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1、,第五章 袋装机械,重点掌握制袋充填封口机设计，成型器的种类和设计、计算方法，纵、横封器的封袋方法、结构及设计原理，牵引机构，切袋装置。,第一节 概 述 袋装是用柔性材料制成的包装袋,将粉状、颗粒状、流体或半流体等物品装入其中,然后进行排气(或充气)、封口,以完成产品包装的工艺过程。 制袋用的柔性材料,如纸、蜡纸、塑料薄膜及其复合材料等,即有良好的保护物品的性能,又有质轻、价廉、易印刷、易成型封口、易开启使用、易被处理等特性,因而所制成的袋装产品轻巧、美观、体积小而受人喜爱,是软包装产品中的重要组成部分。其中尤以塑料薄膜及其复合材料的使用较广,发展最为迅速。特别六十年代以来,石油化学工业的高速
2、发展，为软包装提供了丰富多样的柔性包装材料,再加上塑料薄膜具有独特的良好的热封性、印刷性、透明性、防潮防气性等,致使袋装软包装新产品更是层出不穷,有几克乃,至几十克的小袋,有近千克的中袋,也有几十千克重袋包装。内装物由最初的散粒体发展到胶体、液体、气体和大块状的固体,使袋装逐渐与灌装、罐装、裹包等传统的包装形式相互渗透和替代,与此同时,也促进了袋装机不断地更新与发展,我国自六十年代初从国外引进样机,发展到近年来己能自己设计、制造多种袋装设备。各种袋装机应用于食品、日化塑料、化工、农药等工厂的包装工段。 一、包装袋的基本形式 以袋装机加工的塑料包装产品常见袋形分别如下,并参见图5.1。,制袋过程
3、中,一般先纵封,而后横封。故在枕式搭接、对接袋封口缝的全长内,局部会有三层或四层薄膜重迭在一起,这对封口质量有一定影响；扁平式三面封口袋的封口缝全长内层数相等,封接条件较好,但产品外形不对称,美观性稍差,四面封口袋克服了前两者的缺点,但这种袋型的包装材料利用率比前两者稍差；自立式各种袋外形美观,具有自立不倒的优点,便于后续装箱工艺的完成和产品陈列,但对包装材料要求较高,均需使用复合包装材料。,二、典型袋装机的结构及工作原理 由于包装袋形的多样性, 所以完成这些袋形的袋装机械在机型及结构上也带来一定的差异,主要反映在制袋及封口装置上。,图5.1 基本袋形示意图,(一)制袋式袋装机 1.枕式袋装
4、(1)象鼻成型制袋式袋装机 图5.2所示是立式、连续运动制袋式袋装机,可完成纵缝对接封合,装填封口及切断工作。全机除计量装置外,还由象鼻成型器、匀速回转的辊式纵封器、不等速回转的横封器和回转切刀等组成,单张卷筒薄膜经多道导辊和光电管被引入象鼻成型器,将薄膜卷折成圆筒状,被连续回转的纵封辊加热加压热封定型,包装料袋自上而下的连续移动,就是这纵封辊连续回转牵引薄膜的结果。横封器不等速回转,分别将上、下两袋的袋口和袋底封合,纵封器的转轴轴线与横封器回转轴线成空间垂直,因而获得枕式袋,被包装物料经计量装置计量后由导料槽落入袋内,封好口的连续袋由下面回转切刀与固定切刀接触时切断分开。 (2)翻领成型制袋
5、式袋装机,图5.3所示是立式、间歇运动的翻领成型制袋式袋装机,可完成制袋、纵封(搭接或对接)、装填、封口及切断等工作。平张卷筒薄膜经多道导辊引上翻领成型器,由纵封器封合定形,搭接或对接成圆筒状,以计量装置计量后的物料由加料斗通过加料管导入袋底,横封器在封底同时拉袋向下,并对前一满袋封口,又在两袋间切断使之分开,全机各执行机构的动作可由机、电、气、液配合自动完成。 (3)筒形袋袋装机 图5.4所示,这是一种间歇式转盘形包装机,这类包装机采用筒状卷料薄膜作包装材料,每次先封底缝,然后再切下作为包装袋,并交间歇回转工序盘上的夹持手将包装袋从一个工位移向另一个工位,完成装料、整形、封口等工序。其中图3
