CN106043774B - 用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置 - Google Patents

用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，包括机架、左侧夹膜机构、右侧夹膜机构、升降机构、融切膜机构五个部分。通过夹膜机构将薄膜压紧，利用超声波焊头与滚轮之间振动产生的局部高温将薄膜熔化，同时，经特殊设计的滚轮切面结构保证了薄膜的融合、切断同时完成。装置结构简单，工作效率高，并且融膜过程无异味，融膜后焊缝美观、无封边。此外，融合后的薄膜能紧贴丝饼，最大限度地节约了成本。

Description

用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置
技术领域
本发明属于包装领域，具体涉及一种化纤丝饼包装防护技术。
背景技术
化纤行业生产出的化纤一般盘成丝饼后送至用户，为避免丝饼运输过程中沾染灰尘、油污，同时防止丝饼因受到磨擦而产生断丝现象，需要在丝饼外面包裹一层塑料薄膜，塑料薄膜在包裹丝饼的过程中，要将丝饼外的薄膜切断并融合在一起，形成类似圆柱套筒的形状。
桐乡市中辰化纤有限公司2011年9月26日申请的专利CN201120364051.4“丝饼塑料膜自动包裹装置”公开了一种丝饼的封膜设备，采用热封切方式完成薄膜的融合并切断，即通过压烫使薄膜融合在一起，同时将薄膜沿压烫封边中间切断，形成一个包裹在丝饼周围的薄膜套，该技术方案存在以下问题：①薄膜融合面较大，不仅会产生不美观的压烫封边，而且融合过程中产生异味，污染环境；②为保护丝饼不受高温破坏，需要使丝饼离开热封切装置一段距离，因此压烫后的薄膜套极其宽松，不能紧贴丝饼，对薄膜造成浪费。温州市玉海印务有限公司2013年12月20日申请的专利“塑料薄膜包装裹包热封切裹膜机构”公开了一种薄膜包装封切裹膜机构，包括设置在工作台上侧的压膜机构、工作台下侧的热封切机构及工作台上下两侧的送膜机构，压膜机构压紧上下两侧送膜机构所传送的塑膜并由热封切机构封切，工作台上方设置芯轴，芯轴的两端滑动支承于两侧机架，芯轴外周设置橡胶压辊，在橡胶压辊和芯轴之间连接安装第一单向轴承，该设备存在结构复杂、安装空间大、工作效率低等问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，通过夹膜机构将薄膜压紧，利用超声波焊头与滚轮之间振动产生的局部高温将薄膜熔化，同时，经特殊设计的滚轮切面结构保证了薄膜的融合、切断同时完成。装置结构简单，工作效率高，并且融膜过程无异味，融膜后焊缝美观、无封边。此外，融合后的薄膜能紧贴丝饼，最大限度地节约了成本。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，由机架、左侧夹膜机构、右侧夹膜机构、升降机构、融切膜机构组成，左侧夹膜机构固定在机架左侧，右侧夹膜机构固定在机架右侧，左右夹膜机构在靠中心一侧均包括压膜组件，当左侧夹膜机构和右侧夹膜机构向中间靠拢时，带动两边的薄膜通过压膜组件压紧在一起；升降机构安装在左侧夹膜机构或右侧夹膜机构任何一边上，所述融切膜机构安装在升降机构上，随升降机构上下运动。
进一步，所述融切膜机构包括融切膜机构架、耳环气缸、滚轮架、销轴、滚轮、超声波单元；耳环气缸、超声波单元固定在融切膜机构架上；滚轮安装在滚轮架上，滚轮架上部与耳环气缸相连，中部通过销轴与融切膜机构架相连，下部通过销轴与滚轮相连，从而形成一个以上部连接处为施力点、中部连接处为支点、下部连接处为受力点的杠杆结构，耳环气缸运动带动滚轮架运动，从而带动滚轮贴近夹紧后的薄膜；机构安装板固定在升降机构上。
进一步，滚轮为中间厚、边缘薄的中心开孔的轮状结构，边缘切面处成“︹”形，由于滚轮边缘切面为“︹”形，在将薄膜切断同时，薄膜的熔渣堆积在滚轮边缘切面的两边倒角处，使滚轮两侧的薄膜重新融合在一起。
进一步，超声波单元包括焊头，焊头为圆柱体，当耳环气缸的气缸杆伸出时，滚轮恰好压在焊头端部的中上方，滚轮中心与压点连线和焊头之间的夹角为0～5°，当夹膜机构压紧并且耳环气缸的气缸杆伸出时，滚轮、焊头间的压点与夹膜机构之间的压紧面处于同一竖直面。
