吹软管包装设备的旋转立式中空成型系统的研究

郭绍浩，郭小弟，卢 伟，杨时楷，林立森

（潮安县复兴食品机械有限公司，广东 潮安 515638）

近年来，随着采用聚乙烯（LDPE/HDPE）塑料为原料的软管（瓶）饮料食品包装容器的出现和应用，掀起了一场饮料食品的革命。软管（瓶）饮料食品包装容器，具有可塑性强、现状多样性、韧性好、易灌装、便于储运和价格低廉等特点，应用在果汁、奶制品、茶饮料、可吸果冻等食品的包装上，并迅速占领市场，强有力地冲击着PET、PEN、PP等材质为原料的食品塑料硬瓶包装容器的市场份额。

1 新设备研制的紧迫性

目前国产最先进的吹软管（瓶）机是卧式4～8工位旋转成型吹瓶机，生产流程为挤出机挤出管形瓶胆自流，由一二位合模成型，自动切刀切断管形瓶胆，完成成型过程脱模，8个工位交替工作，由于局限于工位数量及自动化功能，装备最高产量为5 000个/h，存在数量低、需人工剥离，既浪费人工又产生二次污染的问题。同时，也远远配套不了目前用于软管饮料灌装时速达到1万多个的自动灌装封口设备，严重挤压了饮料生产流水线的整体性能。

对此，通过研究开发24工位的旋转立式中空成型盘架，配合高速自动分配器装置，形成高速旋转立式中空成型系统，解决吹软管（瓶）生产装备高速连续的合膜、吹塑成型、冷却、脱模等工序作业，使装备达到高效、优质，吹软管（瓶）速度高达12 000个/h，整机的工作效率领先于国际先进设备。

2 旋转立式中空成型系统的原理及结构

图1是新开发的高速旋转立式中空成型系统，系统包括主机座、传动装置、转盘、水冷装置（冷却风管）、分配器，主机座设于整机下方，其上方连接护栏。

主机座侧面的中下方设置真空储气罐，真空储气罐依次连接气管、分配器上的真空口；传动装置包括设于主机座一侧的电机、齿轮；转盘的一侧设置分配器、边沿设置模架及冷却风管。

图1 高速旋转立式中空成型系统结构图

分配器为圆形转盘，边沿设置真空口、吹瓶口、排气孔、冷却口、脱模口、油杯孔，其中的脱模口、吹瓶口、冷却口分别通过气管依次连接到分气罐、减压阀。当分配器启动应用于旋转立式中空成型盘架的多个工位时，将准确地为旋转成型机上不同工位提供吸气、吹气、脱模等不同连续工位动作。

在模架设置双曲臂连杆，位于模具的两侧，可设置24个工位；模架上设置模具和气嘴，模具与模具间设置冷却气管，水冷装置设于转盘的左右两侧，模具的前部与后部可拆装。

模具气嘴的一端设置吹瓶口、真空口，通过气管依次连接到分配器、减压阀，包含吸气、吹气、脱模等三个中空成型机的连续工位动作。

水冷装置包括冷却水箱、进水口、出水口，水箱共设置两个，分别设于转盘的左右两侧，进水口设于主轴的一端，出水口设于主轴的另一端。

在整个机组运行时，本立式中空成型系统通过在电脑PLC控制系统设置并发出指令，启动立式中空成型系统的传动装置，同时，24个模具在分配器的分配下，承接挤出系统挤出的塑料管形瓶胆，进行合膜、吹塑成型、冷却、脱模等不同工位工作的连续式闭合运行，通过脱模后的成型软管将进入机组的成品剥离系统，进行冷却输送、剥离及废料回收等工序。

3 整机的工作效率

通过以上立式中空成型系统的高速、稳定运行，可实现合膜、吹塑成型、冷却、脱模等工序生产工艺流程的高效、全自动化特征，远远胜出目前国内最先进卧式4～8工位旋转成型吹瓶机最高产量为5 000个/h的工作效率，改变了卧式旋转成型吹瓶机存在的工位数量少、自动化程度低，且需人工剥离，既浪费人工又产生二次污染的问题，也超过目前国外最先进的同类装备（TGS轮转式自动连续中空压制成形机组）的6 600个/h装备生产速度，最终实现吹软管（瓶）机组运行速度高达12 000个/h，整机的工作效率远远超出国内同类装备，并领先于国际先进设备。

4 结束语

要保证吹软管（瓶）机组的高速及稳定质量，需要一种恰当的立式中空成型系统。通过本文的阐述得到以下结论：

（1）以立式中空成型系统代替目前卧式旋转成型系统，能有效提高成型数量，具有成型效果好、成品率高、结构紧凑的优点；

（2）立式中空成型系统平台支承采用主轴、轴承座配合模架、传动齿轮、导轨的支承形式，具有滑动摩擦力小，承载能力大的特点。