Устройство для загрузки и/или выгрузки емкостей соответственно в камеру обработки и из нее

 

Устройство предназначено для загрузки и/или выгрузки емкостей в камеру обработки и из нее. Устройство содержит шлюзовое колесо, установленное с возможностью вращения и снабженное по периферии открытыми наружу шлюзовыми камерами. Колесо снабжено приводимыми в действие непосредственно за счет емкостей и/или косвенно за счет управляющего устройства захватами, которые временно фиксируют емкости в шлюзовых камерах в висячем положении без поддержки дна и без контакта со стенками камер. За счет этого становится возможной бесперебойная транспортировка даже склонных к опрокидыванию емкостей без их повреждения и с очень высокой производительностью. 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для загрузки и/или выгрузки емкостей соответственно в камеру обработки и из нее.

Подобные устройства известны в различных выполнениях, причем ввод емкостей в шлюзовое колесо и вывод их из него происходят посредством вращающихся звездочек в сочетании с неподвижными направляющими (патент США 5457939), или посредством поворотных рычагов с неподвижными осями поворота (патент США 2660513), или посредством установленных в шлюзовом колесе управляемых радиальных толкателей в сочетании с неподвижными направляющими (патент США 1766018). Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому результату является устройство для загрузки и/или выгрузки емкостей соответственно в камеру обработки и из нее, известное из патента США 1766018, 24.06.1930. Известное устройство для загрузки и/или выгрузки емкостей соответственно в камеру обработки и из нее содержит по меньшей мере одно шлюзовое колесо, которое установлено с возможностью вращения и снабжено по периферии открытыми наружу шлюзовыми камерами для емкостей. В известном устройстве емкости во время транспортировки в шлюзовом колесе стоят поверхностью своего дна на соответствующих опорных поверхностях камер, а в остальном свободно подвижны в них. Поэтому под влиянием сил инерции и, возможно, воздействующей на камеры газоподводящей или газоотводящей линии они вполне могут изменить свое положение. Это приводит к проблемам при выводе емкостей из камер, может вызвать повреждения емкостей и вообще возможно только тогда, когда емкости обладают достаточной устойчивостью. Кроме того, невозможна высокая производительность транспортировки.

В основе изобретения лежит задача существенного повышения простыми средствами производительности транспортировки и эксплуатационной надежности родового устройства даже при обработке емкостей с небольшой устойчивостью и надежного предотвращения повреждений емкостей.

Эта задача решается тем, что в устройстве для загрузки и/или выгрузки емкостей соответственно в камеру обработки и из нее, содержащем по меньшей мере одно шлюзовое колесо, установленное с возможностью вращения и снабженное по периферии открытыми наружу шлюзовыми камерами для емкостей, согласно изобретению шлюзовое колесо снабжено приводимыми в действие посредством емкостей и/или посредством управляющего устройства захватами, которые удерживают емкости в шлюзовых камерах в висячем положении без поддержки дна.

У устройства, согласно изобретению, за счет расположенных в шлюзовых камерах захватов обеспечиваются надежные стабилизация и центрирование емкостей в шлюзовом колесе. Надежно предотвращаются опрокидывание емкостей, повреждение из-за упирания в стенки камер или неправильная передача к последующим транспортным органам и возможна очень высокая производительность транспортировки.

Допустимо, чтобы емкости удерживались захватами в шлюзовых камерах в висячем положении без контакта со стенками камер.

Для выполнения захватов в шлюзовых камерах возможны различные варианты.

Каждый захват содержит по меньшей мере два выполненных по типу клещей поворотных рычага, которые расположены в плоскости вращения шлюзового колеса и по меньшей мере частично входят в соответствующую шлюзовую камеру. Между поворотными рычагами каждого захвата расположены поворотный управляющий кулачок и упругое средство, вызывающие сообща движение раскрытия и/или смыкания захватов. При этом поворотные рычаги захвата установлены на опорной плите, которая, в свою очередь, закреплена разъемно в выемке соответствующей шлюзовой камеры. Управляющие кулачки раскрывают или смыкают захваты за счет упоров, неподвижно расположенных на траектории вращения шлюзового колеса. Вышеприведенные варианты имеют особенно простую конструкцию с надежной фиксацией емкостей.

