ES2322170T3 - Dispositivo para sellar bolsas que contienen materiales en polvo o granulares. - Google Patents

Abstract

Dispositivo para cerrar bolsas de válvula provistas de una válvula en resalte, para contener materiales en polvo o granulares, adecuado para su instalación en una línea de cinta, de rodillos o similar para transportar bolsas, que comprende por lo menos un cabezal de sellado (52) y unos medios transportadores (27) para alimentar las bolsas (60) a dicho cabezal de sellado (52), caracterizado porque dicho cabezal de sellado (52) del tipo de rueda dentada presenta unos medios de accionamiento (51, 53, 54, 55) que provocan su avance, durante el proceso de sellado, a la misma velocidad que la bolsa que se encuentra en los medios transportadores (27) para permitir que selle la válvula en resalte de la bolsa (60) al mismo tiempo que los medios transportadores se desplazan, comprendiendo dichos medios de accionamiento una guía (51) sobre la cual se puede deslizar el cabezal de sellado (52), estando inclinada dicha guía (51) hacia una superficie de apoyo de los medios transportadores (27).

Description

Dispositivo para sellar bolsas que contienen materiales en polvo o granulares.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo para el cierre de bolsas de válvula provistas de una válvula en resalte para contener materiales en polvo o granulares de acuerdo con la introducción de la reivindicación principal.

En particular, se refiere a un dispositivo para sellar normalmente bolsas de papel que contienen materiales en polvo o granulares utilizados en diversos sectores y de una aplicación amplia en el campo de la construcción.

Antecedentes de la técnica

En una esquina, dichas bolsas presentan, para su acceso al interior de la bolsa, un paso que, cuando se ha llenado dicha bolsa, permite que el material contenido quede cerrado fuertemente pero no sellado.

En particular, se conocen las bolsas provistas de una válvula en resalte formada como una prolongación de dicho paso y que se puede cerrar para conseguir el sellado completo de la bolsa.

La válvula está realizada en papel recubierto de material plástico en su interior, que se puede utilizar para sellar dicha bolsa.

El procedimiento conocido utiliza una máquina adecuada para llenar las bolsas. Una forma de realización de esta máquina presenta una parte giratoria central de la que se ramifican radialmente puertos de alimentación, otras máquinas comprenden una serie de puertos estáticos. Las válvulas de las bolsas que se van a llenar se desplazan sobre los puertos de alimentación a través del paso creado por la válvula. De este modo, cada puerto de alimentación vierte su contenido en dicha bolsa.

Al finalizar la operación de llenado, la válvula se sella por medio de un dispositivo adecuado. Este sellado se puede conseguir mediante distintos dispositivos conocidos que funcionan por ultrasonidos, moleteado, calentamiento térmico, etc.

El sellado se puede llevar a cabo bien cuando la bolsa todavía se encuentra en el puerto de sellado o aguas abajo de la máquina de llenado, durante el procesamiento de la bolsa y el ciclo de transporte.

Generalmente, si la operación de sellado se lleva a cabo en la máquina de embolsado, se reduce considerablemente la capacidad de producción de dicha máquina.

Esto representa una desventaja considerable e influye de forma importante en el tiempo de procesamiento y en la productividad del ciclo de producción.

El documento EP 768 242 da a conocer un equipo para sellar bolsas llenas, provisto de estaciones de trabajo dispuestas en paralelo al transportador. Dichas estaciones se mueven mediante accionadores paralelos a la dirección de movimiento y retornan en sentido contrario a la dirección de desplazamiento del transportador, al mismo tiempo que el transportador se mueve continuamente en una dirección. Cada una de las estaciones de trabajo prevé un accionamiento separado, y las unidades de sellado se mueven en una guía de deslizamiento. La estación principal está provista de una unidad de soldadura con zapatas de soldadura que se mueven la una contra la otra. La segunda estación se dobla sobre la solapa sellada y la fija al mismo tiempo que acopla una etiqueta. Un detector registra el nivel de llenado en las bolsas.

