CN212650477U - 一种平面口罩生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面口罩生产系统，包括：进料单元、产品对折单元、鼻夹添加单元、口罩主体部封合单元、弹性耳片切割单元、接合单元以及产品裁切单元。本实用新型将产品裁切步骤设置在最后一步，能够省去因使用调向装置所带来的制造成本高，结构复杂的问题，并能够减少在中间步骤对口罩主体部、弹性耳片分切带来的输送不稳定性，使整个口罩主体部带材在加工的过程中输送更加的平稳和精确，保证口罩的加工精度，提高产品的质量。

Description

一种平面口罩生产系统

技术领域

本实用新型涉及口罩加工技术领域，尤其是涉及一种平面口罩生产系统。

背景技术

为响应国家号召，抗击疫情，众多企业纷纷转产口罩，处于产业链上游的一次性口罩生产线已成为口罩产能的最大瓶颈。我国是第一大口罩生产国，每年有近50％的产能用于出口，绝大部分口罩生产企业使用的是国内设备。目前国内市场的一次性口罩生产线多为间歇式组合拼接生产线，该生产线将多层无纺布通过热压复合、折叠成型、超声波焊接、废料切除、耳带焊接等工序制造出具有一定过滤性能的一次性口罩。受加工方式限制，这种生产方式普遍只能达到60-80片/分钟，难以在短时间内解决口罩的供给问题。平面口罩，作为一款常用的口罩形式，由口罩本体和耳挂部构成，其中口罩本体为平面结构，而耳挂部可采用耳挂绳或者弹性无纺布的形式。

本申请旨在提供一种新型平面口罩生产系统及其制造方法，以解决现有技术存在的上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种平面口罩生产系统，解决现有生产系统存在的生产效率低，智能化水平低的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种平面口罩生产系统，用于连续加工平面口罩，该平面口罩具有佩戴时覆盖佩戴者鼻和口的口罩主体部、以及与口罩主体部相连接的弹性耳片；所述弹性耳片以两侧结合方式覆合在口罩主体部的某一面上，该弹性耳片的外沿具有预设的外缘轮廓曲线，在弹性耳片的中部还设有易撕线，该易撕线将弹性耳片分成左耳挂和右耳挂，易撕线构成为能够通过用手拉拽各耳挂来解除该易撕线的连接。上述平面口罩生产系统包括：

进料单元，按照设定的叠放顺序连续输送口罩主体部带材；

产品对折单元，完成对叠加后的口罩主体部带材进行折叠，使口罩主体部带材形成多条沿口罩主体部带材输送方向延伸的褶皱；

鼻夹添加单元，用于将鼻夹沿口罩主体部带材输送方向添加入口罩主体部带材上表面并使鼻夹保持平整；

口罩主体部封合单元，对口罩主体部带材沿输送方向上的至少两侧边进行封合；

弹性耳片切割单元，将连续的弹性耳片带材进行外形切，并在所述易撕线的对应位置进行虚线切，使得切割后的弹性耳片带材保持连续输送、并配置在经口罩主体部封合单元输出的口罩主体部带材上；

接合单元，对配置有弹性耳片带材的口罩主体部带材的规定位置进行封合，使得弹性耳片带材上的每一弹性耳片以两侧结合方式接合在口罩主体部上；

以及产品裁切单元，将接合后的连续带材进行裁切，从而形成相互独立的产品。

进一步的，所述弹性耳片切割单元包括弹性耳片虚切装置和弹性耳片外形切刀装置，所述弹性耳片虚切装置用于对左耳挂、右耳挂相连位置处进行虚线切从而在弹性耳片上形成一条沿宽度方向延伸的易撕线，所述弹性耳片外形切刀装置完成对弹性耳片带材进行裁切得到弹性耳片所需形状轮廓。当然，也可以在一个设备中同时完成易撕线和弹性耳片形状轮廓的切割。

为实现本实用新型的目的，弹性耳片切割单元中左右耳挂相连位置处的虚线切效果起到重要作用，使用时选用共刃虚线切的方式，使得易撕线构成为能通过用手拉拽各耳挂来解除该易撕线的连接，即具有低于规定拉伸载荷的连接强度。此外，弹性耳片带材具有相互正交的可伸缩方向和非伸缩方向，所述弹性耳片带材沿弹性耳片带材的可伸缩方向输送。

