CN111792084A - 一种用于袋装食品的真空包装装置及其包装方法 - Google Patents

一种用于袋装食品的真空包装装置及其包装方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于袋装食品的真空包装装置，包括用于夹持多个食品包装袋并且可绕其轴心旋转的转动机构和底座，该底座顶面架设有包围转动机构的支架，该支架的顶侧设置有可旋转切换夹持所述食品包装袋顶部的第一空气抽取装置和第二空气抽取装置，第一空气抽取装置和第二空气抽取装置与支架顶部之间分别对应设置有配合其旋转的第一导轨和第二导轨；本发明公开了自动化真空包装方法，通过第一空气抽取装置和第二空气抽取装置切换夹持抽取空气，并且通过封口装置加热包装袋口密封；采用本技术方案，解决了食品真空包装的全自动化包装，节约了生产时间和人力资源成本，提高生产效率。

Description

一种用于袋装食品的真空包装装置及其包装方法
技术领域
本发明属于食品自动化包装领域，更具体地说，本发明涉及一种用于袋装食品的真空包装装置及其包装方法。
背景技术
随着经济的发展，食品的加工和包装过程也越来越受到关注，食品的真空包装是很多速食类食品重要的保存手段，真空泵已经被广泛应用于食品包装的设备中，然而，使用真空泵抽取空气的过程，对于大部分生产加工企业而言，依旧采用人工或者人工配合夹具的方法，这种方式不仅在加大了包装的工时、浪费人力资源，还存在人为误差导致空气抽取的量不够，少量空气在包装袋内，会加快食物的变质时间，不利于食品安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种全自动化、高效率且用于袋装食品的真空包装机构及其包装方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种用于袋装食品的真空包装装置，包括用于夹持多个食品包装袋并且可绕其轴心旋转的转动机构和底座，该底座顶面架设有包围转动机构的支架，该支架的顶侧设置有可旋转切换夹持所述食品包装袋顶部的第一空气抽取装置和第二空气抽取装置，第一空气抽取装置和第二空气抽取装置与支架顶部之间分别对应设置有配合其旋转的第一导轨和第二导轨；所述支架在靠近第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的侧部底面设置有用于包装封口的封口装置；第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的旋转节奏对应于转动机构的线速度，第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的夹持端分别对应于转动机构的夹持包装袋的顶部，并且第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的侧部分别设置有用于抽取包装袋内空气的管道入口端；底座在所述支架的侧部设置有用于安装控制系统的控制柜，所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置以及转动机构的控制信号输入端均连接于该控制系统，控制系统通过控制转动机构的旋转角速度和第一空气抽取装置与第二空气抽取装置的沿导轨转动速度配合所述食品包装袋的空气抽取。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述转动机构包括旋转连接的转盘和主轴，转盘设置于主轴顶部且与主轴的轴心相连，在转盘的外侧按均匀圆周分割设置有多个用于夹持所述食品包装袋的夹持装置，该夹持装置与转盘之间通过支撑杆固定相连，转盘通过主轴控制旋转并且带动多个食品包装袋绕主轴旋转。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置设置成相同的部件结构且均包括与所述导轨相连的支撑板和可纵向滑动的夹持部，夹持部和支撑板之间设置有用于控制夹持部滑动的第一气缸，夹持部的顶端设置在第一气缸的底部，第一气缸和夹持部之间设置有用于连接的滑动板，滑动板的侧部通过螺栓连接于第一气缸输出端的侧部，滑动板的底部与夹持部的顶部相连。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述夹持部包括通过横向设置的连接板相连的两个第二气缸和设置在第二气缸输出端的两个密封板，两个第二气缸分别固定连接在连接板底面的两侧，其中，两个密封板的相背离的侧面均与第二气缸的两个不同夹持面固定相连，两个第二气缸通过夹紧和松弛控制密封板的合并和分开，并且所述第一气缸和第二气缸设有的信号输入端均连接于所述控制系统。