吸塑/吹塑工艺由凸模/凹模成型的异型薄膜与储装饮品的杯体杯口热合，而成的具有吸管功能的便捷饮品包装设备。包括：壳体、平膜输送系统、异型薄膜成型系统、异型薄膜与柔性杯热封系统、电源、电路、组成。

为实现本发明异型薄膜成型及热封功能，外壳确定了各系统位置及衔接关系。

为实现本发明平膜输送、废料回收，输送系统由：输膜轨、传输轨、电机(手动旋转)驱动废料收集轨及控制电机电路(电路为本行业的技术人员公知，所以不进行描述)组成。

上述平膜输送系统中输膜轨与废料收集轨分别固定于壳体上端、支撑架两侧；手动或电机驱动废料收集轨缠绕的废料牵引传输轨、输膜轨旋转实现输料；速度由手动或预设了速度控制程序的电路完成，预设驱动废料收集轨速度依异型薄膜成型热封时间、成型长度、装卸杯体时间而定编程IC处理器指令电机运转。

所述平膜卷料与输膜轨固定由输膜轨膨胀管挤压平膜卷料套管完成；废料头与废料收集轨固定由胶带粘接废料头于废料收集轨表面或废料头掐接于隐藏废料收集轨表面下的掐子。

为实现本发明平膜(基膜)成型异型膜，成型系统预设三种设计方案如：

方案1平膜由凸凹模挤压成型异型薄膜；

方案2平膜由凹模通过吸塑工艺成型异型薄膜；

方案3平膜由凸模通过吸塑工艺成型异型薄膜。

上述方案1平膜加热器件设置于凸模与凹模体内或异型薄膜成型前设置加热腔。

上述方案2平膜加热器件设置于凹模体内(异型薄膜成型热封同步完成)或对面设置加热腔(由于加热腔占据柔性杯卡位所以异型薄膜成型热封分步完成)。

上述方案3平膜加热器件设置于凸模体内(异型薄膜成型热封同步完成)或对面设置加热腔(由于加热腔占据柔性杯卡位所以异型薄膜成型热封分步完成)。

所述方案1与方案2、3异型薄膜成型热封区别在于：方案1异型薄膜成型是在柔性杯卡位前成型，再通过废料收集轨牵引至柔性杯卡位正上方，由热封环加热、加压杯口边沿及杯口边沿平膜实现热封，由热封环外围凸刃与杯卡位凹刃完成边沿外围平膜的切割；方案2、3异型薄膜成型是在柔性杯卡位上方下行过程成型并且通过热封环加热、加压杯口边沿及杯口边沿平膜实现热封，由热封环外围凸刃与杯卡位凹刃完成边沿外围平膜的切割。

所述方案2与方案3区别在于：方案3设置脱模顶杆(环状)，而方案2未设置；方案2应用凹模完成异型薄膜成型，方案3应用凸模完成异型薄膜成型；方案2异型薄膜异型部分封装于杯口平面以下(杯体内)需在杯体钳夹协作下完成，方案3异型薄膜异型部分封装于杯口平面以下(杯体内)无需杯体钳夹协作完成；方案2封装完成的异型薄膜顶端方向朝下(杯底)，方案3封装完成的异型薄膜顶端方向朝上。

所述方案1异型薄膜脱模由：凸凹模开模时同时由凸凹模所设气孔导入正压推动异型薄膜退出凸凹模。

所述方案2异型薄膜脱模由：凹模脱模由气孔加压力(正压)空气或杯体支撑架处设置挤压杯体的钳子(夹子或手指挤压)。作用在于使柔性杯封异型薄膜后杯内压力与杯外压力形成压力差，在钳子松开柔性杯后，杯体在压力差的作用下舒展至杯体未钳夹形状。舒展过程中由于杯内是密封状，杯体的硬度大于薄膜的硬度，所以杯体外形改变杯内体积不变时，必然牵动异型薄膜异型部分下行进行体积补偿。由于杯体在钳夹作用下减小的容积等于薄膜异型处体积，因此杯体复原至初始状态(未钳夹)时异型薄膜异型部分也陷于预设杯口平面以下。

所述方案3异型薄膜脱模由：脱模顶杆(环状)或凸模由气孔加压力(正压)空气或由杯口热封异型薄膜后形成的杯内压力牵引或异型薄膜接触饮品在温度差的作用下收缩实现自动脱模。