Предпочтительно, чтобы захваты воздействовали на участок периферии емкостей преимущественно в зоне горлышка или головки ниже пояска с силовым и/или геометрическим замыканием.

Не менее предпочтительно, чтобы при транспортировке полиэтиленовых бутылок захваты воздействовали на них ниже предусмотренных в зоне головки несущего кольца или пояска горлышка, а зажимы воздействовали на бутылки ниже несущего кольца или пояска. Это обеспечивает надежную транспортировку с высокой скоростью даже особенно легких и неустойчивых емкостей, например полиэтиленовых бутылок.

Особенно целесообразно если взаимодействующие со шлюзовым колесом транспортирующие органы снабжены зажимами для стабильного удержания емкостей, благодаря чему даже при максимальной производительности становится возможным надежный ввод емкостей в шлюзовое колесо и вывод из него.

Для этого предусмотрено единственное шлюзовое колесо, которое обеспечивает как загрузку емкостей в камеру обработки, так и выгрузку емкостей из камеры обработки, при этом в зоне вращения единственного шлюзового колеса расположены по меньшей мере четыре приводимые во вращение синхронно с ним в противоположном направлении звездочки, две вне и две внутри камеры обработки, которые передают емкости с установленным шагом к захватам шлюзового колеса или с установленным шагом принимают их от захватов шлюзового колеса. Звездочки, расположенные вне камеры обработки, помимо шлюзового колеса взаимодействуют с подающим транспортером для необработанных емкостей и отводящим транспортером для обработанных емкостей, тогда как обе звездочки, расположенные внутри камеры обработки, взаимодействуют с транспортером, транспортирующим емкости через камеру обработки. Кроме того, звездочки снабжены приводимыми в действие непосредственно за счет емкостей или косвенно за счет управляющего устройства зажимами, которые воздействуют преимущественно на иной участок периферии емкостей, нежели захваты шлюзового колеса.

Каждый зажим содержит по меньшей мере два выполненных по типу ножниц поворотных плеча, которые расположены в плоскости вращения шлюзового колеса и по меньшей мере частично временно входят в его шлюзовые камеры. Между поворотными плечами каждого зажима расположено упругое средство, которое предварительно нагружает поворотные плечи в направлении смыкания, при этом на свободном конце поворотных плечей выполнены скошенные или скругленные управляющие поверхности, которые при вдавливании емкости в зажим разжимают его против усилия упругого средства. Зажимы по меньшей мере одной звездочки установлены с возможностью управляемого движения в основном радиально и/или в основном по касательной к оси ее вращения, так что радиальное положение или взаимное расстояние между зажимами и их скорость могут циклически изменяться во время одного оборота звездочки.

Зажимы при транспортировке полиэтиленовых бутылок воздействуют на них над предусмотренным в зоне головки несущим кольцом или пояском горлышка.

Пример выполнения изобретения описан ниже с помощью чертежей, на которых изображают: фиг.1 - вид сверху на устройство для загрузки бутылок в камеру обработки и их выгрузки из нее, частично в разрезе; фиг.2 - разрез А-В на фиг.1; фиг. 3 - увеличенный вид сверху на отдельный зажим звездочки в увеличенном масштабе; фиг. 4 - увеличенный вид сверху на захват шлюзового колеса в увеличенном масштабе.

Обозначенное в целом устройство 30 на фиг.1-4 предназначено для загрузки емкостей в виде полиэтиленовых бутылок, называемых ниже сокращенно бутылки 1, в находящуюся под глубоким вакуумом камеру 2 обработки и их вывода из камеры 2, в которой на бутылки 1 с целью усиления защитных свойств наносят покрытие. Камера 2 обработки помимо прочего герметично изолирована от окружающего пространства стенками 31 и содержит непрерывно движущийся транспортер 23 с вводимыми в отверстие бутылок 1 стержнями 32, который движет бутылки 1 мимо устройств для нанесения покрытия (не показаны).

