CN1239352C - 恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线 - Google Patents
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Abstract
一种无菌砖形饮料包装生产线，具体地说是涉及到一种恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线的工作程序及工作原理。其技术方案是：驱动电机带动双夹爪组合、定量泵、粘角组合按设定速比运转。当双组夹爪向下拉动包装时，包装带其张力超过张力传感器所设定的值，则此时张力传感器指示磁粉离合器适当增大摩擦力，使电动机的扭矩传递到主动辊上，拉动包装下移过程中自动折痕、打码、复合、灌装、封口、切断、粘角。复合铝萡带比原纸包装的宽度多出五毫米，这样多出的五毫米复合铝萡边在纵封搭接成筒过程中会和另一边包装内侧的PE膜搭接粘合，从而防止了饮料由中缝纸边渗漏，省却了传统的无菌砖包装为防止饮料由中缝渗漏而一惯采用的粘贴中封条方法。
Description
技术领域
本发明涉及到一种无菌砖形饮料包装生产线，具体地说是涉及到一种恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线的工作程序及工作原理。
背景技术
现有的无菌砖形饮料包装生产线，为了使产品中封搭接后饮料不从中封渗漏，采用在设备本身设置粘贴密封条装置。先将密封条的一半粘合在耗材纸张边缘，在成筒后，另一半粘合在搭接的筒内壁上。从而使饮料不会由耗材纸张的边缘渗漏。
上述的无菌砖形饮料包装生产线，夹爪装置的上下移动多采用凸轮摇臂式，由电机驱动凸轮带动滑杆，从而带动连接在滑动杆上的夹爪装置实现上下移动。
上述的无菌砖形饮料生产线，其设备成型装置，成筒装置规格单一，同一种机型只能固定生产同一种规格的产品。
发明内容
为了克服现有的无菌砖形饮料生产线传动机构复杂，体积庞大，生产品种单一，耗材包装的局限性强，自身功能不尽完善的不足。本发明提供一种恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，不仅简化了无菌砖形饮料包装生产线的传动机构和工作流程，而且还解决了一机生产多规格产品，省去中封条的难题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：当接通整机电源后可编程序控制器检测并按照其上位机触摸屏所反馈的用户指令进行整机顺序启动。当设置在空气加热器和复合部的温度达到预定值时，可编程序控制器指示主轴驱动电机带动双夹爪组合、定量泵、粘角组合按设定速比运转。双夹爪组合每拉下一个包装则驱动定量泵运转一次，定量向包装筒内灌压饮料。由双组凸轮带动的双组夹爪其夹紧位置分别由红色标传感器、黑色标传感器感应包装上印刷的色标来进行精确的位置控制。当双组夹爪向下拉动包装时，包装带其张力超过张力传感器所设定的值，则此时张力传感器指示磁粉离合器适当增大摩擦力，使电动机的扭矩传递到主动辊上，拉动后面的包装向前。
原纸包装在进入复合部后，通过高温空气加热与冷光辊的压合，和复合铝箔紧紧地复合在一起。由恒力矩磁粉制动器控制复合铝箔的拉紧张力，使复合后的包装更平整、复合层更牢固。
复合包装继续向下移动经过预成筒凹面轮，凹面迫使复合包装的两边进一步靠拢。复合包装向下并经过预成筒型环，它迫使从其中间通过的复合包装按其内径成为一圆筒。
复合包装继续向下移动并经过预成筒型环，成为规则的但尚未中封的圆筒。空气加热器加热的压缩空气吹向参叠的包装两边。包装上的PE膜被吹至熔融状态，随即被纵封粘合型环冷压粘合而成为一规则的包装筒。定量压缩活塞泵工作一个循环，向包装筒内注入定量饮料，随即由另一组夹爪模合型头进行模合横封、切断。切断后的独立包装滑到粘、折角组合内进行整理、折角、粘角作业并被传送出41粘角组合，这样砖形饮料即被源源不断地生产出来。
本发明的有益效果是：整机驱动均采用气动装置，辅助于敏感电信号来控制气动件的速度和位置，用两个电信号源控制整个生产线的工作，简化了传动机构和整机的复杂性，提高了设备精确度，使设备稳定工作。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
