CZ14107U1 - Balicí stroj pro vakuové balení - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká balicího stroje pro vakuové balení do obalů, zejména sáčků, které jsou plněny různými materiály a následně vakuovány na hluboké vakuum. Balicí stroj je opatřený dvěma okružními dopravníky umístěnými v rovnoběžných rovinách nad sebou a v odstupu od sebe, kde spodní dopravník je delší a nese prostředky pro vložení obalů otevřené směrem nahoru a umístěné v pravidelných rozestupech od sebe, zatímco homí dopravník je kratší a oba dopravníky mají na části svých drah úseky s navzájem shodným geometrickým tvarem a se shodnými pohybovými podmínkami, přičemž homí dopravník nese jednotlivá odvzdušňovací zařízení umístěná v pravidelných rozestupech od sebe, které jsou stejné jako rozestupy prostředků pro vložení obalů, a otočný rozvaděč odvzdušňovací soustavy a stroj je rovněž opatřen svařovacím zařízením obalů.

Dosavadní stav techniky

Současné balicí stroje pro vakuové balení pracují na dvou základních principech.

První princip spočívá v sevření homí části sáčku speciálními vysávacími čelistmi, které utěsní prostor okolo horního otevřeného konce sáčku. Následně je prostor uvnitř těchto čelistí a tím i vnitřní prostor sáčku vakuován. Po dosažení požadovaného vakua je sáček uzavřen svařovacími čelistmi a to v prostoru pod vysávacími čelistmi. Proces vakuování probíhá i v době svařování sáčku. Tímto způsobem je možné dosáhnout v relativně příznivém a krátkém čase určitého, ne však hlubšího vakua uvnitř sáčku. Se zvyšujícím se požadavkem na hloubku vakua se však neúměrně prodlužuje doba nutná kjeho dosažení, což tento způsob vakuování odsuzuje k praktické nepoužitelnosti.

Druhý způsob vakuování sáčků probíhá v dělených vakuových komorách, do kterých jsou jednotlivě nebo skupinově uzavírány naplněné sáčky. Po sevření vakuových komor dochází k va25 kuování celého vzniklého uzavřeného vnitřního prostoru komor a tím i vnitřního prostoru sáčků na požadovanou hodnotu vakua. Tyto komory jsou uvnitř vybaveny svařovacími čelistmi, které po dosažení nastaveného vakua sevřou homí část sáčku a provedou jeho uzavření svařením. Potom dojde k otevření vakuovacích komor a k vysunutí vakuovaných sáčků mimo prostor komor. Tímto způsobem je možné dosáhnout dobrého vakua při vyšším výkonu balicího stroje, balicí stroj je však příliš složitý a cenově náročný. Proto se nehodí pro vakuování větších sáčků.

Z CZ patentu 279 055 je znám balicí stroj pro vakuování sáčků nebo pro balení v ochranné atmosféře. Základem stroje je nekonečná dopravníková dráha se soustavou nahoru otevřených uzavíratelných komor, do kterých jsou vkládány jednotlivé sáčky. Komory se během pracovního procesu pohybují krokově nebo kontinuálně a jsou v určité části dráhy shora uzavírány soustavou utěsňovacích vík, ve kterých jsou umístěny svařovací čelisti sloužící ke svaření vakuovaných sáčků. V době, kdy jsou komory uzavřeny víky, probíhá vysávání vzduchu z prostoru uvnitř komor a tedy i sáčků přes hadice, které spojují komory s otočným rozdělovačem vakua. Po dosažení požadované hodnoty vakua dojde za pomoci svařovacích čelistí umístěných ve víkách komor ke svaření horních částí sáčků a tím k jejich hermetickému uzavření. Pomocí jiného zdroje je možné do vysátého prostoru vnitřního prostoru sáčků zavést i inertní plyn.

