CN201071116Y - 一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置，由两组链条(8)带动两组夹爪循环运动，其中一加压夹爪和一加热夹爪相对应切入包装材料筒状物(20)，把包装材料筒状物拉至预设长度位置后啮合，使得包装材料筒状物形成横向密封的包装容器(21)。该变位装置具有独立的链条(8)和圆形导向轮(6)，链条一端挂在导向轮上；每侧两相对平行的导向轮(6)间设有凸轮(1、1*)；夹爪基座(2、2*)的中间位置上设有滑块(3、3*、31)；滑块在凸轮上滑动，夹爪的工作部件(9、9*)相对导向轮径向平移伸缩。

Description

一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置

技术领域

本实用新型涉及一种夹爪轨迹变位装置，用于流体食品、饮料的无菌包装的灌装机中，使得夹爪对包装材料的切入位置和轨迹产生相应变化，以适应同一灌装机生产不同尺寸规格包装容器的要求。

背景技术

无菌包装是一种防止微生物在灌装过程中及灌装后进入包装产品的加工程序，是指被包装的液体食品在包装前经过短时间的灭菌，然后在无菌条件下，即在包装物、被包装物、包装辅助器材均无菌的条件下，在无菌的环境中进行填充和封合的一种包装技术。

无菌包装后的产品，不含容易繁殖的病菌、毒素及微生物，不需要防腐剂，且包装容器能够防止细菌或微生物的二次入侵，其特殊保护性能更有效减缓产品因与空气、其它气体、异味及光相互作用而产生的不必要的变化。即使在无冷藏的条件下，包装产品仍可能保存相当长的时间。

上述的包装产品是在无菌灌装机中加工出来的，如枕形、砖形包装容器。在灌装机中，包装带材从卷盘上解开，输送到消毒装置，通过施加一种化学消毒剂，如双氧水，包装带材被消毒处理。经消毒后的包装带材被强行蒸发和挤压，表面消毒剂去除。然后，包装带材在前进方向上先成型为椭圆状，并进一步成型为圆柱状、且两纵边搭接封合(纵封)的筒状物。该筒状物一端被夹爪横向封合(横封)，即形成包装容器的顶部(或底部)后，由另一开口端填充诸如饮料、牛奶等杀菌后的流体物质。继而，筒状物的开口端也相应的被夹爪横向封合(横封)，而制成包装容器的底部(或顶部)。然后切刀切割上述横封区域的中部，单个的包装容器形成。作为选择，包装容器可通过相应的折叠和成型装置，沿着折痕进一步地折叠而形成最终的形状，即砖形或其他形状的包装容器。

无菌灌装机按照成型装置的运动方式，可分为摇臂式、链输送式。摇臂式灌装机因只有双臂参与工作，故生产率较低，属于早期的无菌灌装设备。

目前常用的灌装机是链输送式，如枕包、砖包灌装机，如图1所示。其结构包括：控制柜15，灭菌腔12，无菌仓13，框架14，链式输送成型装置16。包装带材11经过该灌装机加工，被制成枕包产品或砖包半成品的包装容器17。

链式输送成型装置16包括两组链条，分别装有多个(大于2个，最常见的为8-12个)加热压爪和加压压爪(统称为夹爪)，并限定了夹爪相应的循环路径。一组链条上的加热夹爪沿着相应路径与另一组链条上的相应加压夹爪配合，共同切入进给的包装材料筒状物(切入)，将包装材料筒状物拉至一定尺寸位置后啮合(密封)，使其成为密封的包装容器。

现有的链输送式灌装机，较为典型的为瑞典利乐公司的TBA19型机。该机型的夹爪和链条为一体式，即夹爪在起到切入、拉纸、密封主要作用的同时，还做为输送链条的一部分链节使用。夹爪每侧有一对连杆，通过安装在连杆上的专用链节，相邻夹爪联结到一起，而每支夹爪本身的两连杆间无链节联结。连杆和夹爪为刚性联结。在夹爪的下面左右两侧各设置两对滚轮，链传动时，链带动夹爪，沿着链条导轨轨迹上运动。