Устройство 30 содержит горизонтальное основание 33, на верхней стороне которого установлены центральное шлюзовое колесо 4 и в общей сложности четыре взаимодействующие с ним звездочки 17, 18, 19, 20 с вертикальной осью вращения каждая. За счет расположенных под основанием 33 приводных органов (не показаны) центральное колесо 4 и звездочки 17-20 непрерывно приводятся в действие в направлении стрелки синхронно по отношению друг к другу и синхронно по отношению к транспортеру 23, так что они в основном входят в зацепление между собой по типу зубчатых колес.

Шлюзовое колесо 4 снабжено по периферии открытыми только радиально наружу, а в остальном газонепроницаемо закрытыми шлюзовыми камерами 3, высота, глубина и ширина которых чуть больше наибольшей величины обрабатываемой бутылки 1. Направленные радиально наружу, ограничивающие шлюзовые камеры 3 поверхности шлюзового колеса 4 лежат на расположенной концентрично оси его вращения цилиндрической поверхности и взаимодействуют с соответственно цилиндрически изогнутыми стенками 34а и 34b шлюзов, газонепроницаемо переходящими в стенки 31а и 31b камеры 2 обработки. За счет шлюзового колеса 4 и стенок 34а, 34b шлюзов, жестко соединенных на нижней стороне с основанием 33, а на верхней стороне - с крышкой 51, образуется вращающийся шлюз, камеры которого в своей соседней с камерой 2 обработки зоне открыты к ней, в противоположной зоне вращения открыты к окружающему пространству, а в обеих лежащих между ними зонах вращения отделены как от камеры 2 обработки, так и от окружающего пространства. Уплотнительная функция между шлюзовым колесом 4 и стенками 34, 35 шлюзов может быть улучшена посредством прокладок (не показаны). Кроме того, шлюзовые камеры 3 могут быть соединены в зоне стенок 34а, 34b шлюзов с линиями для газоподвода и/или газоотвода.

Каждая шлюзовая камера 3 содержит собственный захват 6, с помощью которого бутылки 1 во время их транспортировки шлюзовым колесом 4 центрируются и фиксируются, а именно в висячем положении без поддержки дна и без контакта со стенками шлюзовых камер 3. Каждый захват 6 содержит два в основном параллельных, расположенных по типу клещей поворотных рычага 8, 9, установленных в горизонтальной плоскости вращения шлюзового колеса 4 и в основном радиально к оси его вращения. Оба поворотных рычага 8, 9 установлены на общей опорной плите 12 с возможностью поворота посредством опорных пальцев 35, 36. Опорная плита 12 разъемно и газонепроницаемо закреплена винтом в горизонтальном радиальном направлении в выемке 37 соответствующей шлюзовой камеры 3.

Как, в частности, показывает фиг.4, образованные опорными пальцами 35, 36 оси поворота лежат приблизительно посередине поворотных рычагов 8, 9 и разделяют их на направленное наружу захватное плечо и направленное внутрь ответное плечо. Между захватными плечами помещено упругое средство 11 в виде резиновой подушки, которое разжимает захватные плечи и тем самым стремится раскрыть захваты 6. На свободных концах захватных плечей выполнены углубления 38, 39 в форме одной четвертой дуги окружности, соответствующие диаметру бутылок 1 в захватываемой зоне. Ею в примере выполнения является горлышко бутылки 1 непосредственно под выполненным на головке бутылки пояском 7 горлышка или несущее кольцо. При сомкнутом захвате 6 оба углубления 38, 39 охватывают горлышко бутылки более чем на 180^o и прилегают к нему с определенным усилием, так что соответствующая бутылка 1 удерживается как с силовым, так и с геометрическим замыканием. Даже при высоких транспортных скоростях, сильных нагрузках и т.д. достигается абсолютно надежная фиксация также предельно склонных к опрокидыванию бутылок 1 в шлюзовых камерах 3 без поддержки в зоне дна.

