Guida completa ai dispositivi di alimentazione e di vuoto nelle macchine confezionatrici

Durante il processo di confezionamento, il prodotto viene solitamente inviato al dispositivo di dosaggio per mezzo di un dispositivo di alimentazione sulla macchina confezionatrice, quindi inserito nel contenitore di confezionamento e infine avvolto e imballato.
Qui vengono introdotti il dispositivo di alimentazione comunemente utilizzato nella macchina confezionatrice e la pompa a vuoto utilizzata nella macchina confezionatrice sottovuoto. Per il dispositivo di dosaggio quantitativo, fare riferimento al capitolo sulla macchina di caricamento. Nella sezione sulla macchina confezionatrice, vengono inoltre introdotti i principi di funzionamento e alcune forme strutturali tipiche del contenitore di imballaggio e del dispositivo di alimentazione del materiale di imballaggio, del dispositivo di riempimento e versamento e del dispositivo di confezionamento e imballaggio.

Dispositivo di alimentazione

La funzione del dispositivo di alimentazione per gli articoli da confezionare è quella di alimentare gli articoli da confezionare immagazzinati nella tramoggia al dispositivo di dosaggio degli articoli per il dosaggio in base ai requisiti del processo di confezionamento, dopodiché gli altri dispositivi della macchina confezionatrice implementano l'operazione di confezionamento.
Il dispositivo di alimentazione per gli articoli di imballaggio è generalmente composto da una tramoggia, un trasportatore, un alimentatore, un dispositivo anti-bloccaggio, un dispositivo di smistamento e disposizione direzionale e un dispositivo di azionamento. A causa delle grandi differenze nelle proprietà fisiche e chimiche, nelle forme naturali e nei requisiti del processo di imballaggio degli articoli, il dispositivo di alimentazione ha una varietà di forme strutturali.
In base alla modalità di azionamento degli articoli forniti, il dispositivo di alimentazione può essere suddiviso in: dispositivo di alimentazione a gravità (incluso il trasporto a gravità di articoli finiti); dispositivo trasportatore a nastro (incluso il dispositivo trasportatore a catena); dispositivo trasportatore a coclea; dispositivo di pompaggio; dispositivo scorrevole a tavola girevole; dispositivo di alimentazione a vibrazione, ecc.
Il dispositivo di alimentazione deve avere una struttura semplice, un funzionamento affidabile, adattarsi alle proprietà fisiche e chimiche del materiale da alimentare ed essere coordinato con il successivo processo di confezionamento.

Dispositivo di alimentazione a gravità
Il dispositivo di alimentazione a gravità utilizza la caratteristica per cui gli articoli possono fluire dall'alto verso il basso sotto l'azione della gravità. Gli articoli vengono posizionati in una posizione alta e scorrono lungo il canale del materiale fisso verso la posizione bassa, realizzando così l'operazione di fornitura degli articoli. Quando gli articoli scorrono nel canale del materiale, è facile formare un arco o un ponte, con conseguente flusso scarso o addirittura blocco. Pertanto, il canale di flusso deve essere liscio e piatto e devono essere impostati i necessari dispositivi di agitazione anti-blocco. Per gli articoli con requisiti direzionali, deve essere impostato anche un dispositivo di smistamento e disposizione direzionale. Gli articoli che non sono convenienti per l'orientamento automatico devono essere disposti manualmente e impilati nella tramoggia in anticipo.
La figura è uno schema del principio di funzionamento del dispositivo di alimentazione a gravità per materiali in polvere e granulari. Il materiale nella tramoggia 1 scorre ininterrottamente verso il disco rotante quantitativo 4 sotto l'azione del suo stesso peso e dell'agitatore 5, e il raschiatore fisso 2 raschia via il materiale in eccesso sulla tazza di dosaggio del disco rotante 3, realizzando così l'operazione di dosaggio.

