Зварювальний затискач і пакувальна установка для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом
Номер патенту: 100148
Опубліковано: 26.11.2012
Автори: Джордано Франческо, Ді Додо Ернесто, Манчін Серджо
Формула / Реферат
1. Зварювальний затискач (1) для виготовлення герметичних упаковок з розливним харчовим продуктом з труби (3) пакувального матеріалу, і який має:
упор (9), який має основну частину (20) і дві торцеві частини (23), розташовані на протилежних кінцях основної частини (20);
несуче тіло (11), яке утримує упор (9);
першу робочу поверхню (27), яка розташована на упорі (9) і яка виконана з можливістю взаємодії під час роботи з другою робочою поверхнею (29) на контрзатискачі (2) для затискання і виконання операції зварювання на пакувальному матеріалі, при цьому контрзатискач (2) має нагрівальні засоби (8), які виконані з можливістю взаємодії під час роботи з упором (9) для формування зварного шва (6), і
з'єднувальні засоби (30) для з'єднання першої поверхні (27) з несучим тілом (11),
при цьому з'єднувальні засоби (30) мають криволінійну третю і криволінійну четверту поверхні (31, 32) твердого матеріалу і виконані з можливістю взаємодії для надання можливості першій поверхні (27) коливатися відносно несучого тіла (11) при затисканні пакувального матеріалу перед виконанням операції зварювання, який відрізняється тим, що третя і четверта поверхні (31, 32) є принаймні частково сферичними;
третя і четверта поверхні (31, 32) сформовані відповідно поворотним елементом (33) і гніздом (34), у якому зачеплений поворотний елемент (33);
при цьому з'єднувальні засоби (30) мають два поворотних елементи (33) і два гнізда (34), у яких зачеплені відповідні поворотні елементи (33) і які утворені відповідними торцевими частинами (23) упора (9);
при цьому поворотні елементи (33) і відповідні гнізда (34) формують два шарніри, які дозволяють першій поверхні (27) коливатися відносно несучого тіла (11) у двох перпендикулярних напрямках, які визначають одну площину, при затисканні пакувального матеріалу перед виконанням операції зварювання.
2. Затискач за п. 1, який відрізняється тим, що з'єднувальні засоби (30) містять пару штифтів (36), прикріплених до несучого тіла (11) і до відповідних гвинтів (38).
3. Затискач за п. 2, який відрізняється тим, що має пружні засоби (35), розміщені між кожним штифтом (36) і упором (9), і які виконані з можливістю дії на упор (9) для переміщення його в сторону від несучого тіла (11).
4. Затискач за п. 3, який відрізняється тим, що кожен штифт (36) має перший і другий кінець, протилежні один до іншого і прикріплені, відповідно, до несучого тіла (11) і поміщені у торцевій частині (23) упора (9), при цьому пружні засоби (35) включають пару пружин (35), кожна з яких має перший кінець, прикріплений до відповідного штифта (36), і другий кінець, протилежний до першого кінця і прикріплений до відповідної торцевої частини (23), при цьому перший і другий кінець пружини (35) розміщений між першим і другим кінцем штифта (36).
5. Затискач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має регулювальні засоби (62) для регулювання положення поворотного елемента (33) всередині відповідного гнізда (34).
6. Затискач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні одна із поверхонь, вибрана серед третьої і четвертої поверхні (31, 32), є поверхнею матеріалу, вибраного з групи, яка включає метал, полімерний матеріал або кераміку.
7. Затискач за п. 6, який відрізняється тим, що принаймні одна поверхня, вибрана серед третьої і четвертої поверхні (31, 32), покрита матеріалом, який зменшує тертя.
8. Пакувальна установка для виготовлення герметичних упаковок з розливним харчовим продуктом з труби (3) пакувального матеріалу, яка подається вздовж вертикальної траєкторії (А), безперервно заповнюється харчовим продуктом і затискається через однакові проміжки, яка відрізняється тим, що має затискач (1) за будь-яким із попередніх пунктів, і контрзатискач (2), які виконані з можливістю взаємодії для зварювання пакувального матеріалу труби (3) вздовж поперечних перерізів.
