药物袋包装机构

第四章药物袋包装机构本章内容：§4.1概述§4.2制袋装置§4.3袋包装封口装置§4.4袋包装切断装置.第四章药物袋包装机构本章内容：§4.1概述§4.2制袋装置§4.3袋包装封口装置§4.4袋包装切断装置.目录§4-1概述介绍：●袋包装工艺●常用包装袋型●袋包装机构组成.1、袋包装工艺●袋包装材料发展→剂型包装形式：软包装；●袋包装可在一台机器上完成制袋、充填、封口及切断等工艺，如图5-1；图5-1立式袋包装机原理图●袋包装工艺：包装带10→成型(4)→纵向封口(5)→横向封口(6)、切断(7)。2、常用包装袋型●包装材料：单膜、复合膜（纸、玻璃纸、聚脂膜镀铝与聚乙烯膜复合而成）,常用复合膜——具有防潮、耐蚀、强度高等特点。●包装袋型：搭接、对接、筒状、三边封口、四边封口、立方体或圆柱体型袋。●袋型不同→袋包装机构不同。但主要组成部分基本相同。图5-2常见包装袋型a-搭接平袋；b-搭接侧边折叠袋；c-对接平袋；d-筒状袋；e-三边封口袋；f-四边封口袋；g-直立袋3、袋包装机构组成●由前述包装工艺可知袋包装机构基本组成：制袋装置、计量充填装置、封口切断装置、动力传动及输送部分、控制系统等。●本章介绍：制袋装置封口装置切断装置。§4-2制袋装置●袋包装机构中的制袋装置包括：材料卷支承、导辊、引进轮、成型器、（纵封轮）等。●本节主要介绍：成形器的形式制袋成形器的设计制袋装置结构类型材料卷支承装置.一、成形器形式卷料成型和充填要求不同→制袋成型器区别很大。图5-3制袋成型器结构形式»…a-翻领式b-象鼻式c-三角形d-U形e-直角缺口导板式翻领式成型器：●平张薄膜拉过即成圆筒状。◆成型阻力大；◆易产生变形、皱折、撕裂;◆多使用复合膜制袋；◆常用于立式枕形袋包装。●成型器设计制造及调试都较复杂，规格上无通用性。象鼻式成型器：●平张薄膜拉过成型器时变化较平缓→成型阻力较小→不易产生变形→能使用单膜、复合膜制袋。●成型器设计制造、使用较容易，但薄膜易拉偏，无通用性。三角形成型器：●由锐角三角形板与U形立杆联接在可调基板上组成。◆结构最简单；◆薄膜变化较平缓→成型阻力较小→不易产生变形；◆能使用单膜、复合膜制袋；◆能用于各种袋包装。●成型器设计制造、使用较容易，有一定通用性。U形成型器：●由带有导板的U形折叠板与加接U形导槽组成→薄膜在卷曲成型时受力比三角形成型器好→能用于各种袋包装。●成型器结构较复杂。直角缺口导板式成型器：●由缺口导板、导辊及纵封辊组成。●将平张薄膜对开后又能自动对折封口成袋型→薄膜成型时变形较大。●多使用复合膜制袋，常用于立式连续包装机。二、制袋成形器的设计制袋成形器结构多种多样；本节以翻领式制袋成形器和三角形成形器为例介绍成形器的设计思路和步骤.1、翻领式成形器设计2、三角形成形器设计.1、翻领式成形器设计●在卷包过程中，要求塑膜（1）不应发生纵向或横向拉伸变形；（2）同时要求塑料薄膜摩擦阻力较小。→这就要求所设计的成形器能适应塑料薄膜的总面积。●根据上述原则，用包络法确定成形器的工作曲面（用一张边长为成形器圆管周长的方形纸，将其包络在圆管的外表面上（如图5—4a所示），则该纸形成的直纹曲面即为成形器的工作曲面。）。●这种成形器的设计关键是：设计一条正确的拼接曲线（图b）。●拼接曲线设计方法可以采用理论计算法，也可采用经验设计法。翻领式成形器●塑料薄膜经过翻领成形器，自动卷包成圆筒形。理论计算法★两点假定：一是塑料薄膜的张紧变形很小，可忽略不计；二是薄膜的厚度远小于成形器的高度，可忽略不计；成形器与加料管间隙与加料管半经相比，可忽略不计。●直线AC为薄膜经最后导辊引出后与成形器的接触线。●MAC组成平面等腰三角形，其所在平面与XOY平面夹角为α。●B为AC中点，∠AMB=∠CMB=β。●AMS、CMS为两侧面的两个曲面；S是成形器交线的最低点，并位于X轴上。●为计算方便，延长BM至T´，使TT´平行于Y轴；由T´和M分别作Z轴和X轴的平行线交于D点，则MT´D构成坐标面XOZ内的直角三角形，并设MT´=e。