Устройство для обдува термотоннеля упаковочной линии и крыльчатка устройства

Устройство содержит закрепленный на верхней стенке корпуса термотоннеля электродвигатель, фланец которого болтами соединен с верхней 1 стенкой, и соединенную с электродвигателем 2 крыльчатку 3. Продольная ось электродвигателя и его вала 4 расположены вертикально к продольной оси термотоннеля, с валом неподвижно, с возможностью регулировки по высоте, соединен один конец удлинителя 5, на другом конце которого закреплена крыльчатка 10. На нижней стенке корпуса установлен выполненный в виде короба нагнетатель 13 горячего воздуха с отверстиями в его нижней стенке, при этом крыльчатка 10 расположена в полости нагнетателя 13, которая сообщена с воздуховодами 18 устройства, закрепленными к боковым стенкам корпуса. В каждом воздуховоде 18 выполнены отверстия, направленные в сторону горизонтальной поверхности транспортера, при этом удлинитель 5 расположен в отверстиях верхней и нижней стенок корпуса. Крыльчатка содержит металлический круглый диск с лопатками, конец каждой лопатки наклонен к радиальной плоскости и по высоте имеет корневую, среднюю и концевую части. Лопатка в поперечном сечении закручена вокруг ее оси симметрии в разные стороны так, что она в сечении имеет зигзагообразную форму. Углы закрутки лопатки в сечении, расположенном ближе к ее корневой части на расстоянии 1/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 45° до 90°, а углы закрутки лопатки в сечении, расположенном на расстоянии 2/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 15° до 45°. Причем каждый угол закрутки расположен между касательной, проходящей через среднюю точку лопатки, и касательной, проходящей через крайнюю точку лопатки. Группа изобретений обеспечивает повышение качества упаковки и производительности термотоннеля. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Данные технические решения относятся к средствам нагрева термоусадочной пленки, в которую обернута упакованная продукция, с целью усадки пленки при последующем ее охлаждении. Технические решения предназначены для использования в термотоннелях упаковочных линий, имеющих большую производительность.

Известна термоусадочная камера, содержащая подвижные переднюю и глухую заднюю стенки, а также подвижный в горизонтальной плоскости поддон, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения (RU 5171 U1, 16.10.1997).

Известна установка для упаковки изделий в термоусадочную пленку, содержащая корпус, внутри которого размещены нагревательные элементы, вентилятор, защитную перегородку, сварочное устройство, отличающаяся тем, что в корпусе дополнительно установлены решетчатый поддон, заслонка поворотного типа и два отражателя, первый из которых расположен в горизонтальной плоскости под решетчатым поддоном в зоне всасывания вентилятора, установленного в нижней части корпуса, а второй расположен в вертикальной плоскости, проходящей под первым отражателем между вентилятором и защитной перегородкой с обеспечением возможности направленного обдува нагревательных элементов, установленных вдоль стенки корпуса и отделенных от рабочей зоны заслонкой поворотного типа, установленной в верхней части корпуса, и защитной перегородкой, выполненной вертикальной и доходящей до плоскости расположения первого отражателя, при этом корпус дополнительно снабжен крышкой коробчатой формы, по периметру нижней части которой как минимум на двух смежных сторонах размещены линейные нагреватели сварочного устройства (RU 95118220 А, 10.10.1997).

Известно устройство для упаковки изделий и их комплектов в термоусадочную пленку, содержащее термокамеру, вентиляторы, узел подачи изделий в термокамеру в виде стола с поворотной в горизонтальной плоскости столешницей, имеющей Т-образное поперечное сечение, причем в этом устройстве дно термокамеры выполнено со сквозной прорезью, имеющей траекторию дуги, совпадающую с траекторией перемещения нижней части сечения столешницы, вентиляторы установлены вблизи столешницы, по два с каждой ее стороны, с возможностью обдува сверху и снизу расположенного на ней изделия, столешница выполнена в виде трех расположенных по окружности плоскостей, образованных решетчатой поверхностью, а термонож и вентиляторный блок расположены по окружности стола вблизи столешницы (RU 2148542 C1, 10.05.2000).

Известна установка для упаковки штучных или группы изделий в термоусадочную пленку, содержащая раму, на которой за термоножом расположена термоусадочная камера проходного типа с транспортером в нижней части (RU 2170195 С2, 10.07.2001).