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述密封板相靠近的侧面设置有密封圈，密封板背离所述第一气缸的设置有供外部真空泵接入的所述管道入口端。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述挤压装置包括对应设置在被所述转动机构夹持的所述食品包装袋两侧面的第一挤压部和第二挤压部，第一挤压部和第二挤压部的顶部均与所述支架的侧底面固定相连，其中，第一挤压部和第二挤压部均由连杆、第三气缸和加热片构成，加热片设置在第三气缸的输出端且加热片的加热面对应食品包装袋的封口面，第三气缸的顶部通过连杆与所述支架的侧底面相连。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置与所述第一导轨和第二导轨之间相连的位置分别设置有第一支撑板和第二支撑板，且每个空气抽取装置的靠近对应轨道的侧部与对应的支撑板相连且支撑板与导轨之间设置有相啮合的齿轮盘，第一支撑板和第二支撑板在齿轮盘对应位置的顶面分别设置有用于控制齿轮盘转动的第一伺服电机和第二伺服电机，每个空气装置通过对应的伺服电机控制其在轨道中移动。
本发明公开的一种用于袋装食品的真空包装装置，所述控制柜中包括用于配置成控制系统的控制器和多个电机驱动，控制器设置有多个信号输出端并且通过对应的信号输出端与电机驱动相连，控制器通过输出信号于电机驱动控制相应的电机旋转。
本发明公开的一种用于袋装食品的自动化真空包装方法，包括以下步骤：
S1、通过所述控制系统输出信号于所述转盘装置将夹持的待抽空所述食品包装袋传递于所述封口装置的前一个工位；
S2、所述第一抽取真空装置通过控制系统控制移动至所述S1步骤的工位，第一抽取真空装置夹持食品包装袋的顶部两侧且密封压紧，第一抽取真空装置密封压紧过后，根据控制系统的控制信号移动至所述封口装置的工位，并且在该移动过程中抽取食品包装袋内的空气；
S3、所述封口装置通过控制系统输出的封口指令压紧所述S2步骤中食品包装袋密封位置的下方对应位置，并且通过加热片密封食品包装袋；
S4、所述第二抽取真空装置移动至所述S1步骤中的工位，并且代替第一真空抽取装置循环S2、S3步骤。
本发明公开的一种用于袋装食品的自动化真空包装方法，所述S4步骤中若第二真空装置未接受到所述控制系统指令控制移动至所述S1步骤中的工位，则第一真空抽取装置循环所述S2、S3步骤。
采用本技术方案，通过采用双向切换的真空抽取装置配合控制器进行自动化控制，在转动机构的控制下，将多个食品包装袋轮流进行自动化抽取真空并且封口，与此同时，在完成封口操作之后通过封口装置进行真空包封口，解决了食品真空包装的全自动化包装，节约了生产时间和人力资源成本，提高生产效率；不仅如此，食品真空包装通过系统控制，可以更加精准地控制加工节奏和过程，使得抽真空的时间更加符合实际需求，因此可以将每个包装袋内的空气抽完整，确保真空包装内食品的保质期限，保障食品安全。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明真空包装装置的立体图；
图2为本发明真空包装装置的侧视图；
图3为本发明真空包装装置的俯视图；
图4为本发明真空包装装置中转动机构的放大图；
图5为本发明真空包装装置中真空抽取装置的放大图；
图6为本发明真空包装装置中伺服电机和齿轮盘的放大图。
图中标记为：1、底座；2、控制柜；3、转动机构；4、第一真空抽取装置；5、第二真空抽取装置；6、支架；7、第一气缸；8、连接板；9、第二气缸；10、连杆；11、第三气缸；12、加热片；13、伺服电机；14、齿轮盘；15、转盘；16、主轴；17、支撑杆；18、食品包装袋；19、S1工位；20、S2工位；21、第一导轨；22、第二导轨；23、管道入口端；24、支撑板；25、滑动板；26、密封板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1为本发明真空包装装置的立体图，图2为本发明真空包装装置的侧视图，如图1和图2所示的一种用于袋装食品的真空包装装置，包括用于夹持多个食品包装袋并且可绕其轴心旋转的转动机构3和底座1，该底座顶面架设有包围转动机构的支架6，该支架6的顶侧设置有可旋转切换夹持所述食品包装袋顶部的第一空气抽取装置4和