连续盒式糕饼食品气调保鲜包装机 1、技术领域：
本发明涉及一种食品包装机械，尤其是一种能快速更换封切刀模从而实现包装款式快速多变且在同一工位上实现加热密封、抽充气、切膜和切盒的盒式气调保鲜包装机，属于食品气调保鲜包装机的改造技术。
2、背景技术：
食品包装主要分为袋式和盒式包装两种类型。同袋式包装相比，盒式包装具有使被包装物品保持良好的形状并能提供良好密封效果的优点。尤其是当包装盒中充入氮气、二氧化碳或者混合气体等保护气体以后，盒式包装能为食品提供一种更加安全和卫生的保鲜措施。目前，以塑料为包装材料的盒式气调包装设备主要有以下两种类型：
一种是连续式盒装食品气调包装机。该类型的包装机采用预制的包装盒或在包装机上直接制盒，将食品充填、薄膜覆盖、换气密封、盒膜切断等工序融为一体，实现单行或双行盒式食品包装的连续生产。如国家知识产权局2003午5月19日公开的“连续式盒装食品气调保鲜包装机”专利(专利号：03231471·X，公告号：CN2614178Y)即为一种采用预制包装盒的连续式盒装食品气调包装机。在该类型的包装机中，由于下模采用多个模盒链式连接的方式，因而存在以下不足：体积较大、结构复杂、造价较高；当变换产品的包装外型时，需要更换成套模具，从而提高了包装成本；而且更换模具需要花费较多的时间；另外，切割包装盒膜时产生的边角废料多，尤其是当进行充有保护气体的食品包装需要采用多层高阻隔塑料片材薄膜时，包装材料的成本更高。
另一种为非连续式盒装食品气调包装机。该类型包装机的进料和出料均采用人工或机械辅助方式，每次完成一至两个盒的包装。食品经人工充填及人工投送到相应的工位后，包装盒经过塑料薄膜覆盖、换气密封与切割薄膜等工序，再由人工收集包装好的盒装食品。如采用国家知识产权局2004年6月30日公开的″包装机托模装置″专利(专利号：03222173·8，公告号：CN2622076Y)的包装机。这种类型的包装机结构简单、功能单一，一般用在外形变化不频繁、生产率要求不高的食品包装中。
3、发明内容：
本发明地目的在于考虑上述问题而提供一种用于大规模生产的连续盒式糕饼食品气调保鲜包装机。本发明节省包装材料、生产高效、封切刀模更换快速，密封覆盖塑料薄膜及包装盒可同时切断，可满足包装盒外型款式多变的要求。
本发明的结构示意图如图1所示，包括有机架(13)、变压力封切装置(1)、输送装置A、加热密封装置B、切断装置C、抽充气装置D、卷膜机构E、控制装置F，其中加热密封装置B包括密封上模、密封下模，密封上模装设在机架(13)的上方，并与变压力封切装置(1)连接，切断装置C装设在密封上模，密封下模装设在机架(13)的下方，抽充气装置D分别往密封上模、密封下模所在的腔体抽气及充气，输送装置A将待包装联体包装盒输送到密封上模与密封下模之间，卷膜机构E送出的包装薄膜在待包装联体包装盒的上方。
上述输送装置包括有输送电机(18)、输送链(37)、若干推杆(34)、带链轮的同步输送机构(A1)、若干带链轮的入料输送辊筒(33)及若干带链轮的出料输送辊筒(20)，其中若干带链轮的入料输送辊筒(33)布置在入料区，若干带链轮的出料输送辊筒(20)布置在出料区，带链轮的出料输送辊筒(20)及带链轮的入料输送辊筒(33)通过同步输送机构(A)驱动，输送电机(18)的输出轴通过传动机构与同步输送机构(A1)连接，输送链(37)与出料输送辊筒(20)及入料输送辊筒(33)上的链轮组成链传动副，若干推杆(34)安装在输送链(37)之间。
上述推杆(34)的下面还设有起导向作用的导杆(35)，若干推杆(34)均匀布置在两链条之间，若干入料输送辊筒(33)均匀布置在入料区，若干出料输送辊筒(20)均匀布置在出料区。
