CC BY
40
УДК 663.283:664.3.032.8
Универсальная линия фасования и упаковывания «тихих» вин
В. А. Трунов, канд. техн. наук, доцент; О. В. Разправкова, канд. техн. наук, доцент; И. О. Матвеев Московский государственный университет технологий и управлений им. К. Г. Разумовского
Ключевые слова: депалетизатор; линия; оборудование; пакетоформирующая машина; упаковывание; фасование.
Keywords: depaUetizer; line; equipment; packageforming machine; packing; filling.
Линия предназначена для фасования и упаковывания «тихих» вин в горячем состоянии по уровню в бутылки вместимостью 700 см3.
Линия включает машину для де-палетизации новых бутылок с поддонов и подачи их на стол-накопитель, транспортное устройство для перемещения бутылок, инспекционную машину, ополаскиватель,
фасовочно-укупорочную машину, установку для обсушки горлышек бутылок, машину для надевания и обжима термоусадочных колпачков, этикетировочную машину, машину для формирования коробов, машину для укладки бутылок в гофрокороб, машину для заклейки гофрокоро-бов, пакетоформирующую машину, машину для оборачивания поддона с продукцией стрейч-пленкой (рис. 1).
Перемещение гофрокоробов осуществляется рольгангами и цепными транспортерами, а перемещение палет — цепными транспортерами. В линию входят устройства для контроля уровня фасования, наличия колпачка и этикетки, правильности кодирования. Проставление даты на бутылках и гофрокоробах осуществляется каплеструйными маркераторами.
Депалетизатор предназначен для автоматического снятия новых бутылок с поддона при помощи «системы сдвига». Машина состоит из двух стоек 1, установленных на опорной раме 2, механизма подъема с приводом 3, механизма сдвигания ряда 4, узла сдвигания с приводом 5, цепного транспортера для поддонов 6, механизма центрирования штабеля 7, съемника промежуточных прокладок 8 и транспортера бутылок 9 (рис. 2).
Палеты по отдельности поступают в машину. Позиционирование полной палеты выполняется с помощью световых фотоэлементов. После входа полной палеты происходит грубое позиционирование палеты для снятия верхней крыш-
Рис. 1. Общий вид линии фасования и упаковывания вин в стеклянные бутылки производительностью 12 тыс. бут/ч:
1 — депалетизатор; 2 — электронная инспекционная машина; 3 — ополаскиватель; 4 — фасовочно-укупорочная машина; 5 — устройство контроля наполнения бутылок вином и наличия укупорочного средства; 6 — машина для обсушки горлышек бутылок; 7 — машина для надевания и термообжима колпачков; 8 — этикетировочная машина; 9 — устройство контроля наличия этикетки; 10 — пульт управления линии; 11 — датирующее устройство (каплеструйный принтер); 12 — машина для формирования коробов; 13 — машина для укладки бутылок в короба; 14 — машина для заклейки коробов; 15 — каплеструйный принтер для маркировки гофрокоробов; 16 — пульт управления участка упаковки продукции в гофрокороба; 17 — пакетоформирующая машина; 18 — машина для оборачивания поддона с продукцией стрейч-пленкой
Г38
ПИВО и НАПИТКИ
5 • 2011
ки. Крышки снимаются с помощью специального съемника с вакуумным присасыванием и укладываются в отдельной зоне машины.
Узел сдвигания передвигает ряд бутылок на промежуточную пластину в позицию сдвигания. Вслед за этим позиция сдвигания перемещается на уровень стола для бутылок, и устройство сдвигания сдвигает ряд бутылок на стол для них.
Происходит освобождение ряда. После этого позиция сдвигания возвращается в исходное положение. Бутылки приходят на машину на паллете размером 1000 х 1200 х х 2300 мм.
С машины бутылки передвигаются на многоручьевой транспортер и направляются к автоматической инспекционной машине линейного типа для контроля пустых бутылок.
Инспектируются венчик бутылки, дно, боковая стенка, стандартные размеры бутылок. Определяется наличие остаточной жидкости / щелочи в бутылке.