作为本实用新型的一种具体实施方式，为提高输送的稳定性，防止鼻夹在输送过程中发生偏移以及褶皱走位跑偏，所述口罩主体部封合单元包括设置在鼻夹添加单元之后的边封装置及设置在边封装置之后的端封装置。其中，边封装置对口罩主体部带材沿输送方向上的口罩两侧边进行封合并实现对鼻夹进行固定；所述端封装置对口罩主体部带材沿垂直于输送方向上的口罩端部进行封合，防止褶皱散开。更进一步的，所述边封装置和端封装置是一体或分体的，其采用热封或超声波焊接方式实现封合，优选采用一体结构和超声波焊接方式。但是，不应将上述具体实施方式理解成口罩主体部封合单元的唯一形式，例如在输送路程较短的前提下，也可以只设置前述边封装置，而将端封装置与后道的结合单元一并设置，同样能够达到本申请的目的。

进一步的，所述接合单元采用热封或超声波焊接方式实现封合。

为满足在高速输送的前提下能够稳定的完成焊接，所述接合单元包括超声波振动组件和花纹辊以及微调机构和驱动机构，该微调机构与超声波振动组件相连、且能对焊头与花纹辊之间的间隙作出微量调节，超声波振动组件与微调机构共同构成移动组件，所述驱动机构与移动组件相连，用于控制移动组件上的焊头与花纹辊之间的行程，该行程路径与微调机构对所述间隙微量调节的路径同向或反向。

具体的，所述驱动机构具有基板、与移动组件相连接且可沿基板直线运动的第一滑块、以及驱动部；所述微调机构包括与第一滑块相连的支撑板、与超声波振动组件相连且可沿支撑板直线运动的第二滑块、设置在支撑板一侧的压电驱动器、以及与压电驱动器相配合的压力传感器；在支撑板的另一侧还设有弹簧，该弹簧可将超声波振动组件经压力传感器抵压在压电驱动器的端面上。

为使弹性耳片与口罩主体部的内侧面进行封合，内侧面是指佩戴时与人体皮肤相接触的一侧，即弹性耳片与口罩的内层片进行封合，所述口罩主体部封合单元后还设置有将口罩主体部进行上下翻转的翻转装置。一般来说，弹性耳片封合在口罩主体部的内层片上，而鼻夹通常固定在口罩主体部的外层片上，因此设置翻转装置的作用在于，使得添加鼻夹后的无纺布片材上下翻转，并保证后续的弹性耳片封合在口罩主体部的内层片上。如果省略该装置，则弹性耳片的封合部与鼻夹固定部位于口罩主体部的同侧，则不太符合一般佩戴者的使用习惯。

为保证鼻夹的平整性，避免鼻夹弯曲影响后道封合单元对口罩主体部进行封合，所述鼻夹添加单元包括沿口罩主体部带材输送方向设置的一组用于拉直鼻夹的调整轮，所述调整轮交替作用在鼻夹的上表面和下表面。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的口罩制造方法能够实现口罩的高速稳定生产，较传统口罩生产流程，生产速度可达800-1000片/分钟，日产能可达100万片以上，与之前的口罩生产方法相比生产速度提升10倍以上。

本实用新型将产品裁切步骤设置在最后一步，能够省去因使用调向装置所带来的制造成本高，结构复杂的问题，并能够减少在中间步骤对口罩主体部、弹性耳片分切带来的输送不稳定性，使整个口罩主体部带材在加工的过程中输送更加的平稳和精确，保证口罩的加工精度，提高产品的质量。

以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。

附图说明

图1为本实用新型生产的口罩从外侧面观察的俯视图。

图2为本实用新型生产的口罩从内侧面观察的俯视图。

图3为本实用新型生产的口罩主体部的剖视图。

图4为本实用新型生产系统的结构示意图。

图5为本实用新型中超声波焊接装置的结构示意图。

具体实施方式

实施例，一种口罩的制造方法，用于连续加工口罩，如图1、图2所示，该口罩具有纵向y和横向x，包括在佩戴时覆盖佩戴者鼻和口的口罩主体部 101、以及与口罩主体部101以超声波焊接或热熔的方式相结合的弹性耳片102。