6、.4是带有筒状薄膜开袋器的袋装机,它能先开袋后夹持,再被封底缝,这类机型在国内外较稀少,但开袋形式十分独特。使用较广的是图3.5所示的机型,它往往是先封底缝、切断、再被夹持,然后开袋,装填物料、封口等,这种机型与立式或卧式直线型袋装机相比,在,工位动作的设计安排上,灵活性可以较大,对一些难装或多种物品要装入的袋装产品,它的适应性特别强。,图3.2 象鼻成型器制袋式袋装机 1-卷筒薄膜,2-象鼻成型器,3-加料斗,4-纵封辊 5-横封辊,6-固定切刀,7-回转切刀,图3.3 翻领成型器制袋式袋装机 1-加料管,2-翻领成型器,3-纵封辊,4-横封辊,图3.4 筒形袋机械开袋式袋装机 1-开袋器，
7、2-切断刀，3-拉袋手，4-封底器 5-装袋，6-封口与卸袋,图3.5 筒型袋袋装机 1-封底器,2-切刀,3-开袋吸嘴,4-加料斗,5-封口器,图3.6 卧式间歇三角形成型器制袋式袋装机 1-三角形成型器,2-纵封器,3-牵引辊,4-隔离板,5-开袋吸嘴,6-加料管,7-横封器,8-牵引辊,9-切刀,2.三面封口扁平式袋装 (1)三角形成型制袋式袋装机 图3.6所示为卧式间歇运动三角形成型器的制袋式袋装机。对折后的薄膜上口有一块隔离板,帮助袋口张开,薄膜料袋的间歇移动靠牵引辊间歇回转带动,制成开口向上的空袋后，可如图所示先行装填,而后横封、切断,也有空袋制成后先行分切交由带夹持手的直线输送链
8、式间歇回转工序盘,在每次运动停歇的工位上进行装袋、封口及卸料。 (2)U形成型制袋式袋装机 这类袋装机见图3.7所示,与图3.6的机型在工作原理上基本相似,仅成型器形式不同而己。 (3)象鼻成型制袋式袋装机 这类袋装机如图3.8所示,它与图3.3所示机型极为相似,这里仅不等速回转的横封器的回转轴线与纵封器回转轴线相互是平行的导致成品不再是枕式袋,而是三面封口扁平袋。,图3.7 U型成型器制袋式袋装机 1-U型成型器,2-纵封辊,3-横封辊,4-切刀,图3.8 象鼻成型器制袋式袋装机 1-象鼻成型器,2-加料斗,3-纵封辊,4-横封辊,5-切刀,图3.9 双卷筒四面封口扁平袋袋装机 1-加料管,
9、2-双道纵封辊,3-横封器,4-切刀,图3.10 双卷筒四面封口扁平袋袋装机 1-缺口导板,2-剖切刀,3-加料管,4-双道纵封辊,5-横封器,6-切刀,3.四面封口扁平式袋装 包装袋形为四面封口扁平袋的制袋式袋装机如图3.9、图3.10所示。图3.9中,两卷单张薄膜经导辊引至双边纵封辊,薄膜成对合筒状。 图3.10中是单卷平张薄膜经在三角形缺口导板1的缺口尖端处有刀片2将运动着的薄膜中央剖切为二片，并经此导板分成两路,再往下先对合纵封,再装料,而后横封、切断。 4.自立袋式袋装 (1)尖顶角形袋制袋式袋装机 这类与图3.2所示机型有许多相似之处,它是应用翻领式成型器制袋,薄膜经过成型器和四个
10、均布的折痕滚轮,再经纵封器封合后成搭接圆筒状,料管下端部分由圆形截面变成方形截面。如图3.11所示折角板使两端收口,横封器横封上、下两道封口并切断,烫底器将自立袋底部烫成平底。,(2)塔形及立方柱形制袋式袋装机 这种机型是间歇制袋装填机,工作原理如图3.12所示,主要用来包装流质饮料,卷筒包装材料经打印装置和过氧化氢( )消毒液槽后,走上最后一道导辊被引导向下,在数次成型环的作用下,同象鼻成型器功能一样,将平张包装材料卷折成圆筒状,包装材料接缝在运动中经无菌空气加热,包装材料通过最后一道成型环时,被压合成纵封缝,流质物料由泵打入进料管引入圆筒状袋内,无菌热空气在料管外进入折成的圆筒内可直达液面
11、,液面上又有螺旋式加热器,它即使材料内壁进行杀菌消毒,又使液面上形成无菌空气层。 横封及切断在料面下进行,横封装置配置方式不同,就形成立方柱形与塔形包装不同产品。塔形包装:上、下两只横封切断器90空间交错,分别作上下及开合运动,完成各包装物品的横封及切断。 立方柱形包装:由两对方角成型模具及横封器在开合及上下运动的复合运动中将液面下的筒状料袋向下拉动并成型封口和切断,切断后的半成品落在间歇运动输送链内,在运动中完成摺角等,(二)给袋式袋装机 1.直移型 这类机型应用事先加工好的各种空袋。工作时,从袋库上每次取出一个袋,送给工序链夹持手,工序链带着空袋在各工位停歇时,完成各包装动作。 图3.13