Машина состоит из станины с приводом, входного и выходного транспортера, корпуса ограждения, измерительной системы, пульта управления, накатных ремней.
Инспекционная машина работает следующим образом (рис. 3).
Бутылки по входному транспортеру поступают в накатные ремни, где они фиксируются и поступательно перемещаются по инспекционным позициям: определение размеров 1; №-опознование остатков жидкости инфракрасными
Рис. 2. Общий вид депалетизатора
Рис. 3. Схема работы автоматической инспекционной машине линейного типа для контроля пустых бутылок
лучами 2; высокочастотное ИР-опознание наличия щелочи 3, инспекция дна 4; инспекция горлышка 5.
Рис. 4. Ротационный ополаскиватель бутылок
Транспортерные ленты и ременные направляющие работают синхронно. Скорость машин регулируется бесступенчато. Эффективность обнаружения на дне бутылки посторонних предметов менее 3 мм — 95%, более 4,5 мм — 99 %.
Проверенные бутылки направляются к ополаскивающей машине для ополаскивания, продувки или стерилизации новых одноразовых бутылок.
В качестве средств промывки и стерилизации можно применять воду, пар, стерильный воздух, озонированную воду или аналогичные средства.
Подача средств ополаскивания производится через кольцевые каналы (может оснащаться двумя или тремя кольцевыми каналами).
Ополаскивающая машина автоматического действия состоит (рис. 4) из станины 1 с приводом, транспортера 2, карусели 3 с 60 зажимными устройствами, шнека-делителя 4, загрузочной 5 и разгрузочной 6 звездочек, направляющего поворотного устройства 7, трубопровода 8 для подачи ополаскивающих жидкостей, электрооборудования 9.
Бутылки по транспортеру 2 поступают к шнеку-делителю 4, расставляются с постоянным шагом и загрузочной звездочкой 5 подводятся к захватывающему зажиму карусели 3, который надежно
9
2 6
7
4
5
8
6
2
и быстро фиксирует бутылку за горлышко. При дальнейшем вращении карусели 3 происходит переворачивание бутылки на 180° при помощи захвата, скользящего по криволинейной направляющей. Далее следует промывка (продувка сжатым воздухом или стерилизация моющим раствором, ополаскивание водопроводной водой, стекание жидкости). После окончания фазы очистки бутылки снова переворачиваются на 180° и при помощи разгрузочной звездочки 6 выводятся на транспортер линии 2 и направляются к фасовочно-укупорочной машине. За счет переналадки и установки комплекта сменных частей машина может ополаскивать бутылки диаметром от 30 до 113 мм и высотой от 90 до 370 мм.
Фасовочно-укупорочная машина осуществляет фасование в горячем состоянии вина в бутылки вместимостью 700 см3 по уровню и укупорку бутылок корковой пробкой. Техническая производительность машины от 12 тыс. до 16 тыс. бут / ч.
Машина состоит (рис. 5) из карусели розлива 1, защитных ограждений 2, вентильного узла 3, входного транспортера с блокировкой бутылок 4, стола загрузки-выгрузки 5, выходного транспортера 6, шкафа управления 7, световой колонки 8 и карусели укупорки 9.
Бутылка подается пластинчатым конвейером к загрузочной звездочке, которая устанавливает ее на столик под фасовочное устройство. Механические подъемные столики подают бутылки к центраторам фасовочных устройств, происходит герметизация венчика бутылки. При дальнейшем вращении карусели осуществляется наполнение бутылки по уровню. Промежуточная звездочка перемещает наполненную бутылку к укупорочному устройству, где происходит укупорка корковой пробкой горла бутылки. Укупоренные бутылки разгрузочной звездочкой выводятся на конвейер.
Перед машиной для надевания полимерных термоусадочных колпачков в линии устанавливается машина для обсушки горлышек бутылок. Машина состоит (рис. 6) из стоек 2, которые крепятся к ножкам 1, рамы предохранительного ограждения 3, рамы для туннеля 4, опоры фена Leister 6, турбины 8, транспортера бутылок 9.