Текст
Реферат: Зварювальний затискач (1) для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом з труби (3) пакувального матеріалу має несуче тіло (11), першу робочу поверхню (27), яка взаємодіє під час роботи з другою робочою поверхнею (29) на контрзатискачі (2) для затискання матеріалу, який зварюється, і здійснює зварювання; один (1) із затискачів (1, 2) має упор (9), а інший (2) із затискачів (1, 2) має нагрівальні засоби (8). Затискач (1) має з'єднувальні засоби (30) для з'єднання першої поверхні (27) з несучим тілом (11); з'єднувальні засоби (30) мають криволінійну третю і криволінійну четверту поверхні (31, 32) твердого матеріалу і взаємодіють для надання можливості першій поверхні (27) коливатися відносно несучого тіла (11) при затисканні пакувального матеріалу перед зварюванням. UA 100148 C2 (12) UA 100148 C2 UA 100148 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Представлений винахід належить до зварювального затискача для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом. Як відомо, багато харчових продуктів, таких як фруктовий сік, пастеризоване або UHT (оброблене при ультрависокій температурі) молоко, вино, томатний соус і так далі, продаються в упаковках, виготовлених з стерилізованого пакувального матеріалу. Типовим прикладом цього типу упаковки є упаковка у формі паралелепіпеду для рідких або розливних харчових продуктів, відома як Tetra Brik Aseptic (зареєстрована торгівельна марка), яка виготовляється складанням і зварюванням ламінованого смугового пакувального матеріалу. Пакувальний матеріал має багатошарову структуру, яка по суті має основний шар для цупкості і міцності, який може бути шаром волокнистого матеріалу, наприклад паперу, або заповненого мінералом поліпропіленового матеріалу, і ряд шарів термозварюваного пластичного матеріалу, наприклад поліетиленової плівки, яка покриває з обох сторін основний шар. У випадку асептичних упаковок для продуктів з довгим терміном зберігання, таких як пастеризоване молоко, пакувальний матеріал також має шар газо- та світлонепроникного матеріалу, наприклад алюмінієвої фольги або плівку етилвінілового спирту (EVOH), яка накладається на шар термозварюваного пластичного матеріалу і, у свою чергу, покривається іншим шаром термозварюваного пластичного матеріалу, який формує внутрішню поверхню упаковки, яка, врешті решт, контактує з харчовим продуктом. Як відомо, упаковки цього типу виготовляються на повністю автоматичних пакувальних установках, на яких з рулонного пакувального матеріалу формують довгу трубу. Більш точно, полотно пакувального матеріалу розмотують з барабану і подають крізь асептичну камеру на пакувальній установці, де він стерилізується, наприклад нанесенням стерилізуючого агенту, такого як пероксид водню, який потім випарюється нагріванням, і/або пакувальний матеріал опромінюють випромінюванням з відповідною довжиною хвилі і інтенсивністю, і стерилізоване полотно зберігають в закритому стерильному навколишньому середовищі, і складають з формуванням циліндру та зварюють в поздовжньому напрямі для формування відомим способом довгої труби. Трубу пакувального матеріалу, яка по суті формує подовження асептичної камери, подають у вертикальному напрямі, заповнюють стерилізованим або стерильно обробленим харчовим продуктом і подають крізь зварювальний пристрій для формування окремих упаковок. Більш точно, у зварювальному пристрої, трубу зварюють в ряді розташованих через однакові проміжки поперечних перерізах для формування подушкоподібних упаковок, з'єднаних між собою поперечними зварними швами, тобто які проходять перпендикулярно до напряму руху труби; і подушкоподібні упаковки відокремлюють одна від іншої розрізанням відповідних поперечних зварних швів, і подають до складального блоку, де вони механічно складаються з формуванням відповідних кінцевих упаковок у формі паралелепіпеда. Відомі пакувальні установки, як це описано, наприклад в європейському патенті ЕР-В0887265, які мають два ланцюгові конвеєри, які формують відповідні нескінченні траєкторії і оснащені відповідними рядами зварювальних затискачів. Дві траєкторії мають відповідні гілки, які по суті повернуті одна до іншої і паралельні між собою, і між якими подають трубу пакувального матеріалу так, що затискачі на одному конвеєрі взаємодіють з відповідними затискачами на іншому