Устройство для термоимпульсной сварки полимерных пленок

 

Использование: изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки из полимерных пленок пакетов для молока и других жидких, пастообразных и сыпучих веществ для повышения надежности устройства в работе и качества сварки . Сущность изобретения; в устройстве для термоимпульсной сварки полимерных пленок рабочая часть нагревательного элемента в. поперечном сечении имеет Изобретение относится к сварке пластмасс , а именно устройствам для сварки из полимерных пленок пакетов для молока и других жидких, пастообразных и сыпучих веществ. Известно устройство для термоимпульсной сварки полимерных пленок; содержащее нагревательный элемент с боковыми сварочными участками, продольным осевым режущим выступом и выводами, основание с диэлектрической плоской опорой для нагревательного элемента, предохранительступенчато-выпуклую форму. При этом продольный осевой режущий выступ и боковые сварочные участки нагревательного элементы выполнены в поперечном сечении одинаковой толщины и выпуклыми. Рабочая поверхность диэлектрической опоры выполнена по форме нагревательного элемента. Кроме того, выводы нагревательного элемента выполнены с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение сварочных участков. Поперечное сечение выводов нагревательного элемента больше поперечного сечения сварочныхучастков в два раза. Токопроводящие зажимы снабжены Г-образной скобой. Верхняя часть скобы связана с токоподводящим винтом и имеет паз для вертикального перемещения относительно него. Нижняя часть .скобы расположена с возможностью взаимодействия одной стороной с торцовым участком стопорного винта и второй стороной - с выводами нагревательного элемента равномерно по всей его контактной поверхности . 3 з,п.ф-лы. 7 ил. ные термостойкие прокладки и механизм прижима полимерных пленок. К недостаткам этого устройства относится то, что нагревательный элемент слева .и справа относительно продольного осевого резко выступающего остроконечного режущего выступа имеет целый ряд чередующихся плоских и полуцилиндрических участков, в результате чего значительно увеличиваются его габариты и энергопотребление. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство СО с N1 О О СЛ СЛ GJ

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 29 С 65/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4918326/05 (22) 11,03,91 (46) 23,01.93. Бюл. № 3 (71) Научно-производственное объединение

"Жил коммунтехника" (72) А.И.Панасюк и В.В.Горбачев (73) А,И.Панасюк (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 526514, кл. В 29 С 65/38, 1976, Патент Франции ¹ 2414393, кл. В 29 С

27/06, 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОИМПУЛЬСНОЙ СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК (57) Использование; изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к устройствам для сварки из полимерных пленок пакетов для молока и других жидких, пастообразных и сыпучих веществ для повышения надежности устройства в работе и качества сварки. Сущность изобретения:, в устройстве для

Термоимпульсной сварки полимерных пленок рабочая часть нагревательного элеменТа в поперечном сечении имеет

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно устройствам для сварки из полимерных пленок пакетов для молока и других жидких, пастообразных и сыпучих веществ.

Известно устройство для термоимпульсной сварки полимерных пленок; содержащее нагревательный элемент с боковыми сварочными участками, продольным осевым режущим выступом и выводами. основание с диэлектрической плоской опорой для нагревател ьного элемента, предохранитель„„Я,, 1790515 А3 ступенчато-выпуклую форму. При этом продольный осевой режущий выступ и боковые сварочные участки нагревательного элеменT6I BbllloliHeHbl в поперечном сечении одинаковой толщины и выпуклыми. Рабочая поверхность диэлектрической опоры выполнена по форме нагревательного элемента, Кроме того, выводы нагревательного элемента выполнены с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение сварочных участков. Поперечное сечение выводов нагревательного элемента больше поперечного сечения сварочныхучастков вдва раза.

Токопроводящие зажимы снабжены Г-образной скобой. Верхняя часть скобы связана с токоподводящим винтом и имеет паз для вертикального перемещения относительно него, Нижняя часть.скобы расположена с возможностью взаимодействия одной стороной с торцовым участком стопорного винта и второй стороной — с выводами нагревательного элемента равномерно flo всей его контактной поверхности. 3 з,п,ф-лы. 7 ил. ные термостойкие прокладки и механизм при жима полимерных пленок.