图1是整机生产工艺流程；
图2是双夹爪组合系统机械图；
图3是复合部系统机械图；
图4是粘角组合的结构及工作流程图；
图1中的数字分别表示：1主轴驱动电动机\2原纸包装卷\3包装卷轴支架\4反射型红外线传感器\5恒张力磁粉制动器\6张力传感器\7磁粉离合器\8原纸包装\9折痕辊\10电动机\11复合铝箔\12复合铝箔放卷架\13磁粉制动器\14复合铝箔卷\15复合部\16复合部密封罩\17主架\18张力传感器\19定位辊\20面曲附压辊\21曲面辊\22折痕辊\23预成筒凹面轮\24电动机\25热风干燥箱\26预成筒型环\27磁粉离合器\28预成筒型环\29纵封搭接色标传感器\30双氧水浸洗槽\31分层型环\32空气加热器\33纵封粘合型环\34包装筒、35保持筒凹面轮\36红色标传感器\37黑色标传感器\38双夹爪组合\39滑道\40独立包装\41粘、折角组合\42水平调节底座\43双组凸轮\44定量压缩活塞泵。
图2中的数字分别表示：1定量压缩活塞泵\2主轴驱动电动机\3凸轮A\4凸轮B\5连杆\6缸筒\7滑道\8活塞\9气缸A\10气缸B\11已封包装\12高频加热头\13薄片气缸A\14左右模合型头闭合\15黑色色标传感器\16保持筒凹面轮\17主架\18包装筒\19红色色标传感器\20气缸C\21气缸D\22薄片气缸B\23花刃切刀\24左右模合型头张开。
图3中的数字分别表示：1原纸包装\2从动冷胶辊附压气缸\3加固软胶辊附压气缸\4摆臂\5加固软胶辊\6从动冷胶辊\7小挑辊\8空气加热器\9对边复合预压辊组\10主动冷光辊\11复合铝萡卷、12恒力矩磁粉制动器\13滑轮\14滑轨\15液压油缸\16抽风机\17复合部密封罩\18气敏感应头\19复合铝萡带\20复合铝萡放卷架。
图4中的数字分别表示：1活节型站链\2从动齿轮\3未粘角的包装盒\4气缸\5压角片\6已粘角的包装盒\7同步齿形带\8主动齿轮\9位移传感器\10气缸\11热空气喷嘴\12棘轮。
具体实施方式
[图1说明]：当接通整机电源后，PLC[可编程序控制器]检测并按照其上位机----触摸屏所反馈的用户指令进行整机顺序启动。当设置在32空气加热器和15复合部的温度达到预定值时，PLC指示1主轴驱动电动机、10电动机、24电动机启动并由1主轴驱动电动机带动38双夹爪组合、44定量压缩活塞泵、41粘角组合按设定速比运转。38双夹爪组合每拉下一个包装则驱动44定量压缩活塞泵运转一次，定量向34包装筒内灌压饮料。由43双组凸轮带动的双组夹爪其夹紧位置分别由36红色标传感器、37黑色标传感器感应包装上印刷的色标来进行精确的位置控制。当双组夹爪向下拉动包装时，19定位辊前后的包装带张力增大，其张力超过18张力传感器所设定的值，则此时18张力传感器指示27磁粉离合器适当增大摩擦力，使24电动机的扭矩传递到主动辊上，拉动后面的包装向前。此时必然导致15复合部前后的包装带张力增大，其张力超过6张力传感器所设定的值，则此时6张力传感器指示7磁粉离合器适当增大摩擦力，使10电动机的扭矩传递到主动辊上，从而拖动2原纸包装卷沿其轴心3包装卷轴支架按38双夹爪组合的转速旋转放卷。为了保证9折痕辊的折痕效果，设置了5恒力矩磁粉制动器来控制2原纸包装卷和8原纸包装的放卷张力。设置在3包装卷轴支架上方的4反射型红外线传感器用来检测2原纸包装卷的卷径。当卷径小于设定值时，4反射型红外线传感器呈接通状态，发出警报提示续卷。
8原纸包装在进入15复合部后，通过高温空气加热与冷光辊的压合，和11复合铝箔紧紧地复合在一起。在压合过程中拖动安放在12复合铝箔放卷架上的14复合铝箔卷均速放卷，并由13恒力矩磁粉制动器控制11复合铝箔的拉紧张力，从而消除在复合过程中易出现的打皱现象，使复合后的包装更平整、复合层更牢固。15复合部安装在16复合部密封罩内，通过抽风机将热复合时产生的异味排出。复合后的包装进入30双氧水浸洗槽进行浸洗消毒，然后进入25热风干燥箱进行高流速热空气干燥作业，废余热空气沿16复合部密封罩排出。