Ze spisu EP 761 544 je známo zařízení k vytváření vakua v sáčcích, které obsahuje pohyblivou první vysávači trubici se spodním koncem vsouvajícím se shora do otevřeného vršku sáčku, pár tvarových upínacích tyčí k uzavření sáčku těsně okolo uvedené vysávači trubice během vysávání vzduchu ze sáčku a prostředky pro svaření sáčku umístěné pod upínacími tyčemi a pod spodním koncem vsunuté první vysávači trubice, jehož podstata je v tom, že má druhou vysávači trubici umístěnou axiálně uvnitř první vysávači trubice a pohyblivou mezi vysunutou polohou vyčnívající směrem dolů z první trubice a stáhnutou polohou uvnitř první trubice, přičemž obě trubice mají vysoce plochý tvar se širší přední a zadní stěnou a upínací tyče jsou rovnoběžné k širším

-1 CZ 14107 Ul stěnám první vysávači trubice. Druhá vysávači trubice má drážky na užších bočních stěnách táhnoucí se po celé šíři těchto bočních stěn a částečně do uvedené přední a zadní strany. Při pracovním cyklu zařízení dojde nejdříve za pomoci savek k otevření horní části sáčku, do které je zasunuta vnější první vysávači trubice, která zůstane stát v prostoru upínacích tvarových tyčí.

Poté dojde k uvolnění otevíracích savek a horní část sáčkuje sevřena pomocí upínacích tvarovacích tyčí. Tím dojde k utěsnění sáčku a do jeho vnitřního prostoru je vysunuta druhá vnitřní vysávači trubice. Poté dojde k vysávání prostoru uvnitř sáčku na předem určenou hodnotu vakua. Po dosažení této hodnoty dojde k opětnému zasunutí vnitřní trubice do její horní polohy. Tím je uvolněn prostor pro svařovací čelisti, které se sevřou a zavaří horní část sáčku pod tvarovacími tyčemi. Po skončení svařování dojde k otevření tvarovacích tyčí a vnější vysávači trubice se vysune z horní části sáčku směrem nahoru. Tímto způsobem je těžké dosáhnout vysokého stupně vakua vzhledem ke komplikovanému těsnění pohyblivých mechanismů vnější a vnitřní vysávači trubice a dlouhé době nutné k dosažení vysokého stupně vakua, způsobené sevřením horní nenaplněné části sáčku okolo vysávačích trubic působením okolního atmosférického tlaku. Pro va15 kuování velkých sáčků je tento princip nepoužitelný.

Úkolem technického řešení je vyřešit konstrukci balicího stroje tak, aby bylo dosaženo vysokého stupně vakua uvnitř sáčků a přitom byla zachována jeho jednoduchost nutná pro rychlou přestavbu stroje při změně velikosti balených sáčků a rovněž hodinový výkon stroje byl dostatečný.

Podstata technického řešení

Balicí stroj pro vakuové balení, podle technického řešení, je opatřen dvěma okružními dopravníky umístěnými v rovnoběžných rovinách nad sebou a v odstupu od sebe, kde spodní dopravník je delší a nese prostředky pro vložení obalů otevřené směrem nahoru a umístěné v pravidelných rozestupech od sebe, zatímco horní dopravník je kratší a oba dopravníky mají na části svých drah úseky s navzájem shodným geometrickým tvarem a se shodnými pohybovými podmínkami, přičemž horní dopravník nese jednotlivá odvzdušňovací zařízení umístěná v pravidelných rozestupech od sebe, které jsou stejné jako rozestupy prostředků pro vložení obalů, a otočný rozvaděč odvzdušňovací soustavy a stroj je rovněž opatřen svařovacím zařízením obalů, a jeho podstata spočívá v tom, že prostředky pro vložení obalů jsou tvořeny výměnnými tvarovacími kapsami, odvzdušňovací zařízení zahrnuje vakuovací hlavy propojené s otočným rozvaděčem od30 vzdušňovací soustavy tvořeným výměnnou rotační rozdělovači hlavou a svařovací zařízení je tvořeno svařovací stanicí umístěnou v konečné fázi dráhy společného geometrického pohybu obou dopravníků.

Tvarovací kapsa je čtvercového nebo obdélníkového průřezu aje ve spodní části opatřena spodním víkem, odklopitelným prostřednictvím výklopného a uzavíracího mechanismu s rolnou a pružinou, přičemž tvarovací forma je na své straně, přivrácené ke spodnímu dopravníku, opatřena dvěma svislými vedeními, zasouvatelně upravenými v nosiči vozíku, upevněném na spodním dopravníku.