Dispositivo di alimentazione del materiale in pezzi

La figura è uno schema di principio del dispositivo di alimentazione del materiale in pezzi. La figura (a) mostra un dispositivo di alimentazione del materiale in pezzi che può selezionare e orientare automaticamente, il che è adatto per l'alimentazione automatica di pezzi cilindrici con una lunghezza e un diametro relativamente piccoli. I pezzi disordinati di materiale sono immagazzinati nella tramoggia. Sotto l'azione del meccanismo di orientamento 2 e del dispositivo di scarto 6, i pezzi di materiale sono disposti in modo direzionale nella mangiatoia 7 e si muovono lungo la mangiatoia fino all'alimentatore 1 sotto l'azione del suo stesso peso, realizzando così l'alimentazione intermittente dei pezzi di materiale. La figura (b) mostra un dispositivo di alimentazione per pezzi con una lunghezza e un diametro relativamente grandi che non sono facili da selezionare e orientare automaticamente. I pezzi di materiale devono essere disposti manualmente nella tramoggia in anticipo. Sotto il peso dei pezzi di materiale e l'azione dell'agitatore 2, i pezzi di materiale si muovono lungo la mangiatoia 7 fino all'alimentatore 1 e l'alimentatore consegna i pezzi di materiale al processo successivo.

Alimentatore a nastro
Il trasportatore a nastro può essere utilizzato per la fornitura di articoli sfusi, in blocchi, in sacchetti e a pezzi e può essere composto da più nastri per soddisfare vari requisiti del processo di imballaggio.
La figura mostra lo schema di principio del trasportatore a nastro. Gli articoli vengono trasportati dalla tramoggia 5 al dispositivo di scarico 6 e scaricati. Il dispositivo di tensionamento 8 viene utilizzato per regolare la tensione del nastro e il rullo di sterzo 7 viene utilizzato per aumentare l'angolo di avvolgimento per garantire la capacità di trasporto del nastro.
Il nastro trasportatore nell'alimentatore a nastro è a contatto con gli articoli. In base alle proprietà fisiche e chimiche e ai requisiti igienici degli articoli trasportati, è necessario selezionare il materiale del nastro corrispondente e deve essere eseguito il trattamento fisico e chimico necessario. Il nastro trasportatore include nastro in tela di cotone, nastro in tessuto di fibre chimiche, nastro in tela di gomma, nastro in fogli di nylon, nastro in acciaio, nastro in maglia metallica, ecc. I metodi di trattamento fisico e chimico comunemente utilizzati per i nastri includono impregnazione, rivestimento di strati protettivi superficiali, ecc.

Dispositivo di alimentazione a catena

La figura mostra uno schema di un trasportatore a catena per il trasporto di dentifricio su una macchina per l'astucciamento di dentifricio. La struttura di base di un trasportatore a catena comunemente utilizzato per l'alimentazione di articoli confezionati è mostrata nella figura. Il componente di trazione per il trasporto di articoli è costituito da due catene ad anello parallele. Le due catene sono collegate da un piccolo albero o una stecca per mantenere le due catene parallele ed equidistanti. Piastre speciali per catene sono installate sulla catena, oppure rulli e pallet sono installati sul piccolo albero (stecca) tra le due catene. Accessori come piastre di spinta sono utilizzati per azionare gli articoli confezionati per farli avanzare. La catena di trazione utilizza generalmente una catena a rulli a manicotto standard, o una catena a rulli a manicotto con una speciale piastra lunga per catena, una catena piatta, ecc. Per garantire la corretta trasmissione dell'ingranamento della catena e dei denti della ruota dentata e la precisione della posizione dell'alimentazione, è generalmente richiesto un dispositivo di tensionamento della catena.

I trasportatori a catena sono adatti per la consegna di pezzi e gambi che richiedono una consegna accurata degli articoli confezionati e determinate operazioni di imballaggio durante il trasporto.

Dispositivo di alimentazione del disco rotante
Quando il disco rotante ruota, i materiali immagazzinati nella tramoggia del disco possono spostarsi verso il bordo esterno del disco rotante sotto l'azione dell'attrito e della forza centrifuga, e sono disposti in modo direzionale lungo la direzione tangente del disco ed entrano nel canale di trasporto tangente al bordo esterno del disco. Impostando un determinato dispositivo di trasporto sul canale di trasporto, è possibile realizzare la selezione automatica e la disposizione direzionale dei materiali.