第二空气抽取装置5，第一空气抽取装置和第二空气抽取装置5与支架6顶部之间分别对应设置有配合其旋转的第一导轨21和第二导轨22；支架6在靠近第一空气抽取装置4和第二空气抽取装置5的侧部底面设置有用于包装封口的封口装置(图5中可见)；第一空气抽取装置4和第二空气抽取装置5的旋转节奏对应于转动机构3的线速度，第一空气抽取装置4和第二空气抽取装置5的夹持端分别对应于转动机构的夹持包装袋的顶部，并且第一空气抽取装置4和第二空气抽取装置5的侧部分别设置有用于抽取包装袋内空气的管道入口端(图5中的23)；底座1在支架6的侧部设置有用于安装控制系统的控制柜2，第一空气抽取装置4和第二空气抽取装置5以及转动机构3的控制信号输入端均连接于该控制系统，控制系统通过控制转动机构3的旋转角速度和第一空气抽取装置4与第二空气抽取装置5的沿导轨转动速度配合所述食品包装袋的空气抽取；本案的空气抽取装置是两个架构相同的挤压结构，实际抽取包装袋内空气的是真空泵，真空抽取装置的目的是为了压紧包装袋的袋口，使得抽真空的过程可以自动化完成，上述中的管道入口端通过管道与外接的真空泵相连，也就是说本案的装置需要多接到外界两根管道，为了使真空泵可以抽取空气。
如图1中所示的控制柜中包括用于配置成控制系统的控制器和多个电机驱动，控制器设置有多个信号输出端并且通过对应的信号输出端与电机驱动相连，控制器通过输出信号于电机驱动控制相应的电机旋转，也就是控制器通过导线连接于电机驱动，再用电机驱动去连接装置里的各个电机(常规连接方式)，本案中的气缸也是通过电磁阀(或者自带的开关)连接于该控制器，通过控制器的程序控制气缸开闭，同时控制电机(伺服电机、转动装置里的电机)转动，各个气缸的开关通过导线连接于控制器的信号输出端，电机也是通过导线与控制器相连。
图5为本发明真空包装装置中真空抽取装置的放大图，如图5所示的第一空气抽取装置和第二空气抽取装置(第一空气抽取装置和第二空气抽取装置设置成相同的机械结构)以及转动机构的控制信号输入端均连接于该控制系统，控制系统通过控制转动机构的旋转角速度和第一空气抽取装置与第二空气抽取装置的沿导轨转动速度配合食品包装袋的空气抽取；第一空气抽取装置和第二空气抽取装置设置成相同的部件结构且均包括与导轨相连的支撑板和可纵向滑动的夹持部，夹持部和支撑板24之间设置有用于控制夹持部滑动的第一气缸7，夹持部的顶端设置在第一气缸7的底部，第一气缸7和夹持部之间设置有用于连接的滑动板25，滑动板25的侧部通过螺栓连接于第一气缸7输出端的侧部，滑动板25的底部与夹持部的顶部相连；夹持部包括通过横向设置的连接板8相连的两个第二气缸9和设置在第二气缸9输出端的两个密封板，两个第二气缸9分别固定连接在连接板8底面的两侧，其中，两个密封板26(另一个在对称面)的相背离的侧面均与第二气缸的两个不同夹持面固定相连，两个第二气缸9通过夹紧和松弛控制密封板26的合并和分开，并且第一气缸7和第二气缸9设有的信号输入端均连接于控制系统；密封板相靠近的侧面设置有密封圈，密封板背离第一气缸7的设置有供外部真空泵接入的管道入口端23；挤压装置包括对应设置在被所述转动机构夹持的食品包装袋两侧面的第一挤压部和第二挤压部，第一挤压部和第二挤压部的顶部均与支架的侧底面固定相连，其中，第一挤压部和第二挤压部均由连杆10、第三气缸11和加热片12构成，加热片设置在第三气缸的输出端且加热片的加热面对应食品包装袋的封口面，第三气缸的顶部通过连杆与支架的侧底面相连。
上述的第一空气抽取装置和第二空气抽取装置主要区别在于其设定位置不同，相比较于转动机构的轴心，第二空气抽取装置设置在第一空气抽取装置的外侧，由于位置关系存在差异，因此需要区分，上述解释空气抽取装置的具体结构仅以第一空气抽取装置为例，下述中的第一支撑板和第二支撑板也是为了区分出位置关系，其实和支撑板是同一个零件，第一伺服电机和第二伺服电机也同理。
图6为本发明真空包装装置中伺服电机和齿轮盘的放大图，如图6所示的第一空气抽取装置和第二空气抽取装置与所述第一导轨和第二导轨之间相连的位置分别设置有第一支撑板和第二支撑板(上述中的支撑板)，且每个空气抽取装置的靠近对应轨道的侧部与对应的支撑板相连且支撑板与导轨之间设置有相啮合的齿轮盘14，第一支撑板和第二支撑板在齿轮盘对应位置的顶面分别设置有用于控制齿轮盘转动的第一伺服电机13和第二伺服电机，每个空气装置通过对应的伺服电机控制其在轨道中移动，伺服电机中具有的编码器可以与控制系统相连，控制系统通过编码器的反馈信息了解到伺服电机的转动情况就可以判断出伺服电机的位置(转速乘以时间)，那么根据伺服电机的位置就可以直接得知对应的真空抽取装置的位置，控制系统可以按照此方法控制生产节拍。