К недостаткам этого устройства относится то, что нагревательный элемент слева и справа относительно продольного осевого резко выступающего остроконечного режущего выступа имеет целый ряд чередующихся плоских и полуцилиндрических участков, в результате чего значительно увеличиваются его габариты и энергопотребление, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство

1790515 для термоимпульсной сварки полимерных, пленок, содержащее нагревательный элемент, включающий рабочую часть с боковыми сварочными участками и продольным осевым режущим выступом и выводы, токопродводящие зажимы со стопорным и токоподводящим винтами, основание с диэлектрической опорой для нагревательного э 6ментэ;"йфедохранительные термостойкие првкладки, систему водяного охлаждения и механизм прижима., Недостатки известного устройства заключаются в следующем: во-первых, в нагревательном элементе продольный осевой режущий выступ выполнен остроконечным и резко выступающим, в результате чего очень быстро выходят из строя (прорезаются) термостойкие прокладки, что приводит к увеличению простоев,. связанных с их заменой, снижению надежности работы и производительности; во-вторых, диэлектрическая опора основания выполнена плоской и соприкасается только с плоскими участками нагревательного элемента, в все остальные его части не соприкасаются и находятся в свободном приподнятом состоянии, в результате чего выступающие участки, в том числе и продольный осевой режущий вь1ступ, под действием высокого давления (при и рижатии полимерных пленок) и резкого размягчения металла (при интенсивном увеличении накала) начинают деформироваться, высота выступов постепенно уменьшается, появляются прогибы, которые отрицательно влияют на качество отрезки полимерных пленок); в-третьих, в нагревательном элементе боковые сварочные участки имеют плоскую форму, поэтому перпендикулярно воздействующий на них механизм прижима создает по всей их площади равномерное давление, а также обеспечивает равномерное распределение и соединение разогретой массы обеих полимерных пленок, однако при этом толщина полимерной пленки со стороны нагревательного элемента несколько уменьшается и вследствие этого в зоне разделения двух сваренных полимерных пленок и контакта с продуктом создается продавленное, самое уязвимое место, что отрицательно сказывается на качестве изготовления изделий, причем в указанной зоне под действием собственного веса, помещенного в пакет продукта, создается ко всему еще и максимально напряженный участок, который значительно способствует разрыву пленки в передавленном месте и большим потерям продукта;

50 в-четвертых, поперечное сечение выводов и поперечное сечение рабочего участка нагревательного элемента между собой равны, поэтому плотность тока и степень их разогрева также одинаковые, и токоподводящие зажимы неоправданно сильно перегреваются, что приводит к подгорэнию и образованию трещин в электроизоляционных элементах, созданию условий к электрическому пробою. значительному снижению долговечности и надежности работы: в — пятых, конструктивное выполнение токоподводящих зажимов предусматривает взаимодействие торцевых частей стопорных винтов в упор непосредственно с выводами нагревательного элемента, в результате чего их концы выгибаются, уменьшая площадь контакта и токопропускную способность, увеличивая падение напряжения и снижая рабочий ток и степень накала рабочей части нагревательного элемента, что отрицательного сказывается на качестве сварки изделий, Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе и качества сварки, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для термоимпульсной сварки полимерных пленок, содержащем нагревательный элемент, включающий рабочую часть с боковыми сварочными участками и продольным осевым режущим выступом и выводы, токоподводящие зажимы со стопорным и токоподводящим винтами, основание с диэлектрической опорой для нагревательного элемента, предохранительные термостойкие прокладки, систему водяного охлаждения и механизм прижима, согласно изобретению рабочая часть нагревательного элемента в поперечном сечении имеет ступенчато-выпуклую форму, при этом продольный осевой режущий выступ и боковые сварочные участки нагревательного элемента выполнены в поперечном сечении одинаковой толщины и выпуклыми, а рабочая поверхность диэлектрической опо-. ры выполнена по форме нагревательного элемента, Кроме того, выводы нагревательного элемента выполнены с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение сварочных участков. Поперечное сечение выводов нагревательного элемента больше поперечного сечения сварочных участков в два раза.

Токоподводящие зажимы снабжены Гобразной скобой, верхняя часть которой связана с токоподводящим винтом и имеет паз для вертикального перемещения относительно него, а нижняя часть расположена

1790515

10

20

35

50 зом с возможностью взаимодействия одной стороной с торцевым участком стопорного винта и второй стороной —,с выводами нагревательного элемента равномерно по всей его контактной поверхности.

На фиг.1 схематично изображено устройство: на фиг.2 — разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 — токоподводящий зажим, вид по стрелке Б на фиг,1; на фиг,4 — нагревательный элемент; на фиг.5 — сечение  — В на фиг.4; на фиг.6,—. фрагмент зажима и сварки полимерных пленок; на фиг.7 — фрагмент завершения сварки и отделения пакета от бесконечного рукава из полимерной пленки.