La figura mostra il diagramma del principio di funzionamento del dispositivo di alimentazione della tramoggia a disco conico. Il disco conico può aumentare la tendenza dei materiali a spostarsi verso il bordo esterno del disco rotante. I materiali sono disposti in modo direzionale lungo la direzione tangente del disco ed entrano a turno nella tramoggia di trasporto. Questo dispositivo ha una struttura semplice e un funzionamento affidabile. È adatto per la selezione automatica e l'alimentazione direzionale di varie piccole colonne, manicotti, coperture, blocchi e materiali in fogli.

Dispositivo di alimentazione elettromagnetico vibrante
Il dispositivo di alimentazione vibrante è un dispositivo che utilizza la tecnologia delle vibrazioni per trasportare polveri sciolte e piccoli oggetti su medie e brevi distanze. In base alla struttura del corpo vibrante, può essere suddiviso in tipo a canale dritto e tipo a tramoggia a disco; in base al tipo di sorgente di eccitazione, può essere suddiviso in tipo meccanico, tipo elettromagnetico, tipo idraulico e tipo pneumatico. Qui introduciamo principalmente il dispositivo di alimentazione vibrante elettromagnetico.

La struttura del dispositivo di alimentazione vibrante elettromagnetico: generalmente composto da elettromagneti di eccitazione, armature, corpi vibranti, molle di vibrazione principali, molle di smorzamento delle vibrazioni e basi. Come mostrato nella figura, il corpo della tramoggia vibrante (o tramoggia) è supportato sulla base dalla molla della piastra di vibrazione principale, il nucleo di ferro e la bobina dell'elettromagnete sono fissati sulla base e l'armatura è fissata sul fondo del corpo vibrante; c'è un angolo tra la superficie di lavoro del corpo della tramoggia vibrante e il piano orizzontale (c'è un canale di trasporto a spirale con un angolo di salita a spirale di a nella tramoggia vibrante) e c'è anche un angolo tra la molla della piastra di vibrazione principale e il piano a piombo. L'intero dispositivo è collegato da bulloni, molle di smorzamento delle vibrazioni e il telaio.
Ovviamente, i principi del tipo a tramoggia a disco e del tipo a canale dritto sono fondamentalmente gli stessi, eccetto per il fatto che il canale trasportatore a canale dritto viene trasformato in un canale trasportatore a spirale e la vibrazione oscillante viene trasformata in una vibrazione torsionale.
Prendiamo come esempio il dispositivo di alimentazione vibrante a canale dritto per illustrare il principio di funzionamento del dispositivo di alimentazione vibrante.

Come mostrato nella Figura (a), l'oggetto è posizionato nel corpo del canale. Il corpo del canale esegue una vibrazione forzata direzionale sotto l'azione della forza di eccitazione elettromagnetica e della molla della piastra di vibrazione principale. Quando il corpo del canale si sposta in alto a destra, l'oggetto è guidato dal corpo del canale dalla forza di attrito e ottiene un movimento accelerato in alto a destra; quando il corpo del canale decelera in alto a destra o accelera in basso a sinistra sotto l'azione dell'attrazione elettromagnetica, poiché l'oggetto ha ottenuto una certa energia cinetica quando accelera in alto a destra, l'oggetto ha ancora la tendenza a continuare a muoversi in alto a destra o a scivolare per una distanza a destra rispetto alla superficie di lavoro del corpo del canale, o persino a fare una sezione di movimento di lancio obliquo in alto a destra, e quindi ricadere sulla superficie di lavoro del corpo del canale. Quando il corpo del canale si sposta di nuovo in alto a destra, l'oggetto viene nuovamente accelerato dall'attrito e il ciclo di movimento di cui sopra viene ripetuto. In questo modo, ogni volta che il corpo del serbatoio si muove alternativamente e vibra una volta, l'articolo si sposta di una certa distanza verso destra rispetto al corpo compagno del serbatoio, soddisfacendo così il requisito di fornitura degli articoli.

Dispositivo di vuoto

La pompa per vuoto è la parte principale di lavoro della macchina per il confezionamento sottovuoto e le sue prestazioni influenzeranno direttamente il grado di vuoto. Esistono due tipi principali di pompe per vuoto utilizzate nelle macchine per il confezionamento sottovuoto: una è una pompa per vuoto a rotore eccentrico a bagno d'olio (chiamata anche pompa per vuoto a valvola a cassetto); l'altra è una pompa per vuoto a palette rotanti a bagno d'olio. Come mostrato nella figura.