Vakuovací hlava je připevněna na vozíku horního dopravníku a obsahuje pár uzavíracích čelistí pro sevření otevřené horní části obalu a s těsnicími plochami na jejich vnitřních stranách, pro40 pojených s mechanismem pro uzavírání a uvolňování čelistí, přičemž mezi čelistmi je upravena svisle pohyblivá výsuvná vysávači trubice s hladkým vnějším povrchem, napojená na mechanismus pro ovládání pohybu vysávači trubice.

Rotační rozdělovači hlava obsahuje připojení na více zdrojů vakua a dále připojení jednotlivých vysávačích trubic k jejich propojení přes rozdělovači komory s různými zdroji vakua.

Rotační rozdělovači hlava může mít v jiném výhodném provedení připojení na zdroj vakua a připojení na zdroj ochranné plynné atmosféry.

Konstrukce balicího stroje a jeho jednotlivých částí podle technického řešení je jednoduchá pokud jde o rychlou přestavbu stroje a tím je dosaženo velké variability balicího stroje. Dosažitelná hodnota vakua je přitom vysoká, je možno dosáhnout 90% vakuum, jednoduše a rychle. Stroj je

-2CZ 14107 Ul vytvořen jako přestavitelný výměnný systém podle velikosti sáčků a pro práci jen s vakuem či i ochrannou atmosférou. Je možno použít více zdrojů vakua. Například, vývěvu prvního typu na nižší hodnotu vakua a vývěvu druhého typu na dosažení konečné hodnoty hlubokého vakua.

Přehled obrázků na výkresech x

Příkladné provedení balicího stroje podle technického řešení je znázorněno na výkresech, kde obr. 1 je axonometrický pohled na hlavní části balicího stroje podle technického řešení, obr. 2 představuje tvarovací kapsu, obr. 3 znázorňuje pohled na vakuovací hlavu a obr. 4 na rotační rozdělovači hlavu.

Příklady provedení

Balicí stroj podle technického řešení se skládá ze dvou hlavních částí. První část balicího stroje drží a vede kapsu s příslušným obalem zejména sáčkem a druhá část stroje zahrnuje jednotlivá odvzdušňovací zařízení a otočný rozvaděč odvzdušňovací soustavy. Sáčky se vytvářejí v (na obrázcích neznázoměném) vertikálním balicím zařízení, odkud sáčky se skládaným dnem přecházejí jednotlivě do tvarovacích kapes v první části balicího stroje. Poté nastává obvyklý proces dávkování s odměřováním balené dávky do sáčků. Pokračuje se vakuováním ve druhé části balicího stroje, prostřednictvím vysávači trubice, která se vsune dovnitř sáčku do prostoru produktu v sáčku. Sáček je následně sevřen ve své horní otevřené části pohyblivými uzavíracími čelistmi opatřenými těsnicími plochami tak, že dojde k hermetickému uzavření sáčku a může dojít k vakuovacímu procesu. Po vakuování následuje uzavřeni sáčku zavařením, odstřižení přebytečné fólie a uzavření sáčku přitlačením chlopně s tavným lepidlem k horní ploše sáčku. Navýstupu ze stroje je dokončený sáček přesunut na odsunový dopravník, který zajišťuje odsun vakuovaných sáčků.

Základem balicího stroje jsou dvě různě dlouhé okružní dopravníkové dráhy, umístěné v rovnoběžných rovinách v takové vzdálenosti nad sebou a v odstupu od sebe, která odpovídá rozsahu velikostí balených sáčků. Tyto dopravníkové dráhy tvoří spodní dopravník 1 a horní dopravník 2. Spodní dopravník 1 je delší a nese prostředky pro vložení sáčků, otevřené směrem nahoru a umístěné v pravidelných rozestupech od sebe, zatímco horní dopravník 2 je kratší a nese jednotlivá odvzdušňovací zařízení, umístěná v pravidelných rozestupech od sebe, které jsou stejné jako rozestupy prostředků pro vložení obalů na spodním dopravníku 1, a otočný rozvaděč odvzduš30 ňovací soustavy. Oba dopravníky i, 2 mají na části svých drah úseky s navzájem shodným geometrickým tvarem a se shodnými pohybovými podmínkami. Obě dopravníkové dráhy mají na sobě závislý pohon a společně, v rozsahu společného geometrického pohybu obou dopravníkových drah, krokují. Dopravníkové dráhy dále nesou speciální vozíky, na kterých jsou připevněny dále specifikované díly balicího stroje.