所述脱模顶杆(环状)另一作用在于为方案3由平膜向异型薄膜转变形成密封空间，完成负压高效吸附受热平膜于凸模表面。

上述吸塑方案为凸模/凹模众多气孔接入真空泵产生的负压使受热平膜向所需异型薄膜成型。

上述加压泵和真空泵产生气压经管路储于各自压力罐、再由气压分路调节阀依据功能(吸塑/脱模)需要通过分路控制阀供于气孔，气压分路控制阀由电路开关或手动完成；为实现本发明小型化正压或负压源也可选择外接。

为实现本发明所涉成型的异型薄膜与杯口热封目的，封口系统由支撑架、柔性杯卡位、杯口薄膜切割刃口、杯口加热加压热封环及升降装置。

所述切割原理在于杯卡位所设凹刃与杯口热封环凸刃接触形成剪切杯沿外平膜过程。

上述平膜加热和杯口薄膜加热装置为热封环，热封环温度值由平膜与杯体材料预设电路控制程序。

上述热封环为加热部件由控制电路及温控器件协作完成。

上述平膜加热装置由电源、控制电路、IC处理器、发热器件(加热腔)、温控器件、载体(凸模/凹模/加热腔)组成。

上述发热器件加热方式除明火以外的能提供75至160摄氏度温度加热方式都为可选项(微波、电热丝、电热陶片等加热方式)。

上述钳夹为限制杯体容积的限位夹片，目的在于压扁杯体，使其容积减小，热封薄膜后去除钳夹使杯内与杯外形成压差。

本发明一个较佳实施例中齿轮滑道设置内齿与齿轮咬合，由于齿轮滑道固定于凸模或凹模两侧，所以齿轮在转臂把(电机)驱动下通过齿轮滑道内齿驱使凸模或凹模上下移位运动。

本发明一个较佳实施例中转臂把复位由定位销滑道中设置的弹簧作用凸模或凹模完成。

本发明一个较佳实施例中加热材料设置于凸模(凸起)、凹模(凹腔)及热封环部位供平膜成型异型薄膜的加热和热封异型薄膜于杯口的需要。

本发明一个较佳实施例中绝热材料填装于除凸模(凸起)、凹模(凹腔)及杯口薄膜加热装置的其它面部位，实现保护其它不需加热的部件免于损坏。

本发明一个较佳实施例中加压装置由转臂手动或电机驱动或气压传动杆升降装置驱动凸模或凹模向支撑架上的杯口与杯口接触的平膜加热施压，实现实现热封口目的。

本发明一个较佳实施例中加压泵一作用在于形成的气压在气压调节阀的作用于通过管路通入凸模/凹模气孔目的在于助异型薄膜脱模；另一作用在于向驱动凸模或凹模上下运动的气压传动杆提供动力源；真空泵作用在于完成平膜向异型薄膜转变所需的动力源。

附图说明

图1为本发明方案2的主视结构图和侧视机构图；

图2为本发明方案2的异型薄膜成型、封装工艺流程示意图；

图3为本发明方案3的主视结构图和侧视机构图；

图4为本发明方案3的异型薄膜成型、封装工艺流程示意图；

图5为本发明方案2凹模结构示意图；

图6为本发明方案3凸模结构示意图；

图7为本发明工序流程示意图；

图8为本发明支撑架上端柔性杯卡位结构示意图；

图9为本发明电路、加热、输压流程图；

图中：1.输膜轨、11.传输轨、12.废料收集轨、2.平膜、3.外壳、4.转臂把、41.齿轮、42.齿轮滑道、5.基座、51.钳夹、52.支撑架、53.杯卡位、54.凹刃、55.定位销、56.弹簧、57.定位销滑道、58.定位销过孔、6.杯体、7.弹簧压片、71.弹簧压片固定钉、72.弹簧、73.脱模顶杆、74.弹簧腔、8.凸刃、81.气腔封闭环、82.气孔、83.气流管路、84.加压设备、85.电路配电箱、86.分路控制阀、9.发热器件、91.绝热材料、92.热封环、93.温控电路、94.开关、95.温度传感器、96.IC处理器、97.凸模、98.凹模。

具体实施方式

本发明一个较佳实施例中成型、热封始于平膜2缠绕支撑管心套于输膜轨1固定，平膜2经传输轨11预热(发热器件9)模压(凸模97/凹模98)吸塑(加压设备84)热封(热封环)剪切(凸刃8与凹刃54交错切割)，止于废料收集轨12的间歇性旋转缠绕收集已剪切的平膜2。

