Машина для запайки стеклоизделий

Машина для запайки стеклоизделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1п1 53355 I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.08.73 (21) 1956077/29-33 (51) М. Кл."- С 03В 23!18 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 30.10.76, Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 27.10.76 (53) УДК 666.037.7 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. В. Александер, В. С. Можжухин и Н. А. Филипин (71) Заявитель

Специальное проектно-конструкторское бюро медицинской промышленности (54) МАШИНА ДЛЯ ЗАПАЙКИ СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области запайки ампул и пробирок из стекла с медицинскими средствами и может быть использовано в пищевой, химической, медицинской отраслях промышленности.

Известна машина для запайки стеклоизделий, например, ампул, содержащая кольцевой нагреватель, держатель для ампул, узел оттяжки и открыва кончика. Однако такая машина часто вызывает частичное или полное повреждение капилляра.

Целью изобретения является повышение качества запайки.

Достигается это тем, что узел оттяжки и отрыва кончика выполнен в виде пневматической дюзы с каналами, выходные отверстия которых расположены вблизи нагревателя под углом один к другому и повернуты в сторону, противоположную нагревателю.

На фиг. 1 изображена машина для запайки в линейном варианте выполнения, поперечный разрез; на фиг. 2 — вид по стрелке А на фиг.

1 (пример 1); на фиг. 3 — разрез по Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — вид по стрелке А на фиг.

1 (пример 2); на фиг. 5 — разрез по  — B на фиг. 4; на фиг. 6 — опора, горелка и дюза в динамике без емкости; па фиг. 7 — то же в момент нагрева шейки емкости; на фиг. 8 — то же в момент окончания запайки.

Предлагаемая машина для запайки емкостей может быть конструктивно выполнена в излагаемом ниже варианте, однако, приведенный вариант ее выполнения не обязателен, поскольку ее основные принципиальные признаки могут быть сохранены и при другом конструктивном исполнении, не меняющим сущности изобретения.

На станине 1 укреплен пневмоцилиндр 2, снабженный штоком 3, и наклонная стенка 4, на которой установлен угольник 5 с двигателем 6, подвешен подшипник 7, укреплен штырек 8 с пружиной 9, соединеннои с подшипником. В подшипнике смонтирована ось 10 с роликом 11 на одном конце и шкивом 12 на другом. Шкив связан с двигателем бесконечной передачи 13. На наклонной стенке смонтирована вертикально подвижная линейка 14, связанная через шток с пневмоцилпндром. На

20 всртикально подвижной лпнейке 14 последовательно укреплены ролики 15, опора 16, шарнирный держатель 17, связанный с пневмопередачей 18 и с газовой горелкой 19, которая снабжена пружиной 20, дюза 21 и короб 22.

25 Внутрь вертикально подвижной линейки 14 введена горизонтально подвижная линейка 23, связанная с приводом 24 известной конструкции. Между дюзой и коробом на их противолежащих сторонах смонтирована оптическая

533551

3 система — источник 25 и приемник 26 света, связанный с электропневматическим командным прибором 27 известной конструкции. Командный прибор связан также с пневмосистемой 28, к которой подключены регулятор давления 29, манометр 30 и ранее упомянутые приводы и дюза.

Описанный выше вариант конструктивного выполнения машины не единственный, в котором можно реализовать принципиальные признаки ее.

Пневматическая дюза 21 также может быть конструктивно оформлена различно, тем не менее ее принципиальные признаки сохраняются.

Пример 1 выполнения дюзы (фиг. 1, 2, 3) .

Дюза 21 выполнена в форме монолитного прямоугольника. В верхней стенке 31 прямоугольной дюзы вырезано шлицеобразное гнездо 32, ширина которого между боковыми сторонами 33 и 34 сходна с диаметром шейки (капилляра) обрабатываемой емкости, а нижняя вогнутая сторона 35 гнезда сходна с формой поверхности шейки емкости. Стенка 36 дюзы, расположенная вблизи от горелки, выполнена плоской. Гнездо в теле дюзы снабжено полуворонкообразным окончанием 37. Внутри дюзы выполнен коллектор 38 с ветвями 39 и 40, выходные отверстия 41 и 42 которого выведены в стенки полуворонкообразного выхода и повернуты под углом в пределах 2 стерадианн (в примере 90 ) навстречу один другому в сторону, противоположную горелке.