конвеєрі вздовж згаданих гілок відповідних траєкторій для затискання труби у ряді послідовних поперечних перерізів і для зварювання та відрізання упаковок. Також відомі пакувальні установки, які мають тільки дві пари затискачів, які діють поперемінно на трубу пакувального матеріалу для затискання і зварювання, наприклад термозварювання, її вздовж ряду розташованих через однакові проміжки поперечних перерізах. Після завершення зварювання, активується різець, який встановлений, наприклад, на одному із затискачів у кожній парі, і взаємодіє з трубою пакувального матеріалу для розрізання її вздовж центральної лінії тільки що сформованого зварного шва, і, таким чином, від'єднує подушкоподібну упаковку від нижнього кінця труби пакувального матеріалу. Нижній кінець зварюється в поперечному напрямі, відповідні затискачі, при досяганні нижнього положення мертвої точки, можуть розводитися для уникнення впливу на верхню частину труби. У той же час, інша пара затискачів, яка працює точно тим же способом, рухається донизу від верхнього положення мертвої точки і повторює вищезгадані операції затискання/формування, зварювання і розрізання. В обох типах пакувальних установок, ділянка труби, затиснута між кожною парою затискачів, зазвичай зварюється нагрівальними засобами, які розташовані на одному із затискачів і які локально плавлять шари термозварюваного пластичного матеріалу, затиснутого між затискачами. 1 UA 100148 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ультразвукові зварювальні пристрої на даний момент широко використовуються для швидшого локального плавлення пакувального матеріалу і, таким чином, для збільшення продуктивності. Ультразвукові зварювальні пристрої по суті мають генератор механічних коливань або сонотрод, та упор, як це описано, наприклад, в документі ЕР-В-615907, який приєднаний до відповідних затискачів в кожній парі, і мають відповідні поверхні, які взаємодіють між собою для нагрівання пакувального матеріалу ультразвуковими коливаннями. Більш точно, сонотрод є зварювальним інструментом, коливання якого створюються одним або більшою кількістю дисків з п'єзоелектричного матеріалу; до дисків прикладається змінна напруга, і вони генерують механічні коливання з енергією, яка залежить від реальної живлячої напруги або електричного струму. В промисловості існує потреба у досягання на етапі затискання пакувального матеріалу, який передує етапу зварювання, якомога більш контрольованого і повторюваного коливного руху упорної поверхні відносно несучого тіла на відповідному затискачі для розміщення упору паралельно сонотроду. Більш точно, існує потреба у досяганні вищезгаданого коливного руху без погіршення кінцевої якості зварювання, тобто без формування незварених ділянок пакувального матеріалу в зварних швах. Також існує потреба в промисловості у якомога акуратнішому контролі стискаючого зусилля між сонотродом і упорними поверхнями на етапі зварювання для надання можливості подачі електроенергії від генератора напруги по можливості попередньо визначеним способом і, таким чином, для зменшення часу, необхідного для формування зварних швів. Більш точно, існує потреба у збереженні зміни реального стискаючого зусилля відносно наперед встановленої залежності стискаючого зусилля від часу у вузькому інтервалі допусків, наприклад більше або менше 25 Ньютон. Задачею представленого винаходу є надання зварювального затискача, розробленого для виконання принаймні однієї з вищезгаданих вимог простим і дешевим способом. Згідно з представленим винаходом, надається зварювальний затискач для виготовлення герметичних упаковок з харчовими продуктами за п. 1 формули винаходу. Переважний необмежувальний варіант виконання представленого винаходу буде описуватися у вигляді прикладу з посиланням на супровідні креслення, на яких: Фігура 1 зображає вид в перспективі затискача згідно з представленим винаходом у розібраному стані; Фігура 2 зображає переріз затискача з Фігури 1; Фігура 3 зображає схематичний вид збоку затискача з Фігури 1 і 2 з частковим вирізом та видаленими для ясності частинами, і відповідного контрзатискача з сонотродом у зведеному положенні; Фігура 4 зображає вид в перспективі затискача та контрзатискача з Фігури 3 у значно більшому масштабі; Фігури 5 і 6 зображають види в перспективі під різними кутами огляду