Na spodním dopravníku i jsou upevněny vozíky 13 nosičů pro výměnné tvarovací kapsy 3. Do tvarovacích kapes 3 se ukládají jednotlivé sáčky. Tvarovací kapsy 3 jsou výměnné ajejich velikost je závislá na velikosti vakuovaného sáčku. Každá tvarovací kapsa 3 má čtvercový nebo obdélníkový průřez a je ve své spodní části opatřena spodním odklopným víkem 9, po jehož otevření může vakuovaný sáček na příslušném místě dráhy spodního dopravníku 1 vyjet z tvaro40 vací kapsy 3 ve směru šipky A dolů na (neznázoměný) odsunový dopravník k dalšímu zpracování. Tvarovací kapsa 3 je na své straně, přivrácené k spodnímu dopravníku I, opatřena dvěma svislými vedeními 8, která se zasouvají do protičlenů na nosiči vozíku 13, upevněného na spodním dopravníku I. Víko 9 je ovládáno uzavíracím mechanismem 10, obsahujícím v daném příkladu provedení rolnu JT s pružinou 12.

Horní dopravník 2 je opatřen vozíky 4, z nichž každý nese vakuovací hlavu 6, napojenou na příslušnou odvzdušňovací soustavu. Vakuovací hlava 6 obsahuje vysávači trubici 16 s hladkým vnějším povrchem, která je vertikálně pohyblivá prostřednictvím mechanismu 17 zasouvání vysávači trubice 16, v daném příkladném provedení ve formě válce, za účelem svého vsunutí

-3 CZ 14107 Ul dovnitř sáčku do prostoru produktu v sáčku a opětného vysunutí ven. Vakuovací hlava 6 je dále opatřena párem uzavíracích čelistí 14 upravených po jejích širších čelních stranách a opatřených vnitřními těsnicími plochami pro sevření horní otevřené části sáčku tak, že dojde k hermetickému uzavření sáčku a (při vysávači trubici 16 vysunuté dovnitř sáčku do prostoru produktu v něm v počáteční fázi společného geometrického pohybu obou dopravníkových drah) může být zahájen vakuovací proces. Uzavírací čelisti 14 jsou ovládány, jejich sevření a opětné uvolnění, mechanismem 15 uzavírání čelistí 14, v daném příkladném provedení ve formě válce. Vysávači trubice 16 je napojena na rotační rozdělovači hlavu 7 odvzdušňovací soustavy upravenou v prostoru uvnitř horního dopravníku 2, která prostřednictvím připojení 20 propojuje vysávači trubici ío 16 s různými zdroji vakua. Pohyb rotační rozdělovači hlavy 7 je sesouhlasen se společným pohybem obou dopravníkových drah tak, aby mezi počáteční a konečnou fází společného pohybu obou dopravníkových drah bylo dosaženo požadovaného stupně vakua.

Rotační rozdělovači hlava 7 obsahuje ve znázorněném příkladu provedení dva různé zdroje vakua, napojené na připojení 18 a 19, například primární vývěvu jako první zdroj nižšího vakua na připojení 18 a sekundární vývěvu jako druhý zdroj hlubokého vakua na připojení £9. Dále je rozdělovači hlava 7 opatřena jednotlivými připojeními 20 uvedených zdrojů vakua přes rozdělovači komory hlavy 7 k jednotlivým vysávacím trubicím £6. Rozdělovači hlava 7 může mít rozdělovači komory uspořádány tak, aby mohly být využity různé zdroje vakua jak bylo příkladně uvedeno. Může ale být použita i jiná rozdělovači hlava 7, s komorami uspořádanými tak, aby mohlo být využito více zdrojů vakua a zdroj určitého plynu a bylo tak možno nejdříve vysát ze sáčku vzduch a v konečné fázi pracovního procesu ho naplnit určitým předem daným množstvím jiného plynu. Odvzdušňování vnitřního prostoru sáčků se provádí obvyklým způsobem, pomocí neznázoměných prostředků, potrubími spojujícími jednotlivé vakuovací hlavy 6 s rozdělovači hlavou 7, odsávacími potrubími a vývěvami.