该机型通过在灌装机成型装置的两侧设置两对链条导轨，通过链条带动夹爪沿着链条导轨的轨迹运动来实现夹爪变位，结构过于复杂，制造成本较高，维护也不方便。

并且，使用同一灌装机来加工不同容量规格的包装容器时，需要把所有链条导轨，即每侧两对，总共八支链条导轨进行更换，工作量较大，且调整烦琐。

另外，该机型的夹爪和传输链条为一体，即夹爪做为链条中的链节使用，使得链条必须通过专用加工定做，成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种具有提高拉纸长度功能且结构简单的夹爪轨迹变位装置，以便通过对同一灌装机的简单调整和较少零部件的更换，来适应不同长度规格包装容器的要求。

本实用新型所采用的技术方案为：该变位装置具有独立的链条和圆形导向轮，链条一端挂在导向轮上；每侧两相对平行的导向轮间设有凸轮；夹爪基座的中间位置上设有滑块；滑块在凸轮上滑动，夹爪的工作部件相对导向轮径向平移伸缩。

夹爪工作部件的平移伸缩，可以通过以下两种途径来实现。

一，仅使夹爪工作部件的导电棒或压力块，相对夹爪基座部分伸缩。这就要求滑块和导电棒或压力块直接联结，凸轮和滑块相对运动时，凸轮对滑块的作用力直接反映在导电棒或压力块的位置变化。

二，夹爪的整体伸缩，带动其工作部件位置相应变化。这就要求夹爪和连杆的联结是弹性可变的。

本实用新型的夹爪轨迹变位装置中，链条为各链节的相连，夹爪不再是链条的一部分。间隔一定距离的链节上具有突出的销子，夹爪通过连杆的孔安装在链条销子上。

当然，本实用新型的夹爪轨迹变位装置中，均可在夹爪和连杆(或滑块)间设置弹性回位装置，如弹簧，以便夹爪和凸轮相对接触和分离时较为平缓，且链条在导向轮上的运动轨迹得以保持不变。

这种灌装机以链条驱动，带动多组成对出现的夹爪，对经纵向封合和灌注形成筒状物的包装材料进行切入、拉纸、密封，继而分切形成独立的枕形包装产品或砖形包装半成品。砖形包装半成品通过后续终端折叠成型装置，折角整形为完整的液体方包成品。

该夹爪变位装置通过凸轮和滑块的相对运动来改变夹爪工作部件的行走轨迹。并且，通过凸轮尺寸和形状的调整，使每包拉切的包装材料筒状物长度和分切成形后的形状能适应后续折角成形的需要。

使用本实用新型的夹爪轨迹变位装置，无需复杂的多路轨迹即能完成液体灌装的关键功能，能适应预设的拉纸长度，并进而改善夹爪对包装材料筒状物的作用力和变形状况。

由于本实用新型夹爪轨迹变位装置的结构简单，通过凸轮的更换及灌装机的相应调整，即可满足对包装容器容量规格的不同要求，操作快捷、方便。

由于链条始终随圆形导向轮运动，没有或很少相对摩擦，经向受力小，使得噪音小、稳定且没有摩擦损耗，有很高的寿命和可靠性。

另外，由于链条始终在圆形导向轮上运动，其运动轨迹不发生变化，且为完全独立于夹爪的整条链，故可以采用普通标准规格。这样不仅能较大节省灌装机的制造和维护成本，也使得对链式输送成型装置的拆卸、安装、更换等操作更加快捷、简单。

本实用新型中的定义词语，其意思解释如下。

夹爪，是指对包装材料筒状物起切入、拉纸、密封作用的装置，分为加热夹爪和加压夹爪，具体包括连杆、滑块、夹爪基座、压力块/导电棒，甚至容量托等零件，其中滑块和夹爪基座可以是一体的，即属于一个零件。本说明书中，有时利用夹爪来指代夹爪上的一部分，如夹爪基座，具体含义根据前后文的实际情况而定。