进一步，超声波单元超声波压力为0.18MPa～0.25MPa，焊头的振动频率为35kHz～40kHz。
进一步，左侧夹膜机构和右侧夹膜机构结构相同，对称安装，均包括驱动元件、水平滑座、水平滑轨、驱动板、滑动板、压膜组件；驱动元件与水平滑座固定在机架上；驱动元件与驱动板相连，滑块连接在驱动板中间；水平滑座穿过水平滑轨；水平滑轨靠外一侧与驱动板相连，内侧与滑动板相连，压膜组件固定在滑动板需要压膜的一端面；驱动元件驱动驱动板移动，带动滑动板上的压膜组件左右移动。
进一步，压膜组件包括两块平行的压膜侧板/条和固定板组成，压膜侧板/条与固定板连接。
进一步，没有安装升降机构一侧的夹膜机构上的固定板为压膜底板，压膜侧板/条平行安装在压膜底板的两侧，俯视为“[”形；滑动板与压膜组件连接处安装导向套；导向套中间穿过导向杆，导向杆末端与压膜底板相连；滑动板)与压膜底板之间安装有穿过导向杆的缓冲弹簧。
进一步，夹膜机构的驱动元件为气缸或电机-丝杠或电机-曲柄滑块结构。
进一步，所述升降机构包括电机、联轴器、主动轴、带座轴承、从动轴、同步带轮、同步带、升降板、竖直滑座、竖直滑轨；电机固定在机架上，电机轴通过联轴器与主动轴连接；在主动轴正下方平行布置从动轴，主动轴与从动轴两端均穿过带座轴承，中间穿过同步带轮；两同步带轮之间布置同步带；在同步带内侧固定升降板；升降板中部和右侧固定竖直滑座，每个竖直滑座中间穿过一根竖直滑轨；竖直滑轨安装在滑动板上；电机驱动主动轴转动，带动同步带转动，从而带动升降板上下运动，同时随滑动板左右移动。
工作原理：丝饼在丝饼输送装置的驱动下向前移动，并且在接触到薄膜时向前推动薄膜。当丝饼到达机架的后面，左压侧板/条和右压侧板/条分别在驱动气缸的驱动下向中间靠拢，直至压紧，此时，薄膜成圆柱套筒装围绕在丝饼的周围；滚轮在耳环气缸的驱动下，压紧焊头，同时，融切膜机构在电机的驱动下，向下移动，开始封膜；焊头的高频振动促使滚轮与焊头之间发生高频撞击，从而产生局部高温，瞬间将薄膜熔化。由于滚轮边缘切面为“︹”形，其中间与焊头接触，将薄膜切断；同时，薄膜的熔渣堆积在滚轮边缘切面的两边倒角处，使滚轮两侧的薄膜重新融合在一起，形成焊缝；当融切膜机构移动至最下方时，封膜工作完成，滚轮离开焊头，融切膜机构上移，压侧板与压条分开，回复原位，同时薄膜供给装置将薄膜拉回初始状态。
本发明的有益效果：
通过夹膜机构将薄膜压紧，利用超声波焊头与滚轮之间振动产生的局部高温将薄膜熔化，同时，经特殊设计的滚轮切面结构保证了薄膜的融合、切断同时完成；装置结构简单，工作效率高，并且融膜过程无异味，融膜后焊缝美观、无封边；此外，融合后的薄膜能紧贴丝饼，最大限度地节约了成本。
附图说明
图1为本发明的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置结构；
图2为融切膜机构示意图；
图3-图9为本发明用于实施例的示意图，其中图7、图8、图9为融切膜过程示意图。
图中，1机架，2左侧夹膜机构，3右侧夹膜机构，4升降机构，5融切膜机构，6薄膜，7薄膜供给装置，8丝饼，9丝饼输送装置，21驱动元件，22水平滑座，23水平滑轨，24驱动板，25滑动板，26导向套，27导向杆，28压膜组件，281压底板，282压膜侧板/条，29缓冲弹簧，31驱动元件(右)，32水平滑座(右)，33水平滑轨(右)，34驱动板(右)，35滑动板(右)，36压膜组件(右)，361压固定板，362压膜侧板/条(右)，41电机，42电机安装板，43联轴器，44主动轴，45带座轴承，46从动轴，47同步带轮，48同步带，49升降板，410竖直滑座，411竖直滑轨，51机构安装板，52融切膜机构架，53耳环气缸，54滚轮架支板，55滚轮架，56Y型接头，57销轴，58滚轮，59超声波单元，591夹套，592焊头，510夹块。
具体实施方式
除了下面所述的实施例，本发明还可以有其它实施例或以不同方式来实施。因此，应当知道，本发明并不局限于在下面的说明书中所述或在附图中所示的部件的结构的详细情况。当这里只介绍一个实施例时，权利要求并不局限于该实施例。