Укупорка бутылок с вином натуральной корковой пробкой 35 х 24 мм не дает гарантии от вскрытия продукции, а надевание термоусадочного колпачка размером 55 х 31 мм улучшает товарный вид.
После обсушки пробок на венчике бутылок продукция поступает к машине для надевания и термообжима колпачков. Машина состоит (рис. 7) из магазина для колпачков 1,
механизма переноса колпачков 2, карусели обжима 3 с 16 обдуваемыми термоусадочными головками, станины 4, транспортера 5 и шнека-делителя 6, загрузочной 7 и разгрузочной 8 звездочек.
Колпачки из стопки передаются на ротор, где удерживаются при помощи вакуума, а затем при прохождении бутылки по транспортеру колпачки поштучно сбрасываются на венчик горла бутылки и затем дожимаются специальным устройством до полного надевания их на горло. Усадка колпачка происходит за счет нагрева его горячим воздухом температурой около 200°С в термоусадочной головке.
Для наклейки этикетки, колье-ретки, контрэтикетки, акцизной марки и региональной марки на бутылки с винодельческой продукцией вместимостью 700 см3 предназначена карусельная этикети-ровочная машина «БТАИМАТЮ» 960-20.
Размеры корпусной этикетки 90 х 120 мм, кольеретки — 80 х 30 мм, контрэтикетки — 65 х 83 мм, самоклеящейся идентификационной марки — 27,5 х 40 мм и Г-образной акцизной ленты — 20 х 90 мм.
Основные сборочные единицы машины: станина с приводом, транспортер с направляющими и распределительным шнеком, стол загрузки-выгрузки, запорная, входная и выходная турникетные звездочки, нижняя и верхняя ка-
Рис. 5. Фасовочно-укупорочная машина
Рис. б. Машина для обсушки горлышек бутылок
40 ПИВО и НАПИТКИ 5 • 2011
8
1
7
5
2
6
4
3
5
3
9
2
1
¿и о о о @ • • О
1 гг
2 п4- -®н
"пГН ш - 1-- 1 ]
© О ? \
6 7
Рис. 7. Автомат для надевания и термообжима колпачков
русель, два механизма переноса этикеток и кольереток, разглаживающих и прижимных устройств, два клеевых насоса, устройство наклейки самоклеящейся региональной марки.
На рис. 8 показана схема работы этикетировочной машины.
Пластинчатая цепь транспортера подводит бутылки сплошным потоком по направляющим к распределительному шнеку. Разрешение на вход бутылок в шнек дает запорная звездочка. Шнек-распределитель расставляет бутылки с определенным шагом. В зоне шнека расположен щуп блокировки: «нет бутылки — нет этикетки». Входная звездочка перемещает бутылки на поворотные столики нижней карусели, центрирующие головки верхней карусели опускаются вниз и упираются на укупоренные бутылки. При дальнейшем вращении карусели зафиксированные бутылки подаются к этикетировочному механизму,где производится наклеивание этикетки и кольеретки.