Известна печь для термической усадки упаковочной пленки, содержащая корпус с двойными отсеками и двойным сводом, вентилятор для циркуляции воздуха с крыльчаткой в своде и нагреватели в боковых отсеках, внутренний каркас содержит двойной под, разделенный поперечными перегородками на каналы, соединенные поочередно с правым и левым боковыми отсеками (RU 2127697 C1, B65B 53/06, 20.03.1999).

Известен усадочный тоннель для усадки термоусадочной пленки на упаковках, в тоннеле расположен, по меньшей мере, один нагреватель, имеющий горелку для получения горячего газа, при этом тоннель содержит корпус и расположенный в нем транспортер (RU 2009140093 A, В65В 53/06, 10.05.2011).

Известна конвейерная печь, содержащая камеру принудительной конвекции, включающую вентилятор, нагревательные элементы, воздуховоды с перфорированными рассеивателями нагретого воздуха к упаковкам в термоусадочной пленке, в камере расположен конвейер, корпус термотоннеля имеет входной и выходной проемы, закрытые эластичными шторками (RU 97100025 А, В65В 53/06, 10.11.1998).

Известна печь для упаковки изделий в термоусадочную пленку путем использования нагретых воздушных потоков, содержащая конвейер, наружный и внутренний каркасы печи, внутренний каркас выполнен с боковыми отсекателями, циркуляционный вентилятор имеет крыльчатку в своде, печь имеет нагреватель, при этом, по меньшей мере, в одном из поперечных каналов во входной части печи установлено сопло, соединенное с воздушным каналом с боковым отсеком, а остальные отсеки имеют направляющие отражатели потоков воздуха (RU 2240966 С2, 27.11.2004 и RU 2003100213/12, 20.03.1999, В65В 53/06).

Известна электрическая печь термотоннеля, содержащая термоизолированный, корпус, в котором имеются два канала, каждый из которых оснащен средством автоматической поддержки заданных температурных режимов (RU 97100025 A, В65В 53/06, 10.11.1998).

Известна печь для термической усадки упаковочной пленки, содержащая конвейер, наружный и внутренний каркасы с боковыми отсеками, двойным сводом и подом, циркуляционный вентилятор с крыльчаткой в своде и нагревателями в боковых отсеках, причем с целью улучшения прогрева и усадки пленки, под внутреннего каркаса разделен поперечными перегородками на каналы, соединенные поочередно с правым и левым боковыми отсеками (RU 97106305 А, В65В 53/06, 27.04.1999).

Близким техническим решением к представленному в данном описании техническому решению является устройство для обдува термотоннеля упаковочной линии, характеризующееся тем, что оно содержит закрепленный на верхней стенке корпуса термотоннеля электродвигатель, продольная ось электродвигателя и его вала расположены вертикально к продольной оси термотоннеля, с валом соединена крыльчатка (RU 2011123450/13 от 09.06.2011 и RU 2011123447/13 от 09.06.2011 с решениями о выдаче патента на имя того же заявителя).

Известны также крыльчатки для нагнетания воздуха, каждая из которых содержит диск и расположенные по периферии диска рабочие лопатки (RU 2426012 C2, F04D 29/38, 20.07.2008; RU 19141 U1, F24F 7/00, 10.08.2001; RU 2025510 C1, C21D 9/67, 30.12.1994).

Наиболее близкой крыльчаткой, используемой в термотоннелях, является крыльчатка, характеризующаяся тем, что она содержит металлический круглый диск, имеющий множество лопаток, каждая лопатка наклонена к радиальной плоскости и по высоте имеет корневую, среднюю и концевую части (US 6648634 B2, 18.11.2003).

В известных упаковочных линиях их производительность зависит от скорости и равномерности нагрева термоусадочной пленки в термотоннеле на выходе продукции из упаковочной линии. В случае повышения температуры в камере термотоннеля и скорости движения упакованной в пленку продукции в термотоннеле пленка прогревается неравномерно, в результате образуются концентрации напряжений в пленке и ее разрывы, при этом качество упаковки снижается.

Техническим результатом представленных в данном описании технических решений является повышение качества упаковки продукции в термоусадочную пленку и производительности термотоннеля.