Устройство для термоимпульсной сварки полимерных пленок содержит нагревательный элемент 1, диэлектрическую опору

2, основание 3, токоподводящие зажимы 4, захваты 5, систему 6 водяного охлаждения и механизм-7 прижима, состоящий из несущей платформы 8„направляющих 9, возвратной пружины 10, эластичной подушки

11 и амортизатора 12 (фиг.1,2,6).

Нагревательный элемент 1 и эластичная подушка 11 снабжены предохранительными термостойкими прокладками 3, 14 и держателями 15, 16.

Нагревательный элемент 1 состоит из рабочей части, включающий боковые сварочные участки 17; 18 и продольный осевой режущий выступ 19, и выводов 20, при этом рабочая часть нагревательного элемента 1 имеет в поперечном сечении (фиг,5) ступенчато-выпуклую форму, т,е. боковые сварочные участки 17, 18 и продольный осевой режущий выступ 19 выполнены выпуклыми и имеют в поперечном сечении одийаковую толщину.

Выводы 20 нагревательного элемента 1 по сравнению с его рабочей частью имеют большее поперечное сечение, например, в два раза (фиг,4).

Диэлектрическая опора 2 жестко закреплена на основании 3 и ее рабочая поверхность имеет точно форму боковых сварочных участков 17, 18 и продольного режущего выступа 19, т.е. она полностью дублируется ступенчато-выпуклую форму рабочей части нагревательного элемента 1.

Токоподводящие зажимы 4 (фиг.1,3) состоят из токопроводящей llllBGTNHbl 21, закрепленной с помощью винта 22, и электроизоляционной колодки 23, шарнирно соединенной посредством оси 24.с основанием 3 и подпружиненной относительно него с помощью толкающей пружины 25.

Пластина 21 имеет сквозной паз 26 и снабжена токоподводящим винтом 27 для соединения с кабельным выводом 28 импульсного трансформатора (на чертежах не показан) и стопорным винтом 29 для зажима вывода 20 нагревательного элемента, Пластина 21 также имеет дополнительный соединительный элемент 30, выполненный в виде Г-образной скобы, верхняя часть которой связана с токоподводящим винтом 27 и имеет паз 31 для вертикального перемещения относительно него,. а нижняя часть имеет- возможность одной стороной взаимодействовать с торцевым участком стопорного винта 29 и второй противоположной стороной — с выводом 20 нагревательного элемента равномерно по всей его контактной поверхности (фиг.3), увеличивая контактную поверхность и токопропускную способность, снижая падение напряжения в местах соединения, гарантируя стабильность накала нагревательного элемента и стабильность качества сварки изделий.

С помощью токоподводящих зажимов 4 и толкающих пружин 25 нагревательный элемент 1 натягивается по принципу струны и плотно по всей поверхности прилегают к диэлектрической опоре 2, благодаря чему его наружная ступенчато-выпуклая форма никогда не деформируется и остается неизменной независимо от интенсивности разогрева и длительности эксплуатации, тем самым гарантируется высокая долговечность, надежность работы и качество сварки изделий, Захваты 5 с помощью винтов 32 крепятся к основанию 3 и имеют пазы 33 для обеспечения его вертикального перемещения, гарантируя возможность регулирования усилия взаимодействия с амортизаторами

12 и регулирования величины давления эластичной подушки 11 на нагревательный элемент 1 с учетом обеспечения. высокого качества сварки изделий (фиг.1,6).

Система 6 водяного охлаждения состоит из отверстия 34, выполненного в основании 3 вдоль диэлектрической опоры .2; входного 35 и выходного 36 соединительных узлов водонапорного трубопровода (на чертежах не показан), при этом диэлектрическая опора 2 выполнена из термостойкого стекла или другого подобного материала, а основание — из бронзы, т.е. детали, плотно контактирующие со сварочными участками нагревательного элемента выполнены из диэлектроизоляционных материалов с повышенным теплопоглощением, что способствует высокой эффективности охлаждения, Устройство работает следующим обраПосле доставки полимерной пленки 37 в виде рукава в рабочую зону подается команда на запуск механизма 7 прижима, в

1790515

20

30

55 результате чего платформа 8, преодолевая усилие возвратных пружин 10, начинает перемещаться по направляющим 9 в сторону основания 3.

При прибытии платформы 8 в крайнее рабочее положение с помощью амортизатора 12 с двух сторон осуществляется прижим к захватам 5. свернутой в рукав полимерной пленки 37, а середина с помощью эластичной годушки 11 прижимается к нагревательному элементу 1, плотно охватывая наружную поверхность, причем в силу его ступенчато-выпуклого конструктивного выполнения самое высокое давление создается на вершине продольного осевого режущего выступа 19 и плавна уменьшается сверху вниз до краев боковых сварочных участков 17, 18.