Пример 2 выполнения дюзы (фиг. 4 и 5) .

Дюза 21 выполнена в форме монолитного прямоугольника с круглым фигурным сквозным отверстием 43 с воронкообразным окончанием 44. В отверстие дюзы вмонтировано кольцо 45 с круглым гнездом 46, внутренний диаметр которого сходен с диаметром шейки (капилляра) обрабатываемой емкости. Кольцом и отверстием в дюзе образован кольцевой коллектор 47 и щелевидное кольцевое выходное отверстие 48, которое выведено в стенку воронкообразного окончания и наклонено под углом в пределах 2 стерадианн (в примере

100 ) внутрь воронкообразного окончания и в сторону, противоположную горелке.

Для ввода емкости в круглое гнездо 46 дюзы, ее монтируют возвратно-поступательно подвижной в поперечном направлении машины известными средствами (на чертеже не показано в связи с незначительностью и широкой известностью приема).

Го елка 19 в машине может быть укреплена и неподвижно на угольнике 49. В этом случае отклонение пламени (прекращение нагрева емкости) осуществляет воздух в дюзе.

Точечная горелка в машине может быть заменена и другим нагревателем известной кон"трукции, например электрическим. Причем нагреватель может быть установлен не только точечный, но и секторный или кольцевой известных конструкций. В этом случае средства вращения емкости не устанавливают.

)5

Для повышения производительности в машине могут быть установлены группы дюз и средств кругового нагрева, как в машинах линейного, так и роторного типов.

Машина работает в следующем порядке: включают средство нагрева (например зажигают газ в горелке 19). Затем включают электропневматический командный прибор 27, который воздействует на пневмоцилиндр 2. Шток

3 опускается вместе с вертикальной подвижной линейкой 14 и уложенной на позиции нагрузки (вне позиции запайки) на опору 16 емкостью 50, причем шейка (капилляр) 51 емкости помещена на опоре 16, Таким образом, емкость 50 перекладывают на горизонтально подвижную линейку 23, а вертикально подвижная линейка 14 продолжает движение вниз. Затем прибор 27 воздействует на привод 24 и линейка 23 сдвигается по горизонтали, перемещая емкость 50 под ролик 11. Линейка 14 поднимается вверх и емкость 50 вновь перекладывается на ролик 15 и опору 16, поджимая емкость к ролику 11, причем кончик 52 емкости размещается в гнезде 32 дюзы 21, а линейка 23 совершает обратный горизонтальный ход. Командный прибор 27 воздействует на двигатель 6, который через передачу 13, 12, 10 и 11 начинает вращать емкость 50. Командный прибор 27 включает ппевмопередачу 18, горелка

19 подходит под шейку (капилляр) 51 емкости 50 и нагревает ее пламенем. Одновременно командный состав прибор 27 включает подачу сжатого воздуха к дюзе 21, который поступает в дюзу непрерывно (или прерывисто) во время работы машины и непрерывно воздействует на кончик 52 запаеваемой емкости 50, оттягивает его по мере возрастания степени пластичности, при которой материал (стекло) деформируется и в конечном счете отрывает его. Оторванный сжатым воздухом кончик 52 падает в короб 22. Сигнал о присутствии в гнезде 32 дюзы 21 кончика 52 емкости 50 передается на командный прибор 27 источником

25 счета через приемник 26 света. После падения кончика 52 в короб 22 источник 25 и приемник 26 передают сигнал об этом командному прибору 27, который отводит горелку 19, приводит в действие линейку 14, опуская ее пневмоцилиндром 2. Емкость 50 перекладывается на линейку 23, а линейка 23 выводит запаянную емкость 50 за пределы позиции запайки. Затем манипуляции всех узлов машины повторяются. В случае применения дюзы

21, описанной в примере 2, дюза и короб 2 сдвигаются в поперечном направлении машины в сторону от горелки 19 известными средствами (на чертеже не показано).

