自力式裝箱機的製作方法

2023-05-28 01:23:41 2

專利名稱：自力式裝箱機的製作方法
技術領域：
本發明涉及啤酒包裝機械領域的裝箱機。
裝箱機是使用於啤酒廠包裝車間結尾工段的機械裝置，用於將成品啤酒瓶從輸瓶鏈道上取下裝入塑料箱並將其輸送離開。
無論是發達國家還是國內，裝箱機的結構和運動模式大抵雷同都是用一套精密複雜的驅動系統，以動力輸入(6-8kw)驅動夾持機構從輸瓶鏈道上夾持酒瓶作垂直提升、曲線水平位移、下降，最後將酒瓶松落於塑箱內；裝過瓶的塑箱被動力(1-2kw)驅動的水平輸箱鏈道送出。
這樣的裝箱機的共同特點除了都須要有動力輸入，更突出的問題是驅動系統，尤其是夾持機構的驅動系統過分精密複雜，控制繁鎖造成裝箱機售價高昂。以每小時20000瓶的裝箱機為例，國產的單臺售價35萬-50萬元，進口的更高，西德克朗斯的裝箱機甚致賣到幾百萬元！致使國內80％以上的中小啤酒廠在購置生產線時都對裝箱機望而生畏，不予購買，寧肯採用人工裝箱。這就帶來兩個方面的問題一是工人勞動強度大，人身安全得不到保障，二是裝箱機市場的極度蕭條。
本發明的目的是開發一種結構和運行方式與現有技術完全不同的新型裝箱機，它的裝箱和出箱動作無須動力輸入(只須微量控制能量)，而是藉助簡單巧妙的械機力學結構，利用待裝箱啤酒瓶自身的固有重力位置勢能自力式完成。這種沒有動力驅動系統的自力式裝箱機在達到同樣裝箱速度和其它有關指標的前提下，售價卻不超過現有技術裝箱機的1/5！為達到發明目的所採取的技術方案一結構(參照附

圖1自力式裝箱機結構示意圖)
1、裝箱部分①可左右水平平行聯動改變位置的託杆(1)4根，待裝箱的酒瓶分4列被其後的酒瓶推動進入其上並達到4×6個；②可上下改變位置的檔板(2)，作用是按程序要求放開或阻檔酒瓶進入託杆(1)；③夾持酒瓶的夾持機構(3)(注該技術為本人申報並被專利局受理初審合格並予以公布的專利技術，申請號99106276.0，公布號CN1241518A)作用是利用氣缸(4)的動作控制該機構的夾杆夾持和釋放酒瓶；④經鋼絲繩將(3)和配重(5)連接並被滑輪支承，可以使夾持機構和配重垂直升降，配重的重力大於夾持機構的重量但小於夾持機構和24瓶啤酒的總重量。
⑤(14)為減小(3)上下運動至終點的撞擊力的緩衝機構。
2、出箱部分①水平滑道(6)，待裝瓶空塑箱(13)由此進入裝箱位置；②傾斜滑道(7)，裝過瓶的重塑箱由此斜向下滑出；③可以繞固定於(6)、(7)拐點的軸轉動，並被其支承的託箱機構8)，其右前端固定的軸套可限制塑箱向右運動的終點位置；④(9)是剛性固定於(8)的以固定於(6)、(7)拐點的軸為圓心的圓弧滑道，其下部有勾槽；⑤(10)是電磁動作機構，其勾齒在(8)處於水平位置時勾住(9)的勾槽。當電磁機構通電動作時，勾齒打開，可以使(8)繞軸轉動下落後，(8)的右端限位裝置的最高點須低於滑道平面；⑥(8)的右前端下部固定有復位彈簧(11)；⑦垂直於滑道前進方向固定的軸支承著可以繞其轉動的擺臂槓桿(12)，當其上端被壓下時，下端可以上抬壓縮處於最低位置的(8)的(11)；二、運行狀態模式及相關程序1、初始狀態(1)處於支承酒瓶位置；(2)處於打開位置；(3)處於垂直最高位置；(4)處於斷氣不壓縮狀態，(3)之夾杆處於打開不夾持酒瓶狀態；(5)處於垂直最低位置；(8)處於水平位置；(9)的下部勾槽被(10)的勾齒勾住；(12)的上端拾起。