●设P为交接线上任意点，P点在XOY平面上的投影是Q，PQ=h；M点在XOY平面上的投影为N，设弧长NQ=u，则P点的高度h为u的函数φ(u)。M点为拼接曲线的中点，MN=H，即φ(0)=H。●假定成形器卷成圆筒的半径为r，以该圆柱面展开为坐标平面如图5-6。图5—5成形器参数计算拼接曲线那么：平面曲线h=φ(u)（-πr≤u≤πr）↓成形器展开平面的拼接曲线。（推导过程参见教材。）●翻领式成形器设计的基本参数：r、α、β、H值的选择确定：»….r、α、β、H值的确定：Ⅰ、加料管外圆半径r2πr＝2a：故r＝a/π（式中a——包装空袋宽度）；Ⅱ、后倾角αα大→包装机外形可缩小，但薄膜经过成形器的阻力增大→使薄膜产生伸长变形。因此，实际生产中采用后倾角：α＝30°～60°。Ⅲ、β角（等腰三角形半顶角）◆决定于包装空袋宽度a和成形器引导面BM长度b。◆b值大→引导面长→薄膜在成形器密贴后单位压力小拉模变形少。一般取b≈H，所以tgβ=a/b≈a/H在确定参数r、α、β和H值后，可求出e值及不同u值下的φ(u)的值→这样可作出翻领的领口拼接接线来。经验设计法Ⅰ、成形器中加料管半径rr＝a/π（式中：a——包装空袋宽度。）Ⅱ、成形器展开成边长为L的正方形（薄板）平面的尺寸L＝2a十Δ十δ(mm)式中：a——包装空袋的宽度(mm)Δ——纵封搭接宽度(一般取10mm)；δ＝5～10mm（成形器展开成平面，实际宽度应比理论宽度大些）。Ⅲ、拼接曲线的作法取o为原点，在y轴上取0A＝2r(r为加料管半径)；→以A为圆心，取2r为半径作圆弧；→过s点向圆弧作切线相接，所得曲线即为近似的拼接曲线。Ⅳ、成形●将薄板沿拼接曲线剪裁，再卷制和焊接；»…经验设计法续■上述设计方法适用于2r≤75mm的情况；若成形器口径大于75mm时：●为使薄膜通过的摩擦阻力小，一般宜采用黄铜板，厚度为1～1.5mm，焊接后抛光，特别在拼接处应保证光滑。在x=±3/4πr区间内应以抛物线代替圆弧线，其抛物线方程为y=-16x²/(15π)然后过s点，向抛物线作切线，并在x=±3/4πr处相接（如图中虚线所示）。2、三角形成形器的设计●三角形制袋成形器呈倾斜安装状态，与水平面间夹角为α；●卷筒薄膜经导向辊和三角形成形器后对折成宽度为a的双层薄膜；●三角形成形器的形状尺寸计算如下：设三角板的成形锐角为2β，薄膜宽度2a；三角形成形器参数计算假定三角板厚度忽略不计，同时双层薄膜对折后紧贴，则在△DEC中：DC=b、DE=a；故sinα=a/b在△ADC中：tgβ=a/b；故sinα=tgβ，β=arc(sinα)。上式说明：α角与β角之间存在着相互制约关系，β角的大小决定了三角形成形器的形状，同时也确定了成形器的安装倾斜角α，反之亦然。»…三角形成形器的设计续◆α角的大小同薄膜流动时的阻力、变形和三角板的尺寸结构有关：薄膜在成形器尖端C处的水平力P的牵引下→首先贴着成形器外表面沿GC方向移动，在C处的移动速度为Vc→在P力方向和移动速度之间形成了移动薄膜在C处的压力角（在数值上正好等于成形器三角板与水平面间的倾角α）α角越大→压力角越大→成形的阻力也越大→薄膜在翻折时就越容易变形，甚至有被撕裂或拉断的危险；α角越小→压力角越小→成形的阻力也就小→对薄膜对折有利，但使三角板长度增加，结构增大。一般取：α=20°~30°。可知：2β≤60°，这说明三角板的最大可能是一等边三角形。◆三角板厚度同板尺寸大小和材料等因素有关，可在10~20mm范围选择。◆为了设计和调节方便，通常先选定α角大小，然后再确定β角。◆根据α角大小，也可求出三角形板腰高h=amax/sinα+△h式中amax——包装机制袋的最大宽度(cm)△h——三角板增长量，一般取30~50mm。三、制袋装置结构类型●袋型、成型器的多样性→制袋装置结构也多种多样：从制袋工作过程可分为间歇式和连续式制袋包装；从工艺结构布置可分为立式和卧式制袋包装。