В случае, когда горелка 19 установлена неподвижно на угольнике 49 (фиг. 6), пламя от запаянной емкости отводится в сторону дюзы

21 в гнездо 32 потоком воздуха, засасываемым в гнездо 32 (в примере 1) или в гнездо 46 (в примере 2) динамическим напором струй воздуха, выходящих из отверстий 41 и 42 (в примере 1) или щелевидного отверстия 48 (в при533551

5 мере 2). В результате чего прекращается нагрев емкости. При введенном в гнезда 32 или

46 кончика 52 емкости 50 засасывание пламени практически не происходит, так как почти все гнездо заполнено кончиком 52 емкости 50.

Такие манипуляции пламени под воздействием движения воздуха за дюзой и перед ней у горелки приведены на чертежах (фиг. 6, 7 и 8).

Когда кончика 52 в гнезде 32 (или 46) дюзы 21 нет, (фиг. 6) пламя засасывается в гнездо 32 (46). Когда в гнездо 32 (или 46) введен кончик 52, оно заполнено телом кончика и пламя практически стоит вертикально (фиг. 7). Когда кончик 52 оттянут, оторван и упал в короб 22 (т. е. емкость 50 запаяна), пламя вновь засасывается в гнездо 32 (46) дюзы 21. При этом гашения пламени не происходит в результате подбора режимов давления воздуха.

Между отверстием 53 в торце емкости 50 и нагреваемым участком шейки 51 точку пересечения струй воздуха из отверстий 41 и 42 помещают на расстояние 1, равное двум диаметрам того участка емкости, на который воздействует горелка 19 (участка, который подвергают нагреву) или на расстояние больше двух диаметров, считая от отверстия 53 емкости.

Для осуществления бесконтактной запайки с оттяжкой подбирают величину вылета (расстояние) от участка нагрева до отверстия 53 в торце емкости 50, давление воздуха P и суммарный угол наклона струи воздуха (в примере 1 угол наклона отверстий 41 и 42 равен

90 ). Давление струй воздуха влияет на величину давления внутри емкости 50.

При подборе величин названных параметров, влияющих на величину давления внутри емкости, учитывают следующее: — изменение величины расстояния (вылета) в сторону увеличения снижает величину разрежения внутри емкости; — увеличение давления P струй воздуха увеличивает их динамический напор, а следовательно, и усилие оттяжки кончика 52 емкости 50, но одновременно увеличивает разрежение внутри емкости; — изменение угла наклона отверстий 42 и

41 (или щели 48) влияет на величину усилия, необходимого для оттяжки и отрыва кончика

52 емкости.

Приведенные параметры устанавливают с учетом того, что величина разрежения внутри емкости 50 прямо пропорциональна давлению струй воздуха из отверстий 41 и 42 или щели 48, обратно пропорциональна величине расстояния (вылета) и изменяется с уменьшением или увеличением угла наклона отверстий

41 и 42 (или щели 48).

Суммарное усилие воздействия струй на отрываемый кончик 52 емкости выбирают до"таточным для преодоления сопротивления

".текла по достижении им пластического состояния, при котором начинается деформация стекла (практически от 1 до 3,8 г). При запай е ампул, расположенных к горизонту под

>r

25 зо

6О

6 углом, близким к 90, усилие должно быть увеличено на величину, равную весу отрываемого кончика 52. Если угол наклона ампулы меньше 45, как это показано на фпг. 1, весом кончика можно пренебречь. Для обеспечения создания необходимого и достаточного усилия для оттяжки и отрыва кончика стекла, создают давление воздуха в источнике, практически не превышающее 2 ати при условии запайки ампул и пробирок.

Оттяжку и отрыв кончика 52 всегда осуществляют путем приложения постоянного действующего в сторону от горелки усилия струй воздуха в процессе нагрева всей окружности части шейки (капилляра) емкости. Процесс оттяжки и отрыва происходит автоматически, обеспечивая caMoperyëèðoâàíèå продолжительности запайки, так как операция оттяжки и отрыва всегда осуществляются при одном условии — достижении стеклом в результате нагрева кольцеобразного участка шейки 51 такой степени пластичности, при которой начинается деформация стекла. При этом диаметр. толщина стенок и масса нагреваемого участка емкости также, как и физические и химические свойства стекла влияют, в основном, только на продолжительность нагрева при постоянной температуре пламени нагрева у горелки. Возможные колебания теплового режима влияют также на время нагрева, однако не ухудшают качество запайки.