El documento DE 27 04 139, de conformidad con el preámbulo de la reivindicación 1, da a conocer un dispositivo de bloqueo para la abertura de bolsas con válvula llenas, en el que dichas bolsas se suministran mediante un equipo de transporte horizontal. El dispositivo de bloqueo se mueve a lo largo del equipo de transporte horizontal en paralelo a la bolsa llena que se va a cerrar.

De este modo, un objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo para el cierre de bolsas de válvula provistas de un saliente para contener materiales en polvo o granulares, al mismo tiempo que se encuentra en la línea transportadora del bolsas, lo que representa una mejora en la técnica conocida, en el sentido de que permite el sellado sin ralentizar el ritmo de trabajo de la línea, incrementando de este modo la capacidad de producción a los niveles más elevados que se pueden alcanzar con las técnicas de embolsado disponibles.

Exposición de la invención

Este y otros objetivos se alcanzan mediante un dispositivo para el cierre de bolsas de válvula provistas de una válvula que sobresale para contener materiales en polvo o granulares de acuerdo con las enseñanzas técnicas de las reivindicaciones adjuntas.

La solución propuesta en la presente memoria no bloquea el llenado de la bolsa ni el flujo de transporte, de manera que se incrementa la cantidad de bolsas procesadas. Dicha máquina permite añadir una operación de sellado rápida a las líneas ya existentes, por lo que se evita la inversión que implica la compra de una máquina de llenado nueva con el sellado incorporado.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la descripción siguiente de una forma de realización preferida pero no exclusiva del dispositivo para cerrar bolsas de válvula para contener materiales en polvo o granulares, ilustrado a título de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los que:

la Figura 1 es una vista en perspectiva de un dispositivo según la invención en su estado libre;

la Figura 2 es una vista en perspectiva del dispositivo de la Figura 1 mientras se procesan bolsas;

la Figura 3 es una vista lateral de una unidad de sellado del dispositivo de la Figura 1;

la Figura 4 es una vista en planta de la unidad de limpieza de la válvula del dispositivo de la Figura 1; y

la Figura 5 es una vista en sección tomada por la línea 5-5 de la Figura 4.

Mejor manera de poner en práctica la invención

Haciendo referencia a dichas figuras, éstas muestran un dispositivo para el cierre de bolsas de válvula para contener materiales en polvo o granulares indicado en general con el número de referencia 1.

Dicho dispositivo comprende una unidad de alineación de la bolsa 2, una unidad de control 3, una unidad de limpieza de la válvula 4 y una unidad de sellado 5. Estas unidades se fijan del modo convencional a un marco que se apoya en el suelo, y se alinean en serie. La unidad de alineación 2 está provista de un transportador de rodillos 7. Dicho transportador de rodillos 7 consiste en una pluralidad de rodillos 7a, 7b, etc., que presentan unos ejes paralelos 8a, 8b inclinados aproximadamente 10º con respecto a una dirección de avance común, indicada mediante la flecha F en la Figura 1. La totalidad de los rodillos se hace girar en sincronía por medio de un motor eléctrico único (que no se muestra). Ventajosamente, los rodillos 7a, 7b, etc. presentan una superficie exterior de acero.

El transportador de rodillos 7 está limitado en un lado (en las figuras el lado izquierdo, con respecto a la dirección de avance de la bolsa) a lo largo de la totalidad de su longitud por medio de una pared de retención 9 dispuesta en un plano perpendicular con respecto al de los rodillos 7 y paralelo a la dirección de avance F. La pared de retención 9 consiste en una banda 12 que se puede deslizar en dicho plano, que está tensada entre un primer rodillo 11 y un segundo rodillo 10. El rodillo 11 está conectado a un motor 13 que lo acciona, para así accionar también la banda 12. El rodillo 10 presenta medios conocidos 18 para regular su posición, con el fin de regular la tensión de dicha banda 12. En la práctica, el rodillo 10 se puede mover alejándose de o acercándose al rodillo 11, con el fin de regular la tensión de dicha banda 12 mediante el tornillo de regulación 18a. Los rodillos 10, 11 se fijan a y se soportan en una estructura móvil 14 asociada con guías 15 que permiten que esta última se deslice horizontalmente sobre el transportador de rodillos 7. La posición de la estructura móvil 14 (y así la de la pared de retención 9) se regula de un modo ya conocido mediante un motor 17 que coopera con un bastidor 16 asociado a la estructura 14.

