CZ215093A3 - Cardboard filling system - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobů a zařízení pro plnění předformovaných kartonů kapalným obsahem a zvláště způsobů a zařízení pro řízení průtoku kapaliny k plnění kartonů a k čištění tohoto zařízení

Dosavadní stav techniky

Pro plnění kartonů- kartónových obalů kapalinami jako je mléko a štávy jsou užívány různé systémy. Typické je, že kartony jsou předformovány a utěsněny v oblasti dna. Kartony jsou umístěny na dopravníku, který postupuje periodicky v sérii stejných kroků. Kartony nejdříve postupují sterilizační stanicí, kde je vnitřek kartonů sterilizován. Potom kartony postupují do plnicí stanice, kde je kapalný obsah dopravován ze zásobní nádrže a plněn do kartonů. Kartony potom procházejí uzavírací stanicí, kde je vrchní část kartonů skládána dohromady a nakonec kartony procházejí utěsňovací stanicí, kde je termoplastem pokrytý karton tepelně zataven ve vrchní části.

Systémy pro plnění kapalinou u známých zařízení provádí dávkování a měření množství kapaliny do každého kartonu pomocí různých uspořádání ventilů. Potrubí a ventily musí být periodicky čištěny a sterilizovány. Typické je procházení sterilizační tekutiny plnicím systémem, kde tato přichází do kontaktu s ventily a těsněním, aby vypláchla zbytky mléka nebo štávy a zahubila všechny bakterie, které by se v systému mohly nacházet.

I když jsou známé plnicí systémy schopné plnit kartony, existuje potřeba zlepšit výkonnost plnicího systému a zlepšit uspořádání pro čištění plnicího systému.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit uspořádání ventilů, které umožní efektivní řízení operace plnění, a které je schopné snadného čištění sterilizačním roztokem.

Podle tohoto vynálezu je produkt, kterým může být mléko nebo štáva, přiváděn do měřicí komory řídicím ventilem, který je otevírán a uzavírán pomocí pneumatického válce. Přívodním ventilem proudí kapalina do měřicí komory, kde je množství kapaliny pro naplnění kartonu přechodně skladováno. Dávkovači ventil je uspořádán pod měřicí komorou. Dávkovači ventil se otevírá a uzavírá působením elektro-pneumatického ovladače. Komponenty plnicího systému jsou uspořádány tak, aby poskytly adekvátní sklon pro odvodnění při operaci čištění. Ventilové dříky přívodního ventilu a dávkovacího ventilu mají lineární kuličková ložiska, která nejsou překážkou pro kapalinu ve ventilových kanálech a kladou minimální odpor čisticí tekutině během čisticí operace.

Přehled obrázků na výkrese

Výhodné provedení vynálezu je znázorněno na připojených výkresech.

obr . l je nárysný, částečně schematický, pohled na plnicí zařízení podle vynálezu;

obr . 2 je řez ovladačem dávkovacího ventilu; obr . 3 je řez přívodním ventilem; obr . 4 je řez přívodním ventilem podél linie 4-4 z obr. 3 a obr . 5 je řez měřicím čerpadlem.

Příklady provedeni vynálezu

V konvenčním plnicím stroji jsou předformované a ve spodní části uzavřené kartony 2 umístěny na dopravníku 4, který se přerušovaně pohybuje vpravo, jak je znázorněno na obr. 1. Karton 2 má otevřený vrch, kterým se přivádí kapalina, aby naplnila karton. Následně je vrch kartonu 2 uzavřen a tepelně zataven.

Plnicí zařízení podle vynálezu sestává z nádrže 6_ produktu, která obsahuje kapalinu, která má být naplněna do kartonu 2. Nádrž 6. produktu má vhodný regulační systém pro udržování nastavené úrovně kapaliny v nádrži. Potrubí .§. spojuje nádrž 6. se sestavou 10 přívodního ventilu, která obsahuje řídicí ventil 12 a pneumatický válec 14.. Řídicí ventil 12 přivádí kapalinu do dávkovaciho čerpadla, které zahrnuje elektrický ovladač 18 a komorové těleso 20 čerpadla. Potrubní sekce 22 spojuje řídicí ventil 12 s komorovým tělesem

20. Komorové těleso 20 je také spojeno se sestavou 24 dávkovaciho ventilu, která zahrnuje dávkovači ventil 26 a elektro-pneumatický ovladač 28.. Ovladač 28 zahrnuje solenoid 30. který ovládá talířový ventil 32.. Vzduch je přiváděn na opačné strany plovoucího pístu 34 hadicemi 36 a 38 přívodu vzduchu. Vzduchový kanál 40 spojuje dolní stranu pístu 34 s talířovým ventilem 32.· Když je talířový ventil 32 otevřen, vzduch z dolní strany pístu 34 uniká kanálem 40 a ventilem 32, čímž se snižuje tlak na dolní straně pístu, takže tlak na horní straně pístu tlačí píst směrem dolů, jak je zřejmé z obr. 2. Ventilový dřík 42 je na svém horním konci připojen k pístu 34., takže pohyb pístu 34 směrem dolů zapříčiňuje, že se i dřík 42 pohybuje dolů. Vinutá pružina 44 tlačí píst 34 vzhůru jak je ukázáno na obr. 2, a to v případě, že nad pístem nepůsobí tlak vzduchu. Ventilový dřík 42 zasahuje do dávkovaciho ventilu 26 za účelem ovládání dávkovaciho ventilu na spodní straně ventilového dříku.