本发明一个较佳实施例中异型薄膜成型系统位置设置分为：平膜2传输阶段(传输轨11至杯卡位53)或杯卡位53上端。传输阶段成型由转臂把4驱动模块下行首先加热平膜2、再通过吸塑成型异型薄膜，然后由废料收集轨12输送至下一工序(热封)杯卡位53上端，再由另一转臂把4驱动热封环92下行加热杯口边沿及与杯口边沿接触的平膜2进而挤压，使其热封于杯口，并且同步完成凸刃8与凹刃54交错达到剪切杯沿外平膜2的目的；杯卡位53上端成型由转臂把4驱动模块下行首先加热平膜2、再通过吸塑成型异型薄膜，然后加热杯口边沿及与杯口边沿接触的平膜2进而挤压，使其热封于杯口，并且同步完成凸刃8与凹刃54交错达到剪切杯沿外平膜2的目的。

上述支撑架52上端成型所涉模块(凸模97/凹模98)上下运动由转臂把4驱动/齿轮滑道42直接由电机驱动/齿轮滑道42嵌装齿轮由链条连接传动齿轮驱动/气压泵驱动气压传动杆使其与支撑架52做相对或相向运动。

本发明一个较佳实施例中钳夹51作用在于封口前给杯体6储能，待杯体6脱离杯体钳夹51后由其复位势能牵引异型薄膜凸起陷入杯口平面以下。

本发明一个较佳实施例中支撑架52可多个设置于传送带通过控制运行速度(异型部分与杯口平行并且处于正上方)实现杯体6与异型薄膜流水线封装。

本发明一个较佳实施例中杯中饮品灌装可由液体流出计量设备完成，实现流水线灌装。

本发明一个较佳实施例中发热器件9嵌入凸模97、凹模98、加热腔、热封环92由于所涉材料成份厚度不同所设温度也具差异。

上述凸模97、凹模98、加热腔温度设定范围在于通过吸塑工艺实现平膜2向异型薄膜转变，具体温度值(小于熔点)由平膜2材料熔点而定。

上述热封环92温度设定范围(小于熔点)由平膜2与杯体6材料熔点而定。

本发明一个较佳实施例中发热器件9可设为长开电路由温度传感器95监测时时温度，信息传于IC处理器96对比预设温度，再指令温控电路93开启或关闭电源。

本发明一个较佳实施例中正压和负压源于压力泵和真空泵，通过气流管路83由分路控制阀86连接于气孔82。

上述分路控制阀86作用在于避免正负压串通：分路控制阀86负压抽压由转臂把4旋转一定角度(方案2凸刃8接触平膜2时/方案3脱模顶杆73接触平膜2时)触发开关94负压瞬间开启、关闭完成吸塑，紧接正压瞬间开启、关闭完成脱模；所述瞬间为所需压力施加的时间值，此值由压力源及所需压力值而定。

本发明一个较佳实施例中支撑架52上端设置凹刃54，作用在于与杯卡位53所设凸刃8交错剪切杯口边沿外平膜2。

本发明一个较佳实施例中外壳3内：下端设置支撑架52：上端设置异型薄膜成型系统(加热装置、成型装置、吸塑装置)及封装(热封、剪切)系统；前端设置输膜轨1；后端设置废料收集轨12。

本发明一个较佳实施例中选择平膜2卷料必须使平膜2紧固于输膜轨1上，再牵引平膜2绕过第一个传输轨11并且穿过支撑架52与异型薄膜成型系统及封装系统间隙及第二个传输轨11，止于废料收集轨12。

本发明一个较佳实施例中方案1、方案2、方案3选择卷料输送平膜2动力源于手动或设置电机驱动旋转废料收集轨12，平膜2即实现传输目的。

本发明一个较佳实施例中方案1、方案2、方案3选择片料即不需设置输料系统(输膜轨1、传输轨11、废料收集轨12)，由手工输送平膜2于杯口位置。

本发明一个较佳实施例中所述输膜轨1、传输轨11轴心都镶嵌可360度自由旋转的轴承。

本发明一个较佳实施例中方案1异型薄膜成型封口分为两步完成：通过手动转臂把4或电机或气压顶杆装置完成开、合模；平膜2加热分为凸凹模直接加热模压或由加热腔完成加热再输送于模压；异型薄膜成型由凸凹模模压或凸(凹)模吸塑完成；热封由手动转臂把4或电机驱动热封环92加热杯沿及杯沿所接触的平膜2使其在压力作用下热合，并且通过凹刃54与凸刃8剪切杯沿外平膜2，即完成对柔性杯热封异型薄膜生产目的。