Tanto el motor de accionamiento para el transportador de rodillos 7, como el motor de accionamiento 13 para la banda están provistos de unos medios de regulación de la velocidad.

La unidad de alineación también comprende una célula fotoeléctrica 20 que controla la densidad de llenado de la unidad para verificar que las bolsas no la han llenado por completo.

Aguas abajo de la unidad de alineación 2 se prevé una unidad de control 3 que comprende un rodillo recubierto de goma 21 que se hace girar por medio de un motor de engranajes 22 respectivo acoplado a un variador de frecuencia para regular la velocidad de dicho rodillo 21. Dicho rodillo está sustancialmente alineado con el plano definido por el transportador de rodillos 7.

A continuación, se explicará el uso de dicho rodillo 21.

Aguas abajo de la unidad de control 3 y alineada con el rodillo 21 se prevé una cinta transportadora 23 del tipo convencional. Dicha cinta comprende un par de rodillos 24, 25 entre los que se tensa una cinta 27 dispuesta horizontalmente. El rodillo 25 se puede mover hasta regular del modo convencional la tensión de la cinta 27 por medio del tornillo 28, girando el rodillo 24 por medio de un motor de engranajes 26.

Complementando la cinta transportadora en el lado opuesto a la pared de retención 9 (y así, en el lado izquierdo en el presente ejemplo) se prevé una unidad de limpieza de válvula 4 completamente rodeada por una carcasa 30 que se muestra con líneas discontinuas. La carcasa rodea la totalidad de la unidad de limpieza de válvula 4 y una parte de la cinta transportadora. En el interior de la carcasa 30, se crea una zona de vacío gracias a medios de succión convencionales.

La unidad de limpieza de válvula 4 se puede apreciar en la Figura 4 y comprende una base 31 que se apoya en el marco 6, al que se fija un par de poleas dentadas 32, siendo una de las mismas libre, mientras que la otra está acoplada a un motor de engranajes 44. Por ambas poleas pasa una cinta dentada 33 provista de una parte fijada fuertemente a una estructura que se puede deslizar 34. Se prevén ruedas perfiladas 42 que se proyectan desde dicha estructura y se acoplan a una guía 43 rígida con respecto a la base 31. La estructura 34 que se puede deslizar también presenta un brazo oscilante 36 que pivota en 35 sobre una parte horizontal 34a de la misma. Dicha estructura 34 también soporta un motor de engranajes 38 mediante un par de abrazaderas 37. Un eje de salida 39 del motor de engranajes se conecta a una leva 40 articulada a una barra de conexión 41 que también está conectada al brazo oscilante 36. Dicho brazo oscilante 36 soporta una serie de boquillas regulables en altura 67 alimentadas con aire comprimido de un modo ya conocido.

Aguas arriba de la unidad de limpieza de válvula 4 se prevé un detector mecánico 65 que pone en marcha la unidad 4 cuando llega una bolsa.

Se prevé una unidad de sellado 5 aguas abajo de la unidad de limpieza de válvula 4. La unidad de sellado 5 comprende, fijado al marco 6, un elemento de soporte 50 en el que se prevé una guía 51 inclinada en 60º (ángulo \alpha) con respecto a la superficie de apoyo 27a de la cinta transportadora 27, y en la que se desliza un equipo de sellado 52 por medio de ruedas dentadas.

El soporte 50 soporta un motor de engranajes 53 que presenta un eje de salida 53a conectado a un cigüeñal 54 articulado a una barra de conexión 55. Dicha barra de conexión 55 también está articulada al cabezal de sellado 52, concretamente a una placa 100 que prevé cuatro ruedas perfiladas 101 que cooperan con la guía 51 para guiar la placa 100. Dicha placa 100 está fijada de forma rígida al cabezal de sellado 52 mediante nervaduras de refuerzo 103.