Этикетировочный механизм работает следующим образом. Клеевой валик наносит клей тонким слоем на сегменты этикетоперенос-чика, при этом сегменты провора-
Рис. 8. Схема работы этикетировочной машины: 1 — распределительный шнек; 2 — загрузочная звездочка; 3 — механизм переноса этикеток и кольереток; 4 — карусель машины;
5 — разгрузочная звездочка;
6 — шкаф электроуправления;
7 — аппликатор региональной марки
чиваются в направлении вращения ротора. Когда сегменты встречаются с кассетой, происходит их проворачивание в противоположную по отношению вращения ротора сторону. В результате такого комбинированного движения сегментов
и ротора происходит отбор этикеток и кольереток из магазинов на клей. При встрече переносчиков и сегментов грейферного барабана пальчиковые захваты последнего снимают этикетку и кольеретку с переносчика и прижимают ее к обрезиненным поверхностям грейферного барабана. Датирующая головка вращается вокруг своей оси и вокруг оси ротора. В момент встречи с намазанным штемпельным роликом на цифры наносится штемпельная краска, а в момент встречи с этикеткой, находящейся на грейферном барабане, на этикетку наносятся реквизиты. При встрече с бутылкой, находящейся на поворотных столиках карусели, этикетка и кольеретка отпускаются захватами и приклеиваются на корпус бутылки. Поворотные столики поворачивают бутылки на 90° для полного приклеивания и разглаживания этикеток и кольереток в неподвижных щетках. После этого на корпус бутылки наклеивается самоклеящаяся идентификационная марка. Далее поворотные столики поворачивают бутылки еще на 90° и второй этикетировочный механизм производит наклейку контрэтикетки и Г-образной акцизной марки на бутылку. Столик поворачивается еще на 90° — происходит разглаживание щетками, контрэтикетка и акцизная марка прижимаются к венчику горла бутылки над разгрузочной звездочкой. Затем происходит подъем центрирующих головок, и выходная звездочка снимает бутылки с нижней карусели, переведя их на пластинчатую цепь транспортера. Регулировка частоты вращения привода машины и привода транспортера осуществляется регулировкой частоты вращения двигателей с помощью серводвигателей мощностью 0,12 кВт каждый.
Система автоматического регулирования производительности осуществляется датчиками, устанавливаемыми на загрузочном и разгрузочном накопителях (по два датчика на каждом накопителе). Производительность машины автоматически регулируется в соответствии со скоростью подачи бутылок для этикетирования и со скоростью выхода бутылок из накопителя.
Бутылки с продукцией упаковываются в 12-штучные картонные коробки. На линии происходят
4
5
8
6
7
3
2
формирование и склеивание короба снизу, укладка готовой продукции в короба, закрывание и склеивание короба сверху, а также маркировка короба.
Машина для формирования коробов (рис. 9) забирает с под-
готовленного штабеля лежащие в плоском положении раскроенные картонные коробки с проклеенными отворотами. Картонные коробки распрямляются, затем складывается и склеивается дно. Готовые картонные коробки передаются
Рис. 9. Машина для формирования коробов
11 3 2
1 10 7 8 3 9
Рис. 10. Машина для укладки бутылок
дальше на последующее устройство транспортирования.
Заготовки раскроя картонных коробок укладываются стопками вручную на роликовый транспортер для подготовки штабеля 1. Заготовки раскроя картонных коробок могут укладываться рядом друг с другом без интервалов. При необходимости стопки картона автоматически подвигаются к тележке сдвигания и вдвигаются в сдвигатель магазина 2. С помощью взаимодействия захвата заготовок раскроя и обрезиненных роликов вытягивания в каждом случае от штабеля отделяется нижняя заготовка раскроя картонной коробки и передается последующей ременной позиции. Она подает заготовку раскроя до остановки картона в позиции складывания 3. На позиции складывания 3 заготовки раскроя сгибаются с помощью вакуумных присасывающих элементов. Дальнейшая транспортировка производится с помощью захвата двух цепей транспортировки сверху и снизу на картонных коробках. При этом со стороны дна закрываются внутренние отвороты с помощью бугеля подачи и прижима с механическим приводом. Во время транспортировки к позиции прижатия на внутренние отвороты наносится горячий клей. На непрерывно работающей позиции прижатия 4 вначале закрываются наружные отвороты. С противоположной стороны в открытые картонные коробки вдвигается поршень прижатия. Прижатием дорожек с горячим клеем между поршнем прижатия и замыкателем наружных отворотов заканчивается рабочая операция. По мере дальнейшего транспортирования открывается замыкатель наружных отворотов и выдвигается поршень прижатия. Картонные коробки передаются на позицию опрокидывания 5 и от нее с открытыми крышками передаются наверх к последующему устройству транспортирования.
