利用電磁力工作的金屬蓋封裝機的製作方法

2023-05-30 11:58:51 2

專利名稱：利用電磁力工作的金屬蓋封裝機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用電磁感應力作用於非金屬容器的金屬蓋子來進行封裝的機電一體化裝置。
現在使用的非金屬(玻璃、陶瓷或塑料制的)容器的金屬蓋封裝機，普遍採用機械式旋壓封裝工藝來給容器加上密封金屬蓋。在現有技術中，申請號為87204437名稱為「壓蓋機的壓蓋頭」的實用新型專利和申請號為90206754.0名稱為「軋壓冠形瓶蓋封口機械裝置」的實用新型專利中，都需要採用一個壓蓋頭，通過對金屬蓋的機械接觸，施加機械壓力並旋轉壓制，來實現蓋子與容器的封裝。這種封裝工藝不可避免地存在著機械磨損，貼膜性較差，封裝質量不穩定，容易使玻璃、陶瓷等制的容器破裂等缺點；申請號為90201601.6名稱為「螺旋瓶口封蓋機」的實用新型專利中，雖然其擰蓋卡頭採用了磙臺和卡套靠彈簧和鋼球的鎖定機構，當瓶蓋擰緊時，卡套停止旋轉，磙臺空轉，從而使容器破損率降低，但是，這種方式由於仍有壓蓋頭的機械接觸，所以上述的其他缺點仍然存在。此外，機械接觸封蓋方式還存在不能防偽和不易實現無菌操作等缺點。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術中的不足之處而提供一種利用電磁感應力來進行金屬蓋封裝的機電一體化裝置。
本實用新型主要由電磁力封裝部分和機械傳動部分組成。
其中，電磁力封裝部分由直流充電機、脈衝儲能電容器、放電開關以及由磁體和激磁器構成的磁頭組成；機械傳動部分由聯動機構和傳動機構組成，聯動機構主要包括定位託盤、導向器和聯動杆；傳動機構主要包括電動機、減速機構和凸輪。
附圖的圖面說明如下