деталі затискача з Фігури 1 і 2. Посилаючись на Фігури 1-4, цифра 1 вказує в цілому затискач у відповідності з представленим винаходом для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом. Затискач 1 може встановлюватися в пакувальну установку (не зображена) для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом з труби 3 пакувального матеріалу, яка подається відомими пристроями (не показані) вздовж вертикальної траєкторії А. Затискач 1 переважно встановлюється в пакувальну установку для виготовлення герметичних упаковок з розливним харчовим продуктом, таким як пастеризоване або оброблене при ультрависокій температурі молоко, фруктовий сік, вино, горох, боби і так далі. Затискач 1 може також встановлюватися в пакувальну установку для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом, який розливається на етапі виготовлення упаковки, і твердне після герметизації упаковки. Одним прикладом такого харчового продукту є шматок сиру, який плавиться на етапі виготовлення упаковки і твердне після герметизації упаковки. Трубу 3 формують відомим способом складанням і зварюванням в поздовжньому напрямі полотна термозварюваного листового матеріалу, і безперервно заповнюють донизу стерилізованим або стерильно обробленим харчовим продуктом для пакування. Пакувальна установка має два ланцюгові конвеєри типу, зображеного і описаного в патенті ЕР-В-0887265, які формують відповідні нескінченні траєкторії і оснащені відповідними рядами зварювальних затискачів 1 і відповідних контрзатискачів 2 (Фігури 3, 4). Траєкторії мають 2 UA 100148 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 відповідні гілки, по суті паралельні одна до іншої і між якими труба 3 подається вздовж траєкторії А так, що вздовж згаданих гілок відповідних траєкторій затискачі 1 на одному конвеєрі взаємодіють з відповідними контрзатискачами 2 на іншому конвеєрі для затискання, ультразвукового зварювання і розрізання труби 3 в ряді розташованих через однакові проміжки поперечних перерізах. Більш точно, затискач 1 і контрзатискач 2 в кожній парі взаємодіє з трубою 3 для зварювання її у ряді розташованих через однакові проміжки поперечних перерізах і формування подушкоподібних упаковок 5, з'єднаних з трубою 3 відповідними зварними швами 6, перпендикулярними до траєкторії А. Зварні шви 6 розрізаються різцем 22 на затискачі 1 для від'єднання кожної упаковки 5 від труби 3. Кожен контрзатискач 2 і відповідний затискач 1 розташований на протилежних сторонах труби 3, відповідно оснащений генератором механічних коливань або сонотродом 8 і упором 9, і здатен рухатися навхрест до траєкторії А між розведеним положенням і зведеним положенням (зображені на Фігурах 3 і 4), у яких вони затискають і зварюють трубу 3 у відповідному поперечному перерізі для формування відповідного зварного шва 6. Сонотрод 8, зображений тільки схематично на Фігурах 3 і 4, переважно має ряд розташованих одна біля іншої ультразвукових головок типу, зображеного і описаного в патенті ЕР-В-615907, і поміщених в зовнішньому кожусі 10, міцно прикріпленому до тіла контрзатискача 2. Дуже коротко, сонотрод 8 є зварювальним інструментом, коливання якого створюються одним або більшою кількістю дисків з п'єзоелектричного матеріалу; диски живляться змінною напругою і генерують механічні коливання з енергією, яка залежить від реальної живлячої напруги. Кожен затискач 1 по суті має упор 9 і несуче тіло 11, яке має упор 9. Несуче тіло 11 (Фігура 2) по суті плоске і має центральну частину 14 та дві торцеві частини 15. Посилаючись на зведене положення затискачів 1 і відповідних контрзатискачів 2, несуче тіло 11 лежить у площині, паралельній траєкторії А, а торцеві частини 15 більші за центральну частину 14 в напрямі, паралельному траєкторії А. Упор 9 має по суті призматичне основне тіло 20, яке має наскрізне гніздо 21 (Фігури 1, 3, 5, 6), яке вміщує різець 22 (Фігура 3); і дві торцеві ділянки 23 у формі відповідних порожніх циліндрів, розташованих на протилежних кінцях основного тіла 20. Більш точно, основне тіло 20 має: - дві поверхні 24, 25 (відповідно верхня і нижня), які лежать у відповідних паралельних площинах, перпендикулярних до траєкторії А, коли затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 перебувають у зведеному положенні; - передню поверхню 27, розташовану з перпендикулярною