夹爪的工作部件，是指夹爪和包装材料筒状物的接触部分，一般情况下为加热夹爪的导电棒和加压夹爪的压力块。

附图说明

本实用新型附图不表示实际尺寸关系，且绘图中根据需要省略了部分特征。

图1是现有灌装机结构示意图；

图2是本实用新型的夹爪轨迹变位装置的立体图，为清楚起见，移去了部分零部件；

图3是本实用新型的夹爪轨迹变位装置的侧视图，为清楚起见，移去了部分零部件；

图4是本实用新型的实施例一的结构示意图，为清楚起见，移去了部分零部件；

图5是图4实施例中的滑块的另一种结构示意图；

图6是本实用新型的另一实施例的结构示意图，为清楚起见，移去了部分零部件。

具体实施方式

如图2、图3所示，是本实用新型用于灌装机的夹爪轨迹变位装置的最佳实施例。

一组(两支以上)加热夹爪通过连杆4、销子7安装在竖立、平行的两副(即一组)链条8上。链条8一端挂在圆形导向轮6上，一端挂在驱动齿轮(非本实用新型保护范围，未示出)上。两导向轮6呈圆盘状，径向边缘无齿，光滑，轴向宽度小于链条宽度。导向轮6通过轴承安装在轴5上，而轴5固定安装于灌装机的机架10上。一对凸轮1固定安装在轴5上，并关于轴5的中心截面对称布置。加热夹爪的工作部件为导电棒9，安装在夹爪基座2上。导电棒9通入高频电流时，包装材料中的金属层，如铝箔层产生感应电流，并生成热量，进而熔化包装材料的热塑层材料。加热夹爪基座2下面的中间位置处设置有滑块3。驱动齿轮带动链条8，链条8进而带动加热夹爪在导向轮6上运动。加热夹爪通过滑块3和凸轮1相对运动，接触和分离；接触时，加热夹爪的整体或仅导电棒9部分被顶起，从而引起导电棒9，即加热夹爪的工作部件的位置发生改变，即不再处于原来的圆形轨迹上，而是在原圆形上的径向伸出。

同理，另一组(两支以上)加压夹爪通过连杆4*、销子7安装在竖立、平行的两副(即另一组)链条8上。链条8一端挂在圆形导向轮6上，一端挂在驱动齿轮(非本实用新型保护范围，未示出)上。两导向轮6呈圆盘状，径向边缘无齿，光滑，轴向宽度小于链条宽度。导向轮6通过轴承安装在轴5上，而轴5固定安装于灌装机的机架10上。一对凸轮1*固定安装在轴5上，并关于轴5的中心截面大致对称布置。加压夹爪的工作部件为压力块9*，安装在夹爪基座2*上。压力块9*和加热棒9相对应，共同挤压包装材料20，并使其形成横向密封区域。加压夹爪基座2*下面的中间位置处设置有滑块3*。驱动齿轮带动链条8，链条8进而带动加热夹爪在导向轮6上运动。加压夹爪通过滑块3*和凸轮1*相对运动接触和分离；接触时加压夹爪的整体或仅压力块9*部分被顶起，从而引起压力夹爪的工作部件位置发生变化，即不再处于原来的圆形轨迹上，而是在原圆形上的径向伸出。

工作时，两组链条8带动多组加热夹爪，和相应数量的加压夹爪循环运动，其中一加压夹爪和一加热夹爪相对应切入包装材料筒状物20，把包装材料筒状物20拉至预设长度位置后啮合，使得包装材料筒状物形成横向密封的包装容器21。

夹爪工作部件9/9*在凸轮1/1*上的伸缩运动可以有两种情况。

一种伸缩运动如图4所示。两连杆4/4*安装在链条8上，而连杆4/4*和夹爪基座2/2*采用弹性连接件联结，如弹簧26和导杆25；滑块3/3*设置在夹爪基座2/2*的中间位置，和夹爪基座2/2*为固定联结；夹爪的导电棒9或压力块9*，和夹爪基座2/2*为固定联结。当滑块3/3*接触凸轮1/1*时，夹爪基座2/2*在导杆25上沿图示箭头方向滑动，从而改变导电棒9或压力块9*的位置。当滑块3/3*离开凸轮1/1*时，夹爪基座2/2*在弹簧26的作用下，和导电棒9或压力块9*一起在导杆25上沿箭头的反向缩回。