本发明一个较佳实施例中方案2、方案3异型薄膜成型、封口为同步完成，通过转臂把4或电机驱动凸(凹)模下行；下行过程中凸(凹)模通过发热器件9散发热量传导于平膜2，并且瞬间开启、关闭负压装置使其通过气孔82吸附平膜于凸(凹)模表面成型异型薄膜；继续下行异型薄膜与杯口边沿接触、热封环92加热杯沿与杯沿接触的平膜2在压力作用下热合；再继续下行凹刃54与凸刃8交错剪切杯沿外平膜2，即完成对柔性杯热封异型薄膜生产目的。

以上描述的本发明的基本原理和主要特征，本行业的技术人员应该了解，且本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效法界定。

Claims (10)

1.一种基于食品包装涉及的平膜通过吸塑成型为异型薄膜随即热封于柔性杯杯口的异型薄膜成型热封一体包装机包括：输膜系统所设输膜轨、传输轨、废料收集轨；异型膜成型系统所设电加热(平膜)装置、异型膜定型装置(凸模/凹模)、加压(负压/正压)装置、脱模装置、凸(凹)模传动装置；封口系统所设电加热(杯沿及杯沿所涉平膜)加压(封口)装置、杯体支撑装置、切割装置；生产主体平膜形变预期异型薄膜；封装主体异型薄膜、杯体、饮品；设备动力源于手动或电机组成，其特征在于平膜通过加热吸塑贴赋予凸(凹)模表面，随即热封环热量通过杯沿所涉平膜传导杯沿进而加压完成热封，并且在加压过程凸刃与凹刃交错剪切杯沿外平膜的异型薄膜成型热封一体包装机。

2.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：输膜系统包括由平膜链接的输膜轨、传输轨、废料收集轨组成，作用在于使卷料平膜不间断通过异型膜成型装置凸(凹)模与支撑架之间，提供加工异型薄膜所需的平膜。

3.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：异型膜成型系统包括凸(凹)模及电加热所需的电路总成和发热器件、输送负压及气孔、驱动凸(凹)模上下运动的转臂把、齿轮、齿轮滑道、复位弹簧组成，作用在于通过转臂把旋转齿轮，齿轮驱使齿轮滑道及已电加热凸(凹)模下行触及平膜，进而加热使其软化，再通过气孔施加负压吸附平膜于凸(凹)模表面形成异型薄膜，松开转臂把弹簧即刻使其复位。

4.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：封口系统包括杯沿及杯沿所涉及的平膜、加热装置热封环、加压装置转臂把、齿轮、齿轮滑道、复位弹簧、切割装置凸刃和杯体支撑装置(并不局限于一个，也可设置多个等距分布于输送带提高效率)支撑架及上端杯卡位外沿凹刃、钳夹(凹模成型选项)组成，作用在于通过转臂把旋转齿轮，齿轮驱使齿轮滑道及凸(凹)模、热封环下行，加热已盛装了饮品的杯沿与杯沿所涉平膜在挤压作用下实现热封异型薄膜，并且在加压过程凸刃与凹刃交错剪切杯沿外平膜，松开转臂把弹簧即刻使其复位。

5.根据权利要求4所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：热封环兼具杯沿及杯沿所涉平膜加热与挤压功能。

6.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：异型薄膜成型方案分为凸模与凹模热压平膜成型、加热腔炙烤平膜应用凸模吸塑工艺成型、加热腔炙烤平膜应用凹模吸塑工艺成型、凸模加热平膜应用吸塑工艺成型、凹模加热平膜应用吸塑工艺成型，作用在于通过电发热器件间接或直接加热平膜使其软化，再通过气孔施加负压吸附平膜于凸(凹)模表面形成异型薄膜。

7.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：凸(凹)模传动装置由手驱动或电机驱动：手动驱动转臂把旋转齿轮，齿轮驱动齿轮滑道及凸(凹模)下行，复位由弹簧完成；电机驱动由电机旋转轴承驱动齿轮，齿轮驱动齿轮滑道及凸(凹模)下行，复位由电机逆转或弹簧完成。

8.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：输膜系统废料收集轨由手动驱动废料收集轨旋转或电机驱动废料收集轨旋转。

9.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：脱模装置包括：凸模通过气孔施于异型薄膜正压气流；凹膜通过钳夹形成的杯腔内与杯腔外压力差，解除钳夹作用后通过异型体积下陷补偿挤压体积，实现压力与重力共同作用下的脱模。

10.根据权利要求1所述异型薄膜成型热封一体包装机其特征在于：异型薄膜成型系统与封口系统方案可分为：水平设置(先成型异型薄膜，再转动废料收集轨输送异型薄膜于杯体正上方热封、剪切)和垂直设置(成型异型薄膜同时热封、剪切)完成。