Pompa per vuoto a rotore eccentrico a bagno d'olio
Principio di funzionamento: come mostrato nella figura. Una valvola a cassetto del rotore 9 è installata nella pompa 12, che consiste in un anello valvola e uno stelo valvola. L'anello valvola sulla valvola a cassetto del rotore è manicottato sul rotore eccentrico 10 e il centro geometrico dell'albero rotante 11 e la camera della pompa 13 coincidono. Lo stelo valvola sulla parte superiore della valvola a cassetto del rotore può scorrere liberamente su e giù nel bullone scorrevole cilindrico 2 e oscillare a sinistra e a destra. Il manicotto dell'anello valvola scorre lungo la superficie della camera della pompa 13. Quando l'albero 11 ruota in senso antiorario, la valvola a cassetto del rotore 9 divide la camera della pompa 13 in due camere di lavoro e il volume della camera A si espande gradualmente, mentre il volume della camera B diminuisce gradualmente. La pressione del gas nella camera A continua a diminuire e il gas pompato entra nella camera A attraverso la cavità nello stelo valvola e il foro rettangolare sul lato. Quando la valvola a cassetto del rotore gira verso il punto morto superiore della camera della pompa 13, l'aspirazione termina e la camera A raggiunge il volume di aspirazione massimo e il foro rettangolare viene chiuso in questo momento. L'albero della pompa 11 continua a ruotare e il volume della camera di lavoro originale inizia a diminuire gradualmente di nuovo, il gas viene compresso e la pressione continua ad aumentare. Quando supera la pressione della molla della valvola di scarico 7, il gas la spinge in apertura e viene scaricato. Le due camere A e B funzionano alternativamente. Quando la camera A inspira, la camera B scarica. Ogni rotazione dell'albero della pompa equivale al completamento di un processo di aspirazione e scarico.

Pompa per vuoto a palette rotanti a bagno d'olio

Principio di funzionamento: come mostrato nella figura. Quando il rotore eccentrico 5 con due palette 6 ruota in senso orario, la paletta G scorre contro la parete interna del corpo pompa 8 sotto la pressione della molla 4 e della sua stessa forza centrifuga, e la camera di aspirazione destra continua a espandersi, e il gas pompato entra attraverso la porta di aspirazione l. Quando l'altra paletta supera la posizione della porta di aspirazione, il gas aspirato viene isolato e l'aspirazione è completata. Il rotore continua a ruotare, il gas isolato viene gradualmente compresso e la pressione aumenta. Quando la pressione supera la pressione sulla valvola di scarico 3, il gas spinge la valvola di scarico 3 attraverso il tubo di scarico e viene scaricato attraverso l'olio e la porta di scarico della pompa. Durante il funzionamento della pompa, le palette dividono sempre la camera della pompa in due camere di lavoro, A (aspirazione) e B (scarico). Ogni volta che il rotore eccentrico ruota di un cerchio, ci sono due processi di aspirazione e scarico.

Conclusione

Nel processo di confezionamento, i dispositivi di alimentazione svolgono un ruolo cruciale nel garantire il trasferimento fluido ed efficiente dei materiali ai dispositivi di dosaggio per il confezionamento. I diversi tipi di dispositivi di alimentazione, come alimentazione a gravità, alimentatori a nastro, trasportatori a catena, alimentatori vibranti e dispositivi a disco rotante, sono progettati per soddisfare i diversi requisiti di vari materiali e processi di confezionamento. Questi dispositivi devono essere adattati alle proprietà fisiche e chimiche degli articoli alimentati per garantire affidabilità e prevenire problemi come blocchi o allineamento improprio.

Inoltre, le pompe per vuoto, come le pompe a rotore eccentrico a bagno d'olio e le pompe rotative a palette, sono componenti integrali delle macchine per il confezionamento sottovuoto, assicurando il livello di vuoto appropriato per la conservazione degli articoli. La selezione dei dispositivi di alimentazione e vuoto appropriati assicura un'operazione di confezionamento efficiente, affidabile e sicura, essenziale per soddisfare sia gli standard di produzione che quelli di qualità.