图4为本发明真空包装装置中转动机构的放大图，转动机构包括旋转连接的转盘15和主轴16，转盘设置于主轴顶部且与主轴的轴心相连，在转盘的外侧按均匀圆周分割设置有多个用于夹持所述食品包装袋的夹持装置，该夹持装置与转盘之间通过支撑杆固定相连，转盘通过主轴控制旋转并且带动多个食品包装袋18(仅以一个为例)绕主轴旋转，夹持装置设置成伺服电机配合凸轮控制一端铰接的夹板的结构，凸轮的轴心通过对应的微型伺服电机控制旋转，夹板的一端铰接在支撑杆的端部且通过凸轮的凸起转动至夹板的侧面控制夹板松开以夹持包装袋。
图3为本发明真空包装装置的俯视图，本案还公开了一种用于袋装食品的自动化真空包装方法，包括以下步骤：
S1、通过所述控制系统输出信号于所述转盘装置将夹持的待抽空所述食品包装袋传递于所述封口装置的前一个工位19(图中箭头指示)；
S2、所述第一抽取真空装置通过控制系统控制移动至所述S1步骤的工位，第一抽取真空装置夹持食品包装袋的顶部两侧且密封压紧，第一抽取真空装置密封压紧过后，根据控制系统的控制信号移动至所述封口装置的工位20，并且在该移动过程中抽取食品包装袋内的空气(图中箭头指示)；
S3、所述封口装置通过控制系统输出的封口指令压紧所述S2步骤中食品包装袋密封位置的下方对应位置，并且通过加热片密封食品包装袋；
S4、所述第二抽取真空装置移动至所述S1步骤中的工位，并且代替第一真空抽取装置循环S2、S3步骤。
上述S4步骤中若第二真空装置未接受到所述控制系统指令控制移动至所述S1步骤中的工位，则第一真空抽取装置循环所述S2、S3步骤。
本案的执行步骤其实就是控制器的结合多个电机及气缸的一个控制过程，真空抽取装置通过控制器控制器其工位的切换(也就是伺服电机带动其旋转到对应工位)，当某一个真空抽取装置移动到夹持的工位(S1步骤中描述的工位)的时候，直接下落夹持对应的包装袋，夹紧之后就移动到封口装置的位置封口，在这个移动的过程中不仅把包装袋内的空气抽取完成，同时另一个真空抽取装置就移动到夹持工位且重复这个操作，那么这个操作的过程是同时进行的，就可以加快生产节拍，换句话说，抽真空的速度被压缩到封口装置的封口时间段，节奏非常快，加快生产效率；本案控制这个生产节拍是通过给控制器设定指令，让控制器操控伺服电机、转盘主轴的电机从而控制这个运动过程，执行过程是通过控制器控制气缸开闭对包装袋进行夹持，夹持完成之后立刻启动真空泵抽取空气(时间设定值配合或者把真空泵也与控制器相连即可)，由于真空泵是本领域管用的抽空设备，不多作解释。
采用本技术方案，通过采用双向切换的真空抽取装置配合控制器进行自动化控制，在转动机构的控制下，将多个食品包装袋轮流进行自动化抽取真空并且封口，与此同时，在完成封口操作之后通过封口装置进行真空包封口，解决了食品真空包装的全自动化包装，节约了生产时间和人力资源成本，提高生产效率；不仅如此，食品真空包装通过系统控制，可以更加精准地控制加工节奏和过程，使得抽真空的时间更加符合实际需求，因此可以将每个包装袋内的空气抽完整，确保真空包装内食品的保质期限，保障食品安全。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，包括用于夹持多个食品包装袋并且可绕其轴心旋转的转动机构和底座，该底座顶面架设有包围转动机构的支架，该支架的顶侧设置有可旋转切换夹持所述食品包装袋顶部的第一空气抽取装置和第二空气抽取装置，第一空气抽取装置和第二空气抽取装置与支架顶部之间分别对应设置有配合其旋转的第一导轨和第二导轨；所述支架在靠近第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的侧部底面设置有用于包装封口的封口装置；
所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的旋转节奏对应于转动机构的线速度，第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的夹持端分别对应于转动机构的夹持包装袋的顶部，并且第一空气抽取装置和第二空气抽取装置的侧部分别设置有用于抽取包装袋内空气的管道入口端；
所述底座在所述支架的侧部设置有用于安装控制系统的控制柜，所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置以及转动机构的控制信号输入端均连接于该控制系统，控制系统通过控制转动机构的旋转角速度和第一空气抽取装置与第二空气抽取装置的沿导轨转动速度配合所述食品包装袋的空气抽取。