орієнтацією між поверхнями 24 і 25, і у якій сформоване наскрізне гніздо 21; і - додаткову поверхню 26 (Фігури 5, 6), розташовану з перпендикулярною орієнтацією між поверхнями 24 і 25 на стороні, протилежній до поверхні 27, і у якій також сформовано наскрізне гніздо 21. Більш точно, гніздо 21 лежить в центральній площині, паралельній поверхням 24 і 25. Різець 22 поміщений ковзним чином всередині гнізда 21 і керується відомим привідним пристроєм (не показаний) для розрізання труби 3 у поперечних зварних швах 6 для від'єднання упаковки 5 відтруби 3. Коли затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 знаходяться у зведеному положенні (Фігури 3, 4), поверхня 27 і відповідна поверхня 29 сонотроду 8 затискають і зварюють трубу 3 для формування відповідного зварного шва 6. Затискач 1 переважно має з'єднувальні засоби 30 (Фігури 1, 2) для з'єднання упору 9 з несучим тілом 11. З'єднувальні засоби 30 включають дві пари криволінійних поверхонь 31, 32 твердого матеріалу, які взаємодіють між собою для надання можливості поверхні 27 коливатися відносно несучого тіла 11 на етапі затискання пакувального матеріалу, який передує формуванню зварного шва 6. Важливо відмітити, що термін "твердий матеріал" в представленому описі означає матеріал, який мікроскопічно недеформівний при напружуванні. Прикладами твердих матеріалів, як це розуміється в представленому описі, є метал, кераміка або полімерні матеріали. Пружнодеформівний матеріал, зокрема гума, з іншого боку, не формує твердого матеріалу, як це розуміється в представленому описі. 60 3 UA 100148 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Більш точно, з'єднувальні засоби 30 по суті включають: - два поворотні елементи 33, які мають відповідні наскрізні отвори і кожен з яких має відповідну пару поверхонь 31; - два гнізда 34, утворені відповідними торцевими частинами 23 упору 9, у яких зчеплені відповідні поворотні елементи 33, і кожне з яких має пару поверхонь 32, які взаємодіють з відповідними поверхнями 31 відповідного поворотного елемента 33; і - два штифта 36, вставлені у відповідні поворотні елементи 33 і кожен з яких має перший кінець, прикріплений до несучого тіла 11, та другий кінець, з'єднаний з гвинтом 38 всередині відповідної торцевої частини 23. Поворотні елементи 33 і відповідні гнізда 34 формують два шарнірні з'єднання, які дозволяють поверхні 27 коливатися відносно несучого тіла 11 у двох перпендикулярних напрямках, які формують площину на етапі затискання труби 3, який передує формуванню зварного шва 6. Тому, при формуванні зварного шва 6, шарнірні з'єднання дозволяють поверхні 27 залишатися паралельною поверхні 29 сонотроду 8. Кожен поворотний елемент 33 має основну частину у формі твердого тіла, одержаного обрізанням сфери в першій парі паралельних площин і в другій парі паралельних площин, перпендикулярним першим площинам, і циліндричну торцеву частину, яка виступає до несучого тіла 11 з основної частини. Тому, поверхня основної частини кожного поворотного елемента 33 має: - дві паралельні плоскі лицьові поверхні 40 (тільки одна показана на Фігурі 1); - два паралельні плоскі отвори 41, у які вставлений відповідний штифт 36 і які лежать у відповідних площинах, перпендикулярних до лицьових поверхонь 40; і - дві протилежні поверхні 31 у формі відповідних концентричних частин сферичної поверхні. Більш точно, кожна поверхня 31 розміщена між лицьовими поверхнями 40 і між отворами 41, які є круглими. Кожна торцева частина 23 має наскрізну порожнину (Фігури 5, 6), яка проходить по суті від поверхні 26 до поверхні 27: - буртик 51, який має круглий переріз у площині, паралельній поверхням 26, 27; - гніздо 34, яке вміщує поворотний елемент 33 і має відповідну пару поверхонь 32; і - циліндричну виїмку 53 (Фігура 2), яка має вісь, перпендикулярну до поверхонь 26, 27, і вміщує відповідний гвинт 38. Кожне гніздо 34 обмежується на стороні несучого тіла 11 отвором 55, а отвір 56 розташований між кожним гніздом 34 і відповідною виїмкою 53 (Фігури 5, 6). Більш точно, кожен отвір 55 обмежений двома паралельними сегментами 57, перпендикулярними до поверхонь 24 і 25, і двома концентричними дугами 58, кожна з яких розташована між одним кінцем одного сегмента 57 і відповідним кінцем іншого сегмента 57. Діаметр уявного кола, яке має дуги 58, дорівнює діаметру уявної сфери, яка