Картонные короба по рольгангу и стеклянные бутылки с продукцией по многоручьевому цепному транспортеру приходят к машине для укладки бутылок в короб. Машина состоит (рис. 10) из опорной рамы 1, грейферной головки 2 с горизонтальной и вертикальной осью перемещения 3, захватных
ПИВО и НАПИТКИ
5 • 2011
головок с пневматической оснасткой, транспортера бутылок 4, ограждений направляющих 5, узла заслонки для контроля комплектности заполнения бутылок 6, направляющих пластин 7, планки остановки бутылок 8, тактового устройства упаковок 9, стопора упаковок в машине 10, захватных головок, стрелы грейферной головки, механизма подъема 11, механизма качания 12.
Машина работает в следующей последовательности. Бутылки с линии розлива хаотично заходят на транспортер стола укладчика. Устройство ворошителя, работающее постоянно от вибропривода, распределяет бутылки по рядам. Далее они двигаются по направляющим до упора, где формируется блок. Формирование последнего заканчивается после заполнения всех рядов бутылками. Транспортер бутылочный останавливается, захваты опускаются вниз, происходит захват бутылок. Затем захваты перемещаются, перенося бутылки к коробам. Происходит опускание захватов с бутылками в короб. Включается разжим — и бутылки установлены в коробе. После окончания разжима включается подъем захватов. Захваты поднимаются вверх и возвращаются в исходное положение. Упаковки транспортируются к палетиза-тору, а в машину вводится новый ряд незаполненных коробов.
Открытые сверху, упакованные бутылками картонные короба с помощью горячего клея закрываются сверху на заклейщике коробов. Машина состоит (рис. 11) из транспортерной ленты подачи упаковок 1, роликового транспортера 2, боковых лент транспортера 3, за-крывателя внутренних отворотов 4, механизма нанесения клея 5, за-крывателя наружных отворотов 6, механизма прижатия 7, транспортерной ленты выхода упаковок 8.
Машина работает непрерывно. Как правило, упаковки обрабатываются в продольном направлении.
После закрывания внутренних отворотов они намазываются клеем, затем складываются наружные отвороты крышек и прижимаются на выходе. В машине упаковки перемещаются на роликовом транспортере, который не имеет привода. Передвижение упаковок
Рис. 11. Заклейщик коробов
в машине обеспечивают боковые ленты транспортера.
За счет более высокой скорости транспортировки этих лент транспортера по сравнению с транспортерной лентой подачи образуется интервал между упаковками. Этот интервал обязателен для загибания задней внутренней отбортов-ки крышки. Приводится в действие сгибатель, который закрывает задний внутренний отворот во время транспортирования упаковки. Передний внутренний отворот закрывается с помощью контакта с неподвижным упором. Закрытые внутренние отвороты придерживаются «ножом» в закрытом положении. Одновременно упаковка транспортируется к позиции нанесения клея.
Нанесение клея производится сверху на закрытые внутренние отвороты во время непрерывной транспортировки упаковок.
Оба наружных отворота крышки закрываются каждый через регулируемый сгибатель. Во время процесса сгибания упаковка центрируется дополнительной боковой направляющей.
После закрывания наружных отворотов упаковка непрерывно проходит через позицию прижатия. При этом наружные отвороты прочно прижимаются к внутренним отворотам для затвердевания клеевых валиков. Давление прижатия производится через вместе движущиеся ленты транспортера. Для обеспечения прижатия требуется противодействие от бутылок в картонном коробе.
На склад картонные короба с продукцией передаются после их пале-
тизации на поддонах в пакетоформирующей машине, предназначенной для паллетизации картонных коробов на поддоне в соответствии с предварительно заданной программой. Машина состоит (рис. 12) из стойки 1, опорной рамы 2, позиции группирования 3, механизма подъема 4 с приводом, позиции загрузки 5, тележки загрузки 6 с приводом, сдвигателя ряда 7 с приводом, придерживающих планок с приводом от пневматики 8, планки упора 9 с приводом, устройство боковой перестановки направляющих 10, центрирования ряда с приводом от пневматики 11.