其中，口罩主体部101包括相互叠合的外层片1011、内层片1012、以及设置在外层片1011与内层片1012之间的熔喷过滤层。该口罩主体部101沿横向延伸折制而形成多条褶皱1014，该褶皱1014能够在口罩主体部101中间区域沿纵向展开。外层片1011、内层片1012和过滤片的大小不要求一定相同，所述口罩主体部带材经封合后在口罩主体部的四周形成横向封合部1015和纵向封合部1016。同时，如图3所示由外层片1011、内层片1012和熔喷过滤层共同构成的叠合体经复合后向内表面侧方向包折并将鼻夹1013包覆其中并进行封合，即鼻夹1013包覆在横向封合部1015内。弹性耳片102由弹性伸缩无纺布构成。

为了能够高效产生上述口罩，本实用新型公开了一种口罩的制造方法，如图4所示，该制造方法先通过进料单元1完成口罩主体部带材的叠放，然后通过产品对折单元2完成对叠加后的口罩主体部带材进行折叠从而形成多条沿口罩主体部带材输送方向延伸的褶皱；再通过鼻夹添加单元3完成鼻夹的添加并使鼻夹保持平整；鼻夹添加完成后通过口罩主体部封合单元4完成对口罩主体部带材沿口罩主体部的横向和纵向对口罩主体部带材进行封合；然后通过弹性耳片添加单元5对弹性耳片带材沿弹性耳片的可伸缩方向进行输送，并对弹性耳片带材进行裁切使之形成所述弹性耳片特有的形状，并在耳片上设置易撕线，将裁切后的弹性耳片输送至口罩主体部带材上；再通过弹性耳片封合单元6完成弹性耳片与口罩主体部带材的封合，最后通过产品裁切单元7将封合有弹性耳片的口罩主体部带材分割成单个的口罩产品。

具体的，步骤S1口罩主体部带材叠加输送步骤，对应的进料单元1包括内层片材输送辊11，外层片材输送辊12及片材重合装置13，位于外层片 1011和内层片1012之间的过滤片可以是单层结构，也可以是多层叠加结构，过滤片可以先与外层片1011或内层片1012复合，再一起进入片材重合装置 13内，也可以单独直接进入片材重合装置13内。本实施例中过滤片有两层结构，其中一层为无纺布过滤层，另一层为熔喷过滤层，在片材重合时，所述外层片1011位于内层片1012的上方进行输送，其中无纺布过滤层先在外层片材输送辊11上与外层片1011复合后一起送入片材重合装置13内；熔喷过滤层直接进入片材重合装置13进行复合。

复合后的口罩主体部带材进入与步骤S2口罩主体部带材对折步骤相对应的产品对折单元2中的产品对折装置21，在产品对折装置21的作用下对叠加后的口罩主体部带材进行折叠，使口罩主体部带材形成多条沿口罩主体部带材输送方向延伸的褶皱。

步骤S2口罩主体部带材对折步骤完成后口罩主体部带材进入S3鼻夹添加步骤，S3鼻夹添加步骤对应的鼻夹添加单元3包括沿口罩主体部带材输送方向设置的一组用于拉直鼻夹的调整轮31，所述调整轮31交替作用在鼻夹的上表面和下表面。还设置有将内层片1012向上包折覆盖在鼻夹上的包折装置，所述鼻夹先通过鼻夹添加装置放置在口罩本体部片材的上方，然后通过包折装置将内层片1012的侧边向上包折覆盖住鼻夹，再通过调整轮31将鼻夹压直。

鼻夹添加完成后进入所述口罩主体部带材进入口罩主体部带材封合步骤 S4，口罩主体部带材封合步骤S4对应的口罩主体部封合单元4包括设置在鼻夹添加单元3之后的边封装置41及设置在边封装置41之后的端封装置42，所述边封装置41对口罩主体部带材沿口罩主体部的横向的口罩主体部带材两侧边进行封合从而在口罩主体部带材两侧形成一组连续的横向封合部1015，并实现对鼻夹进行固定；所述端封装置42对口罩主体部带材沿口罩主体部的纵向进行封合，从而在口罩主体部带材上间隔形成一组沿口罩主体部纵向延伸的纵向封合部1016，相邻两纵向封合部1016间构成一个口罩主体部1011。所述边封装置41和端封装置42也可以是一台装置。