17复合包装在38双夹爪组合的拉力作用下，经过19定位辊和22折痕辊。19定位辊的作用是固定17复合包装的行走轨迹，以方便在中封过程中包装不致于出现大的偏差。22折痕辊的作用是：通过再次折痕，以弥补9折痕辊的折痕效果在复合部被热压减弱的弊病，使34包装筒在38双夹爪组合上模合型头的作用下沿复合包装上的折痕线成形，从而来增强40独立包装的规则性。折痕后的复合包装经过20面曲附压辊和21曲面辊组成的辊组。20面曲附压辊的辊面是弧形凹面，21曲面辊的辊面是弧形凸面，它们的压合使得复合包装在经过后亦变成一弧形，从而为下面的成筒工序提供方便。复合包装继续向下移动并经过23预成筒凹面轮，23预成筒凹面轮的凹面迫使复合包装的两边进一步靠拢。复合包装继续向下移动并经过26预成筒型环，26预成筒型环是一个由六个小凹面轮组成的闭形旋转圆环，它迫使从其中间通过的复合包装按其内径成为一圆筒。
复合包装继续向下移动并经过一个预成筒凹面轮和28预成筒型环，成为规则的但尚未中封的圆筒。复合圆筒状包装继续向下移动并经过31分层型环将需粘合但参叠的包装两边垂直分开，以便32空气加热器加热的压缩空气吹向中封粘合部位----参叠的包装两边。为了保证在中封粘合过程中包装上印刷的图案搭接正确，安装了纵向色标纠偏装置。固定的29纵封搭接色标传感器感应包装上印刷的色点，通过液压执行元件推动或回放复合圆筒状包装的一侧来控制搭接量，从而使包装上印刷的图案搭接粘合误差控制在正负0.01毫米以内。参叠搭接的包装两边上的PE膜被32空气加热器加热的压缩空气吹至熔融状态，随即被33纵封粘合型环冷压粘合而成为一规则的34包装筒。此时的包装筒即将进入模合成型与定量灌装的工序，因此设置35保持筒凹面轮来保证模合成型前包装筒的规则性和定量灌装的精度。为了保证38双夹爪组合上模合型头在轮换作业中在包装筒上夹紧位置的准确无误，采用由36红色色标传感器与37黑色色标传感器分别感应包装上错开印刷的红、黑色标来分别控制38双夹爪组合中甲组夹爪和乙组夹爪上模合型头在包装筒上的夹紧位置。无论是甲组夹爪或者是乙组夹爪，其每夹紧一个包装、工作一个循环，则拖动其垂直运动的43双组凸轮必然运动一周，从而挤压44定量压缩活塞泵工作一个循环，通过插入34包装筒内的灌装管、单向阀向34包装筒内注入定量饮料，随即由另一组夹爪模合型头进行模合横封、切断。切断后的40独立包装下坠至39滑道上滑到41粘、折角组合内进行整理、折角、粘角作业并被传送出41粘角组合，这样独立包装的砖形饮料随着整机的不停运转，即被源源不断地生产出来。
[图2说明]：2主轴驱动电动机带动双组凸轮轴匀速旋转，轴两端分别固定的3凸轮A和4凸轮B呈对称旋转180°的安装方式。当4凸轮B带动5连杆、8活塞沿6缸筒将4凸轮B的旋转运动变为垂直运动并运转至上止点时，在8活塞上连接的10气缸B、20气缸C也转至上止点。此时3凸轮A运转至下止点并挤压1定量压缩活塞泵工作一个冲程，向18包装筒内注入定量饮料。在3凸轮A带动20气缸C、21气缸D夹紧18包装筒向下止点运转过程中，完成模合横封、切断两个动作。此时4凸轮B带动10气缸B、20气缸C向上止点运动。固定的19红色色标传感器感应到印刷在包装上的红色色标，通过PLC[可编程序控制器]同时指示：10气缸B和20气缸C同时产生冲程，带动14左右模合型头闭合；20气缸C、21气缸D同时产生返程，带动24左右模合型头张开，使模合成形的25独立包装下坠并沿7滑道滑向粘、折角机构。同理，当3凸轮A带动9气缸A、21气缸D向上止点运动时，15黑色色标传感器感应到印刷在包装上的黑色色标，通过PLC[可编程序控制器]同时指示：9气缸A和21气缸D同时产生冲程，带动24左右模合型头闭合；20气缸C、10气缸B同时产生返程，带动14左右模合型头张开。这样双组夹爪此上彼下、此开彼合，形成流水作业。
当闭合的模合型头夹紧包装后，PLC[可编程序控制器]同时指示：12高频加热头与高频电源接通；13薄片气缸A和22薄片气缸B同时产生冲程。这样，12高频加热头产生的高频涡流磁场可通过高频感应加热方式瞬间将包装内层覆的PE膜熔融，并由13薄片气缸A和22薄片气缸B同时向内产生的冲压力将包装两端粘合，同时22薄片气缸B上连接的23花刃切刀随气缸冲程由粘合包装两端之间切断，从而产生一个独立包装。
