Durante el proceso de envasado, el producto generalmente se envía al dispositivo de medición para su dosificación por medio de un dispositivo de alimentación en la máquina de envasado, y luego se llena en el contenedor de envasado, para luego envolverlo y empaquetarlo.
Aquí se presenta el dispositivo de alimentación y la bomba de vacío que se utilizan comúnmente en la envasadora. Para el dispositivo de dosificación cuantitativa, consulte el capítulo sobre la máquina de carga. En la sección sobre la envasadora, también se presentan los principios de funcionamiento y algunas estructuras típicas del contenedor y el dispositivo de alimentación de material de envasado, el dispositivo de llenado y vertido, y el dispositivo de envoltura y envasado.
Dispositivo de alimentación
La función del dispositivo de alimentación para artículos de embalaje es alimentar los artículos que se van a empaquetar almacenados en la tolva al dispositivo de medición de artículos para medirlos de acuerdo con los requisitos del proceso de embalaje, y luego los demás dispositivos de la máquina de embalaje implementan la operación de embalaje.
El dispositivo de alimentación para artículos de embalaje generalmente consta de una tolva, un transportador, un alimentador, un dispositivo antibloqueo, un dispositivo de clasificación y direccionamiento, y un dispositivo de accionamiento. Debido a las grandes diferencias en las propiedades físicas y químicas, las formas naturales y los requisitos del proceso de embalaje de los artículos, el dispositivo de alimentación presenta diversas formas estructurales.
Según el modo de accionamiento de los artículos suministrados, el dispositivo de suministro se puede dividir en: dispositivo de alimentación por gravedad (incluido el transporte por gravedad de artículos terminados); dispositivo transportador de cinta (incluido el dispositivo transportador de cadena); dispositivo transportador de tornillo; dispositivo de bombeo; dispositivo de deslizamiento de mesa giratoria; dispositivo de alimentación por vibración, etc.
El dispositivo de alimentación debe tener una estructura simple, un funcionamiento confiable, adaptarse a las propiedades físicas y químicas del material que se alimenta y estar coordinado con la operación del proceso de envasado posterior.
Dispositivo de alimentación por gravedad
El dispositivo de alimentación por gravedad permite que los artículos fluyan de arriba hacia abajo por la acción de la gravedad. Los artículos se colocan en una posición alta y fluyen por el canal fijo de material hasta la posición baja, lo que permite el suministro. Cuando los artículos fluyen en el canal, es fácil que se formen arcos o puentes, lo que resulta en un flujo deficiente o incluso en obstrucciones. Por lo tanto, el canal de flujo debe ser liso y plano, y se deben instalar los dispositivos de agitación antibloqueo necesarios. Para los artículos que requieren orientación, también se debe instalar un dispositivo de clasificación y ordenamiento direccional. Los artículos que no sean fáciles de orientar automáticamente deben ordenarse manualmente y apilarse en la tolva con antelación.
La figura muestra el diagrama del principio de funcionamiento del dispositivo de alimentación por gravedad para materiales en polvo y granulados. El material de la tolva 1 fluye continuamente hacia el disco giratorio cuantitativo 4 por acción de su propio peso y del agitador 5, y el raspador fijo 2 retira el exceso de material del vaso dosificador del disco giratorio 3, realizando así la dosificación.
Dispositivo de alimentación de material en piezas
La figura muestra el diagrama principal del dispositivo de alimentación de material. La figura (a) muestra un dispositivo de alimentación con selección y orientación automáticas, ideal para la alimentación automática de piezas cilíndricas de longitud y diámetro relativamente pequeños. Las piezas desordenadas se almacenan en la tolva. Gracias al mecanismo de orientación 2 y al rechazador 6, las piezas se disponen direccionalmente en el canal de alimentación 7 y, por su propio peso, se desplazan por este hasta el alimentador 1, logrando así una alimentación intermitente. La figura (b) muestra un dispositivo de alimentación para piezas de gran longitud y diámetro que no son fáciles de seleccionar y orientar automáticamente. Las piezas deben colocarse manualmente en la tolva con antelación. Gracias al peso de las piezas y a la acción del agitador 2, las piezas se desplazan por el canal de alimentación 7 hasta el alimentador 1, que las entrega al siguiente proceso.
Alimentador de banda
El alimentador de banda se puede utilizar para el suministro de artículos a granel, en bloques, en bolsas o en piezas, y puede estar compuesto por múltiples bandas para cumplir con diversos requisitos del proceso de envasado.
La figura muestra el diagrama principal de la cinta transportadora. Los artículos se transportan desde la tolva 5 hasta el dispositivo de descarga 6, donde se descargan. El tensor 8 ajusta la tensión de la cinta, y el rodillo de dirección 7 aumenta el ángulo de envoltura para garantizar la capacidad de transporte de la cinta.