Раскрытие и смыкание захватов 6 в нужных местах траектории вращения шлюзового колеса 4 происходят за счет управляющего устройства 5, конструкция которого описана ниже. Между ответными плечами каждой пары поворотных рычагов 8, 9 с возможностью поворота установлен управляющий кулачок 10. Если он расположен в основном радиально к оси вращения шлюзового колеса 4 (положение раскрытия), то ответные плечи под действием упругого средства 11 могут максимально сблизиться и захват 6 раскрывается. Если же управляющий кулачок 10 расположен, в основном, по касательной к оси вращения шлюзового колеса 4 (положение смыкания), то он максимально разжимает ответные плечи, в результате чего захватные плечи с углублениями 38, 39 максимально сближаются и захват 6 тем самым смыкается. Говоря иными словами управляющие кулачки 10 приводятся упорами 13-16 в положение, обеспечивающее раскрытие или смыкание захватов 6. Каждый управляющий кулачок 10 закреплен на нижнем конце управляющего вала 40, который установлен параллельно оси вращения шлюзового колеса 4 с возможностью вращения в нем и немного выступает вверх. На выступающем конце закреплен управляющий рычаг 41, посредством которого управляющий кулачок 10 может поворачиваться между своими положениями раскрытия и смыкания, причем оба стабилизированы со самостопорением.

Управляющие рычаги 41 взаимодействуют с четырьмя неподвижными пальцеобразными упорами 13-16, которые закреплены на закрывающей шлюзовое колесо 4 верхней стороне крышки 51 и направлены по траектории вращения управляющих рычагов 41. Управляющие рычаги 41 и упоры 13-16 находятся в нормальной атмосфере, как и кольцеобразное пространство шлюзового колеса 4 между его спицами внутри шлюзовых камер 3. Управляющие валы 40 поэтому газонепроницаемо герметизированы и предотвращают тем самым газообмен между шлюзовыми камерами 3 и окружающим пространством.

Четыре звездочки 17-20 имеют одинаковую принципиальную конструкцию, описываемую ниже на примере звездочки 17. На вертикальном приводном валу 42 закреплена горизонтальная звездообразная плита 43, на которой с возможностью поворота вокруг параллельных приводному валу 42 осей 45 установлены восемь равномерно распределенных по периферии угловых рычагов 44. На внутреннем колене каждого углового рычага 44 установлен первый кулачковый ролик 46, который входит в первый кулачковый паз 47. Последний неподвижно расположен под звездообразной плитой 43 и управляет движением поворота угловых рычагов 44 во время вращения звездообразной плиты 43.

На внешнем колене каждого углового рычага 44, проходящем приблизительно радиально к приводному валу 42, с возможностью продольного перемещения установлен толкатель 48. Он несет второй кулачковый ролик 46, который входит во второй кулачковый паз 49. Последний неподвижно расположен над звездообразной плитой 43 и управляет радиальным движением толкателей 48. На направленном радиально наружу, выступающем из углового рычага 44 конце каждого толкателя 48 расположен зажим 24. Он содержит два расположенных по типу ножниц поворотных плеча 25, 26, лежащих в горизонтальной плоскости вращения звездочки. Поворотные плечи 25, 26 установлены на толкателе 48 с возможностью поворота посредством опорных пальцев 52, 53 и предварительно нагружены в направлении смыкания упругим средством 27 в виде пружины растяжения. Направленные радиально наружу колена поворотных плечей 25, 26 изогнуты в форме одной четвертой дуги окружности и соответствуют диаметру захватываемой более чем на 180^o зоны бутылок 1. В примере выполнения ею является сужение между верхней стороной пояска 7 горлышка и нижним краем резьбы головки бутылки. В этом месте осуществляются надежные захват и удержание бутылок 1 без их проскальзывания в осевом направлении. Также в зоне звездочек 17-20 транспортировка бутылок 1 происходит без поддержки дна, благодаря чему не требуется оснастка для бутылок разной высоты и предотвращается повреждение поверхности бутылок.