Снижение степени разряжения в запаянной емкости получают следующим образом: при выполнении всех приведенных операций и условий у отверстия 53 в емкости 50 в процессе запайки ее и оттяжки кончика 52 создают противодавление потоку воздуха из отверстий

41 и 42, например, путем создания струи воздуха, направленной в сторону отверстий 41 и

42. Регулировкой противодавления достигают разную степень разрежения в емкости 50.

При уравновешивании противодавлением разрежения, создаваемого в емкости оттягивающими струями воздуха, давление внутри емкости равно давлению окружающей среды, а запаянный конец емкости принимает форму полусферы, наибольший диаметр которой равен прилежащему участку емкости.

При создании противодавления большего, чем разрежение, создаваемое оттягивающими струями воздуха, в емкости 50 создается давление большее, чем окружающей среды, а запаянный конец емкости принимает форму шара, диаметр которого больше диаметра прилежащей части емкости.

Уравновешивание разрежения, создаваемого внутри емкости 50 оттягивающими струями воздуха, с давлением окружающей среды, в результате чего форма запаянного конца емкости принимает вид полусферы, достигают и без приложения противодавления. Для этого точку пересечения струи воздуха помещают от отверстия 53 на расстояние, равное трем диаметрам нагреваемого участка емкости 50 или на расстояние более трех диаметров.

533551

/

Технико-экономический эффект от использования предлагаемой машины характеризуется тем, что оттягивание кончика 52 осуществляется бесконтактным методом, на кончик 52 постоянно воздействует только струя воздуха под давлением не более 2 ати, поэтому при оттягивании не происходит самопроизвольное скручивание стекла, а воздействие средств оттяжки — струй воздуха на стеклянный кончик несоизмеримо мягче, чем жестких узлов известных машин при контактном способе оттяжки.

Поскольку усилие, с которым струи воздуха прикладывают к емкости, обусловлено давлением не более 2 ати для ампул и пробирок, исключается их механическое разрушение, так как прочность стекла, из которого изготовлены упомянутые емкости, выдерживает значительно большие нагрузки.

Кроме того, при использовании машины улучшается качество запайки, так как на запаянном торце емкости исключено образование капель стекла. Существенно упрощаются средства для оттяжки (в данной машине это лишь струи воздуха). Полностью исключено применение командных для начала оттяжки средств типа фотоэлементов или устройств, определяющих крутящий момент, которые, как правило, имеют относительно невысокую точность фиксации нужного для выдачи параметра (например, свечение стекла) поскольку стекло аморфно, не имеет определенной температуры плавления, размягчение его (изменение пластичности) возникает постепенно с повышением температуры нагрева участка шейки емкости, а стенки емкости из стекла не имеют постоянной толщины. Технический эффект состоит также в том, что машина осуществляет оттяжку кончика 52 непосредственно от основного параметра процесса запайки — пластического состояния материала, из которого

10 изготовлена емкость, в точке (кольце) нагрева, а не в зависимости от вторичных (побочных) параметров его, таких, например, как свечение стекла.

Экономический эффект от реализации ма15 шины складывается из уменьшения брака запайки и удешевления средств запайки. Кроме того, машина обеспечивает получение разновидных по форме запаянных концов емкостей.

Формула изобретения

Машина для запайки стеклоизделий, например, ампул, содержащая кольцевой нагреватель, держатель для ампул, узел оттяжки и

25 отрыва кончика, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества запайки, узел оттяжки и отрыва кончика выполнен в виде пневматической дюзы с каналами, выходные отверстия которых расположены вблизи на30 гревателя под углом один к другому и повернуты в сторону, противоположную нагревателю.

533551 воздух воздух Раг 6

«ааюл

Фиг. 8

Составитель С. Белобокова

Техред М. Семенов

Корректор Н. Лук

Редактор Т. Пилипенко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2262/11 Изд. № 1704 Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5