●实例介绍：1、立式间歇型制袋包装2、立式连续型制袋封口包装3、卧式间歇直线型制袋联合包装机4、卧式连续型三边封口联合包装机.立式间歇型制袋包装例一立式枕形袋包装机构●卷筒塑膜7经多根导向辊引导→被引入翻领成形器2，形成搭接式的圆筒形→由纵向热封器3压住依附在加料管外壁的塑料膜搭接口→进行加压加热，使纵缝封牢；/→纵封器3释放后，模封器4闭合并下降一个袋距（此时物料由计量装置经料斗10充填入加料器1。）→将上袋下口和下袋上口同时封合并切断分开→制成下口与纵封都封合的上袋和下口与纵封及上口都封合的下袋。●应用：应用：▲为使薄膜商标位置正确，采用光电定位装置对商标检测和调整。▲适用于包装颗粒和散体物料.用单材料包装：生产率约15~20袋/min；用复合膜包装，生产率可达100袋/min。例二…例二立式三边封口制袋包装机●工作过程同前，只是采●可进行多种物料按设定比例包装。应的三角形成形器；立式连续制袋封口包装图5—10连续制袋四边封口包装机构1-料斗；2-扇形转鼓加料器；3-塑膜；4-纵封滚轮；5-引导管；6-横封及切断滚轮●塑膜在纵封滚轮4作用下，由上而下连续运动，完成纵封→横封滚轮6闭合进行横封，完成下袋上口和上袋下口封合（此时，扇形转鼓加料器2进行加料）；→横封同时，装在横封滚轮上的滚刀则将上下袋切断分离。●适用于小颗粒散料的包装，其生产率在100袋/min以上。应用…应用.卧式间歇直线型制袋联合包装机卧式间歇制袋包机示意图1-三面封口袋；2-切断刀；3-纵封器；4-加科器；5-横封器；6-隔块；7-导向杆；8-板式成形器；9-导向滚轮；10-卷简塑膜.»…→（横封器5和加料器4回退）纵封器3闭合并拉着塑膜移动一个袋位→完成纵封；→纵封器松开退回，切断刀2对全部封口的包装袋进行切断→完成切断；→完成制袋成形—三边封口—切断。▲卷筒塑料薄膜10经导向滚轮9、板式成形器8及导向杆7→塑膜成U形，并由隔块6分开▲应用：→加料器4进入加料位置，横封器5闭合→完成横封、加料；应用.卧式连续三边封口联合包装机图5—12卧式间歇制袋包机示意图1-三角形成形器；2-立辊；3-纵封器；4-充填转盘；5-切刀盘；6-横封器.»…卧式连续续▲适用于小剂量物料的连续，其生产率在100袋/min以上。▲平张卷的塑膜经导向经三角形成形器1、立辊2而对折→经与塑料膜同速回转的纵封器3热封→隔成一个个连续开口向上的包装袋（纵封）→再经同速回转的充填转盘4，在回转中完成充填→连续包装袋与回转切刀盘5相遇被切断分离→一个个包装袋被导入横向热封器6进行横封（横向热封器由两条连续反向回转的金属带组成，它们夹住充填袋上部）→一边封口、一边移动，直至落入输送带进行集装。四、材料卷支承装置●制袋－充填－封口包装机类型品种繁多、结构各有差异；●袋包装机有众多基本工作装置，其中材料卷支承装置具有一定共性；●包装材料卷支承装置保证材料卷：在要求位置保持着一定的牵引力范围；按要求稳定松展。●包装材料卷支承装置多种多样。典型装置如图…….图5—13包装材料卷支承装置1-支承架；2-心轴；3-调位器；4-套筒轴；5-挡盘；6-包装材料卷；7-导辊；8-摆杆；9-张力调节器»…结构：●支承架1固定在包装机上，其上可安装两、三个支承装置；●支承装置的心轴2固定在支承架1上，通过轴承套装以套筒轴4；●包装材料卷6用挡盘5固定在套筒轴4上，位置按要求定；●调位器3用以微调套筒轴4在心轴上的位置→保证材料卷位置正确；●导辊7（由心轴、辊筒及其间的滚动轴承组成）装在摆杆8上并随之运动；●摆杆8可在套筒轴上自由摆动，同时与张力调节器9的制动带联接→因而可随牵拉输送速度变化引起导辊7摆动变化→自动调节包装材料的张力趋于平衡。»…材料引导与输送:●包装材料的牵引送进用输送装置来完成»输送装置随输送方式（间歇或连续）的不同而异；»通常多是连续回转轮式、间歇送进直线往返式。●包装材料自卷盘引出后，通过若干导辊后才到成型器»导辊起着