El equipo de sellado 52 es del tipo que comprende dos ruedas dentadas de engranaje 59, una de ellas es la rueda motora accionada por un motor de engranajes 64, y la otra, la rueda accionada. Las dos ruedas dentadas 59 ponen en contacto mutuo el lado superior y el lado inferior de la válvula, que están recubiertos con una capa de plástico de punto de fusión bajo (por ejemplo polietileno, etc.) aplicada a la parte interior de la válvula 60a. De este modo, la válvula 60a queda sellada.

Aguas arriba del procedimiento de sellado se prevé un rodillo libre 56 que se puede desplazar en un plano horizontal y que está montado sobre unos medios (convencionales, pero que no se muestran) que le permiten adoptar una primera posición retirada de la cinta transportadora 27 y una segunda posición en la que el rodillo 56 está superpuesto en dicha cinta 27. El movimiento del rodillo 56 se controla de acuerdo con la información recibida por un detector
mecánico 71.

La Figura 2 muestra el dispositivo de la Figura 1 mientras procesa una bolsa 60 previamente llenada del modo conocido con material en polvo.

La bolsa 60 se muestra en sus distintas etapas de proceso, es decir la etapa de alimentación I, la etapa de limpieza de válvula II y la etapa de sellado III.

La bolsa 60, que presenta en el lado derecho una válvula que sobresale 60a a través de la cual se había llenado con anterioridad mediante una línea de llenado, que no se muestra, se deposita en el transportador de rodillos 7, de manera que dicha válvula 60a queda opuesta a la pared de retención 9.

La inclinación particular de los rodillos 7a, 7b fuerza la bolsa 60 contra la cinta 12 de la pared de retención 9. Esencialmente, la inclinación del rodillo en particular significa que la totalidad de las bolsas que llegan al transportador de rodillos quedan alineadas contra la superficie de referencia formada mediante la pared de retención 9.

La velocidad de la banda 12 y la velocidad periférica de los rodillos 7a, 7b deben ser similares, pero no necesariamente iguales. Si la velocidad de la banda 12 es ligeramente mayor, la bolsa 60 tiende a girar en el sentido de las agujas del reloj (haciendo referencia a la Figura 2), mientras que si es inferior gira en el sentido contrario al de las agujas del reloj.

Un sistema electromecánico permite cambiar con precisión la posición de la pared de retención 9, para así adaptar la superficie de referencia a las distintas anchuras de la bolsa, de manera que la válvula quede en la parte exterior con respecto al transportador de rodillos 7. La posición de la pared de retención 9 se determina mediante un sistema de control conocido.

A continuación, la bolsa 60 entra en contacto con el rodillo de control 21. La velocidad de dicho rodillo 21 determina el ritmo al que se alimentan las bolsas 60 a las etapas de procesado posteriores. Su superficie está realizada en goma o un material de un coeficiente de fricción elevado. Las bolsas que entran en contacto con el rodillo de control 21 se ralentizan, y su velocidad se regula a la establecida para el rodillo. Debido a ello, una bolsa acoplada simultáneamente al rodillo de control 21 y al transportador de rodillos se deslizará en este último debido a que la superficie de los rodillos 7a, 7b etc. está realizada en material de coeficiente a la fricción bajo (en este ejemplo,
acero).

La bolsa 60, depositada en la cinta transportadora 27, entra en la carcasa 30 que está en vacío, y cuando pasa por delante del detector mecánico 65 se alimenta aire comprimido a través de las boquillas 67.

Los motores de engranajes 44 y 38 también se activan. La velocidad del motor de engranajes 44 es tal, que permite que la estructura deslizable 34 se desplace para seguir el avance de la bolsa. La velocidad de la cinta transportadora 27 y de la estructura desplazable 34 es sustancialmente idéntica.

La unión accionada por el motor de engranajes 38 mueve las boquillas 67 a lo largo de una trayectoria en arco circular C, para permitir que el aire comprimido limpie de forma efectiva cualquier residuo de polvo que pudiese quedar en la válvula 60a. Las boquillas 67 quedan en correspondencia con la válvula 60a durante un tiempo suficiente como para limpiar la válvula de cualquier residuo de polvo.