下面结合附图和实例对本发明的具体实施方法进行进一步的说明：
本发明用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其结构如图1和图2所示，包括机架1、左侧夹膜机构2、右侧夹膜机构3、升降机构4、融切膜机构5五个部分。
所述机架1为矩形框架结构，左右分别布置一块矩形平板，用于安装左侧夹膜机构2和右侧夹膜机构3，左右夹膜机构结构相同，对称分布，升降机构4与融切膜机构5安装任何一侧，本实施例安装在在右侧夹膜机构3上。
所述左侧夹膜机构2位于机架1左侧，包括驱动元件21、水平滑座22、水平滑轨23、驱动板24、滑动板25、导向套26、导向杆27、压膜组件28、缓冲弹簧29，其中驱动元件21与水平滑座22安装在机架1的矩形平板上；驱动元件21采用无杆气缸，通气时气缸上的气缸滑块可沿气缸筒体左右移动；水平滑座22共四件，每两件一组，分别安装在机架1上部和中部，每组水平滑座22穿过一根水平滑轨23，水平滑轨23可沿水平滑座22水平移动。水平滑轨23左侧的末端安装有矩形的驱动板24，驱动板24中间与驱动元件21的气缸滑块连接；滑动板25为上下布置有加强筋的L形平板，其中一面安装在水平滑轨23右侧的末端，另一面上下各开一孔，用于安装导向套26，导向套26中间穿过导向杆27；压膜组件28由一件压底板281和两件压膜侧板/条282组成，俯视为“[”形，其压底板281与导向杆27末端相连，左滑动板25与压底板281之间安装有穿过导向杆27的缓冲弹簧29。
所述右侧夹膜机构3位于机架1右侧，包括的驱动元件(右)31、水平滑座(右)32、水平滑轨(右)33、驱动板(右)34、滑动板(右)35、压膜组件(右)36等部分。其中驱动元件(右)31、水平滑座32、水平滑轨33、驱动板34与左侧夹膜机构2相应结构及连接关系一致，对称布置在机架1右侧；滑动板(右)35为左侧上下各缺一角的矩形平板，安装在右侧夹膜机构3所属的水平滑轨(右)33左侧的末端；压膜组件(右)36包括两个压固定板361和压膜侧板/条362，其中压膜侧板/条(右)362分别安装在滑动板(右)35左侧缺角处，压固定板361之间平行布置两根压条压膜侧板/条(右)362；当左侧夹膜机构2和右侧夹膜机构3向中间靠拢时，右侧的压膜侧板/条362能够与左压组件28的两个压膜侧板/条282严丝合缝地贴在一起。
所述升降机构4位于右侧夹膜机构3的滑动板(右)35上，包括电机41、电机安装板42、联轴器43、主动轴44、带座轴承45、从动轴46、同步带轮47、同步带48、升降板49、竖直滑座410、竖直滑轨411；电机41通过电机安装板42固定在右滑动板35的右上方，电机轴通过联轴器43与主动轴44连接；主动轴44两端穿过带座轴承45，通过带座轴承45实现其支撑和定位。在主动轴44正下方平行布置从动轴46，从动轴46两端同样穿过带座轴承45，通过带座轴承45实现其支撑和定位；主动轴44和从动轴46中间穿过同步带轮47，两同步带轮47之间布置同步带48；在同步带48内侧固定升降板49，电机41驱动主动轴44转动时，同步带48可带动升降板49上下移动；升降板49为左侧较宽、中部和右侧较窄的平板，其中部和右侧均固定竖直滑座410，每个竖直滑座410中间穿过一根竖直滑轨411；竖直滑轨411安装在滑动板(右)35上，在升降板49移动时起到导向作用。
所述融切膜机构5包括机构安装板51、融切膜机构架52、耳环气缸53、滚轮架支板54、滚轮架55、Y型接头56、销轴57、滚轮58、超声波单元59、夹块510；机构安装板51固定在升降机构4的升降板49上，其中上部设计两条平行的竖直块，左边竖直块较低，右边竖直块较高，两竖直块成阶梯状布置，下部设计带有圆弧凹槽的斜块；融切膜机构架52为左上方和右下方缺角的近似矩形平板，安装在机构安装板51的两条平行的竖直块上，融切膜机构架52中上部开有孔，连接耳环气缸53，滚轮架支板54共两件，位于融切膜机构架52左下方，对称安装在融切膜机构架52两侧；安装后，滚轮架支板54有一个超出异形板的凸角，凸角中部开有孔，滚轮架55为以中部为轴心、上下成一定角度的长条状，其上、中、下各开有孔；在滚轮架55下部，垂直于开孔方向设计有方形通槽，滚轮架55上部开孔通过Y型接头56与耳环气缸53的气缸杆相连，中部开孔通过销轴57与滚轮架支板54的凸角开孔相连，下部通过销轴57与滚轮58相连，安装后，滚轮架55形成一个以上部连接处为施力点、中部连接处为支点、下部连接处为受力点的杠杆结构；滚轮58为中间厚、边缘薄的中心开孔的轮状结构，边缘切面处成“︹”形。