Результат получен устройством для обдува термотоннеля упаковочной линии, содержащим закрепленный на верхней стенке корпуса термотоннеля электродвигатель, соединенную с ним крыльчатку, фланец электродвигателя соединен с верхней стенкой корпуса, продольная ось электродвигателя и его вала расположены вертикально к продольной оси термотоннеля, с валом неподвижно, с возможностью регулировки по высоте, соединен один конец удлинителя, на другом конце которого закреплена крыльчатка, на нижней стенке корпуса установлен выполненный в виде короба нагнетатель горячего воздуха с отверстиями в его нижней стенке, крыльчатка расположена в полости нагнетателя, которая сообщена с воздуховодами устройства, закрепленными к боковым стенкам корпуса термотоннеля, а в каждом воздуховоде выполнено множество отверстий, направленных в сторону горизонтальной поверхности транспортера, при этом удлинитель расположен в отверстиях верхней и нижней стенок корпуса.

Удлинитель выполнен в виде цилиндрической втулки, один конец которой установлен на валу электродвигателя с возможностью его фиксации и перемещения в вертикальном направлении, для чего на конце вал имеет продольную канавку, в которой расположен штифт, завинченный в стенке втулки, а во внутренней полости другого конца втулки выполнена резьба и к торцу этого конца втулки пристыкован верхний фланец с центральным в нем отверстием, под верхним фланцем расположен нижний фланец с центральным отверстием, между фланцами зажат диск крыльчатки завинченным в резьбовой конец втулки.

Результат получен крыльчаткой, содержащей металлический круглый диск, имеющий множество лопаток, конец каждой лопатки наклонен к радиальной плоскости и по высоте имеет корневую, среднюю и концевую части, при этом лопатка в ее поперечном сечении закручена вокруг ее оси симметрии в разные стороны так, что она в сечении имеет зигзагообразную форму, углы закрутки лопатки в сечении, расположенном ближе к ее корневой части на расстоянии 1/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 45° до 90°, а углы закрутки лопатки в сечении, расположенном на расстоянии 2/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 15° до 45°, причем каждый угол закрутки расположен между касательной, проходящей через среднюю точку лопатки, и касательной, проходящей через крайнюю точку лопатки.

На фиг.1 показано устройство для обдува термотоннеля.

На фиг.2 - узел устройства.

На фиг.3 - крыльчатка устройства.

На фиг.4 - фрагмент крыльчатки в увеличенном виде.

На фиг.5 - вид А на фиг.3.

На фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.4.

На фиг.7 - сечение В-В на фиг.4.

На фиг.8 - развертка заготовки крыльчатки.

На фиг.9 - вид Г на фиг.8.

На фиг.10 - сечение Д-Д на фиг.8.

На фиг.11 - сечение Е-Е на фиг.1.

Устройство для обдува термотоннеля упаковочной линии содержит закрепленный на верхней стенке 1 корпуса термотоннеля фланцевый электродвигатель 2 (фиг.1), фланец 3 которого болтами соединен с верхней стенкой, при этом продольная ось электродвигателя и его вала 4 расположена вертикально по отношению к продольной оси термотоннеля. На валу 4 (фиг.2) установлен удлинитель, выполненный в виде цилиндрической втулки 5.

Удлинитель установлен на валу 4 с возможностью его перемещения в вертикальном направлении и возможностью фиксации на валу в рабочем положении устройства. Для этого на одном конце вал 4 имеет продольную канавку, в которой расположен штифт 6, завинченный в стенке втулки 5. Во внутренней полости другого конца втулки удлинителя выполнена резьба, к торцу этого конца втулки пристыкован фланец 7 с центральным в нем отверстием. Под фланцем 7 втулки 5 расположен нижний фланец 8 устройства с центральным отверстием. Между фланцем 7 втулки и нижним фланцем 8 зажат болтом 9 диск крыльчатки 10, для чего болт завинчен в резьбовой конец втулки 5 удлинителя со стороны торца втулки.

Под верхней стенкой 1 корпуса расположена нижняя стенка 11 корпуса и между этими стенками расположен термоизолятор 12 из термоизоляционного материала. Под нижней стенкой 11 корпуса 1 расположен прикрепленный к ней нагнетатель 13, выполненный в виде короба с воздухозаборными отверстиями 14 в нижней стенке короба для забора горячего воздуха из камеры термотоннеля. Между нижней стенкой термотоннеля и нижней стенкой короба образована полость нагнетателя 13, и в этой полости расположена крыльчатка 10. Втулка 5 удлинителя расположена в слое термоизолятора 12 и в отверстиях, которые выполнены в верхней стенке 1 и нижней стенке 11 корпуса термотоннеля. В этих отверстиях втулка зафиксирована от ее радиальных перемещений.