上述加热密封装置包括有密封上模、密封下模，密封上模包括有压膜框(5)导柱(27)、弹簧(4)、发热元件、热封头(23)、上模板(24)，弹簧(4)套装在导柱(27)上，上模板(24)固装在导柱(27)的上端，压膜框(5)固装在导柱(27)的下端，热封头(23)通过套装有封头弹簧(31)的连接件与上模板(24)连接，发热元件粘接在热封头(23)，上模板(24)与变压力封切装置(1)连接，变压力封切装置(1)装设在固装于长导柱(30)的安装架上，长导柱(30)固装在机架(13)；密封下模包括有下密封腔壁(8)、封切承托板(19)及物料承托板(6)(7)，其中下密封腔壁(8)设有中空模腔(29)，封切承托板(19)四周开有用于安装密封圈(28)的凹槽，中间设有能使物料顺利通过的孔(19A)，物料承托板(6)能通过封切承托板(19)中间开设的孔(19A)，物料承托板(7)上开有若干通气孔，物料承托板(6)固装在物料承托板(7)上，物料承托板(7)与驱动其在下模腔内(29)内作上下运动的升降装置(12)连接。
上述上模板(24)通过万向节(32)与变压力封切装置(1)连接。
上述各发热元件之间通过串联、并联或串并混联的方式与功率控制元件电连接；各发热元件做成与封口外形相对应的封闭或不封闭的形状；上述物料承托板(6)的外形与包装盒的形状相对应，物料承托板(7)为方形，物料承托板(6)置于物料承托板(7)上，且通过连接件联接。
上述切断装置包括若干切刀(22)及若干切刀固定板(24A)，切刀(22)焊接固装在切刀固定板(24A)上，切刀固定板(24A)分别装设在若干个热封头(23)的两侧。
上述抽充气装置包括与密封下模相连接的充气控制阀(15)及压力传感器(16)，其中抽气控制阀(11)装设在下密封腔壁(8)所设的抽气孔(10)上，充气控制阀(15)装设在下密封腔壁(8)所设的充气孔(17)上，抽气控制阀(11)与真空泵(14)连接。
上述卷膜机构E包括有放膜辊筒(3)、卷膜电机(25)、张紧辊筒(21)、卷膜辊筒(26)，其中卷膜机构E的放膜辊筒(3)及卷膜辊筒(26)分别置于密封上模的两侧，卷膜辊筒(26)装设在卷膜电机(25)的输出轴上，卷绕在放膜辊筒(3)的包装薄膜经张紧辊筒(21)及待包装联体包装盒的上方后与卷膜辊筒(26)连接。
上述放膜辊筒(3)放出的包装薄膜的旁侧设有可在包装薄膜上打字的打码机(2)；所述控制装置分别与输送电机(18)、发热元件、变压力封切装置(1)、升降装置(12)、位置传感器(36)及压力传感器(16)电连接。
本发明由于采用由变压力封切装置、输送装置、加热密封装置、切断装置、抽充气装置、卷膜机构、控制装置等组成的结构，其与现有技术相比，具有如下特点：
1)本发明中输送装置一次包装工作循环可将1～20个联体包装盒推送到工作位置，同时将切断后的分离和半分离包装盒从工作位置送出，该装置由双排链式输送装置、导杆、推杆、进料辊筒、出料辊筒、同步输送装置及光电传感器等构成。本发明中的输送装置具有准确识别包装盒位置的简单智能。工作时，输送装置将预制并装有食品的联体包装盒准确输送到工作工位，并能确保推送物料的推杆处于安全位置。当物料在密封工作位置经过加热密封、抽充气、切断密封薄膜及包装盒等工序后，在双排链式输送装置、推杆及链输送装置的作用下，输送装置能将封切好的分离或半分离包装食品送出工作工位。
2)本发明采用了快变式任意形状封切装置，目前的连续盒式包装机多采用链式多底模方式。当产品要更换包装外形，要在同一部包装机上封合新的外形，除了更换封切上模之外，还必须要更换所有的底模。而更换一次底模、热封模及切断刀具所花费的时间，加上调试、模具磨合在内，通常需要8～20小时(视连续自动盒式包装机的长度而定)，影响生产效率；且一套模具(20～130个，视长度而定)的费用通常占了整机价格的60％，经济上非常不合算。
本发明中的快装式任意形状封切装置由一个上封切组合模和一个底模组成。上封切组合模包括压膜架、短导柱、弹簧、上模、切刀、加热元件、上模联结板、长导柱、万向节和上模升降装置，底模包括支撑板、支撑板升降装置、下模、下模支架、下模腔、抽气孔及充气孔。该装置有以下两大特点：