Řídicí ventil 12 je zobrazen na obr. 3 v příčném řezu. Ventil 12 má ventilový dřík 45., který se rozprostírá středovým vnitřním průměrem 46 tělesa ventilu 12.. Ventilový element 48 je uspořádán na dolním konci ventilového dříku 45 a ventilové sedlo 50 je vytvořeno ve vnitřním průměru 46 s cílem tvořit těsnění s ventilovým elementem 48. Ventilový dřík 45 slouží ke vzájemnému propojení ventilu 12 s pneumatickým válcem 14. Ventilový dřík je veden ve vnitřním průměru 46 párem kuličkových vedení tvořených třemi kuličkovými opěrami 52., kde každá z nich je uložena v podélné drážce 54., vytvořené ve ventilovém dříku 45.. Pro lepší zobrazení byla na obr. 3 vynechána vždy jedna kuličková opěra spolupracující s jednou z drážek 54 . Je nezbytné, aby obě vedení obsahovala nejméně tři kuličky, aby byl centrován ventilový dřík 45 . Drážky 54 jsou prodloužené, aby umožnily podélný pohyb ventilového dříku, zatímco kuličky 54 rotují relativně vzhledem k povrchu vnitřního průměru 46 během pohybu ventilového dříku 45 nahoru a dolů. Stejné uspořádání ložisek je užito i pro dávkovači ventil 26, jak je ukázáno na obr. 1. Ventilový element pro dávkování kapaliny do kartonů může být jakéhokoliv vhodného typu. Například mohou být užity ventilové elementy popsané v U.S. patentech č. 5025991, č. 4903740, nebo č. 4869397. Kapalný produkt je přiváděn do dávkovači ho ventilu 26. konektorem 56 z dávkovacího čerpadla 16.. Komorové těleso 20 má pístovou komoru 58 s otvorem 60. kterým je kapalný produkt dávkován z pístové komory 58 do středového vnitřního průměru dávkovacího ventilu 26. jak je ukázáno na obr. 2.

Sestava měřicího čerpadla je zobrazena v příčném řezu na obr. 5 a zahrnuje ovladač 18 a komorové těleso 20 Komorové těleso má středový vnitřní průměr, který tvoří válcovou měřicí komoru 58 . Spolupracující píst 62 je uložen v komoře 58 . Síla nutná k přestavování 62 je na píst 62 přenášena hřídelem 64.

Síla je přiváděna za účelem přesouvání hřídele 64 vpravo pro přivádění kapalného produktu do komory 58 a vlevo pro vytlačování ven z komory, a to za pomoci elektricky poháněného rotačního ozubeného převodu 66.. Převod 66 má spirálové drážky, které zabírají s vozíkem, který je zajištěn proti otáčení vedením 70., které je upevněno na koncové desce ovladače 18. Vozík 68 klouže podélně podél vedení 70 , a protože hřídel 64. je upevněn k vozíku 68. způsobuje podélný pohyb vozíku i odpovídající pohyb hřídele 64· Vozík je opatřen množstvím spirálových odvalovacích ploch, které předávají vozíku axiální síly v závislosti na rotaci převodu 66.. Zdrojem rotace převodu je motorové vinutí 72 reversibilního motoru. Pro nastavení rychlosti rotace převodu 66 motorem a pro řízení směru rotace převodu 66 slouží vhodné regulátory. Senzor 74 je umístěn jako přilehlý k hřídeli 64, aby poskytoval signál odpovídající poloze pístu 62 v komoře 58 . Prostředky pro snímání polohy mohou zahrnovat například drážky nebo výstupky vytvořené na hřídeli 64., které mohou být snímány senzorem 74, nebo mohou být použity jiné vhodné značkovací prostředky. Senzor 74 spolupracuje s řídicími prostředky pro nastavení poloh pístu 62. aby odpovídalo různým velikostem kartonů, které mají být plněny.

Jak ukazuje obr. 1 jsou elektro-pneumatický polohový mechanismus 28 a pneumatický válec 14 napojeny na řídicí systém 76, který řídí časování otevírání přívodního ventilu 12. a dávkovacího ventilu 26.. Řídicí systém také řídí činnost ovladače 18 čerpadla pro přivádění kapalného produktu do komory 58 a vytlačování produktu z komory 58 do dávkovacího ventilu 26 . Řídicí systém 76 obsahuje časovači systém pro řízení doby a sekvence činnosti ovladačů 14., 28 a 18. tak, aby odpovídala velikosti kartonů 2 a rychlosti postupu dopravníku 4.