La banda transportadora del alimentador de banda está en contacto con los artículos. Según las propiedades físicas y químicas y los requisitos de higiene de los artículos transportados, se debe seleccionar el material adecuado y realizar el tratamiento físico y químico necesario. Las bandas transportadoras incluyen bandas de lona de algodón, bandas de tejido de fibra química, bandas de lona de caucho, bandas de lámina de nailon, bandas de acero, bandas de malla metálica, etc. Los métodos de tratamiento físico y químico más comunes para las bandas incluyen la impregnación y el recubrimiento de capas protectoras superficiales.
Dispositivo de alimentación de cadena
La figura muestra un diagrama esquemático de un transportador de cadena para el transporte de pasta dental en una máquina estuchadora. La estructura básica de un transportador de cadena, comúnmente utilizado para la alimentación de productos envasados, se muestra en la figura. El componente de tracción para el transporte de productos consta de dos cadenas de anillos paralelos. Ambas cadenas están conectadas por un eje pequeño o una lámina para mantenerlas paralelas y equidistantes. Se instalan placas de cadena especiales en la cadena, o rodillos y palés en el eje pequeño (lámina) entre las dos cadenas. Se utilizan accesorios como placas de empuje para impulsar el avance de los productos envasados. La cadena de tracción generalmente utiliza una cadena de rodillos de manga estándar, una cadena de rodillos de manga con una placa de cadena larga especial, una cadena plana, etc. Para garantizar la correcta transmisión del engrane de la cadena y los dientes de la rueda dentada, así como la precisión de la posición de la alimentación, generalmente se requiere un dispositivo tensor de cadena.
Los transportadores de cadena son adecuados para la entrega de piezas y tallos que requieren una entrega precisa de artículos empaquetados y ciertas operaciones de empaquetado durante el transporte.
Dispositivo de alimentación de disco giratorio
Cuando el disco rotatorio gira, los materiales almacenados en la tolva se desplazan hacia el borde exterior del disco por fricción y fuerza centrífuga, y se disponen direccionalmente a lo largo de la tangente del disco, entrando en el canal de transporte tangente a dicho borde. Mediante la instalación de un dispositivo de transporte en el canal, se puede lograr la clasificación automática y la distribución direccional de los materiales.
La figura muestra el diagrama del principio de funcionamiento del dispositivo de alimentación con tolva de disco de fondo cónico. El disco de fondo cónico facilita el desplazamiento de los materiales hacia el borde exterior del disco giratorio. Los materiales se disponen direccionalmente a lo largo de la tangente del disco y entran en la tolva de transporte. Este dispositivo tiene una estructura simple y un funcionamiento fiable. Es adecuado para la clasificación automática y la alimentación direccional de diversas columnas pequeñas, mangas, cubiertas, bloques y láminas.
Dispositivo de alimentación vibratorio electromagnético
El dispositivo de alimentación vibratoria utiliza tecnología de vibración para transportar polvos sueltos y materiales pequeños a distancias medias y cortas. Según la estructura del cuerpo vibratorio, se puede clasificar en tipo canal recto y tipo tolva de disco; según el tipo de fuente de excitación, se puede clasificar en tipo mecánico, tipo electromagnético, tipo hidráulico y tipo neumático. A continuación, presentamos principalmente el dispositivo de alimentación vibratoria electromagnética.
La estructura del dispositivo de alimentación vibratoria electromagnética se compone generalmente de electroimanes de excitación, armaduras, cuerpos vibratorios, resortes de vibración principales, resortes de amortiguación de vibraciones y bases. Como se muestra en la figura, el cuerpo de la tolva vibratoria se apoya en la base mediante el resorte de la placa vibratoria principal, el núcleo de hierro y la bobina del electroimán se fijan a la base, y la armadura se fija a la parte inferior del cuerpo vibratorio. Existe un ángulo entre la superficie de trabajo del cuerpo de la tolva vibratoria y el plano horizontal (existe un canal de transporte en espiral con un ángulo de ascenso en espiral de a en la tolva vibratoria), y también existe un ángulo entre el resorte de la placa vibratoria principal y el plano vertical. Todo el dispositivo está conectado mediante pernos, resortes de amortiguación de vibraciones y el marco.
Obviamente, los principios del tipo de tolva de disco y del tipo de canal recto son básicamente los mismos, excepto que el canal transportador de canal recto se cambia a un canal transportador en espiral y la vibración de oscilación se cambia a una vibración torsional.
Tomemos como ejemplo el dispositivo de alimentación vibratoria de canal recto para ilustrar el principio de funcionamiento del dispositivo de alimentación vibratoria.