封合后的口罩主体部带材被继续向前输送，输送过程中完成对弹性耳片的添加，即弹性耳片添加步骤S5，与弹性耳片添加步骤S5对应的弹性耳片裁切添加装置5包括导向辊51、切断辊52、配合辊53、输送辊54和皮带输送单元55，所述弹性耳片带材沿弹性耳片的可伸缩方向进入导向辊51，然后在切断辊52、配合辊53的配合下，经弹性耳片带材上形成规定的外缘轮廓形状，并形成有易撕线，接着经输送辊54向皮带输送单元55方向输送。皮带输送单元55一边接收从口罩主体部封合单元4方向输送的口罩主体部带材，一边接收从输送辊54方向输送的弹性耳片带材。

所述口罩主体部带材和弹性耳片一通输送至弹性耳片封合单元6，完成弹性耳片封合步骤S6。在弹性耳片封合单元6的封合装置61的作用下完成弹性耳片与口罩主体部带材的接合，使弹性耳片可伸缩方向的两端接合固定在口罩主体部带材相邻两纵向封合部之间的区域内。

封合后的口罩主体部带材进入产品裁切单元7，完成产品裁切步骤S7。所述产品裁切单元7包括裁切装置71，裁切装置71对弹性耳片接合后的口罩主体部带材沿口罩主体部的纵向并在口罩主体部带材的纵向封合部的中间位置进行裁切从而形成一个个相互独立的口罩产品。

在此，需要指出的是，所述边封装置41、端封装置42和封合装置61可以选用热封装置，但为了获得更好的热封效果，同时提高口罩封合处的柔软性，所述边封装置41、端封装置42和封合装置61优先超声波焊接装置。

所述超声波焊接装置如图5所示，该超声波焊接装置包括：超声波振动组件4101、花纹辊4102、微调机构4103和驱动机构4104。其中，微调机构4103 与超声波振动组件4101相连、且能对焊头401与花纹辊4102之间的间隙作出微量调节，超声波振动组件4101与微调机构4103共同构成移动组件。

驱动机构4104与移动组件相连，用于控制移动组件上的焊头401与花纹辊4102之间的大位移行程。在超声波振动组件4101上位于第二滑块432的两侧还固定有第一配合部402和第二配合部403。

下面对驱动机构4104、微调机构4103的结构进行进一步说明。

驱动机构4104具有基板441、与移动组件相连接且可沿基板直线运动的第一滑块442、气缸443、以及限位块444。上述气缸444行程为10-30mm，在焊接过程中气缸的输出压力为100-1500N。气缸444主轴作用在与第一滑块相连的支撑板431上。限位块444设置在基板441上位于移动组件靠近花纹辊的行程上，当第一滑块与限位块相抵时，焊头端面距离花纹辊表面的距离为0.06-0.15mm。微调机构4103具有：与第一滑块相连的支撑板431、与超声波振动组件相连且可沿支撑板直线运动的第二滑块432、设置在支撑板一侧的压电驱动器433、以及与压电驱动器相配合的压力传感器434。在支撑板的另一侧还设有弹簧435。上述压电驱动器433的行程范围为0.08-0.2mm，可输出的最大推力范围为4000-8000N。在支撑板431的两侧分别固定有第一安装块 436和第二安装块437，其中上述弹簧435设置在第一安装块436与第一配合部402之间，压力传感器434安装在第二配合部403上，压电驱动器433安装在第二安装块437上。在执行焊接操作时，弹簧435可将超声波振动组件，经压力传感器434抵压在压电驱动器433的端面上。

工作时，气缸推动移动组件到达预设位置并与限位块相抵接，此时焊头端面距离花纹辊表面的距离为0.06-0.15mm；然后超声波振动组件的焊头在压电驱动器作用下，以微位移形式靠近花纹辊。在焊头靠近花纹辊的过程中，压电传感器检测花纹辊对超声波振动组件的反作用焊接力，并与预设焊接力对比，根据对比结果，压电驱动器控制超声波振动组件的焊头靠近或远离花纹辊。上述压电驱动器具有亚微米级的位置调整精度、毫米级的响应时间，可以使焊接力的调整具有高精度及高响应性，气缸通过预设焊接力安全阈值，并可实现焊头的大位移运动。采用如上气缸组合压电驱动器的方案，可以实现焊头相对于花纹辊的大位移、微位移调整，从而达到超声波连续焊接生产的目的。