当然，滑块3/3*也可以不是一个，是多个，如图5所示。该多个滑块3/3*对夹爪基座2/2*的作用力和单个处于中间位置的滑块3/3*的作用效果是相同的，即垂直于夹爪基座2/2*，且关于其中心截面对称布置。多个滑块3/3*关于夹爪基座2/2*中心截面对称布置。滑块3/3*数目是奇数时，夹爪基座2/2*中心位置必须有一个。

另一种伸缩运动如图6所示。夹爪基座2/2*前、后端分别通过连杆4/4*固定安装在链条8/上；滑块31设置在夹爪基座2/2*的中间位置，且通过夹爪基座2/2*的中孔和导电棒9或压力块9*弹性联结，其连接件可以是带有弹簧23的挺柱24。当滑块31接触凸轮1/1*时，滑块31部分伸入到夹爪基座2/2*的中孔内，并推动挺柱24，继而使得导电棒9或压力块9*沿图示箭头方向伸出，从而改变导电棒9或压力块9*的位置。当滑块31离开凸轮1/1*时，导电棒9或压力块9*在弹簧23的作用下，和挺柱24一起沿箭头的反向缩回。

滑块3/3*(或31)下端可以是光滑的曲面，滑块3/3*(或31)在凸轮1/1*上滑动；滑块3/3*(或31)下端也可以安装有滚子，滑块3/3*(或31)在凸轮1/1*上滚动。

Claims (8)

1.一种用于灌装机的夹爪轨迹变位装置，由两组链条(8)带动两组夹爪循环运动，其中一加压夹爪和一加热夹爪相对应切入包装材料筒状物(20)，把包装材料筒状物(20)拉至预设长度后啮合，使得包装材料筒状物形成横向密封的包装容器(21)，其特征在于：该变位装置具有独立的链条(8)和圆形导向轮(6)，链条一端挂在导向轮上；每侧两相对平行的导向轮(6)间设有凸轮(1、1*)；夹爪基座(2、2*)的中间位置上设有滑块(3、3*、31)；滑块在凸轮上滑动，夹爪的工作部件(9、9*)相对导向轮径向平移伸缩。

2.如权利要求1所述的变位装置，其特征在于：该装置中夹爪基座(2、2*)的每侧均采用弹性连接件(25、26)联结到连杆(4、4*)上。

3.如权利要求2所述的变位装置，其特征在于：该装置中滑块(3、3*)为多个，多个滑块(3、3*)关于夹爪基座(2、2*)中心截面对称布置；滑块(3、3*)数目是奇数时，夹爪基座(2、2*)中心位置必须有一个。

4.如权利要求1所述的变位装置，其特征在于：该装置中夹爪基座(2、2*)的每侧均刚性联结到连杆(4、4*)上，两者间固定，无相对位移；滑块(31)采用弹性连接件(23、24)，经夹爪基座(2、2*)中孔和工作部件(9、9*)直接联结；当滑块(31)接触凸轮(1、1*)时，滑块(31)推动夹爪的工作部件(9、9*)向远离连杆(4、4*)的方向平移伸出夹爪基座(2、2*)；当滑块(31)离开凸轮(1、1*)时，夹爪(2、2*)的工作部件(9、9*)向靠近连杆(4、4*)的方向平移缩回到夹爪基座(2、2*)。

5.如权利要求2或权利要求4所述的变位装置，其特征在于：该装置的链条(8)上具有突出的销轴(7)，连杆(4、4*)以插入方式安装在销轴(7)上，形成夹爪基座(2、2*)和链条(8)的联结。

6.如权利要求5所述的变位装置，其特征在于：该装置的导向轮(6)呈圆盘状，轴向宽度小于链条宽度。

7.如权利要求6所述的变位装置，其特征在于：该装置的滑块(3、3*、31)下端安装有滚子，凸轮(1、1*)和滑块(3、3*、31)的相对运动是滚动。

8.如权利要求6所述的变位装置，其特征在于：该装置在每侧两相对平行的导向轮(6)中的凸轮(1、1*)数量可以是单个或多个，并关于轴(5)的中心截面呈大致对称布置。

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