Como se muestra en la Figura (a), el objeto se coloca en el cuerpo del canal. Este realiza una vibración forzada direccional bajo la acción de la fuerza de excitación electromagnética y el resorte principal de la placa de vibración. Cuando el cuerpo del canal se desplaza hacia la esquina superior derecha, el objeto es impulsado por la fuerza de fricción y obtiene un movimiento acelerado hacia la esquina superior derecha; cuando el cuerpo del canal desacelera hacia la esquina superior derecha o acelera hacia la esquina inferior izquierda bajo la acción de la atracción electromagnética, dado que el objeto ha adquirido cierta energía cinética al acelerar hacia la esquina superior derecha, el objeto aún tiende a continuar moviéndose hacia la esquina superior derecha o a deslizarse una distancia hacia la derecha con respecto a la superficie de trabajo del cuerpo del canal, o incluso a realizar un movimiento de lanzamiento oblicuo hacia la esquina superior derecha, para luego volver a caer sobre la superficie de trabajo del cuerpo del canal. Cuando el cuerpo del canal se desplaza de nuevo hacia la esquina superior derecha, el objeto se acelera de nuevo por fricción y se repite el ciclo de movimiento anterior. De esta manera, cada vez que el cuerpo del tanque se mueve alternativamente y vibra una vez, el artículo se mueve una cierta distancia hacia la derecha con respecto al cuerpo compañero del tanque, logrando así el requisito de suministro de artículos.
Dispositivo de vacío
La bomba de vacío es el componente principal de la envasadora al vacío y su rendimiento afecta directamente el grado de vacío. Existen dos tipos principales de bombas de vacío: una es la bomba de vacío de rotor excéntrico con baño de aceite (también llamada bomba de vacío de válvula deslizante) y la otra es la bomba de vacío de paletas rotativas con baño de aceite, como se muestra en la figura.
Bomba de vacío con rotor excéntrico en baño de aceite
Principio de funcionamiento: como se muestra en la figura. La bomba 12 cuenta con una válvula de corredera de rotor 9, compuesta por un anillo y un vástago. El anillo de la válvula de corredera de rotor está encamisado en el rotor excéntrico 10, y el centro geométrico del eje giratorio 11 coincide con la cámara de la bomba 13. El vástago de la válvula, situado en la parte superior de la válvula de corredera de rotor, se desliza libremente hacia arriba y hacia abajo en el perno cilíndrico 2 y oscila a izquierda y derecha. El manguito del anillo de la válvula se desliza por la superficie de la cámara de la bomba 13. Cuando el eje 11 gira en sentido antihorario, la válvula de corredera de rotor 9 divide la cámara de la bomba 13 en dos cámaras de trabajo. El volumen de la cámara A se expande gradualmente, mientras que el de la cámara B disminuye gradualmente. La presión del gas en la cámara A continúa disminuyendo, y el gas bombeado entra en la cámara A a través de la cavidad del vástago de la válvula y el orificio rectangular lateral. Cuando la válvula de corredera del rotor gira hasta el punto muerto superior de la cámara de la bomba 13, finaliza la succión y la cámara A alcanza el volumen máximo de succión, cerrándose entonces el orificio rectangular. El eje de la bomba 11 continúa girando, y el volumen de la cámara de trabajo original comienza a disminuir gradualmente, el gas se comprime y la presión continúa aumentando. Cuando supera la presión del resorte de la válvula de escape 7, el gas la abre y se descarga. Las cámaras A y B funcionan alternativamente. Cuando la cámara A aspira, la cámara B expulsa. Cada rotación del eje de la bomba equivale a completar un proceso de succión y escape.
Bomba de vacío de paletas rotativas con baño de aceite
Principio de funcionamiento: como se muestra en la figura. Cuando el rotor excéntrico 5 con dos álabes 6 gira en sentido horario, el álabe G se desliza contra la pared interior del cuerpo de la bomba 8 bajo la presión del resorte 4 y su propia fuerza centrífuga. La cámara de succión derecha continúa expandiéndose y el gas bombeado entra por el puerto de succión l. Cuando el otro álabe pasa la posición del puerto de succión, el gas aspirado se aísla y la succión se completa. El rotor continúa girando, el gas aislado se comprime gradualmente y la presión aumenta. Cuando la presión supera la presión en la válvula de escape 3, el gas empuja la válvula de escape 3 a través del tubo de escape y se descarga a través del aceite y el puerto de escape de la bomba. Durante el funcionamiento de la bomba, los álabes dividen la cámara de la bomba en dos cámaras de trabajo: A (succión) y B (escape). Cada vez que el rotor excéntrico gira una vuelta, se producen dos procesos de succión y escape.
Conclusión
En el proceso de envasado, los dispositivos de alimentación desempeñan un papel crucial para garantizar la transferencia fluida y eficiente de materiales a los dosificadores. Los diferentes tipos de dispositivos de alimentación, como la alimentación por gravedad, los alimentadores de banda, los transportadores de cadena, los alimentadores vibratorios y los dispositivos de disco giratorio, están diseñados para satisfacer las diversas necesidades de los diversos materiales y procesos de envasado. Estos dispositivos deben adaptarse a las propiedades físicas y químicas de los productos alimentados para garantizar su fiabilidad y evitar problemas como bloqueos o una alineación incorrecta.
Además, las bombas de vacío, como las de rotor excéntrico con baño de aceite y las de paletas rotativas, son componentes integrales de las máquinas de envasado al vacío, garantizando el nivel de vacío adecuado para la conservación de los productos. La selección de los dispositivos de alimentación y vacío adecuados garantiza un envasado eficiente, fiable y seguro, esencial para cumplir con los estándares de producción y calidad.
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