另外，如果要将弹性耳片封合在口罩主体部内层片上，则需要在步骤S4 之后设置片材翻转工序，通过片材翻转工序对封合后的口罩主体部带材进行翻转，使口罩主体部带材由外层片材位于各层片材上方向前输送转变为内层片材位于各层片材上方向前输送。所述材翻转工序对应的设置有翻转装置8，该翻转装置由多个辊体组成。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型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，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种平面口罩生产系统，用于连续加工平面口罩，该平面口罩具有佩戴时覆盖佩戴者鼻和口的口罩主体部、以及与口罩主体部相连接的弹性耳片；所述弹性耳片以两侧结合方式覆合在口罩主体部的某一面上，该弹性耳片的外沿具有预设的外缘轮廓曲线，在弹性耳片的中部还设有易撕线，该易撕线将弹性耳片分成左耳挂和右耳挂，易撕线构成为能够通过用手拉拽各耳挂来解除该易撕线的连接；其特征在于，所述平面口罩生产系统包括：

进料单元，按照设定的叠放顺序连续输送口罩主体部带材；

产品对折单元，完成对叠加后的口罩主体部带材进行折叠，使口罩主体部带材形成多条沿口罩主体部带材输送方向延伸的褶皱；

鼻夹添加单元，用于将鼻夹沿口罩主体部带材输送方向添加入口罩主体部带材上表面并使鼻夹保持平整；

口罩主体部封合单元，对口罩主体部带材沿输送方向上的至少两侧边进行封合；

弹性耳片切割单元，将连续的弹性耳片带材进行外形切，并在所述易撕线的对应位置进行虚线切，使得切割后的弹性耳片带材保持连续输送、并配置在经口罩主体部封合单元输出的口罩主体部带材上；

接合单元，对配置有弹性耳片带材的口罩主体部带材的规定位置进行封合，使得弹性耳片带材上的每一弹性耳片以两侧结合方式接合在口罩主体部上；

以及产品裁切单元，将接合后的连续带材进行裁切，从而形成相互独立的产品。

2.如权利要求1所述平面口罩生产系统，其特征在于：所述弹性耳片切割单元包括分体或一体的弹性耳片虚切装置和弹性耳片外形切刀装置，所述弹性耳片虚切装置用于对左耳挂、右耳挂相连位置处进行虚线切从而在弹性耳片上形成一条沿宽度方向延伸的易撕线，所述弹性耳片外形切刀装置完成对弹性耳片带材进行裁切得到弹性耳片所需形状轮廓。

3.如权利要求1所述平面口罩生产系统，其特征在于：所述弹性耳片带材具有相互正交的可伸缩方向和非伸缩方向，所述弹性耳片带材沿弹性耳片带材的可伸缩方向输送。

4.如权利要求1所述平面口罩生产系统，其特征在于：所述接合单元包括超声波振动组件和花纹辊以及微调机构和驱动机构，该微调机构与超声波振动组件相连、且能对焊头与花纹辊之间的间隙作出微量调节，超声波振动组件与微调机构共同构成移动组件，所述驱动机构与移动组件相连，用于控制移动组件上的焊头与花纹辊之间的行程，该行程路径与微调机构对所述间隙的微量调节路径同向或反向。

5.如权利要求4所述平面口罩生产系统，其特征在于：所述驱动机构具有基板、与移动组件相连接且可沿基板直线运动的第一滑块、以及驱动部；所述微调机构包括与第一滑块相连的支撑板、与超声波振动组件相连且可沿支撑板直线运动的第二滑块、设置在支撑板一侧的压电驱动器、以及与压电驱动器相配合的压力传感器；在支撑板的另一侧还设有弹簧，该弹簧可将超声波振动组件经压力传感器抵压在压电驱动器的端面上。

6.如权利要求4所述平面口罩生产系统，其特征在于：所述口罩主体部封合单元后还设置有将口罩主体部进行上下翻转的翻转装置。

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