2.按照权利要求1所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述转动机构包括旋转连接的转盘和主轴，转盘设置于主轴顶部且与主轴的轴心相连，在转盘的外侧按均匀圆周分割设置有多个用于夹持所述食品包装袋的夹持装置，该夹持装置与转盘之间通过支撑杆固定相连，转盘通过主轴控制旋转并且带动多个食品包装袋绕主轴旋转。
3.按照权利要求1所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置设置成相同的部件结构且均包括与所述导轨相连的支撑板和可纵向滑动的夹持部，夹持部和支撑板之间设置有用于控制夹持部滑动的第一气缸，夹持部的顶端设置在第一气缸的底部，第一气缸和夹持部之间设置有用于连接的滑动板，滑动板的侧部通过螺栓连接于第一气缸输出端的侧部，滑动板的底部与夹持部的顶部相连。
4.按照权利要求3所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述夹持部包括通过横向设置的连接板相连的两个第二气缸和设置在第二气缸输出端的两个密封板，两个第二气缸分别固定连接在连接板底面的两侧，其中，两个密封板的相背离的侧面均与第二气缸的两个不同夹持面固定相连，两个第二气缸通过夹紧和松弛控制密封板的合并和分开，并且所述第一气缸和第二气缸设有的信号输入端均连接于所述控制系统。
5.按照权利要求4所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述密封板相靠近的侧面设置有密封圈，密封板背离所述第一气缸的设置有供外部真空泵接入的所述管道入口端。
6.按照权利要求1所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述挤压装置包括对应设置在被所述转动机构夹持的所述食品包装袋两侧面的第一挤压部和第二挤压部，第一挤压部和第二挤压部的顶部均与所述支架的侧底面固定相连，其中，第一挤压部和第二挤压部均由连杆、第三气缸和加热片构成，加热片设置在第三气缸的输出端且加热片的加热面对应食品包装袋的封口面，第三气缸的顶部通过连杆与所述支架的侧底面相连。
7.按照权利要求1所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述第一空气抽取装置和第二空气抽取装置与所述第一导轨和第二导轨之间相连的位置分别设置有第一支撑板和第二支撑板，且每个空气抽取装置的靠近对应轨道的侧部与对应的支撑板相连且支撑板与导轨之间设置有相啮合的齿轮盘，第一支撑板和第二支撑板在齿轮盘对应位置的顶面分别设置有用于控制齿轮盘转动的第一伺服电机和第二伺服电机，每个空气抽取装置通过对应的伺服电机控制其在轨道中移动。
8.按照权利要求1所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，所述控制柜中包括用于配置成控制系统的控制器和多个电机驱动，控制器设置有多个信号输出端并且通过对应的信号输出端与电机驱动相连，控制器通过输出信号于电机驱动控制相应的电机旋转。
9.一种用于袋装食品的自动化真空包装方法，包括权利要求1至8任一所述的一种用于袋装食品的真空包装装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1、通过所述控制系统输出信号于所述转盘装置将夹持的待抽空所述食品包装袋传递于所述封口装置的前一个工位；
S2、所述第一抽取真空装置通过控制系统控制移动至所述S1步骤的工位，第一抽取真空装置夹持食品包装袋的顶部两侧且密封压紧，第一抽取真空装置密封压紧过后，根据控制系统的控制信号移动至所述封口装置的工位，并且在该移动过程中抽取食品包装袋内的空气；
S3、所述封口装置通过控制系统输出的封口指令压紧所述S2步骤中食品包装袋密封位置的下方对应位置，并且通过加热片密封食品包装袋；
S4、所述第二抽取真空装置移动至所述S1步骤中的工位，并且代替第一真空抽取装置循环S2、S3步骤。
10.按照权利要求9所述的一种用于袋装食品的自动化真空包装方法，其特征在于，所述S4步骤中若第二真空装置未接受到所述控制系统指令控制移动至所述S1步骤中的工位，则第一真空抽取装置循环所述S2、S3步骤。
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