一种食品包装袋用自动封口装置的制作方法

本发明属于包装袋封口，具体是指一种食品包装袋用自动封口装置。

背景技术：

1、食品包装生产线在运行过程中，首先需要在匀速输送的条带状塑料包装纸上间隔摆放食品，然后利用导向设备将条带状塑料包装纸两侧边翻起并对接成为长筒形包装袋，再利用自动封口设备对匀速输送的长筒形包装袋进行间隔封口，最后在各个封口处逐一切割，实现食品自动包装，而现有技术中，封口过程存在较多缺陷：

2、现有技术中，多采用固定旋转半径的热压封口件对长筒形包装袋进行间隔封口，热压封口件外缘的转动线速度与长筒形包装袋的输送速度一致，但该种结构设计形式仅能适用于单一长度的食品包装袋封口，且需要保证食品包装袋的长度与热压封口件的旋转周长一致，如果改变食品包装袋的长度，热压封口件的旋转周长与食品包装袋的长度将不再匹配，无论是调整输送速度，还是调整热压封口件的转速都无法对食品包装袋进行准确封口。

3、上述结构设计形式需要通过拆卸设备并调整热压封口件的转轴位置、旋转半径以及调整长筒形包装袋的输送速度才能实现对不同食品包装袋的间隔封口，而长筒形包装袋的输送速度一旦改变，整个生产线都将需要调整，操作非常繁琐，这样便导致现有的自动封口设备适用性降低，仅能适用于单一长度的食品包装袋。

4、现有技术缺少一种能够根据待封口的食品包装袋长度自动调整结构尺寸从而保证热压封口处的旋转线速度不变、无需改变食品包装袋输送速度便能够对不同尺寸的食品包装袋进行自动间隔封口的装置。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种食品包装袋用自动封口装置，通过恒线速旋转热合机构对匀速输送的长筒形包装袋上下两侧进行同步旋转挤压热合封口，利用液压油的转移实现对转轴位置和旋转半径的调整，且转轴移动距离与旋转半径变化值相同，从而保证了设备在调整之后，依然能够使长筒形包装袋上下两侧的伸缩热压臂的旋转区域相切，同时通过改变旋转速度的方式，使热压头外缘的旋转线速度与食品包装袋的输送速度保持一致，有效解决了现有技术中的自动封口设备适用性较低、仅能适用于单一长度的食品包装袋的技术问题。

2、本发明采取的技术方案如下：本方案提供了一种食品包装袋用自动封口装置，包括封口箱以及镜像对称分布设于封口箱内壁的恒线速旋转热合机构，两个恒线速旋转热合机构分别设于封口箱内部底壁和顶壁，封口箱内部底壁的恒线速旋转热合机构包括底架、滑架、旋转热封组件、变速驱动组件和液压调径组件，底架固定设于封口箱内部底壁，滑架竖向滑动设于底架内侧壁，旋转热封组件转动设于滑架内侧壁，变速驱动组件设于滑架侧壁，变速驱动组件和旋转热封组件传动设置，液压调径组件设于滑架外侧壁，底架内底壁设有伸缩支撑件，液压调径组件上端与旋转热封组件贯通连接，液压调径组件下端与伸缩支撑件贯通连接，旋转热封组件包括中空转轴和伸缩热压臂，伸缩热压臂设有一个或两个，中空转轴转动设于滑架内侧壁，伸缩热压臂贯通固定设于中空转轴外壁，伸缩热压臂包括调径中空套板、调径滑板和热压头，调径中空套板贯通固定设于中空转轴圆周外壁，调径滑板滑动密贴设于调径中空套板内壁，热压头固定设于调径滑板远离中空转轴的端部，伸缩支撑件包括支撑套管和支撑滑管，支撑套管固定设于底架内底壁，支撑滑管竖向滑动密贴设于支撑套管内壁，所有的支撑套管的内部净空横截面面积之和与所有的伸缩热压臂中的调径中空套板的内部净空横截面面积之和相等，即：

3、a=x·a1；

4、其中，a表示所有的支撑套管的内部净空横截面面积之和，a1表示单个伸缩热压臂中的调径中空套板的内部净空横截面面积，x表示伸缩热压臂的数量；

5、液压调径组件包括固定管、液压泵和压力软管，固定管和液压泵分别固定设于滑架外侧壁，固定管上端贯穿滑架侧壁并与中空转轴一端贯通设置，液压泵贯通设于固定管中部，压力软管上端和固定管下端贯通连接，压力软管下端贯穿所有的支撑套管侧壁下沿，所有的支撑套管通过压力软管相互贯通设置，调径中空套板、中空转轴、固定管、压力软管和支撑套管内部连通的空间内充填液压油。

6、进一步地，变速驱动组件包括动力基座、驱动电机和减速机，动力基座固定设于滑架外侧壁，驱动电机和减速机分别固定设于动力基座上，驱动电机的输出轴和减速机的输入端同轴固定连接，减速机的输出端和中空转轴同轴固定连接。

7、优选地，封口箱内壁固定设有变频器和控制盒，控制盒和变频器电性连接，变频器和驱动电机电性连接，封口箱外侧壁固定设有操作屏幕，控制盒内部安装有单片机，操作屏幕和单片机电性连接，变频器和单片机电性连接，液压泵和单片机电性连接，单片机根据待封口的食品包装袋长度对恒线速旋转热合机构进行调节。