В то время как захваты 6 приводятся в действие косвенно их управляющим устройством 5, зажимы 24 приводятся в действие непосредственно бутылками 1. Для этого свободные концы поворотных плечей 25, 26 снабжены скошенными управляющими поверхностями 28, 29, которые при вдавливании бутылки 1 между поворотными плечами 25, 26 разжимают их против усилия упругого средства 27 до тех пор, пока бутылка 1 не будет полностью охвачена поворотными плечами 25, 26. Наоборот, при извлечении бутылки 1 поворотные плечи 25, 26 снова раскрываются против усилия упругого средства 27 за счет своего выполнения в форме одной четвертой дуги окружности до тех пор, пока бутылка 1 не будет полностью вытолкнута.

Как показывает фиг.1, первая звездочка 17 находится вне камеры 2 обработки в нормальной атмосфере. Звездочка 17 принимает бутылки 1 от подающего транспортера 21 в виде пневмотранспортера, на конце которого бутылки 1 располагаются на расстоянии друг от друга на один такт за счет двух параллельных, приводимых синхронно со звездочкой 17 входных шнеков 54а, 54b. При этом за счет комбинированного поворотно-радиального движения толкателей 48, управляемых обоими кулачковыми пазами 47, 50, на бутылках 1 защелкиваются зажимы 24. Затем бутылки 1 слегка ускоряются в первой звездочке 17 за счет преобладающего движения поворота толкателей 48 или располагаются на большем расстоянии друг от друга и наконец целенаправленно вводятся в отверстия шлюзовых камер 3 и помещаются точно в раскрытые захваты 6. По достижении конечного положения захваты 6 смыкаются посредством упора 13 уже описанным образом, после чего зажимы 24 за счет преобладающего радиального движения отводятся от бутылок 1 и выводятся из шлюзовых камер 3. Поскольку захваты 6 воздействуют на бутылки 1 ниже пояска 7 горлышка, а зажимы 24 - выше него, то возможна их передача между этими элементами без проблем.

Четвертая звездочка 20, как и соседняя первая звездочка 17, находится вне камеры 2 обработки в нормальной атмосфере. Звездочка 20 принимает бутылки 1 от шлюзового колеса 4 и передает их к отводящему транспортеру 22 в виде пневмотранспортера. При этом за счет соответствующего управления толкателями 48 посредством кулачковых пазов 47, 50 на бутылках 1, удерживаемых еще захватами 6 в шлюзовых камерах 3, защелкиваются зажимы 24, после чего захваты 6 раскрываются посредством упора 16 уже описанным образом. Затем бутылки 1 замедляются в звездочке 20 или расстояние между ними уменьшается до тех пор, пока они не будут помещены с относительно малым расстоянием между собой на отводящий транспортер 22.

Вторая 18 и третья 19 звездочки расположены рядом в камере 2 обработки. Вторая звездочка 18 принимает бутылки 1 от захватов 6 шлюзового колеса 4 и передает их с уменьшенным промежутком и уменьшенной скоростью к стержням 32 транспортера 23. При этом происходит раскрытие захватов 6 посредством упора 14. Третья звездочка 19 принимает бутылки 1 от стержней 32 транспортера 23 и передает их с увеличенным промежутком и увеличенной скоростью к захватам 6 шлюзового колеса 4. При этом происходит смыкание захватов 6 посредством упора 15. Также в зоне звездочек 18 и 19 происходит нужное изменение расстояния между бутылками 1 и их скорости или согласование между разными шагом и скоростью шлюзового колеса 4, с одной стороны, и транспортера 23, с другой стороны, за счет соответствующего выполнения обоих кулачковых пазов 47, 50 равным образом как и преобладающее радиальное движение для защелкивания на бутылках 1 и их отпускания.

Формула изобретения

1. Устройство для загрузки и/или выгрузки емкостей соответственно в камеру обработки и из нее, содержащее по меньшей мере одно шлюзовое колесо, установленное с возможностью вращения и снабженное по периферии открытыми наружу шлюзовыми камерами для емкостей, отличающееся тем, что шлюзовое колесо (4) снабжено приводимыми в действие посредством емкостей (1) или посредством управляющего устройства (5) захватами (6), которые удерживают емкости (1) в шлюзовых камерах (3) в висячем положении без поддержки дна.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что емкости (1) удерживаются захватами (6) в шлюзовых камерах (3) в висячем положении преимущественно без контакта со стенками камер.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что каждый захват (6) содержит по меньшей мере два выполненных по типу клещей поворотных рычага (8, 9), которые расположены в плоскости вращения шлюзового колеса (4) и по меньшей мере частично входят в соответствующую шлюзовую камеру (3).