2、動作程序空塑箱由(6)進入(8)並被其限位，相關傳感器發出信號；四列酒瓶沿託杆前行並達到6個瓶位，相關傳感器發出信號；以上二條件同時具備，兩傳感器的信號經「與」門信號裝置作用發出控制信號，此控制作用使①(4)給氣，氣缸推動夾杆夾持酒瓶；②(1)水平位移，與隔柵對齊，酒瓶失去支承；③擋板垂直動作，擋住第七個酒瓶；以上共同作用的結果夾持機構(3)夾持酒瓶克服配重(5)之重力垂直下降使酒瓶落入塑箱內。
當酒瓶落至最低點時，相關傳感器發出信號，此信號控制(4)斷氣，使(3)之夾杆復位將酒瓶松落於塑箱內。
松落了酒瓶的夾持機構(3)因其重力小於(5)之重力，被下落的(5)牽引上升復位。
當夾持機構(3)復位至最高點時，相關傳感器發出信號，此信號控制①託杆復位處於支承酒瓶位置；②擋板復位處於放開酒瓶位置；③電磁動作機構(10)瞬時通電動作，勾齒離開(9)的勾槽，(8)繞軸轉動下落，其右端最高點低於滑道(7)之滑動平面。
以上共同作用的結果後續酒瓶進入託杆；裝過瓶的重塑箱因傾斜受力和後續空箱之推力共同作用沿傾斜滑道(7)滑出。
下滑過程中，重塑箱將(12)的上端壓下，(12)之下端拾起，壓縮處於傾斜狀態的(8)的右前端下部的復位彈簧(11)，使其儲能。因重塑箱受力大於後續空塑箱，其前進速度較後續空塑箱要快，致使兩塑箱之間拉開一小段距離。當重塑箱的後下沿離開(8)之右前端時，儲能的彈簧使託著空塑箱的(8)復位於水平狀態，同時(9)的勾槽被有彈簧作用的勾齒勾住定位，使(8)保持水平位置。(參照附圖2託箱、擺臂機構動作過程示意圖)當後續空箱水平運動至(8)的規定位置，同時託杆上的酒瓶達到4×6個時，又開始新一循環的裝箱動作。
與現有技術相比，該發明最顯著的優點和進步以及意義在於1、現有技術的裝箱機，酒瓶夾持機構和輸重箱鏈道的驅動，特別是前者，從結構上佔去了裝箱機2/3的內容，而且它們的材質要求嚴，加工精度高，裝配複雜，是裝箱機成本乃至價格高揚的根本原因。該發明無須動力輸入的自力式結構完全取代了這兩部分，因此製造容易，成本降低，售價低於現有技術裝箱機的1/5。
2、結構雖然簡化，但運行速度和可靠性卻反而提高。
現有技術裝箱機的夾持機構夾持酒瓶所作的垂直提升、曲線水平位移，下降動作，它的垂直提升距離2-3倍於酒瓶高度，而整個動作軌跡長度6-8倍於酒瓶高度。而該發明酒瓶的裝箱動作距離，即垂直降落高度略大於酒瓶一倍高度。動作距離的成倍縮短相對就提高了裝箱速度。因此儘管該發明的裝箱機每一動作循環只裝一箱(24瓶)，但它的速度並不低於現有技術的每一動作循環裝2-3箱的裝箱機。而在達到同樣效果的前提下，機械結構越簡單，其可靠性越高，而且運行、維修成本低。
3、節約能源，迎合世界新技術潮流。
現有技術裝箱機動作模式絕大多數是利用能源驅動將酒瓶在原位垂直提升2-3倍酒瓶高度後再回落至原位；相比該發明使酒瓶在原位垂直下落並以下落酒瓶的重力勢能聯鎖產生其它一系列相關動作的自力式裝箱動作模式，前者明顯屬於能源的無用消耗！實際上現有技術的裝箱機動力輸入一般為6-8千瓦，而該發明的裝箱機沒有動力輸入，只有很少量的控制能量輸入，包括夾持機構氣缸，託杆、檔板氣缸用氣，電磁動作機構用電，合在一起也不超過6-8百瓦，僅及前者的1/10！從能源消耗角度看是非常符合世界新技術潮流的。