超声波单元59的夹套591卡入机构安装板51下部斜块的圆弧凹槽内，沿焊头592的方向调整到合适距离后，通过夹块510固定；焊头592为圆柱体，当耳环气缸53的气缸杆伸出时，滚轮58恰好压在焊头592端部的中上方，压力为0.18MPa～0.25MPa，滚轮58中心与压点连线和焊头592之间的夹角为0～5°；焊头592的振动频率为35kHz～40kHz。耳环气缸53、滚轮架支板54、滚轮架55、滚轮58、超声波单元59位于右压组件36的两根压条362之间；当左压组件28和右压组件36压紧并且耳环气缸53的气缸杆伸出时，滚轮58、焊头592间的压点与左压组件28、右压组件36之间的压紧面处于同一竖直面。
下面通过实施例对本发明所述用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置的工作过程作详细描述。
如图3和图4所示，薄膜6通过薄膜供给装置7固定在机架1前方，左右各一卷，中间已封好。丝饼8在丝饼输送装置9的驱动下向前移动，并且在接触到薄膜6时向前推动薄膜6。如图5和图7所示，当丝饼8到达机架1的后面，压膜侧板/条282和压膜侧板/条(右)362分别在驱动气缸21和驱动气缸(右)31的驱动下向中间靠拢，直至压紧。此时，薄膜6成圆柱套筒装围绕在丝饼8的周围。如图6和图8所示，滚轮58在耳环气缸53的驱动下，压紧焊头592，同时，融切膜机构5在电机41的驱动下，向下移动，开始封膜。焊头592的高频振动促使滚轮58与焊头592之间发生高频撞击，从而产生局部高温，瞬间将薄膜6熔化。由于滚轮58边缘切面为“︹”形，其中间与焊头592接触，将薄膜6切断；同时，薄膜6的熔渣堆积在滚轮58边缘切面的两边倒角处，使滚轮58两侧的薄膜6重新融合在一起，形成如图9所示的焊缝。当融切膜机构5移动至最下方时，封膜工作完成，滚轮58离开焊头592，融切膜机构5上移，压膜侧板/条282与压膜侧板/条(右)362分开，回复原位，同时薄膜供给装置7将薄膜6拉回初始状态。
需要说明的是，以上实施例中，左侧压膜机构2和右侧压膜机构3采用的驱动元件也可更换为电机-丝杠或电机-曲柄滑块结构。
以上实施例表明，本发明的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置在工作过程中产生热量范围小，封膜位置可以离丝饼很近，节约了成本。并且，薄膜的融合、切断同时完成，工作效率高，融膜后焊缝美观，无封边。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明意图也包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，封膜装置包括机架(1)、左侧夹膜机构(2)、右侧夹膜机构(3)、升降机构(4)、融切膜机构(5)，左侧夹膜机构(2)固定在机架(1)左侧，右侧夹膜机构(3)固定在机架右侧，在靠中心一侧均包括压膜组件(28)，当左侧夹膜机构(2)和右侧夹膜机构(3)向中间靠拢时，带动两边的薄膜通过压膜组件(28)压紧在一起；升降机构(4)安装在左侧夹膜机构(2)或右侧夹膜机构(3)任何一边上，所述融切膜机构(5)安装在升降机构(4)上，随升降机构上下运动；所述融切膜机构(5)包括融切膜机构架(52)、耳环气缸(53)、滚轮架(55)、销轴(57)、滚轮(58)、超声波单元(59)；耳环气缸(53)、超声波单元(59)安装在融切膜机构架(52)上；滚轮(58)安装在滚轮架(55)上，滚轮架(55)上部与耳环气缸(53)相连，中部通过销轴(57)与融切膜机构架(52)相连，下部通过销轴(57)与滚轮(58)相连，从而形成一个以上部连接处为施力点、中部连接处为支点、下部连接处为受力点的杠杆结构，耳环气缸(53)运动带动滚轮架(55)运动，从而带动滚轮(58)贴近夹紧后的薄膜。