8、以下部的恒线速旋转热合机构为例，单片机根据待封口的食品包装袋长度对恒线速旋转热合机构进行调节的过程包括如下步骤：

9、s1：单片机自动设定基准长度；

10、s2：操作者通过操作屏幕输入待封口的食品包装袋长度；

11、s3：单片机获取待封口的食品包装袋长度数据，计算待封口的食品包装袋长度和基准长度的比值和差值，单片机根据差值控制液压泵运行，单片机根据比值控制变频器调整频率，变频器控制驱动电机调整转速。

12、单片机计算比值和差值的公式如下：

13、y=l1/l0；

14、l=l1-l0；

15、其中，y表示比值，l表示差值，l1表示待封口的食品包装袋长度，l0表示基准长度，由于食品包装袋为连续直线传送，热压头为旋转运动，因此，食品包装袋的长度为热压头的外缘两次经过同一点的过程中扫过的弧线长度，即l0为伸缩热压臂处于收缩状态时，热压头外缘连续两次出现在同一点的过程所扫过的弧线长度，l1为伸缩热压臂伸长过后，热压头外缘连续两次出现在同一点的过程所扫过的弧线长度；

16、单片机控制液压泵运行，液压泵的运行时长计算公式如下：

17、t=v/v；

18、v=a·d；

19、其中，t表示液压泵的运行时长，v表示液压泵需要泵送的液压油体积，v表示单位时间内液压泵泵送的液压油体积，d表示支撑滑管运动的距离；

20、液压泵运行，将支撑套管内的液压油向中空转轴中泵送，使支撑滑管向下运动，调径滑板因液压油的压注作用而向调径中空套板外部运动，即伸缩支撑件收缩，所有的伸缩热压臂同步伸长，通过上述计算过程可知，支撑滑管向支撑套管内部运动的距离为d，滑架下降高度为d，因液压油体积不变，因此，支撑套管中减少的液压油与调径中空套板中增加的液压油体积一致，即：

21、v = a·d =x·a1·d1；

22、伸缩热压臂的伸长距离为：

23、d1=[x·（l1-l0）]/（2π）；

24、其中，d1表示单个伸缩热压臂的伸长距离，即热压头外缘旋转半径的增加值，由于a=x·a1，则d=d1，热压头外缘旋转半径的增加值与滑架下降高度均为d，由此可知，液压泵运行前后，支撑滑管的收缩距离与调径滑板的伸长距离相同，热压头在旋转时，其外缘最上方的高度不变化；

25、该设置方式使设备根据待封口的食品包装袋的长度调整之后，两个恒线速旋转热合机构上的热压头在相互靠近时，依然能够保持紧贴状态，且不会过度远离或过度挤压。

26、由于热压头的旋转半径变大，因此，为了保证热压头外缘依然保持恒定的线速度，单片机根据比值控制变频器调整频率，从而调整驱动电机的转速，计算公式如下：

27、n0=60·f0/p；

28、n= n0/y；

29、则f=n·p/60= n0·p/（60·y）= f0/y；

30、其中，n0表示驱动电机的初始转速，f0表示变频器的初始频率，p表示驱动电机的磁极对数，n表示调整后的驱动电机的转速，f表示变频器调整后的频率。

31、进一步地，热压头外壁滑动设有振动压块，振动压块的滑动方向与调径滑板相对于调径中空套板的运动方向平行，振动压块内置电热丝，用于对包装袋进行热熔，振动压块外壁固定设有磁铁板，上部和下部的恒线速旋转热合机构上的热压头靠近并接触时，两个热压头的磁铁板相互靠近的一侧磁极相反，两个磁铁板相互吸引，对包装袋进行挤压，振动压块内置振动片，振动片使振动压块产生振动，提升挤压封口质量。

32、优选地，单片机的型号选用stm32f030c8t6。

33、本发明取得的有益效果如下：

34、（1）本发明提供的一种食品包装袋用自动封口装置通过恒线速旋转热合机构对匀速输送的长筒形包装袋上下两侧进行同步旋转挤压热合封口，利用液压油的转移实现对中空转轴位置和伸缩热压臂旋转半径的调整，且中空转轴移动距离与伸缩热压臂旋转半径变化值相同，从而保证了设备在调整之后，依然能够使长筒形包装袋上下两侧的伸缩热压臂的旋转区域相切，热压头在相互靠近时，依然能够实现紧贴，不会过度远离或过度挤压，同时通过改变旋转速度的方式，使热压头外缘的旋转线速度与食品包装袋的输送速度保持一致，从而使设备能够对不同长度的食品包装袋进行有效挤压热合封口，无需改变食品包装生产线的输送速度，且上述调整过程的控制方式非常简单，仅通过简易的几何关系计算即能够实现，有效解决了现有技术中的自动封口设备适用性较低、仅能适用于单一长度的食品包装袋的技术问题；

35、（2）所有的支撑套管的内部净空横截面面积之和与所有的伸缩热压臂中的调径中空套板的内部净空横截面面积之和相等，该设置方式保证了液压油在转移过程中热压头外缘旋转半径的增加值与中空转轴的移动距离相等，从而保证了两个恒线速旋转热合机构上的热压头外缘旋转区域始终相切；

36、（3）振动压块外壁固定设有磁铁板，上部和下部的恒线速旋转热合机构上的热压头靠近并接触时，两个热压头的磁铁板相互靠近的一侧磁极相反，两个磁铁板相互吸引，对包装袋进行挤压，振动压块内置振动片，振动片使振动压块产生振动，提升挤压封口质量。