4、遍觀世界乃至國內裝箱機製造技術，除了某些枝節的改進，結構和動作模式皆已成定型，千人一面，無大的突破性的升級換代，反而有越來越複雜的發展趨勢，尤其是國內，幾乎完全照搬國外。該發明對現有技術的「傷筋動骨」，也許會呼喚出一個裝箱機的新時代！
權利要求
應用於自力式裝箱機的獨特的技術方案，其特徵在於1、對於裝箱機的裝箱動作而言，儘管最終動作都是將酒瓶裝入塑料箱內，但是已有技術的裝箱機，在最終動作之前，都有一個將酒瓶從原位垂直提升2-3倍酒瓶高度的距離的過程，因而必須有動力輸入驅動夾持機構夾持酒瓶提升作功；而該發明所採取的技術方案是待裝瓶的塑箱處於水平位置(對塑箱口平面或底面而言)，待裝箱的酒瓶被託杆支承並垂直對準塑料箱的相對應位置，在裝箱過程中，它們無須提升，只是當失去託杆支承，便可靠重力由原位自力式落入塑箱內；因此夾持機構不作水平位移，只作垂直升降，且該升降不是靠外力驅動，而是靠酒瓶本身固有的位置重力勢能，利用裝箱動作程序的夾持和松落酒瓶的必然變化以及與夾持機構有機械聯繫因而形成相互作用的力學系統的配重自力式產生的夾持機構夾持酒瓶，二者重量之和大於配重重力，同時支承酒瓶的託杆受控不再支承酒瓶，此差值使酒瓶下落而配重上升；當酒瓶松落後，夾持機構的重量小於配重重力，此差值又使升高的配重下降牽引夾持機構上升復位，完成一個裝箱動作的循環。
2.不論何種裝箱機，裝過酒瓶的塑箱必須離開原位，即完成出箱動作，已有技術的裝箱機，是靠動力驅動輸箱鏈道來完成該出箱動作的；而該發明所採取的技術方案是空塑箱由水平滑道進入，重塑箱由傾斜滑道滑出，兩滑道的拐點連接處固定著軸，託箱機構可以繞軸轉動並被其支承，該機構在裝箱時處於水平位置並被限位機構所確定，空塑箱由水平滑道導引進入託箱機構且被其前端的限位機構所阻擋而定位；完成裝箱動作後，託箱機構的水平限位機構動作，使其繞軸轉動下落，使重塑箱由水平變為傾斜向下，失去託箱機構的支承轉而受傾斜滑道的支承，重塑箱本身重力在斜面方向上的分力使其沿傾斜滑道滑出，實現無動力、即自力式出箱。
3.沿傾斜滑道滑出的重塑箱具有一定的位置勢能和速度動能，它作用於該發明特有的機構—可以繞垂直於塑箱前進方向固定於傾斜滑道的軸轉動的擺臂，它的上端被重塑箱壓下與滑道滑動面等高，另一端，即下端被抬高壓縮固定於託箱機構前端下部的復位彈簧，使其儲能，託箱機構前端上部的限位機構的最高點與重塑箱底面產生摩擦相對運動，待重塑箱的後下沿脫離託箱機構，儲能的彈簧託起託箱機構使其復位恢復水平位置並被定位，實現了託箱機構的自力式復位。
全文摘要
本發明採用新穎奇特的結構和運行方式,利用待裝箱啤酒瓶自身固有的重力位置勢能,自力式完成裝箱機所須要完成的一系列裝箱和出箱動作,而無須動力輸入(只需很少的控制能量)因甩掉了與輸入動力有關的設備和控制,故以該技術方案生產的裝箱機結構簡單巧妙,製造容易、運行可靠、節省能源。其銷售價格不超過現有技術裝箱機的1/5,可實現很高的科技附加值。
文檔編號B65G47/57GK1264669SQ0010571
公開日2000年8月30日 申請日期2000年4月4日 優先權日2000年4月4日
發明者董鐵民 申請人:董鐵民