Při činnosti je nádrž (5. naplněna kapalným produktem pro plnění kartonů. Řídicí systém 76 dá signál ovladači 14, aby přestavil ventilový dřík 45 dolů a otevřel tak ventil a současně ovladač 18 přestaví hřídel 64 vpravo podle obr. 5, čímž se komora 58 naplní kapalným produktem. Během této periody je dávkovači ventil 26 uzavřen. Když je píst 62 dostatečné přestaven tak, aby komora 58 byla naplněna předem stanoveným množstvím kapalného produktu, je přívodní ventil 12 uzavřen ovladačem 14 a dávkovači ventil 26 je otevřen ve stejné době, kdy ovladač 18 přestavuje píst 62 vlevo podle obr. 5 a kapalný produkt protéká dávkovacím ventilem do kartonu. Rychlost průtoku dávkovacím ventilem je řízena rychlostí přemísťování pístu 62., která je řízena rychlostí rotace převodu 66 v závislosti na vybuzení motorového vinutí 7 2 Tímto způsobem může být elektricky nastavena činnost plnicího systému tak, aby bylo dosaženo optimálních plnicích podmínek systému. Během čištění systému je do nádrže 6. naplněn čisticí roztok a systém je provozován stejný způsobem, jako při operaci plnéní. Užití vedení s kuličkovými opěrami pro ventily 12 a 26 umožňuje účinné čištění ventilových vedení, protože ložiskové komponenty jsou plně vystaveny působení čisticího roztoku.

I když byl vynález znázorněn a popsán podle přednostního provedení je třeba uznat, že jej lze provést v různých variacích a se změnami, aniž by to vedlo k odchýlení od vynálezu, tak jak je definován v nárocích.

SO -93

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1 .

   Zařízení pro dávkování kapalných produktů do jednotlivých kontejnerů v odměřeném množství ze zdroje kapalného produktu, zahrnující dávkovači ventil pro řízení průtoku kapalného produktu do kontejnerů, vyznačující se tím, že obsahuje uspořádání pro průtokové provádění čištění kapalinových kanálů, zahrnující dávkovači ventil mající ventilové sedlo a ventilový element spolupracující s ventilovým sedlem a mající ventilový dřík uložený ve ventilovém tělese, k přestavování ventilového elementu směrem do a ze záběru s ventilovým sedlem při axiálním pohybu ventilového dříku, a zahrnující ložiskové uspořádání pro uložení ventilového dříku, ve kterém je množství kuliček v záběru s ventilovým dříkem, aby axiálně vyrovnaly ventilový dřík a umožnily vratný pohyb ventilového dříku s dostatečným prostorem mezi kuličkami, který dovoluje kapalnému produktu a čisticím roztoků proudit kolem ventilového dříku.
2. 2 .

   Zařízení podle nároku l, vyznačující se tím, že kuličky mají průměr větší než vzdálenost mezi ventilovým dříkem a stěnou ventilového tělesa a má množství vybrání ve ventilovém dříku pro uložení kuliček.
3. 3 .

   Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že má první sadu kuliček a druhou sadu kuliček, každá sada kuliček obsahuje nejméně tři kuličky a první a druhá sada jsou uspořádány podélné na ventilovém dříku.
4. 4 .

   Zařízení podle nároků 2 nebo 3 vyznačující se tím, že ventilové těleso má vnitřní válcovou stěnu a kuličky se odvalují po povrchu vnitřní stěny.
5. 5.

   Zařízení podle nároku l, vyznačující se tím, že má méřicí komoru pro dávkování předem nastaveného množství kapalného produktu dávkovacím ventilem do kontejnerů.
6. 6 .

   Zařízení podle nároku 5 vyznačující se tím, že zahrnuje přívodní ventil pro řízení průtoku kapalného produktu od zdroje kapalného produktu do měřicí komory, přívodní ventil má ventilové sedlo a ventilový element spolupracující s ventilovým sedlem a má ventilový dřík uložený ve ventilovém tělese k přemistování ventilového elementu směrem do a ze záběru s ventilovým sedlem při axiálním pohybu ventilového dříku a zahrnující ložiskové uspořádání pro uložení ventilového dříku, ve kterém je množství kuliček v záběru s ventilovým dříkem, aby axiálně vyrovnaly ventilový dřík a umožnily vratný pohyb ventilového dříku s dostatečným prostorem mezi kuličkami umožňujícím průtok tekutého produktu a čisticích roztoků kolem ventilového dříku přívodního ventilu.
7. 7 .

   Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že ventilový dřík má množství vybrání pro přidržování kuliček.
8. 8.

   Zařízení podle nároku 5 vyznačující se tím, že má přívodní ventil pro řízení průtoku kapalného produktu ze zdroje kapalného produktu do měřicí komory a měřicí komora obsahuje pohyblivý píst pro nastavení objemu měřicí komory tak, aby odpovídal velikosti kontejneru, který má být naplněn.
9. 9 .

   Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že má řídicí systém pro řízení funkce dávkovacího ventilu, měřicí komory a přívodního ventilu.