2.如权利要求1所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，所述滚轮(58)为中间厚、边缘薄的中心开孔的轮状结构，边缘切面处成“︹”形。
3.如权利要求1或2所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，超声波单元(59)包括焊头(592)，焊头(592)为圆柱体，当耳环气缸(53)的气缸杆伸出时，滚轮(58)恰好压在焊头(592)端部的中上方，滚轮(58)中心与压点连线和焊头(592)之间的夹角为0～5°，当夹膜机构压紧并且耳环气缸(53)的气缸杆伸出时，滚轮(58)、焊头(592)间的压点与夹膜机构之间的压紧面处于同一竖直面。
4.如权利要求3所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，所述超声波单元(59)超声波压力为0.18MPa～0.25MPa，焊头(592)的振动频率为35kHz～40kHz。
5.如权利要求1所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，所述左侧夹膜机构(2)和右侧夹膜机构(3)结构相同，对称安装，均包括驱动元件(21)、水平滑座(22)、水平滑轨(23)、驱动板(24)、滑动板(25)、压膜组件(28)；驱动元件(21)与水平滑座(22)固定在机架(1)上；驱动元件(21)与驱动板(24)相连，滑块连接在驱动板(24)中间；水平滑座(22)穿过水平滑轨(23)；水平滑轨(23)靠外一侧与驱动板(24)相连，内侧与滑动板(25)相连，压膜组件(28)固定在滑动板(25)需要压膜的一端面；驱动元件(21)驱动驱动板(24)移动，带动滑动板(25)上的压膜组件(28)左右移动。
6.如权利要求5所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，压膜组件(28)包括两块平行的压膜侧板/条(282)和固定板组成，压膜侧板/条(282)与固定板连接。
7.如权利要求6所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，没有安装升降机构一侧的夹膜机构上的固定板为压膜底板(281)，压膜侧板/条(282)平行安装在压膜底板(281)的两侧，俯视为“[”形；滑动板(25)与压膜组件(28)连接处安装导向套(26)；导向套(26)中间穿过导向杆(27)，导向杆(27)末端与压膜底板(281)相连；滑动板(25)与压膜底板(281)之间安装有穿过导向杆(27)的缓冲弹簧(29)。
8.如权利要求5所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，所述的驱动元件(21)为气缸或电机-丝杠或电机-曲柄滑块结构。
9.如权利要求1所述的用于化纤丝饼包装的超声波封膜装置，其特征在于，所述升降机构(4)包括电机(41)、联轴器(43)、主动轴(44)、带座轴承(45)、从动轴(46)、同步带轮(47)、同步带(48)、升降板(49)、竖直滑座(410)、竖直滑轨(411)；电机(41)固定在机架(1)上，电机轴通过联轴器(43)与主动轴(44)连接；在主动轴(44)正下方平行布置从动轴(46)，主动轴(44)与从动轴(46)两端均穿过带座轴承(45)，中间穿过同步带轮(47)；两同步带轮(47)之间布置同步带(48)；在同步带(48)内侧固定升降板(49)；升降板(49)中部和右侧固定竖直滑座(410)，每个竖直滑座(410)中间穿过一根竖直滑轨(411)；竖直滑轨(411)安装在滑动板(25)上；融切膜机构架(52)安装在升降板(49)上；电机驱动主动轴(44)转动，带动同步带(48)转动，带动升降板(49)和融切膜机构(5)上下运动。
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