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что между поворотными рычагами (8, 9) каждого захвата 6 расположены поворотный управляющий кулачок (10) и упругое средство (11), вызывающие сообща движение раскрытия и/или смыкания захватов 6.

5. Устройство по п. 3 или 4, отличающееся тем, что поворотные рычаги (8, 9) захвата (6) установлены на опорной плите (12), которая, закреплена разъемно в выемке (37) соответствующей шлюзовой камеры (3).

6. Устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что управляющие кулачки (10) раскрывают или смыкают захваты (6) за счет упоров (13-16), неподвижно расположенных на траектории вращения шлюзового колеса (4).

7. Устройство по одному из пп. 1-6, отличающееся тем, что захваты 6 воздействуют на участок периферии емкостей (1) преимущественно в зоне горлышка или головки ниже пояска с силовым и/или геометрическим замыканием.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что при транспортировке полиэтиленовых бутылок захваты (6) воздействуют на них ниже предусмотренных в зоне головки несущего кольца или пояска (7) горлышка, а зажимы (24) воздействуют на бутылки выше несущего кольца или пояска (7).

9. Устройство по одному из пп. 1-8, отличающееся тем, что предусмотрено единственное шлюзовое колесо (4), которое обеспечивает как загрузку емкостей (1) в камеру (2) обработки, так и выгрузку емкостей (1) из камеры (2) обработки, при этом в зоне вращения единственного шлюзового колеса (4) расположены по меньшей мере четыре приводимые во вращение синхронно с ним в противоположном направлении звездочки (17-20), две вне и две внутри камеры (2) обработки, которые передают емкости (1) с установленным шагом к захватам (6) шлюзового колеса (4) или с установленным шагом принимают их от захватов (6) шлюзового колеса (4).

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что звездочки (17, 20), расположенные вне камеры (2) обработки, помимо шлюзового колеса (4) взаимодействуют с подающим транспортером (21) для необработанных емкостей и отводящим транспортером (21) для обработанных емкостей (1), тогда как обе звездочки (18, 19), расположенные внутри камеры (2) обработки, взаимодействуют с транспортером (23), транспортирующим емкости (1) через камеру (2) обработки.

11. Устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что звездочки (17-20) снабжены приводимыми в действие непосредственно посредством емкостей (1) и/или косвенно посредством управляющего устройства зажимами (24), которые воздействуют преимущественно на иной участок периферии емкостей (1), нежели захваты (6) шлюзового колеса (4).

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что каждый зажим (24) содержит по меньшей мере два расположенных по типу ножниц поворотных плеча (25, 26), которые расположены, в плоскости вращения шлюзового колеса (4) и по меньшей мере частично временно входят в его шлюзовые камеры (3).

13. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что между поворотными плечами (25, 26) каждого зажима (24) расположено упругое средство (27), которое предварительно нагружает поворотные плечи (25, 26) в направлении смыкания, при этом на свободном конце поворотных плечей (25, 26) выполнены скошенные или скругленные управляющие поверхности (28, 29), которые при вдавливании емкости (1) в зажим (24) разжимают его против усилия упругого средства (27).

14. Устройство по одному из пп. 11-13, отличающееся тем, что зажимы (24) по меньшей мере одной звездочки (17-20) установлены с возможностью управляемого движения в основном радиально и/или в основном по касательной к оси ее вращения так, что радиальное положение или взаимное расстояние между зажимами (24) и их скорость могут циклически изменяться во время одного оборота звездочки (17-20).

15. Устройство по одному из пп. 8-14, отличающееся тем, что зажимы (24) при транспортировке полиэтиленовых бутылок воздействуют на них над предусмотренным в зоне головки несущим кольцом или пояском (7) горлышка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4