第一，快装拆。本发明采用单工位设计，只需一套封切模具即可在同一工位上完成压膜、封口、切膜和切盒等动作。改变封口外形时只需更换一套模具，整个装拆过程，大约耗时20分钟。同目前的连续盒式气调包装机相比，模具装拆简单快捷，具有柔性生产的便利特性。
第二，任意形状。能提供任意形状的包装款式的关键在热封模和切断刀的形状。本发明中的快变式任意形状封切组合模的结构保证了这一技术要求。热封模和切断刀模采用分离式的结构，因而可以根据需要分别制造热封模和切断刀模，以此来实现包装盒封切形状的任意性。
3)变压力装置
目前的盒式气调包装机大都以压缩空气作为薄膜剪切的动力源，由于常温下空气具有可压缩性，若采用压缩空气作为包装机的封切动力源，则切断压力将受到一定的限制。因此，目前的包装机大多数是使用独立的成型包装盒，封切时仅仅切断包装膜。如果需要同时切断包装膜和包装盒，目前盒式气调包装机中的封切装置无法满足需求，本发明中的变压力装置由封切装置和增压装置组成。该变压力装置可以瞬时骤增10倍压力，既可同时切断薄膜和包装盒，又可根据需要仅切断薄膜或者局部切断薄膜和底盒。采用变压力装置后，本发明可以将一个联体包装盒同时切断为多至20个的独立小包装盒。
本发明采用多行多列的预成型联体包装盒，视包装盒的不同，一次包装工作循环可以实现1～20个食品的包装，从而可减少材料耗费20～30％，提高包装生产率100～300％。另外，本发明在同一工位上实现密封、抽充气、热封、切膜和切盒等动作；采用有热封、切膜和切盒功能的封切装置，能满足包装款式快速多变的实际需求；采用卷膜过程多行列打印方式，可实现快速自动打码。此外，根据生产工艺的要求，采用可编程控制器(PLC)及其它电气控制元件实现整机生产过程的自动控制，从而实现本发明的连续自动化生产。是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的连续盒式糕饼食品气调保鲜包装机。
4、附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明中封切部分的结构示意图。
图3是本发明中输送装置的结构示意图。
图4是本发明中输送装置的局部俯视图。
5、具体实施方式：
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，包括有机架(13)、变压力封切装置(1)、输送装置A、加热密封装置B、切断装置C、抽充气装置D、卷膜机构E、控制装置F，其中加热密封装置B包括密封上模、密封下模，密封上模装设在机架(13)的上方，并与变压力封切装置(1)连接，切断装置C装设在密封上模，密封下模装设在机架(13)的下方，抽充气装置D分别往密封上模、密封下模所在的腔体抽气及充气，输送装置A将待包装联体包装盒输送到密封上模与密封下模之间，卷膜机构E送出的包装薄膜在待包装联体包装盒的上方。
上述输送装置包括有输送电机(18)、输送链(37)、若干推杆(34)、带链轮的同步输送机构(A1)、若干带链轮的入料输送辊筒(33)及若干带链轮的出料输送辊筒(20)，其中若干带链轮的入料输送辊筒(33)布置在入料区，若干带链轮的出料输送辊筒(20)布置在出料区，带链轮的出料输送辊筒(20)及带链轮的入料输送辊筒(33)通过同步输送机构(A)驱动，输送电机(18)的输出轴通过传动机构与同步输送机构(A1)连接，输送链(37)与出料输送辊筒(20)及入料输送辊筒(33)上的链轮组成链传动副，若干推杆(34)安装在输送链(37)之间。
上述推杆(34)的下面还设有起导向作用的导杆(35)，若干推杆(34)均匀布置在两链条之间，若干入料输送辊筒(33)均匀布置在入料区，若干出料输送辊筒(20)均匀布置在出料区。