Крыльчатка 10 устройства (фиг.3-10) представляет собой выполненный из металлического листа круглый диск, на периферии которого по периметру выполнено множество лопаток 15. Конец каждой лопатки наклонен под углом ά к радиальной плоскости (фиг.5), а корневая и средняя части лопатки в поперечных сечениях Б-Б (фиг.6) и В-В (фиг.7) закручены таким образом, что в каждом из этих сечений лопатка имеет зигзагообразную, приблизительно S-образную форму. Причем углы β закрутки лопатки в сечении, расположенном ближе к ее корневой части на расстоянии 1/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 45° до 90°, а углы закрутки лопатки в сечении, расположенном на расстоянии 2/3 высоты лопатки, находятся в пределах от 15° до 45°. Под углом закрутки понимается угол между касательной 16 (фиг.6), проходящей через среднюю точку поверхности лопатки в плоскости поперечного сечения, и касательной 16, проходящей через крайнюю точку лопатки, которая расположена на ее конце. Описанное выполнение крыльчатки выбрано из условия обеспечения минимальных вибраций и шума при ее максимальной производительности подачи горячего воздуха в термотоннель. В нагнетателе 13 (фиг.11) выполнены выходные каналы 17, сообщенные с полостями 18 устройства, расположенными между боковыми стенками 19 и воздуховодами 20 в корпусе термотоннеля с каждой его продольной боковой стороны.

Каждая полость 18 сообщена с камерой 21 термотоннеля через множество отверстий 22, выполненных в каждом воздуховоде 20 в виде продольных щелей по длине воздуховода. Каждый воздуховод закреплен на боковой стенке 19 термотоннеля. Каждое отверстие 22 направлено в сторону продольной горизонтальной поверхности 23 транспортера так, что ось 24 каждого отверстия 22 расположена наклонно к горизонтальной поверхности траспортера (фиг.12). Между каждым воздуховодом 20 и боковой стенкой 19 расположены электронагреватели 25. Для уменьшения потерь тепла теплоизолятор расположен также под камерой 21 термотоннеля и под траками транспортера закрывающим термотоннель снизу. На фиг.11 показаны проемы 26 термотоннеля, щели 27 между шторками 28, пленка 29 и продукция 30 в ней, а также траки 31 транспортера 32, условно показаны на фиг.1 электровентилятор 33 и термоизолятр 34 (фиг.11) транспортера.

Кроме того, на фиг.6 и 7 показаны средняя точка 35 лопатки крыльчатки и ее крайняя точка 36. Каждая лопатка имеет зигзагообразную форму, (приблизительно) S-образную форму в поперечном сечении лопатки. Средняя точка 35 поверхности лопатки в ее поперечном сечении находится между двумя частями S-образной поверхности лопатки, в частности эта точка находится в центре симметрии сечения лопатки. На фиг.6 и 7 показаны разные поперечные сечения в плоскостях, удаленных на разных расстояниях от основания или корневой части лопатки. Угол β закрутки лопатки на фиг.6 показан между двумя касательными 16, одна из которых проходит через крайнюю (нижнюю) точку 36, расположенную на конце лопатки, а другая касательная 16 проходит через среднюю точку 35, расположенную в средней части лопатки в ее поперечном сечении в той же плоскости. Описанное выполнение крыльчатки выбрано из условия обеспечения минимальных вибраций и шума при ее максимальной производительности подачи горячего воздуха в термотоннель. Под углом закрутки в данном описании понимается угол между касательной 16 (фиг.6), проходящей через среднюю точку 35 поверхности лопатки в плоскости поперечного сечения, и касательной 16, проходящей через крайнюю точку 36 поверхности лопатки, которая расположена на ее конце. Принятые пределы углов закрутки в пределах от 45° до 90° и от 15° до 45° выбраны из двух условий: с одной стороны крыльчатка должна обеспечивать минимальные вибрации и шум, а с другой стороны крыльчатка должна обеспечивать максимально возможную производительность подачи воздуха в термотоннель. Указанные пределы углов выбраны опытным путем.