має поверхні 31 відповідного поворотного елемента 33, і він більший за відстань між сегментами 57. Кожне гніздо 34 також обмежене збоку першою і другою поверхнею 32, які повернуті одна до іншої і розташовані одна навпроти іншої. Більш точно, поверхні 32 кожного гнізда 34 мають форму концентричних частин сферичної поверхні. Більш точно, уявна сфера, яка формує поверхні 32 кожного гнізда 34, має діаметр, який дорівнює уявному діаметру уявної сфери, яка формує поверхні 31 відповідного поворотного елемента 33. Тому, кожен поворотний елемент 33 може вставлятися у відповідний отвір 55 з розташуванням поверхонь 31 на дугах 58 отвору 55 і поверхонь 40 - на сегментах 57 отвору 55, і потім може повертатися на дев'яносто градусів навколо своєї осі всередині відповідного гнізда 34 так, що поверхні 31 упираються у відповідні поверхні 32 гнізда 34. Більш точно, коли кожен поворотний елемент 33 вміщений всередині відповідного гнізда 34, то отвір 56 коаксіальний з отвором 41 поворотного елемента 33 на стороні, протилежній до несучого тіла 11. Поворотні елементи 33 і гнізда 34 виготовлені з твердого матеріалу, наприклад металу, полімерного матеріалу або кераміки, для одержання відповідних твердих поверхонь 31, 32, коли затискачі 1 і відповідні контрзатискачі 2 взаємодіють між собою для формування зварного шва 6. Поверхні 31, 32 можуть також покриватися відповідними матеріалами, які знижують тертя, такими як Teflon. З'єднувальні засоби 30 також включають: - два рукави 37, кожен з яких має основну частину, вміщену всередині відповідного пояска 51, і циліндричну стінку, яка виступає з основної частини до несучого тіла 11; і 4 UA 100148 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - дві циліндричні гвинтові пружини 35, коаксіальні з відповідними штифтами 36, кожна з яких має перший кінець, прикріплений до пояска 60 відповідного штифта 36, і другий кінець, протилежний до першого кінця і прикріплений до основної частини відповідного рукава 37. Коли затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 зведені між собою, то пружини 35 стискаються і прикладають до упору 9 однакову силу, протилежно направлену до сили стискання затискача 1 і контрзатискача 2. Штифти 36 проходять вздовж відповідних осей, перпендикулярних до поверхонь 26, 27. Від першого до другого кінця кожен штифт 36 має поясок 60, проходить коаксіально крізь відповідну пружину 35, відповідний рукав 37 і відповідний поворотний елемент 33, і кріпиться до відповідного гвинта 38. Кожен поворотний елемент 33 утримується на місці всередині відповідного гнізда 34 відповідним штифтом 62, вставленим крізь бічну стінку відповідної торцевої частини 23. Більш точно, кожна бічна стінка формує відповідну торцеву частину 23 на стороні, протилежній до основної частини 20. Кожен штифт 62 проходить вздовж осі, перпендикулярної до осей пружин 35, і має заокруглений кінець 63 (Фігура 2), який взаємодіє з порожниною 64 тієї ж форми, що й кінець 63 на поверхні 32 так, що регулювання положення штифтів 62 регулює свободу коливання поворотних елементів 33 всередині відповідних гнізд 34 і, тому, упора 9 відносно несучого тіла 11. Упор 9 також має два ущільнювальних кільця, які охоплюють відповідні штифти 36 і розташовані біля других кінців штифтів 36, і два ущільнення, які охоплюють циліндричні стінки відповідних рукавів 37. Затискач 1 працює наступним чином. Два ланцюгові конвеєри повертаються в протилежних напрямах так, що затискачі 1 і відповідні контрзатискачі 2 взаємодіють з трубою 3 по наперед встановленому закону руху. Робочий цикл буде тепер описуватися більш детально з посиланням на один затискач 1 і відповідний контрзатискач 2, при цьому усі затискачі 1 і відповідні контрзатискачі 2 очевидно виконують один і той же цикл в часових інтервалах, які залежать від продуктивності. Вздовж заданих ділянок згаданих траєкторій затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 зводяться з розведеного положення для поступового деформування і, врешті решт, "сплющення" труби 3 для формування поперечної смуги труби 3. При досяганні зведеного положення, затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 затискають трубу 3, а сонотрод 8 активується для локального нагрівання і плавлення пакувального матеріалу і, таким чином, формування зварного шва 6. На етапі затискання перед