上述加热密封装置包括有密封上模、密封下模，密封上模包括有压膜框(5)、导柱(27)、弹簧(4)、发热元件、热封头(23)、上模板(24)，弹簧(4)套装在导柱(27)上，上模板(24)固装在导柱(27)的上端，压膜框(5)固装在导柱(27)的下端，热封头(23)通过套装有封头弹簧(31)的连接件与上模板(24)连接，发热元件粘接在热封头(23)，上模板(24)与变压力封切装置(1)连接，变压力封切装置(1)装设在固装于长导柱(30)的安装架上，长导柱(30)固装在机架(13)；密封下模包括有下密封腔壁(8)、封切承托板(19)及物料承托板(6)(7)，其中下密封腔壁(8)设有中空模腔(29)，封切承托板(19)四周开有用于安装密封圈(28)的凹槽，中间设有能使物料顺利通过的孔(19A)，物料承托板(6)能通过封切承托板(19)中间开设的孔(19A)，物料承托板(7)上开有若干通气孔，物料承托板(6)固装在物料承托板(7)上，物料承托板(7)与驱动其在下模腔内(29)内作上下运动的升降装置(12)连接。
上述上模板(24)通过万向节(32)与变压力封切装置(1)连接。
上述各发热元件之间通过串联、并联或串并混联的方式与功率控制元件电连接；各发热元件做成与封口外形相对应的封闭或不封闭的形状；上述物料承托板(6)的外形与包装盒的形状相对应，物料承托板(7)为方形，物料承托板(6)置于物料承托板(7)上，且通过连接件联接。
上述切断装置包括若干切刀(22)及若干切刀固定板(24A)，切刀(22)焊接固装在切刀固定板(24A)上，切刀固定板(24A)分别装设在若干个热封头(23)的两侧。
上述抽充气装置包括与密封下模相连接的充气控制阀(15)及压力传感器(16)，其中抽气控制阀(11)装设在下密封腔壁(8)所设的抽气孔(10)上，充气控制阀(15)装设在下密封腔壁(8)所设的充气孔(17)上，抽气控制阀(11)与真空泵(14)连接。
上述卷膜机构E包括有放膜辊筒(3)、卷膜电机(25)、张紧辊筒(21)、卷膜辊筒(26)，其中卷膜机构E的放膜辊筒(3)及卷膜辊筒(26)分别置于密封上模的两侧，卷膜辊筒(26)装设在卷膜电机(25)的输出轴上，卷绕在放膜辊筒(3)的包装薄膜经张紧辊筒(21)及待包装联体包装盒的上方后与卷膜辊筒(26)连接。
上述放膜辊筒(3)放出的包装薄膜的旁侧设有可在包装薄膜上打字的打码机(2)；所述控制装置分别与输送电机(18)、发热元件、变压力封切装置(1)、升降装置(12)、位置传感器(36)及压力传感器(16)电连接。
本发明工作时，本发明的工作流程如下：接通电源，真空泵(14)即开始工作，包装机进入工作循环前的等待，按下启动按钮，输送电机(18)动作，装有被包装食品的联体包装盒在推杆(34)的推送下前行。当到达包装机的封切工位时，位置传感器(36)感应到联体包装盒的到达，发出信号给控制系统。在控制系统的控制作用下，输送电机(18)由正向转动变为反向转动，反向转动到一安全位置，输送电机(18)停止运动。至此，送料过程完成。送料的同时，卷膜电机(25)卷膜，打码机(2)在密封薄膜上完成打码。
送料到位和卷膜到位两个条件均实现后，升降装置(12)动作，物料在承托板(6)上随升降装置(12)降落到极限位置。然后，封切装置下降到密封工位，压膜框(5)压紧密封薄膜，由此密封薄膜和密封腔之间形成了一个封闭的气腔(29)。升降装置(12)和封切装置下降到位后，抽气阀(11)打开进行抽气，当密封腔内的真空度到达设定值时，压力传感器(16)发出信号给控制系统。紧接着抽气阀(11)关闭，充气阀(15)打开。当充入保鲜气体的压力值到达设定值时，充气阀(15)关闭，停止充气。
抽、充气过程完成后，封切装置(1)继续下降，停止在加热工位。此时热封装置对薄膜加热，完成密封动作。密封完成后，封切装置(1)继续下降，在变压力装置的作用下，切刀(22)将联体的包装盒分切为独立的小包装盒。
封切完成后，封切装置(1)上升到正常位置。随之升降装置(12)上升，将包装好的食品升至工作面。
至此，一个工作循环完成。在进入下一个工作循环时，送料装置输送物料进入封切工位的同时，将包装好的独立小包装盒送出封切工位。