Debido a que la operación tiene lugar dentro de un entorno de vacío, cualquier residuo se succiona del modo convencional.

Al finalizar la etapa de limpieza de la válvula, el motor de engranajes 44 invierte su movimiento y retorna la estructura deslizable 34 a su posición inicial, lista para procesar la siguiente bolsa que llegue.

La bolsa 60, que se acaba de limpiar, intercepta el detector mecánico 71, el rodillo 56 se retrae para permitir que la válvula 60a pase; a continuación, vuelve a contactar con la bolsa para limitar la extensión de su proyección.

El rodillo 56 evita que la bolsa 60 toque la línea exterior del cabezal de sellado 52 durante la operación de sellado.

Cuando la válvula 60a se acerca a las ruedas dentadas 59, tanto el motor de engranajes 64 como el motor de engranajes 53 se activan mediante el detector mencionado anteriormente 71 u otro detector, que no se muestra.

El extremo de la válvula 60a se acopla entre las ruedas dentadas 59 y comienza la operación de sellado. El cabezal de sellado 52 desciende hacia abajo a lo largo de la guía 51 y, simultáneamente, avanza para seguir la bolsa transportada por la cinta 27.

La velocidad periférica de las ruedas dentadas es igual al componente vertical del movimiento del cabezal de sellado 52, siendo el componente horizontal del movimiento del cabezal 52 igual a la velocidad de traslación de la cinta 27 y, así, de la válvula 60a.

El cabezal de sellado debe tener una velocidad constante durante la operación de sellado. Se conoce un sistema de conexión de biela-cigüeñal que no permite que se obtenga el movimiento uniforme durante el procedimiento de sellado si la velocidad de giro del cigüeñal es constante. El motor 53 es del tipo que no incorpora escobillas, asociado con un dispositivo de control electrónico que, imponiendo una velocidad de giro no uniforme, permite que se compense la falta de uniformidades en el movimiento del cabezal 52, inducidas por la unión de conexión de biela-cigüeñal.

Al finalizar el sellado de bolsas, el cabezal 52 vuelve a elevarse a lo largo de la guía hasta que alcanza la posición inicial, lista para sellar la bolsa siguiente.

La válvula 60a, con la bolsa de plástico presente en su interior, pasa por la totalidad de su longitud entre las ruedas dentadas 59. Dichas ruedas dentadas 59 están dispuestas de manera que en el extremo de dicho paso, las dos superficies de plástico se unan conjuntamente, sellando de este modo la bolsa.

Típicamente, las bolsas que llegan de una línea de embolsado se transportan a una velocidad entre 1 y 1,25 m/seg.

El transportador de rodillos 7 presenta una velocidad más reducida que es un equilibrio entre la velocidad de entrada de la bolsa y la velocidad aguas abajo del rodillo de control 21. Una velocidad adecuada es de 0,8 m/seg aproximadamente, a esta velocidad no existe contacto entre las bolsas (que de este modo pueden deslizarse mejor la una con respecto a la otra) ni siquiera en las líneas de alta capacidad.

La cinta transportadora 27 en la que se transportan las bolsas se mueve a una velocidad típicamente establecida en 0,5 m/seg. que corresponde a una capacidad de 4000 bolsas/hora de una longitud de 45 cm (25 kg) y 3000 bolsas/hora de una longitud de 60 cm (50 kg). Así, la velocidad de las boquillas de limpieza también es de 0,5 m/seg.

Como resultado, si la máquina se alimenta a una capacidad de 4000 bolsas/hora con bolsas de 25 kg, o 3000 bolsas/hora con bolsas de 50 kg, las bolsas aguas abajo del rodillo de control 21 estarían todas juntas. Mayores velocidades de la cinta transportadora 27 permitirían unos ritmos de producción mayores.

Si la velocidad de transporte de la bolsa es de 0,5 m/seg según se ha mencionado, los cálculos trigonométricos muestran que la velocidad de descenso es de aproximadamente 0,86 m/seg y la velocidad del cabezal a lo largo de la guía es de 1 m/seg.