12、所示为该机型的工艺路线示意图,给袋装置由真空吸头与供袋输送链组成,包装袋工序链上开口、闭口时,有特殊结构使每对夹持手相向运动。包装袋在两个工位上被加热封口,在后个工位上冷压定形,最后夹持手释放,产品下落入出料输送装置。 2.回转型 这类机型是将包装空袋交给间歇回转工序盘,在工序盘停歇中,完成各包装工艺动作。图3.14所示的是能使包装袋内达到一定真空度的全自动真空袋装机工作示意图。空袋平放于纸斗内,靠第一组吸头在袋层上分出一只袋来,靠第二组吸头将袋吸着回转90成直立状交给工序盘的夹持手,然后在各工位上停歇时依次完成打印、张袋装填物料,加入汤汁,预封(封口缝的部分长度),由机,图3.12 立方柱形
13、制袋式袋装机 1-打印装置,2-双氧水槽,3-刀辊,4,6,8-圆环成型器,5-加料管,7-纵封器,9-加热器,10-横封成型切断装置,11-折角装置,图3.13 直移式开袋充填封口机示意图 1-储袋库,2-空袋输送链,3-开袋喷嘴,4,5-加料斗(块料粒),6-加料管(液体物料),7,8-封口器,9-冷确器,械手帮助转移入真空封口工序盘的真空室,在真空室内以抽真空后进行电热丝脉冲封口、冷却。最后真空解除,真空室打开、夹持手张开释放出包装成品来。,图3.14 回转式开袋充填封口机示意图 1-储袋库,2-取袋吸嘴,3-上袋吸头,4-充填转盘,5-打印器,6-夹袋手,7-开袋吸头,8-加料管,9-
14、加液管,10-预封器,11-送袋机械,12-真空密封转盘,13-第一级真空室,14-第二级真空室,15-热封室,16,17-冷却室,这类给袋式袋装机完成的袋装产品,可以是三面封口式、四面封口式自立袋,制袋用的材料主要是塑料薄膜与其它材料的复合材料。对于单层薄膜的袋,因取袋、供袋的困难而不能应用。 综上所述,袋装机的机型较多,它们虽有外在差别,又有内在的联系,为便于研究,可对袋装机分类如下: 按包装袋来源分:制袋式袋装机、给袋式袋装机。 按总体布局分:立式或卧式袋装机。 按运动形式分:连续或间歇运动的袋装机、直移或回转式袋装机。,自动化程度较高的装袋机上,经常使用卷筒包装材料,一面由制袋成型器制
15、袋,一面进行充填包装。成型器是一个关键另件,对包装形式、袋的尺寸及产品包装质量等有直接影响。 一、常用的制袋成型器形式及特点 常用的成型器有翻领成型器、象鼻成型器、三角成型器和型成型器等。如图3.15所示,在结构、性能上大体有如下一些特点: 1.翻领成型器:如图3.15(a)所示平张薄膜拉过该成形器后就成搭接或对接圆筒状。在常用的几种成型器中,它的成形阻力较大,易使薄膜产生变形,使之发皱或撕裂,故对塑料薄膜适应性差,而对复合膜适应性较好,它常用于立式枕型制袋包装机上,包装粉状、颗料状物料。每种规格的成型器只能成型一种规格的袋宽,当袋宽规格发生变化时,就要更换相应尺寸的成型器。而且,成型器的设计
16、、制造及调试都较复杂。,第二节 制袋成型器的设计计算,图3.15 常见制袋成型器示意图,2.三角成型器:如图3.15(b)所示,它由等腰锐角三角形板与平行导辊一起联结在基板上而成的。它是最简单的一种成型器,它具有一定的通用性,即能适应袋子的尺寸变化较大的需要,此时只要调节基板的上下位置即可。故此种成形器的适用范围广泛,不论立式、卧式、间歇运动或连续运动的三面、四面制袋包装机上都有应用。 3.象鼻成型器:如图3.15(c)所示,该成型器类似象鼻的形状,平张薄膜拉过该成型器时,薄膜变化较平缓,故成型的阻力比翻领成型器的阻力小,适用于塑料单膜的成型,它常用于立式连续三面封口制袋包装机及枕式对接制袋包装机上。但是,对制造同一尺寸的枕形袋所需对应的成型器,象鼻成形器的结构尺寸比翻领式结构尺寸大,薄膜也易于跑偏,同样,该成型器只能成型同一宽度的袋形。 4.形成型器:如图3.15(d)所示,它是在三角形成器基础上改装而成的,薄膜在卷曲成型中受力状态比三角成