[图3说明]：1原纸包装被拖动至9对边复合预压辊组，和19复合铝萡带进行对边预压。19复合铝萡带比1原纸包装的宽度多出五毫米，这样多出的五毫米复合铝萡边在纵封搭接成筒过程中会和另一边包装内侧的PE膜搭接粘合，从而防止了饮料由中缝纸边渗漏，省却了传统的无菌砖包装为防止饮料由中缝渗漏而一惯采用的粘贴中封条方法。为了保证复合效果，采用在11复合铝萡卷被拖动放卷时，由12恒力矩磁粉制动器来控制其放卷张力，消除在复合过程中易出现的打皱现象，使复合后的包装更平整、复合层更牢固；并采用由18气敏感应头和15油缸组成的复合铝萡放卷纠偏装置，来保障1原纸包装和19复合铝萡带在复合过程中其中一边整齐复合。纠偏装置其工作原理是：19复合铝萡带沿设定的路线匀速向9对边复合预压辊组行进。如若在行进过程中走偏，则设置的18气敏感应头检测到其走偏距离并将气敏信号转换为液压信号，指示15液压油缸推动20复合铝萡放卷架在13滑轮的作用下沿14滑轨来回摆动，以纠正其偏差。
经过9对边复合预压辊组的原纸包装和复合铝萡带同步、同速进入复合工序。2从动冷胶辊附压气缸和3加固软胶辊附压气缸推动4摆臂分别迫使6从动冷胶辊和5加固软胶辊紧紧挤压在10主动冷光辊的辊面上。7小挑辊将复合铝萡挑起以便8空气加热器有足够安装空间。压缩空气经8空气加热器加热后吹向原纸包装和复合铝萡的结合部位，将复合铝萡内层的PE膜熔融，随即由10主动冷光辊和6从动冷胶辊将两者挤压粘合。10主动冷光辊和6从动冷胶辊都是中空辊，在工作过程中有冷却水不断从辊中流过，带走在复合过程中包装传递给辊面上的热量，避免辊面升温过高而和包装粘连。复合后的包装在尚未完全冷却以前经5加固软胶辊再次复合加固，被传至下一步双氧水浸洗消毒工序。
[图4说明]：3未粘角的包装盒由滑道滑至1活节型站链上，9位移传感器感应到一个包装盒滑下，发出一个脉冲信号传递给PLC[可编程序控制器]，PLC同时指示以下两个机构同步工作：
一、10气缸产生一个冲、返程循环，拨动12棘轮旋转一定角度[马氏机构]。同轴的8主动齿轮通过7同步齿形带拉动2从动齿轮旋转45度角，带动1活节型站链步进运动，将独立包装向前运送一节站链的距离；并将6已粘角的包装盒传送出1活节型站链。
二、两个4气缸同时产生一个冲、返程循环，带动气缸杆头上固定的5压角片将传送至5压角片位置的独立包装四角压紧，使其紧紧与盒体粘连在一起，成为一标准的方砖型。四角与盒体粘连的热量来自于由11热空气喷嘴向粘连指定位置不断喷射的高温压缩空气。
Claims (8)
1、一种恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：恒张力控制、递进传动方式。
2、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：增加了复合部，复合铝萡带比原纸包装的宽度多出五毫米，省却了中封条。
3、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：横封采用高频感应加热方式。
4、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：采用双组合可调夹爪。
5、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：可更换的模合、可调节的夹爪组合、型环、定量泵、定位辊和折痕辊，更换包装及宽度配套的复合铝箔，可生产多达九种的产品规格。
6、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：安装了纵向色标纠偏装置，保证在中缝粘合过程中包装上印刷的图案搭接正确。
7、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：粘、折角组合系统采用气缸的冲、返程循环，拨动棘轮并带动活节型站链步进运动。
8、根据权利要求1所述的恒张力传动复合式无菌砖形饮料全自动包装生产线，其特征在于：采用左右夹爪型头内薄片气缸的压力进行横封加力、切断。
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