Se puede prever un punto de succión en la unidad de sellado para hacer que el entorno que la rodea quede en vacío. El efecto del vacío es que los lados de la válvula que se va a sellar se cierran el uno contra el otro para facilitar el proceso de sellado.

El cabezal de accionamiento también puede comprender medios de accionamiento alternativos a la unión de conexión barra-cigüeñal, como por ejemplo una cinta dentada.

Como una alternativa a la unidad de limpieza 4 descrita, una serie de boquillas estáticas conectadas al aire comprimido y alimentadas de forma secuencial podría sustituir las boquillas móviles de forma efectiva.

Como una alternativa al transportador de rodillos 7, se podría utilizar un transportador de cita con su cinta (inclinada) de coeficiente de fricción bajo.

Claims (15)

1. Dispositivo para cerrar bolsas de válvula provistas de una válvula en resalte, para contener materiales en polvo o granulares, adecuado para su instalación en una línea de cinta, de rodillos o similar para transportar bolsas, que comprende por lo menos un cabezal de sellado (52) y unos medios transportadores (27) para alimentar las bolsas (60) a dicho cabezal de sellado (52), caracterizado porque dicho cabezal de sellado (52) del tipo de rueda dentada presenta unos medios de accionamiento (51, 53, 54, 55) que provocan su avance, durante el proceso de sellado, a la misma velocidad que la bolsa que se encuentra en los medios transportadores (27) para permitir que selle la válvula en resalte de la bolsa (60) al mismo tiempo que los medios transportadores se desplazan, comprendiendo dichos medios de accionamiento una guía (51) sobre la cual se puede deslizar el cabezal de sellado (52), estando inclinada dicha guía (51) hacia una superficie de apoyo de los medios transportadores (27).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios transportadores son una cinta transportadora (27) o un transportador de rodillos.

3. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la inclinación (\alpha) de la guía (51) hacia la superficie de los medios transportadores (27) es de 60º.

4. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el cabezal de sellado (52) está conectado a una unión de conexión de biela-cigüeñal accionada por medio de un motor sin escobillas (53) asociado con un dispositivo de control electrónico.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente horizontal de la velocidad del cabezal de sellado (52) es igual a la velocidad de los medios transportadores (27).

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un rodillo de retención (56) aguas arriba del cabezal de sellado.

7. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque está prevista una unidad de limpieza de válvula (4) aguas arriba del cabezal de sellado (52) para limpiar la válvula (60a) de los restos de polvo.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de limpieza de válvula comprende por lo menos una boquilla (67) provista de sus propios medios de accionamiento (42, 43, 44, 33) que le permiten avanzar a la misma velocidad que los medios transportadores (27), de manera que pueda limpiar la válvula (60a) al mismo tiempo que se desplazan los medios transportadores.

9. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de limpieza de válvula comprende una serie de boquillas conectadas al aire comprimido y alimentadas de forma secuencial.

10. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque la unidad de limpieza de válvula comprende una estructura (36) que soporta directamente por lo menos una boquilla (67), presentando dicha estructura unos medios (41, 39, 38) que confieren un movimiento de oscilación sobre dicha estructura.

11. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque está previsto un rodillo de control (21) aguas arriba de los medios transportadores (27).

12. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque aguas arriba del cabezal de sellado (52) está previsto un transportador de rodillos (7) que comprende una pluralidad de rodillos (7a, 7b, 7c) cuyos ejes de giro (8a, 8b, 8c) son paralelos entre sí y están inclinados hacia una pared de retención (9), forzando dichos rodillos, en su movimiento, las bolsas (60) hacia dicha pared de retención (9).

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque la pared de retención (9) está provista de una superficie de apoyo móvil (12) para las bolsas (60), que comprende una banda deslizante (12) que pasa tensa entre dos rodillos (10, 11), estando uno de los mismo motorizado.

14. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque dicha pared de retención (9) presenta unos medios (15, 16, 17) para regular su posición con respecto al transportador de rodillos (7).

15. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende aguas arriba del cabezal de sellado (52) una cinta transportadora (7) inclinada hacia una pared de retención (9), forzando dicha cinta las bolsas (60) hacia la pared de retención (9).