圖1為利用電磁力工作的金屬蓋封裝機的作用原理圖。圖中，1為磁體，2為激磁器，3為瓶蓋，4為瓶蓋變形前的形狀，5為瓶蓋變形後的形狀，6為氣隙，30為直流充電機，31為脈衝儲能電容器，32為放電開關。
圖2為聯動機構示意圖。圖中，7為導向器，8為定位託盤，9為聯動杆，10為磁頭(它由
圖1中的磁體1和激磁器2構成)，11為容器(以瓶子為例)。
圖3為傳動機構示意圖。圖中，14為凸輪，15為減速機構，16為電動機。
圖4為一種半自動單頭式利用電磁力工作的金屬蓋封裝機外形圖。圖中，18為電纜夾管，19為磁體支撐，22為主立柱，23為機櫃，24為門，25為腳支撐，26為控制顯示板，27為手柄，28為型號標牌，29為通風百頁窗。
圖5為瓶口形狀的例子。圖中，12為瓶口環箍(上面有凸出的「中國名酒」字樣，瓶口螺紋可做成用來防偽的非標準形狀)；13為瓶口頸部上端，凸出的「中國名酒」字樣也可做在此處。
結合附圖作進一步詳述參見
圖1至圖3。本實用新型主要由電磁力封裝部分和機械傳動部分組成。
其中，電磁力封裝部分由直流充電機(30)、脈衝儲能電容器(31)、放電開關(32)以及由磁體(1)和激磁器(2)構成的磁頭(10)組成，直流充電機(30)與脈衝儲能電容器(31)並聯後，再與放電開關(32)和磁體(1)串聯，激磁器(2)位於磁體(1)的中央並被磁體(1)包圍。機械傳動部分由聯動機構和傳動機構組成，聯動機構主要包括定位託盤(8)、導向器(7)和聯動杆(9)，而傳動機構主要包括電動機(16)、減速機構(15)和凸輪(14)。其封裝的過程是一開始，瓶口尚未升入磁頭(10)中時，放電開關(32)是不導通的。此時，充電機(30)向脈衝儲能電容器(31)充電，使其存儲足夠的能量，達到工作電壓後，聯動機構將放在定位託盤(8)中的容器(11)經導向器(7)向上傳動到磁頭(10)中，觸發放電開關(32)導通，脈衝儲能電容器(31)經磁體(1)放電，在磁體(1)中產生一個放電脈衝，並在金屬瓶蓋(3)與激磁器(2)之間的氣隙中產生脈衝強磁場B，與此同時，金屬瓶蓋(3)上也感應出感生電流。由楞次定理可知，此感生電流與強磁場相互作用，在瓶蓋上產生一個向內的徑向壓力。當此壓力的幅值超過金屬瓶蓋材料的屈服極限時，金屬瓶蓋(3)即產生塑性變形而實現與瓶口的封裝。
本實用新型的激磁器(2)是對應於不同瓶口形狀而特別設計的，它根據特定瓶口的形狀向氣隙提供一定的磁場位形，使瓶蓋在電磁感應力作用下按照瓶口形狀的要求來變形。由於各種容器的瓶口可以設計成不同的形狀，而每一種形狀的瓶口只能採用相應的激磁器才能封緊，因此這一特點可以用來達到防偽的目的。還可以採用進一步的防偽措施，即在瓶口的環箍或頸部上端加上凹凸形狀的標誌如商標、廠家名稱等，當採用電磁力進行金屬蓋封裝時，在瓶蓋與環箍或頸部上端的連接處可以很好地復現出這些凹凸標誌，而採用普通的機械式旋壓瓶蓋封裝機就無法做到這一點。
本實用新型下面將結合實施例作進一步說明
參見
圖1至圖3。一開始，瓶口尚未升入磁頭(10)中時，放電開關(32)是不導通的。此時，功率為P＝0.5KJ／S的充電機(30)向容量為C＝5μf的脈衝儲能電容器(31)充電，使其存儲足夠的能量，達到工作電壓U＝14KV後，圖3中由電動機(16)、減速機構(15)和凸輪(14)組成的傳動機構使聯動杆(9)向上運動，將放在圖2的定位託盤(8)中的容器(11)經導向器(7)傳動到由磁體(1)和激磁器(2)構成的磁頭(10)中，觸發
圖1中的放電開關(32)導通，此開關選用美國GE公司的引燃管(型號為GL－7703)，它導通後，脈衝儲能電容器(31)經磁體(1)放電，磁體(1)的電感L≈1.2μH，脈衝儲能電容器(31)放電時，在磁體(1)中產生一個周期為十幾微秒的放電脈衝，並在金屬瓶蓋(3)與激磁器(2)之間的氣隙中產生脈衝強磁場B，與此同時，金屬瓶蓋(3)上也感應出感生電流。由楞次定理可知，此感生電流與強磁場相互作用，在瓶蓋上產生一個向內的徑向壓力。當此壓力的幅值超過金屬瓶蓋材料的屈服極限時，金屬瓶蓋(3)即產生塑性變形而實現與瓶口的封裝。
本實施例的激磁器(2)是適應於圖5的特定瓶口形狀而專門設計的。在圖5(a)的瓶口設計中，瓶口環箍上有凸出的「中國名酒」字樣，激磁器(2)根據瓶口的形狀(包括存在的凹凸字樣或標誌)向氣隙提供一定的磁場位形，使金屬瓶蓋(3)在電磁感應力的作用下按照瓶口形狀的要求來變形。在圖5(b)中，是將「中國名酒」字樣做在瓶頸上部。還可以將瓶口的螺紋做成非標準形狀，以區別於通常採用的標準螺紋，用以防偽。在本實施例中，由於激磁器(2)根據瓶口的特定形狀向氣隙提供了相應的磁場位形，當採用電磁力進行金屬蓋封裝時，在瓶蓋與環箍或頸部上端的連接處就可以清晰地復現出「中國名酒」的凹凸字樣。
圖4是實施例的半自動單頭式利用電磁力工作的金屬蓋封裝機的外形圖。也可以做成多頭式單元機器，還可以與線體一起組成全自動單頭或多頭生產線，封裝速率可從幾十瓶／小時至幾千瓶／小時。組成全自動生產線時，電磁封裝部分的結構可以基本上保持不變，只需要對機械傳動部分進行相應的改變即可。在本實施例中，採用以上選擇的電氣參數、機械結構再加上相應的控制、觸發、傳感、保護及相應的激磁器，就可以製造出一臺封裝速率為1000～2000臺／小時的半自動單頭式電磁力金屬蓋封裝機。
本實用新型相比現有技術具有如下優點1、無機械接觸，因而不存在由於機械磨損而使瓶蓋封裝質量不穩定的問題。
2、封裝質量穩定、可靠。封裝過程可以精確控制，重複性好。
3、貼膜性好。瓶蓋能完全反映出瓶口的凹凸形狀。
4、可以防偽。通過設計特定瓶口的形狀和／或在瓶口的環箍或頸部上端加上一些凹凸標誌，瓶蓋封緊後，會復現出這些標誌，從而達到防偽的目的。普通機械接觸式旋壓封裝機就無法做到這一點。
5、能完全消除封裝易碎容器時容易產生的容器破裂現象。
6、易於實現無菌操作。強磁場不僅對金屬材料產生電磁力，而且具有殺菌作用。
7、易於實現自動化操作。
由於具有以上許多優點，這種利用電磁力工作的金屬蓋封裝機可以廣泛地應用於食品、飲料、醫藥等領域的金屬瓶蓋的封裝。
權利要求1.一種利用電磁力工作的金屬蓋封裝機，它主要由電磁力封裝部分和機械傳動部分組成，其特徵在於電磁力封裝部分由直流充電機(30)、脈衝儲能電容器(31)、放電開關(32)以及由磁體(1)和激磁器(2)構成的磁頭(10)組成，直流充電機(30)與脈衝儲能電容器(31)並聯後，再與放電開關(32)和磁體(1)串聯，激磁器(2)位於磁體(1)的中央並被磁體(1)包圍。
2.根據權利要求1所述的利用電磁力工作的金屬蓋封裝機，其特徵在於激磁器(2)是對應於不同瓶口形狀而特別設計的。
專利摘要一種利用電磁感應力作用於非金屬容器的金屬蓋子來進行封裝的機電一體化裝置，主要由電磁力封裝部分和機械傳動部分組成。其中，電磁力封裝部分由直流充電機、脈衝儲能電容器、導通開關以及由磁體和激磁器構成的磁頭等組成；機械傳動部分由定位託盤、導向器及傳動裝置組成。本實用新型具有無機械磨損、封裝質量穩定可靠、貼膜性好、完全無破損、可以防偽、易於實現無菌操作和自動化操作等優點，可廣泛應用於食品、飲料、醫藥等領域的金屬瓶蓋的封裝。
文檔編號B67B3/02GK2130804SQ92230788
公開日1993年4月28日 申請日期1992年8月20日 優先權日1992年8月20日
發明者周仁崇, 林亞東, 李小濱 申請人:珠海通用磁電有限公司