Работает устройство следующим образом. Холодный (не нагретый) воздух (фиг.1) поступает через проемы 26 термотоннеля, прикрытые шторками, и щели 27 между шторками 28 в камеру 21 (фиг.11) термотоннеля. Крыльчаткой 10 предварительно нагретый воздух в камере 21 втягивается вверх, попадает в нагнетатель 13, откуда через выходные каналы 17 нагнетателем 13 воздух нагнетается в полости 18, где он нагревается электронагревателями 25. Нагретый электронагревателями горячий воздух выходит под давлением через отверстия 22 воздуховодов 20 в камеру 21 наклонно по направлению оси 24 каждого отверстия, встречается с ненагретым воздухом, поступившим через указанные щели, имеющим меньшую температуру нагрева, перемешивается с этим воздухом и снова втягивается крыльчаткой 10 в нагнетатель 13, при этом горячий воздух нагревает пленку 29, в которую упакована продукция 30. Выбирают тепловой режим нагрева термоусадочной пленки, в которую завернута продукция, и устанавливают в камере 21 температуру воздуха, необходимую для быстрого и равномерного нагрева пленки. Траками 31 транспортера 32 перемещают продукцию в направлении стрелок (фиг.1) непрерывно, вводят ее в термотоннель и выводят из термотоннеля, и на выходе из термотоннеля горячую пленку 29 интенсивно охлаждают электровентилятором 33. Устройство для обдува термотоннеля за счет описанного активного интенсивного воздушного теплообмена в камере исключает недогрев и перегрев пленки в различных ее зонах, исключает неравномерность нагрева пленки и концентрацию напряжений в пленке в процессе ее охлаждения и термоусадки. При этом описанное конструктивное выполнение крыльчатки, которое выполнено из условия обеспечения минимальных вибраций и шума, обеспечивает максимально возможное разрежение воздуха в зоне его подъема в нагнетатель 13 и максимально возможное давление горячего воздуха в воздуховодах 18 при существенном повышении производительности подачи горячего воздуха в термотоннель. Все это положительно влияет на производительность термотоннеля и качество упаковки продукции в термоусадочную пленку. Указанное разрежение воздуха в зоне его подъема при минимальной шумности и вибрации обеспечивается зигзагообразной формой каждой лопатки в ее поперечных сечениях и выбранными углами закрутки лопатки вокруг ее продольной оси, причем углы закрутки увеличиваются от конца лопатки в направлении ее корня (основания).

1. Устройство для обдува термотоннеля упаковочной линии, содержащее закрепленный на верхней стенке корпуса термотоннеля электродвигатель, фланец которого болтами соединен с верхней стенкой, и соединенную с электродвигателем крыльчатку, отличающееся тем, что продольная ось электродвигателя и его вала расположены вертикально к продольной оси термотоннеля, с валом неподвижно, с возможностью регулировки по высоте, соединен один конец удлинителя, на другом конце которого закреплена крыльчатка, на нижней стенке корпуса установлен выполненный в виде короба нагнетатель горячего воздуха с отверстиями в его нижней стенке, крыльчатка расположена в полости нагнетателя, которая сообщена с воздуховодами устройства, закрепленными к боковым стенкам корпуса термотонненеля, а в каждом воздуховоде выполнено множество отверстий, направленных в сторону горизонтальной поверхности транспортера, при этом удлинитель расположен в отверстиях верхней и нижней стенок корпуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что удлинитель выполнен в виде цилиндрической втулки, один конец которой установлен на валу электродвигателя с возможностью его фиксации и перемещения в вертикальном направлении, для чего на конце вал имеет продольную канавку, в которой расположен штифт, завинченный в стенке втулки, а во внутренней полости другого конца втулки выполнена резьба и к торцу этого конца втулки пристыкован верхний фланец с центральным в нем отверстием, под верхним фланцем расположен нижний фланец с центральным отверстием, между фланцами зажат диск крыльчатки завинченным в резьбовой конец втулки.

3. Крыльчатка устройства, содержащая металлический круглый диск, имеющий множество лопаток, конец каждой лопатки наклонен к радиальной плоскости и по высоте имеет корневую, среднюю и концевую части, отличающаяся тем, что лопатка в ее поперечном сечении закручена вокруг ее оси симметрии в разные стороны так, что она в сечении имеет зигзагообразную форму, углы закрутки лопатки в сечении, расположенном ближе к ее корневой части на расстоянии 1/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 45° до 90°, а углы закрутки лопатки в сечении, расположенном на расстоянии 2/3 от высоты лопатки, находятся в пределах от 15° до 45°, причем каждый угол закрутки расположен между касательной, проходящей через среднюю точку лопатки, и касательной, проходящей через крайнюю точку лопатки.