формуванням зварного шва, шарнірні з'єднання, утворені поворотними елементами 33 і відповідними гніздами 34, дозволяють поверхні 27 упору 9 коливатися відносно несучого тіла 11 і, таким чином, позиціонувати себе паралельно поверхні 29 сонотроду 8. Більше того, при формуванні зварного шва, пружини 35 стискаються і реагують на силу, з якою контрзатискач 2 притискається до упору 9. Після формування зварного шва 6, різець 22 активується для розрізання труби 3 вздовж площини зварного шва 6 і, таким чином, для від'єднання сформованої упаковки 5 від решти труби 3. Затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 потім переходять у розведене положення в сторону від траєкторії А для вивільнення труби 3. Переваги затискача 1 згідно з представленим винаходом стануть зрозумілими з нижченаведеного опису. Зокрема, шарнірні з'єднання, утворені поверхнями 31, 32 поворотних елементів 33 і відповідними гніздами 34, надають упору 9 затискача 1 дві степені свободи і дозволяють йому коливатися у площині відносно несучого тіла 11 на етапі затискання, який передує формуванню зварного шва 6. Коли затискач 1 і відповідний контрзатискач 2 обтискають трубу 3, то поверхня 27 упора 9 може позиціонувати себе паралельно поверхні 29 сонотроду 8, яка контактує з поверхнею 27. Більш точно, заявник виявив, що шарнірні з'єднання, утворені поворотними елементами 33 і відповідними гніздами 34, передбачають одержання допусків геометричної паралельності, що становлять приблизно 0,05 мм, тобто збереження усіх точок на поверхні 27 на відстані, що становить менше ніж 0,05 мм від уявної площини, паралельної до поверхні 29. В результаті, навіть у випадку слабких змін швидкості, з якою контрзатискачі 2 діють на відповідні затискачі 1, і, при зведенні затискачів 1 і відповідних контрзатискачів 2, зварні шви 6 не мають незагерметизованих ділянок пакувального матеріалу. 5 UA 100148 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Більше того, поверхні 31, 32 поворотних елементів 33 і гнізд 34, які є твердими і, тому, недеформівними, сила стискання затискачів 1 і контрзатискачів 2 врівноважується з'єднувальними засобами 30 виключно стисканням пружин 35. Жорсткість пружин 35, яка по суті є сталою, сила стискання кожного затискача 1 і відповідного контрзатискача 2 трохи змінюється, наприклад на приблизно більше або менше ніж на 25 Ньютон по відношенню до заданої залежності сили стискання від часу. В результаті, не вимагається швидка непередбачувана подача електроенергії від генератора напруги, що, таким чином, зменшує час, необхідний для формування зварного шва. Ясно, що у затискач 1, як описано і проілюстровано тут, однак, без виходу за рамки правового захисту, визначені супровідною формулою винаходу, можуть вноситися зміни. Зокрема, на противагу до розміщення між упором 9 і несучим тілом 11, з'єднувальні засоби 30 можуть розміщуватися між сонотродом 8 і відповідним несучи тілом на корпусі 10 контрзатискача 2. Пакувальна установка може не мати ланцюгових конвеєрів, а мати дві пари затискачів 1 і контрзатискачів 2, які діють поперемінно на трубу 3, і кожен з яких здатен рухатися вздовж відповідних напрямних між зведеним положенням і розведеним положенням, і циклічно та послідовно взаємодіяти з трубою для термозварювання пакувального матеріалу труби. Замість сонотроду 8 контрзатискач 2 може оснащуватися зварювальним пристроєм з різними нагрівальними засобами, наприклад індукційними зварювальними засобами або засобами, які мають нагрітий брусок. Нарешті, затискач 1 може не мати штифтів 62, а ущільнення, розташовані між рукавами 37 і відповідними поворотними елементами 33, можуть мати відповідні зубці, які зчіплюються у відповідних канавках на циліндричних торцевих частинах відповідних поворотних елементів 33. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Зварювальний затискач (1) для виготовлення герметичних упаковок з розливним харчовим продуктом з труби (3) пакувального матеріалу, і який має: упор (9), який має основну частину (20) і дві торцеві частини (23), розташовані на протилежних кінцях основної частини (20); несуче тіло (11), яке утримує упор (9); першу робочу поверхню (27), яка розташована на упорі (9) і яка виконана з можливістю взаємодії під час роботи з другою робочою поверхнею (29) на контрзатискачі (2) для затискання і виконання операції зварювання на пакувальному матеріалі, при цьому контрзатискач (2) має нагрівальні засоби (8), які виконані з можливістю взаємодії під час роботи з упором (9) для формування зварного шва (6), і з'єднувальні засоби (30) для з'єднання першої поверхні (27) з несучим тілом (11), при цьому з'єднувальні засоби (30) мають криволінійну третю і криволінійну четверту поверхні (31, 32) твердого матеріалу і виконані з можливістю взаємодії для надання можливості першій поверхні (27) коливатися відносно несучого тіла (11) при затисканні пакувального матеріалу перед виконанням операції зварювання, який відрізняється тим, що третя і четверта поверхні (31, 32) є принаймні частково сферичними; третя і четверта поверхні (31, 32) сформовані відповідно поворотним елементом (33) і гніздом (34), у якому зачеплений поворотний елемент (33); при цьому з'єднувальні засоби (30) мають два поворотних елементи (33) і два гнізда (34), у яких зачеплені відповідні поворотні елементи (33) і які утворені відповідними торцевими частинами (23) упора (9); при цьому поворотні елементи (33) і відповідні гнізда (34) формують два шарніри, які дозволяють першій поверхні (27) коливатися відносно несучого тіла (11) у двох перпендикулярних напрямках, які визначають одну площину, при затисканні пакувального матеріалу перед виконанням операції зварювання. 2. Затискач за п. 1, який відрізняється тим, що з'єднувальні засоби (30) містять пару штифтів (36), прикріплених до несучого тіла (11) і до відповідних гвинтів (38). 3. Затискач за п. 2, який відрізняється тим, що має пружні засоби (35), розміщені між кожним штифтом (36) і упором (9), і які виконані з можливістю дії на упор (9) для переміщення його в сторону від несучого тіла (11). 4. Затискач за п. 3, який відрізняється тим, що кожен штифт (36) має перший і другий кінець, протилежні один до іншого і прикріплені, відповідно, до несучого тіла (11) і поміщені у торцевій частині (23) упора (9), при цьому пружні засоби (35) включають пару пружин (35), кожна з яких має перший кінець, прикріплений до відповідного штифта (36), і другий кінець, протилежний до 6 UA 100148 C2 5 10 15 першого кінця і прикріплений до відповідної торцевої частини (23), при цьому перший і другий кінець пружини (35) розміщений між першим і другим кінцем штифта (36). 5. Затискач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що має регулювальні засоби (62) для регулювання положення поворотного елемента (33) всередині відповідного гнізда (34). 6. Затискач за будь-яким із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що принаймні одна із поверхонь, вибрана серед третьої і четвертої поверхні (31, 32), є поверхнею матеріалу, вибраного з групи, яка включає метал, полімерний матеріал або кераміку. 7. Затискач за п. 6, який відрізняється тим, що принаймні одна поверхня, вибрана серед третьої і четвертої поверхні (31, 32), покрита матеріалом, який зменшує тертя. 8. Пакувальна установка для виготовлення герметичних упаковок з розливним харчовим продуктом з труби (3) пакувального матеріалу, яка подається вздовж вертикальної траєкторії (А), безперервно заповнюється харчовим продуктом і затискається через однакові проміжки, яка відрізняється тим, що має затискач (1) за будь-яким із попередніх пунктів, і контрзатискач (2), які виконані з можливістю взаємодії для зварювання пакувального матеріалу труби (3) вздовж поперечних перерізів. 7 UA 100148 C2 8 UA 100148 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюSealing jaw and packaging installation for producing sealed packages of food product
Автори англійськоюMancin, Sergio, Giordano, Francesco, Di Dodo, Ernesto
Назва патенту російськоюСварочный зажим и упаковочная установка для изготовления герметичных упаковок с пищевым продуктом
Автори російськоюМанчин Серджо, Джордано Франческо, Ди Додо Эрнесто
МПК / Мітки
МПК: B29C 65/08, B65B 51/00, B29C 65/74, B65B 9/00
Мітки: продуктом, герметичних, упаковок, установка, виготовлення, харчовим, затискач, пакувальна, зварювальний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-100148-zvaryuvalnijj-zatiskach-i-pakuvalna-ustanovka-dlya-vigotovlennya-germetichnikh-upakovok-z-kharchovim-produktom.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Зварювальний затискач і пакувальна установка для виготовлення герметичних упаковок з харчовим продуктом</a>