V konečné fázi dráhy společného geometrického pohybu obou dopravníkových drah je umístěna svařovací stanice 5, která provede po vysunutí vysávači trubice £6 z prostoru materiálu ve vakuovaném sáčku svaření sáčku pod touto trubicí £6. Horní přebytečná část sáčkuje pak odstřižena. Tato odstřižená část zůstává sevřena uzavíracími čelistmi 14 vakuovací hlavy 6 a je po jejich otevření, již v prostoru mimo společnou pohybovou dráhu tvarovacích kapes 3 a vakuovacích hlav 6, odhozena do odpadního kanálu.

Průmyslová využitelnost

Řešení najde uplatnění v oblasti balicí techniky pro vakuové balení do obalů, zejména sáčků a pytlů a to od 0,5 kg výše.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   35 1. Balicí stroj pro vakuové balení, opatřený dvěma okružními dopravníky umístěnými v rovnoběžných rovinách nad sebou a v odstupu od sebe, kde spodní dopravník (1) je delší a nese prostředky pro vložení obalů otevřené směrem nahoru a umístěné v pravidelných rozestupech od sebe, zatímco horní dopravník (2) je kratší a oba dopravníky (1, 2) mají na části svých drah úseky s navzájem shodným geometrickým tvarem a se shodnými pohybovými podmínkami,

   40 přičemž horní dopravník (2) nese jednotlivá odvzdušňovací zařízení umístěná v pravidelných rozestupech od sebe, které jsou stejné jako rozestupy prostředků pro vložení obalů, a otočný rozvaděč odvzdušňovací soustavy a stroj je rovněž opatřen svařovacím zařízením obalů, vyznačující se tím, že prostředky pro vložení obalů jsou tvořeny výměnnými tvarovacími kapsami (3), odvzdušňovací zařízení zahrnuje vakuovací hlavy (6) propojené s otočným roz45 vaděčem odvzdušňovací soustavy tvořeným výměnnou rotační rozdělovači hlavou (7) a svařo-4CZ 14107 Ul vací zařízení je tvořeno svařovací stanicí (5) umístěnou v konečné fázi dráhy společného geometrického pohybu obou dopravníků (1,2).
2. 2. Balicí stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že tvarovací kapsa (3) je čtvercového nebo obdélníkového průřezu a je ve spodní části opatřena spodním víkem (9), odklopi5 telným prostřednictvím výklopného a uzavíracího mechanismu (10), přičemž tvarovací kapsa (3) je na své straně, přivrácené ke spodnímu dopravníku (1), opatřena dvěma svislými vedeními (8), zasouvatelně upravenými v nosiči vozíku (13), upevněného na spodním dopravníku (1).
3. 3. Balicí stroj podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vakuovací hlava (6) je připevněna na vozíku (4) horního dopravníku (2) a obsahuje pár uzavíralo cích čelistí (14) pro sevření otevřené horní části obalu a s těsnicími plochami na jejich vnitřních stranách, propojených s mechanismem (15) pro uzavírání a uvolňování čelistí (14), přičemž mezi čelistmi (14) je upravena svisle pohyblivá výsuvná vysávači trubice (16) s hladkým vnějším povrchem, napojená na mechanismus (17) pro ovládání pohybu vysávači trubice (16).
4. 4. Balicí stroj podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že 15 rotační rozdělovači hlava (7) obsahuje připojení (18, 19) na více zdrojů vakua a dále připojení (20) jednotlivých vysávačích trubic (16) k jejich propojení s různými zdroji vakua.
5. 5. Balicí stroj podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že rotační rozdělovači hlava (7) má připojení (18, 19) na zdroj vakua a připojení na zdroj ochranné plynné atmosféry. *