Подается команда на включение импульсного трансформатора (на чертеже не показан), в результате чего íà ега выходе появляется напряжение, которое через кабельные выводы 28, токоподводящие винты

27, промежуточные соединительные элементы 30, токопроводящие пластины 21, стопорные винты 29 и выводы 20 поступает на нагревательный элемент 1, что приводит к возникновению рабочего тока в замкнутой электрической цепи, Появление электрического тока вызывает интенсивный разогрев боковых сварочных участков 17, 18 и продольного осевого режущего выступа 19 нагревательного элемента 1, тепло которого через теплопроводную эластичную прокладку 13 передается 35 на плотно прижатые к нему два слоя полимерной пленки 37, в результате чего они быстро расплавляются и в силу наличия неравномерности распределения давления по поверхности нагревательного элемента 1 сначала выполняется поперечная отрезка двух слоев полимерной пленки 37; а затем осуществляется направленное перераспределение расплавленной массы из повышенной в пониженную зону давления, т.е. расплавленная масса из менее уязвимых

Формула изобретения

1. Устройство для термоимпульсной сварки полимерных пленок, содержащее нагревательный элемент, включающий рабочую часть с боковыми сварочными участками и продольным осевым режущим выступом и выводы, токоподводящие зажимы со стопорным и такоподводящим винтами, основание с диэлектрической опорой зон на вершинах боковых сварочных участков 17, 18 выдавливается в самые уязвимые, претерпевшие большие усилия на разрыв, зоны на краях боковых cBBpO÷íûõ участков

17, 18 нагревательного элемента 1 (фиг.6, 7), образуя там наплывы 38 (многократное утолщение полимерной пленки), что гарантирует высокую прочность сварочных швов., После завершения процесса отрезки и формирования сварочных швов верхней и нижней частей пакетов происходит отключение импульсного трансформатора (на чертежах не показан) и обесточивается нагревательный элемент 1, а также дается пауза на охлаждение и фиксацию расплавленной массы в сварочных швах под давлением, Одновременно в верхний пакет осуществляется впрыскивание необходимой порции продукта, например, молока (фиг.б).

После фиксации расплавленной массы и приобретения надлежащей прочности сварочных швов механизм 7 прижима освобождается от принудительных воздействий и под действием пружины 10 возвращается в исходное положение, в результате чего нижний захват 5 отпускает нижний окончательный сваренный и заполненный пакет39 (фиг,7), который под собственным весом падает на отводящий транспортер или накопитель (на чертежах не показана). Верхний захват 5 освобождает частично сваренный верхний пакет 40, а эластичная подушка 11 освобождает нагревательный элемент 1 для служебного рабочего цикла.

В верхнем пакете, после разжима захвата 5 продукт под собственным весом резко устремляется вниз, создавая тем большие динамические усилия, однако разрыва в сварочном шве не будет, так как образованный в самом напряженном участке наплыв обеспечивает ему необходимую и роч наст ь.

После сброса нижнего пакета 40 на его место отправляется верхний пакет 39, затем рабочий цикл повторяется,. для нагревательного элемента, предохранительные термостойкие прокладки, систему водяного охлаждения и механизм прижима, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе и качества сварки, рабочая часть нагрева-. тельного элемента в поперечном сеченииимеет ступенчато-выпуклую форму,. при этом продольный осевой режущий выступ и

1790515 перечного сечения сварочных участков в два раза, 4. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что токоподводящие зажимы снабжены Г-образной скобой, верхняя часть которой связана с токоподводящим винтом и выполнена с пазом для вертикального перемещения относительно него,.а нижняя часть расположена с возможностью взаимодействия одной стороной с торцевым участком стопорного винта и второй стороной. — с выводами нагревательного элемента равномерно по всей его контактной поверхности, Х7 g Г2 E gg gy

27

Л

7 7g 7

Я -A боковые сварочные участки нагревательного элемента выполнены в поперечном сечении одинаковой толщины и выпуклыми, а рабочая поверхность диэлектрической опоры выполнена йо форме нагревательного элемента.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что выводы нагревательного элемента выполнены с поперечным сечением, превышающим поперечное сечение сварочных участков.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что поперечное сечение выводов нагревательного элемента больше по2ф

Z7

Zg

37

У

1790515

1790515

Составитель Н.Елисеева

Техред М.Моргентал Корректор Т.Вашкович

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 362 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5