吹軟管包裝設備的旋轉立式中空成型系統的研究

郭紹浩，郭小弟，盧 偉，楊時楷，林立森

（潮安縣復興食品機械有限公司，廣東 潮安 515638）

近年來，隨著采用聚乙烯（LDPE/HDPE）塑料為原料的軟管（瓶）飲料食品包裝容器的出現和應用，掀起了一場飲料食品的革命。軟管（瓶）飲料食品包裝容器，具有可塑性強、現狀多樣性、韌性好、易灌裝、便于儲運和價格低廉等特點，應用在果汁、奶制品、茶飲料、可吸果凍等食品的包裝上，并迅速占領市場，強有力地沖擊著PET、PEN、PP等材質為原料的食品塑料硬瓶包裝容器的市場份額。

1 新設備研制的緊迫性

目前國產最先進的吹軟管（瓶）機是臥式4～8工位旋轉成型吹瓶機，生產流程為擠出機擠出管形瓶膽自流，由一二位合模成型，自動切刀切斷管形瓶膽，完成成型過程脫模，8個工位交替工作，由于局限于工位數量及自動化功能，裝備最高產量為5 000個/h，存在數量低、需人工剝離，既浪費人工又產生二次污染的問題。同時，也遠遠配套不了目前用于軟管飲料灌裝時速達到1萬多個的自動灌裝封口設備，嚴重擠壓了飲料生產流水線的整體性能。

對此，通過研究開發24工位的旋轉立式中空成型盤架，配合高速自動分配器裝置，形成高速旋轉立式中空成型系統，解決吹軟管（瓶）生產裝備高速連續的合膜、吹塑成型、冷卻、脫模等工序作業，使裝備達到高效、優質，吹軟管（瓶）速度高達12 000個/h，整機的工作效率領先于國際先進設備。

2 旋轉立式中空成型系統的原理及結構

圖1是新開發的高速旋轉立式中空成型系統，系統包括主機座、傳動裝置、轉盤、水冷裝置（冷卻風管）、分配器，主機座設于整機下方，其上方連接護欄。

主機座側面的中下方設置真空儲氣罐，真空儲氣罐依次連接氣管、分配器上的真空口；傳動裝置包括設于主機座一側的電機、齒輪；轉盤的一側設置分配器、邊沿設置模架及冷卻風管。

圖1 高速旋轉立式中空成型系統結構圖

分配器為圓形轉盤，邊沿設置真空口、吹瓶口、排氣孔、冷卻口、脫模口、油杯孔，其中的脫模口、吹瓶口、冷卻口分別通過氣管依次連接到分氣罐、減壓閥。當分配器啟動應用于旋轉立式中空成型盤架的多個工位時，將準確地為旋轉成型機上不同工位提供吸氣、吹氣、脫模等不同連續工位動作。

在模架設置雙曲臂連桿，位于模具的兩側，可設置24個工位；模架上設置模具和氣嘴，模具與模具間設置冷卻氣管，水冷裝置設于轉盤的左右兩側，模具的前部與后部可拆裝。

模具氣嘴的一端設置吹瓶口、真空口，通過氣管依次連接到分配器、減壓閥，包含吸氣、吹氣、脫模等三個中空成型機的連續工位動作。

水冷裝置包括冷卻水箱、進水口、出水口，水箱共設置兩個，分別設于轉盤的左右兩側，進水口設于主軸的一端，出水口設于主軸的另一端。

在整個機組運行時，本立式中空成型系統通過在電腦PLC控制系統設置并發出指令，啟動立式中空成型系統的傳動裝置，同時，24個模具在分配器的分配下，承接擠出系統擠出的塑料管形瓶膽，進行合膜、吹塑成型、冷卻、脫模等不同工位工作的連續式閉合運行，通過脫模后的成型軟管將進入機組的成品剝離系統，進行冷卻輸送、剝離及廢料回收等工序。

3 整機的工作效率

通過以上立式中空成型系統的高速、穩定運行，可實現合膜、吹塑成型、冷卻、脫模等工序生產工藝流程的高效、全自動化特征，遠遠勝出目前國內最先進臥式4～8工位旋轉成型吹瓶機最高產量為5 000個/h的工作效率，改變了臥式旋轉成型吹瓶機存在的工位數量少、自動化程度低，且需人工剝離，既浪費人工又產生二次污染的問題，也超過目前國外最先進的同類裝備（TGS輪轉式自動連續中空壓制成形機組）的6 600個/h裝備生產速度，最終實現吹軟管（瓶）機組運行速度高達12 000個/h，整機的工作效率遠遠超出國內同類裝備，并領先于國際先進設備。

4 結束語

要保證吹軟管（瓶）機組的高速及穩定質量，需要一種恰當的立式中空成型系統。通過本文的闡述得到以下結論：

（1）以立式中空成型系統代替目前臥式旋轉成型系統，能有效提高成型數量，具有成型效果好、成品率高、結構緊湊的優點；

（2）立式中空成型系統平臺支承采用主軸、軸承座配合模架、傳動齒輪、導軌的支承形式，具有滑動摩擦力小，承載能力大的特點。