Пустые палеты подаются к машине одновременно с выходом полных загруженных палет. Пустые палеты позиционируются в машине с помощью световых фотоэлементов. Короба поступают на позицию группирования и предварительного формирования. После входа полного ряда коробов толкатель ряда сдвигает его в зону предварительного группирования. Из этого положения толкатель ряда перемещается вертикально вверх и затем вновь назад на свою исходную позицию. В это время на позицию группирования может поступать следующий ряд коробов. Как только будет сдвинут последний ряд, толкатель перемещается над зоной предварительного группирования и сдвигает полный слой на позицию загрузки. Происходит горизонтальное перемещение тележки загрузки к палете, и полный слой коробов устанавливается на палету. Начинается новый процесс загрузки слоя коробов в горизонтальный слой и укладка
5 • 2011
ПИВО и НАПИТКИ
4
7
Рис. 12. Пакетоформирующая машина
их на новый поддон. После набора определенного количества слоев поддон по рольгангу выводится из палетизатора.
Последней машиной в линии устанавливается машина для оборачивания поддона с продукцией стрейч-пленкой. Машина состоит (рис. 13) из несущей конструкции 1, ограждения по периметру 2, рольганга по центру машины 3, вращающегося рычага с зубчатой передачей 4, тележки-держателя бобины с ручным узлом подъема и зубчатым механизмом предварительного растягивания 5, группы захвата с пневматическим приводом для блокировки пленки 6, группы горячей резки пленки 7 и расположенного рядом с машиной электрощита 8.
Рабочий цикл машины начинается с автоматического введения уложенного на поддон груза через входной рольганг. Затем производится автоматическое позиционирование поддона по центру машины. Когда поддон останавливается в центре машины, опускается дополнительное прижимное устройство, которое автоматически останавливается при соприкосновении с грузом. По истечении задержки, значение которой может регули-
роваться в программе концевого выключателя прижимного устройства, рычаг начнет вращаться на низкой скорости. Рабочая скорость достигается по завершении одного полного оборота. Зажим для блокировки пленки автоматически размыкается по завершении второго оборота рычага. Отпущенный край пленки закрепится последующими витками пленки. Завершив запрограммированное количество витков на основании поддонов, тележка держателя бобины начинает вертикальное движение. При неизменном коли-
4
честве оборотов вращающегося рычага можно получить более или менее налагающиеся друг на друга слои, изменяя скорость тележки. Подъем тележки автоматически останавливается по сигналу фотоэлемента считывания высоты поддона. Остановка может быть мгновенной или нет (в зависимости от регулировки времени реакции фотоэлемента). Данное время определяет степень обматывания верхней части поддона. Выполнив запрограммированное количество витков на вершине поддона, тележка начинает опускание вниз. При достижении нижней границы хода рычаг останавливается, выполнив полный оборот на минимальной скорости. Непосредственно перед остановкой рычага зажим смыкается, блокируя пленку. Группа резки с соответствующим резиновым амортизатором отрезает пленку за зажимом. Свободный край пленки прижимается амортизатором к грузу, к которому пленка прилегает ввиду ее естественной клейкости. Далее стабилизированный упакованный поддон выводится на выходной рольганг.
В линию также входят транспортерное устройство для перемещения бутылок, цепной транспортер групповых упаковок, транспортер поддонов. Позиции 5 и 9 (см. рис. 1) осуществляют контроль заполнения бутылок вином, контроль укупорки (опознание отсутствующих укупорочных пробок), наличие и правильность приклеивание этикетки. Дефектная продукция выбраковывается на транспортной ленте.
Производительность линии фасования и упаковывания 1400016 000 бут/ ч. Суммарно установленная мощность 180 кВт, расход сжатого воздуха — около 200 м3 / ч (при рабочем давлении 0,6 МПа). Масса комплекта оборудования « 45 тыс / кг.
Таким образом, вниманию читателей представлена схема линии фасования и упаковывания вина в бутылки вместимостью 700 см3 производительностью 12 тыс. бут/ч.
Анализируя состав оборудования, конструктивные особенности машин и аппаратов, их назначение, можно сделать правильный выбор оборудования линии фасования вин как в холодном, так и в горячем состоянии. ®
Г44
ПИВО и НАПИТКИ
5 • 2011
